FR2566418A1 - Procede d'assemblage de pieces par collage - Google Patents

Abstract

PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE PIECES PAR COLLAGE. LA SURFACE D'AU MOINS L'UNE DES PIECES EST RECOUVERTE D'UNE COUCHE D'UN MATERIAU PHOTOPOLYMERISABLE ET THERMOPOLYMERISABLE. CETTE COUCHE EST SOUMISE A UN RAYONNEMENT LUMINEUX, AVANTAGEUSEMENT ULTRAVIOLET, QUI POLYMERISE UNE PREMIERE FOIS LE MATERIAU. LA COUCHE EST ENSUITE APPLIQUEE CONTRE L'AUTRE PIECE POUR REALISER L'ASSEMBLAGE. CE DERNIER EST ENFIN CHAUFFE SOUS PRESSION, DE FACON A OBTENIR UNE SECONDE POLYMERISATION DU MATERIAU, CE QUI FIXE A DEMEURE LES PIECES L'UNE A L'AUTRE. APPLICATION A L'ASSEMBLAGE DES PLAQUES DONT UNE PARTIE DE LA SURFACE DOIT ETRE LIBRE DE COLLE.

Description

PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE PIECES PAR COLLAGE
La présente invention concerne un procédé d'assemblage de pieces par collage.

I1 est connu d'assembler des pièces par collage, au moyen de colles comportant des groupes d'atomes capables d'établir des liaisons intermoléculaires sous l'effet d'une élévation de la température, telles que les colles de type epoxy. Ce type de colle offre des caractéristiques mecaniques particulièrement interessan- tes. Sa consistance visqueuse rend toutefois difficile une application sélective, la frontière entre les plages recouvertes de colle et les plages non recouvertes étant difficile a maîtriser.

La présente invention a pour but d'ouvrir de nouvelles perspectives a la technique du collage et notamment de permettre de maîtriser cette difficulté.

Ce but est atteint grâce au fait qu'une surface d'au moins l'une des pieces est -recouverte d'une couche d'un produit dont les molécules comportent des premiers groupes d'atomes a même d'établir des liaisons intermoléculaîres sous l'effet d'un rayonnement lumineux, avantageusement ultra-violet, et des seconds groupes d'atomes a même d'etablir des liaisons intermoleculaires sous l'effet d'une élévation de température, c'est-à-dire d'un produit a la fois photopolymérisable et thermopolymerisable. La couche est d'abord soumise à un rayonnement ultra-violet provoquant une première polymérisation du materiau. Les pieces sont ensuite appliquees l'une contre l'autre et l'ensemble est finalement chauffe pour provoquer une seconde polymérisation du matériau.

Ce type de produit est connu en soi. I1 est décrit dans le brevet suisse 576 739 et vendu notamment par la maison Ciba-Geigy sous la marque Probimer (marque déposee). Jusqu'ici, il a été utilisé comme agent masquant et couche isolante dans la fabrication de circuits imprimés. Par contre, son application en tant que colle n'avait jamais été envisagé.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins. Dans ces dessins:
- la figure 1 représente deux pièces assemblées par collage grâce au procedé selon l'invention; et
- les figures 2 à 5 illustrent l'état des pieces a assembler dans les différentes étapes du procédé.

La figure 1 représente schématiquement une partie d'un assemblage 10 realisé par le procédé selon l'invention. Cet assemblage comporte deux pièces que constituent les plaques planes et paral lèles 12 et 14, et une couche adhérente 16, qui les assujettit l'une à l'autre. Ces plaques ne se recouvrent que partiellement. Ainsi, l'assemblage 10 présente un seuil 18 défini par l'interruption de la plaque supérieure 12, et un trou 20, cylindrique et borgne, défini par un perçage que comporte la plaque inférieure 14 et fermé par la plaque 12. La couche 16 occupe l'espace compris entre les deux plaques 12 et 14, à l'exception d'une zone 22, qui jouxte le trou 20. Dans les zones où les plaques 12 et 14 ne sont pas en regard l'une de l'autre, leurs faces sont épargnées, n'étant pas recouvertes par la couche 16.Il en est ainsi de la zone du seuil 18 et du fond du trou borgne 20.

Pour réaliser un tel assemblage, on part des deux plaques 12 et 14, en acier inoxydable ou en laiton par exemple, dont les faces à coller 12' et 14' sont préalablement nettoyées (figure 2). Les faces 12' et 14' sont recouvertes de couches 16' et 16" respectivement d'un matériau à la fois photopolymérisable et thermopolymérisable, tel que le produit Probimer 52, vendu par la maison Ciba-Geigy (figure 3). Un tel produit est formé de molécules comportant des premiers groupes d'atomes à même d'établir des liaisons intermolecu- laires sous l'effet d'un rayonnement lumineux, plus particulièrement ultra-violet, et des seconds groupes d'atomes à même d'établir des liaisons intermoléculaires sous l'effet d'une élévation de température.L'épaisseur des couches 16' et 16" est avantageusement comprise entre 0,005 et 0,05 mm, typiquement de 0,015 mm.

Ces couches sont ensuite séchées pour éliminer le solvant qu'elles contiennent (et qui a facilité leur mise en place) en soumettant les plaques à une température de l'ordre de 80" C, durant trente minutes environ.

L'étape suivante du procédé consiste à recouvrir les couches 16' et 16" par des masques 24 et 26 respectivement (figure 4), opaques dans les zones 24' respectivement 26' qui se trouvent en regard des plages des couches 16' et 16" qui doivent être eliminees, et à exposer le tout à- un rayonnement lumineux et plus précisément ultra-violet, represente schématiquement par des flèches, de manière à provoquer une première polymérisation des deux couches 16' et 16" dans les zones non recouvertes par les masques. Ce rayonnement peut être produit par une lampe à halogène ou à vapeur de mercure. La durée de l'exposition est de l'ordre de 80 à 120 secondes, selon la puissance de la source utilisée.Durant cette opération, il faut éviter une trop forte élévation de la temperature qui, de preference, reste inférieure à 400 Cq
Les parties des couches qui étaient recouvertes par le masque lors de l'exposition et qui en conséquence ne sont pas polymérisées (figure 5), sont ensuite éliminées. Cette élimination peut-se faire en trempant les plaques durant 10 minutes environ, dans le développeur vendu par la maison Ciba-Geigy sous le nom de DY 90, la temperature du dévelopeur étant comprise entre 40 et 50 C.

Les deux plaques 12 et 14 sont alors appliquées l'une contre l'autre, les couches 16' et 16! | se faisant face, pour former l'assemblage 10 (fig. 1). Elles sont soumises a une pression de 0,2 à 5 N/mm2, typiquement de 225 N/mm2,
La dernière opération consiste generer une seconde polyméri- sation, en soumettant l'assemblage 10 à une température de 1350 C durant une heure environ, les plaques étant maintenues sous pression. Ceci a pour effet de lier intimement les deux couches 16' et 16" et former ainsi une seule couche 16 sans toutefois provoquer d'étalement, à cause du durcissement obtenu par la première polymérisation.

Avantageusement, pour éliminer les dernières traces de solvant, les plaques 12 et 14 peuvent encore être étuvées avant leur assemblage, en étant soumises à une température de 800 C, durant 1 heure environ.

Dans l'exemple donné, les pièces à assembler sont en acier inoxydable ou en laiton. Il est évident que d'autres matériaux peuvent être assemblés par ce procedé. Pour cela il suffit que ces matériaux supportent les températures que nécessite le procédé et aient une affinité avec le produit d'assemblage pour permettre l'adhérence de celui-ci.

Selon une variante non représentée, on pourrait ne couvrir que la surface de l'une des plaques. Cette variante est plus economique, mais elle offre une moins bonne adhérence des plaques assemblées.

Il est évident que des matériaux autres que le PROBIMER 52 peuvent etre utilisés pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ainsi, les brevet suisse 576.739 décrit différentes familles de matériaux dont les molécules comportent un premier groupe d'atomes à même d'établir une liaison sous l'effet d'un rayonnement ultra-violet et un second groupe d'atomes à même d'établir une~liaison sous l'effet d'une élévation de température. Dans ce document, le second groupe d'atomes est un groupe époxy. Le premier groupe d'atomes comporte avantageusement un groupe chalcone ou un groupe comprenant une double liaison qui ne se trouvent pas dans une chaîne latérale de la molécule.

Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, il est possible d'ouvrir de nouvelles perspectives à la technique du collage et notamment de permettre la réalisation d'assemblages formés de pièces collees l'une à l'autre, dans lesquels l'espace occupé par la colle peut être parfaitement délimité.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'assemblage de deux pièces par collage, caractérise en ce qu'il consiste à:

- recouvrir une surface d'au moins l'une des pièces d'un produit qui comporte des molécules comprenant des premiers groupes d'atomes à même d'etablir des liaisons intermoléculaires sous l'effet d'un rayonnement lumineux et des seconds groupes d'atomes à même d'établir des liaisons intermolèculaîres sous l'effet d'une élévation de température;

- soumettre ladite couche audit rayonnement pour provoquer une première polymérisation;

- appliquer ladite surface contre l'autre piece pour former l'assemblage désiré;

- chauffer ledit assemblage pour provoquer une seconde polymérisation dudit produit.

2. Procedé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement lumineux est un rayonnement ultra-violet.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste également a occulter au moins une partie de ladite surface par un masque lorsque la couche est soumise audit rayonnement, pour empêcher la première polymérisation du matériau dans cette partie, et a eliminer ensuite par lavage ladite couche dans ladite partie.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à recouvrir une surface de chacune desdites pieces d'une couche dudit matériau.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits seconds groupes d'atomes sont des groupes époxy.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers groupes d'atomes comprennent des groupes chalcone.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers groupes d'atomes sont du type comportant une double liaison, ladite liaison ne se trouvant pas dans une chaîne latérale de la molécule.