Exploiter les environnements sous vide pour la production avancée de dispositifs électroniques

Tirez, scellez et oubliez-le

Avec l'invention de l'ampoule à incandescence et des tubes à vide il y a plus d'un siècle, le vide est devenu un outil majeur dans la fabrication. Aujourd'hui, la modeste ampoule est contestée pour la suprématie par les CFL et les LED. Et grâce à la rentabilité, la taille compacte et l'efficacité et la fiabilité améliorées de l'électronique numérique et des semi-conducteurs, les tubes à vide sont largement une chose du passé (mis à part quelques applications de niche).

Pourtant, le processus de création d'une atmosphère sous vide est encore bien vivant — en fait, c'est une partie vitale de la fabrication de composants électroniques.

Production répétée vs unique d'une atmosphère sous vide

Il existe un certain nombre d'applications dans lesquelles un vide est répété pour accomplir une tâche. Quelques exemples incluent les bobines de métallisation sous vide utilisées dans le revêtement de surfaces de produits ; un microscope électronique à balayage (MEB), qui fonctionne sous vide ; les systèmes de pompage utilisés pour déplacer le carburant ou d'autres liquides ; et même l'aspirateur commun, bien que puisqu'il produit généralement seulement assez d'aspiration pour réduire la pression d'air d'environ 20%, ce n'est au mieux qu'un vide partiel.

Cependant, il existe une autre utilisation de l'atmosphère sous vide — spécifiquement, les divers processus de fabrication où vous voulez tirer un vide une fois, le sceller, et ne plus jamais avoir à y penser. Cette production unique d'une atmosphère sous vide est utilisée dans les applications qui nécessitent une construction en verre scellée sans points d'entrée ou de sortie.

Chambres à vide et vides linéaires

Une atmosphère sous vide est généralement créée de deux façons — en utilisant soit une chambre à vide, soit un dispositif de vide linéaire. Avec une chambre à vide, une pompe est utilisée pour retirer l'air et d'autres gaz d'une enceinte rigide (généralement métallique), résultant en un environnement à basse pression à l'intérieur de la chambre. Ce type d'atmosphère sous vide est couramment utilisé pour les expériences physiques et les tests de dispositifs qui doivent fonctionner dans un environnement sans air (comme l'espace extra-atmosphérique), ainsi que pour des processus tels que le dépôt sous vide et le séchage sous vide. Il fournit également un environnement exempt d'air et de contaminants qui est essentiel pour la fabrication des semi-conducteurs.

De plus, comme nous l'avons mentionné dans notre dernier blog, une chambre à vide peut être utilisée dans le processus de potting (encapsulation) unique pour créer un joint sans vide autour de composants électroniques, tels que les semi-conducteurs utilisés dans les relais à état solide. Le scellement hermétique unique de dispositifs semi-conducteurs de puissance peut également être accompli en positionnant une puce semi-conductrice dans la cavité d'un boîtier, tirant un vide, puis scellant le boîtier avec un capuchon en céramique ou en métal.

Cela nous amène au vide linéaire, dans lequel un vide est tiré en utilisant une pompe à vide externe connectée à un dispositif via un tube capillaire, qui est ensuite scellé. Ce type d'atmosphère sous vide est responsable de la couche d'isolation thermique dans le thermos que vous utilisiez pour aller à l'école. Dans le monde du CVC, la fabrication d'un système de chauffage ou de refroidissement utilise un vide linéaire pour former une barrière thermique, ainsi que pour purger l'unité d'air et d'autres gaz, d'humidité et de contaminants qui pourraient compromettre le fonctionnement et la performance du système. (De plus, les systèmes de climatisation ou de réfrigération qui ont été ouverts à l'environnement environnant pendant l'installation ou le service doivent également être correctement évacués, en utilisant le pompage sous vide pour dégazer et déshydrater le système.)

L'utilisation de tubes capillaires pour une atmosphère sous vide

Les tubes capillaires peuvent fournir la paroi très épaisse et le petit diamètre intérieur (DI) requis pour le processus de tirage d'une atmosphère sous vide. Pour ce but, le métal choisi pour le tube capillaire doit être assez mou pour être facilement formé à la chaleur et capable d'être serti pour former un joint étanche et sans fuite. De plus, vous devez vous assurer que le tube capillaire a :

• Un DI très propre, sans bavures, débris ou blocages qui pourraient obstruer le tube ou contaminer la production
• Aucune fuite au diamètre extérieur (DE)
• Aucune fuite au DI après que le vide est tiré
• La capacité d'être joint métallurgiquement à lui-même pour former un auto-joint sans fuite

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Combiner une bonne conception et une inspection soignée des pièces va loin pour assurer qu'une atmosphère sous vide est étanche à l'air. Travailler avec les bons partenaires aide également à garantir que les pièces et processus sont testés tout au long de la chaîne d'approvisionnement, pour répondre à vos besoins de fabrication, délais de production et normes de qualité.

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