Domaine de l'invention
[0001] L'invention concerne la mise en oeuvre et le sertissage d'objets tels que des pierres
précieuses ou semi-précieuses sur des substrats formés de matériaux non ductiles tels
que notamment de verre, de céramique, de polymères durs usinables et/ou photodurcissables
(époxy, PEEK) ou encore de silicium monocristallin ou polycristallin.
[0002] L'invention concerne plus particulièrement selon un premier objet un procédé de réalisation
de châtons de sertissage sur des substrats formés de matériaux non ductiles.
[0003] L'invention concerne également un procédé de sertissage d'un objet tel que pierre
précieuse ou semi-précieuse sur un substrat non ductile à l'aide d'un châton obtenu
selon le procédé de l'invention.
[0004] L'invention concerne enfin une pièce d'horlogerie ou de joaillerie comportant un
substrat non ductile muni d'un châton de sertissage obtenu selon le procédé inventif.
[0005] L'invention trouvera des applications particulières dans l'horlogerie et la joaillerie,
notamment pour la réalisation de cadrans ou autres aiguilles de montres serties de
pierres précieuses ainsi que de bijoux.
Etat de la technique
[0006] Dans les domaines de l'horlogerie et de la joaillerie les pierres précieuses et semi-précieuses
ont de tous temps été utilisées pour orner, habiller et décorer des pièces de toute
sorte telles que bagues, broches, pendants, bracelets, boîtes, cadrans etc... et leur
conférer ainsi un rendu esthétique raffiné, luxueux et lumineux, utilisant à dessein
les propriétés de réflexion et de transmission de la lumière des pierres. Le plus
souvent, et selon les canons en vigueurs dans les domaines de la haute-joaillerie
et haute-horlogerie, ces pierres précieuses sont positionnées et serties sur des substrats
de métaux précieux (or, argent, platine, palladium), ces métaux présentant une ductilité
propre à leur mise en forme par façonnage et/ou dépôt et soudage manuel des griffes
et châtons de sertissage de chacune des pierres.
[0007] Ces techniques de sertissage sont bien maitrisées et donnent parfaite satisfaction
tant que les matériaux sur lesquels les pierres sont serties sont suffisamment ductiles
pourformer les griffes de sertissage ou permettent une fixation ponctuelle aisée de
châtons métalliques, sans avoir recours à un collage par adhésif. Cependant, depuis
quelques années, de nombreux nouveaux matériaux tels que le verre, les céramiques
et le silicium entre autres ont été mis en oeuvre pour la réalisation de pièces d'horlogerie
et de joaillerie, en particulier pour leur propriété physiques et mécaniques ainsi
que leurs rendus esthétiques particuliers. La mise en oeuvre de ces matériaux est
cependant complexe, notamment en raison de leur dureté et fragilité, qui les rendent
très difficilement usinable une fois produits.
[0008] La déposante a par exemple proposé dans la demande
EP 3291024 A1 un nouveau type de module d'affichage monolithique procurant un affichage mystérieux
et animé d'une grande simplicité et compacité de construction, un tel module d'affichage
comportant des organes d'affichage mobiles les uns par rapport aux autres pour former
un dit motif par l'intermédiaire de liaisons déformables élastiques de type lames
flexibles. Ces modules d'affichage sont obtenus par des procédés issus de la microtechnique
et microélectronique, par des procédés de gravure profonde de wafers de silicium.
[0009] Un tel module d'affichage présente l'avantage par la finesse de ses éléments constitutifs,
de l'ordre de quelques micromètres, de procurer des effets esthétiques très divers
en fonction de la forme des éléments mobiles ainsi que des couleurs de fond de cadran
avec lesquels ils sont associé. Cependant, il n'est pas possible à ce jour de sertir
des pierres précieuses selon les méthodes classiques sur une telle pièce de silicium,
de même qu'il n'est pas possible de sertir des pierres sur des pièces céramiques ou
de verre, sans détériorer irréversiblement lesdites pièces.
[0010] Un but de l'invention est spécialement de procurer une technique de sertissage d'objets
tels que des pierres précieuse ou semi-précieuses sur des substrats non-ductiles tels
que de silicium, de céramiques ou de verre et des pièces d'horlogerie ou de joaillerie
comportant de tels substrats munis de pierres serties.
[0011] Un autre but de l'invention est de procurer des pièces d'horlogerie ou de joaillerie
comportant un substrat non-ductile et un châton de sertissage dotées de griffes métalliques
solidaires dudit substrat sans recourir à un collage.
Objet de l'invention
[0012] La présente invention atteint son but par procédé de réalisation d'un châton de sertissage
d'un objet sur une surface d'un substrat non-ductile, ledit châton comportant une
ceinture formant un siège d'appui d'un dit objet et une pluralité de griffes déformables
réparties à la périphérie de la ceinture et présentant une longueur telle qu'une extrémité
libre au moins de chaque griffe puisse être repliée contre l'objet une fois ce dernier
sis dans la ceinture, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- Métallisation d'une portion au moins de la surface dudit substrat sur laquelle le
châton doit être formé ;
- Réalisation de la ceinture du châton dans la portion de surface du substrat préalablement
métallisée ;
- Réalisation des griffes par dépôt des fils métalliques sur la portion de surface du
substrat préalablement métallisée à la périphérie de la ceinture.
[0013] Dans le cadre de la présente invention, on entend par « substrat non-ductile » tout
matériau dont le module d'Young est supérieur à 2.3 GPa, qualifié également communément
de matériau rigide. Un substrat non-ductile au sens de l'invention peut notamment,
mais non exclusivement, être constitué de silicium, monocristallin ou polycristallin,
de céramique, ou encore de verre.
[0014] Dans un mode de réalisation, la réalisation de la ceinture comporte la formation
d'un orifice dans le substrat non-ductile. Un tel orifice pourra être réalisé selon
diverses techniques selon la nature du substrat. A titre non limitatif, on pourra
citer notamment les procédés de gravure profonde pour des substrats de silicium (notamment
les procédés DRIE - pour Deep Reactive-ion Etching en anglais) ou encore de frittage
pour des céramiques.
[0015] Dans un mode de réalisation, la réalisation des griffes comporte le dépôt individuel
de fils métalliques à la périphérie de la ceinture selon un procédé de bossage de
fil, dit « stud bumping » en anglais.
[0016] Dans un mode de réalisation alternatif, la réalisation des griffes comporte le dépôt
simultané de fils métalliques à la périphérie de la ceinture par thermocompression
sur la surface du substrat préalablement métallisée depuis une plaque support sur
laquelle les fils ont préalablement été formés. On pourra notamment dans ce cas utiliser
la technique de thermocompression développée par la Demanderesse et décrite dans le
brevet
EP 2579104 B1.
[0017] Lorsque les fils de la griffe sont formés par la technique de thermocompression susvisée,
il sera utile de prévoir avantageusement une étape additionnelle de redressement des
fils métalliques déposés par rapport à la surface du substrat, afin de faciliter la
mise en place ultérieur d'un objet à sertir sur le châton.
[0018] Dans un autre mode de réalisation, les griffes du châton peuvent être obtenues selon
les étapes suivantes :
- formation d'orifices traversant dans le substrat non-ductile, un dit orifice constituant
la ceinture du châton ;
- remplissage desdits orifices par un matériau sacrificiel ;
- formation des griffes par photolithographie et croissance galvanique à la périphérie
de l'orifice constituant la ceinture du châton ;
- retrait du matériau sacrificiel des orifices par voie sèche ou humide.
[0019] Ce mode de réalisation est apparenté aux techniques de fabrication de circuits intégrés
et autres composants dans le domaine de la microélectronique et des microsystèmes,
bien connus de l'homme du métier dans ces domaines. Ces techniques ne seront donc
pas plus détaillées ici.
[0020] Il sera également utile de prévoir dans ce mode de réalisation une étape de redressement
des fils métalliques déposés par rapport à la surface du substrat postérieurement
au retrait du matériau sacrificiel.
[0021] Selon encore une autre alternative, la réalisation des griffes peut également consister
à mouler les fils métalliques à la périphérie de la ceinture dans des orifices idoines
agencé dans une couche de résine photosensible par photolithographie et croissance
galvanique.
[0022] Selon encore un autre mode de réalisation, les étapes de réalisation de la ceinture
et des griffes peuvent être réalisées simultanément et comportent les étapes suivantes
:
- Formation d'une embase métallique sur un support par photolithographie et croissance
galvanique, ladite embase présentant un centre géométrique ;
- Dépôt sur une surface supérieure de l'embase d'une première pluralité de fils métalliques,
par un procédé de bossage de fil, dit « stud bumping » en anglais, lesdits fils présentant
une hauteur h1 et étant répartis uniformément à une distance d1 du centre géométrique
de l'embase et formant ladite ceinture ;
- Dépôt sur une surface supérieure de l'embase d'une deuxième pluralité de fils métalliques,
par un procédé de bossage de fil, dit « stud bumping » en anglais, lesdits fils de
la deuxième pluralité présentant une hauteur h2 supérieure à la hauteur h1 des fils
de la première pluralité de fils et étant répartis uniformément à une distance d2
du centre géométrique de l'embase, la distance d2 étant supérieure à la distance d1
et lesdits fils de la deuxième pluralité de fils formant lesdites griffes ;
- Désolidarisation de l'embase métallique dudit support, et
- Fixation de l'embase sur la surface préalablement métallisée du substrat.
[0023] Cette forme de réalisation alternative selon le procédé de l'invention permet avantageusement
de réaliser une pluralité de châtons dotés d'une embase supportant ceinture et griffes
du châton, le tout formant un ensemble venu de matière sur un premier substrat, puis
de séparer le cas échéant ladite embase dudit premier substrat pour ensuite solidariser
le châton sur le substrat non-ductile de support final. On peut ainsi réaliser des
compositions d'objets sertis très complexes et originales sur un substrat non-ductile,
comme par exemple pour des cadrans de pièces d'horlogerie formés de céramique ou de
silicium comme proposé dans la demande de brevet
EP 3291024 A1 au nom de la Demanderesse.
[0024] Selon les divers modes de réalisation du procédé de l'invention, les fils métalliques
formant les griffes du châton sont de préférence constitués d'alliage d'or et/ou autres
métaux précieux tels que notamment d'argent et/ou de palladium.
[0025] De même, l'étape de métallisation comporte de préférence le dépôt d'une couche mince
d'or par un procédé de dépôt en phase gazeuse.
[0026] L'invention concerne également selon dans un second objet un procédé de sertissage
d'un objet sur une surface d'un substrat non-ductile tel que précédemment défini.
Ce procédé de sertissage comporte dans un mode particulier les étapes définies à la
revendication 14, ou dans une alternative les étapes définies à la revendication 15.
[0027] Un dernier objet de l'invention concerne une pièce d'horlogerie ou de joaillerie,
comportant un substrat non-ductile et un châton de sertissage d'un objet agencé sur
une surface dudit substrat, ledit châton comportant une ceinture formant un siège
d'appui dudit objet et une pluralité de griffes métalliques déformables réparties
à la périphérie de la ceinture et présentant une longueur telle qu'une extrémité libre
au moins de chaque griffe puisse être repliée contre l'objet une fois ce dernier sis
dans la ceinture. Avantageusement, le châton de sertissage est formé sur le substrat
non-ductile selon une des variantes du procédé de réalisation d'un châton de sertissage
de l'invention telles que précédemment définies.
Descriptifs des figures
[0028] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple
de réalisation faite en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- les figures 1a à 1f représentent schématiquement et en coupe verticale les étapes
du procédé de réalisation d'un châton de sertissage et de sertissage d'une pierre
précieuse tel un diamant selon une première variante de réalisation ;
- les figures 2a à 2d représentent schématiquement et en coupe verticale les étapes
du procédé de réalisation d'un châton de sertissage et de sertissage d'une pierre
précieuse tel un diamant selon une deuxième variante de réalisation ;
- Les figures 3a à 3f représentent schématiquement et en coupe verticale les étapes
du procédé de réalisation d'un châton de sertissage et de sertissage d'une pierre
précieuse tel un diamant selon une troisième variante de réalisation ;
- Les figures 4a à 4f représentent schématiquement et en coupe verticale les étapes
du procédé de réalisation d'un châton de sertissage et de sertissage d'une pierre
précieuse tel un diamant selon une quatrième variante de réalisation ;
- Les figures 5a à 5d représentent schématiquement et en coupe verticale les étapes
du procédé de réalisation d'un châton de sertissage et de sertissage d'une pierre
précieuse tel un diamant selon une cinquième variante de réalisation.
Description de modes de réalisation de l'invention
[0029] Différentes variantes de réalisation d'un procédé de réalisation d'un châton de sertissage
1 d'un objet O tel que pierre précieuse ou semi-précieuse par exemple sur un substrat
non-ductile 2 vont être présentées ci-après en référence aux figures 1 à 5. Par concision
et simplicité, on considérera dans chacun des modes de réalisation décrit, et à titre
non limitatif de la portée de l'invention, la formation d'un châton 1 d'un alliage
aurifère sur un substrat non-ductile 2 constitué de silicium pour sertir un objet
O formé d'un brillant de diamant taillé pour présenter classiquement de part et d'autre
d'un rondiste définissant la section la plus large du brillant dans un plan horizontal,
une culasse terminée par une collette sous ledit plan du rondiste et une couronne
terminée par une table au-dessus dudit plan du rondiste. Toutefois, on pourrait bien
entendu envisager des substrats d'un autre matériau non-ductile au sens de l'invention,
notamment de céramique, ainsi que d'autres métaux, les alliages aurifères et/ou d'autres
métaux précieux tels l'argent et le palladium étant cependant préférés.
[0030] De plus, sur toutes les représentations, on considérera un repère orthonormé XYZ,
chaque figure étant une représentation en coupe selon un plan vertical YZ d'un substrat
2 non-ductile sur lequel est formé un châton 1 de sertissage en or.
[0031] Les figures 1a à 1f représentent un premier procédé de formation d'un châton 1 en
or sur un substrat non-ductile 2 formé de silicium. Cette première méthode peut être
dite de transfert de fils ou de bandes d'or sur le substrat 2 pour réaliser les griffes
12 du châton 1 à la périphérie d'une ceinture 11 dudit châton 1 formée par un orifice
3 formé dans le substrat 2, notamment par gravure profonde, comme cela est bien connu
dans le domaine de la microélectronique et des microsystèmes (MEMS, NEMS, MOEMS etc..).
[0032] Selon une première étape (fig. 1a), on réalise dans un premier temps un dépôt de
fils ou bandes d'or 4 sur un substrat support 5 par photolithographie et croissance
galvanique, selon des techniques bien connues du microtechnicien. Dans le même temps
on prépare le substrat 2 receveur par réalisation d'une couche métallique d'or 21
sur une surface du substrat receveur 2, par exemple par un dépôt physique en phase
vapeur, suivi d'une gravure profonde pour former un ou plusieurs orifices 3 destinés
à former ceinture 11 d'un châton 1 de sertissage. A cet effet, le diamètre des orifices
3 est choisi tel que celui-ci soit inférieur à la plus grande dimension du rondiste
d'un diamant O à sertir, ledit diamant O pouvant ainsi être positionné de manière
stable sur sa culasse sur le rebord de l'orifice 3, comme il ressortira plus particulièrement
des figures1f et 1g ultérieurement.
[0033] Une fois ces deux préparations réalisées, on opère dans un second temps (fig. 1b)
le transfert des fils ou bandes d'or 4 sur le substrat 1 receveur par thermocompression,
selon les principes définis notamment dans le brevet
EP 2579104 B1 au nom de la Demanderesse. On retire ensuite le substrat support 5 pour révéler les
fils ou bandes d'or 4 solidarisée sur les rebords préalablement métallisés de l'orifice
3 formant la ceinture 11 du châton 1, les fils bandes 4 formant une fois relevée (fig.
1d) les griffes 12 du châton 1.
[0034] Une fois le châton 1 ainsi formé, il suffit pour sertir un diamant O de positionner
celui-ci en appui par sa culasse sur la ceinture 11 du châton 1, colette centrée sur
l'axe central de l'orifice 3 du substrat 2 (fig. 1e) puis de replier les extrémités
des griffes 12 sur la couronne du diamant O pour réaliser le serti (fig. 1f).
[0035] Il va de soi que le nombre de griffes 12 du châton 1 dépend de la taille du diamant
O (ou autre objet serti), de sa forme et du rendu souhaité pour la pièce finale portant
le substrat et le diamant serti. Le nombre minimal de griffes 12, donc de fils ou
bandes d'or 4 déposées à la périphérie du ou des orifices formant la ceinture 11 de
châton 1 devra cependant être de deux pour assurer un serti réel, mais préférentiellement
trois ou quatre régulièrement réparties autour de la ceinture 11 pour assurer un serti
équilibré d'un diamant O ou équivalent.
[0036] Une approche quelque peu similaire de formation de châtons 1 en or sur un substrat
2 de silicium est présentée aux figures 4a à 4f. Dans cette approche, les fils ou
bandes d'or 4 destinées à former les griffes 12 du châton 1 ne sont pas déposées par
thermocompression sur le substrat 2 receveur mais directement sur la surface métallisée
21 dudit substrat. Aussi cette approche diffère de celle des figures 1a à 1f dans
ces deux étapes initiales relatives à la formation desdits fils ou bandes d'or 4,
comme décrit ci-après.
[0037] Ainsi selon cette variante de réalisation, on prépare dans une première étape le
substrat receveur 2 comme dans la première variante par réalisation d'une couche métallique
d'or 21 sur une surface du substrat receveur 2, par exemple par un dépôt chimique
en phase vapeur, suivi d'une gravure profonde pour former un ou plusieurs orifices
3 destinés à former ceinture 11 d'un châton 1 de sertissage. Comme toujours, le diamètre
des orifices 3 est choisi tel que celui-ci soit inférieur à la plus grande dimension
du rondiste d'un diamant O à sertir. Toutefois, une fois le ou les orifices 3 réalisés
on vient combler ceux-ci de matériau sacrificiel 22 de manière à réaliser un substrat
2 mixte d'épaisseur homogène, sur lequel on vient déposer une couche de résine photosensible
23 (fig. 4a) au sein de laquelle on forme ensuite directement par photolithographie
et croissance galvanique (fig. 4b) les fils ou bandes d'or 4 destinées à former les
griffes 12 du châton 1. Une fois la croissance terminée on retire (fig. 4c) le matériau
sacrificiel 22 et les résidus de résine photosensible 23 pour ne conserver que le
substrat receveur 2 équipé des fils ou bandes d'or 4 périphériques aux orifices 3
pour réaliser le châton 1 comme décrit en relation des figures 1c à 1f.
[0038] Une autre variante de réalisation d'un châton de sertissage 1 sur un substrat non-ductile
2 de silicium est proposée aux figures 2a à 2d.
[0039] Dans cette variante, on prépare dans une première étape le substrat receveur 2 comme
dans la première variante par réalisation d'une couche métallique d'or 21 sur une
surface du substrat receveur 2, par exemple par un dépôt physique en phase vapeur,
suivi d'une gravure profonde pour former un ou plusieurs orifices 3 destinés à former
ceinture 11 d'un châton 1 de sertissage. A cet effet, le diamètre des orifices 3 est
choisi tel que celui-ci soit inférieur à la plus grande dimension du rondiste d'un
diamant O à sertir, ledit diamant O pouvant ainsi être positionné de manière stable
sur sa culasse sur le rebord de l'orifice 3.
[0040] Les griffes 12 du châton 1 sont ensuite réalisées (fig. 2b) directement sur la surface
métallisée 21 du substrat 2 par une technique dite de « bossage de fils », plus communément
connue sous le nom anglais de « stud bumping ». Ainsi, selon ce procédé des fils d'or
4 sont directement déposés en des positions exactes autour de l'orifice 3 formant
la ceinture 11 du châton 1, le diamètre des griffes à leur embase d'ancrage bossée
(bump en anglais) pouvant être compris entre 30 et 150 microns, pour des hauteurs
de fils 4, donc de griffes 12 de 0,5 à plusieurs millimètres, à des cadences de dépôt
très importantes, de l'ordre de 10 à 20 fils déposés par seconde au minimum.
[0041] Ce procédé permet donc un rendement très important de formation de châtons 1 in situ
sur un substrat 2 de silicium, selon des configurations diverses et adaptées aux rendus
esthétiques finaux souhaités en fonction de la disposition des éléments (diamants
D) à sertir.
[0042] Une fois le châton 1 ainsi formé, il suffit pour sertir un diamant O de positionner
celui-ci en appui par sa culasse sur la ceinture 11 du châton 1, colette centrée sur
l'axe central de l'orifice 3 du substrat 2 (fig. 2c) puis de replier les extrémités
des griffes 12 sur la couronne du diamant O pour réaliser le serti (fig. 2d).
[0043] Il est également possible, comme représenté aux figures 5a et 5b, de remplacer l'utilisation
de la technique de « stud bumping » pour former les griffes par une technique de formage
par moulage direct de fils d'or par croissance galvanique dans des orifices 24 insolés
dans une couche de résine photosensible 23 déposée sur le substrat 2 après préparation
de celui-ci par métallisation et formation des orifices 3. Le retrait (fig. 5c) des
résidus de résine 23 laisse alors libres les griffes 12 formées directement sur le
substrat 2 et il suffit ensuite de replier celles-ci sur la couronne d'un diamant
O pour sertir celui-ci (fig. 5d).
[0044] Une dernière variante de réalisation du procédé de l'invention est enfin décrite
aux figures 3a à 3f.
[0045] Dans cette variante de réalisation on réalise dans un premier temps une rondelle
en or formant embase 13 de châton 1 sur une plaque support 5, par exemple constituée
de silicium, éventuellement couverte d'un matériau sacrificiel (non représenté) tel
qu'une couche de cuivre, par photolithographie et croissance galvanique (fig. 3a).
Cette rondelle 13 présente de préférence un orifice central 14 en son centre géométrique,
adapté pour ultérieurement permettre le centrage d'un diamant O par alignement de
sa colette dans ledit orifice 14. On vient ensuite (fig. 3b) déposer par la technique
de « stud bumping » préalablement décrite en relation de la figure 2, une première
pluralité de fils d'or 111, lesdits fils 111 présentant une hauteur h1 et étant répartis
uniformément à une distance d1 du centre géométrique de l'embase 13. Cette première
pluralité de fils 111 est destinée à former la ceinture 11 du châton 1. Simultanément
ou consécutivement on dépose également une deuxième pluralité de fils métalliques
121 par « stud bumping », ces seconds fils 121 présentant une hauteur h2 supérieure
à la hauteur h1 des fils de la première pluralité de fils 111 et étant répartis uniformément
à une distance d2 du centre géométrique de l'embase 13, la distance d2 étant supérieure
à la distance d1. Ces seconds fils 121 sont ainsi destinés à former les griffes à
proprement parler du châton 1.
[0046] On vient ensuite sertir un diamant O directement sur la plaque support 5. Pour cela,
on enfonce celui-ci sur sa culasse entre les premiers fils 111, la colette du diamant
étant centré dans l'orifice central 14 de l'embase. Sous la pression appliquée, les
fils 111 se déforment et forment un socle de stabilisation du diamant O, et donc la
ceinture 11 du châton 1. Ensuite on vient sertir en rabattant les extrémités des deuxièmes
fils 121 formant les griffes 12 sur la couronne du diamant O, comme dans tous les
autres modes de réalisation (fig. 3d). On obtient ainsi un diamant O serti sur son
châton 1 en or, ledit châton 1 étant alors détachable de la plaque support 5 par arrachement
ou par dissolution de la plaque support 5, ou encore le cas échéant par dissolution
sélective de la couche sacrificielle lorsque celle-ci est présente.
[0047] Il suffit ensuite de désolidariser le châton 1 avec le diamant 4 de la plaque support
5 pour transférer celui-ci sur le substrat 2 receveur final et l'y solidariser, par
exemple par collage, le cas échéant à l'aplomb d'un orifice 3 pratiqué dans ledit
substrat 2, de manière analogue aux autres modes de réalisation présentés précédemment.
[0048] Ce mode de réalisation présente l'intérêt de procurer un mode de réalisation indirect
d'un châton 1 de sertissage. On peut ainsi envisager de réaliser des plaques complètes
de châtons 1, sur lesquels sont sertis autant de diamants que nécessaire, puis de
détacher chaque châton et son diamant pour les assembler un à un sur un substrat receveur
2 idoine, selon la disposition souhaitée. Il est également envisageable de détacher
les châtons 1 une fois formés sur la plaque support 5 pour les fixer par leur embase
13 sur un substrat 2 receveur avant d'y sertir des diamants D ou autres objets à sertir.
[0049] Le procédé de l'invention procure ainsi avantageusement une méthode de fabrication
de châtons 1 de sertissage, à haut rendement, et procurant une grande versatilité
de création d'objets tels que des pièces de joaillerie ou d'horlogerie combinant des
substrats non-ductile technique tels le silicium ou la céramique, avec des métaux
précieux comme l'or et les pierres précieuses et semi-précieuses, telles les diamants,
rubis, émeraudes, saphirs et autres. On notera par ailleurs que dans tous les modes
de réalisation présentés ici et sur les figures qu'il est tout à fait possible pour
simplifier les opérations de sertissage à proprement parler de stabiliser les objets
à sertir par un élément de stabilisation telle une colle temporaire, notamment sur
base aqueuse par exemple, qui une fois les griffes repliées pour former le serti peut
être dissout aisément.
[0050] Ce procédé permet ainsi à titre d'exemple non limitatif de réaliser des modules d'affichage
et cadrans de montres tel que décrit dans la demande
EP 3291024 A1 au nom de la Demanderesse, dont les éléments de bâti et des organes d'affichage mobiles
peuvent être revêtus de pierres serties, permettant ainsi des jeux de mouvements et
de lumières au sein du cadran, ainsi que des affichages mystérieux ou ludiques, sans
avoir à modifier ni complexifier un mouvement horloger.
1. Procédé de réalisation d'un châton (1) de sertissage d'un objet (O) sur une surface
d'un substrat (2) non-ductile, ledit châton (1) comportant une ceinture (11) formant
un siège d'appui d'un dit objet (O) et une pluralité de griffes déformables (12) réparties
à la périphérie de la ceinture (11) et présentant une longueur telle qu'une extrémité
libre au moins de chaque griffe (12) puisse être repliée contre l'objet (O) une fois
ce dernier sis dans la ceinture (11),
caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- Métallisation d'une portion au moins de la surface dudit substrat (2) sur laquelle
le châton (1) doit être formé ;
- Réalisation de la ceinture (11, 111) du châton dans la portion de surface du substrat
(2) préalablement métallisée ;
- Réalisation des griffes (12) par dépôt des fils métalliques (4, 111, 121) sur la
portion de surface du substrat préalablement métallisée à la périphérie de la ceinture
(11).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation de la ceinture (11) comporte la formation d'un orifice (3) dans le
substrat non-ductile (2).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réalisation des griffes (12) comporte le dépôt individuel de fils métalliques
(4) à la périphérie de la ceinture (11) selon un procédé de bossage de fils, dit «
stud bumping » en anglais.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réalisation des griffes (12) comporte le dépôt simultané de fils métalliques (4)
à la périphérie de la ceinture (11) par thermocompression sur la surface du substrat
préalablement métallisée depuis une plaque support (5) sur laquelle les fils (4) ont
préalablement été formés.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de redressement des fils métalliques (4) déposés par rapport
à la surface du substrat (2).
6. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que la réalisation des griffes comporte les étapes suivantes :
- formation d'un orifice (3) traversant dans le substrat non-ductile (2), un dit orifice
constituant la ceinture (11) du châton ;
- remplissage dudit orifice (3) par un matériau sacrificiel (22) ;
- formation des griffes (12) par photolithographie et croissance galvanique à la périphérie
de l'orifice (3) constituant la ceinture du châton ;
- retrait du matériau sacrificiel (22) des orifices par voie sèche ou humide.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de redressement des fils métalliques (4) déposés pour former
les griffes (12) par rapport à la surface du substrat (2) postérieurement au retrait
du matériau sacrificiel (22).
8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réalisation des griffes (12) consiste à mouler les fils métalliques (4) à la périphérie
de la ceinture (11) dans des orifices idoines agencé dans une couche de résine photosensible
(23) par photolithographie et croissance galvanique.
9. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les étapes de réalisation de la ceinture et des griffes sont réalisées simultanément
et comporte les étapes suivantes :
- Formation d'une embase métallique (13) sur un support (5) par photolithographie
et croissance galvanique, ladite embase (13) présentant un centre géométrique ;
- Dépôt sur une surface supérieure de l'embase (13) d'une première pluralité de fils
métalliques (111), par un procédé de bossage de fil, dit « stud bumping » en anglais,
lesdits fils (111) présentant une hauteur h1 et étant répartis uniformément à une
distance d1 du centre géométrique de l'embase (13) et formant ladite ceinture (11)
;
- Dépôt sur une surface supérieure de l'embase (13) d'une deuxième pluralité de fils
métalliques (121), par un procédé de bossage de fil, dit « stud bumping » en anglais,
lesdits fils (121) de la deuxième pluralité présentant une hauteur h2 supérieure à
la hauteur h1 des fils (111) de la première pluralité de fils et étant répartis uniformément
à une distance d2 du centre géométrique de l'embase, la distance d2 étant supérieure
à la distance d1 et lesdits fils (121) de la deuxième pluralité de fils formant lesdites
griffes (12) ;
- Désolidarisation de l'embase métallique (13) dudit support, et
- Fixation de l'embase (13) sur la surface préalablement métallisée du substrat (2).
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fils métalliques (4) formant les griffes (12) du châton sont constitués d'or.
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'embase métallique et les fils métalliques (4) des première et deuxième pluralités
de fils (111, 121) sont constitués d'or.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat non-ductile (2) est constitué de silicium cristallin ou poly-cristallin.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de métallisation comporte le dépôt d'une couche mince d'or (21) par un procédé
de dépôt en phase gazeuse.
14. Procédé de sertissage d'un objet (O) sur une surface d'un substrat (2) non-ductile,
caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- Réaliser un châton de sertissage (1) sur ladite surface dudit substrat selon le
procédé de l'une des revendications 1 à 8 ou la revendication 10 ou l'une des revendications
12 ou 13 dans leur dépendance à l'une des revendications 1 à 8 ou la revendication
10 ;
- Caler ledit objet (O) de manière stable sur ladite ceinture (11) et,
- Replier les extrémités libres des griffes (12) contre une surface supérieure dudit
objet (O) de manière à maintenir celui-ci en appui sur ladite ceinture (11).
15. Procédé de sertissage d'un objet (O) sur une surface d'un substrat (2) non-ductile,
caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- Réaliser un châton de sertissage (1) sur ladite surface dudit substrat (2) selon
le procédé de la revendication 9 ou la revendication 11 ou l'une des revendications
12 ou 13 dans leur dépendance à l'une des revendications 9 ou 11 ;
- Positionner ledit objet (O) de manière stable sur l'extrémité libre des fils métalliques
(111) de la première pluralité de fils,
- Enfoncer ledit objet selon une direction perpendiculaire à l'embase (13) pour déformer
lesdits fils métalliques (111) de la première pluralité de fils et former ainsi la
ceinture (11) sous l'objet (O) ;
- Replier les extrémités libres des griffes (12) formées des fils (121) de la seconde
pluralité de fils contre une surface supérieure dudit objet (O) de manière à maintenir
celui-ci en appui sur ladite ceinture.
16. Pièce d'horlogerie ou de joaillerie, comportant un substrat non-ductile (2) et un
châton de sertissage (1) d'un objet (O) agencé sur une surface dudit substrat, ledit
châton (1) comportant une ceinture (11) formant un siège d'appui dudit objet (O) et
une pluralité de griffes métalliques déformables (12) réparties à la périphérie de
la ceinture (11) et présentant une longueur telle qu'une extrémité libre au moins
de chaque griffe puisse être repliée contre l'objet une fois ce dernier sis dans la
ceinture, le châton de sertissage (1) étant formé sur le substrat non-ductile (2)
selon le procédé de l'une des revendications 1 à 13.