在表盘上制造金属装饰物的方法及由该方法获得的表盘技术

本发明专利技术涉及用于在具有穹顶表面的由绝缘材料制成的基底上制造至少一个金属装饰物的方法，包括以下步骤：a)提供基底并通过气相沉积而在其上沉积第一粘合层和第二导电层；b)沉积第三粘合层；c)施加光敏树脂层；d)通过限定装饰物轮廓的掩模照射光敏树脂层；e)溶解光敏树脂层的未照射区域以原位露出装饰物所处的第三层；f)除去装饰物所在的第三粘合层，以露出导电的第二层；g)从导电表面开始电沉积金属层或金属合金层以形成基本上到达树脂层上表面的至少一个单元；h)通过等离子体蚀刻除去剩余的光敏树脂层；i)通过至少一次湿法蚀刻除去第一、第二和第三层。本发明专利技术还涉及具有金属装饰物的由绝缘材料制成的穹顶表盘。

Method of manufacturing metal ornaments on a dial and dial obtained by the method

【技术实现步骤摘要】
在表盘上制造金属装饰物的方法及由该方法获得的表盘
本专利技术涉及一种通过LIGA型技术制造金属装饰物的方法。特别地，本专利技术涉及一种这种类型的方法，即该方法用于制造具有最佳地配合在表盘上的金属装饰物的穹顶陶瓷表盘。本专利技术还涉及通过该方法获得的这种类型的表盘。
技术介绍
由德国卡尔斯鲁厄核研究中心(KarlsruheNuclearResearchCentre)的W.Ehrfeld于20世纪80年代开发的LIGA技术(LithographieGalvanikAbformung，光刻、电镀、模铸)已被证明有利于制造高精度金属微结构。LIGA技术的原理在于：在导电基底或涂有导电层的基底上沉积光敏树脂层，使用同步加速器通过对应于所需微结构轮廓的掩模进行X光照射，显影，即通过物理或化学手段除去光敏树脂层的未照射部分，以便制造具有所述微结构轮廓的模具，在光敏树脂模具中电沉积金属(通常是镍)，然后移除模具以释放所述微结构。所获得的微结构的品质不容置疑，但使用昂贵设备(同步加速器)的要求使得该技术与必须具有低单位成本的微结构的大规模生产并不相容。这就是为什么开发了基于LIGA方法但使用UV光敏树脂的类似方法的原因。该方法特别描述于专利CH704955中，并且包括以下步骤：-提供具有至少一个导电表面的基底；-将光敏树脂层施加到基底的导电表面上；-通过限定所需微结构轮廓的掩模照射树脂层；-溶解光敏树脂层的未照射区域，以在其位置显露基底的导电表面；-从所述导电表面开始电沉积第一金属和至少第二金属的交替层，以形成基本上到达光敏树脂的上表面的单元，所述单元由第一和第二金属的叠层形成；-通过分层将树脂层和电沉积单元与基底分离，以及-从分层结构中去除光敏树脂层，以释放由此形成的微结构。根据该现有技术方法通过电沉积制造金属装饰物是在平坦表面上进行的，并且其在具有穹顶表面的部件上的实施要复杂得多，因为该部件的曲率阻碍装饰物被适当地安装。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是通过提供一种用于制造符合待装饰部件的曲率的金属装饰物的方法来克服上述缺点以及其它缺点。本专利技术的另一个目的是提供实施起来简单且便宜的此类方法。为此，本专利技术涉及一种用于在具有弯曲表面的由绝缘材料制成的基底上制造至少一个金属装饰物的方法，该方法包括以下步骤：a)提供具有穹顶表面的例如由陶瓷材料制成的非导电基底，通过PVD方法或类似方法沉积至少第一粘合层和第二导电层；b)通过PVD工艺或类似工艺沉积第三粘合层；c)施加光敏树脂层；d)通过限定所需装饰物的几何形状的掩模来照射树脂层；e)溶解光敏树脂层的未照射区域，以露出装饰物所在的第三粘合层；f)除去装饰物所在的第三粘合层，以露出第二导电层；g)从所述导电表面开始电沉积金属层，以形成基本上到达光敏树脂上表面的单元；h)通过等离子体蚀刻除去剩余的树脂层；i)通过湿法蚀刻除去第一、第二和第三层。因此，该方法使得可以制造具有穹顶表面的成品陶瓷部件，该穹顶表面具有与表面完美配合的浮雕/凸出的金属装饰物。根据本专利技术的其他有利变型：-所述第一粘合层为Ti、Ta、Cr或Th型；-所述第二导电层为Au、Pt、Ag、Cr、Pd、TiN、CrN、ZrN、Ni型；-所述第三粘合层为SiO2、TiO2、AlN或SixNy型；-第一粘合层的厚度为30nm至80nm；-第二导电层的厚度在30nm和80nm之间；-第三粘合层的厚度至少为10nm；-根据该方法的变型，在步骤g)中，将第一金属沉积到模具的顶部，并且在步骤i)之前，该方法包括沉积覆盖已沉积的第一金属的第二金属的步骤h')；-由绝缘材料制成的基底是非导电基底，由陶瓷、蓝宝石、珍珠母、玻璃、石英、金刚石、矿物材料(花岗岩、大理石...)、聚合物、复合材料或珐琅制成。最后，本专利技术涉及一种具有金属装饰物的由绝缘材料制成的穹顶表盘，用于放置在表壳上，并且通过根据本专利技术的方法获得，所述装饰物是小时符号、嵌花和/或徽标。显然，本专利技术的方法在制造钟表装饰性部件方面具有特别有利的应用。附图说明从以下对根据本专利技术的方法的示例实施例的详细描述中，本专利技术的其他特征和优点将变得更清楚，该示例仅通过结合附图的非限制性说明给出，其中：-图1a至1i示出了本专利技术一个实施例的方法步骤，以便制造带有嵌花的表盘。具体实施方式在根据本专利技术的方法的步骤a)中使用的基底1是例如由陶瓷、蓝宝石、珐琅或其他材料制成的基底形成，并且具有穹顶表面。在该方法的第一步骤a)中，例如通过物理气相沉积(PVD)来沉积第一粘合层2和第二导电层3，第二导电层3即能够开始金属电沉积的层。通常，第一粘合层2是Ti、Ta、Cr或Th型，并且具有30nm至80nm的厚度，而第二导电层3是Au、Pt、Ag、Cr、Pd、TiN、CrN、ZrN、Ni型(图1a)并且也具有30nm至80nm的厚度。第一粘合层和第二导电层可以通过本领域技术人员已知的任何其他方法沉积。或者，基底可以由不锈钢或能够开始电铸反应的其他金属制成。在这种情况下，不再需要第一层和第二层。在不锈钢基底的情况下，基底将在使用前进行清洁，背面将用清漆或树脂保护，以防止在该背面上电沉积。在步骤b)中，例如通过利用磁控管阴极溅射的物理气相沉积将第三粘合层4沉积到第二导电层3上。第三粘合层4例如是SiO2、TiO2、AlN或SixNy型(例如SiN或Si3N4)，并且具有至少10nm的厚度。该第三粘合层4具有允许用于该方法的下一步骤的树脂进行最佳结合/附着的优点。该第三粘合层4还使得可以在树脂分离的情况下在第二导电层上形成保护层，这避免了在随后的方法步骤中的不期望的电化学生长。在根据本专利技术的方法的步骤c)中使用的光敏树脂5优选是可从Microchem以SU-8获得的阴性八官能团环氧基树脂和选自三芳基锍盐的光引发剂，例如在US4058401中描述的那些。该树脂是易于在紫外线辐射的作用下发生光聚合的。应注意，已证明适用于该树脂的溶剂是γ-丁内酯(GBL)。或者，在DNQ(重氮萘醌)光引发剂存在下也可以使用酚醛型酚醛树脂。通过任何合适的方法，通过使用旋涂机的离心涂布或通过喷涂将树脂5沉积在基底1上，直到获得所需的厚度。通常，树脂的厚度在1μm至500μm之间，更优选在20μm至300μm之间。根据所需的厚度和所用的沉积技术，树脂5将以一个或多个步骤沉积。然后将树脂5在80℃和95℃之间加热一段时间以除去溶剂，该时间取决于沉积的厚度。加热使树脂干燥并硬化。图1d中所示的下一步骤d)包括用UV辐射通过掩模6照射树脂层5，掩模6限定所需装饰物的轮廓，从而限定光聚合区域5a和非光聚合区域5b的轮廓。通常，在365nm的典型波长下测量，并且取决于层的厚度和所选树脂的类型，该UV照射为200mJ.cm-2至1,000mJ.cm-2。必要时，可能需要对树脂层5进行退火的步骤以完成由UV照射诱导的光聚合。该退火步骤优选在90℃至95℃之间进行15至30分钟。光聚合区域5a对绝大多数溶剂不敏感。然而，非光聚合区域随后可以通过溶剂溶解。图1e所示的下一步骤e)包括除去光敏树脂层的非光聚合区域5b，以在其位置处/就地/原位显露基底1的第三粘合层4。该操作通过使用合适的溶剂——例如选自GBL(γ-丁内酯)和PGMEA(丙二醇甲醚乙酸酯)——溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在具有穹顶表面的由绝缘材料制成的基底(1)上制造至少一个金属装饰物的方法，该方法包括以下步骤：a)提供基底(1)并通过气相沉积而在其上沉积第一粘合层(2)和第二导电层(3)；b)沉积第三粘合层(4)；c)施加光敏树脂层(5)；d)通过限定所期望的装饰物的轮廓的掩模(6)照射所述光敏树脂层(5)；e)溶解所述光敏树脂层(5)的未照射区域(5b)，以原位露出所述装饰物所处的第三粘合层(4)；f)除去所述装饰物所处的第三粘合层(4)，以露出所述第二导电层(3)；g)从导电表面开始电沉积金属层或金属合金层，以形成基本上到达所述光敏树脂层(5)的上表面的至少一个单元(71、72)；h)通过等离子体蚀刻除去剩余的光敏树脂层(5)；i)通过至少一次湿法蚀刻除去所述第一粘合层、所述第二导电层和所述第三粘合层。

【技术特征摘要】
2018.03.09 EP 18161026.21.用于在具有穹顶表面的由绝缘材料制成的基底(1)上制造至少一个金属装饰物的方法，该方法包括以下步骤：a)提供基底(1)并通过气相沉积而在其上沉积第一粘合层(2)和第二导电层(3)；b)沉积第三粘合层(4)；c)施加光敏树脂层(5)；d)通过限定所期望的装饰物的轮廓的掩模(6)照射所述光敏树脂层(5)；e)溶解所述光敏树脂层(5)的未照射区域(5b)，以原位露出所述装饰物所处的第三粘合层(4)；f)除去所述装饰物所处的第三粘合层(4)，以露出所述第二导电层(3)；g)从导电表面开始电沉积金属层或金属合金层，以形成基本上到达所述光敏树脂层(5)的上表面的至少一个单元(71、72)；h)通过等离子体蚀刻除去剩余的光敏树脂层(5)；i)通过至少一次湿法蚀刻除去所述第一粘合层、所述第二导电层和所述第三粘合层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一粘合层是Ti、Ta、Cr或Th型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二导电层是Au、Pt、Ag、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·拉福热，A·埃梅利，B·蒂克西埃，P·格罗森巴赫，P·维利，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH