CN116027652A - 装饰基底的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装饰基底(1)的方法，其包括相继的下列步骤：提供基底(1)；在基底(1)的表面上沉积牺牲材料层(2)；将牺牲材料层(2)结构化以在这种牺牲材料层(2)中创建许多空洞(4)以形成装饰或技术图案(12)；除了在提供图案(12)的位置外，清除牺牲材料层(2)。

Description

装饰基底的方法

技术领域

本发明涉及一种装饰基底的方法。特别地，本发明涉及一种能够在抛光基底，特别是手表的表盘上，更通常在钟表的任何外部元件，如表圈、表壳中心(middle)、底盖(back)、表带连接(link of a bracelet)或镜面(crystal)上制造亚光或缎面装饰的方法。本发明也适用于任何类型的首饰品，特别是手镯(bracelets)。

背景技术

目前用于使基底，如手表表盘的一些区域具有与基底表面的其余部分不同的视觉外观的一种技术在于使这些区域例如暴露于激光束的作用，然后将这些区域金属化。金属化操作难以实施，特别是因为借助激光束蚀刻的待金属化区域通常具有小尺寸，因此难以在这些区域上精确地沉积金属化层。实际上，金属化层有时超出已在其上沉积这些金属化的借助激光束处理过的基底区域的尺寸，并侵占相邻区域。相反，金属化层有时也可能没有完全覆盖应该被金属化的基底区域，以致这些区域在金属化层下方仍然可见。在这两种情况下，以这种方式处理的基底的最终外观都不令人满意，并且这些基底的无法忽视的部件应该被丢弃。这种技术的另一个缺点在于基底被激光蚀刻操作改变。

发明内容

本发明旨在通过提供特别能够精确地装饰基底的方法来克服上述问题以及其它问题。

为此，本发明涉及一种装饰基底的方法，其包括相继的下列步骤：

-提供基底；

-在基底表面上沉积至少一个牺牲材料层；

-将牺牲材料层结构化以在这种牺牲材料层中创建许多空洞以形成装饰或技术图案；

-除了在提供图案的位置外，清除牺牲材料层。

根据本发明的一个特定实施方案，空洞具有不同深度。

根据本发明的另一特定实施方案，在牺牲材料层中创建的空洞的至少一些穿过该牺牲材料层直至基底。

根据本发明的再一特定实施方案，通过物理气相沉积、通过化学气相沉积或当基底导电时通过电镀在基底表面沉积牺牲材料层。

根据本发明的再一特定实施方案，借助一种或多种金属材料或这种或这些金属材料的氧化物、氮化物、碳化物或碳氮氧化物(carboxinitrides)制造牺牲材料层。

根据本发明的再一特定实施方案，金属材料选自铬、锆、钛和铝。

根据本发明的再一特定实施方案，牺牲材料层具有在100nm至10μm之间的厚度。

根据本发明的再一特定实施方案，牺牲材料层具有在500nm至2μm之间的厚度。

根据本发明的再一特定实施方案，牺牲材料层中的空洞通过湿法或干法化学蚀刻、通过激光烧蚀或通过光刻法创建。

根据本发明的再一特定实施方案，湿法或干法化学蚀刻影响牺牲材料层的整个表面或透过掩模开孔进行，所述掩模设置在牺牲材料层上并且其轮廓对应于在牺牲材料层中应该呈现的装饰或技术图案。

根据本发明的再一特定实施方案，光刻法在于直接通过借助激光束烧蚀或借助透过掩模开孔的光辐射在牺牲材料层中创建空洞，所述掩模设置在牺牲材料层上并且其轮廓对应于在牺牲材料层中应该呈现的装饰或技术图案。

根据本发明的再一特定实施方案，在牺牲材料层的结构化以在其中创建空洞之后和在除了在提供图案的位置外在基底的整个表面上清除牺牲材料层之前，在牺牲材料层上沉积至少一个附加精整层(finishing layer)。

根据本发明的再一特定实施方案，借助一种或多种金属材料或这些金属材料的氧化物、氮化物、碳化物或碳氮氧化物(carboxinitrides)制造附加精整层。

根据本发明的再一特定实施方案，用于制造附加精整层的金属材料选自铬、锆、金、钛和铝。

根据本发明的再一特定实施方案，在牺牲材料层的结构化和可能沉积附加精整层之后，进行下列步骤：

-在可能被附加精整层涂布的牺牲材料层上沉积光敏树脂层；

-使光敏树脂层直接暴露于激光束的作用或选择性地在与牺牲材料层中应该呈现的装饰或技术图案对应的位置暴露于光辐射；

-在光敏树脂层并未曝光的位置清除光敏树脂层和可能被附加精整层覆盖的下方牺牲材料层；

-清除在应该保留牺牲材料层的位置留存的光敏树脂层。

根据本发明的再一特定实施方案，基底是表壳或首饰品的外部元件。

根据本发明的再一特定实施方案，基底是桥板(bridge)、夹板(plate)、表圈、表壳中心(middle)、镜面(crystal)、表盘(dial)、底盖(back)或表带连接(bracelet link)。

根据本发明的再一特定实施方案，基底具有抛光外观。

由于这些特征，本发明提供特别能够装饰基底而不修改或改变这种基底的表面状况的方法。特别应该理解的是，考虑到根据本发明的方法在于并非直接在基底中而是在沉积于这种基底上的材料层中结构化装饰或技术图案的事实，其不依赖于制造基底的材料的性质(有时极硬)，并且范围广泛的材料可用于制造该层，在基底表面在该层中形成图案。此外，通过环境光在形成图案的空洞内的多次反射的集合，这种图案具有从基底表面的其余部分中明显突显出来的亚光至缎面外观，相当特别是当基底具有抛光表面状况时。还应该指出，无论所考虑的实施模式如何，根据本发明的方法能够克服在希望装饰如手表表盘或手表镜面之类的基底时经常遇到的定位精度的问题。

附图说明

从根据本发明的装饰方法的实施方案的以下详述中更清楚地看出本发明的其它特征和优点，该实例仅用于说明性和非限制性目的，仅参考附图，其中：

-图1是基底的横截面视图，在所述基底的表面上沉积牺牲材料层；

-图2图解通过将基底浸渍在化学蚀刻浴中而在牺牲材料层中制造空洞；

-图3是类似于图1的视图，其图解将牺牲材料层结构化以在这种牺牲材料层中创建许多空洞以形成装饰或技术图案的步骤；

-图4是类似于图3的视图，其图解在牺牲材料层的结构化之后在该牺牲材料层上沉积附加精整层的步骤；

-图5是类似于图4的视图，其图解在附加精整层上沉积光敏树脂层的步骤；

-图6是类似于图5的视图，其图解在该光敏树脂层并未曝光的区域中清除光敏树脂层；

-图7是类似于图6的视图，其图解在光敏树脂层并未曝光的区域中清除牺牲材料层和精整层的步骤；

-图8是类似于图7的视图，其图解在牺牲材料层已经结构化并且应该保留以形成装饰图案的位置清除已经曝光的残留光敏树脂层；

-图9示意性图解被其上沉积了第一光敏树脂层的牺牲材料层涂布的基底；

-图10图解选择性曝光以创建空洞的光敏树脂层；

-图11图解光敏树脂层的显影，以清除并未曝光的第一区域并且只有已暴露于光的第二区域留存；

-图12图解其中在牺牲材料层中已创建旨在形成图案的空洞后用至少一个附加精整层覆盖牺牲材料层的情况；

-图13是类似于图12的视图，其图解在附加精整层上沉积第二光敏树脂层，其中可以区分并未暴露的第一区域和已直接借助激光束或透过掩模曝光并对应于在牺牲材料层中应该形成的图案的第二区域；

-图14是类似于图13的视图，其图解在光敏树脂层直接借助激光束或透过掩模曝光后的光敏树脂层的显影，清除并未暴露的第一区域并且只有已暴露于光并对应于所需图案的第二区域留存；

-图15是类似于图14的视图，其图解清除已暴露于光的光敏树脂层的部分。

具体实施方式

本发明基于这样的总体发明思路：在基底表面制造装饰或技术图案而不修改或改变该基底的表面状况。为此，本发明提出在基底表面沉积所谓的牺牲材料层，其中将根据与所需装饰或技术图案的形状对应的布局制造许多足够深的空洞。可涂布一个或多个附加精整层以精整表面状况和调节下方牺牲材料层的颜色，这些空洞群将通过透入这些空洞的入射环境光的多次反射的作用形成肉眼可察觉的所需图案。此外，根据这些空洞的数量和深度，所需图案将具有亚光或缎面外观以从结构化有该图案的基底的周围表面中明显突显出来，特别是当基底具有抛光表面状况时。

基底的横截面视图在图1中显示，其整体由一般附图标记1指代。优选但并不一定，该基底1具有抛光表面状况。该基底1可由任何类型的制表部件组成，例如但不限于，桥板、夹板、表圈、表壳中心、镜面、表盘、底盖或表带连接。其也可能由首饰品组成，如手镯、戒指或盒式吊坠。更一般地说，在本专利申请中的基底应被理解为是能够实施根据本发明的方法的任何支承件。

根据本发明并且如图1中所示，基底被牺牲材料层2覆盖。这种牺牲材料层2借助优选选自铬、氮化铬、氮氧化铬、锆、氮化锆和氮氧化锆的金属材料制成。这种牺牲材料层2具有通常在100nm至10μm之间，优选在500nm至2μm之间的厚度。当然，牺牲材料层2的厚度可超过这些值。牺牲材料层2也可获自至少两种不同的金属材料或这些金属材料的氧化物、氮化物、碳化物或碳氮氧化物的组合。

通过任何合适的技术，如物理气相沉积、化学气相沉积或当基底1导电时通过电镀在基底1的表面沉积牺牲材料层2。

在基底1的表面沉积牺牲材料层2后，将该牺牲材料层2结构化以在其中创建许多空洞4。

牺牲材料层2中的空洞4的结构化可通过任何合适的技术进行。例如图2中所示，将被牺牲材料层2涂布的基底1浸在化学蚀刻浴6中，牺牲材料层2的一些区域可酌情掩蔽以免受浴6的作用。以这种方式，牺牲材料层2的表面将受到浴6的腐蚀作用。由于这种化学蚀刻并非完全均匀并且其效果特别取决于基底1在浴6中保持的时间，在牺牲材料层2中形成的空洞4并非都具有相同深度。

如图3中所示，一旦基底1从化学蚀刻浴6中取出，在已暴露于化学蚀刻的牺牲材料层2的整个表面上形成具有不同深度的空洞4，其中一些甚至可贯穿牺牲材料层2直至基底1。

根据并未展示的本发明的另一实施方案，代替牺牲材料层2的湿法蚀刻，有可能通过将基底1置于腐蚀性气态气氛中以创建空洞4而进行这种牺牲材料层2的干法蚀刻。

根据并未呈现的本发明的再一实施方案，代替牺牲材料层2的化学蚀刻，也有可能通过借助激光束烧蚀而将这种牺牲材料层2结构化。

在牺牲材料层2中的空洞4的结构化之后，优选但并不必需地，牺牲材料层2可如图4中所示用至少一个附加精整层8涂布。该附加精整层8可例如通过物理或化学气相沉积法沉积。该附加精整层8可由与牺牲材料层2相同的材料制成。该附加精整层8借助任何金属材料、金属材料氮氧化物(oxinitride)或金属材料的合金制成；其特别可由金、铬、锆、钛或铝制成。这种至少一个附加精整层8旨在精整表面状况和调节下方牺牲材料层2的颜色。

如图5中所示，在沉积附加精整层8之后，在这种附加精整层8上沉积光敏树脂层10。此后，这种光敏树脂层10在与牺牲材料层2中应该呈现的装饰或技术图案12对应的位置借助光辐射选择性曝光。在光敏树脂层10中，因此可区分并未暴露于光辐射的第一区域10A和已暴露于光辐射并对应于所需图案12的第二区域10B。光敏树脂层10可例如直接借助激光束(通过计算机控制其运动)或借助透过掩模的光辐射(例如紫外线)选择性曝光，所述掩模的开孔对应于为创建在基底1的表面应该呈现的装饰或技术图案12而必须保留的牺牲材料层2的区域。

在光敏树脂层10的选择性曝光后，将这种光敏树脂层10显影以清除并未暴露于紫外线辐射的第一区域10A并且只有已暴露于光并对应于所需图案12的第二区域10B留存(参见图6)。

然后，如图7中所示，清除牺牲材料层2和附加精整层8的未被光敏树脂层10覆盖的部分直至再暴露出基底1。

最后(图8)，再清除已暴露于紫外线辐射的光敏树脂层10的第二区域10B。

在留存于基底1的表面的牺牲材料层2的区域中形成的空洞4并非都具有相同深度，以致通过透入这些空洞4的入射光的多次反射的作用，由空洞4的网络形成的装饰或技术图案12具有从基底1的表面的其余部分中明显突显出来的亚光或缎面外观，特别是当基底具有抛光表面状况时。实际上，通过空洞4的组合形成的装饰或技术图案12根据这些空洞4的深度具有亚光或缎面外观，其与未被牺牲材料层2覆盖的基底1的表面的其余部分的光亮度形成明显视觉对比。

还应该指出，优选地，在牺牲材料层2的表面例如暴露于浴6的腐蚀作用后在牺牲材料层2中构造出空洞4以形成尺寸大于所需最终图案12的尺寸的网络。接着，为了图案12相对于基底1的正确定位，提供确定的边界(determined margin)以使基底1相对于掩模(透过其使光敏树脂层曝光)正确配位，这是非常有利的。

在图9至15中图解本发明的另一实施方案。在图9中，基底1被牺牲材料层2涂布，在其上沉积第一光敏树脂层14。

此后，如图10中所示，将该光敏树脂层14选择性曝光以创建空洞4。光敏树脂层14的这种选择性曝光可例如直接借助激光束或透过掩模进行，所述掩模的开孔对应于应该保留的牺牲材料层2的区域。在光敏树脂层14中，因此可区分并未暴露于选择性光照的第一区域14A和已被选择性照射并对应于应该保留的牺牲材料层2的部分的第二区域14B。

在选择性曝光后，如图11中所示将光敏树脂层14显影以清除第一区域14A并且只有已暴露于光的第二区域14B留存。然后，通过化学蚀刻清除牺牲材料层2的未被光敏树脂层14覆盖的部分直至再暴露出基底1。最后，再清除已暴露于选择性光照的光敏树脂层14的第二区域14B，以致只有其中已构造空洞4的牺牲材料层2的部分留存。

此后，如图12中示意性显示，基底1用至少一个附加精整层16覆盖，附加精整层16本身如图13中所示用第二光敏树脂层18覆盖。此后，该第二光敏树脂层18例如借助激光束或透过掩模选择性曝光，所述掩模的开孔对应于为创建在基底1的表面应该呈现的装饰或技术图案20而应该保留的牺牲材料层2的区域。

在曝光后，在光敏树脂层18中可以区分并未暴露于选择性光照的第一区域18A和已被选择性照射并对应于牺牲材料层2和附加精整层8的应该保留的部分的第二区域18B。此后，如图14中所示将光敏树脂层18显影以清除第一区域18A并且只有已暴露于光的第二区域18B留存。

此后，对基底1施以化学蚀刻以清除附加精整层16和牺牲材料层2的未被光敏树脂覆盖的部分。最后，如图15中所示，获得基底1，其一些区域暴露并具有抛光外观，而基底1的其它区域被牺牲材料层2覆盖并再涂布附加精整层16并且在其中构造空洞4以形成具有缎面或亚光外观的装饰或技术图案20。

无需说，本发明不限于刚刚描述的实施方案并且本领域技术人员可考虑各种简单修改和变体而不脱离如所附权利要求书界定的本发明的范围。特别地，应该理解的是，沉积在基底1上的第一层被称为牺牲材料层2，因为除构造装饰或技术图案20的位置外，意图将其完全清除。这就是为何这种牺牲材料层2优选由耐久且廉价的材料制成。此外，应该指出，牺牲材料层2越厚，越容易构造空腔4。但是，应该确保这种牺牲材料层2不会太厚，否则冒着在该层中出现可导致层离问题的内部机械应力的风险。还应该指出，基底1优选是抛光和/或不透明的。

术语

1.基底

2.牺牲材料层

4.空洞

6.浴

8.附加精整层

10.光敏树脂层

10A.第一区域

10B.第二区域

12.图案

14.第一光敏树脂层

14A.第一区域

14B.第二区域

16.附加精整层

18.第二光敏树脂层

18A.第一区域

18B.第二区域

20.图案

Claims (18)

1.一种装饰基底(1)的方法，其包括相继的下列步骤：

-提供基底(1)；

-在基底(1)的表面上沉积牺牲材料层(2)；

-将牺牲材料层(2)结构化以在该牺牲材料层(2)中创建许多空洞(4)以形成装饰或技术图案(12；20)；

-除了在提供图案(12；20)的位置外，清除牺牲材料层(2)。

2.根据权利要求1的装饰方法，其特征在于在牺牲材料层(2)的结构化以在其中创建空洞(4)之后和在除了在提供图案(12；20)的位置外在基底(1)的整个表面上清除牺牲材料层(2)之前，在牺牲材料层(2)上沉积至少一个附加精整层(8)。

3.根据权利要求2的装饰方法，其特征在于所述附加精整层(8)借助一种或多种金属材料或这些金属材料的氧化物、氮化物、碳化物或碳氮氧化物制造。

4.根据权利要求3的装饰方法，其特征在于用于制造所述附加精整层(8)的金属材料选自铬、锆、金、钛和铝。

5.根据权利要求1至4之一的装饰方法，其特征在于所述空洞(4)具有不同深度。

6.根据权利要求1至5之一的装饰方法，其特征在于在牺牲材料层(2)中创建的空洞(4)的至少一些穿过该牺牲材料层(2)直至基底(1)。

7.根据权利要求1至6之一的装饰方法，其特征在于通过物理气相沉积、通过化学气相沉积或当基底(1)导电时通过电镀在基底(1)的表面沉积牺牲材料层(2)。

8.根据权利要求1至7之一的装饰方法，其特征在于所述牺牲材料层(2)借助一种或多种金属材料或这种或这些金属材料的氧化物、氮化物、碳化物或碳氮氧化物制造。

9.根据权利要求8的装饰方法，其特征在于所述金属材料选自铬、锆、钛和铝。

10.根据权利要求8和9之一的装饰方法，其特征在于所述牺牲材料层(2)具有在100nm至10μm之间的厚度。

11.根据权利要求10的装饰方法，其特征在于所述牺牲材料层(2)具有在500nm至2μm之间的厚度。

12.根据权利要求1至11之一的装饰方法，其特征在于牺牲材料层(2)中的空洞(4)通过湿法或干法化学蚀刻、通过激光烧蚀或通过光刻法创建。

13.根据权利要求12的装饰方法，其特征在于湿法或干法化学蚀刻影响牺牲材料层(2)的整个表面或透过掩模开孔进行，所述掩模设置在牺牲材料层上并且其轮廓对应于在牺牲材料层(2)中应该呈现的装饰或技术图案(12；20)。

14.根据权利要求12的装饰方法，其特征在于光刻法在于直接通过借助激光束烧蚀或借助透过掩模开孔的光辐射在牺牲材料层(2)中创建空洞(4)，所述掩模设置在所述牺牲材料层(2)上并且其轮廓对应于在牺牲材料层中应该呈现的装饰或技术图案(12；20)。

15.根据权利要求1至14任一项的装饰方法，其特征在于在牺牲材料层(2)的结构化和可能沉积附加精整层(8)之后，进行下列步骤：

-在可能被附加精整层(8)涂布的牺牲材料层(2)上沉积光敏树脂层(18)；

-使光敏树脂层(18)直接暴露于激光束的作用或选择性地在与牺牲材料层(2)中应该呈现的装饰或技术图案(12；20)对应的位置暴露于光辐射；

-在光敏树脂层(18)并未曝光的位置清除光敏树脂层(18)和可能被附加精整层(8)覆盖的下方牺牲材料层(2)；

-清除在应该保留牺牲材料层(2)的位置留存的光敏树脂层(18)。

16.根据权利要求1至15之一的装饰方法，其特征在于基底(1)是表壳或首饰品的外部元件。

17.根据权利要求16的装饰方法，其特征在于基底(1)是桥板、夹板、表圈、表壳中心、镜面、表盘、底盖或表带连接。

18.根据权利要求16至17之一的装饰方法，其特征在于基底(1)具有抛光和/或不透明外观。

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