FR3072040A1 - Corps de base avec broche de terre brasee, procede de fabrication et utilisations de celui-ci - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet un corps de base destiné à des éléments de traversée, comprenant un corps de base (1) métallique, au moins une ouverture de passage (4) destinée à recevoir un élément fonctionnel dans un matériau de fixation (10), en particulier un matériau de fixation (10) électriquement isolant, et au moins un conducteur (6) qui est relié de façon électriquement conductrice au corps de base par une liaison brasée. La liaison brasée comprend un matériau de brasage (7) métallique, sachant que le matériau de brasage métallique recouvre une zone de surface du corps de base et forme ainsi une zone de brasage (7) sur une surface du corps de base. Le corps de base (1) présente, au moins dans la zone de brasage (7), une microstructure qui comporte au moins des creux dans la surface du corps de base. De manière similaire, l'invention a pour objet des procédés de fabrication de corps de base (1) de ce type et des applications de ceux-ci.

Description

Corps de base avec broche de terre brasée, procédé de fabrication et utilisations de celui-ci
La présente invention a pour objet des corps de base destinés d’une manière générale à des éléments de traversée, par exemple à des traversées pour des capteurs et/ou des traversées de grandes dimensions et/ou des traversées dans des boîtiers TO et/ou des traversées de batteries ou de condensateurs, ainsi que de telles traversées en elles-mêmes. Elle prévoit en particulier des traversées pour des dispositifs de déclenchement, tels qu’ils sont utilisés pour déclencher un dispositif pyrotechnique de protection de personnes, par exemple dans des allumeurs de coussins de sécurité gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité et/ou des générateurs de gaz. L’invention concerne notamment la conception de l’embase d’éléments de traversée de ce type, le procédé pour sa fabrication et les utilisations de celle-ci.
Les traversées de capteurs peuvent notamment alimenter des éléments capteurs en courant et/ou transmettre leurs signaux à des unités d’évaluation. Des traversées de grandes dimensions sont généralement utilisées dans des enceintes de sécurité, par exemple dans des réservoirs de gaz liquéfié et/ou des réacteurs.
Les traversées de batteries ou de condensateurs désignent en général des traversées passant dans des boîtiers de batteries, y compris de batteries rechargeables, ou de condensateurs. Ce terme englobe également le domaine des supercondensateurs. Les traversées servent en général à établir le contact avec des électrodes à l’intérieur du boîtier de la batterie ou du condensateur.
Un boîtier TO est un boîtier transportant le courant, destiné à l’électronique. Un boîtier TO est constitué en principe de deux composants, à savoir d’une embase et d’un capot. Tandis que l’embase assure en premier lieu l’alimentation en courant des composants encapsulés, le capot sert dans le domaine de l’optoélectronique, pour la transmission fiable de signaux optiques. Cela inclut aussi bien les émetteurs (par exemple les diodes laser) que les récepteurs de signaux optiques (par exemple les photodiodes). Le boîtier TO constitue la base mécanique pour le montage des composants électroniques et optiques, par exemple des semiconducteurs, des diodes laser ou bien un circuit électrique simple. En même temps, il fournit du courant aux composants protégés, à l’aide de broches bornes.
Des coussins de sécurité gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité sont utilisés notamment en tant que dispositifs pyrotechniques de protection des personnes, dans des véhicules à moteur. Ces systèmes de sécurité peuvent considérablement réduire le risque de blessures. Toutefois, une des conditions préalables réside dans le fait que les systèmes de sécurité en question ne soient pas défaillants en cas de collision. A cet égard, une attention particulière est accordée notamment aux systèmes d’allumage de ce type de dispositifs pyrotechniques, qui sont indispensables au fonctionnement d’un tel système de sécurité. Les allumeurs doivent fonctionner correctement, même plusieurs années après leur fabrication. La durée de vie moyenne de ces allumeurs est souvent indiquée avec quinze ans. Pour garantir le bon fonctionnement à long terme, il faut s’assurer que la charge de propulsion prévue dans l’allumeur ne change pas dans le temps. Ces changements peuvent être provoqués par exemple par l’humidité qui pénètre dans l’allumeur. Par conséquent, il est important d’encapsuler hermétiquement la charge de propulsion de l’allumeur. D’autre part, l’allumeur doit libérer dans la bonne direction les gaz de la charge de propulsion amorcée, afin d’allumer la charge de propulsion d’un générateur de gaz du système de sécurité.
Afin de garantir cela, les allumeurs connus de l’état de la technique présentent un capot ou couvercle et une embase relativement massive, entre lesquels la charge de propulsion est enfermée dans une cavité formée par ces pièces. Le courant destiné à allumer la charge de propulsion est fourni à travers l’embase, au moyen de bornes électriques. Par conséquent, l’embase comporte en général des ouvertures de passage dans lesquelles se trouvent des broches métalliques qui, sur un côté, peuvent être alimentées en courant électrique, à l’aide d’une connexion à fiches, et, sur l’autre côté, sont connectées par exemple à l’aide d’un pont d’allumage qui provoque l’allumage du gaz de propulsion lorsqu’il est en contact avec celui-ci, pendant que le courant le traverse. Par conséquent, l’embase est en général désignée comme élément de traversée. Lors de la conception de l’élément de traversée, il faut garantir que lorsque la charge de propulsion est allumée, le capot ou couvercle ou une partie de celui-ci se sépare toujours en se brisant et que les traversées électriques ne soient pas éjectées de l’embase.
Dans le cas d’éléments de traversée de ce type, le corps de base de l’élément d’embase est constitué de métal, et le pont d’allumage est réalisé au moyen d’un fil de pont soudé. Dans ce mode de réalisation, une tige métallique est fixée en tant que broche dans un matériau de fixation électriquement isolant, dans une ouverture de passage du corps de base. En général, on utilise un matériau de verre comme matériau de fixation, notamment un verre dur ou du verre de soudure. Cela a pour résultat que cette tige métallique est isolée par le verre par rapport au conducteur extérieur. En tant que matériaux isolants, on peut également utiliser de la céramique, de la vitrocéramique et/ou des polymères.
Une deuxième tige métallique est soudée ou brasée en tant que broche au conducteur extérieur qui est représenté par le corps de base, également connu sous la désignation de plaque de base. Sur la face supérieure de l’élément de traversée - c’est-à-dire la face qui est tournée vers l’amorce du dispositif d’allumage monté fini - un tel fil de pont (généralement en alliage de tungstène), en tant que pont d’allumage, entre en contact avec la surface du matériau de verre. Pour faire en sorte que le fil de pont ne soit pas endommagé et l’élément d’allumage présente une longue durée de vie, par exemple dans un véhicule à moteur, la surface du matériau de verre doit en général être polie, parce que la rugosité de la surface peut détériorer le fil de pont.
La longueur du fil a des effets sur la résistance et par conséquent sur les propriétés de déclenchement du dispositif d’allumage. En cas d’allumage, la pression explosive produite agit sur une petite surface de verre, et par conséquent ce mode de réalisation est considéré comme très robuste. Un autre avantage attribué à ce mode de réalisation réside dans le fait qu’une broche est connectée directement au conducteur extérieur, et qu’une mise à la terre simple de l’allumeur est ainsi réalisée à l’aide de cette broche. Cette broche est en général désignée par le terme « conducteur de mise à la terre » ou « broche de terre ».
Pour la fiabilité de fonctionnement à long terme, notamment d’un allumeur de coussin de sécurité gonflable et/ou d’un tendeur de ceinture de sécurité et/ou d’un générateur de gaz, la connexion fiable du conducteur de mise à la terre à l’embase et/ou au corps de base revêt une grande importance. Il faut éviter que le conducteur de terre ne présente déjà une connexion défectueuse au moment de sa livraison et/ou qu’il ne s’arrache de l’embase pendant le fonctionnement lors duquel il peut y avoir d’importantes variations de température et/ou des vibrations. De façon similaire, la connexion entre le conducteur de terre et l’embase et/ou le corps de base peut être détériorée ou affaiblie par la mise en place de l’allumeur de coussin gonflable et/ou d’un tendeur de ceinture de sécurité, si les conducteurs sont par exemple poussés dans un connecteur et sont donc soumis à une charge mécanique.
Des dispositifs d’allumage du type cité ci-dessus sont par exemple connus du document DE 101 33 223 Al, dans lequel la broche de terre est soudée à plat contre le corps de base. Dans ce cas, « soudage à plat contre » signifie que la face d’extrémité de la broche de terre est soudée sur une zone de la surface du corps de base.
Des boîtiers TO sont exposés par exemple dans le document US 8,908,728 Bl. On peut imaginer ici la connexion d’une broche de terre au corps de base, afin de relier le corps de base électriquement à la terre.
Des traversées de grandes dimensions sont décrites par exemple dans le document DE 10 2007 061 175 B3. Le corps de base est en général fabriqué par des procédés d’usinage, par exemple en usinant une préforme sur un tour. Là aussi, il est possible de relier une broche de terre au corps de base.
Généralement, la broche de terre peut être reliée au corps de base par un procédé de brasage, notamment de brasage à plat, au lieu d’un procédé de soudage. En général, on utilise à cet effet des matériaux de brasage métalliques qui fondent sous l’effet de la chaleur. Dans ce cas, un ménisque de brasage et/ou un joint de brasage se forme à partir du matériau de brasage métallique qui recouvre des zones de la broche de terre, à son extrémité brasée, et une zone du corps de base, et relie ainsi la broche de terre au corps de base, d’une manière électriquement conductrice et mécaniquement fixe. La taille de la zone recouverte par le ménisque de brasage sur le corps de base et/ou les dimensions du joint de brasage, y compris l’épaisseur du joint de brasage, sont difficiles à contrôler. Cela pose le problème du traitement ultérieur du corps de base, à savoir que le matériau de brasage métallique peut arriver sur la face latérale du corps de base, en passant par le bord de celui-ci, et rendre le traitement ultérieur plus difficile à cet endroit. Par exemple, lorsque le corps de base est utilisé dans un allumeur de coussin gonflable, un capuchon est poussé sur la face latérale du corps de base et soudé à cet endroit par soudage au laser. Cela est empêché et/ou rendu pour le moins plus difficile par le matériau de brasage présent sur la face latérale. Il est également critique lorsque le matériau de brasage métallique s’écoule dans l’ouverture de passage. Si le matériau de brasage pénètre entre le matériau isolant dans l’ouverture de passage et le corps de base, c’està-dire généralement entre le verre de l’enrobage et le conducteur extérieur, il y a un risque important que la résistance mécanique de la liaison du matériau isolant avec le corps de base, dans l’ouverture de passage, soit réduite jusqu’à un point qui est critique. Cette résistance mécanique peut être testée à l’aide d’un essai d’expulsion de verre. Il s’agit d’une mesure de routine dans le cadre de la fabrication en série de ce type de composants.
De façon similaire, un ménisque de brasage et/ou un joint de brasage de mauvaise qualité ou un emplacement de brasage de mauvaise qualité peut engendrer des instabilités mécaniques de la broche de terre brasée. La stabilité mécanique de celle-ci, c’est-à-dire la stabilité mécanique de la liaison brasée entre la broche de terre et le corps de base, est vérifiée par des essais de flexion. Dans le cas où la qualité de la liaison brasée est insuffisante, la broche de terre peut se séparer du corps de base lors de l’essai de flexion. Par conséquent, la formation non contrôlée du ménisque de brasage et/ou du joint de brasage conduit à des défaillances aléatoires lors de l’essai de flexion.
Dans ce contexte, la présente invention a pour objet de proposer un corps de base pour un élément de traversée, qui réduit les inconvénients de l’état de la technique, et de proposer une liaison brasée fiable entre un conducteur électrique et un corps de base, qui peut être réalisée de manière efficace dans le cadre d’une fabrication en série et avec un faible taux de défauts.
Cet objectif est atteint par le corps de base et le procédé pour sa fabrication conformes aux modes de réalisation, aux modes de mise en œuvre et aux applications de l’invention. Il en est de même pour l’élément de traversée conforme à l’invention, qui est le résultat du corps de base, et pour les applications de celui-ci.
Le corps de base conforme à l'invention comprend un corps de base métallique ainsi qu’au moins une ouverture de passage destinée à recevoir un élément fonctionnel dans un matériau de fixation, notamment un matériau de fixation électriquement isolant. Cet élément fonctionnel peut être un conducteur électrique ou comporter un conducteur électrique, mais également un élément optique et/ou un thermocouple et/ou un guide d’onde ou un élément analogue. L’élément de traversée conforme à l'invention comprend également au moins un conducteur qui est connecté électriquement au corps de base par une liaison brasée. Cette liaison brasée comprend un matériau de brasage métallique qui recouvre une zone de surface du corps de base et forme ainsi une zone de brasage sur une surface du corps de base.
Par conséquent, cette zone de brasage est définie comme la région de la surface du corps de base qui est recouverte par la brasure métallique. Conformément à l’invention, le corps de base présente, au moins dans la zone de brasage, une microstructure qui comporte au moins des creux dans la surface du corps de base. Cela veut dire notamment des creux dont le point le plus bas sous la surface du corps de base se situe à l’extérieur de la zone de brasage. D’une manière générale, les creux peuvent être séparés les uns des autres par des nervures. Mesurées sous la surface du corps de base, ces nervures peuvent s’étendre vers l’arrière, à l’extérieur de la zone de brasage, c’est-à-dire qu’elles peuvent se situer à l’extérieur de la zone de brasage, sous le plan de la surface du corps de base. Comme décrit, cela signifie que le matériau de brasage métallique recouvre la microstructure dans la zone de brasage. Le matériau de brasage métallique et la microstructure coopèrent l’un avec l’autre, ce qui permet d’obtenir les avantages de l’invention.
La microstructure, telle qu’elle est prévue par l’invention, se distingue par le fait qu’il s’agit d’une structure qui est réalisée de façon délibérée. Cette structure est constituée notamment d’une combinaison de structures individuelles qui ont été ménagées dans le corps de base selon un critère d’organisation et forment ainsi ensemble la microstructure. Une telle microstructure conforme à l'invention diffère sensiblement de rayures et/ou d’impressions placées dans le corps de base, qui présentent bien entendu une disposition aléatoire.
De manière avantageuse, le corps de base présente au moins une surface plane dans laquelle se trouve la zone de brasage. De façon particulièrement avantageuse, le corps de base a deux surfaces planes parallèles. L’ouverture de passage relie ces surfaces. Plus précisément, le corps de base destiné à un allumeur de coussin gonflable ou un tendeur de ceinture de sécurité présente la forme d’un disque. Le corps de base destiné à un boîtier de batterie et/ou de condensateur peut de manière avantageuse avoir la forme d’un rectangle.
Les inventeurs ont constaté que la microstructure dans la zone de brasage agit comme un élément d’arrêt de brasage pour le matériau de brasage métallique. Comme décrit, le matériau de brasage métallique fond pendant le processus de brasage et mouille le corps de base dans la zone de brasage, ainsi que dans les régions du conducteur devant être relié au corps de base. Pendant le mouillage, le matériau de brasage s’écoule. En l’absence de microstructure, cet écoulement du matériau de brasage est difficile à contrôler. Les inventeurs ont constaté que la microstructure limite l’écoulement du matériau de brasage métallique. De cette manière, l’écoulement du matériau de brasage métallique peut être contrôlé par la mise en place de la microstructure. Ainsi, la microstructure est un moyen d’arrêt pour le matériau de brasage métallique. Cela a pour conséquence que lors de la production d’une multitude de corps de base conformes à l'invention, la variation des diamètres de la zone de brasage est moins importante qu’en l’absence de microstructure. Grâce à la présence d’une microstructure dans la zone de brasage, conformément à l’invention, le diamètre de la zone de brasage peut être contrôlé de manière fiable. En même temps, on peut affirmer que la limitation de l’écoulement du matériau de brasage ne se fait pas nécessairement à la périphérie de la microstructure, mais que cette limitation survient déjà au niveau des éléments individuels de la microstructure, c’est-à-dire dans des zones à l’intérieur de la microstructure.
De préférence, les creux de la microstructure forment un motif sensiblement régulier. De manière particulièrement avantageuse, les creux de la microstructure sont disposés à proximité immédiate les uns des autres et/ou ils se chevauchent au moins dans certaines régions. Il est tout particulièrement avantageux lorsque la microstructure, vue en plan, est constituée d’une grille sous la forme de points et/ou d’une structure sous la forme d’un maillage et/ou d’une structure sous la forme d’un quadrillage.
De façon particulièrement préférable, les creux de la microstructure sont des régions structurées au laser dans la surface du corps de base. Avantageusement, ces régions structurées au laser peuvent être des zones obtenues par ablation laser et/ou des zones qui sont localement reformées par voie thermique, par rayonnement laser, et/ou des zones qui sont localement reformées par un effet de pression induit par laser. Bien entendu, il est possible de combiner toutes ces méthodes. D’autres détails seront expliqués plus loin dans la description.
Il existe d’autres possibilités de réalisation de microstructures qui peuvent également être envisagées et qui entrent dans le cadre de l’invention, par exemple le poinçonnage avec des poinçons dotés de microstructures et/ou des procédés d’enlèvement de matière, tels que le meulage et/ou le rayage et autres.
De façon avantageuse, la microstructure prend la forme de rainures et/ou la microstructure comprend des creux avec des diamètres ronds et/ou ovales ou est constituée de tels creux. Il est également possible de prévoir des diamètres rectangulaires, notamment avec des angles arrondis. Il est particulièrement avantageux lorsque les creux ont la forme de cratères et/ou la forme de coupelles. Ces formes peuvent être créées de manière particulièrement intéressante par ablation laser et/ou désorption laser ou par d’autres procédés assistés par laser.
De préférence, les creux des microstructures ont une profondeur allant jusqu’à 70 pm, avantageusement de 0,7 pm à 70 pm, de façon plus avantageuse de 0,7 pm à 50 pm, notamment de 0,7 pm à 20 pm, voire de 1 pm à 10 pm et de façon particulièrement avantageuse de 2 pm à 10 pm. Cette profondeur est mesurée à partir du plan de la surface du corps de base, à l’extérieur de la microstructure, jusqu’au point le plus bas de la microstructure, c’est-à-dire par exemple, dans le cas de creux en forme de cratères, depuis le plan de la surface du corps de base qui est situé à l’extérieur de la microstructure, jusqu’au point le plus bas au fond du cratère. Bien entendu, l’invention prévoit et englobe également le fait que la microstructure s’étend sur toute la surface du corps de base. Dans ce cas, la profondeur des creux de la microstructure est mesurée à partir du plan de la valeur moyenne des points les plus élevés des nervures qui se trouvent entre les creux et/ou délimitent ceux-ci.
De façon particulièrement préférable, un corps de base conforme à l’invention présente, dans la région de la microstructure, une rugosité moyenne Ra > 0,35 pm et/ou une rugosité de surface moyenne Rz > 1 pm. De manière tout à fait préférée, Ra se situe dans la plage allant de 0,35 pm à 15 pm et/ou Rz est comprise dans la plage allant de 1 pm à 50 pm, et en particulier, Rz située dans la plage allant de 1 pm à 15 pm.
La rugosité moyenne Ra et la rugosité de surface moyenne Rz sont définies d’une manière qui est connue de l’homme du métier. La rugosité moyenne Ra décrit la distance moyenne d’un point de mesure dans une partie verticale, c’est-à-dire le profil de la microstructure, par rapport à la ligne médiane. La ligne médiane croise le profil réel à l’intérieur de la distance de référence, de manière à ce que la somme des écarts de profil (par rapport à la ligne médiane) soit minimale. Par conséquent, la rugosité moyenne Ra correspond à la moyenne arithmétique de l’écart en termes absolus, par rapport à la ligne médiane. Rz est connue comme étant la rugosité de surface moyenne. Elle représente la moyenne arithmétique des rugosités individuelles à l’intérieur de cinq distances de mesure. Rz est déterminée en divisant une distance de mesure définie sur la surface du corps de base, à l’intérieur de la microstructure, en sept distances de mesure individuelles, dont les cinq distances du milieu ont la même taille. L’évaluation est réalisée uniquement sur la base de ces distances de mesure. Pour chacune de ces distances de mesure individuelles du profil de la microstructure, on détermine la différence par rapport à la valeur maximale et par rapport à la valeur minimale. La valeur moyenne Rz est formée à partir des cinq rugosités de surface individuelles ainsi obtenues.
De façon avantageuse, les creux des microstructures sont formés de manière à ce qu’il y ait, entre les creux individuels, une nervure qui sépare et/ou délimite les creux individuels de façon distincte les uns par rapport aux autres. La largeur de nervure varie et peut être comprise entre une valeur inférieure à 1 pm et par exemple environ 100 pm ou 50 pm ou 20 pm ou 10 pm.
De manière particulièrement préférable, le diamètre des creux de la microstructure, mesuré en leurs points les plus étroits, est compris entre 10 pm et 150 pm, notamment entre 10 pm et 120 pm, en particulier entre 50 pm et 150 pm et notamment entre 50 pm et
120 pm. De manière analogue, des limites inférieures appropriées pour l’ensemble des plages indiquées se situent à 80 pm.
De façon tout à fait préférable, la réalisation de la microstructure du corps de base a pour effet que le corps de base est en même temps préparé, au moins dans la zone de brasage. En particulier, des substances perturbatrices, telles que des couches d’oxydes et/ou des dépôts non souhaitables qui peuvent se former sur le corps de base, par exemple pendant la fabrication, notamment des lubrifiants, au moins dans les creux de la microstructure, sont sensiblement éliminés avant le processus de brasage. De façon correspondante, la surface de la microstructure ne comporte de manière particulièrement préférable pas de matières organiques et/ou pas de carbone, au moins dans les creux. De préférence, il est prévu, au moins dans les creux, une surface métallique pure ou une couche d’oxyde sensiblement homogène et de préférence mince, dont l’épaisseur est de préférence inférieure à 10 nm et est notamment de préférence comprise entre 1 nm et 6 nm.
Le corps de base métallique présente habituellement une couche d’oxyde naturelle avant la réalisation de la microstructure. Celle-ci est en général non uniforme et cela souvent en termes de composition et/ou notamment d’épaisseur. D’autre part, le corps de base métallique reçoit habituellement la forme souhaitée grâce à des procédés de travail des métaux, par exemple l’usinage sur un tour et/ou le poinçonnage et/ou le formage à froid et/ou le découpage. L’ouverture de passage est réalisée de façon similaire, par exemple par perçage et/ou par poinçonnage.
De façon analogue, des résidus de lubrifiants, par exemple des lubrifiants de machines de fabrication, peuvent être présents sur le corps de base. Ces lubrifiants et leurs résidus peuvent notamment être des huiles qui contiennent des substances organiques et/ou, d’une manière générale, des composés carbonés. En réalisant la microstructure, ces couches d’oxydes et/ou ces résidus perturbateurs sont retirés au moins en partie, du moins dans la zone de brasage. Lorsque la couche d’oxyde naturelle est retirée, il reste une surface métallique nue, de préférence au moins dans les creux de la microstructure, qui peut cependant s’oxyder de nouveau. Cette surface de nouveau oxydée présente une épaisseur de couche moindre et une plus grande homogénéité, comparée à la couche d’oxyde naturelle. Elle ne gêne pas le processus de brasage ni la formation de la liaison brasée, ou du moins dans une mesure nettement moindre.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les nervures entre les creux de la microstructure sont recouvertes d’une couche d’oxyde qui est différente de celle se trouvant dans les creux. Par conséquent, la couche d’oxyde sur les nervures est différente de la couche d’oxyde se trouvant sur la surface des creux. De façon analogue, il est possible de prévoir, de la manière décrite, que les nervures soient recouvertes d’une couche d’oxyde et que la surface des creux soit sensiblement la surface métallique nue.
De l’acier normal, tel que St 35 et/ou St 38 ou l’acier fin et/ou l’acier inoxydable, est habituellement utilisé comme matériau pour le corps de base. L’acier fin conforme à DIN EN 10020 est un terme désignant des aciers alliés ou non alliés dont la teneur en soufre et en phosphore (dits « éléments associés ») ne dépasse pas 0,035 %. Fréquemment, des traitements thermiques supplémentaires (par exemple la trempe et le revenu) sont effectués ensuite. Les aciers fins englobent par exemple les aciers de grande pureté, dans lesquels les constituants tels que l’aluminium et le silicium sont éliminés par séparation de la matière en fusion, par un procédé de production spécial, ainsi que les aciers à outils fortement alliés qui sont prévus pour un traitement thermique ultérieur. Ils contiennent notamment du chrome. Les aciers indiqués ci-après peuvent par exemple être utilisés: X12CrMoS17, X5CrNil810, XCrNiS189, X2CrNil911, X12CrNil77, X5CrNiMol7-12-2, X6CrNiMoTil7-12-2, X6CrNiTil810 et XI 5CrNiSi25-20, X10CrNil808, X2CrNiMol7-12-2, X6CrNiMoTil7-12-2.
Pour garantir la rentabilité maximale de l’élément de traversée conforme à l'invention, il est toutefois également possible que le corps de base métallique ne soit pas constitué d’acier fin. Au lieu de cela, le corps de base est avantageusement réalisé dans un acier appartenant au groupe l.Olxx à 1.07xx (aciers de qualité non alliée). Dans ce cas, le groupe d’aciers est défini conformément à DIN EN 10 027-2, le premier chiffre indiquant le groupe de matériau principal, et la séquence de chiffres après le premier point indiquant le numéro du groupe d’aciers.
Pour garantir la meilleure résistance possible à la corrosion, le corps de base peut être revêtu de métaux. De préférence, on utilise un revêtement au nickel. Cela vaut notamment pour les corps de base qui sont réalisés à partir d’aciers de qualité non alliée.
De préférence, au moins dans la région dans laquelle la microstructure est présente, un corps de base conforme à l'invention comprend un métal contenant du chrome, notamment un acier fin contenant du chrome. Il est également préférable que le corps de base soit constitué d’un métal contenant du chrome, notamment d’un acier fin contenant du chrome. Dans les creux de la microstructure, la surface est ensuite recouverte notamment d’une couche homogène comportant CrOx. Il est particulièrement préférable que cette couche comporte CrOx(OH)2-x · nEEO ou est constituée de celui-ci. Ces couches énoncées peuvent notamment être produites par l’oxydation naturelle qui a lieu lors de l’utilisation des matériaux décrits.
De préférence, une brasure forte est utilisée comme matériau de brasage métallique. Sont habituellement désignés par le terme de brasures fortes, les alliages ayant comme base une teneur élevée en argent, une base de nickel-argent et/ou une base de laiton, qui se présentent généralement sous la forme d’une tige, d’une barre, d’un fil métallique, d’un film et parfois d’une pâte. Les pâtes de brasure forte contiennent déjà des fondants, de sorte qu’il n’est plus nécessaire de les ajouter séparément, à la manière d’une pâte, comme dans le cas d’autres formes de brasures. Généralement, des brasures fortes contenant du palladium (Pd) sont utilisées pour des allumeurs de coussins de sécurité gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité. Les brasures fortes contenant du Pd offrent notamment une adhérence particulièrement bonne du matériau de brasage sur le corps de base métallique.
Pour atteindre les objectifs de l’invention, il est particulièrement préférable d’utiliser un matériau de brasage métallique sensiblement exempt de palladium (Pd). « Sensiblement exempt » signifie que l’on fait abstraction de quelques impuretés et/ou de taux d’isotopes naturels. Ces impuretés peuvent être d’un ordre de grandeur allant jusqu’à 2 000 ppm, notamment jusqu’à 1 000 ppm. Notamment grâce à la présence de la microstructure dans la zone de brasage et à la préparation décrite du métal dans la région de la microstructure, par exemple par la présence de la couche d’oxyde homogène mince, l’invention permet d’utiliser les matériaux de brasage métalliques sensiblement exempts de Pd. Compte tenu du fait que le palladium est une matière première très coûteuse qui est considérée comme étant irritante et hautement inflammable, ce mode de réalisation particulièrement préféré contribue à une réduction particulièrement avantageuse des coûts de fabrication.
Avec la connexion électriquement conductrice décrite d’une broche métallique au corps de base, un ménisque de brasage se forme avantageusement à la transition vers la surface du corps de base, pendant la fusion du matériau de brasage métallique. De manière particulièrement avantageuse, ce ménisque présente un rayon d’au maximum 0,40 mm. Ce rayon relativement petit du ménisque est rendu possible notamment par le contrôle, conforme à l'invention, de l’écoulement du matériau de brasure métallique, du fait de la présence de la microstructure dans la zone de brasage.
Entre l’extrémité de la broche métallique, brasée sur le corps de base, et la surface du corps de base, il se trouve dans la zone de brasage un espace qui est rempli avec le matériau de brasage métallique et qui est connu sous le nom de « joint de brasage ». La largeur de ce joint de brasage, c’est-à-dire l’épaisseur du matériau de brasage entre l’extrémité de la broche métallique et la surface du corps de base, constitue également une mesure de la fiabilité de la liaison brasée qui est formée. Par conséquent, dans un mode de réalisation particulièrement préféré, il existe, entre la surface du conducteur qui fait face au corps de base et à la surface microstructurée du corps de base, un joint de brasage, rempli avec du matériau de brasage métallique, qui présente une largeur de joint de brasage d’au maximum 100 pm, de préférence de 3 nm à 100 pm, notamment d’au maximum 80 pm ou en particulier 70 pm, et tout particulièrement de 3 nm à 70 pm, mesurée depuis le point le plus bas du creux de la microstructure.
La qualité d’une bonne liaison brasée entre la broche de terre et le corps de base peut être évaluée en se basant sur la force de cisaillement qui est nécessaire pour provoquer une rupture par cisaillement de la broche de terre reliée au corps de base, avec le matériau de brasage métallique dans la zone de brasage. L’invention permet d’obtenir l’effet particulièrement avantageux que dans le cas de corps de base conformes à l'invention, présentant la microstructure décrite dans la zone de brasage, la force de cisaillement, est augmentée en moyenne d’au moins 10 % comparée à la force de cisaillement dans le cas de corps de base classiques, dépourvus de microstructure. La force de cisaillement est mesurée par le fait que le composant est retenu dans un dispositif de serrage et qu’un grattoir métallique est passé le long du corps de base. Lorsqu’il rencontre le conducteur brasé, la force (N) nécessaire pour provoquer sa rupture par cisaillement est mesurée.
Le contrôle de l’écoulement de la brasure par la microstructure, dans la zone de brasage, a également pour effet que le diamètre de la zone de brasage est plus petit comparé à des corps de base dépourvus de microstructures, avec une quantité identique de matériau de brasage métallique. On a observé que dans le cas d’un corps de base conforme à l'invention, dans lequel la microstructure agit notamment comme moyen d’arrêt de la brasure, le matériau de brasage peut se répartir sur la broche métallique dans une plus large mesure qu’en l’absence de microstructure.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la zone de brasage a un diamètre maximal, mesuré parallèlement à la surface du corps de base, qui vaut au maximum le double du diamètre de la broche métallique électriquement conductrice avec le corps de base, c’est-à-dire la broche de terre. Par exemple, la broche de terre peut avoir un diamètre de 2 mm. La zone de brasage peut alors avoir de façon particulièrement avantageuse un diamètre d’au maximum 4 mm, mesuré parallèlement à la surface du corps de base. Si la broche de terre a un diamètre de 1 mm, on obtient une zone de brasage avec un diamètre de 2 mm.
L’invention permet de disposer la broche de terre plus près de la périphérie de l’ouverture de passage et/ou sur la périphérie du corps de base, puisque l’écoulement de la brasure est contrôlé par la microstructure, et puisque pour la fabrication en série le risque est réduit de voir le matériau de brasage métallique s’écouler dans l’ouverture de passage ou sur le bord du corps de base et gêner ainsi le traitement ultérieur à cet endroit, c’est-à-dire sur la paroi intérieure de l’ouverture de passage ou sur la surface du matériau isolant disposé dans celle-ci et/ou sur la surface périphérique du corps de base, et/ou même de produire des pièces défectueuses. Si le matériau de brasage métallique conducteur de l’électricité s’écoule sur le matériau isolant présent dans l’ouverture de passage dans laquelle est disposé l’élément fonctionnel, cela peut provoquer un court-circuit entre l’élément fonctionnel et le corps de base, ou du moins une réduction de la tension d’amorçage.
De manière particulièrement préférable, le corps de base conforme à l'invention est un corps de base destiné à la fabrication d’allumeurs de coussins gonflables ou de tendeurs de ceintures de sécurité ou de générateurs de gaz, dans lequel un conducteur est disposé dans l’ouverture de passage, au nombre d’au moins une, en tant qu’élément fonctionnel dans un matériau de fixation électriquement isolant, et le conducteur connecté de façon électriquement conductrice au corps de base se présente sous la forme d’une broche de terre qui est brasée à plat contre le corps de base dans la zone de brasage. Des corps de base de ce type sont en général désignés par le terme « embases ».
Il est tout particulièrement préférable que la broche de terre présente dans cette application un diamètre de 1 mm + 0,02 mm, et le ménisque du matériau de brasage métallique, à la transition vers la surface du corps de base, présente un rayon inférieur à 0,40 mm, de préférence inférieur à 0,36 mm, notamment inférieur à 0,30 mm, et de façon particulièrement préférable inférieur à 0,22 mm.
L’invention permet de réduire la quantité de matériau de brasage métallique qui est utilisée. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré d’une telle embase, le volume du matériau de brasage métallique est inférieur à 0,16 mm3, de préférence inférieur à 0,13 mm3, notamment inférieur à 0,10 mm3, et de façon particulièrement préférable inférieur à 0,07 mm3.
Dans cette application d’un allumeur de coussin gonflable et/ou d’un tendeur de ceinture de sécurité et/ou d’un générateur de gaz, la zone de brasage présente de façon avantageuse un diamètre de 1 mm à 2,0 mm, mesuré parallèlement à la surface du corps de base. Cela signifie que le diamètre de la zone de brasage peut également correspondre au diamètre de la broche de terre. Dans ce cas, seul le joint de brasage entre l’extrémité de pied de la broche de terre et le corps de base est pourvu de matériau de brasage métallique.
Lors de la production en série, les taux de défauts et/ou le rapport entre les pièces acceptables et les pièces refusées jouent un rôle particulièrement important. L’invention permet de réduire le taux de défauts et/ou d’augmenter le rapport entre les pièces acceptables et les pièces refusées. Il s’agit là de considérations statistiques. Une mesure pour l’évaluation de ces composants est fournie par les résultats d’essais de flexion effectués sur la broche de terre. Cela implique l’étude des corps de base en fléchissant la broche de terre mécaniquement en un point de pivotement, dans le voisinage de l’extrémité brasée de la broche de terre. Si la liaison brasée de la broche de terre est rompue et si cette dernière se sépare du corps de base, l’essai est considéré comme non satisfaisant pour le corps de base en question, et dans le cas contraire, l’essai est considéré comme satisfaisant. Le taux de défauts est le rapport entre le nombre de corps de base examinés qui ont subi l’essai de flexion avec succès, et le nombre de corps de base n’ayant pas satisfait à l’essai. Dans le cas des corps de base conformes à l'invention, le taux de défauts lors des essais de flexion avec une quantité d’essai de 5 000 corps de base est de manière avantageuse inférieur à 1 à 1 000 (correspondant à 1 sur mille), en particulier inférieur à 1 à 2 000 (correspondant à 0,5 sur mille), et est plus particulièrement d’au maximum 1 à 5 000 et de façon particulièrement avantageuse de 0 à 5 000.
Une autre mesure pour l’évaluation des composants est fournie par les variations des diamètres des zones de brasage dans une quantité de composants produits. On s’efforce de faire en sorte que les diamètres des zones de brasage soient dans la mesure du possible les mêmes pour chaque composant produit, c’est-à-dire que l’objectif consiste à obtenir la plus petite variation possible. Par conséquent, selon un mode de réalisation particulièrement préféré, l’invention a pour objet une quantité de corps de base destinés à la production d’allumeurs de coussins de sécurité gonflables et/ou de tendeurs de ceintures de sécurité et/ou de générateurs de gaz, comprenant une quantité d’essai de 1 000 corps de base conformes à l'invention, avec lesquels l’écart type statistique de la valeur moyenne du diamètre des zones de brasage, mesuré parallèlement à la surface du corps de base, dans cette quantité d’essai, se situe dans la plage allant de 0 % à 6 % du diamètre moyen de la zone de brasage dans cette quantité d’essai.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un corps de base pour un élément de traversée. Le procédé comprend les étapes suivantes, qui ne sont pas nécessairement exécutées dans l’ordre indiqué dans le texte. La présente description permet à l’homme du métier d’ajouter d’autres étapes de procédé et/ou de modifier leur ordre en fonction des objectifs qu’il s’est fixés.
Un procédé conforme à l'invention envisage la mise en place d’un corps de base métallique d’une épaisseur prédéterminée et avec un contour extérieur prédéterminé, qui présente deux surfaces sensiblement opposées. Au moins une ouverture de passage est créée dans le corps de base. Celle-ci relie les deux surfaces sensiblement opposées. Selon le procédé, une microstructure est réalisée dans au moins une zone d’une surface du corps de base, par le fait de ménager des creux dans la surface du corps de base. D’autre part, il est prévu au moins un élément fonctionnel, ainsi qu’un matériau de fixation électriquement isolant. Il est également prévu au moins un conducteur. Le matériau de fixation électriquement isolant est disposé dans l’ouverture de passage, au nombre d’au moins une, et l’élément fonctionnel, au nombre d’au moins un, est fixé ou, en d’autres termes, disposé dans le matériau de fixation électriquement isolant. Il est ainsi en quelque sorte maintenu dans l’ouverture de passage par le matériau de fixation. Le conducteur est brasé au corps de base, dans la région dans laquelle la microstructure est présente, avec un matériau de brasage métallique. Le matériau de brasage métallique fond pendant le processus de brasage, l’écoulement du matériau de brasage métallique fondu étant arrêté et/ou limité au moins par des éléments de la microstructure. La région sur la surface du corps de base qui est recouverte par le matériau de brasage forme une zone de brasage, de sorte que le conducteur, au nombre d’au moins un, est connecté de façon électriquement conductrice au corps de base, dans la zone de brasage. Ce conducteur représente un conducteur de terre.
Le corps de base peut notamment être une pièce réalisée par tournage, comportant une pièce en métal, et/ou être découpé dans une feuille de métal et/ou être produit à partir d’une tige ou d’un fil métallique par formage à froid. L’ouverture de traversée peut par exemple être percée et/ou découpée et/ou formée au cours du formage à froid. En fonction du procédé de fabrication, il peut y avoir des agents de démoulage et/ou des lubrifiants et/ou des agents fluidifiants sur le corps de base, par exemple des huiles, notamment des huiles minérales. La surface du corps de base peut également être recouverte d’une couche d’oxyde.
Le matériau de fixation électriquement isolant est en général un matériau de verre ou un matériau vitrocéramique ou un matériau céramique ou une matière plastique, par exemple un polymère haute performance. Des combinaisons de ces matériaux sont également possibles, notamment des combinaisons par couches. Le matériau de fixation peut également être doté de liants et/ou de matières de charge. L’élément fonctionnel peut notamment être un conducteur électrique, en particulier une broche métallique, mais également un conducteur creux, un thermocouple, un guide d’onde, un conduit de lumière ou un élément analogue. Habituellement, le matériau de fixation est lié par fusion à l’élément fonctionnel et à la paroi intérieure de l’ouverture de passage. Dans le cas d’allumeurs de coussins gonflables ou de tendeurs de ceintures de sécurité, on utilise en général comme matériau de fixation du verre qui est broyé pour obtenir une poudre et qui est mis en œuvre avec des liants pour former un matériau compact qui est inséré dans l’ouverture de passage, conjointement avec l’élément fonctionnel. Lorsqu’il est chauffé, le liant est en général éliminé sous l’effet de la chaleur, et le verre fond et adhère à la paroi intérieure de l’ouverture de passage et à l’élément fonctionnel. Lorsqu’il refroidit, le matériau de fixation se solidifie et obture l’ouverture de passage de façon hermétique. Cela vaut également pour la vitrocéramique et éventuellement aussi pour des matériaux céramiques. La réalisation d’une préforme à partir de portions de tube est également possible.
Lors du brasage du conducteur de terre, également appelé « broche de terre », on utilise en général aussi une préforme de matériau de brasage métallique, qui peut comporter des liants et/ou des fondants. Elle peut être disposée dans la région où se trouvera par la suite la zone de brasage, de la même façon que la broche de terre, et être brasée au corps de base sous l’effet de la chaleur. Le brasage de la broche de terre et la fusion du matériau de fixation électriquement isolant avec le corps de base et/ou l’élément fonctionnel peuvent également avoir lieu en même temps.
La microstructure peut être réalisée avec des procédés d’enlèvement de matière de la surface du corps de base, à savoir de façon avantageuse par meulage du corps de base et, de manière particulièrement avantageuse, par impression dans le corps de base. L’impression peut être réalisée par exemple par des poinçons structurés.
De manière tout particulièrement avantageuse, la microstructure est réalisée avec des procédés de structuration induite par laser et/ou des procédés de structuration au laser.
Des procédés connus de structuration induite par laser sont l’ablation laser et la désorption laser, lors desquelles du matériau de surface du corps de base est retiré. Toutefois, il est également possible de faire en sorte que, pendant l’irradiation avec des lasers, le matériau de surface du corps de base soit reformé par l’irradiation laser, notamment par chauffage local avec fusion locale du matériau du corps de base et/ou par un effet de pression induit par laser, lors duquel l’irradiation par laser chauffe localement une atmosphère de gaz, au moins dans le voisinage du corps de base, et en particulier un plasma est allumé localement, de manière à générer une onde de pression qui déforme la surface du corps de base. Dans ce cas, le foyer du laser est placé notamment dans un plan situé devant la surface du corps de base. Il est également possible de permettre la réflexion d’un faisceau laser convergent par la surface du corps de base et de placer le foyer du faisceau réfléchi dans un plan situé au-dessus du corps de base. Bien entendu, il est également possible d’utiliser des combinaisons de ces deux manières de guider le faisceau.
De même, il est possible de combiner les procédés à base de laser exposés. Par exemple, le matériau initial, notamment des couches d’oxyde et/ou des résidus de lubrifiants, peut être éliminé du corps de base par ablation laser ou désorption laser, lors desquelles le corps de base peut être chauffé localement et peut ainsi déjà être reformé thermiquement ou au moins ramolli, et/ou, après avoir découvert la surface métallique nue, éventuellement avec décalage du foyer du faisceau laser, il est notamment possible d’allumer du plasma à proximité de la surface, de sorte qu’une onde de pression se déplace en direction du corps de base et le reforme localement, comme sous l’effet d’une pression. Cette reformation peut être favorisée par le ramollissement thermique précité du matériau.
Tous les procédés précités sont mis en œuvre de façon particulièrement avantageuse de manière à ce que la microstructure, vue en plan, soit constituée d’une grille sous la forme de points et/ou d’une grille rectangulaire et/ou d’une structure sous la forme d’un maillage et/ou d’une structure sous la forme d’un quadrillage.
De manière particulièrement avantageuse, lors de la création de la microstructure, on élimine en même temps les impuretés et/ou les substances organiques et/ou les substances contenant du carbone et/ou les oxydes qui se trouvent sur la surface du corps de base. En cas d’utilisation de l’ablation laser ou de la désorption laser, ces substances sont retirées par évaporation et/ou sublimation.
Après l’élimination de la couche d’oxyde qui est présente, il peut être judicieux d’effectuer une réoxydation. Un procédé avantageux à cet égard prévoit, après la réalisation de la microstructure et avant le brasage du conducteur, que le corps de base soit recouvert d’une couche d’oxyde sensiblement homogène et mince, au moins dans la région de la microstructure. De manière particulièrement avantageuse, l’oxygène pour former la couche d’oxyde provient dans ce cas de l’atmosphère ambiante.
Un procédé particulièrement préféré prévoit que, après la réalisation de la microstructure, le corps de base ne comporte pas de matières organiques et/ou de carbone, au moins dans les creux. De préférence, il est prévu une surface métallique pure ou une couche d’oxyde sensiblement homogène et de préférence mince, dont l’épaisseur est de préférence inférieure à 10 nm et est de préférence comprise notamment entre 1 nm et 6 nm.
Le corps de base peut être constitué des métaux cités plus haut ou comporter ces métaux. Il est possible d’utiliser notamment de l’acier fin en tant que matériau pour le corps de base. Il est également possible, et plus avantageux du point de vue de l’efficacité du procédé, d’utiliser des aciers appartenant au groupe l.Olxx à 1.07xx (selon DIN EN 10 027-2). Notamment le corps de base réalisé à partir de ces métaux, ainsi que les ouvertures de passage, peut être revêtu de nickel, et la couche de nickel peut alors présenter da manière avantageuse une épaisseur allant de 1 pm à 15 pm, notamment de 4 pm à 10 pm.
De manière particulièrement avantageuse, le corps de base est constitué d’un métal contenant du chrome et/ou contenant du nickel ou comporte ce métal, notamment un acier contenant du chrome et/ou contenant du nickel, y compris un acier fin contenant du chrome et/ou contenant du nickel. Par conséquent, une configuration préférée du procédé prévoit que, au moins dans la région où la microstructure est présente, le corps de base comporte un métal contenant du chrome ou soit constitué de ce métal, notamment un acier contenant du chrome et/ou contenant du nickel, y compris un acier fin contenant du chrome et/ou contenant du nickel, et que, au moins dans les creux de la microstructure, la surface soit recouverte, par oxydation, d’une couche homogène comportant CrOx et/ou NiOx. De préférence, cette couche comporte CrOx(OH)2-x · nLLO et/ou elle comporte Ni0x(0H)2-x · nLLO ou est constituée de celui-ci.
L’invention permet d’obtenir qu’en plus des brasures fortes habituelles, des matériaux de brasage métalliques sensiblement exempts de palladium, à savoir globalement exempts de palladium, à l’exception de quelques impuretés, soient également utilisés dans le procédé conforme à l'invention.
Pour réaliser la liaison brasée du conducteur avec le corps de base, il est avantageux, avant le brasage, de disposer le matériau de brasage métallique autour du conducteur, sous la forme d’un anneau. Pendant le brasage, le matériau de brasage métallique s’écoule dans la microstructure et forme ainsi la zone de brasage, avec un joint de brasage entre le conducteur et la surface du corps de base, dans la région de la microstructure, qui est rempli avec le matériau de brasage métallique. Grâce à la microstructure, le matériau de brasage métallique s’écoule pour ainsi dire sous la face d’extrémité du conducteur, qui se présente notamment sous la forme d’une broche, où il forme ou remplit le joint de brasage. Le matériau de brasage recouvre la microstructure dans la zone de brasage et interagit avec elle. Cela présente des avantages en termes de possibilités de production des corps de base ; ce sont notamment les opérations d’assemblage avant le brasage qui sont réduites.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé est mis en œuvre de manière telle que, mesuré depuis la surface du corps de base, les microstructures aient une profondeur allant sensiblement jusqu’à 70 pm, notamment jusqu’à 50 pm, allant notamment de 0,7 pm à 70 pm, en particulier de 0,7 pm à 50 pm, de préférence de 0,7 pm à 20 pm, de manière particulièrement avantageuse de 1 pm à 10 pm et de façon tout particulièrement avantageuse de 2 pm à 10 pm.
De façon particulièrement préférée, la microstructure est réalisée dans le corps de base de manière à obtenir une rugosité moyenne Ra > 0,35 pm et/ou une rugosité de surface moyenne Rz > 1 pm. De préférence, Ra se situe dans la plage allant de 0,35 pm à 15 pm et/ou Rz est comprise dans la plage allant de 1 pm à 50 pm ; en particulier, Rz e situe dans la plage allant de 1 pm à 15 pm. La rugosité moyenne Ra et la rugosité de surface moyenne Rz ont été définies plus haut.
Le procédé conforme à l'invention utilise le constat fait par les inventeurs que, au cours de la fusion du matériau de brasage métallique, l’écoulement du matériau de brasage métallique est limité et/ou arrêté par la microstructure.
Un procédé particulièrement préféré prévoit l’utilisation d’une structuration au laser et/ou d’une structuration induite par laser, pour créer la microstructure. Ces procédés et certains de leurs aspects ont été décrits plus haut. L’ablation laser et/ou la désorption laser sont utilisées de manière avantageuse, car la matière de surface du corps de base, notamment les couches d’oxyde et/ou les impuretés organiques, est retirée sous l’effet de l’irradiation laser, découvrant une surface métallique nue du corps de base, qui réfléchit le rayonnement laser incident. Comme décrit, la reformation thermique et/ou mécanique induite par laser et des combinaisons de celles-ci sont possibles et entrent dans le champ d’application de l’invention.
De manière particulièrement préférée, la surface métallique nue, qui est découverte notamment par ablation laser et/ou désorption laser, limite la profondeur de la microstructure. Les inventeurs ont constaté qu’avec l’utilisation de l’ablation laser, la profondeur des microstructures et par conséquent Ra ou Rz se règlent pour ainsi dire elles-mêmes. Les impuretés mentionnées, qui se trouvent sur le corps de base, par exemple des résidus de lubrifiants et/ou des couches d’oxyde, absorbent le faisceau laser et subissent de ce fait une évaporation et/ou une sublimation et sont par conséquent éliminées. Il est notamment possible que les impuretés sur le corps de base n’absorbent que partiellement le faisceau laser, et que la couche d’oxyde primaire présente une plus grande absorption, allant jusqu’à une absorption complète. L’élimination de cette matière s’effectue jusqu’à ce que le faisceau laser entre en contact avec la surface métallique nue qui est alors découverte. Celle-ci réfléchit le faisceau laser et n’est en général pas éliminée davantage. Cet effet est dans une très large mesure indépendant de la puissance du laser, ce qui permet d’obtenir une bonne reproductibilité de la microstructure créée par ablation laser et/ou désorption laser.
Etant donné que le faisceau laser est localement limité et, comme décrit, est conduit de telle manière qu’une microstructure soit réalisée de préférence sous la forme d’une grille ou d’un quadrillage, celle-ci est initialement constituée de creux avec une surface métallique nue et, par exemple, de nervures avec une épaisseur de couche éventuellement réduite de la couche d’oxyde d’origine et/ou d’impuretés. Les creux avec une surface métallique nue peuvent se réoxyder dans des conditions ambiantes normales. Toutefois, cette réoxydation se produit apparemment de façon homogène, de sorte que les épaisseurs précitées de couche d’oxyde se forment. Il s’agit pour ainsi dire de la formation d’une couche d’oxyde contrôlée.
Le rayonnement laser dans le domaine spectral des infrarouges s’est avéré particulièrement adapté. On peut par exemple utiliser des lasers Nd:YAG qui présentent des longueurs d’ondes d’émission de 1 064 nm. D’autres transitions existent à 946 nm, 1 320 nm et 1 444 nm. Il est également possible, dans le cadre de l’invention, d’utiliser toutes les transitions, y compris toutes les combinaisons souhaitées. L’utilisation de lasers CO2 est également possible. Ceux-ci émettent typiquement dans les bandes de 9 400 nm et de 10 600 nm. Il est également possible d’effectuer un prétraitement de la surface du corps de base avec un rayonnement de laser UV. Cela peut être avantageux notamment pour rompre et/ou éliminer des impuretés organiques et/ou contenant du carbone. Des lasers XeCl à excimères avec une longueur d’onde d’émission de 308 nm et/ou des lasers NO2 à excimères avec une longueur d’onde d’émission de 337 nm et/ou un laser KrF à excimères avec une longueur d’onde d’émission de 248 nm peuvent par exemple être utilisés à cet effet. Bien entendu, il est également possible d’utiliser d’autres lasers UV appropriés. Il est notamment possible de détacher différents métaux et/ou oxydes métalliques de la surface métallique du corps de base, à l’aide de lasers UV à impulsion courte. Des largeurs d’impulsions d’environ 20 ns et descendant jusqu’à environ 0,2 ps se sont avérés appropriés dans le cas d’un laser KrF à excimères, en vue de séparer par exemple du nickel, du cuivre, du molybdène et/ou du tungstène de la surface du corps de base. Par conséquent, il est possible de préparer la surface du corps de base avec une irradiation au laser appropriée, notamment par modification locale de la configuration de la composition du métal du corps de base dans la région de sa surface.
Il est évident pour l’homme du métier qu’il est également possible de mettre en œuvre l’ensemble du processus de création de microstructures à l’aide de lasers UV. De même, il est possible de combiner différents lasers les uns avec les autres, notamment des lasers IR et/ou des lasers UV et/ou des lasers avec des longueurs d’ondes d’émission laser dans le domaine spectral visible. Bien entendu, cela inclut également l’interaction de lasers du même type.
Le corps de base conforme à l'invention peut de préférence être utilisé dans un élément de traversée électrique et/ou optique. De manière particulièrement avantageuse, au moins un conducteur électrique est disposé dans l’ouverture de passage, au nombre d’au moins une, en étant isolé électriquement vis-à-vis du corps de base, dans un matériau de fixation. De manière particulièrement préférée, le matériau de fixation est un verre, un matériau vitrocéramique et/ou un matériau céramique.
Une application tout à fait préférée du corps de base conforme à l'invention concerne des dispositifs de déclenchement pyrotechniques et/ou des systèmes d’allumage de coussins de sécurité gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité et/ou de générateurs de gaz et/ou dans des capteurs et/ou des actionneurs et/ou des traversées de grandes dimensions et/ou dans des boîtiers TO.
L’invention est expliquée en détail ci-après, sur la base des modes de réalisation qui sont décrits à titre d’exemple et illustrés par les dessins.
Un exemple de réalisation concerne l’application de corps de base conformes à l'invention dans des allumeurs de coussins gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité et/ou des générateurs de gaz. Compte tenu du fait qu’avec des allumeurs de coussins gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité et/ou des générateurs de gaz, des pressions explosives élevées de plus de 1 000 bars peuvent être produites en cas d’allumage, le corps de base est en général conçu avec une épaisseur importante correspondante, c’est-à-dire une résistance de matériau correspondante. L’épaisseur du corps de base est comprise notamment dans la plage allant de 1,2 mm à 4 mm, de manière avantageuse dans la plage allant de 1,5 et 1,7 à 3 mm, et de façon particulièrement avantageuse de 1,8 à 2,5 mm. Le diamètre du trou de la deuxième ouverture de passage est en général compris entre 0,8 mm et 1,5 mm.
Dans le cas de traversées de grandes dimensions d’enceintes de sécurité, l’épaisseur du corps de base et le diamètre de la deuxième ouverture de passage peuvent être de plusieurs centimètres.
Dans le cas d’allumeurs de coussins gonflables et/ou de tendeurs de ceintures de sécurité et/ou de générateurs de gaz, l’élément fonctionnel est une broche métallique fixée dans l’ouverture de passage, comme la broche de terre brasée au corps de base. Ces broches métalliques sont en général revêtues d’or, au moins dans certaines zones partielles le long de leur axe. Le revêtement d’or a pour effet d’assurer une insensibilité à la corrosion de long terme, ainsi qu’un contact de long terme. Les broches métalliques sont souvent revêtues d’or dans leurs zones d’extrémité. Ainsi, la zone de la broche métallique qui se trouve dans la liaison enfichée pendant l’assemblage en vue de l’utilisation du dispositif d’allumage est de préférence revêtue d’or. Cela permet de réduire les résistances de transfert dans le contact enfiché.
Selon un mode de réalisation avantageux, au moins deux broches métalliques sont connectées l’une à l’autre de manière électriquement conductrice, au moyen d’un pont d’allumage, sur le côté du corps de base qui fait face à l’agent propulseur. Le pont d’allumage peut être formé par le fil d’allumage déjà décrit, et dans ce cas les broches métalliques sur ce côté ne présentent en général pas de saillie dépassant de la surface du corps de base située sur ce côté.
Comme décrit, la microstructure dans la zone de brasage peut être caractérisée par la rugosité moyenne Ra et la rugosité de surface moyenne Rz. Lors d’essais qui représentent également des exemples de réalisation, un corps de base standard existant, dépourvu de microstructure, était comparé avec une série de corps de base dans lesquels des microstructures étaient réalisées, du moins dans la zone de brasage. Les résultats figurent dans le Tableau 1.
Mesure n° Sans microstructure [gm] Avec microstructure [gm]
Standard Paramètre 1 Paramètre 2 Paramètre 3 Paramètre 4 Paramètre 5
Ra Rz Ra Rz Ra Rz Ra Rz Ra Rz Ra Rz
1 0.15 1.22 0.46 2.84 0.88 4.04 1.03 6.36 1.17 7.22 1.65 13.74
2 0.26 1.72 0.54 2.68 0.79 4.15 1.16 5.66 1.40 8.24 1.60 9.88
3 0.17 1.67 0.52 2.66 1.08 4.89 1.64 10.07 0.96 6.25 1.78 11.24
4 0.08 0.79 0.91 5.62 0.86 4.06 1.15 6.67 1.24 7.40 1.84 10.34
5 0.16 1.65 0.58 3.15 0.88 4.16 1.00 5.62 1.69 10.03 1.69 9.99
Valeur moyenne [gm] 0.16 1.41 0.60 3.39 0.90 4.26 1.19 6.88 1.29 7.83 1.71 11.04
σ [gm] 0.06 0.36 0.16 1.13 0.10 0.32 0.23 1.65 0.24 1.27 0.09 1.43
Tableau 1
Cinq corps de base différents étaient prélevés dans chaque cas dans une fabrication en série et mesurés par rapport aux valeurs de Ra et Rz. La méthode de mesure utilisée était la mesure tactile effectuée à l’aide d’un appareil d’essai Hommel qui est connu de l’homme du métier. Parmi les valeurs déterminées dans chaque cas, la valeur arithmétique moyenne et l’écart standard résultant σ sont deux indiqués dans le Tableau 1.
La colonne avec l’intitulé « Sans microstructure » indique les résultats de corps de base n’ayant pas reçu de microstructure. Bien entendu, même ces corps de base ne sont pas complètement lisses et pour cette raison les valeurs Ra et Rz sont différentes de 0. A l’œil nu, ces irrégularités sont visibles par exemple sous forme de rayures ou de cratères dans la surface. Ceux-ci sont répartis de façon aléatoire sur la surface du corps de base et peuvent être provoqués par exemple lors du transport des corps de base, notamment lorsqu’ils sont en contact avec les parois du récipient de transport et/ou lorsque les corps de base se heurtent les uns aux autres. La valeur moyenne Ra des corps de base dépourvus de microstructure est de 0,16 pm, avec un écart type σ de 0,06 pm.
Dans la colonne « Avec microstructure », les valeurs mesurées pour Ra et Rz sont indiquées pour des corps de base dans lesquels une microstructure a été réalisée, au moins dans la zone de brasage, à l’aide d’une diode laser infrarouge à impulsions. Les différentes conditions de fabrication correspondent aux paramètres 1 à 5, du fait de la puissance appliquée par le laser qui est en corrélation avec l’intégrale de la variation dans le temps de l’impulsion laser, et par conséquent de la largeur d’impulsion et de la puissance maximale de l’impulsion. Dans la colonne avec le Paramètre 1, le rayonnement laser le plus faible était appliqué, dans la colonne avec le Paramètre 2, une puissance laser plus importante était appliquée, et ainsi de suite, jusqu’à la colonne avec le Paramètre 5.
La puissance laser appliquée peut notamment aussi être réglée en faisant chevaucher les impulsions laser individuelles et/ou leur fréquence d’impulsion.
On observe que toutes les valeurs de Ra et Rz, c’est-à-dire toutes les valeurs de chaque mesure individuelle, sont sensiblement plus grandes que les valeurs pour un corps de base dépourvu de microstructure. Cela s’applique également et en particulier à la valeur moyenne respective de Ra et Rz. Par conséquent, il est tout à fait évident qu’un corps de base, tel qu’il est proposé par l’invention, doté d’une microstructure, est clairement différent des corps de base existants, dépourvus de microstructure.
Les valeurs d’environ 0,3 pm à 10 pm pour Ra semblent être possibles avec un laser à impulsions. Des essais avec un laser à ondes entretenues (CW) ont également été effectués. De cette manière, il est même possible d’atteindre des valeurs de 0,3 pm à environ 100 pm pour Ra.
Ces valeurs de rugosité élevées suggèrent que non seulement une puissance laser élevée déposée permet déjà d’éliminer des impuretés organiques et/ou contenant du carbone et/ou des couches d’oxydes métalliques de la surface du corps de base, mais que les effets décrits plus haut de la reformation thermique et/ou induite par laser jouent également un rôle.
Comme expliqué, la présence de la microstructure dans la zone de brasage produit cet effet, notamment par le biais de l’interaction entre le matériau de brasage et la microstructure, telle qu’elle est prévue par l’invention pour une liaison brasée entre la deuxième broche métallique, le conducteur de terre et le corps de base. La qualité de cette liaison brasée peut être évaluée par des essais de flexion. A cet effet, la broche brasée est saisie et fléchie mécaniquement dans les deux sens, sous un angle qui est chaque fois d’environ 45° par rapport à l’axe de cette broche métallique. Le point de pivotement de la flexion est alors aussi proche que possible de la surface du corps de base. Cet essai de flexion est réalisé sur une quantité d’essai des composants, par exemple 5 000 corps de base, sur lesquels est brasée une broche de terre.
Les résultats de ces essais de flexion effectués sur des corps de base dépourvus de microstructures et sur des corps de base dotés de microstructures sont indiqués dans le Tableau 2, plus précisément dans chaque cas pour une série d’essais dans des conditions critiques.
Conditions d’essai Taux de défauts lors de l’essai de flexion (NOK/n)
Sans microstructure Avec microstructure
Impuretés métalliques standard 123 / 5000 0/5000
Conservation dans l’huile 3/5000 0/5000
Tableau 2
Comme indiqué dans la colonne des conditions d’essai, une série d’essais était effectuée avec des corps de base qui étaient contaminés avec les impuretés métalliques habituelles, ici de l’aluminium. Celui-ci se présentait sous la forme d’une couche de poudre mélangée avec des constituants organiques, sur le corps de base. Cet essai simule l’apparition de contaminations de particules métalliques, telle qu’elle se produit fréquemment au cours du processus de fabrication. Cela implique en général une étape de traitement de surface. Un meulage par vibrations qui peut être utilisé est défini dans DIN 8589 où il est désigné par « finition par vibrations », car il ne s’agit pas toujours d’un processus de meulage mais, en fonction du procédé, il peut également s’agir d’un rodage ou d’un polissage. Le meulage par vibrations dans un tambour est également connu sous le terme de « traitement au tonneau ». Dans ce cas, des pierres dites « de tonneau » sont utilisées et peuvent faire en sorte que le métal retiré par abrasion se dépose sur les corps de base qui sont produits.
Dans une autre série d’essais, les quantités d’essai de corps de base étaient placées dans un bain d’huile pendant 21 jours, à savoir dans de l’huile de machine minérale. Cet essai simule la contamination avec des lubrifiants lors du processus de fabrication.
Les deux conditions d’essai représentent des cas limites de conditions de fabrication défavorables qui peuvent exister dans la fabrication en série. Les essais sont adaptés pour évaluer la qualité de la fiabilité des procédés. Les quantités d’essai de corps de base préparées respectivement de cette manière étaient produites sans microstructures et soudées ensuite sur la broche de terre. D’autres quantités d’essai obtenues dans les mêmes conditions de fabrication étaient munies d’une microstructure dans la zone de brasage, à l’aide d’une diode laser à impulsions, et étaient ensuite brasées sur la broche de terre. Les quantités d’essai correspondantes étaient soumises à des essais de flexion.
Comme on peut le voir dans le Tableau 2, les composants sans microstructure présentaient un taux de défauts de 123 sur 5 000 composants ou 3 sur 5 000 composants. Dans le Tableau 2, NOK signifie « not okay » et indique par conséquent le nombre de composants qui n’ont pas réussi l’essai de flexion cité. Il est intéressant de noter qu’une contamination avec des métaux semble être plus critique pour la liaison brasée qu’un enrichissement en huile.
En comparaison, la quantité d’essais de composants qui étaient dotés d’une microstructure ne comportait aucune pièce défectueuse. En d’autres termes, l’ensemble des composants examinés avaient réussi l’essai de flexion, indépendamment de la contamination. Cela prouve que la présence de la microstructure, telle que prévue par l’invention, permet d’obtenir une amélioration significative de la fiabilité de la réalisation de la liaison brasée, et par conséquent une amélioration considérable de la productibilité de traversées de ce type. Des séries d’essais comme dans le Tableau 2 étaient effectuées pour des corps de base de pièces tournées et des corps de base poinçonnés et formés à froid. Le résultat selon lequel des corps de base dotés d’une microstructure dans la zone de brasage présentent une liaison brasée fiable est confirmé indépendamment du procédé de fabrication du corps de base.
L’invention sera expliquée en détail plus loin, en référence aux figures. Les dessins ne sont pas à l’échelle, et les modes de réalisation sont représentés de façon schématique. Les figures montrent également des modes de réalisation qui sont donnés à titre d’exemples.
La figure 1 montre un dispositif d’allumage connu, comprenant un élément de traversée selon l’état de la technique, sans microstructure dans la zone de brasage.
La figure 2a montre une coupe d’un élément de traversée conforme à l'invention, parallèlement à son axe central.
La figure 2b montre la vue en plan de la surface d’un élément de traversée conforme à l'invention.
La figure 3 montre un détail de la coupe d’un élément de traversée conforme à l'invention, parallèlement à l’axe central de celui-ci, avec une zone de brasage dotée d’une microstructure.
La figure 4 montre de façon schématique la structure métallique d’un corps de base au cours du traitement chimique par voie humide.
La figure 5 montre de façon schématique la structure métallique du corps de base conforme à l'invention, au cours de son traitement.
La figure 6a montre une photo d’un détail de la microstructure.
La figure 6b montre le détail correspondant à la figure 6a transformé en dessin.
La figure 7 montre de façon schématique la fonction de la microstructure en tant que moyen d’arrêt de brasage.
La figure 8 montre de façon schématique le détail de la coupe d’un corps de base conforme à l'invention, avec le ménisque de la liaison brasée.
La figure 9 montre un corps de base conforme à l'invention, avec une microstructure sur l’ensemble de sa surface.
La figure 1 représente un dispositif d’allumage connu de l’état de la technique, destiné à un dispositif de protection pyrotechnique, et dans le cas présent, il s’agit à titre d’exemple d’un allumeur de coussin de sécurité gonflable. La figure 1 montre ainsi notamment une vue en coupe d’un élément de traversée. Cet élément de traversée comprend une pièce de support en métal avec un corps de base 1 qui a la forme d’un disque. L’élément de traversée est souvent également appelé « élément d’embase » ou simplement « embase ». Dans une ouverture de passage 4 du corps de base 1, une broche métallique 5 est également disposée en tant qu’élément fonctionnel. Dans le cas présent, l’ouverture de passage 4 a été poinçonnée dans le corps de base 1. La broche métallique 5 sert à établir le contact avec un pont d’allumage 9 pour l’alimentation en courant électrique, à l’aide duquel la charge de propulsion 25 enfermée dans l’allumeur fini est amorcée. La traversée de courant dans l’ouverture de passage 4 est configurée notamment sous la forme d’une traversée verre-métal, le verre servant de matériau de fixation 10 entre la broche métallique 5 et la paroi de l’ouverture de passage 4 dans le corps de base 1 métallique. Il est également possible d’utiliser des polymères haute performance ou d’autres matériaux appropriés dans l’ouverture de passage.
Dans le cas de l’exemple montré dans la figure 1, l’ouverture de passage 4 est disposée de manière excentrée par rapport à l’axe central du corps de base 1. Cela permet d’obtenir que, même avec un petit rayon du corps de base 1, il y ait suffisamment d’espace pour la fixation d’une deuxième broche métallique 6. Cette deuxième broche métallique 6 soudée à plat contre le corps de base 1, au moyen d’une liaison brasée, et sert par conséquent de broche de terre, désignée également comme broche de mise à la masse 6. Les brasures décrites, notamment des matériaux de brasage métalliques, en particulier des brasures fortes, sont utilisées comme matériau de brasage 7. Le matériau de brasage 7 forme un ménisque entre la surface du corps de base 1 et la broche de terre 6. Le matériau de brasage 7 recouvre une zone de surface du corps de base 1 et forme ainsi une zone de brasage. Le matériau de brasage 7 recouvre la microstructure dans la zone de brasage. Cela s’applique à l’ensemble des dessins et des exemples de réalisation. Le diamètre de la zone de brasage correspond au diamètre du matériau de brasage 7. Pour des raisons de possibilités de production, le matériau de brasage 7 ne doit pas s’écouler dans l’ouverture de passage 4 et/ou sur le matériau isolant 10 se trouvant dans celle-ci. Par conséquent, la broche de terre 7 doit conserver une distance mimnimale par rapport à l’ouverture de passage 4. De façon similaire, le mouillage de la paroi extérieure du corps de base 1 avec le matériau de brasage 7 doit être évité. Pour cette raison, une distance minimale de la broche de terre 6 par rapport à la périphérie de corps de base 1 doit être maintenue. Et même si des distances minimales sont maintenues, des écarts statistiques et/ou de légères erreurs au cours du processus de fabrication peuvent provoquer de telles dilatations non souhaitables du matériau de brasage 7, ce qui a pour effet qu’un composant est défectueux et est par conséquent refusé.
En comparaison, la figure 2a montre la coupe d’un élément de traversée conforme à l'invention, parallèlement à l’axe central de celui-ci et passant par celui-ci. Le corps de base 1 présente une première surface 11, ici la face supérieure, et une deuxième surface 12, qui s’étend parallèlement à la première surface dans de nombreux modes de réalisation et est ici la face inférieure. La face supérieure 11 fait en général face à l’agent propulseur 25 ; sur la face inférieure 12, on réalise habituellement les contacts électriques. La figure 2b montre une vue en plan de la face inférieure 12.
Le corps de base 1 métallique en forme de disque présente une ouverture de passage 4, à travers laquelle passe la tige 5 métallique en tant que broche. L’ouverture de passage 4 peut être réalisée par poinçonnage dans le corps de base 1. Le contour extérieur du corps de base 1 de cet exemple était poinçonné dans une bande d’une feuille de métal, de sorte que l’ensemble du corps de base 1 représente une pièce poinçonnée. Toutefois, il est également possible et couvert par le champ d’application de l’invention de réaliser le corps de base à partir d’un matériau de fil métallique, par formage à froid. Dans l’ouverture de passage 4, la broche 5 métallique est fixée en étant isolée électriquement vis-à-vis du corps de base 1 à l’aide d’un matériau de verre 10, en tant que première broche, également appelée broche de contact. Cette première broche 5 métallique est scellée hermétiquement par le verre dans la première ouverture de passage 4 du corps de base 1 métallique. Le matériau de verre 10 de cette traversée verre-métal est entouré complètement par le matériau du corps de base 1, qui représente le conducteur extérieur. Le matériau de verre 10 présente notamment un coefficient de dilatation thermique plus faible que le métal du corps de base 1, de sorte que, pendant le refroidissement après le brasage de la broche 5 métallique dans le matériau de verre 10, le corps de base 1 se rétrécit pour ainsi dire sur ce dernier et par conséquent sur la traversée verre-métal, et exerce ainsi en permanence une pression mécanique sur celle-ci et sur le matériau de verre 10. Ainsi, on crée une liaison particulièrement étanche et mécaniquement stable entre la broche 5 métallique, le matériau de verre 10 et le corps de base 1. Cet agencement est connu comme enrobage de verre par compression et est préférable par exemple pour de allumeurs de coussins gonflables. L’utilisation de matériaux vitrocéramiques et/ou de polymères haute performance est également possible et entre dans le champ d’application de l’invention.
La deuxième broche 6 métallique est reliée en tant que broche de terre au corps de base 1, dans la zone de brasage 7, par une liaison brasée. Au moins dans la zone de brasage 7, le corps de base 1 présente une microstructure 8 qui, d’une manière correspondant à ce mode de réalisation, se caractérise par des creux dans la surface du corps de base. Entre les creux, il est prévu des bandes d’une profondeur plus faible, comparée au fond des creux, qui représentent pour ainsi dire des bords des creux individuels de la microstructure 8. En particulier, ces bords représentent un moyen d’arrêt pour le matériau de brasage. Cela signifie notamment que l’écoulement du matériau de brasage, au cours de la fusion, est contrôlé par la microstructure 8. Comme décrit plus haut, le matériau de brasage 7 recouvre la microstructure dans la zone de brasage et interagit avec elle. Grâce à la microstructure, la zone de brasage avec le matériau de brasage 7 est également limitée au diamètre (d).
L’élément de traversée 1 conforme à l'invention et le procédé pour le réaliser constituent un mode de réalisation moins complexe d’un dispositif d’allumage que ceux connus de l’état de la technique possible, principalement parce que la présence de la microstructure 8 permet de contrôler le diamètre (d) de la zone de brasage 7. Cela a pour résultat que le nombre de composants défectueux, et par conséquent le nombre de pièces refusées, lors de la production en série, est réduit.
La figure 3 montre un détail de la figure 2a, dans la région de la liaison brasée. La zone de brasage avec le matériau de brasage 7 est là aussi visible. Le matériau de brasage forme sur la paroi un ménisque avec le rayon (r) par rapport à la broche de terre 6. La zone de brasage 7 a le diamètre (d). La microstructure 8 est prévue dans la zone de brasage, et éventuellement au-delà. Conformément à l’invention, la liaison brasée entre la broche 6 métallique et le corps de base 1 se trouve à l’emplacement où la microstructure est présente. Pour atteindre les objectifs de l’invention, il est également possible de prévoir la microstructure sur l’ensemble de la face inférieure 12 du corps de base 1. Entre la face supérieure de la broche de terre 6 et la surface du corps de base 1, il existe généralement un espace rempli avec du matériau de brasage, appelé joint de brasage 70, avec la largeur de joint de brasage (s). Avantageusement, les largeurs de joints de brasage sont comprises entre 10 pm et 70 pm.
La figure 4 montre de façon schématique la structure métallique d’un corps de base au cours du traitement chimique par voie humide, correspondant à l’état de la technique. Un détail du corps de base est montré dans chaque cas. Dans cet exemple, le corps de base est en acier austénitique contenant du chrome. La microstructure métallique du corps de base comporte des phases d’austénite 101 et de martensite 102, dont la production peut être favorisée notamment par des processus de déformation du corps de base au cours de sa fabrication. L’illustration du haut représente l’état de base du corps de base 1. La surface du corps de base 1 est recouverte par une couche 40 d’oxyde de chrome dans laquelle il peut y avoir des zones 41 d’oxyde de fer. Les zones d’oxyde de fer peuvent notamment être disposées à la manière de taches de rouille sur la surface du corps de base.
D’une manière correspondant au processus de fabrication antérieur de l’état de la technique, le corps de base est soumis à un processus d’attaque chimique dans un bain d’acides mélangés. Le résultat d’un tel processus d’attaque chimique est représenté dans l’illustration du milieu. Comme on peut le voir, bien que la majeure partie de la couche d’oxyde de chrome ait été retirée, il subsiste des zones 40. De même, des zones d’oxyde de fer 41 sont toujours présentes après l’attaque chimique. L’attaque chimique provoque souvent une corrosion sélective des différentes phases de la microstructure métallique. Ainsi, dans cette illustration, la martensite a notamment été attaquée par la corrosion sélective dans la zone 103. En général, la martensite a tendance à être plus facilement attaquée par l’acide que la ferrite, et en revanche, la ferrite est plus facilement attaquée que l’austénite. Une autre forme de détérioration est la corrosion intergranulaire dans la zone 104. Ici, l’attaque par l’acide semble provoquer la formation de fissures aux limites des grains des mêmes phases de la microstructure métallique. De même, la zone 105 est soumise à une corrosion par piqûre qui peut engendrer des évidements sous forme de trous dans la surface du corps de base.
La partie inférieure de l’illustration représente l’état du corps de base, après vieillissement dans des conditions atmosphériques selon le processus classique. Le principal effet est la ré-oxydation de la surface métallique, qui se manifeste par des couches d’oxyde de fer 410 sur la surface. De façon analogue, dans la région de la corrosion intergranulaire 104, il peut y avoir une diminution de la fraction de chrome dans la microstructure métallique, ce qui peut l’affaiblir et/ou la modifier par rapport à ses propriétés chimiques. Les zones avec des couches d’oxyde de chrome 40 et d’oxyde de fer 41 subsistant après l’attaque chimique sont bien entendu toujours présentes. Dans l’ensemble, sur un corps de base, la corrosion crée une surface rugueuse dont les valeurs Ra et Rz sont différentes de 0. Toutefois, les structures sont disposées de façon aléatoire et ne forment pas une microstructure. De même, les creux sur la surface sont plus petits et moins profonds que les microstructures conformes à l'invention. Les valeurs Ra et Rz du corps de base selon le processus de fabrication classique correspondent aux valeurs indiquées dans le Tableau 1.
En comparaison avec le processus classique, la figure 5 représente de façon schématique la structure métallique d’un corps de base pendant le traitement physique correspondant à l’invention. Dans le présent exemple, le traitement du corps de base était effectué sous la forme d’un traitement de surface à base de laser, ici une diode laser infrarouge. La partie supérieure de la figure 5 représente de nouveau l’état de base du corps de base 1. Cela correspond à l’état de base de la figure 4.
Le milieu de la figure 5 montre l’état du corps de base après la réalisation de la microstructure 8 qui est créée ici par structuration au laser. On a constaté qu’aucune corrosion sélective, aucune corrosion intergranulaire et aucune corrosion par piqûre n’étaient observées. D’autre part, la couche d’oxyde de chrome 40 et la couche d’oxyde de fer 41 étaient retirées, de sorte qu’elles ne sont pas présentes dans cette illustration. Au lieu de cela, la structure montrée permet d’obtenir une surface très plane et uniforme qui est divisée par des nervures 80. Celles-ci présentent une largeur de nervure (b) qui, dans l’illustration, peut être comprise entre environ 0,5 pm et environ 8 pm. Les nervures présentent une hauteur qui correspond à la profondeur de trou (t) des creux entre les nervures 80. Dans cet exemple, la profondeur de trou correspond à environ 4 pm à 8 pm. L’espacement des nervures les unes des autres correspond à la largeur de trou (1). Dans le présent exemple, celle-ci est d’environ 50 pm. Toutefois, l’invention prévoit la possibilité de la régler, notamment dans les plages avantageuses décrites plus haut. La combinaison des nervures 80 et des creux situés entre elles et/ou délimités par elles représente la microstructure, telle qu’elle est prévue par l’invention. La hauteur de nervure est notamment supérieure aux creux du corps de base qui sont produits par corrosion, de la manière correspondant à la figure 4. Dans des exemples de réalisation correspondant à la figure 5, les valeurs pour Ra et Rz peuvent également adopter notamment les valeurs indiquées dans le Tableau 1.
La partie inférieure de la figure 5 représente de nouveau l’état du corps de base après le vieillissement dans des conditions atmosphériques. Le processus principal est là aussi l’oxydation. On a constaté qu’un film ou une couche de passivation 400 presque idéaux se forment de manière surprenante notamment dans les creux entre les nervures. Comme on a pu l’observer, cette couche est en général très mince. Pour des raisons d’illustration, elle n’est pas montrée par rapport aux dimensions des nervures 80 et autres éléments. Dans cet exemple, elle présente une épaisseur d’environ 3 nm. Cela signifie que la couche de passivation peut être plus mince que la hauteur des nervures et/ou la hauteur des creux (t). La composition de la couche de passivation dépend du métal du corps de base. Dans le présent exemple d’un corps de base en acier contenant du chrome, la couche 400 comporte du CrOx ; de manière particulièrement préférable, cette couche comporte du CrOx(OH)2-x · nLLO ou est constituée de celui-ci.
La figure 6a montre la photo d’un détail d’un corps de base 1 produit par le procédé décrit, dans lequel des microstructures ont été réalisées à l’aide d’un traitement au laser. La structure de la microstructure, sous la forme d’un maillage, est clairement visible. Les lignes du maillage sont pour ainsi dire formées par les nervures 80, et les ouvertures du maillage par les creux.
Dans la figure 6b, à des fins d’illustration, la photo de la figure 6a a été transformée au format d’un dessin. Les creux de la microstructure 8 présentent la largeur de trou (1) qui peut ici par exemple être de 70 pm.
La figure 7 montre de façon schématique le détail d’un corps de base conforme à l'invention, dans la région de l’extrémité de la zone de brasage, et plus précisément la coupe de la région de la microstructure 8, dans la zone de brasage. Le mouillage de la surface du corps de base 1 se termine ici, dans la région de la microstructure. Même si, comme décrit, le matériau de brasage métallique 7 forme un ménisque par rapport à la broche de terre 6, il existe à l’extrémité de la zone de brasage un angle de contact ou angle de mouillabilité φ par rapport à la surface du corps de base. Des éléments individuels de la microstructure 8 limitent l’écoulement du matériau de brasage 7. On suppose que le traitement du matériau de la surface du corps de base, qui est réalisé comme décrit plus haut, agit conjointement avec le matériau de brasage métallique fondu, éventuellement par le biais de forces d’adhérence et/ou d’autres forces de liaison. Ainsi, l’étalement du matériau de brasage métallique 7 est probablement limité. De même, il paraît possible que le changement de structure dans la microstructure 8 agisse conjointement avec la tension superficielle du matériau de brasage métallique fondu, de sorte que l’angle de contact ou l’angle de mouillabilité φ est augmenté, et l’écoulement du matériau de brasage fondu est ainsi arrêté, par exemple à l’emplacement d’une nervure de la microstructure. Des combinaisons de ces effets sont également envisageables.
La figure 8 montre de façon schématique un détail d’un corps de base conforme à l'invention, dans la région de la broche de terre 6 brasée et d’une partie de la zone de brasage 7. Le matériau de brasage métallique 7 forme par rapport à la broche de terre 6, un ménisque de brasage qui remonte sur la broche de terre 6. Pour des raisons de simplification, la microstructure n’est pas représentée ici. Entre la surface du corps de base 1 et la partie de tête de la broche de terre 6, il y a le joint de brasage 70 avec la largeur de joint de brasage (s). Le ménisque de brasage présente le rayon (r) qui est illustré par le cercle tracé par une ligne en tirets avec le rayon (r). Comme décrit, l’invention permet de réduire le rayon R d’une manière contrôlée et/ou comparé à l’état de la technique. Cela permet d’obtenir des diamètres (d) plus petits et contrôlés pour la zone de brasage 7. En particulier, comme décrit, la variation du rayon (r) et du diamètre (d) de la zone de brasage 7 est réduite par la microstructure 8. Il est ainsi possible d’utiliser moins de matériau de brasage et d’augmenter la fiabilité de production, ce qui permet à son tour de réduire considérablement les coûts de production des corps de base conformes à l'invention.
La figure 9 représente de façon schématique un corps de base 1 conforme à l'invention, ici sous la forme d’une traversée destinée à un dispositif d’allumage de coussin de sécurité gonflable et/ou un tendeur de ceinture de sécurité et/ou un générateur de gaz. Les éléments de celui-ci ont déjà été décrits plus haut. Comme on le voit bien, le corps de base présente sur une surface une microstructure 8 qui couvre toute la surface. Comme décrit, la corrosion de la surface métallique, telle qu’elle résulte des procédés chimiques par voie humide utilisés précédemment, peut être évitée par les procédés de traitement à base de laser. Le corps de base 1 montré présente notamment une couche de passivation 400 homogène. Un corps de base 1 de ce type peut notamment être plus résistant sur le plan mécanique et plus résistant à la corrosion que les corps de base connus précédemment.
Enoncés
1. Corps de base destiné à un élément de traversée, comprenant un corps de base métallique, au moins une ouverture de passage destinée à recevoir un élément fonctionnel dans un matériau de fixation, en particulier un matériau de fixation électriquement isolant, et au moins un conducteur qui est relié de façon électriquement conductrice au corps de base par une liaison brasée, dans lequel la liaison brasée comprend un matériau de brasage métallique, dans lequel le matériau de brasage métallique recouvre une zone de surface du corps de base et forme ainsi une zone de brasage sur une surface du corps de base, dans lequel le corps de base présente, au moins dans la zone de brasage, une microstructure qui comporte au moins des creux dans la surface du corps de base, et dans lequel le matériau de brasage métallique recouvre la microstructure dans la zone de brasage.
2. Corps de base selon l’énoncé 1, dans lequel la microstructure est un élément d’arrêt pour le matériau de brasage métallique.
3. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel les creux de la microstructure forment un motif sensiblement régulier.
4. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel les creux de la microstructure sont disposés à proximité immédiate les uns des autres et/ou se chevauchent au moins dans certaines régions ; de préférence, la microstructure, vue en plan, est constituée d’une grille sous la forme de points et/ou d’une structure sous la forme d’un maillage et/ou d’une structure sous la forme d’un quadrillage.
5. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel les creux de la microstructure sont des zones structurées au laser dans la surface du corps de base, en particulier des zones obtenues par ablation laser et/ou des zones qui sont localement reformées par voie thermique, d’une manière induite par laser, et/ou des zones qui sont reformées localement par un effet de pression induit par laser.
6. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel la microstructure prend la forme de rainures et/ou la microstructure comprend des creux avec des diamètres ronds et/ou ovales et/ou rectangulaires ; de préférence, les creux ont la forme de cratères et/ou la forme de coupelles.
7. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel, mesuré depuis la surface du corps de base, les creux de la microstructure ont une profondeur allant sensiblement jusqu’à 70 pm, en particulier jusqu’à 50 pm, notamment de 0,7 pm à 70 pm, en particulier de 0,7 pm à 50 pm, de préférence de 0,7 pm à 20 pm, de façon particulièrement avantageuse de 1 pm à 10 pm et de manière tout particulièrement avantageuse de 2 pm à 10 pm.
8. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel le corps de base présente, dans la région de la microstructure, une rugosité moyenne Ra > 0,35 pm et/ou une rugosité de surface moyenne Rz > 1 pm ; de préférence, Ra se situe dans la plage allant de 0,35 pm à 15 pm et/ou Rz est comprise dans la plage allant de 1 pm à 50 pm, et en particulier, Rz e situe dans la plage allant de 1 pm à 15 pm.
9. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel les creux des microstructures sont formés de manière à ce qu’il y ait une nervure entre les creux individuels.
10. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel le diamètre des creux, mesuré en leurs points les plus étroits, est compris entre 10 pm et jusqu’à 200 pm, avantageusement entre 20 pm et 150 pm, de façon particulièrement avantageuse entre 80 pm et 150 pm, et de manière tout particulièrement avantageuse entre 80 pm et 150 pm.
11. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel la surface de la microstructure ne comporte pas de matières organiques et/ou pas de carbone, au moins dans les creux ; de préférence, il est prévu, au moins dans les creux, une surface métallique pure ou une couche d’oxyde sensiblement homogène, de façon avantageuse une couche d’oxyde mince, dont l’épaisseur est de préférence inférieure à 10 nm et est de façon particulièrement avantageuse comprise entre 1 nm et 6 nm.
12. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel, au moins dans la région dans laquelle la microstructure est présente, le corps de base comprend un métal contenant du chrome ou est constitué de ce métal, notamment un acier contenant du chrome et/ou contenant du nickel, y compris un acier fin contenant du chrome et/ou contenant du nickel, et, au moins dans les creux de la microstructure, la surface est recouverte d’une couche homogène comportant CrOx et/ou NiOx ; cette couche comporte de préférence CrOx(OH)2-x · nkbO et/ou NiOx(OH)2-x · nkbO ou est constituée de ceux-ci.
13. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel le matériau de brasage métallique est une brasure forte; de préférence, le matériau de brasage métallique est sensiblement exempt de palladium.
14. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel le matériau de brasage métallique par lequel le conducteur est connecté de façon électriquement conductrice au corps de base forme, à la transition vers la surface du corps de base, un ménisque qui a un rayon d’au maximum 0,40 mm.
15. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel il existe, entre la surface du conducteur qui fait face au corps de base et à la surface microstructurée du corps de base, un joint de brasage, rempli avec du matériau de brasage métallique, qui présente une largeur de joint de brasage d’au maximum 100 pm, avantageusement de 3 nm à 100 pm, de façon particulièrement avantageuse d’au maximum 80 pm ou d’au maximum 70 pm, de manière particulièrement avantageuse de 3 nm à 70 pm, mesurée depuis le point le plus bas du creux de la microstructure.
16. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel la microstructure augmente la force qui est nécessaire pour provoquer une rupture par cisaillement et/ou un arrachement de la broche de terre, comparé à un élément de traversée dépourvu de microstructure ; de préférence, la force de rupture par cisaillement et/ou d’arrachement est augmentée d’au moins 10 %.
17. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel la zone de brasage a un diamètre maximal, mesuré parallèlement à la surface du corps de base, qui vaut au maximum le double du diamètre de la broche de terre.
18. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel la distance la plus courte entre la périphérie extérieure de l’ouverture de passage et la périphérie extérieure du conducteur, mesurée au point de liaison avec le corps de base, est d’au maximum 2,5 mm.
19. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, dans lequel la distance la plus courte entre la périphérie extérieure du corps de base et la périphérie extérieure du conducteur, mesurée au point de liaison avec le corps de base, est d’au maximum 2,5 mm ; de préférence, cette distance est comprise entre 2,0 et
2,4 mm.
20. Corps de base selon au moins un des énoncés précédents, destiné à la fabrication de dispositifs d’allumage de coussins de sécurité gonflables ou de tendeurs de ceintures de sécurité, dans lequel, dans l’ouverture de passage, au nombre d’au moins une, un conducteur est disposé en tant qu’élément fonctionnel dans un matériau de fixation électriquement isolant, et le conducteur connecté de façon électriquement conductrice au corps de base se présente sous la forme d’une broche de terre qui est brasée à plat contre le corps de base dans la zone de brasage.
21. Corps de base selon l’énoncé 20, dans lequel la broche de terre présente un diamètre de 1 mm + 0,02 mm, et le ménisque du matériau de brasage métallique, à la transition vers la surface du corps de base, présente un rayon inférieur à 0,40 mm, de préférence inférieur à 0,36 mm, notamment inférieur à 0,30 mm, et de façon particulièrement avantageuse inférieur à 0,22 mm.
22. Corps de base selon au moins un des énoncés 20 et 21, dans lequel le volume du matériau de brasage métallique est inférieur à 0,16 mm3, de préférence inférieur à 0,13 mm3, notamment inférieur à 0,10 mm3, et de façon particulièrement préférée inférieur à 0,07 mm3.
23. Corps de base selon au moins un des énoncés 20 à 22, dans lequel la zone de brasage présente un diamètre de 1 mm à 2,5 mm, notamment de 1 mm à 2,0 mm.
24. Elément de traversée doté d’un corps de base selon au moins un des énoncés 1 à 23, dans lequel, dans l’ouverture de passage, au nombre d’au moins une, au moins un élément fonctionnel est disposé dans un matériau de fixation électriquement isolant.
25. Elément de traversée selon l’énoncé 24, dans lequel l’élément fonctionnel est un conducteur électrique, notamment un conducteur électrique en forme de broche, et/ou un guide d’onde et/ou un conducteur creux et/ou un conducteur optique et/ou un thermocouple.
26. Elément de traversée selon l’énoncé 24 et/ou 25, dans lequel le corps de base présente exactement une ouverture de passage dans laquelle un conducteur électrique est disposé dans un matériau de verre ou un matériau vitrocéramique ou une céramique ou une matière plastique.
27. Quantité de corps de base ou d’éléments de traversée selon au moins un des énoncés précédents, destinés à la fabrication d’allumeurs de coussins de sécurité gonflables ou de tendeurs de ceintures de sécurité ou de générateurs de gaz, comprenant une quantité d’essai de 5 000 corps de base ou d’éléments de traversée, avec lesquels le taux de défauts lors d’un essai de flexion avec la broche de terre est inférieur à 0,5 sur mille.
28. Quantité de corps de base ou d’éléments de traversée selon au moins un des énoncés précédents, destinés à la fabrication d’allumeurs de coussins de sécurité gonflables ou de tendeurs de ceintures de sécurité ou de générateurs de gaz, comprenant une quantité d’essai de 1 000 corps de base ou d’éléments de traversée, avec lesquels l’écart type de la valeur moyenne du diamètre des zones de brasage dans cette quantité d’essai se situe dans la plage allant de 0 % à 6 % du diamètre moyen de la zone de brasage dans cette quantité d’essai.
29. Procédé de fabrication d’un corps de base pour un élément de traversée, comprenant les étapes suivantes :
- mise en place d’un corps de base métallique d’une épaisseur prédéterminée et avec un contour extérieur prédéterminé, qui présente deux surfaces 31, 32 sensiblement opposées,
- création d’au moins une ouverture de passage 4, 20 dans le corps de base 1,
- réalisation d’une microstructure dans au moins une zone d’une surface du corps de base, par le fait de ménager des creux dans la surface du corps de base,
- mise en place d’au moins un conducteur 5, 6,
- brasage du conducteur 5, 6, au nombre d’au moins un, au corps de base, dans la région dans laquelle la microstructure est présente, avec un matériau de brasage métallique qui fond pendant le processus de brasage, l’écoulement du matériau de brasage métallique fondu étant arrêté et/ou limité au moins par des éléments de la microstructure, et la région sur la surface du corps de base qui est recouverte par le matériau de brasage formant une zone de brasage, de sorte que le conducteur 5, 6, au nombre d’au moins un, est connecté de façon électriquement conductrice au corps de base, dans la zone de brasage.
30. Procédé selon l’énoncé, selon lequel la microstructure est créée avec des procédés d’enlèvement de matière de la surface du corps de base, de préférence par meulage du corps de base, de façon particulièrement avantageuse par impression dans le corps de base.
31. Procédé selon au moins un des énoncés 29 et 30, selon lequel la structuration au laser est utilisée pour créer la microstructure.
32. Procédé selon l’énoncé 31, selon lequel la microstructure est réalisée au moins en partie par ablation laser et/ou désorption laser, lors desquelles de la matière de la surface du corps de base, en particulier des couches d’oxyde et/ou des impuretés organiques, est retirée sous l’effet du rayonnement laser, exposant ainsi une surface métallique sensiblement nue du corps de base qui réfléchit le rayonnement laser incident ; en particulier, la surface métallique nue découverte limite la profondeur de la microstructure.
33. Procédé selon au moins un des énoncés 3 1 et 32, selon lequel, au cours de la structuration au laser, le matériau de surface du corps de base est reformé par le rayonnement laser, en particulier par chauffage local avec notamment la fusion locale du matériau du corps de base, et/ou par un effet de pression induit par laser, lors duquel le rayonnement laser chauffe localement une atmosphère gazeuse, au moins dans le voisinage du corps de base, et en particulier un plasma est allumé localement, de manière à créer une onde de pression qui déforme la surface du corps de base.
34. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 33, selon lequel la microstructure, vue en plan, est constituée d’une grille sous la forme de points et/ou d’une grille rectangulaire et/ou d’une structure sous la forme d’un maillage et/ou d’une structure sous la forme d’un quadrillage.
35. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 34, selon lequel, lors de la création de la microstructure, des impuretés et/ou des substances organiques et/ou des substances contenant du carbone et/ou des oxydes se trouvant sur la surface du corps de base sont éliminés.
36. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 35, selon lequel, après la création de la microstructure et avant le brasage sur le conducteur, le corps de base est recouvert d’une couche d’oxyde sensiblement homogène et mince, au moins dans la région de la microstructure ; de préférence, l’oxygène pour former la couche d’oxyde provient de l’atmosphère ambiante.
37. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 36, selon lequel, après la réalisation de la microstructure, le corps de base ne comporte sensiblement pas de matières organiques et/ou pas de carbone, au moins dans les creux ; de préférence il est prévu, au moins dans les creux, une surface métallique pure ou une couche d’oxyde sensiblement homogène et de préférence mince, dont l’épaisseur est de préférence inférieure à 10 nm et est notamment comprise entre 1 nm et 6 nm.
38. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 37, selon lequel, au moins dans la région dans laquelle la microstructure est présente, le corps de base comprend un métal contenant du chrome ou est constitué de ce métal, notamment un acier contenant du chrome, y compris un acier fin contenant du chrome, et, au moins dans les creux de la microstructure, la surface est recouverte, par oxydation, d’une couche homogène, comportant CrOx et/ou NiOx ; cette couche comporte de préférence CrOx(OH)2-x · nl/LO et/ou cette couche comporte du NiOx(OH)2-x · nl/LO ou est constituée de celui-ci.
39. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 38, selon lequel une brasure forte est utilisée en tant que matériau de brasage métallique ; de façon avantageuse, le matériau de brasage métallique est sensiblement exempt de palladium ; avant le brasage, le matériau de brasage métallique est de manière avantageuse disposé autour du conducteur, sous la forme d’un anneau, de sorte que pendant le brasage, le matériau de brasage métallique s’écoule dans la microstructure et forme la zone de brasage, avec un joint de brasage entre le conducteur 6 et la surface du corps de base, dans la région de la microstructure 8 qui est remplie avec le matériau de brasage métallique.
40. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 39, selon lequel, mesuré depuis la surface du corps de base, les microstructures sont réalisées dans le corps de base avec une profondeur d’au maximum 70 pm, sensiblement de 0,7 pm à 70 pm, de façon avantageuse de 0,7 pm à 20 pm, notamment de 1 pm à 10 pm et de manière tout à fait avantageuse de 2 pm à 10 pm.
41. Procédé selon au moins un des énoncés 29 à 40, selon lequel la microstructure est réalisée dans le corps de base de manière à obtenir une rugosité moyenne Ra > 0,35 pm et/ou une rugosité de surface moyenne Rz > 1 pm ; de façon avantageuse, Ra se situe dans la plage allant de 0,35 pm à 15 pm et/ou Rz est comprise dans la plage allant de 1 pm à 50 pm, et en particulier, Rz se situe dans la plage allant de 1 pm à 15 pm.
42. Utilisation d’un corps de base et/ou d’un élément de traversée selon au moins un des énoncés 1 à 23, dans un élément de traversée électrique.
43. Utilisation d’un corps de base et/ou d’un élément de traversée selon au moins un des énoncés 1 à 23, dans des dispositifs de déclenchement pyrotechniques et/ou des systèmes d’allumage de coussins de sécurité gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité et/ou de générateurs de gaz et/ou dans des capteurs et/ou dans des actionneurs et/ou dans des traversées de grandes dimensions et/ou dans des boîtiers TO et/ou dans des boîtiers de batteries et/ou dans des boîtiers de condensateurs ou en tant que partie et/ou région de ceux-ci.
Comme décrit, un corps de base 1 conforme à l'invention présente des avantages considérables par rapport aux corps de base connus. D’un côté, le contrôle de la zone de brasage a pour effet que les corps de base conformes à l'invention présentent des variations plus faibles du diamètre (d) de la zone de brasage, du rayon (r) du ménisque de brasage et de la largeur de joint de brasage (s). Cela signifie que la liaison brasée entre le corps de base 1 et la broche de terre 6 est établie de manière plus fiable. De ce fait, les corps de base 1 conformes à l'invention peuvent être fabriqués de manière plus efficace au cours d’un processus industriel et notamment le nombre de pièces refusées est réduit. De manière similaire, il est possible de réduire la quantité de matériau de brasage utilisé. De même, le contrôle du diamètre (d) de la zone de brasage 7 permet d’obtenir des diamètres (d) plus faibles, de sorte que la broche de terre 6 peut être disposée plus près de la périphérie du corps de base et/ou d’une ouverture de passage 4. De ce fait, le diamètre du corps de base 1 peut être choisi plus petit et des corps de base miniaturisés deviennent ainsi possibles. D’autre part, les corps de base conformes à l'invention ne 5 subissent pas de détériorations dues à la corrosion, ou du moins dans une mesure nettement moindre, au niveau de leur microstructure métallique. En outre, ils peuvent être recouverts d’une couche de passivation efficace, notamment homogène. Cela augmente leur capacité de charge mécanique et/ou leur résistance à la corrosion. Les 10 composants fabriqués à partir de ces corps en bénéficient en ce sens que leur durée de vie et/ou leur fiabilité est améliorée.
Liste des références
Corps de base
Capot
Ouverture de passage
Elément fonctionnel, 1ère broche métallique
Conducteur, 2ème broche métallique, broche de terre
Matériau de brasage métallique, zone de brasage
Microstructure
Fil de pont
Matériau de fixation isolant électrique
Surface du corps de base, face supérieure
Surface du corps de base, face inférieure
Charge de propulsion
Oxyde de chrome
Oxyde de fer
Joint de brasage
Nervure
101 Phase austénite
102 Phase martensite
103 Corrosion sélective
104 Corrosion intergranulaire
105 Corrosion par piqûre
400 Film de passivation
410 Oxyde de fer reformé d Diamètre de la zone de brasage r Rayon du ménisque s Largeur de joint de brasage b Largeur de nervure t Profondeur de creux
Largeur de trou

Claims (26)

1. Corps de base destiné à un élément de traversée, comprenant un corps de base (1) métallique, au moins une ouverture de passage (4) destinée à recevoir un élément fonctionnel (5) dans un matériau de fixation (10), en particulier un matériau de fixation (10) électriquement isolant, et au moins un conducteur (6) qui est relié de façon électriquement conductrice au corps de base par une liaison brasée, dans lequel la liaison brasée comporte un matériau de brasage (7) métallique, dans lequel le matériau de brasage (7) métallique recouvre une zone de surface du corps de base (1) et forme ainsi une zone de brasage sur une surface du corps de base, dans lequel le corps de base (1) présente, au moins dans la zone de brasage, une microstructure (8) qui comporte au moins des creux dans la surface du corps de base.
2. Corps de base (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la microstructure (8) est un élément d’arrêt pour le matériau de brasage (7) métallique.
3. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les creux de la microstructure (8) sont disposés à proximité immédiate les uns des autres et/ou ils se chevauchent au moins dans certaines régions ; de préférence, la microstructure, vue en plan, est constituée d’une grille sous la forme de points et/ou d’une structure sous la forme d’un maillage et/ou d’une structure sous la forme d’un quadrillage.
4. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les creux de la microstructure comportent des zones structurées au laser dans la surface du corps de base, en particulier des zones obtenues par ablation laser et/ou des zones qui sont localement reformées par voie thermique, d’une manière induite par laser, et/ou des zones qui sont localement reformées par un effet de pression induit par laser.
5. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la microstructure (8) prend la forme de rainures et/ou la microstructure comporte des creux avec des diamètres ronds et/ou ovales et/ou rectangulaires ; de préférence, les creux ont la forme de cratères et/ou la forme de coupelles.
6. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, mesuré depuis la surface du corps de base, les creux de la microstructure (8) ont une profondeur allant sensiblement jusqu’à 70 pm, de préférence allant de 0,7 pm à 70 pm, de préférence de 0,7 pm à 20 pm, notamment de 1 pm à 10 pm et de façon particulièrement avantageuse de 2 pm à 10 pm.
7. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de base présente, dans la région de la microstructure (8), une rugosité moyenne Ra > 0,35 pm et/ou une rugosité de surface moyenne Rz > 1 pm ; de préférence, Ra se situe dans la plage allant de 0,35 pm à 15 pm et/ou Rz est comprise dans la plage allant de 1 pm à 50 pm, et en particulier, Rz se situe dans la plage allant de 1 pm à 15 pm.
8. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre des creux, mesuré en leurs points les plus étroits, est compris entre 10 pm et jusqu’à 200 pm, de préférence entre 20 pm et jusqu’à 150 pm, notamment entre 80 pm et 150 pm, et de façon particulièrement avantageuse entre 80 pm et 150 pm.
9. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les creux de la microstructure (8) sont formés de manière à ce qu’il existe, entre les creux individuels, des nervures qui sont recouvertes d’une couche d’oxyde différente de la couche d’oxyde se trouvant sur la surface des creux, ou les nervures sont recouvertes d’une couche d’oxyde, et les creux présentent une surface métallique sensiblement nue.
10. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au moins dans la région où la microstructure (8) est présente, le corps de base comprend un métal contenant du chrome ou est constitué de métal contenant du chrome, notamment un acier contenant du chrome, y compris un acier fin contenant du chrome, et, au moins dans les creux de la microstructure, la surface est recouverte d’une couche homogène comportant CrOx et/ou NiOx ; cette couche comporte de préférence CrOx(OH)2-x · nELO et/ou NiOx(OH)2-x · nEbO ou est constituée de ceux-ci.
11. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de brasage métallique est une brasure forte; de préférence, le matériau de brasage métallique est sensiblement exempt de palladium.
12. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de brasage métallique par lequel le conducteur est connecté de façon électriquement conductrice au corps de base forme, à la transition vers la surface du corps de base, un ménisque qui a un rayon d’au maximum 0,40 mm.
13. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il existe, entre la surface du conducteur (6) qui fait face au corps de base et à la surface microstructurée (8) du corps de base, un joint de brasage (70), rempli avec du matériau de brasage métallique, qui présente une largeur (s) de joint de brasage d’au maximum 100 pm, de préférence de 3 nm à 100 pm, notamment d’au maximum 80 pm ou d’au maximum 70 pm, et de façon particulièrement préférée de 3 nm à 70 pm, mesurée depuis le point le plus bas du creux de la microstructure.
14. Corps de base (1) selon au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de base est un élément de traversée ou une partie d’un tel élément de traversée, sachant que, dans l’ouverture de passage (4), au nombre d’au moins une, un conducteur (5) est disposé en tant qu’élément fonctionnel dans un matériau de fixation (10) électriquement isolant, et le conducteur connecté de façon électriquement conductrice au corps de base se présente sous la forme d’une broche de terre (6) qui est brasée à plat contre le corps de base (1) dans la zone de brasage (7).
15. Corps de base (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce que la broche de terre (6) présente un diamètre de 1 mm + 0,02 mm, et le ménisque du matériau de brasage métallique, à la transition vers la surface du corps de base (1), présente un rayon d’au maximum 0,40 mm, de préférence d’au maximum 0,36 mm, notamment d’au maximum 0,30 mm, et de façon particulièrement avantageuse d’au maximum 0,22 mm.
16. Corps de base selon au moins une des revendications 14 et
15, caractérisé en ce que le volume du matériau de brasage métallique est inférieur à 0,16 mm3, de préférence inférieur à 0,13 mm3, notamment inférieur à 0,10 mm3, et de façon particulièrement avantageuse inférieur à 0,07 mm3.
17. Corps de base selon au moins une des revendications 15 et
16, caractérisé en ce que la zone de brasage présente un diamètre de 1 mm à 2,0 mm.
18. Quantité de corps de base destinés à la fabrication d’allumeurs de coussins de sécurité gonflables ou de tendeurs de ceintures de sécurité ou de générateurs de gaz, comprenant une quantité d’essai de 5 000 corps de base (1) selon au moins une des revendications 14 à 17, avec lesquels le taux de défauts lors d’un essai de flexion avec la broche de terre est inférieur à 1 à 2 000.
19. Quantité de corps de base destinés à la fabrication d’allumeurs de coussins de sécurité gonflables et/ou de tendeurs de ceintures de sécurité et/ou de générateurs de gaz, comprenant une quantité d’essai de 1 000 corps de base selon au moins une des revendications 14 à 17, avec lesquels l’écart type de la valeur moyenne du diamètre des zones de brasage dans cette quantité d’essai se situe dans la plage allant de 0 % à 6 % du diamètre moyen de la zone de brasage dans cette quantité d’essai.
20. Procédé de fabrication d’un corps de base (1) pour un élément de traversée, comprenant les étapes suivantes :
- mise en place d’un corps de base (1) métallique d’une épaisseur prédéterminée et avec un contour extérieur prédéterminé, qui présente deux surfaces (31, 32) sensiblement opposées,
- création d’au moins une ouverture de passage (4, 20) dans le corps de base (1),
- réalisation d’une microstructure dans au moins une zone d’une surface du corps de base, par le fait de ménager des creux dans la surface du corps de base (1), de manière à réaliser une microstructure (8),
- mise en place d’au moins un élément fonctionnel (5, 6),
- mise en place d’un matériau de fixation (10) électriquement isolant,
- mise en place d’au moins un conducteur (5, 6),
- disposition du matériau de fixation (10) électriquement isolant, dans l’ouverture de passage (4), au nombre d’au moins une, et fixation de l’élément fonctionnel, au nombre d’au moins un, dans le matériau de fixation électriquement isolant,
- brasage du conducteur (5, 6), au nombre d’au moins un, au corps de base, dans la région dans laquelle la microstructure (8) est présente, avec un matériau de brasage (7) métallique qui fond pendant le processus de brasage, l’écoulement du matériau de brasage (7) fondu étant arrêté et/ou limité au moins par des éléments de la microstructure (8) et la région sur la surface du corps de base qui est recouverte par le matériau de brasage formant une zone de brasage (7), de sorte que le conducteur (5, 6), au nombre d’au moins un, est connecté de façon électriquement conductrice au corps de base, dans la zone de brasage.
21. Procédé selon au moins une des revendications 19 et 20, caractérisé en ce que la réalisation de structures au laser est utilisée pour créer la microstructure (8), de préférence l’ablation laser et/ou la désorption laser, lors desquelles du matériau de surface du corps de base (1), en particulier des couches d’oxyde et/ou des impuretés organiques, est retiré sous l’effet du rayonnement laser, découvrant ainsi une surface métallique sensiblement nue du corps de base (1), qui réfléchit le rayonnement laser incident ; de préférence, la surface métallique nue découverte limite la profondeur de la microstructure.
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que, sous l’effet du rayonnement laser, le matériau de surface du corps de base (1) est reformé, en particulier par chauffage local avec notamment la fusion locale du matériau du corps de base (1) et/ou par un effet de pression induit par laser, lors duquel le rayonnement laser chauffe localement une atmosphère gazeuse, au moins dans le voisinage du corps de base (1), et en particulier un plasma est allumé localement, de manière à créer une onde de pression qui déforme la surface du corps de base.
23. Procédé selon au moins une des revendications 18 à 22, caractérisé en ce que, après la réalisation de la microstructure, le corps de base (1) ne comporte pas de matières organiques et/ou pas de carbone, au moins dans les creux ; de préférence, il est prévu, au moins dans les creux, une surface métallique pure ou une couche d’oxyde (400) sensiblement homogène et de préférence mince, dont l’épaisseur est de préférence inférieure à 10 nm et est de préférence comprise entre 1 nm et 6 nm.
24. Procédé selon au moins une des revendications 18 à 23, caractérisé en ce que, au moins dans la région dans laquelle la microstructure est présente, le corps de base (1) comprend un métal contenant du chrome ou est constitué de ce métal, notamment un acier contenant du chrome, y compris un acier fin contenant du chrome, et, au moins dans les creux de la microstructure, la surface est recouverte, par oxydation, d’une couche homogène (400), comportant CrOx et/ou NiOx ; cette couche comporte de préférence CrOx(OH)2-x · nFUO et/ou Ni0x(0H)2-x · nFbO ou est constituée de ceux-ci.
25. Procédé selon au moins une des revendications 18 à 24, caractérisé en ce qu’une brasure forte est utilisée en tant que matériau de brasage (7) métallique ; de préférence, le matériau de brasage (7) métallique est sensiblement exempt de palladium ; avant le brasage, le matériau de brasage métallique est de préférence disposé autour du conducteur (6), sous la forme d’un anneau, de sorte que pendant le brasage, le matériau de brasage métallique s’écoule dans la microstructure (8) et forme la zone de brasage (7) avec un joint de brasage (70) entre le conducteur (6) et la surface du corps de base (1), dans la région de la microstructure (8) qui est remplie avec le matériau 5 de brasage métallique.
26. Utilisation d’un corps de base (1) selon au moins une des revendications 1 à 17 pour des dispositifs de déclenchement pyrotechniques et/ou des systèmes d’allumage de coussins de sécurité gonflables et/ou des tendeurs de ceintures de sécurité et/ou de 10 générateurs de gaz et/ou dans des capteurs et/ou dans des actionneurs et/ou dans des traversées de grandes dimensions et/ou dans des boîtiers TO et/ou dans des dispositifs de stockage électrique, en particulier des batteries et/ou des batteries rechargeables et/ou des condensateurs.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017124292A1 (de) * 2017-10-18 2019-04-18 Trw Airbag Systems Gmbh Anzünder für einen gasgenerator und verfahren zur herstellung eines anzünders
DE102018218001B4 (de) * 2018-10-22 2021-09-30 Schott Ag Verfahren zur Herstellung eines Anschlussstiftes für Durchführungen, sowie Anschlussstift
EP3839413B1 (fr) * 2019-12-19 2022-03-16 Schott Ag Réalisation d'un matériau de fixation de métal, son procédé de fabrication et ses utilisations
DE102020202794A1 (de) 2020-03-04 2021-09-09 Electrovac Hacht und Huber Gesellschaft mit beschränkter Haftung Zündersockel
MX2022013494A (es) 2020-04-28 2022-11-16 Schott Ag Encendedor para dispositivos de proteccion de pasajeros y metodo para producir el mismo.
EP3904822A1 (fr) 2020-04-28 2021-11-03 Schott AG Système d'allumage de dispositifs de protection des personnes et son procédé de fabrication
DE202020102354U1 (de) 2020-04-28 2021-07-29 Schott Ag Anzünder von Personenschutzeinrichtungen
DE102021133391A1 (de) 2021-12-16 2023-06-22 Schott Ag Gehäuseteil für eine elektrische Speichereinrichtung und elektrische Speichereinrichtung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10133223A1 (de) 2001-07-09 2002-10-17 Trw Airbag Sys Gmbh & Co Kg Anzünder
JP2003110231A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Olympus Optical Co Ltd 配線板、半田付け方法及び半田接合構造体
FR2883635A1 (fr) * 2005-03-03 2006-09-29 Schott Ag Dispositif d'allumage pour appareil de protection pyrotechnique, procede de production d'une embase pour ce dispositif, procede de production de ce dispositif, generateur de gaz comportant ce dispositif et boitier et
US20080213612A1 (en) * 2006-08-15 2008-09-04 David Starikov Method of bonding solid materials
DE102007061175B3 (de) 2007-12-17 2009-08-27 Schott Ag Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung
DE102008022519A1 (de) * 2008-05-07 2009-11-12 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper aus metallischen Folien und Verfahren zu dessen Herstellung
US8908728B1 (en) 2013-07-08 2014-12-09 Schott Ag Transistor outline package

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3339008A (en) * 1966-09-14 1967-08-29 Roger A Macarthur Circuit board having grooves to limit solder flow
JPH0758719B2 (ja) 1989-03-17 1995-06-21 サンケン電気株式会社 電子素子の固着方法
JPH04199557A (ja) 1990-11-28 1992-07-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置用リードフレーム
JPH04223364A (ja) 1990-12-25 1992-08-13 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2857648B2 (ja) 1991-02-28 1999-02-17 サンケン電気株式会社 電子部品の製造方法
US5324890A (en) 1993-09-09 1994-06-28 Delco Electronics Corporation Direct bond copper-output footprint
US6288451B1 (en) 1998-06-24 2001-09-11 Vanguard International Semiconductor Corporation Flip-chip package utilizing a printed circuit board having a roughened surface for increasing bond strength
JP2004507111A (ja) 2000-08-18 2004-03-04 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 半導体デバイス及び支持基板の製造方法並びに前記方法によって得られる半導体デバイス
US6506083B1 (en) * 2001-03-06 2003-01-14 Schlumberger Technology Corporation Metal-sealed, thermoplastic electrical feedthrough
JP4093818B2 (ja) 2002-08-07 2008-06-04 三洋電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP4702196B2 (ja) 2005-09-12 2011-06-15 株式会社デンソー 半導体装置
DE102009008673B3 (de) * 2009-02-12 2010-08-19 Schott Ag Gestanztes Durchführungselement mit eingelötetem Kontaktstift
JP2010264473A (ja) 2009-05-14 2010-11-25 Toshiba Corp 金属の接合方法
CN201596866U (zh) 2009-12-30 2010-10-06 恒昌行精密工业有限公司 固定装置的防溢锡结构
EP3537093A1 (fr) * 2010-09-17 2019-09-11 Schott AG Élément annulaire ou en forme de plaque et procédé de fabrication
AT513505B1 (de) * 2012-10-25 2014-05-15 Electrovac Hacht & Huber Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Anzündersockels für pyrotechnische Systeme und Anzündersockel für pyrotechnische Systeme
CN203339142U (zh) 2013-07-03 2013-12-11 华天科技（西安）有限公司 一种底填料填充的fcqfn封装件
EP3130407B1 (fr) * 2015-08-10 2020-11-25 Apator Miitors ApS Procédé de collage d'un transducteur à ultrasons piézoélectrique
US10076800B2 (en) * 2015-11-30 2018-09-18 Cree Fayetteville, Inc. Method and device for a high temperature vacuum-safe solder stop utilizing laser processing of solderable surfaces for an electronic module assembly

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10133223A1 (de) 2001-07-09 2002-10-17 Trw Airbag Sys Gmbh & Co Kg Anzünder
JP2003110231A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Olympus Optical Co Ltd 配線板、半田付け方法及び半田接合構造体
FR2883635A1 (fr) * 2005-03-03 2006-09-29 Schott Ag Dispositif d'allumage pour appareil de protection pyrotechnique, procede de production d'une embase pour ce dispositif, procede de production de ce dispositif, generateur de gaz comportant ce dispositif et boitier et
US20080213612A1 (en) * 2006-08-15 2008-09-04 David Starikov Method of bonding solid materials
DE102007061175B3 (de) 2007-12-17 2009-08-27 Schott Ag Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung
DE102008022519A1 (de) * 2008-05-07 2009-11-12 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper aus metallischen Folien und Verfahren zu dessen Herstellung
US8908728B1 (en) 2013-07-08 2014-12-09 Schott Ag Transistor outline package

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