PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN COMPOSANT HORLOGER

Abstract

 Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) comprenant au moins une portion comprenant une surface (11), en particulier une surface supérieure, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes:
- Graver (E3) ladite surface (11) du composant horloger (1) ou d'une ébauche (1a) du composant horloger (1) pour former au moins une cavité (7) ;
- Déposer (E7) une couche métallique ou en alliage métallique (22) sur ladite surface (11), à la fois dans la au moins une cavité (7) et hors de la au moins une cavité (7) ;
- Déposer une matière (E4) sur ladite couche métallique ou en alliage métallique (22), au moins au sein de la au moins une cavité (7), pour former une couche de matière (8), cette matière étant différente du métal ou de l'alliage métallique de ladite couche métallique ou en alliage métallique (22), cette couche métallique ou en alliage métallique (22) formant une couche d'accroché de ladite couche de matière (8).

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger. Elle concerne aussi un composant horloger en tant que tel obtenu par un tel procédé de fabrication.

[0002] Différents procédés de décoration et/ou de marquages sont mis en œuvre sur des composants d'habillage d'une pièce d'horlogerie. En regard de ces composants d'habillage, un composant de mouvement horloger est souvent de plus petite dimension, et comprend des parties fonctionnelles de géométrie très précise, qu'il ne faut surtout pas altérer. Ainsi, il est très délicat de réaliser un marquage sur un tel composant de mouvement horloger, par exemple dans un but d'identification ou de décoration.

[0003] Ainsi, la présente invention a notamment pour objet de trouver une solution de marquage et/ou de décoration d'un composant horloger, en particulier un composant de mouvement horloger, qui permet d'atteindre un effet visuel particulièrement attrayant sans détériorer la fonctionnalité du composant.

[0004] A cet effet, l'invention repose sur un procédé de fabrication d'un composant horloger comprenant au moins une portion comprenant une surface, en particulier une surface supérieure, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes:

• Graver ladite surface du composant horloger ou d'une ébauche du composant horloger pour former au moins une cavité ;
• Déposer une couche métallique ou en alliage métallique sur ladite surface, à la fois dans la au moins une cavité et hors de la au moins une cavité ;
• Déposer une matière sur ladite couche métallique ou en alliage métallique, au moins au sein de la au moins une cavité, pour former une couche de matière, cette matière étant différente du métal ou de l'alliage métallique de ladite couche métallique ou en alliage métallique, cette couche métallique ou en alliage métallique formant une couche d'accroche de ladite couche de matière.

[0005] L'invention est plus particulièrement définie par les revendications.

[0006] Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

Les figures 1a à 1g illustrent les étapes successives d'un procédé de fabrication d'un ressort spiral de mouvement horloger selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 2 illustre un logigramme représentant schématiquement les étapes et sous-étapes d'un procédé de fabrication d'un composant horloger selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 3 représente une vue de dessus d'un ressort spiral réalisé par un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l'invention.

[0007] L'invention met en œuvre un procédé de fabrication d'un composant horloger qui combine avantageusement au moins une étape de gravage et une étape de coloration de ladite gravure obtenue, de sorte à obtenir une gravure visible et n'impactant pas la performance fonctionnelle d'un composant de mouvement.

[0008] Pour faciliter la lecture de la demande de brevet, les mêmes références seront utilisées sur les différents modes de réalisation et leurs variantes afin de désigner les mêmes caractéristiques. Le procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l'invention va être illustré dans le cadre de la fabrication d'un composant de mouvement horloger, qui peut par exemple être un ressort spiral. Les figures 1a à 1g illustrent plus particulièrement des vues en coupe d'un composant horloger 1, notamment un composant de mouvement horloger, ou d'une ébauche 1a du composant horloger 1, durant les différentes étapes de sa fabrication selon un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du composant horloger. Le procédé de fabrication de l'invention s'intéresse plus particulièrement à une phase spécifique de la fabrication, portant sur un procédé de gravage d'une surface. Avantageusement, il s'agit d'un procédé de gravage d'une surface visible ou d'une surface supérieure du composant horloger 1, notamment à des fins décoratives. Alternativement, il pourrait également s'agir d'un procédé de gravage d'une surface non visible ou d'une surface inférieure, notamment à des fins d'identification ou de marquage.

[0009] Selon ce mode de réalisation illustré par les figures 1a à 1g, le procédé comprend une première étape consistant à mettre à disposition E1 au moins une portion d'un composant horloger 1 ou d'une ébauche 1a du composant horloger 1, spécifiquement représentée en coupe sur la figure 1a. En remarque, selon ce mode de réalisation avantageux, plusieurs ébauches 1a peuvent être liées à un même support ou substrat 10a, et faire simultanément l'objet du procédé qui va être décrit ci-après et dont les étapes sont résumées par le logigramme de la figure 2.

[0010] Les ébauches 1a de composant horloger peuvent donc être fabriquées par des opérations de micro-fabrication à partir d'un substrat 10a, qui se présente de préférence en matériau micro-usinable ou à base de matériau micro-usinable. En remarque, nous utiliserons le terme d'ébauche au sens large, pour désigner tout élément intermédiaire dans le procédé de fabrication du composant horloger. Ainsi, l'ébauche peut être un simple substrat mis à disposition et pas encore gravé, ou un substrat déjà partiellement gravé, par exemple pour définir tout ou partie du contour du futur composant horloger. Pour simplifier la description, les termes d'ébauche 1a ou de composant horloger 1 seront alternativement utilisés pour désigner le même composant, même si le composant horloger 1 est encore en cours de fabrication.

[0011] La portion de l'ébauche 1a sur laquelle l'invention est mise en œuvre comprend une surface 11 qui va être spécifiquement traitée par le procédé selon l'invention, dans le but de créer des motifs ou indications visibles sur cette surface 11, comme cela sera détaillé par la suite.

[0012] Le substrat 10a peut être en un matériau micro-usinable ou à base d'un matériau micro-usinable. Le substrat peut comprendre tout ou partie du silicium, sous toute forme. Il peut ainsi comprendre du silicium monocristallin quelle que soit son orientation, du silicium polycristallin, du silicium amorphe, du dioxyde de silicium amorphe, du silicium dopé quels que soient le type et le niveau de dopage. Il peut notamment se présenter sous la forme d'un substrat SOI (silicium sur isolant). En alternative, il peut comprendre du quartz, du diamant, du verre, de la céramique, du rubis, du saphir, ou du carbure de silicium. En alternative, il peut être en métal ou en un alliage métallique, notamment un alliage métallique au moins partiellement amorphe. Par exemple, il peut comprendre du nickel ou du nickel-phosphore, ou encore de l'acier, du titane, un alliage d'or, ou un alliage platinoïde.

[0013] La figure 1b illustre une deuxième étape du procédé consistant à graver E3 ladite surface 11 du composant horloger 1 ou d'une ébauche 1a du composant horloger 1 pour former au moins une cavité 7. Selon un mode de réalisation privilégié, le gravage est réalisé par la technologie de gravure réactive ionique profonde (sigle DRIE en anglais). Cette technique permet de former des cavités 7 à flancs 18 verticaux ou sensiblement verticaux au droit des ouvertures d'une couche de résine formant un masque, sans impacter les zones de la surface 11 recouvertes de la couche de résine. Plus précisément, l'étape de gravage grave le silicium, de sorte à former au moins une cavité 7. Chaque cavité 7 présente une section de forme sensiblement rectangulaire, délimitée par une surface formant un fond 17, sensiblement parallèle à la surface 11 du composant. La profondeur d'une cavité est mesurée perpendiculairement à la surface 11, et correspond à la distance respective entre les plans de la surface 11 et du fond 17 de la cavité. Plus généralement, la au moins une cavité 7 présente des flancs 18 formant avantageusement une discontinuité relativement au reste de la surface 11 de l'ébauche 1a.

[0014] Avantageusement, la profondeur d'au moins une ou de toutes les cavités 7 est inférieure à 10 µm. Avantageusement encore, cette profondeur est préférentiellement égale ou supérieure à l'épaisseur d'une couche de dioxyde de silicium 13, qui est optionnelle.

[0015] Selon ce mode de réalisation privilégié, une telle étape consistant à graver E3 par gravure réactive ionique profonde permet par ailleurs d'obtenir un fond 17 dont l'état de surface est notamment caractérisé par une rugosité particulièrement faible, avec notamment un fond 17 présentant une rugosité Ra inférieure à 50 nm, préférentiellement de l'ordre de 20 nm, ou inférieure à 20 nm, et/ou une rugosité Sa inférieure à 100 nm, préférentiellement de l'ordre de 80 nm, ou inférieure à 80 nm, ce qui permet de révéler l'éclat de la couche de matière déposée ultérieurement sur un tel fond 17, comme cela va être expliqué.

[0016] D'autre part, cette étape consistant à graver E3 la surface 11 du composant horloger 1 est avantageusement réalisée dans une même opération qu'une étape consistant à graver un contour dudit composant horloger 1. En variante, cette étape consistant à graver E3 ladite surface de la portion dudit composant horloger 1 peut être réalisée avant une étape consistant à graver un contour dudit composant horloger 1. Dans ces cas, le procédé peut comprendre une étape de positionnement d'un premier masque, non représenté, sur le substrat 10a, notamment sur ladite surface 11 dudit substrat 10a, de sorte à réaliser l'étape consistant à graver E3 au moins une cavité 7 à partir de ce premier masque, notamment un gravage borgne, par la technologie de gravure réactive ionique profonde (DRIE), et une étape de positionnement d'un deuxième masque, non représenté, sur ledit substrat 10a, notamment sur une autre surface dudit substrat 10a, de sorte à graver un contour de l'ébauche 1a de composant horloger 1 à partir de ce deuxième masque. Autrement dit, la gravure servant à découper le composant du substrat et la gravure formant au moins une cavité selon l'invention peuvent être réalisées dans une même opération, ou partiellement dans une même opération. Ces deux gravures sont réalisées à partir de masques différents.

[0017] Il peut être ainsi avantageux d'utiliser une gravure ionique réactive profonde (DRIE) pour un composant comprenant notamment du silicium, du quartz, du verre, ou du diamant.

[0018] En variante, le gravage peut comprendre la mise en œuvre d'un gravage par laser, notamment par un laser femtoseconde.

[0019] Le procédé comprend ensuite, dans un mode de réalisation d'utilisation d'un substrat 10a comprenant tout ou partie du silicium, une étape optionnelle consistant à oxyder E8 la surface de l'ébauche 1a. Comme illustré par la figure 1c, la surface 11 de l'ébauche 1a comprend alors une couche de dioxyde de silicium (SiO₂) 13. Cette couche de dioxyde de silicium 13 est notamment formée sur la surface supérieure 11, incluant au moins un fond 17 d'une cavité 7. Autrement dit, cette couche de dioxyde de silicium 13 est notamment formée sur la surface supérieure 11 et sur au moins un fond 17 d'une cavité.

[0020] Le procédé comprend ensuite une étape consistant à déposer E7 une couche métallique ou en alliage métallique 22 sur ladite surface 11 de l'ébauche 1a, à la fois dans la au moins une cavité 7, plus précisément sur le fond 17 de la au moins une cavité 7, et hors de la au moins une cavité 7.

[0021] Selon ce mode de réalisation illustré par les figures 1a à 1g, cette couche métallique ou en alliage métallique 22 est une couche de chrome. En variante, le métal ou l'alliage métallique peut être de l'aluminium, ou du titane, ou un alliage d'aluminium, de chrome, ou de titane.

[0022] Cette étape consistant à déposer E7 la couche métallique ou en alliage métallique 22 peut être réalisée par un dépôt directionnel, notamment un dépôt physique en phase vapeur (PVD), notamment par un dépôt par évaporation thermique par faisceau à électron (EBE). Ainsi, avantageusement, la couche métallique ou en alliage métallique 22 est déposée de sorte à éviter tout dépôt de matière sur les flancs 18 des cavités 7, qui sont ici perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires au fond 17. Le résultat de cette étape est illustré par la figure 1d. En variante, la couche métallique ou en alliage métallique 22 pourrait ne s'étendre que sur une partie négligeable des flancs 18, notamment une partie inférieure s'étendant depuis le fond 17, par exemple une partie inférieure s'étendant depuis le fond 17 sur une distance inférieure à 1 µm, et n'allant pas jusqu'à la frontière avec la surface 11 hors de la cavité 7.

[0023] D'autre part, il est constaté que la fonction de couche sacrificielle de cette couche métallique ou en alliage métallique 22, qui sera détaillée par la suite, est optimale pour des faibles épaisseurs de cette couche, notamment une épaisseur inférieure ou égale à 100 nm.

[0024] Le procédé met ensuite en œuvre une quatrième étape consistant à déposer une matière E4 sur la surface du composant, plus précisément sur la couche métallique ou en alliage métallique 22, au moins au niveau de la au moins une cavité 7 et éventuellement sur la surface 11 hors de la cavité 7. Selon le mode de réalisation illustré par les figures 1a à 1g, la matière est un métal ou un alliage métallique, et cette étape de dépôt forme au moins une couche de matière 8 métallique ou en alliage métallique, comme représenté par la figure 1e. Il s'agit plus particulièrement d'une seule et même couche d'or 8 sur la figure 1e.

[0025] Préférentiellement, la matière est un métal faisant partie du groupe Au, Ag, Cr, CrN, Ni, Pt, TiN, ZrN, Pd ou leurs alliages, sauf incompatibilité avec la couche métallique ou en alliage métallique 22. En variante encore, cette matière pourrait ne pas être métallique, comme cela sera précisé par la suite.

[0026] L'épaisseur de cette au moins une couche de matière 8 peut être de l'ordre de quelques nanomètres. Elle est de préférence d'au moins 5 nm, voire d'au moins 10 nm, voire d'au moins 50 nm, voire d'au moins 100 nm. Plus particulièrement, elle est de préférence comprise entre 5 nm et 1000 nm, voire entre 100 nm et 1000 nm. Une épaisseur comprise entre 100 nm et 200 nm forme une bonne solution, comme cela sera décrit ci-après.

[0027] L'étape de dépôt d'une matière E4 peut comprendre le dépôt d'une seule et unique couche. Alternativement, cette étape de dépôt peut comprendre le dépôt successif de deux ou plusieurs couches distinctes.

[0028] Selon un mode de réalisation, l'étape de dépôt de matière E4 est réalisée par un dépôt directionnel, notamment un dépôt physique en phase vapeur (sigle PVD en anglais), notamment par évaporation thermique par faisceau à électron (Electron Beam Evaporation ou EBE). Plus généralement, ce dépôt peut être un dépôt en phase vapeur, comme le dépôt physique (PVD) susmentionné ou un dépôt chimique (CVD) ou un dépôt atomique (ALD).

[0029] Optionnellement, l'étape de dépôt de matière E4 peut comprendre une première sous-étape préalable d'apposition d'un masque 24, par exemple un masque rigide ou un chablon, comme un masque 24 en silicium, pour réduire l'étendue de la surface 11 concernée par le dépôt de la couche de matière 8 sur la couche métallique ou en alliage métallique 22 autour de la ou des cavités 7, afin de favoriser l'étape ultérieure de retrait E5 de la couche métallique ou en alliage métallique 22, qui va être décrite ci-après. Selon une première variante, le motif du masque 24 peut correspondre exactement aux motifs des cavités 7 pour ne déposer la matière que dans les cavités 7. Toutefois, selon une deuxième variante plus simple, le motif du masque 24 n'a pas besoin de correspondre exactement au motif formé par les cavités 7 sur la surface 11, et peut laisser apparaître une surface étroite de la surface du composant autour des cavités, comme représenté par la figure 1e. Dans ce dernier cas, une couche de matière 8 est aussi déposée hors des cavités 7, sur la surface du composant. Autrement dit, dans tous les cas, le masque 24 comprend au moins une ouverture superposée à la au moins une cavité 7, de surface supérieure ou égale à la surface de la cavité, de sorte à ne pas recouvrir la au moins une cavité. Dans cette réalisation, le masque 24 délimite donc une surface réduite relativement à la surface 11 totale de la portion de composant considérée, sur laquelle le dépôt de matière est réalisé. L'étape de dépôt de matière E4 comprend aussi une deuxième sous-étape finale de retrait du masque 24, après la fin du dépôt de la matière, pour atteindre le résultat représenté par la figure 1f.

[0030] On note sur cette figure 1f que la couche métallique ou en alliage métallique 22 déposée sur la surface du composant sépare cette surface de la couche de matière 8. Cette couche métallique ou en alliage métallique 22 remplit ainsi une première fonction de séparation vis-à-vis du dépôt de matière.

[0031] Le procédé comprend ensuite une étape consistant à retirer E5 la couche métallique ou en alliage métallique 22 déposée en dehors de ladite au moins une cavité, notamment par attaque chimique sélective. En effet, cette étape peut mettre en œuvre un soulèvement (connu par sa dénomination anglaise de « lift-off ») de la couche de chrome par le biais d'une attaque chimique sélective, en particulier par le biais d'un bain d'acide. Cette attaque est telle qu'elle supprime la couche métallique ou en alliage métallique 22 sans endommager la surface 11 du composant horloger, notamment sans endommager la couche de dioxyde de silicium selon ce mode de réalisation. La dissolution de la couche métallique ou en alliage métallique 22 induit dans le même temps le retrait de la couche de matière 8 située en dehors de la ou des cavités 7. Dans cette étape, le fait notamment que la couche de matière 8 ne recouvre pas totalement la couche métallique ou en alliage métallique 22 sur l'entier de la surface 11 du composant permet de minimiser le temps nécessaire à la réalisation de cette étape. Le résultat final est illustré par la figure 1g. La couche métallique ou en alliage métallique 22 remplit ainsi la fonction de couche sacrificielle, qui permet le retrait facile de la couche de matière déposée en dehors des cavités, le souhait final étant de ne conserver cette matière que dans les cavités.

[0032] Avantageusement, le recouvrement parfait de la couche de matière 8 sur la couche métallique ou en alliage métallique 22 présente dans les cavités 7 permet à ces couches de ne pas être impactées par l'étape de retrait E5. Ainsi, ces deux couches 22, 8 restent présentes dans les cavités 7. En remarque, la couche métallique ou en alliage métallique 22 remplit avantageusement une deuxième fonction de couche d'accroche de la couche de matière 8 au sein des cavités, en améliorant l'adhérence de la couche de matière 8 sur le composant 1.

[0033] Par ailleurs, pour optimiser l'étape de retrait décrite ci-dessus, il est très avantageux qu'il y ait une discontinuité de la couche métallique ou en alliage métallique 22 au niveau de la au moins une cavité 7. Ainsi, il est avantageux qu'il n'y ait pas de couche métallique ou en alliage métallique 22 déposée sur tout ou partie des flancs 18 de la au moins une cavité, notamment pas en partie haute de ces flancs 18. Autrement dit, la couche métallique ou en alliage métallique 22 ne s'étend que sur le fond 17 de la cavité 7 ou ne s'étend pas sur les flancs 18, ou s'étend sur une hauteur négligeable des flancs 18, notamment pas en partie haute des flancs. Pour faciliter ce résultat, il est aussi avantageux que la au moins une cavité 7 présente elle-même une discontinuité au niveau de la frontière entre la surface 11 et les flancs 18 de la cavité 7. C'est notamment le cas lorsque les flancs 18 sont verticaux ou sensiblement verticaux. En complément, l'épaisseur de la couche de matière 8 est suffisamment épaisse pour qu'elle puisse complètement recouvrir la couche métallique ou en alliage métallique 22 dans les cavités 7, notamment au moins sur le fond 17 des cavités 7, et ne pas présenter de trous susceptibles de laisser passer l'acide à travers lors d'une attaque chimique réalisée dans cette étape de retrait. Ainsi, selon un mode de réalisation privilégié, l'épaisseur de la couche de matière 8 est d'au moins 100 nm, notamment est comprise entre 100 nm à 200 nm. En remarque, l'épaisseur de la couche de matière 8 est préférentiellement supérieure à celle de la couche métallique ou en alliage métallique 22. Plus généralement, toute configuration, regroupant tout ou partie des caractéristiques proposées ci-dessus, permettant de rendre la couche métallique ou en alliage métallique 22 non accessible à l'intérieur de la au moins une cavité 7, est très avantageuse pour garantir le non retrait des deux couches superposées 22, 8 au niveau de la au moins une cavité.

[0034] Enfin, le procédé peut comprendre une étape, optionnelle, consistant à détacher E6 les ébauches 1a du substrat 10a. Pour faciliter la mise en œuvre cette étape, l'ébauche 1a de composant peut comporter une zone de rupture partiellement gravée, notamment telle que décrite dans le document EP3632839A1.

[0035] Naturellement, la composition de la couche métallique ou en alliage métallique 22 sera adaptée au cas par cas à celle de la couche de matière 8 choisie, par exemple en fonction de la matière choisie et/ou de son épaisseur. La couche métallique ou en alliage métallique 22 présentera une composition différente de celle de la couche de matière 8 dans le cas où cette dernière est métallique.

[0036] Selon des variantes de réalisation, l'étape consistant à déposer E4 une matière consiste en une étape d'application sur le fond 17 de la ou des cavités 7 d'une couche de matière 8 qui est une couche d'une peinture, appliquée par toute technique connue de l'homme de métier, comme une technique de pulvérisation ou par le biais d'un pinceau. En alternative, une couche d'une laque, d'un vernis ou d'un composite, en particulier d'un composite luminescent, peut être appliquée.

[0037] L'épaisseur de ladite couche de matière 8 peut correspondre sensiblement à la profondeur de la cavité 7 dans laquelle elle est déposée. Dans ce cas de figure, l'épaisseur de ladite couche de matière 8 peut être préférentiellement très légèrement inférieure à la profondeur de la cavité 7.

[0038] En remarque, dans tous les modes de réalisation et leurs variantes, il est possible de réaliser l'étape de dépôt de matière E4 après la mise en œuvre de l'étape consistant à détacher E6 l'ébauche 1a du substrat 10a, notamment dans le cadre d'une application manuelle de la couche de matière 8 selon la réalisation décrite ci-dessus.

[0039] De plus, dans tous les modes de réalisation, toutes les étapes pourraient être mises en œuvre sur une ébauche 1a de composant seule, non liée à un substrat. Elles peuvent de plus être mises en œuvre à différentes étapes de la fabrication d'un composant horloger, c'est-à-dire sur une ébauche d'un tel composant horloger, en cours de fabrication, voire directement sur un composant horloger finalisé ou quasi-finalisé.

[0040] Un tel procédé est tout particulièrement adapté à la fabrication d'un ressort-spiral, en utilisant la variante consistant à réaliser la ou les cavités de l'invention avant de graver les spires, sinon il serait en pratique délicat de positionner une résine liquide sur des spires pour graver les cavités de l'invention puisque de la résine coulerait entre ces spires, dans le cas de figure où l'étape E3 est une étape de gravure ionique réactive profonde.

[0041] Finalement, il apparaît que l'invention atteint les objets recherchés par la combinaison des deux étapes essentielles suivantes appliquées sur au moins une portion comprenant une surface, en particulier une surface supérieure, d'une ébauche de composant horloger ou d'un composant horloger :

• graver E3 ladite surface de l'ébauche ou du composant horloger pour former au moins une cavité ;
• déposer une matière E4 dans ladite au moins une cavité pour former une couche de matière 8,

[0042] Une couche métallique ou en alliage métallique 22 intermédiaire, servant de couche sacrificielle et/ou d'accroche, étant intercalée entre la surface 11 du composant et la couche de matière 8.

[0043] Dans tous les modes de réalisation et leurs variantes, la profondeur d'au moins une cavité, et de préférence de toutes les cavités, est avantageusement inférieure à 10 µm, voire inférieure à 6 µm. Cette profondeur est de plus optionnellement supérieure à 3 µm. Ainsi, cette profondeur peut être comprise entre 3 µm et 10 µm, voire entre 3 µm et 6 µm. De manière surprenante, il apparaît à l'œil nu que le contraste entre au moins une cavité 7 et la surface 11 est d'autant plus marqué que la profondeur de ladite au moins une cavité 7 est faible pour un composant horloger de petit format tel qu'un composant de mouvement horloger comme un ressort spiral. Cela est d'autant plus notable lorsque la couche de matière 8 est métallique ou en un alliage métallique et que le composant comprend notamment tout ou partie du silicium.

[0044] De plus, la profondeur d'au moins une cavité, et de préférence de toutes les cavités, peut de plus être supérieure ou égale à l'épaisseur d'un éventuel revêtement de dioxyde de silicium 13 présent sur ladite surface lorsque le composant comprend tout ou partie du silicium. Un tel revêtement de dioxyde de silicium peut comprendre une épaisseur comprise entre 0.1 µm et 5 µm.

[0045] En variante, particulièrement adaptée si le composant 1 est un composant d'habillage comme par exemple un disque de lunette, en particulier en céramique, la profondeur d'au moins une cavité, et de préférence de toutes les cavités, est comprise entre 10 µm et 100 µm, voire comprise entre 15 µm et 80 µm, voire comprise entre 20 µm et 50 µm.

[0046] Dans le cas notamment d'un composant de mouvement horloger, au moins une cavité, de préférence toutes les cavités, peut de plus présenter une longueur d'au moins 100 µm, voire d'au moins 150 µm, voire d'au moins 200 µm, voire d'au moins 250 µm, dans au moins une direction. Cette longueur peut être inférieure ou égale à 800 µm, voire inférieure ou égale à 600 µm, voire inférieure ou égale à 500 µm, voire inférieure ou égale à 400 µm.

[0047] La matière déposée dans la au moins une cavité peut être un métal ou un alliage métallique. En variante, elle peut être une peinture, une laque, un vernis, un composite, notamment en particulier un composite luminescent, avec optionnellement une couche métallique d'accroche intermédiaire.

[0048] Dans les modes de réalisation et leurs variantes, la matière déposée dans la au moins une cavité présente avantageusement une épaisseur strictement inférieure à la profondeur de la cavité. L'épaisseur de dépôt peut être supérieure ou égale à 100 nm. Elle peut être comprise entre 100 nm et 1000 nm, avantageusement entre 100 nm et 200 nm. En variante, elle peut présenter une épaisseur égale ou sensiblement égale à la profondeur de la cavité. De plus, la somme de l'épaisseur de la couche de matière 8 et de l'épaisseur de la couche métallique ou en alliage métallique 22 peut être strictement inférieure à la profondeur de la cavité, ou sensiblement égale à la profondeur de la cavité.

[0049] L'invention s'applique particulièrement bien à tout composant de mouvement horloger en matériau micro-usinable, c'est-à-dire obtenu à partir de techniques de micro-fabrication, en particulier celles faisant intervenir la photolithographie ou celles faisant intervenir l'usage d'un laser. Ainsi, un tel composant de mouvement horloger, en particulier sa forme générale, peut par exemple être obtenu, au moins partiellement, par une étape de gravure ionique réactive profonde (sigle DRIE en anglais). En alternative, un tel composant de mouvement horloger, en particulier sa forme générale, peut par exemple être obtenu, au moins partiellement, par technologie UV-Liga (Lithographie Galvanik Abformung).

[0050] Le composant horloger selon l'invention peut comprendre tout ou partie du silicium, sous toute forme. Il peut ainsi comprendre du silicium monocristallin quelle que soit son orientation, du silicium polycristallin, du silicium amorphe, du dioxyde de silicium amorphe, du silicium dopé quels que soient le type et le niveau de dopage. Il peut notamment être fabriqué à partir d'un substrat SOI (silicium sur isolant).

[0051] Le composant horloger selon l'invention peut également comprendre du carbure de silicium, du verre, de la céramique, du quartz, du rubis ou encore du saphir. En alternative, il peut être en métal ou en un alliage métallique, notamment un alliage métallique au moins partiellement amorphe. Par exemple, un tel composant peut comprendre du nickel ou du nickel-phosphore, ou encore de l'acier, du titane, un alliage d'or, ou un alliage platinoïde.

[0052] Naturellement, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits, et il est possible d'imaginer d'autres réalisations, par exemple par combinaison des modes de réalisation et/ou de leurs variantes. En particulier, l'étape de gravage E3 peut combiner la mise en œuvre d'une gravure ionique réactive profonde en utilisant un masque obtenu par photolithographie et un gravage par laser, notamment par un laser femtoseconde.

[0053] Il apparaît donc que l'invention atteint les objets recherchés en combinant avantageusement une gravure sur une surface d'un composant et son remplissage partiel, voire total, d'une matière, par l'intermédiaire d'une couche métallique ou en alliage métallique sacrificielle. Cette combinaison permet de former un marquage lisible, en particulier un marquage visible et attractif, même sur une petite surface, sans impacter la fonctionnalité d'un composant de mouvement horloger. Avantageusement, cette surface est une surface supérieure ou une surface visible, notamment une surface visible lorsque le composant est assemblé au sein d'une pièce d'horlogerie, en particulier au sein d'un mouvement horloger. Alternativement, cette surface est une surface inférieure ou une surface non visible.

[0054] Le marquage peut être prévu à des fins décoratives. Alternativement ou complémentairement, il peut être prévu à des fins d'identification. Les variantes du procédé selon l'invention, qui font intervenir un laser, en particulier un laser femtoseconde, sont particulièrement avantageuses afin d'individualiser le marquage sur un composant horloger, en particulier un composant de mouvement horloger, notamment sur un ressort-spiral particulier. Le marquage peut par exemple former un numéro de série ou un résultat de mesure.

[0055] L'invention porte aussi sur un composant horloger obtenu par le procédé de fabrication décrit précédemment. Le composant peut être un composant de mouvement horloger comme une bascule, une roue, par exemple une roue d'un dispositif d'échappement, une ancre, un balancier ou un ressort-spiral, notamment un ressort-spiral d'oscillateur. En variante, le composant horloger peut être un composant d'habillage comme une lunette ou un disque de lunette, ou un rehaut. Notamment, selon un mode de réalisation particulier, le composant peut être un composant de mouvement horloger comme un ressort-spiral en matériau micro-usinable comprenant une première portion formant un organe de liaison comprenant une surface, en particulier une surface supérieure ou une surface visible, et une deuxième portion moins rigide que la première portion comprenant au moins une lame enroulée en forme de spiral formant un ressort, la surface de la première portion comprenant au moins une cavité dans laquelle est déposée une matière selon l'invention. Plus généralement, le composant horloger, ou au moins la portion comprenant la surface considérée par l'invention, se présente avantageusement à base d'un matériau micro-usinable, notamment à base de silicium, c'est-à-dire comprenant en poids au moins 50% de matériau micro-usinable.

[0056] La figure 3 illustre ainsi un ressort-spiral obtenu par un procédé de fabrication selon l'un des modes de réalisation décrits précédemment. Il comprend au moins une lame 2 dont la surface supérieure 12 est située dans un plan P1, et dont l'extrémité externe est venue de fabrication avec un organe de liaison 3 dont la rigidité est sensiblement supérieure à celle de l'au moins une lame 2. Le ressort spiral 1 comprend en outre une virole 4 d'axe A1, qui est venue de fabrication avec l'extrémité interne de l'au moins une lame 2.

[0057] L'organe de liaison 3 comprend une première portion centrale 31 en forme de portion d'anneau agencée autour de la lame 2, dont l'étendue angulaire est de l'ordre de 100 degrés en regard de l'axe A1. Cet organe de liaison 3 comprend également deux portions coudées 32 disposées de part et d'autre de la première portion centrale 31, qui comprennent chacune un élément de positionnement 5 et/ou de fixation dudit ressort-spiral, qui se présente ici sous la forme d'une ouverture.

[0058] L'organe de liaison 3 présente la particularité de comprendre des motifs (ou indications) 6 apposés sur sa surface 11 supérieure, positionnée dans le plan P1, notamment au niveau de sa portion centrale 31. La surface 11 supérieure est ici formée dans la continuité de la surface supérieure 12 de l'au moins une lame 2 du ressort-spiral.

[0059] Les motifs 6 résultent du procédé décrit précédemment, et comprennent des cavités 7 formées depuis la surface 11 supérieure, dans laquelle une couche de matière 8 est déposée.

[0060] L'étendue e des motifs, c'est-à-dire aussi l'étendue des cavités, mesurée radialement relativement à l'axe A1, peut être supérieure à 100 µm, voire supérieure à 150 µm, voire supérieure à 200 µm, voire supérieure à 250 µm. De tels motifs ou indications 6 peuvent ainsi être visibles ou lisibles une fois le ressort-spiral 1 monté au sein d'un balancier assemblé, lui-même assemblé au sein d'un mouvement horloger.

[0061] Ce ressort-spiral peut être un ressort-spiral pour balancier-spiral. Il peut être monobloc. Il peut se présenter en silicium, et il peut être fabriqué à partir d'un substrat en silicium ou à partir d'un substrat SOI (silicium sur isolant). La surface considérée par l'invention peut être recouverte d'un revêtement de dioxyde de silicium.

[0062] L'invention porte aussi sur une pièce d'horlogerie comprenant un tel composant horloger. Elle porte en particulier sur un mouvement horloger comprenant un tel composant de mouvement horloger.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) comprenant au moins une portion comprenant une surface (11), en particulier une surface supérieure, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes:

- Graver (E3) ladite surface (11) du composant horloger (1) ou d'une ébauche (1a) du composant horloger (1) pour former au moins une cavité (7) ;

- Déposer (E7) une couche métallique ou en alliage métallique (22) sur ladite surface (11), à la fois dans la au moins une cavité (7) et hors de la au moins une cavité (7) ;

- Déposer une matière (E4) sur ladite couche métallique ou en alliage métallique (22), au moins au sein de la au moins une cavité (7), pour former une couche de matière (8), cette matière étant différente du métal ou de l'alliage métallique de ladite couche métallique ou en alliage métallique (22), cette couche métallique ou en alliage métallique (22) formant une couche d'accroche de ladite couche de matière (8).

2. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la profondeur de ladite au moins une cavité (7) est inférieure à 10 µm, voire inférieure à 6 µm et optionnellement supérieure à 3 µm.

3. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de ladite au moins une cavité (7) est comprise entre 10 µm et 100 µm, voire comprise entre 15 µm et 80 µm, voire comprise entre 20 µm et 50 µm.

4. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit métal ou alliage métallique de la couche métallique ou en alliage métallique (22) est de l'aluminium, du chrome, ou du titane, ou un alliage d'aluminium, de chrome, ou de titane.

5. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape consistant à déposer une matière (E4) dans ladite au moins une cavité (7) comprend le dépôt d'un métal ou d'un alliage métallique, ou le dépôt d'une peinture, d'une laque, d'un vernis, d'un composite, en particulier d'un composite luminescent.

6. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape consistant à graver (E3) ladite surface (11) forme au moins une cavité comprenant un fond (17) et des flancs (18) perpendiculaires audit fond (17), et/ou en ce que l'étape consistant à déposer (E7) une couche métallique ou en alliage métallique (22) est telle que la couche métallique ou en alliage métallique (22) ne s'étend pas sur toute la hauteur des flancs (18), notamment pas en partie haute des flancs, voire ne s'étend que sur le fond (17) de la au moins une cavité.

7. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape consistant à déposer (E7) une couche métallique ou en alliage métallique (22) et/ou en ce que l'étape consistant à déposer une matière (E4) dans ladite au moins une cavité (7), en particulier sur le fond (17), est réalisée par un dépôt directionnel, notamment un dépôt physique en phase vapeur (PVD), notamment par un dépôt par évaporation thermique par faisceau à électron (EBE).

8. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite portion comprenant ladite surface (11) comprend un matériau micro-usinable, notamment en tout ou partie du silicium, comme du silicium monocristallin, du silicium polycristallin, du silicium amorphe, du dioxyde de silicium amorphe, du silicium dopé, du carbure de silicium, ou du verre, de la céramique, du quartz, du rubis, du diamant, ou comprend un métal ou un alliage métallique, notamment un alliage métallique au moins partiellement amorphe, comme du nickel ou du nickel-phosphore, ou encore de l'acier, du titane, un alliage d'or, ou un alliage platinoïde.

9. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite portion comprenant ladite surface (11) se présente en silicium et en ce qu'il comprend une étape d'oxydation (E8) du silicium, formant une couche de dioxyde de silicium (13) sur ladite surface (11), à la fois dans la au moins une cavité (7) et hors de la au moins une cavité (7), réalisée après la mise en œuvre de l'étape consistant à graver (E3) ladite surface (11), et/ou en ce qu'il comprend une étape d'oxydation (E8) du silicium, formant une couche de dioxyde de silicium (13) sur ladite surface (11), à la fois dans la au moins une cavité (7) et hors de la au moins une cavité (7), réalisée avant la mise en œuvre de l'étape consistant à déposer (E7) une couche métallique ou en alliage métallique (22) sur ladite surface (11).

10. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape consistant à graver (E3) ladite surface de la portion dudit composant horloger (1) ou d'une ébauche (1a) dudit composant horloger (1) comprend la mise en œuvre d'une gravure ionique réactive profonde au travers d'un masque obtenu par photolithographie et/ou comprend la mise en œuvre d'un gravage par laser, notamment par un laser femtoseconde.

11. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape consistant à graver (E3) ladite surface de la portion est réalisée dans une même opération qu'une étape consistant à graver un contour dudit composant horloger (1), et/ou en ce que l'étape consistant à graver (E3) ladite surface de la portion est réalisée avant une étape consistant à graver un contour dudit composant horloger (1), et/ou en ce que l'étape consistant à graver (E3) ladite surface de la portion comprend une étape de positionnement d'un premier masque sur un substrat (10a), notamment sur ladite surface (11) dudit substrat (10a), de sorte à réaliser l'étape consistant à graver (E3) au moins une cavité (7) à partir de ce premier masque, et une étape de positionnement d'un deuxième masque distinct du premier masque sur ledit substrat (10a), notamment sur une autre surface dudit substrat (10a), de sorte à graver un contour de l'ébauche (1a) de composant horloger (1) à partir de ce deuxième masque.

12. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire entre les étapes consistant d'une part à déposer (E7) une couche métallique ou en alliage métallique (22) et d'autre part à déposer une matière (E4) sur ladite couche métallique ou en alliage métallique (22), cette étape intermédiaire comprenant le dépôt d'un masque (24) sur la couche métallique ou en alliage métallique (22), ce masque (24) comprenant au moins une ouverture superposée à la au moins une cavité (7), de surface supérieure ou égale à la surface de la cavité, de sorte à ne pas recouvrir la au moins une cavité.

13. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à retirer (E5) la couche métallique ou en alliage métallique (22) déposée en dehors de ladite au moins une cavité (7), notamment par attaque chimique sélective, ultérieure à l'étape consistant à déposer une matière (E4) dans ladite au moins une cavité (7).

14. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant horloger est un composant de mouvement comme une bascule, une roue, en particulier une roue d'un dispositif d'échappement, un ressort, en particulier un ressort-spiral, une ancre, un balancier, ou un composant d'habillage comme une lunette, en particulier une lunette ou un disque de lunette ou un rehaut.

15. Composant horloger comprenant au moins une première portion comprenant une surface (11), en particulier une surface supérieure, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une cavité (7) comprenant des flancs (18) et un fond (17), agencée dans ladite surface (11), et en ce qu'il comprend une couche métallique ou en alliage métallique (22) agencée sur le fond (17) de ladite cavité et ne s'étendant pas sur les flancs (18) ou ne s'étendant pas sur toute la hauteur des flancs (18), et une couche de matière (8) agencée sur la couche métallique ou en alliage métallique (22) au moins dans ladite au moins une cavité (7), la couche métallique ou en alliage métallique (22) remplissant la fonction d'accroche de ladite couche de matière (8), et caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de matière (8) est supérieure à l'épaisseur de la couche métallique ou en alliage métallique (22).

16. Composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche métallique ou en alliage métallique (22) est inférieure ou égale à 100 nm, et/ou en ce que l'épaisseur de la couche de matière (8) est comprise entre 100 nm et 200 nm, et/ou en ce que la profondeur de ladite au moins une cavité (7) est inférieure à 10 µm, voire inférieure à 6 µm et optionnellement supérieure à 3 µm et/ou en ce que la somme de l'épaisseur de la couche de matière (8) et de l'épaisseur de la couche métallique ou en alliage métallique (22) est strictement inférieure à la profondeur de la cavité et/ou en ce que l'étendue de la au moins une cavité est supérieure à 100 µm, voire supérieure à 150 µm, voire supérieure à 200 µm, voire supérieure à 250 µm.

Dessins