Brevet FR2671513A1 — publié le 19920717

PROCEDE POUR RENDRE ETANCHES DES PIECES COMPRENANT DES INSERTS METALLIOUES SURMOULES La présente invention concerne un procédé pour étanche les passages de cesses de connexion d'un composant électrique tel qu'un microrupteur. Les microrupteurs sont des interrupteurs de petite taille qui sont employés dans des mécanismes pour déterminer des positions ou des fins de course. Certains mécanismes employant des microrupteurs peuvent travailler en milieu humide et il se peut parfois que les micro- rupteurs soient éclabousses par du liquide, voire immerges. S'il n'est pas toujours neoessaire que les cosses de connexion des microrupteurs soient protégées car elles sont suffisamment écartes les unes des autres, le mécanisme intérieur du micro- rupteur doit, lui, être protégé de l'humidité. L'étanchéité des microrupteurs pose certains problèmes au niveau des cosses de connexion. Ces cosses sont en général surmoulées dans de la résine ccnstituant le bâti du micro- rupteur. Initialement, la résine entourant les cosses de connexion adhère à celle-ci et assure une étanchéité accepta- ble. Mais, au cours du vieillissement du microrupteur, il se développe des interstices, dus aux dilatations différentielles, entre les cosses et la résine qui les entoure. Ces interstices offrent un passage à l'humidité de l'extérieur vers l'intérieur du microrupteur. La figure 1 ressente une solution qui est utilisé pour rendre étanche un microrupteur au niveau de ses cosses de annexion. Une cosse de connexion 1 est surmoulée par de la résine 2 d'un bâti de microrupteur. A l'extérieur du micro rupteur, une goutte de résine adhésive souple 3 est disposée autour de la vesse 1. Cette technique est efficace mais ocrûtwse en manipulation car il faut venir déposer une goutte autour de chaque cosse, en général au narre de trois, de chaque microrupteer. De plus, la résine employée est chère et il en faut une quantité relativement importante. Une autre solution consiste à faire subir au microrupteur un traitement d'inprégnatico. Les traitements d'imprégnation sont sapent utilisés pour rendre étanches des pièces brutes de moulage ou des pièces comprenant des inserts surmoulés. Les pièces sont mises dans une cze où on fait un vide de par exemple 20 millibars. Ensuite, on introduit une résine d'imprégnation dans la cuvé, qui recouvre entièrement les pièces. Puis, on rétablit la pression atmosphérique dans la cuve et la résine est aspirée dans tous les interstices et les poro- sités des pièces, qui débouchent à la surface.Les pièces sont ensuite lavées avec des produits de lavage pour supprimer la résine résiduelle en surface. La résine polymérise ensuite dans les interstices en présence de métal. Les pièces à inserts surmoulés ainsi traitées présen- tent, juste après traitement, une étanchéité parfaite au niveau des inserts. De plus, les interstices subsistant après le sur u- lage entre les inserts et le Suit surmoulé étant d'échelle microscopique, la consommation de résine d'imprégnation est infime. Seulement, quand des pièces surmoulées ainsi traitées vieillissent, les interstices s'agrandissent, par dilatations différentielles, par exemple, et la souplesse ainsi que la quantité de la résine ne sont pas suffisantes pour maintenir l'obstruction des interstices. Un objet de la présente invention est de prévoir un procédé simple, peu coûteux en manipulations et en résine pour rendre étanches de façon durable des micrarupteurs au niveau de leurs cosses de rmexion. Cet objet est atteint grâce à un procède pour rendre étanches des pièces comprenant des inserts métalliques surmoulés d'une résine, comprenant les étapes suivantes : faire subir aux pièces un traitement de déverminage; ; et ensuite faire subir aux pièces un traitement d'imprégnation. Selon un mode de réalisation de la présente intention, le déverminage des pièces consiste à faire subir aux pièces des thermiques. Selon un mode de réalisation de la pesente invention, les chocs thermiques sont au nombre de cinq entre -40 et +125 C. Selon un Rode de réalisation de la présente invention, le déverminage des pièces consiste à faire subir aux pièces des variations thermiques. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les variations thermiques sont au nombre de cinq entre -50 et +1500C. Selon un Rode de réalisation de la présente intention, la résine d'imprégnation est une résine diméthylacrylique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la résine d'imprégnation est une résine qui polymérise à froid. Ces objets, caracteristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1, précédeméent décrite, illustre l'état de la technique; et la figure 2 permet de décrire un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 représente, cane à la figure 1, une cosse de connexion 1 surfilée par une résine 2. De plus, on a repré- santé des interstices 20 qui apparaissent après le surmoulage par le phénomène du retrait de la résine et qui s'agrandissent après un vieillissement du microrupteur. Selon la présente invention, les micraupteurs neufs sont soumis à un déverminage qui entraîne l'agrandissesent des interstices 20, ces interstices étant remplis ensuite par imprégnation selon un traitement d'imprégnation classique. le déverminage qui consiste, par exoeple, en un traitement thermique, a pour but de stabiliser la résine de soulage de manière que les formes de celle-ci ne varient plus lors de son vieillissement. Des essais du procédé selon la présente invention ont été effectués sur des éprouvettes oooornant des inserts en différents alliages métalliques et différentes résines de surmoulage thermoplastiques. Les essais ont consisté à soumettre les éprouvettes à un déverminage détaillé ci-dessous, à les imprégner, à les soumettre à un traitement de vieillissement par chocs thermiques après polymérisation de la résine d'imprégnation, et à vérifier les résultats en mesurant les fuites d'air sous pression relative de 300 millibars. Deux traitements de déverminage ont été essayés, à savoir un traitement de chocs thermiques de, par exemple, cinq chocs entre 50 et +150 C et un traitement de variations thermiques de, par exemple, cinq variations entre -50 et +150 C à une vitesse de 30C par minute et une station aux températures extrêmes de 12 minutes. Ces deux traitements de déierrinage ont damné sensiblement les mêmes résultats. Les essais ont été effectués avec des résines d'imprégnation qui polymérisent à froid, ce qui est avantageux Car le phénomène du retrait de la résine est alors mins important. On peut citer comme exemple une résine diméthylacrylique, telle que celle dénommée PMS10E fabriquée par Loctite. On citera ci-dessous deux exemples qui ont donne les meilleurs résultats. Exemple 1 On a réalisé des éprouvettes comprenant des inserts en alliage de cuivre-fer surmoulés d'une résine polysulfure de phénylène (PPS). On a soumis ces éprouvettes au traitement de déverminage susmentionné et on les a imprégnées. les fuites mesurées à ce stade sont nulles. les éprouvettes ont ensuite subi un traitement de vieillissement de par exemple 5 chocs thermiques entre -50 et +1500C. les fuites alors mesurées sont en moyenne de 0,078 Pa/s avec un maximum de 0,56 Pa/s et un minimum de 0. les fuites mesurées pour des éprouvettes classiques vieillies s'élèvent en moyenne à 45 pascals par seconde et celles pour des éprouvettes impregnées, non déverminées et vieillies s'élèvent en moyenne à 1,5 Pa/s. Exemple 2 Ou a réalisé des éprouvettes comprenant des inserts métalliques en alliage de bronze phosphoreux suroulés de la même résine PPS. Ces éprouvettes ont été soumises au même traitement que celles de l'exemple 1 et on a relevé les mesures suivantes O Pa/s juste après imprégnation et 0,05 Pa/s en moyenne après vieillissement avec un mamum de 1 Pa/s et un minimum de 0. les fuites es pour des éprouvettes classiques vieillies s'élèvent en moyenne à 63 pascals par seoeeee et celles pour des éprouvettes impregnees, non déverminées et vieillies s'élèvent en moyenne à 2 Pa/s. On trouvera ces exemples résumés dans le tableau suivant. On rappelle les fuites sont des fuites d'air sous une pression relative de 300 millibars, mesurées en pascals par seconde (Pa/s). On indique aussi en fin de tableau si le prouit est étanche selon une norme où les produits à vérifier sont immergés sous 1 mètre d'eau pendant 30 minutes. exemple 1 exemple 2 plastique PPS insert Cuivre-Fer Bronze Phosphoreux déverminage X X imprégnation X X X X vieillissement X X X X X X fuite moyenne 45 1,5 0,078 63 2 0,05 étanchéité non incertaine oui non incertaine oui Ainsi, des pièces surmoulées, notamment des microrupteurs, traitées selon le procédé de la présente invention peuvent présenter après vieillissement des fuites de l'ordre de 1000 fois inférieures aux fuites des mêmes pièces non traitées. On notera que dans ces deux exemples on a employé la résine PPS. Cette résine dcnne les meilleurs résultats car son comportement est le plus proche de celui des métaux. Sa température de fusion est aussi la plus élevée et elle est par conséquent utilisée fréquemment pour des coents prévus pour la soudure à la vague. On a essaye d'autres résines de surmoulage, notamment polybutylènetéréphtalate (PBT) et polyarylamide (PAM). Elles ont donné des résultats moins bons comparativement, mais certains d'entre-eux toujours satisfaisants. A titre d'exemple on peut citer des éprouvettes comprenant des inserts métalliques en alliage de cuivre-fer surmoulés d'une résine PAM. Ces eprouvettes sont soumises au même traitement que celles des exemples 1 et 2. les mesures des fuites relevées sont les suivantes : un maximum supérieur à 400 Pa/s pour les éprouvettes neuves, O Pa/s juste après imprégnation et 0,19 Pa/s en moyenne après vieillissement avec un maximum de 1 Pa/s et un minimum de 0. Toutefois, si le déverminage préliminaire est prolongé pour ces résines de surmoulage, les résultats sont comparables à ceux obtenus avec la résine PPS sachant que le procdé selon la présente invention fonctionne d'autant mieux que la résine de soulage est stabilisée avant imprégnation. La présente invention a été décrite en relation avec des résines et des alliages utilisés dans le domaine des microrupteurs mais l'homme de l'art peut choisir d'autres résines et alliages et adapter le traitement de dévermiwe aux pièces surmoulées particulières à rendre étanches sans sortir du cadre de la présente ineention. On a décrit des traitements de déverminage par chocs et variations thermiques, mais tout autre traitement permettant d'agrandir ou créer initialement des interstices entre inserts et produit de surmoulage afin d'arriver à un état plus stable avant imprégnation peut être envisagé, came, par exemple, sourrttre les inserts à des vibrations. REVENDICATIONS 1. Procédé pour rendre étanches des pièces comprenant des inserts métalliques surmoulés d'une résine, caraat:risé en ce qu'il apprend les étapes suivantes - faire subir aux pièces un traitement de déverminage; et ensuite - faire subir aux pièces un traitement d'imprégnation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déverminage des pièces consiste à faire subir aux pièces des chocs thermiques. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les chocs thermiques sont au nombre de cinq entre -50 et +150 C. 4. Procédé selon la r'e'ndioetion 1, caractérisé en ce que le déverminage des pièces consiste à faire subir aux pièces des variations thermiques. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les variations thermiques sont au nitre de cinq entre -50 et +1500C. 6. Procédé selon la revndioetion 1, caractérisé en ce que la résine d'imprégnation est une résine diméthylacrylique. 7. Procédé selon la revendication 1, carrisé en ce que la résine d'imprégnation est une résine qui polymérise à froid.