Nutzung einer Vakuumatmosphäre bei der Herstellung elektronischer Geräte

Ziehen, versiegeln und vergessen

Mit der Erfindung der Glühlampe und der Vakuumröhren vor mehr als einem Jahrhundert wurde das Vakuum zu einem wichtigen Werkzeug in der Fertigung. Heute wird die schwache Glühbirne von Kompaktleuchtstofflampen und LEDs um die Vorherrschaft herausgefordert. Und dank der Kosteneffizienz, der kompakten Größe und der verbesserten Effizienz und Zuverlässigkeit digitaler Elektronik und Halbleiter gehören Vakuumröhren weitgehend der Vergangenheit an (abgesehen von einigen Nischenanwendungen).

Dennoch ist der Prozess der Erzeugung einer Vakuumatmosphäre immer noch sehr lebendig – tatsächlich ist er ein wesentlicher Bestandteil der Herstellung elektronischer Komponenten.

Wiederholte vs. einmalige Erzeugung einer Vakuumatmosphäre

Es gibt eine Reihe von Anwendungen, bei denen wiederholt ein Vakuum gezogen wird, um eine Aufgabe zu erfüllen. Einige Beispiele umfassen Vakuummetallisierungsspulen, die beim Beschichten von Produktoberflächen verwendet werden; ein Rasterelektronenmikroskop (SEM), das im Vakuum arbeitet; Pumpsysteme zum Bewegen von Kraftstoff oder anderen Flüssigkeiten; und sogar der gewöhnliche Staubsauger, obwohl er, da er normalerweise nur genug Saugkraft erzeugt, um den Luftdruck um etwa 20 % zu reduzieren, bestenfalls nur ein Teilvakuum ist.

Es gibt jedoch noch eine andere Verwendung der Vakuumatmosphäre – nämlich die verschiedenen Herstellungsprozesse, bei denen Sie einmal ein Vakuum ziehen, es versiegeln und nie wieder darüber nachdenken müssen. Diese einmalige Erzeugung einer Vakuumatmosphäre wird in Anwendungen verwendet, die eine versiegelte Glaskonstruktion ohne Ein- oder Austrittspunkte erfordern.

Vakuumkammern und Linearvakuum

Eine Vakuumatmosphäre wird im Allgemeinen auf zwei Arten erzeugt – entweder mit einer Vakuumkammer oder einem linearen Vakuumgerät. Bei einer Vakuumkammer wird eine Pumpe verwendet, um Luft und andere Gase aus einem starren (normalerweise metallischen) Gehäuse zu entfernen, was zu einer Niederdruckumgebung innerhalb der Kammer führt. Diese Art von Vakuumatmosphäre wird üblicherweise für physikalische Experimente und Tests von Geräten verwendet, die in einer luftlosen Umgebung (z. B. im Weltraum) funktionieren müssen, sowie für Prozesse wie Vakuumabscheidung und Vakuumtrocknung. Es bietet auch eine luft- und kontaminationsfreie Umgebung, die für die Herstellung von Halbleitern unerlässlich ist.

Darüber hinaus kann, wie wir in unserem letzten Blog erwähnt haben, eine Vakuumkammer im einmaligen Vergussverfahren (Einkapselung) verwendet werden, um eine hohlraumfreie Versiegelung um elektronische Komponenten herum zu schaffen, wie z. B. die in Halbleiterrelais verwendeten Halbleiter. Eine einmalige hermetische Versiegelung von Leistungshalbleiterbauelementen kann auch erreicht werden, indem ein Halbleiterchip in den Hohlraum eines Gehäuses positioniert, ein Vakuum angelegt und das Gehäuse dann mit einer Keramik- oder Metallkappe versiegelt wird.

Dies bringt uns zum linearen Vakuum, bei dem ein Vakuum mit einer externen Vakuumpumpe gezogen wird, die über einen Kapillarschlauch mit einem Gerät verbunden ist, das dann verschlossen wird. Diese Art von Vakuumatmosphäre ist für die Wärmeisolationsschicht in der Thermoskanne verantwortlich, die Sie früher zur Schule getragen haben. In der HVAC-Welt wird bei der Herstellung eines Heiz- oder Kühlsystems ein lineares Vakuum verwendet, um eine thermische Barriere zu bilden und die Einheit von Luft und anderen Gasen, Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu befreien, die den Systembetrieb und die Leistung beeinträchtigen könnten. (Darüber hinaus müssen Klimaanlagen oder Kühlsysteme, die während der Installation oder Wartung zur Umgebung geöffnet wurden, ebenfalls ordnungsgemäß evakuiert werden, indem das System mit Vakuumpumpen entgast und entwässert wird.)

Die Verwendung von Kapillarschläuchen für eine Vakuumatmosphäre

Kapillarrohre können die sehr dicke Wand und den kleinen Innendurchmesser (ID) bereitstellen, die für den Prozess des Ziehens einer Vakuumatmosphäre erforderlich sind. Zu diesem Zweck muss das für das Kapillarrohr gewählte Metall weich genug sein, um leicht wärmegeformt zu werden, und in der Lage sein, gecrimpt zu werden, um eine dichte, leckagefreie Dichtung zu bilden. Außerdem müssen Sie sicherstellen, dass der Kapillarschlauch Folgendes aufweist:

• Ein sehr sauberer Ausweis ohne Grate, Ablagerungen oder Verstopfungen, die das Rohr verstopfen oder die Produktion kontaminieren könnten
• Keine Lecks am Außendurchmesser (OD)
• Kein ID-Leck, nachdem das Vakuum gezogen wurde
• Die Fähigkeit, metallurgisch mit sich selbst verbunden zu werden, um eine leckfreie Selbstabdichtung zu bilden

Die Kombination aus gutem Design und sorgfältiger Prüfung der Teile trägt wesentlich dazu bei, dass eine Vakuumatmosphäre luftdicht ist. Die Zusammenarbeit mit den richtigen Partnern trägt auch dazu bei sicherzustellen, dass Teile und Prozesse entlang der gesamten Lieferkette getestet werden, um Ihre Fertigungsanforderungen, Produktionsfristen und Qualitätsstandards zu erfüllen.

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