Brevet FR2889891A1 — publié le 20070223

La présente invention concerne une traversée de boîtier pour des liaisons électroniques ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle traversée de boîtier. Dans une telle traversée de boîtier connue, selon le document US 2004/0192117, un conducteur électrique qui présente dans un certain secteur un profilage est moulé à l'aide d'un matériau synthétique. Lors du processus de moulage, un matériau synthétique se dépose dans les cavités des secteurs profilés et fixe ainsi le conducteur en une position préétablies dans le boîtier. Le profilage du conducteur permet à ce moment là, une étanchéité de la traversée de boîtier, respectivement du conducteur électrique. Grâce au profilage, l'interface entre le conducteur et le matériau synthétique s'agrandit. De ce fait, le canal pour parvenir à l'intérieur du boîtier se rallonge par la voie que devrait emprunter un liquide ou toute autre substance envahissante. Les nombreuses crevasses et arêtes à l'intérieur du secteur profilé représentent à cet égard un obstacle supplémentaire pour le corps pénétrant. Le profilage du conduit fonctionne ainsi comme étanchéité en labyrinthe. Un inconvénient de telles étanchéités en labyrinthe est leur longueur. En fonction du degré requis d'étanchéité, allant de la protection contre les projections d'eau jusqu'à l'étanchéité aux solvants voire aux gaz, ce type d'étanchéité peut nécessiter des secteurs profilés relativement longs. Cela conduit à des boîtiers aux dimensions relativement grandes. Etant donné que le profilage du conducteur, en règle générale, est réalisé selon des procédés de fabrication très chers tels que l'estampage et le fraisage, la fabrication de tels éléments d'étanchéité est en outre coûteuse. Un autre problème pour une telle étanchéité résulte des coefficients de dilatation différents entre le matériau du conducteur et le matériau synthétique. L'espacement capillaire, c'est-à-dire l'espacement assurant l'étanchéité qui se révèle suffisant 2889891 2 pour une température donnée entre le matériau conducteur et le matériau synthétique du boîtier peut s'agrandir du fait de l'augmentation de la température de sorte qu'une étanchéité suffisante n'est plus assurée puisque le matériau synthétique se dilate sensiblement plus rapidement que le matériau conducteur qui est en règle générale métallique. Le document US 2 438 993 décrit une lampe flash qui, de la même façon, présente une traversée de boîtier du type de celui évoqué ci-dessus. La surface de séparation entre l'élément conducteur et l'élément de boîtier est étanchéifiée à l'aide d'une couche de cellulose. Ce procédé relativement ancien n'est plus conforme aux normes actuelles. L'introduction de cellulose exige non seulement un autre élément de construction séparé, mais aussi des étapes opératoires supplémentaires. De plus, la cellulose n'est souvent plus adaptée aux exigences actuelles de qualité, eu égard à l'étanchéité et à la protection contre le feu. Par conséquent, un objet de la présente invention consiste à améliorer une traversée de boîtier du type de celui cité au début, de même qu'un procédé de fabrication d'une telle traversée de boîtier, dans des proportions telles que la traversée de boîtier, bien que selon un mode de construction simple, soit étanchéifiée contre la pénétration de substances non souhaitées et soit en même temps, de ce fait, aisément fabricable d'un point de vue technique. Cet objet est atteint conformément à l'invention avec une traversée de boîtier pour un contact électronique, comprenant un élément de boîtier, dans lequel un élément conducteur est encastré, au moins dans certaines sections, une zone d'étanchéité étant prévue, au moins dans certaines sections, entre l'élément de boîtier et l'élément conducteur, caractérisée en ce que la profondeur de rugosité de l'élément conducteur dans la zone d'étanchéité est augmentée par galvanisation. La profondeur de rugosité accrue garantit une adhérence améliorée entre les matériaux du boîtier et l'élément conducteur. Cette profondeur de rugosité accrue est obtenue, contrairement à l'application courante, par une galvanisation. Bien que jusqu'à présent la galvanisation soit employée simplement pour le traitement de surface et pour la réduction de la profondeur de rugosité des surfaces, il sert ici un but opposé. Avec la galvanisation, que l'on peut intégrer particulièrement facilement dans le processus de fabrication des éléments conducteurs, apparaît une structure de surface fissurée de l'élément conducteur. En insérant l'élément conducteur, le matériau constituant l'élément de boîtier accède directement aux cavités présentes dans la surface de l'élément conducteur et garantit ainsi une bonne fixation de l'élément conducteur dans le boîtier ainsi qu'une bonne étanchéité de la traversée de boîtier. L'élément de boîtier et l'élément conducteur présentent, en règle générale, des coefficients de dilatation différents et se comportent en conséquence de manière différente lors de variations thermiques. Mais même dans ce cas, la traversée de boîtier conforme à l'invention garantit une bonne étanchéité, puisque le matériau de l'élément de boîtier, lors de variations thermiques, se répand dans les cavités de la surface fissurée de l'élément conducteur. Selon une variante de l'invention, la profondeur de rugosité de l'élément conducteur peut se situer, dans la zone d'étanchéité, dans une plage de 5 à 40 pm, de façon préférable de 10 à 30 pm et de façon particulièrement préférable de 10 à 20 pm. Ces profondeurs de rugosité peuvent facilement être fabriquées par galvanisation et garantissent une bonne étanchéité de la traversée de boîtier. 2889891 4 De façon avantageuse, le matériau de revêtement contient de l'étain, du zinc, du cuivre, de l'or, de l'argent, du nickel et/ou du chrome. Ces matériaux sont appropriés pour la galvanisation ainsi que pour la réalisation de la profondeur de rugosité souhaitée. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'élément conducteur ne peut être galvanisé que partiellement. Avec la galvanisation uniquement partielle de l'élément conducteur, l'élément conducteur restant correspond à un conducteur habituel. La zone galvanisée peut ainsi être agrandie de façon spécifique pour assurer la fonction d'étanchéité dans la zone encastrée de l'élément conducteur. La fonction est pareillement accomplie conformément à un procédé de fabrication d'une traversée de boîtier, selon lequel on encastre un élément conducteur, au moins dans certaines sections, dans un élément de boîtier, dans lequel une zone d'étanchéité est constituée, au moins dans certaines sections, entre l'élément de boîtier et l'élément conducteur, caractérisé en ce que la profondeur de rugosité de l'élément conducteur est augmentée dans la zone d'étanchéité par un processus de galvanisation. Du fait de l'augmentation de profondeur de rugosité dans une zone étanche de l'élément conducteur, la fixation de l'élément conducteur dans l'élément de boîtier est améliorée. Dans le même temps, la traversée de boîtier est rendue étanche contre la pénétration de substances indésirables. Le procédé de galvanisation peut être très facilement intégré au processus de fabrication de l'élément conducteur et est mis en place ici, contrairement à des procédé jusqu'à présent courants, pour la production d'une structure de surface fissurée sur l'élément conducteur. Du fait du surmoulage de l'élément conducteur, le matériau de l'élément de boîtier s'insère directement dans les cavités de la surface fissurée et rend ainsi étanche la traversée de boîtier. S'il se produit éventuellement des variations 2889891 5 thermiques, le matériau de boîtier s'est répandu dans les cavités de l'élément conducteur et garantit lui-même toujours une bonne étanchéité de la traversée de boîtier. De façon préférable, l'élément conducteur peut par l'intermédiaire du processus de galvanisation présenter une profondeur de rugosité allant de 5 à 40 pm, de façon préférable de 10 à 30 pm et de façon particulièrement préférable de 10 à 20 pm. Cette profondeur de rugosité peut être facilement assurée d'un point de vue technique, et elle garantit une bonne fixation de l'élément conducteur ainsi qu'une bonne étanchéité de la traversée de boîtier. Plus particulièrement, la profondeur de rugosité de l'élément conducteur peut être augmentée par la commande dans le bain galvanique de la concentration du matériau devant être déposé. Par cette concentration, qui est plus restreinte que la concentration habituellement réalisée jusqu'à maintenant dans le processus de galvanisation pour des contacts électriques, les profondeurs de rugosité souhaitées sont aisément réalisables selon le processus de galvanisation Selon une forme particulière de mise en oeuvre de l'invention, la profondeur de rugosité de l'élément conducteur peut être augmentée par la commande dans le bain galvanique d'une recirculation et/ou d'un rinçage. Par le biais de la faible recirculation, respectivement du bon rinçage, par opposition au processus de galvanisation utilisé jusqu'ici, une quantité moindre de matériau est transférée de l'anode à la cathode. De ce fait, la profondeur de rugosité résultant du processus de galvanisation est efficacement contrôlable. La profondeur de rugosité de l'élément conducteur pourra être avantageusement augmentée par la commande de la densité de courant pendant le processus de galvanisation. Grâce à cette densité de courant relativement forte, par comparaison avec le processus de dépôt traditionnel dans la 2889891 6 production de conducteurs électriques, la rugosité souhaitée peut être facilement mise en oeuvre. Selon une autre forme de mise en oeuvre de l'invention, le bain galvanique du processus de galvanisation peut être exempt d'effet polissant. Ainsi, la profondeur de la galvanisation peut être facilement établie par l'intermédiaire des paramètres que sont la concentration, la recirculation et la densité de courant du bain galvanique. Plus particulièrement, on peut ajouter des stabilisateurs au bain galvanique du processus de galvanisation. Ceux-ci doivent assurer, en fonction du type, le maintien d'une concentration répartie uniformément dans le bain galvanique ou la composition chimique parfaite du bain luimême. L'élément conducteur pourra avantageusement être revêtu électroniquement en partie seulement. Cette zone partielle de l'élément conducteur peut ainsi être agencée de façon spécifique pour assurer la fonction d'étanchéité. La profondeur de rugosité peut ainsi être augmentée de manière intentionnelle dans la zone d'encastrement de l'élément conducteur dans la traversée de boîtier. Dans ce qui suit, un exemple de mise en oeuvre de la traversée de boîtier est décrit par report aux figures annexées parmi lesquelles: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une traversée de boîtier conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe transversale d'une zone d'étanchéité de la traversée de boîtier conforme à 30 l'invention; et la figure 3 est une représentation schématique du processus de galvanisation. La figure 1 représente en coupe longitudinale une traversée de boîtier conforme à l'invention, laquelle est ici agencée pour constituer une prise d'alimentation. Sous l'expression "prise d'alimentation" se rangent aussi bien 2889891 7 des prises mâles que femelles. Cependant, l'invention est ici décrite en se référant à une prise mâle. La traversée de boîtier 1 se compose d'un élément de boîtier 2, d'où sortent les extrémités libres 4 d'éléments conducteurs 3. La coupe partielle (ou l'éclatement) 5 montre un élément conducteur 3, lequel dans une partie 6 est inséré dans l'élément de boîtier 2. Dans cette partie 6, l'élément conducteur 3 est fixé dans la traversée de boîtier 1. A l'intérieur de l'élément de boîtier 1 se trouve l'extrémité interne libre 7 de l'élément conducteur 3, laquelle est en liaison avec un circuit électrique 8. Pour empêcher la pénétration de substances indésirables le long de la surface de connexion entre l'élément conducteur 3 et l'élément de boîtier 2 à l'intérieur du boîtier, une zone d'étanchéité 9 est prévue dans la partie 6. L'élément conducteur 3 présente dans cette zone d'étanchéité 9 une profondeur de rugosité augmentée par la galvanisation. Dans ce mode de réalisation présenté à titre d'exemple, la profondeur de rugosité est à peu près constante sur l'ensemble de la zone d'étanchéité et a été produite par la galvanisation d'une région de forme circulaire de l'élément conducteur. Mais on peut imaginer aussi des modes de réalisation selon lesquels la profondeur de rugosité varie à l'intérieur de la zone d'étanchéité 9. Ainsi, dans la zone d'étanchéité 9, on peut prévoir plusieurs zones circulaires espacées de profondeurs de rugosité augmentées. En outre, au lieu d'une zone particulière comme ci-dessus, selon une variante, le conducteur dans son entier peut être en premier lieu galvanisé avant qu'il ne soit traité à nouveau. En fonction des exigences, la profondeur de rugosité souhaitée ainsi que l'évolution de la profondeur de rugosité sur toute la surface concernée peuvent être réglées par l'intermédiaire des paramètres du processus suivants: concentration, recirculation et densité de courant. La figure 2 représente une coupe transversale d'une zone d'étanchéité 9 d'un élément conducteur 3. Les index de référence utilisés dans la figure 1 désignent les mêmes parties que celles dans la figure 2, de telle sorte que ces index renvoient à la description de la figure 1. L'élément conducteur 3 présente une forme en coupe transversale rectangulaire dans son exemple de mode de réalisation. Cependant, d'autres formes en coupe transversale, par exemple des sections rondes, ovales ou carrées sont aussi imaginables de manière alternative. La figure 2 montre selon une vue agrandie la structure de surface 10 rendue rugueuse et crevassée (ou fissurée) de l'élément conducteur 3. Cette structure de surface 10 a été produite par la galvanisation de l'élément conducteur 3 à l'aide d'un matériau de dépôt à base d'étain. De manière alternative, on peut aussi cependant utiliser des matériaux de dépôt à base de zinc, de cuivre, d'or, d'argent, de nickel et de chrome. La profondeur de rugosité de cette structure de surface 10 se situe à environ 15 pm. Pour obtenir une bonne étanchéité de la traversée de boîtier, on peut cependant aussi avoir recours à une autre profondeur de rugosité dans une plage comprise entre environ 5 et 40 pm. En extrudant ou en surmoulant l'élément conducteur 3 avec du matériau de l'élément de boîtier 2, celui-ci coule dans les cavités et les arêtes de la structure superficielle 10 et s'ancre ainsi dans la surface de l'élément conducteur 3. De cette façon, il existe une liaison solide qui rend étanche de façon efficace la traversée de boîtier 1. La figure 3 représente un schéma du processus de galvanisation. Les index de référence utilisés dans les figures 1 et 2 désignent les mêmes parties que dans la figure 3, et ainsi, on renvoie à la description des figures 1 et 2. L'élément conducteur 3 ainsi que le matériau de revêtement 11 sont plongés dans un bain galvanique ou bain d'électrodéposition 12. Les deux électrodes 3 et il sont 2889891 9 connectées à une source de courant 13. Sur le pôle positif, c'est-à-dire l'anode, se trouve le matériau de dépôt ou revêtement 11 et sur le pôle négatif, c'est-à-dire la cathode, l'élément conducteur 3 qu'il s'agit de traiter par dépôt ou revêtement. En appliquant un courant électrique sur les deux électrodes 3 et 11, un courant traverse le bain galvanique 12. Celui-ci peut être mesuré, c'està-dire contrôlé à l'aide d'un ampèremètre 14, lequel en même temps permet de réguler l'intensité. Un mécanisme de recirculation 15 permet d'obtenir en même temps un mélange du bain galvanique 12. En même temps, on peut prévoir, à l'aide de ce mécanisme de recirculation 15, un rinçage du bain 12. La profondeur de rugosité exigée peut être contrôlée pendant le processus de galvanisation en particulier par les paramètres du processus, à savoir la concentration dans le bain galvanique du matériau à déposer, la recirculation ou le rinçage du bain galvanique 12 ainsi que l'intensité du courant appliqué. Ainsi, une concentration réduite de matériau à déposer dans le bain galvanique, couplée à une intensité de courant constante ou même augmentée, empêche la formation d'une surface parfaitement lisse. Par comparaison avec la croissance de couche conditionnée par l'intensité électrique, il y a une présence trop réduite d'atomes ou de molécules du matériau de dépôt 12. Il en résulte une production d'une surface irrégulière et rugueuse. La même chose vaut pour la recirculation du bain galvanique 12. Grâce à une recirculation réduite, les particules du matériau à déposer qui parviennent à la cathode sont moindres. Lorsqu'une intensité de courant élevée reste toujours constante, il en résulte ici aussi une surface imparfaite et donc rugueuse. Pour améliorer ce processus, on peut renoncer à certains additifs, par exemple, des générateurs de brillance. Ces derniers sont ajoutés aux bains galvaniques 2889891 10 traditionnels pour obtenir des surfaces les plus lisses possibles et ainsi hautement brillantes. Pour atteindre une répartition régulière de la concentration à l'intérieur du bain galvanique et/ou pour empêcher des processus indésirables dans le bain, comme la décomposition, on peut ajouter des stabilisateurs au bain galvanique. Dans la description qui suit, on explique l'action du mode de réalisation de l'invention représenté par les 10 figures 1 et 2. En encastrant l'élément conducteur 3 dans l'élément de boîtier 2, les cavités 11 de la structure de surface 10 sont remplies à l'aide du matériau de l'élément de boîtier 2. Par ancrage du matériau de boîtier dans les nombreuses cavités et arrêtes de la structure de surface 10, on veut dire que l'élément conducteur 3 est fixé dans l'élément de boîtier 2 et ne peut plus être bougé de cette position sous l'effet d'une force. Cet ancrage du matériau de boîtier garantit en même temps la bonne étanchéité de la traversée de boîtier contre la pénétration de substances indésirables. Le matériau de boîtier remplit complètement les cavités 11 de la structure de surface 10. Même lors de variations de température au cours desquelles l'élément de boîtier 2 et l'élément conducteur 3 se dilatent, en règle générale de manière différente, le matériau de l'élément de boîtier se répand dans les cavités et autour des arêtes de la structure de surface 10 et ainsi garantit toujours une bonne étanchéité de la traversée de boîtier. 2889891 11 REVENDICATIONS 1. Traversée de boîtier (1) pour un contact électronique, comprenant un élément de boîtier (2) dans lequel un élément conducteur (3) est encastré, au moins dans certaines sections, une zone d'étanchéité (9) étant prévue, au moins dans certaines sections, entre l'élément de boîtier (2) et l'élément conducteur (3), caractérisée en ce que la profondeur de rugosité de l'élément conducteur (3) dans la zone d'étanchéité (9) est augmentée par galvanisation. 2. Traversée de boîtier (1) selon la revendication caractérisée en ce que la profondeur de rugosité de l'élément conducteur (3) dans la zone d'étanchéité (9) se trouve dans la plage de 5 à 40 pm, de façon préférable de 10 à 30 pm et de façon particulièrement préférable de 10 à 20 pm. 3. Traversée de boîtier (1) selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau de revêtement (11) 20 contient de l'étain, du zinc, du cuivre, de l'or, de l'argent, du nickel et/ou du chrome. 4. Traversée de boîtier (1) selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, l'élément conducteur (3) est 25 galvanisé en partie seulement. 5. Procédé de fabrication d'une traversée de boîtier (1), selon lequel on encastre un élément conducteur (3), au moins dans certaines sections, dans un élément de boîtier (2), dans lequel une zone d'étanchéité (9) est constituée, au moins dans certaines sections, entre l'élément de boîtier (2) et l'élément conducteur (3), caractérisé en ce que la profondeur de rugosité de l'élément conducteur (3) est augmentée dans la zone d'étanchéité (9) par un processus de galvanisation. 2889891 12 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément conducteur (3) présente, du fait du processus de galvanisation, une profondeur de rugosité dans la plage de 5 à 40 pm, de façon préférable de 10 à 30 pm et de façon particulièrement préférable de 10 à 20 pm. 7. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur de rugosité de IO l'élément conducteur (3) est augmentée par la commande dans le bain galvanique (12) de la concentration du matériau devant être déposé. 8. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur de rugosité de l'élément conducteur (3) est augmentée par la commande dans le bain galvanique (12) d'une recirculation et/ou d'un rinçage. 9. Procédé selon au moins l'une des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que la profondeur de rugosité de l'élément conducteur (3) est augmentée par la commande de la densité de courant pendant le processus de galvanisation. 10. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, le bain galvanique (12) du processus de galvanisation est exempt de produit conférant de la brillance. 11. Procédé selon au moins l'une des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que l'on ajoute des stabilisateurs dans le bain galvanique (12) du processus de galvanisation. 12. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément conducteur (3) est galvanisé seulement sur une partie.