La présente invention concerne un procédé d’assemblage entre un premier composant horloger et un deuxième composant horloger. Par « composant horloger » on entend un composant dans son entier, par exemple un spiral ou un piton ; on entend aussi une partie d’un composant horloger, par exemple un crochet qui est sur un arbre de barillet, ou une tirette qui est sur une tige de remontoir.

Dans le domaine horloger, on utilise de plus en plus des matériaux tels que le silicium, le diamant, des céramiques, des verres ou des verres métalliques. Ces matériaux sont considérés comme des matériaux fragiles qui rompent sans déformation plastique préalable à température ambiante (25°C),

Grâce à leurs propriétés avantageuses en termes notamment de densité, de coefficient de frottement et d’insensibilité aux champs magnétiques, ces matériaux ont largement contribué à améliorer la précision et le rendement des mécanismes horlogers. Cependant ces matériaux se prêtent mal à certaines techniques d’assemblage. Ne pouvant pas être chassés en raison de leur fragilité, ils sont généralement collés ou montés élastiquement. Le collage entraîne des problèmes de pollution dans le mécanisme et de mauvaise tenue à long terme. Le montage élastique, quant à lui, n’autorise pas la transmission de couples élevés entre les deux composants assemblés.

On connaît par le brevet EP 0732635 un procédé de réalisation de composants horlogers tels qu’une ancre, une roue, un pignon, un spiral ou un balancier, selon lequel le composant est gravé dans une plaque de silicium puis ses parties actives sont le cas échéant recouvertes d’un matériau de dureté et de coefficient de frottement prédéterminés. Pour permettre la fixation du composant en silicium à un axe métallique par brasage, soudage ou collage, la paroi et les bords inférieur et supérieur d’un orifice du composant en silicium destiné à recevoir l’axe métallique sont revêtus d’un dépôt métallique.

Par « brasage » on entend une opération d’assemblage à l’aide d’un métal d’apport (« brasure ») ayant une température de fusion inférieure à celle des pièces à réunir, le métal d’apport mouillant les surfaces des pièces (zone de brasage) à réunir, la liaison du métal d’apport avec chacune des pièces se faisant par diffusion atomique.

Le caractère mouillant des métaux d’apport varie en fonction des matériaux sur lesquels ils sont déposés. Certains matériaux ont une mauvaise mouillabilité vis-à-vis des métaux d’apport disponibles dans le commerce. Pour le brasage d’une pièce non métallique par exemple, il convient donc de choisir un dépôt métallique qui présente à la fois une bonne adhérence sur le matériau non métallique et une bonne mouillabilité par le métal d’apport.

Une solution à ce problème a été proposée par la demande de brevet EP 3 309 624 déposée par la demanderesse pour assembler un composant horloger non métallique et un composant horloger métallique. Cette solution consiste à déposer sur un composant horloger non métallique un revêtement métallique multicouche sur lequel est ensuite déposé un métal d’apport. Le composant horloger métallique est ensuite positionné sur le composant horloger non métallique. Puis l’ensemble est chauffé pour faire fondre le métal d’apport prévu sur le premier composant horloger non métallique de sorte que les deux composants horlogers non métallique et métallique sont assemblés au moyen du métal d’apport fondu qui se lie d’une part au revêtement métallique du premier composant horloger et d’autre part au métal du deuxième composant horloger.

Si le procédé proposé par la demande EP 3 309 624 a permis d’optimiser la tenue de l’assemblage entre un composant horloger non métallique et un composant horloger métallique par rapport au procédé décrit dans le brevet EP 0732635, il demeure certaines difficultés, notamment à contrôler la quantité de brasure déposée sur le composant horloger non métallique, et en particulier un composant horloger en silicium ayant subi préalablement différents traitements, pour obtenir un procédé d’assemblage robuste. Plus particulièrement, la brasure étant déposée en plusieurs points sous la forme de gouttes, la brasure peut ne pas s’étaler correctement sur toute la zone à braser malgré les propriétés de mouillabilité du revêtement métallique multicouche utilisé.

Si trop de brasure est déposée, il peut apparaître autour des composants assemblés un bourrelet de brasure inesthétique.

Si la quantité de brasure déposée est insuffisante, l’assemblage des composants n’est pas suffisamment résistant et ne tient pas.

La présente invention vise à proposer un procédé d’assemblage d’un premier composant horloger et d’un deuxième composant horloger permettant de contrôler la quantité de brasure utilisée afin d’avoir un procédé d’assemblage reproductible et fiable permettant son industrialisation.

La présente invention vise également à proposer un procédé d’assemblage d’un premier composant horloger et d’un deuxième composant horloger permettant d’obtenir un assemblage net, sans trace de brasure apparente.

A cet effet, la présente invention concerne un procédé d’assemblage d’un premier composant horloger et d’un deuxième composant horloger.

Selon l’invention, ledit procédé comprend les étapes suivantes :

a) déposer un premier revêtement métallique multicouche sur au moins une première zone d’assemblage du premier composant horloger, le premier revêtement métallique multicouche comprenant au moins une première couche voisine du premier composant horloger et réalisée en un premier matériau métallique et, au-dessus de la première couche, une deuxième couche réalisée en un deuxième matériau métallique différent du premier matériau métallique, et destinée à se lier au deuxième composant horloger par diffusion atomique,

b) déposer en alternance par dépôt en phase vapeur, sur au moins une deuxième zone d’assemblage du deuxième composant horloger destinée à être assemblée à la première zone d’assemblage du premier composant horloger, des couches de différents métaux purs, la quantité de métaux purs pour l’ensemble desdites couches déposées en alternance étant telle que l’ensemble desdites couches déposées en alternance constitue une couche de métal d’apport de composition correspondant à un alliage eutectique à base desdits métaux purs, c) positionner les premier et deuxième composants horlogers pour permettre leur assemblage par leurs première et deuxième zones d’assemblage respectives,

d) chauffer au moins les première et deuxième zones d’assemblage pour faire fondre le métal d’apport déposé sur le deuxième composant horloger et lier les premier et deuxième composants horlogers par leurs première et deuxième zones d’assemblage respectives, par diffusion atomique entre ledit métal d’apport et le deuxième matériau métallique de la deuxième couche du premier revêtement métallique multicouche.

Le dépôt du métal d’apport sur l’un des composants horlogers par un procédé en phase vapeur de plusieurs couches alternées de métaux purs pour constituer une couche de métal d’apport sous la forme d’un alliage eutectique comprenant lesdits métaux purs permet de contrôler précisément la quantité de brasure déposée ainsi que la qualité du dépôt, la quantité de chaque métal déposée pouvant être précisément contrôlée afin d’obtenir les proportions idéales pour réaliser un eutectique stable.

Avantageusement, le procédé de l’invention comprend, avant l’étape b), une étape e) de traitement initial du deuxième composant horloger, ladite étape e) comprenant la formation d’un angle vif sur le pourtour du deuxième composant horloger à la jonction de sa deuxième zone d’assemblage.

En outre, à l’étape a), le premier revêtement métallique multicouche est de préférence déposé sur le premier composant horloger sur la première zone d’assemblage au moins de manière à ne pas dépasser d’une zone destinée à être assemblée à une zone de la deuxième zone d’assemblage du deuxième composant horloger qui jouxte l’angle vif.

Un tel angle vif permet de délimiter précisément la zone d’étalement du métal d’apport sur le premier composant horloger, et plus précisément sur la deuxième couche de son revêtement métallique, afin de correspondre aux première et deuxième zones d’assemblage, de sorte qu’aucun bourrelet de brasure ne dépasse desdites première et deuxième zones d’assemblage des premier et deuxième composants horlogers respectivement qui jouxtent l’angle vif.

L’invention propose également un mécanisme horloger comprenant un assemblage d’un premier composant horloger et d’un deuxième composant horloger obtenu par le procédé d’assemblage tel que défini ci-dessus.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de plusieurs modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemples non limitatifs, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d’un exemple de premier composant horloger selon l’invention, comprenant un spiral en silicium, une virole et un organe de fixation à un piton ;

- la figure 2 représente les figures 2(a) à 2(f) qui sont des vues en coupe transversale de l’organe de fixation et du piton, montrant différentes étapes du procédé selon l’invention pour assembler le spiral au piton;

- la figure 3 est une vue en perspective de l’organe de fixation au piton portant un premier revêtement métallique multicouche ;

- la figure 4 est une vue en coupe transversale, suivant la ligne A-A de la figure 1 , de l’organe de fixation au piton, montrant les différentes couches du premier revêtement métallique multicouche ;

- la figure 5 est une vue en coupe transversale d’une première variante de piton; - la figure 6 est une vue partielle en coupe transversale de l’extrémité d’une deuxième variante de piton ; et

- la figure 7 est une vue en coupe transversale de la variante de piton de la figure 5 montrant les différentes couches du deuxième revêtement métallique multicouche.

Dans le cadre de la présente invention, on entend par le terme « métal » un métal proprement dit ou un alliage à base de métal. De même, le terme « métallique » signifie entièrement constitué de métal/métaux ou comprenant notamment un métal.

La figure 1 montre un exemple d’un premier composant horloger 1 utilisé dans la présente invention. Dans cet exemple le premier composant horloger 1 comprend un spiral 2 destiné à équiper un balancier pour former avec ce dernier l’organe régulateur d’un mouvement horloger. Le spiral 2 est constitué d’une lame élastique enroulée en spirale entre une extrémité intérieure 2a et une extrémité extérieure 2b. Par son extrémité intérieure 2a le spiral 2 est joint à une virole 3 destinée à être montée sur l’axe du balancier. Par son extrémité extérieure 2b le spiral 2 est joint à un organe de fixation 4 destiné à être fixé à un piton 5, constituant le deuxième composant horloger, (visible à la figure 5 ou 6) monté sur une partie fixe du mouvement horloger, à savoir le coq. Typiquement le premier composant 1 , comprenant le spiral 2, la virole 3 et l’organe de fixation 4, est en une seule pièce obtenue par une technique de micro-fabrication telle que la gravure ionique réactive profonde DRIE. Le premier composant 1 peut être réalisé en un matériau fragile tel que défini ci-dessus. Le premier composant 1 peut être par exemple en silicium (monocristallin ou polycristallin, dopé ou non) ou autre matériau semi-conducteur, en diamant, en céramique, en verre ou en verre métallique. Le matériau du composant 1 peut aussi être composite et comprendre une âme couverte par un revêtement. Un exemple typique de matériau composite est une âme en silicium couverte par un revêtement en oxyde de silicium présent de manière naturelle ou formé sur le silicium par exemple par oxydation thermique comme décrit dans le brevet EP 1422436.

De préférence, le matériau du premier composant horloger est du silicium ou du silicium recouvert d’une couche d’oxyde de silicium.

Le deuxième composant horloger, ici le piton 5, peut être métallique ou être réalisé en un matériau fragile tel que défini ci-dessus. De préférence, le piton 5 est métallique, en acier par exemple.

La présente invention porte notamment sur un procédé permettant d’assembler de manière robuste le premier composant 1 , de préférence en silicium, et le piton 5, de préférence métallique, c’est-à-dire de fixer l’organe de fixation 4 au piton 5. Comme on peut le voir, l’organe de fixation 4 comprend une lame rigide 4a qui prolonge la lame du spiral 2 et qui est interrompue (comme représenté) ou terminée par un anneau 4b.

Comme représenté sur la figure 5 et également partiellement sur la figure 6, le piton 5 comprend successivement une tête 5a, une première partie cylindrique 5b, un épaulement 5c et une deuxième partie cylindrique 5d. La tête 5a et la première partie cylindrique 5b sont destinées respectivement à reposer sur et à traverser le coq de manière connue en soi. L’épaulement 5c est destiné à reposer sur la surface supérieure 4c (tournée vers le coq) de l’anneau 4b. La deuxième partie cylindrique 5d est destinée à s’engager dans le trou 4d de l’anneau 4b de sorte que la base 5e de l’épaulement 5c prolongée par au moins une zone de la deuxième partie cylindrique 5d constitue la zone d’assemblage du piton 5 destinée à être assemblée à la zone d’assemblage lui faisant face sur l’organe de fixation 4.

D’une manière particulièrement préférée, l’épaulement 5c présente un angle vif sur son pourtour extérieur à la jonction avec sa base 5e comme cela sera détaillé ci-après. L’angle vif peut être sous la forme d’un chanfrein 5f, par exemple à 45°, comme représenté sur la figure 5 ou sous la forme d’une rainure 5g comme représenté sur la figure 6. Les extrémités du chanfrein 5f ou de la rainure 5g peuvent être adoucies par un congé ou un arrondi. La deuxième zone d’assemblage correspond alors à la surface de la base 5e restant après la réalisation de l’angle vif et à la zone de la deuxième partie cylindrique 5d dans le prolongement de la base 5e.

En relation avec la figure 2, il est maintenant décrit un mode de réalisation du procédé selon l’invention. Il comprend les étapes suivantes :

a) déposer un premier revêtement métallique multicouche 7, qui sera décrit ci-après, sur une première zone d’assemblage de l’organe de fixation 4 du premier composant horloger 1 ,

b) déposer en alternance par dépôt en phase vapeur, sur au moins la deuxième zone d’assemblage du deuxième composant horloger 5, à savoir le piton 5, destinée à être assemblée à la première zone d’assemblage de l’organe de fixation 4 du premier composant horloger 1 pour lier ledit premier composant horloger au deuxième composant horloger, des couches de différents métaux purs, la quantité de métaux purs pour l’ensemble desdites couches déposées en alternance étant telle que l’ensemble desdites couches déposées en alternance constitue une couche de métal d’apport 8 de composition correspondant à un alliage eutectique à base desdits métaux purs, comme décrit ci-après, c) positionner l’organe de fixation 4 du premier composant horloger 1 et le piton 5 pour permettre leur assemblage par leurs première et deuxième zones d’assemblage respectives,

d) chauffer au moins les première et deuxième zones d’assemblage pour faire fondre le métal d’apport 8 déposé sur le piton 5 et lier l’organe de fixation 4 du premier composant horloger 1 et le piton 5 par leurs première et deuxième zones d’assemblage respectives, par diffusion atomique entre ledit métal d’apport du piton 5 et le matériau de l’organe de fixation 4.

Plus spécifiquement, le premier composant horloger 1 fourni pour la mise en oeuvre lors de l’étape a) est d’abord préparé selon les étapes suivantes : i. se doter d’un pochoir 6 (« shadow mask » en anglais) dont le motif correspond à la première zone d’assemblage du composant 1 que l’on souhaite métalliser, c’est-à-dire une zone de la paroi du trou 4d et une zone de la surface supérieure 4c de l’anneau 4b autour du trou 4d, comme représenté sur la figure 2(a); le motif est défini de sorte que, sur la surface supérieure 4c de l’anneau 4b autour du trou 4d, la zone exposée correspond au maximum à la base de l’épaulement 5c du piton 5 restant après la réalisation de l’angle vif 5f, 5g. La zone exposée est de préférence plus petite que la base de l’épaulement 5c du piton 5 restant après la réalisation de l’angle vif 5f, 5g afin d’éviter le débordement du métal d’apport lors de l’assemblage ;

ii. définir des points repères sur le composant 1 ;

iii. positionner le pochoir 6 sur le composant 1 en suivant les points repère ; iv. fixer le pochoir 6 au composant 1.

Puis, le premier revêtement métallique multicouche 7 est déposé sur l’ensemble pochoir 6 - composant 1 conformément à l’étape a). Du fait du choix du motif du pochoir, le premier revêtement 7 est présent sur le composant 1 uniquement sur une zone de la paroi du trou 4d et sur la zone de la surface supérieure 4c de l’anneau 4b autour du trou 4d, en correspondance au maximum de la base 5e de l’épaulement 5c du piton 5 restant après la réalisation de l’angle vif 5f, 5g. Ainsi le premier revêtement métallique multicouche 7 est déposé sur le premier composant horloger 1 sur la première zone d’assemblage de manière à ne pas dépasser d’une zone destinée à être assemblée à une zone de la deuxième zone d’assemblage du deuxième composant horloger qui jouxte l’angle vif.

Puis on retire le pochoir 6 du composant 1 pour obtenir le premier composant horloger 1 issu de l’étape a), tel que représenté sur les figures 2(b) et 3. Le pochoir 6 est par exemple en métal, silicium, céramique ou plastique. Selon le matériau choisi, le pochoir 6 peut être obtenu par usinage mécanique ou chimique, découpage au laser, gravure physique ou chimique ou étampage d’une plaque, par exemple. Une méthode de type sérigraphie ou photolithographie peut aussi être envisagée pour définir la ou les ouvertures du pochoir.

Par définition le premier revêtement métallique multicouche 7 est solide, c’est-à-dire que toutes ses couches sont à l’état solide. Il peut être déposé sous forme de couches minces par PVD (dépôt physique en phase vapeur), y compris évaporation sous vide ou pulvérisation cathodique, ou par CVD (dépôt chimique en phase vapeur), y compris ALD (dépôt de couches atomiques) et MVD (dépôt moléculaire en phase vapeur). Il peut aussi être déposé sous forme de couches épaisses par projection, croissance galvanique ou autre.

En pratique, plusieurs composants sont réalisés à partir d’une même plaque du matériau du premier composant horloger 1. Le dépôt du premier revêtement métallique multicouche 7 peut être réalisé sur chaque composant après que ce dernier a été séparé de ladite plaque, ou simultanément sur tous les composants alors qu’ils sont encore attachés à la plaque. Dans ce dernier cas un unique pochoir recouvrant tous les composants de la plaque et positionné par rapport à des points repères sur la plaque peut être employé. Dans le cas d’un premier composant horloger à base de silicium, on utilisera par exemple une plaque de silicium ou « wafer » sur laquelle de préférence les premiers composants horlogers restent attachés lors du dépôt du premier revêtement métallique multicouche au pochoir.

Le pochoir 6 permet de déposer le premier revêtement métallique multicouche 7 de manière localisée sur le composant 1 , comme décrit ci-dessus. Dans la présente invention l’usage d’un pochoir est préféré à la mise en oeuvre d’un procédé de photolithographie en raison de sa simplicité et de son faible coût. La présente invention n’exclut toutefois pas la mise en oeuvre d’un procédé de photolithographie, avec masque en résine formé sur le composant 1. La présente invention n’exclut pas non plus de déposer le premier revêtement métallique multicouche 7 de manière non localisée. Par exemple, on pourrait recouvrir tout le composant 1 du premier revêtement métallique multicouche 7 puis enlever, par exemple par laser, ledit premier revêtement 7 sauf dans la zone du brasage correspondant à la première zone d’assemblage.

Comme montré à la figure 4, le premier revêtement métallique multicouche 7 comprend au moins une première couche métallique 7a voisine du premier composant 1 et une deuxième couche métallique 7b déposée au-dessus de la première couche métallique 7a.

La première couche métallique 7a est de préférence déposée en contact avec le premier composant 1.

La première couche métallique 7a est réalisée en un premier matériau métallique choisi pour avoir sur le matériau du premier composant 1 une meilleure adhérence que le deuxième matériau métallique de la deuxième couche métallique 7b et éventuellement une meilleure adhérence que le matériau d’une couche intermédiaire déposée sur la première couche 7a, entre la première couche 7a et la deuxième couche 7b. Cela signifie que le premier matériau de la première couche métallique 7a a, sur le matériau du premier composant, une adhérence supérieure à l’adhérence qu’aurait le deuxième matériau de la deuxième couche métallique 7b sur le même matériau du premier composant, lorsqu’il n’y a pas de couche intermédiaire. De même, cela signifie que le premier matériau de la première couche métallique 7a a, sur le matériau du premier composant, une adhérence supérieure à l’adhérence qu’aurait le matériau d’une couche intermédiaire sur le même matériau du premier composant, lorsque cette couche intermédiaire est présente.

Le premier matériau métallique de la première couche métallique 7a est choisi par exemple parmi le chrome, le titane, le tantale, ou un composé à base d’un ou plusieurs de ces métaux, et préférentiellement le titane. La deuxième couche métallique 7b est réalisée en un deuxième matériau métallique différent du premier matériau métallique et choisi pour pouvoir se lier au métal d’apport préalablement déposé sur le deuxième composant horloger 5 par diffusion atomique.

De préférence, le deuxième matériau métallique de la deuxième couche 7b est l’un des métaux utilisés dans la composition du métal d’apport 8. Plus préférentiellement, le deuxième matériau métallique de la deuxième couche 7b est le même métal que celui choisi pour constituer la dernière couche de l’ensemble multicouche constituant le métal d’apport 8.

Le deuxième matériau métallique peut comprendre au moins l’un des matériaux suivants : or, platine, palladium, argent, cuivre, nickel, molybdène, rhodium, tungstène, étain, cobalt, iridium, tantale, vanadium, hafnium, zirconium, ruthénium, niobium, osmium, et leurs alliages.

Selon un premier mode de réalisation particulièrement préféré, la deuxième couche 7b du premier revêtement métallique multicouche 7 est réalisée dans un matériau non oxydable, de sorte que la deuxième couche 7b est une couche externe, qui sera mise directement au contact de la couche de métal d’apport 8. Une telle couche 7b est de préférence en or pour une couche de métal d’apport 8 en alliage Au/Sn.

Selon un autre mode de réalisation dans lequel le deuxième matériau métallique constituant la deuxième couche 7b est oxydable, par exemple le cuivre ou l’argent, le revêtement métallique 7 peut comprendre une couche additionnelle externe sacrificielle, typiquement très mince, déposée sur la deuxième couche métallique 7b pour la protéger de l’oxydation. En effet, l’oxydation d’une surface dégrade généralement la mouillabilité. Cette couche sacrificielle est réalisée en un matériau métallique différent du deuxième matériau métallique et choisi pour se mélanger au métal d’apport 8 déposé sur le piton 5 pendant le chauffage (étape d)) de sorte que cette couche sacrificielle disparaîtra dans la couche de métal d’apport 8. Cette couche sacrificielle n’a aucun rôle de liaison entre le métal d’apport et le premier composant 1 . Le matériau métallique de cette éventuelle couche sacrificielle peut être choisi parmi les matériaux suivants : or, nickel, platine, iridium, osmium, palladium, rhodium, ruthénium ou molybdène, ou leurs alliages.

En outre le deuxième matériau de la deuxième couche métallique 7b est choisi pour avoir une meilleure mouillabilité par le métal d’apport 8 chauffé, de préférence fondu, déposé sur le piton 5, que le premier matériau métallique de la première couche métallique 7a.

Cela signifie que le deuxième matériau de la deuxième couche métallique 7b a, vis-à-vis du métal d’apport, une mouillabilité supérieure à la mouillabilité qu’aurait le premier matériau de la première couche métallique 7a vis-à-vis du même métal d’apport.

Ces propriétés d’adhérence et de mouillabilité peuvent être mesurées par des tests classiques tels que, pour l’adhérence, une mesure par nanoindentation sur coupe (ou interfaciale), une mesure par nanorayure ou une mesure par micro scratch test, et pour la mouillabilité, une mesure de l’angle de contact entre la surface d’une goutte et la surface de l’échantillon ou une méthode de goutte pendante ou de pesée de goutte avec un tensiomètre.

Ainsi, le premier revêtement métallique multicouche 7 associe ces propriétés d’adhérence et de mouillabilité pour une tenue améliorée de l’organe de fixation 4 sur le piton 5. La première couche métallique 7a permet à la deuxième couche métallique 7b, mouillable par le métal d’apport 8 déposé sur le piton 5, d’adhérer fermement au composant 1 . Ces deux couches 7a, 7b restent à l’état solide pendant le chauffage (étape d)).

Le premier revêtement métallique multicouche 7 peut comprendre en outre, entre la première couche 7a et la deuxième couche 7b, une troisième couche 7c réalisée en un troisième matériau métallique différent du premier matériau métallique, et du deuxième matériau métallique, et choisi également pour avoir une meilleure mouillabilité par le métal d’apport 8 chauffé, de préférence fondu, du second composant horloger 5 que le premier matériau 7a.

Cela signifie que le troisième matériau de la troisième couche métallique 7c a, vis-à-vis du métal d’apport, une mouillabilité supérieure à la mouillabilité qu’aurait le premier matériau de la première couche métallique 7a vis-à-vis du même métal d’apport.

Le troisième matériau métallique comprend au moins l’un des matériaux suivants : platine, palladium, tungstène, cobalt, iridium, tantale, vanadium, hafnium, ruthénium, niobium, osmium, et leurs alliages, et préférentiellement le platine ou le palladium.

En alternative à sa fonction d’augmenter la mouillabilité du premier revêtement métallique multicouche 7, ou en plus de cette fonction, la troisième couche métallique 7c peut servir de barrière de diffusion empêchant les atomes de la première couche métallique 7a (particulièrement les atomes de chrome ou de titane) de migrer vers la deuxième couche métallique 7b et vers le métal d’apport 8 pendant le chauffage (étape d)). Une telle migration peut en effet diminuer l’adhérence de la première couche métallique 7a sur le composant 1 ou fragiliser la brasure. Parmi les matériaux pouvant faire office de barrière de diffusion et constituer ainsi une telle troisième couche métallique 7c, on peut citer : nickel, tantale, platine, palladium, vanadium, iridium, tungstène, cobalt, hafnium, zirconium, ruthénium ou niobium, ou alliage à base d’un ou plusieurs de ces métaux.

Une ou plusieurs autres couches intermédiaires peuvent également être prévues entre la première couche métallique 7a et la deuxième couche métallique 7b si nécessaire.

L’épaisseur de chaque couche du premier revêtement métallique multicouche 7 est typiquement inférieure à 1 miti, de préférence inférieure à 0.5 pm. De préférence, l’épaisseur de la première couche 7a est comprise entre 5 nm et 100 nm, de préférence entre 10 nm et 50 nm, l’épaisseur de la troisième couche 7c est comprise entre 20 nm et 300 nm, de préférence entre 50 nm et 200 nm et l’épaisseur de la deuxième couche 7b est comprise entre 100 nm et 1 miti, de préférence entre 200 nm et 500 nm. L’éventuelle couche sacrificielle en cas de deuxième couche 7b oxydable peut avoir une épaisseur inférieure à 50 nm.

En parallèle à la préparation du premier composant horloger 1 selon l’étape a), on prépare le deuxième composant horloger 5, qui est de préférence métallique, selon l’étape b).

Avant la mise en oeuvre de l’étape b), le deuxième composant horloger 5 peut subir différentes étapes de traitement préalables.

Plus particulièrement, le procédé de l’invention peut comprendre, avant l’étape b), une étape e) de traitement initial du deuxième composant horloger 5, ladite étape e) comprenant la formation d’un angle vif sur le pourtour du deuxième composant horloger 5 à la jonction de sa deuxième zone d’assemblage avec l’épaulement 5c, comme représenté sur la figure 2(c). Comme décrit ci-dessus, l’angle vif peut être sous la forme d’un chanfrein 5f ou d’une rainure 5g comme représenté sur les figures 5 et 6 respectivement. La base 5e du piton 5 restant après la formation de l’angle vif constitue la zone d’assemblage du piton avec la zone de la surface supérieure 4c de l’anneau 4b de l’organe de fixation 4 autour de son trou 4d recouverte du premier revêtement métallique 7.

Le procédé de l’invention peut comprendre également, avant l’étape b), une étape f) de traitement intermédiaire du deuxième composant horloger 5, ladite étape f) comprenant le dépôt d’un deuxième revêtement métallique multicouche 10 sur au moins la deuxième zone d’assemblage du deuxième composant horloger 5.

De préférence, l’étape f) est mise en oeuvre entre l’étape e) et l’étape b).

Le deuxième revêtement métallique multicouche 10 est solide, c’est-à-dire que toutes ses couches sont à l’état solide. Il peut être déposé sous forme de couches minces par PVD (dépôt physique en phase vapeur), y compris évaporation sous vide ou pulvérisation cathodique, ou par CVD (dépôt chimique en phase vapeur), y compris ALD (dépôt de couches atomiques) et MVD (dépôt moléculaire en phase vapeur). Il peut aussi être déposé sous forme de couches épaisses par projection, croissance galvanique ou autre.

En référence à la figure 7, le deuxième revêtement métallique multicouche 10 peut comprendre au moins une quatrième couche 10a en contact avec le deuxième composant horloger 5 et réalisée en un quatrième matériau métallique, sur la quatrième couche 10a, au moins une cinquième couche intermédiaire 10b réalisée en un cinquième matériau métallique différent du quatrième matériau métallique et éventuellement, sur la cinquième couche 10b, une sixième couche 10c réalisée en un sixième matériau métallique différent du cinquième matériau métallique et différent du métal d’apport 8.

Le quatrième, respectivement le cinquième matériau métallique, est choisi pour avoir sur le deuxième composant horloger métallique 5, respectivement sur la quatrième couche, une meilleure adhérence que le cinquième matériau métallique, respectivement le sixième matériau métallique s’il est présent ou le métal d’apport.

Cela signifie que le quatrième matériau de la quatrième couche métallique 10a a, sur le deuxième composant horloger métallique 5, une adhérence supérieure à l’adhérence qu’aurait le cinquième matériau de la cinquième couche métallique 10b sur le même composant horloger 5.

De même, cela signifie que le cinquième matériau de la cinquième couche métallique 10b a, sur la quatrième couche 10a, une adhérence supérieure à l’adhérence qu’aurait le sixième matériau de la sixième couche 10c si elle est présente, ou qu’aurait le métal d’apport, sur le même matériau de la quatrième couche 10a.

Le sixième matériau métallique est choisi pour avoir une meilleure mouillabilité par le métal d’apport 8, en particulier lorsqu’il est chauffé, de préférence fondu, que le cinquième matériau métallique. Cela signifie que le sixième matériau de la sixième couche métallique 10c a, vis-à-vis du métal d’apport, une mouillabilité supérieure à la mouillabilité qu’aurait le cinquième matériau de la cinquième couche métallique 10b vis-à-vis du même métal d’apport.

Ainsi, le deuxième revêtement métallique multicouche 10 associe ces propriétés d’adhérence et de mouillabilité pour une tenue améliorée du métal d’apport 8 sur le piton 5. La quatrième couche métallique 10a permet à la cinquième couche métallique 10b de mieux adhérer au piton 5. Le quatrième matériau métallique peut être également choisi pour que la quatrième couche métallique 10a permette également de protéger la surface métallique du piton 5, par exemple contre la corrosion. La cinquième couche métallique 10b permet à la sixième couche métallique 10c, mouillable par le métal d’apport 8 déposé ensuite, d’adhérer fermement au piton 5. Ces trois couches 10a, 10b, 10c restent à l’état solide pendant le chauffage (étape d)).

Le quatrième matériau métallique de la quatrième couche métallique 10a est choisi par exemple parmi le nickel, l’or, le cobalt, ou un alliage à base d’un ou plusieurs de ces métaux, et préférentiellement le nickel ou un alliage or/cobalt.

Il est possible de prévoir entre la quatrième couche métallique 10a et la cinquième couche métallique 10b une autre couche intermédiaire, par exemple une couche métallique en alliage or/cobalt, notamment si la quatrième couche métallique 10 a est en nickel.

La quatrième couche 10a ainsi que la couche intermédiaire peuvent être déposées par voie galvanique. Une couche d’or déposée par voie galvanique peut avantageusement remplacée la quatrième couche 10a en nickel ainsi que la couche intermédiaire en or/cobalt.

Le cinquième matériau métallique de la cinquième couche métallique 10b est choisi par exemple parmi le chrome, le titane, le tantale, ou un composé à base d’un ou plusieurs de ces métaux, et préférentiellement le titane. Le sixième matériau métallique de la sixième couche métallique 10c est choisi par exemple parmi les matériaux suivants : cuivre, platine, palladium, argent, or, molybdène, rhodium, tungstène, iridium, vanadium, hafnium, osmium, ou un alliage à base d’un ou plusieurs de ces métaux, et préférentiellement le platine.

Les cinquième et sixième couches métalliques 10b et 10c sont de préférence déposées par PVD.

L’épaisseur de chaque couche du deuxième revêtement métallique multicouche 10 est typiquement inférieure à 10 miti, de préférence inférieure à 5 miti. Notamment, la quatrième couche métallique 10a peut avoir une épaisseur inférieure à 1 miti, l’éventuelle couche intermédiaire entre la quatrième couche métallique 10a et la cinquième couche métallique 10b peut avoir une épaisseur inférieure à 2 miti, la cinquième couche métallique 10b peut avoir une épaisseur inférieure à 100 nm et la sixième couche métallique 10c peut avoir une épaisseur inférieure à 200 nm. Chacune de ces couches présente de préférence une épaisseur minimale comprise entre 5 nm et 10 nm.

Après avoir été préparé conformément aux étapes e) et f), le piton 5 est traité selon l’étape b) du procédé de l’invention en déposant le métal d’apport 8 sur le deuxième revêtement métallique 10, comme représenté sur la figure 2(d).

Ledit deuxième revêtement métallique 10 ainsi que le métal d’apport 8 sont déposés au moins sur la base 5e du piton 5 restant après la réalisation de l’angle vif 5f, 5g constituant la zone d’assemblage du piton avec la zone de la surface supérieure 4c recouverte du premier revêtement métallique 7 ainsi que sur la zone de la deuxième partie cylindrique 5d dans le prolongement de la base 5e constituant la zone d’assemblage du piton avec la zone de la paroi du trou 4d de l’organe de fixation 4 recouverte du premier revêtement métallique 7. Comme on le verra ci-après, il n’est pas gênant qu’au moins le dépôt du métal d’apport 8 remonte sur le pourtour de l’épaulement 5c au-delà de l’angle vif. Le métal d’apport 8 peut également être déposé sous la partie cylindrique 5d. Le métal d’apport 8 est déposé sur le deuxième revêtement métallique 10 par un procédé de dépôt en phase vapeur. Les pitons sont disposés dans un posage permettant de déposer le métal d’apport 8 seulement sur les parties souhaitées du piton et non sur l’ensemble du piton. La mise en place des pitons dans le posage peut également être utilisée préalablement pour le dépôt du deuxième revêtement métallique 10 lorsqu’il est réalisé par PVD.

Le procédé de dépôt en phase vapeur peut être par exemple un procédé de dépôt physique en phase vapeur PVD, et de préférence un procédé de dépôt par évaporation sous vide, ou pulvérisation cathodique, ou un procédé de dépôt chimique en phase vapeur CVD. Un procédé de dépôt par évaporation sous vide est particulièrement préféré.

Conformément à l’invention, la couche de métal d’apport 8 est obtenue par en déposant en alternance, en phase vapeur, sur au moins une deuxième zone d’assemblage du deuxième composant horloger 5 destinée à être assemblée à la première zone d’assemblage du premier composant horloger 1 , des couches de différents métaux purs, la quantité de métaux purs pour l’ensemble desdites couches déposées en alternance étant telle que l’ensemble desdites couches déposées en alternance constitue une couche de métal d’apport 8 de composition correspondant à un alliage eutectique à base desdits métaux purs. Ainsi, les couches de métal pur sont déposées successivement les unes sur les autres sur le deuxième revêtement métallique 10 sur le piton 5 par évaporation sous vide, en contrôlant leur épaisseur et leur nombre, jusqu’à obtenir la composition eutectique de l’alliage à base desdits métaux correspondant. L’épaisseur des couches de métal pur déposées en alternance est inférieure à 1 .5 miti, de préférence inférieure à 1 miti, et plus préférentiellement inférieure à 800 nm, et de préférence comprise entre 5 nm et 1 miti, et de préférence comprise entre 10 nm et 800 nm, et plus préférentiellement comprise entre 100 nm et 800 nm, le ratio entre les épaisseurs de couches étant adapté à la composition eutectique de l’alliage à atteindre. Les couches aux extrémités peuvent présenter une épaisseur supérieure à celle des autres couches.

Ce type de dépôt présente l’avantage de parfaitement contrôler la quantité de métal d’apport déposée puisqu’elle est déterminée par l’épaisseur de la couche de métal d’apport déposée, et donc par les épaisseurs des différentes couches de métaux purs déposées en alternance. En contrôlant l’épaisseur exacte et très faible (inférieure à 1 pm) de chaque couche de métal pur déposée en alternance, on peut garantir une conservation du ratio de la composition chimique de l’alliage du métal d’apport obtenu par rapport à la composition de l’alliage initial correspondant aux couches de métal pur et que cette composition correspond exactement aux proportions idéales pour réaliser un eutectique stable à base desdits métaux. De plus, le dépôt localisé du métal d’apport sur le composant métallique et non sur le composant en silicium est plus facile à mettre en oeuvre et est compatible avec une production industrielle.

Lors du chauffage selon l’étape d), le métal d’apport fond à la température de fusion de l’eutectique pour créer une interface métallique entre le composant 1 et le piton 5. Des exemples de matériaux pouvant constituer le métal d’apport 8 sont :

- pour un brasage tendre (température inférieure à 450°C) : alliage à base d’or, d’étain, d’indium, de plomb, de bismuth, de germanium ou d’antimoine comme les alliages étain/bismuth, or/étain, argent/étain, indium/étain, plomb/étain, indium/plomb, étain/antimoine, étain/cuivre/argent, indium/argent, étain/indium/germanium;

- pour un brasage dur (température supérieure à 450°C) : alliage à base de cuivre, de nickel, d’argent, d’aluminium ou de zinc, par exemple alliage cuivre/argent, cuivre/argent/nickel, cuivre/argent/phosphore, aluminium/silicium.

De préférence, le métal d’apport 8 comprend au moins un alliage à base d’or et d’étain obtenu par une alternance de couches d’or pur et de couches d’étain pur. Les couches d’or et d’étain sont déposées successivement les unes sur les autres au moins sur le deuxième revêtement métallique 10 sur le piton 5 par évaporation sous vide ou par pulvérisation cathodique jusqu’à obtenir la composition eutectique de l’alliage. Il est également possible d’utiliser comme alliages sous forme de couches alternées de métaux purs des couches alternées étain/argent, étain/cuivre/argent, germanium/or. De préférence, les couches d’or et d’étain sont déposées successivement les unes sur les autres, en nombre et avec une épaisseur appropriés jusqu’à pouvoir former une couche de métal d’apport 8 sous la forme d’un alliage Au7sSn25. Le nombre total de paires de couches Au/Sn peut par exemple être compris 5 et 20, et de préférence entre 7 et 15, une couche d’or supplémentaire étant de préférence ajoutée sur la dernière couche d’étain pour que la couche de métal d’apport 8 commence et finisse par une couche d’or pur. L’épaisseur des couches d’or pur peut être comprise entre 100 nm et 1 miti, et de préférence entre 200 nm et 800 nm, et l’épaisseur des couches d’étain pur peut être comprise entre 20 nm et 1 miti, et de préférence entre 50 nm et 800 nm, le ratio entre les épaisseurs de couches étant adapté à la composition eutectique Au75Sn25 à atteindre. Les couches aux extrémités peuvent présenter une épaisseur supérieure à celle des autres couches.

De préférence, l’épaisseur de la couche de métal d’apport est comprise entre 1 pm et 10 miti, et plus préférentiellement entre 3 miti et 7 miti.

Le procédé selon l’invention se poursuit avec l’étape c) consistant à positionner le piton 5 de telle sorte que la deuxième partie cylindrique 5d soit engagée dans le trou 4d et que la base 5e de l’épaulement 5c soit en appui sur la surface supérieure 4c de l’organe de fixation 4 (plus exactement le métal d’apport 8 est en appui sur le premier revêtement métallique multicouche 7), et appliquer une pression prédéfinie, comme le montre la figure 2(e).

Puis conformément à l’étape d), on chauffe à une température prédéfinie l’ensemble composant 1 - piton 5 pour faire fondre le métal d’apport 8 et lier le composant 1 et le piton 5. Selon la température choisie le brasage sera tendre (basse température) ou dur (haute température).

D’une manière avantageuse, l’étape d) s’effectue sous hydrogène, argon et/ou azote afin de protéger les composants horlogers de toute dégradation, et notamment d’empêcher la modification de la composition chimique de l’acier constituant le piton.

Le premier revêtement métallique multicouche 7 sur le composant 1 ainsi que le deuxième revêtement métallique multicouche 10 sur le piton 5 présentent chacun une mouillabilité élevée et délimitent ainsi une zone de brasage entre le composant 1 et le piton 5 dans laquelle le métal d’apport 8 fondu peut s’étaler pendant le chauffage.

De plus, l’angle vif prévu sur le piton 5, à la jonction de la deuxième zone d’assemblage, permet au métal d’apport fondu déposé éventuellement sur le pourtour de l’épaulement 5c et sur l’angle vif du piton 5 d’être ramené vers l’intérieur de l’ensemble composant 1 - piton 5, sur les première et deuxième zones d’assemblage entre la surface supérieure 4c de l’organe de fixation 4 et la base chanfreinée 5e du piton 5. Ce phénomène est favorisé par la mouillabilité élevée du premier revêtement 7 déposé sur la surface supérieure 4c de l’organe de fixation 4 exactement au niveau des première et deuxième zones d’assemblage.

De ce fait, après assemblage des deux composants 1 et 5, le métal d’apport 8, au niveau de la surface supérieure 4c de l’organe de fixation, ne recouvre que le premier revêtement métallique multicouche 7 positionné exactement en regard de la base 5e restant après la formation de l’angle vif, sans déborder autour de cette base 5e, comme le montre la figure 2(f). De plus, le reste de l’épaulement 5c plus large que la base 5e restant après la formation de l’angle vif masque le métal d’apport 8 ainsi que le premier revêtement métallique 7. Ainsi, aucun bourrelet de métal d’apport 8 n’est visible, l’aspect esthétique de l’ensemble composant 1 - piton 5 étant grandement amélioré. De plus, avec le procédé selon l’invention, le dépôt de métal d’apport est amélioré par rapport au procédé décrit dans la demande EP 3 309 624, tant sur le plan de la qualité que sur le plan de la précision et de la reproductibilité en ce qui concerne la quantité de métal d’apport déposé sur le piton 5, permettant d’industrialiser le dépôt du métal d’apport. Ainsi, les composants horlogers assemblés selon le procédé de l’invention sont tous assemblés de manière homogène et très résistante. En effet, grâce notamment au deuxième revêtement métallique prévu sur le piton pour améliorer notamment l’adhérence du métal d’apport sur le piton, l’assemblage présente une très forte tenue, le silicium se cassant avant la brasure en cas de contrainte très importante lors de la fabrication ou au porter.

La présente invention n’est pas limitée à la fixation d’un spiral au piton. Elle peut en effet s’appliquer aussi, par exemple, à la fixation d’un spiral à l’axe de balancier, à la fixation d’une roue, d’un pignon, d’une ancre d’échappement, d’un balancier, d’une bascule, d’un sautoir, d’un composant à lames flexibles ou flambées, ou d’un levier à son axe de rotation, à la fixation de masselottes métalliques sur un balancier pour en augmenter l’inertie ou plus généralement à l’assemblage de deux composants horlogers.