WO1997028395A1 - Procede de raccordement etanche - Google Patents

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WO1997028395A1
WO1997028395A1 PCT/EP1997/000456 EP9700456W WO9728395A1 WO 1997028395 A1 WO1997028395 A1 WO 1997028395A1 EP 9700456 W EP9700456 W EP 9700456W WO 9728395 A1 WO9728395 A1 WO 9728395A1
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WO
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face
contact
component
flat
flat face
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PCT/EP1997/000456
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English (en)
Inventor
Didier Maillefer
Harald Van Lintel
Ary Saaman
Original Assignee
Westonbridge International Limited
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/7011—MAZ-type, e.g. Mazzite, Omega, ZSM-4 or LZ-202
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/007—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints specially adapted for joining pipes of dissimilar materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms

Definitions

  • the present invention relates to a sealed connection process between a metal member and a component as well as the hermetic assembly intended to contain a liquid and resulting from this connection process.
  • the present invention relates to a method which makes it possible to ensure a tight connection to the liquid and to the gas between a component which has a wall provided with an orifice for a liquid and a metallic member also intended to receive this liquid.
  • This problem arises in particular but not exclusively in the case where it is wished to tightly connect a micropump of the piezoelectric control type or a sensor, in particular a pressure sensor, in which the body of the pump or of the sensor is consisting of a glass and silicon sandwich, the body of this sensor or of this pump must be tightly connected to a liquid storage tank, to an outlet pipe of the pump or to a hermetic protective casing containing the pump or sensor.
  • a sealed connection including a vapor connection, between a component such as a pressure sensor or a micropump and an airtight metal protective casing.
  • this component having a wall made of glass, silicon or similar material. This is typically the case with micropumps which must be implanted in the human body to deliver a perfectly controlled flow of liquid.
  • An object of the present invention is to provide a hermetic bonding method between a component and a metal part in a sealed and durable manner over time with contact, at least partial, between the faces of the parts to be connected.
  • the sealed connection method between a component intended to receive a liquid, said component having at least one flat face provided with an orifice for said liquid, and a member, made of a corrosion-resistant metal, also intended receiving said liquid, said member having an orifice opening into a flat face intended to be at least partially connected to the flat face of the component, is characterized in that it comprises the following steps:
  • At least one contact area of the planar face of said member is polished, this contact area including said orifice; - Said contact face is placed opposite the planar face of the other part with contact so that the orifices coincide;
  • Another object of the present invention is to obtain a hermetic assembly intended to contain a liquid, this assembly comprising a component and a metal part, so that the seal is durable over time.
  • the hermetic assembly intended to contain a liquid is produced according to the above-mentioned method.
  • the problem of the sealed connection between the component and the metal member is solved, these two parts being intended to receive the liquid, by the configuration of the relief of at least one of said flat faces.
  • the conformation of the relief of the flat face can constitute a stress relieving structure, thanks to an elastic stress absorption zone or a stress distribution zone which avoids high concentrations of stresses.
  • fixing techniques between the two parts do not exceed 350 ° C, so as to minimize the thermal stresses resulting from the differences between the expansion coefficients of various parts.
  • said member is made of titanium, this member possibly being, for example, the wall of a container in which the liquid to be dispensed is stored, for example by a micropump, the outlet pipe of the micropump or the sealed wall of a protective casing for the micropump.
  • the member and the component are connected to each other by anodic welding or by means of capillary bonding.
  • FIG. 1 is a simplified vertical sectional view of a micropump
  • FIG. 2 is a partial view in vertical section of the flat glass face of the micropump of Figure 1 to which is connected a metal member by the implementation of the method according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a view similar to that of Figure 2 for an alternative of the first embodiment.
  • Figure 4 is a sectional view similar to that of Figure 2 obtained by the implementation of the method according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 there is shown schematically such a micropump 10 which is constituted by a first glass wall 20 in which are formed respectively an inlet port 22 and an outlet port 24 of the pump, a silicon plate 18 constituting a deformable membrane and two pieces of glass 12 and 14 fixed on the other face of the silicon plate 18 leaving a part of the outer face 18a of the free silicon membrane.
  • a micropump 10 which is constituted by a first glass wall 20 in which are formed respectively an inlet port 22 and an outlet port 24 of the pump, a silicon plate 18 constituting a deformable membrane and two pieces of glass 12 and 14 fixed on the other face of the silicon plate 18 leaving a part of the outer face 18a of the free silicon membrane.
  • the connection between the glass 12, 14, 20 and the silicon 18 is preferably carried out by anodic welding.
  • This known technique is to carry all the silicon and glass pieces to a temperature of about 300 ° C and placing the sandwich between two electrodes in contact with the silicon wafers and glass by applying during a few minutes a negative potential of the order of -1000 volts at the electrode applied against the glass. This gives a sealed weld at relatively low temperature between the silicon wafer and the various pieces of glass.
  • the operation of the pump is controlled by a piezoelectric actuator 16 which is fixed to the bare face 18a of the silicon plate 18.
  • the mechanical stresses induced by the electrical control of the piezoelectric actuator 16 cause deformations of the membrane 18, which controls the entry and exit of the liquid in the micropump.
  • FIG. 2 there is shown an outlet or inlet port 32 for liquid from the casing which will be connected to the inlet port 22 or outlet 24 of the pump in order to allow the arrival or evacuation of the liquid to or from the pump.
  • the anode welding technique already described is used.
  • the part of the casing 30 which will be connected to the glass wall 20 has, in vertical section, a T shape, the head of the T coming from a plate constituting the body of the casing 30a , the vertically oriented part or foot of the T being a tubular section 30b surrounding the orifice or pipe 32 and a horizontal extension 30c of the end part of the tubular section opposite the plate 30a constituted by a thin plate 30c in the form of a strip or sole 30c having a limited thickness and surrounding with a radial symmetry the orifice 32.
  • the front face of the strip 30c is a polished planar face constituting the contact face 36 which will be connected by anodic welding to the planar face 26 of the glass wall 20.
  • the faces 26 and 36 are connected to each other by a single treatment which consists of anodic welding.
  • the contour of the strip 30c has a beveled edge from the rear face of the strip 30c, that is to say the face opposite to the contact face 36.
  • the thickness of this strip 30c is preferably at most equal to 0.3 mm; this limitation being necessary to limit the stresses in the glass. Nevertheless, we will seek to obtain a thickness of the order of 0.05 mm at most for the strip 30c, a thickness of 0.05 mm corresponding to a reasonable minimum limit in view of current manufacturing processes.
  • the casing 30 has a part to be connected to the glass wall 20 comprising a casing body 30a in the form of a plate which is connected by a tubular part 30b to a strip 30c of surface and thickness limited.
  • FIG. 2 it is essentially the profile of the planar face 36 of the member or casing 30 which has been shaped so as to minimize the stresses after carrying out the anode welding.
  • the structure with a thin metal wall of the casing 30 constitutes an area for elastic absorption of the stresses also allowing lateral elastic deformations within the strip-shaped part 30c.
  • the metal member 40 has a polished planar face 46 intended to be connected to the glass wall 20.
  • the glass wall has a planar face 26 composed of three distinct zones: a contact face 26a surrounding the orifice 22, the remainder of the planar face being a zone 26c set back with respect to the contact face 26a and parallel to the latter.
  • the transition zone 26b between the contact face 26a and the rest of the flat glass face 26c has a concave curvature which preferably forms approximately a quarter of a circle.
  • the curved area or rounded junction present on the flat glass face 26 constitutes a stress relaxation zone which avoids excessive stress concentrations in the glass. This curvature can be obtained by isotropic etching of the glass.
  • the fixing between the metallic member 50 and the component 10 which is a micropump is carried out by means of bonding by capillarity.
  • the adhesive must fulfill certain important conditions.
  • we will choose in particular the adhesive so that it has good properties of absorption and diffusion of moisture, as well as a great inertia compared to most aggressive drugs and, of course, it must not present any toxicity.
  • This adhesive must also have good hold and be stable over time and it must also be able to withstand autoclave sterilization cycles under high temperature.
  • EPO-TEK 377 glue which is an epoxy resin.
  • the structure of this connection must minimize the contact surfaces between the glue and the drug as well as the section of the path of diffusion of moisture through the glue.
  • These conditions are achieved by bringing two surfaces together in order to make intimate contact between them around the pipe in which the fluid flows before applying the adhesive. Although the surfaces are sufficiently flat and in a suitable surface condition, glue will still penetrate into the interstitial space present between the two surfaces in contact, but the surface on which the adhesive will be in contact with the drug, as well as the section of the path of diffusion of moisture through the adhesive will only be the order of a few micrometers. There will be no harmful consequences in terms of the composition of the liquid because the contact surface between the drug and the adhesive is too small for the adhesive to pollute the drug.
  • the flat face 56 of the member 50 comprises two contact faces 56a constituting polished contact areas 56a of the member 50 surrounding one of the orifices 52 or 54 of the member 50.
  • the transition zone between this contact face 56a and the rest of the planar face 56b of the member forms a step, the contact face 56a constituting the highest level.
  • a large part 56b of the planar face of the casing 50 is set back relative to the contact face 56a which is in intimate contact with the planar face 26 of the glass wall 20.
  • This recessed area is the one which will be covered with glue 60.
  • the height of the step between the contact face 56a and the rest of the flat face 56b must be sufficient to allow the glue 60 to flow by capillarity, when the contact face 56a of the member is applied to the flat glass face 26 of the component.
  • This height is typically of the order of 5 to 10 micrometers but can cover a range extending between 2 and 50 micrometers depending on the type of glue, the geometry and the area of the area where the glue will penetrate; this step can be carried out by isotropic etching of the titanium. This configuration allows good flow by capillarity of the glue 60 which results in good mechanical resistance of the sealed connection between the titanium and the glass.
  • the two elements are first of all held in place, by means of springs or hooks, then a drop of glue is deposited on the edge of the micropump. Then, this adhesive fills by capillary space between the flat glass face 26 and the flat face 56b set back from the wall 50 of titanium in order to entirely replace the air which was previously in this space.
  • the physicochemical operation allowing the fixing between the glass wall 20 and the member 50 consists of a single step.
  • Another alternative to this second embodiment consists in using annular metal blanks cut from thin sheets and then positioned around an orifice between the flat glass face of the micropump and the sealed metal wall such as that of a casing.
  • the configuration of the relief of the flat titanium face intended to be connected to the glass wall consists in placing around the orifices a metallic annular element, the first flat face of which will be in contact with the titanium wall and the second of which flat face will constitute the contact face intended to be in contact with the flat glass face.
  • the transition zone between the second flat face of the annular element and the titanium wall forms a step for the diffusion of the adhesive by capillary action.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de raccordement étanche entre un composant (10) et un organe destinés à recevoir un liquide; ledit composant présentant au moins une face plane (26) munie d'au moins un orifice (22, 24) pour ledit liquide, l'organe (30; 40; 50) est en métal résistant à la corrosion et présente au moins un orifice (32; 42; 52; 54) débouchant dans une face plane (36; 46; 56) destinée à être au moins partiellement reliée à ladite face plane (26) du composant. Le procédé consiste à conformer le relief d'au moins une desdites faces planes afin de définir une face de contact (36; 26a; 56a) entourant un desdits orifices, polir au moins une zone de contact (36; 46; 56a) de la face plane dudit organe, cette zone de contact incluant ledit orifice (32; 42; 52; 54), disposer ladite face de contact en regard de la face plane de l'autre pièce avec contact de telle manière que les orifices coïncident; et fixer de façon étanche par une opération physico-chimique réalisée à une température inférieure à 350 °C les faces en regard des deux pièces à raccorder de façon que les orifices restent dans le prolongement l'un de l'autre et que la face de contact soit directement appliquée sur la face plane de l'autre pièce. Application au raccordement entre une micropompe (10) et un carter en titane (30; 40; 50).

Description

Procédé de raccordement étanche.
La présente invention a pour objet un procédé de raccordement étanche entre un organe métallique et un composant ainsi que l'ensemble hermétique destiné à contenir un liquide et issu de ce procédé de raccordement.
De façon plus précise, la présente invention concerne un procédé qui permet d'assurer un raccordement étanche au liquide et au gaz entre un composant qui présente une paroi munie d'un orifice pour un liquide et un organe métallique également destiné à recevoir ce liquide. Ce problème se présente notamment mais non exclusivement dans le cas où l'on souhaite raccorder de façon étanche une micropompe du type à commande piézo-électrique ou un capteur, notamment un capteur de pression, dans lequel le corps de la pompe ou du capteur est constitué par un sandwich de verre et de silicium, le corps de ce capteur ou de cette pompe devant être raccordé de façon étanche à un réservoir de stockage du liquide, à une tubulure de sortie de la pompe ou à un carter de protection hermétique contenant la pompe ou le capteur.
De façon encore plus précise, il existe encore un certain nombre de situations dans lesquelles il est nécessaire de réaliser une liaison étanche, y compris à la vapeur entre un composant tel qu'un capteur de pression ou une micropompe et un carter de protection métallique hermétique, ce composant ayant une paroi en verre, en silicium ou en matériau analogue. C'est typiquement le cas de micropompes qui doivent être implantées dans le corps humain pour délivrer un débit parfaitement contrôlé de liquide. On comprend que, notamment mais non exclusivement dans le cas de la présence d'une paroi en verre, la réalisation d'une liaison étanche est difficile, par les techniques classiques, car la réalisation de la liaison mécanique implique de soumettre l'ensemble à des températures élevées et à un refroidissement ultérieur, ce qui peut entraîner des contraintes thermiques et/ou mécaniques dans les pièces, ces contraintes pouvant affecter le fonctionnement du composant et même entraîner éventuellement ultérieurement une rupture de la liaison étanche. La demande de brevet non publiée FR 95 01 650 porte sur un procédé de raccordement étanche entre un composant présentant au moins une face en verre et un organe. Néanmoins, ce document divulgue l'utilisation d'une pièce intermédiaire évitant un contact direct entre les pièces à raccorder.
Un objet de la présente invention est de fournir un procédé de liaison hermétique entre un composant et une pièce métallique de façon étanche et durable dans le temps avec contact, au moins partiel, entre les faces des pièces à raccorder.
Pour atteindre ce but, le procédé de raccordement étanche entre un composant destiné à recevoir un liquide, ledit composant présentant au moins une face plane munie d'un orifice pour ledit liquide, et un organe, en un métal résistant à la corrosion, destiné également à recevoir ledit liquide, ledit organe présentant un orifice débouchant dans une face plane destinée à être au moins partiellement reliée à la face plane du composant, se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- on conforme le relief d'au moins une desdites faces planes afin de définir une face de contact entourant un des orifices;
- on polit au moins une zone de contact de la face plane dudit organe, cette zone de contact incluant ledit orifice; - on dispose ladite face de contact en regard de la face plane de l'autre pièce avec contact de telle manière que les orifices coïncident; et
- on fixe par une opération physico-chimique en une seule étape réalisée de façon étanche à une température inférieure à 350#C, les faces en regard des deux pièces à raccorder de façon que les orifices restent dans le prolongement l'un de l'autre et que la face de contact soit directement appliquée sur la face plane de l'autre pièce.
Un autre objet de la présente invention est d'obtenir un ensemble hermétique destiné à contenir un liquide, cet ensemble comprenant un composant et une pièce métallique, afin que l'étanchéité soit durable dans le temps.
Pour atteindre ce but, l'ensemble hermétique destiné à contenir un liquide est réalisé selon le procédé susmentionné.
On comprend que, grâce à l'invention, on résout le problème de la liaison étanche entre le composant et l'organe métallique, ces deux pièces étant destinées à recevoir le liquide, par la conformation du relief d'au moins une desdites faces planes, afin de définir une face de contact et la réalisation d'un polissage permettant d'obtenir un bon état de surface et ainsi un contact excellent entre les faces qui vont être reliées. La conformation du relief de la face plane peut constituer une structure de relâchement des contraintes, grâce à une zone d'absorption élastique des contraintes ou une zone de répartition des contraintes qui évitent de fortes concentrations de contraintes. De plus, les techniques de fixation entre les deux pièces ne dépassent pas 350*C, de façon à minimiser les contraintes thermiques issues des différences entre les coefficients de dilatation des différentes pièces. De préférence, ledit organe est en titane, cet organe pouvant être par exemple la paroi d'un récipient dans lequel est stocké le liquide à distribuer, par exemple par une micropompe, la tubulure de sortie de la micropompe ou encore la paroi étanche d'un carter de protection pour la micropompe. De préférence, l'organe et le composant sont reliés l'un à l'autre par soudage anodique ou grâce à un collage par capillarité.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de modes de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue en coupe verticale simplifiée d'une micropompe ;
- la figure 2 est une vue partielle en coupe verticale de la face plane en verre de la micropompe de la figure 1 sur laquelle est raccordé un organe métallique par la mise en oeuvre du procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 pour une alternative du premier mode de réalisation ; et
- la figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Comme on l'a déjà indiqué, l'invention s'applique notamment au raccordement étanche des orifices d'entrée et de sortie d'une micropompe à différents organes. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une telle micropompe 10 qui est constituée par une première paroi en verre 20 dans laquelle sont ménagés respectivement un orifice d'entrée 22 et un orifice de sortie 24 de la pompe, une plaque de silicium 18 constituant une membrane déformable et deux pièces de verre 12 et 14 fixées sur l'autre face de la plaque de silicium 18 en laissant une partie de la face externe 18a de la membrane de silicium libre. Pour éviter l'introduction de contraintes mécaniques dans cette structure, la liaison entre le verre 12, 14, 20 et le silicium 18 est réalisée de préférence par soudage anodique. Cette technique connue en soi consiste à porter l'ensemble des pièces en silicium et en verre à une température de l'ordre de 300*C et à placer ce sandwich entre deux électrodes en contact avec les plaques de silicium et de verre en appliquant pendant quelques minutes un potentiel négatif de l'ordre de -1000 volts à l'électrode appliquée contre le verre. On obtient ainsi une soudure étanche à relativement basse température entre la plaque de silicium et les différentes pièces de verre. Le fonctionnement de la pompe est commandé par un actionneur piézo-électrique 16 qui est fixé sur la face nue 18a de la plaque en silicium 18. Les contraintes mécaniques induites par la commande électrique de l'actionneur piézo¬ électrique 16 provoquent des déformations de la membrane 18, ce qui commande l'entrée et la sortie du liquide dans la micropompe. En se référant maintenant aux figures 2 à 4, on va décrire la mise en oeuvre de l'invention pour réaliser une connexion étanche entre la micropompe 10 de la figure 1 et la paroi 30 d'un carter de protection hermétique qui est de préférence en titane. Sur la figure 2, on a représenté un orifice de sortie ou d'entrée 32 de liquide du carter qui sera relié à l'orifice d'entrée 22 ou de sortie 24 de la pompe afin de permettre l'arrivée ou l'évacuation du liquide vers ou hors de la pompe.
Selon un premier mode de réalisation, pour réaliser la liaison étanche entre l'orifice 32 du carter et, par exemple, l'orifice d'entrée 22 de la pompe, on utilise la technique de soudage anodique déjà décrite. Pour minimiser les problèmes de concentration de contraintes dus à la différence des coefficients de dilatation thermique des matériaux qui sont reliés entre eux, il est proposé de conformer les zones des pièces qui se trouvent en contact, afin de réaliser une structure de relâchement de contraintes qui permettra de diminuer la concentration de contraintes dans le verre, évitant ainsi la fissuration ou la déformation excessive de ce matériau. Comme on peut le voir à la figure 2, la partie du carter 30 qui sera reliée à la paroi en verre 20 présente, en coupe verticale, une forme en T, la tête du T provenant d'une plaque constituant le corps du carter 30a, la partie orientée verticalement ou pied du T étant un tronçon tubulaire 30b entourant l'orifice ou conduite 32 et un prolongement horizontal 30c de la partie d'extrémité du tronçon tubulaire opposée à la plaque 30a constitué par une plaque fine 30c sous forme d'une lamelle ou semelle 30c présentant une épaisseur limitée et entourant avec une symétrie radiale l'orifice 32. La face avant de la lamelle 30c est une face plane polie constituant la face de contact 36 qui va être reliée par soudage anodique à la face plane 26 de la paroi en verre 20. Mise à part l'étape préliminaire de polissage, il est à noter que les faces 26 et 36 sont reliées l'une à l'autre par un traitement unique qui consiste en un soudage anodique. Le contour de la lamelle 30c présente un bord biseauté depuis la face arrière de la lamelle 30c c'est-à-dire la face opposée à la face de contact 36.
L'épaisseur de cette lamelle 30c est de préférence au plus égal à 0,3 mm; cette limitation étant nécessaire pour limiter les contraintes dans le verre. Néanmoins, on cherchera à obtenir une épaisseur de l'ordre de 0,05 mm au plus pour la lamelle 30c, une épaisseur de 0,05 mm correspondant à une limite minimum raisonnable au vu des procédés de fabrication actuels.
Dans cet exemple du premier mode de réalisation, le carter 30 présente une partie à relier à la paroi en verre 20 comprenant un corps de carter 30a sous forme de plaque qui est reliée par une partie tubulaire 30b à une lamelle 30c de surface et d'épaisseur limitées.
Dans le cas de la figure 2, c'est essentiellement le profil de la face plane 36 de l'organe ou carter 30 qui a été conformé de façon à minimiser les contraintes après la réalisation du soudage anodique. De plus, la structure à paroi métallique fine du carter 30 constitue une zone d'absorption élastique des contraintes permettant également des déformations élastiques latérales au sein de la partie en forme de lamelle 30c.
Selon une autre alternative du premier mode de réalisation de l'invention, comme on peut le voir sur la figure 3, il est également possible d'adapter le profil de la face plane en verre 26 pour minimiser les concentrations de contraintes dans la plaque en verre 20.
Dans le cas de la figure 3, l'organe métallique 40 présente une face plane 46 polie destinée à être reliée à la paroi en verre 20. La paroi en verre présente une face plane 26 composée de trois zones distinctes : une face de contact 26a entourant l'orifice 22, le reste de la face plane étant une zone 26c en retrait par rapport à la face de contact 26a et parallèle à celle-ci. La zone de transition 26b entre la face de contact 26a et le reste de la face plane en verre 26c présente une courbure concave qui, de préférence, forme approximativement un quart de cercle. Dans ce cas, la zone courbe ou jonction arrondie présente sur la face plane en verre 26 constitue une zone de relâchement de contraintes qui évite des concentrations de contraintes trop importantes dans le verre. Cette courbure peut être obtenue par gravure isotropique du verre.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, pour lequel on se reportera à la figure 4, la fixation entre l'organe métallique 50 et le composant 10 qui est une micropompe est effectuée grâce à un collage par capillarité. Dans le cas où l'on utilise le procédé de raccordement selon l'invention pour des micropompes destinées à délivrer un médicament dans le corps humain, la colle doit remplir certaines conditions importantes. Ainsi, on choisira notamment la colle afin qu'elle possède de bonnes propriétés d'absorption et de diffusion de l'humidité, ainsi qu'une grande inertie par rapport à la plupart des médicaments agressifs et, bien sûr, elle ne doit présenter aucune toxicité. Cette colle doit également posséder une bonne tenue et être stable au cours du temps et elle doit également pouvoir supporter des cycles de stérilisation en autoclave sous haute température. On utilisera par exemple la colle EPO-TEK 377 qui est une résine époxy. Dans le cas de la fixation par collage, la structure de cette liaison doit minimiser les surfaces de contact entre la colle et le médicament ainsi que la section du chemin de diffusion de l'humidité à travers la colle. Ces conditions sont réalisées en rapprochant deux surfaces afin de réaliser un contact intime entre elles autour de la conduite dans lequel le fluide s'écoule avant d'appliquer la colle. Bien que les surfaces soient suffisamment planes et dans un état de surface convenable, de la colle pénétrera tout de même dans l'espace interstitiel présent entre les deux surfaces en contact, mais la surface sur laquelle la colle sera en contact avec le médicament, ainsi que la section du chemin de diffusion de l'humidité à travers la colle sera seulement de l'ordre de quelques micromètres. Il n'y aura pas de conséquence néfaste au niveau de la composition du liquide car la surface de contact entre le médicament et la colle est trop faible pour que la colle pollue le médicament. Des essais concluants ont été menés avec une planéité de l'ordre du micromètre et une rugosité Ra de 1 micromètre pour la face en titane qui se trouve en contact avec le verre. Les paramètres de planéité et de rugosité de surface vont contribuer à déterminer l'épaisseur de colle nécessaire.
Comme représenté à la figure 4, la face plane 56 de l'organe 50 comprend deux faces de contact 56a constituant des zones de contact 56a polies de l'organe 50 entourant l'un des orifices 52 ou 54 de l'organe 50. La zone de transition entre cette face de contact 56a et le reste de la face plane 56b de l'organe forme une marche dont la face de contact 56a constitue le niveau le plus élevé. Ainsi, une grande partie 56b de la face plane du carter 50 est en retrait par rapport à la face de contact 56a qui est en contact intime avec la face plane 26 de la paroi de verre 20. Cette zone en retrait est celle qui va être recouverte de colle 60. La hauteur de la marche entre la face de contact 56a et le reste de la face plane 56b doit être suffisante pour permettre l'écoulement par capillarité de la colle 60, lorsque la face de contact 56a de l'organe est appliquée sur la face plane en verre 26 du composant. Cette hauteur est typiquement de l'ordre de 5 à 10 micromètres mais peut couvrir une gamme s'étendant entre 2 et 50 micromètres selon le type de colle, la géométrie et la superficie de la zone ou la colle va pénétrer; cette marche peut être réalisée par gravure isotropique du titane. Cette configuration permet un bon écoulement par capillarité de la colle 60 qui entraîne une bonne résistance mécanique de la liaison étanche entre le titane et le verre. Pour réaliser cette liaison, afin que l'écoulement par capillarité soit possible, les deux éléments sont tout d'abord maintenus en place, grâce à des ressorts ou des crochets puis une goutte de colle est déposée au bord de la micropompe. Ensuite, cette colle remplit par capillarité l'espace entre la face plane en verre 26 et la face plane 56b en retrait de la paroi 50 en titane afin de remplacer entièrement l'air qui se trouvait préalablement dans cet espace.
Comme dans le cas du premier mode de réalisation de l'invention, lors de la mise en oeuvre du deuxième mode de réalisation, mise à part l'étape préliminaire de polissage des zones de contact 56a, l'opération physico-chimique permettant la fixation entre la paroi en verre 20 et l'organe 50 consiste en une étape unique.
Une autre alternative à ce deuxième mode de réalisation consiste à utiliser des ébauches métalliques annulaires découpées dans de fines feuilles puis positionnées autour d'un orifice entre la face plane en verre de la micropompe et la paroi métallique étanche telle que celle d'un carter.
Dans ce cas, la conformation du relief de la face plane en titane destinée à être raccordée à la paroi en verre consiste à placer autour des orifices un élément annulaire métallique dont la première face plane sera en contact avec la paroi en titane et dont la deuxième face plane constituera la face de contact destinée à être en contact avec la face plane en verre. La zone de transition entre la deuxième face plane de l'élément annulaire et la paroi en titane forme une marche pour la diffusion de la colle par capillarité.
Dans l'exemple décrit précédemment, on a envisagé le cas d'une micropompe et d'un carter étanche. Il va de soi que le procédé selon l'invention peut être utilisé pour la liaison étanche entre d'autres composants présentant une paroi en verre, en silicium ou analogue et d'autres organes tels que tubulures, réservoirs, etc., dans lesquels doit circuler un liquide.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de raccordement étanche entre un composant (10) destiné à recevoir un liquide, ledit composant présentant au moins une face plane (26) munie d'au moins un orifice (22, 24) pour ledit liquide, et un organe (30; 40; 50) , en un métal résistant à la corrosion, destiné également à recevoir ledit liquide, ledit organe présentant au moins un orifice (32; 42; 52, 54) débouchant dans une face plane (36; 46; 56) destinée à être au moins partiellement reliée à ladite face plane (26) du composant, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
- on conforme le relief d'au moins une desdites faces planes afin de définir une face de contact (36; 26a; 56a) entourant un desdits orifices;
- on polit au moins une zone de contact (36; 46; 56a) de la face plane dudit organe, cette zone de contact incluant ledit orifice (32; 42;
52, 54);
- on dispose ladite face de contact en regard de la face plane de l'autre pièce avec contact de telle manière que les orifices coïncident; et
- on fixe de façon étanche par une opération physico-chimique en une seule étape réalisée à une température inférieure à 350#C les faces en regard des deux pièces à raccorder de façon que les orifices restent dans le prolongement l'un de l'autre et que la face de contact soit directement appliquée sur la face plane de l'autre pièce.
2. Procédé de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (30; 40; 50) est en titane.
3. Procédé de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite fixation est réalisée par soudage anodique.
4. Procédé de raccordement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite face de contact (36) est située sur la face plane de l'organe et constitue également ladite zone de contact.
5. Procédé de raccordement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une partie de ladite face de contact (36) constitue la paroi avant d'une partie en forme de lamelle (30c) de l'organe, l'épaisseur de cette lamelle étant au plus égale à 0,3 mm.
6. Procédé de raccordement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite face de contact (26a) est située sur la face plane (26) du composant et en ce que la zone de transition (26b) entre la face de contact et le reste (26c) de ladite face plane présente une courbure concave.
7. Procédé de raccordement selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite courbure concave forme approximativement un quart de cercle.
8. Procédé de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit organe (50) est fixé sur le composant (10) grâce à un collage par capillarité.
9. Procédé de raccordement selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite face de contact (56a) constitue la zone de contact (56a) de l'organe (50) et en ce que la zone de transition entre la face de contact (56a) et le reste (56b) de la face plane de l'organe forme une marche dont la face de contact (56a) constitue le niveau le plus élevé.
10. Procédé de raccordement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on conforme le relief de ladite face plane (56) de l'organe (50) en plaçant autour dudit orifice (52; 54) un élément annulaire métallique dont une première face plane est en contact avec ladite face plane (56) de l'organe et dont une deuxième face plane constitue ladite face de contact (56a) de l'organe, la zone de transition entre ladite face de contact (56a) et le reste de la face plane (56) de l'organe formant une marche.
11. Procédé de raccordement selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la hauteur de la marche est suffisante pour l'écoulement par capillarité de la colle entre ladite face plane (26) du composant et la partie de la face plane (56b) de l'organe qui ne comprend pas ladite face de contact (56a), lorsque ladite face de contact (56a) de l'organe est appliquée sur la face plane (26) du composant.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite face plane (26) du composant (10) qui présente au moins un orifice (22, 24) pour le liquide est en verre.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 12, caractérisé en ce que ladite face plane (26) du composant (10) qui présente au moins un orifice (22, 24) pour le liquide est en silicium.
14. Ensemble hermétique destiné à recevoir un liquide comprenant un composant (10) présentant au moins une face plane (26) munie d'au moins un orifice (22, 24) pour ledit liquide et un organe (30; 40; 50), en un métal résistant à la corrosion et ledit organe présentant au moins un orifice (32; 42; 52, 54) destiné également à recevoir ledit liquide débouchant dans une face plane (36; 46; 56) destinée à être au moins partiellement reliée à ladite face plane (26) du composant, caractérisé en ce que le relief d'au moins une desdites faces planes définit une face de contact (36; 26a; 56a) entourant un desdits orifices, ladite face plane (36; 46; 56) de l'organe comprend au moins une zone de contact (36; 46; 56a) polie qui entoure ledit orifice (32; 42; 52, 54), ladite face de contact est directement en contact avec la face plane de l'autre pièce de telle manière que les orifices coïncident; et les faces en regard des deux pièces (10, 30; 40; 50) sont fixées de façon étanche par des moyens physico-chimiques.
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