Utilizando uma atmosfera de vácuo na fabricação de dispositivos eletrônicos

Puxe, sele e esqueça

Com a invenção da lâmpada incandescente e dos tubos de vácuo há mais de um século, o vácuo tornou-se uma ferramenta importante na fabricação. Hoje, a lâmpada humilde está sendo desafiada pela supremacia por lâmpadas fluorescentes compactas e LEDs. E graças ao custo-benefício, tamanho compacto e eficiência e confiabilidade aprimoradas da eletrônica digital e semicondutores, as válvulas a vácuo são em grande parte uma coisa do passado (além de algumas aplicações de nicho).

No entanto, o processo de criação de uma atmosfera de vácuo ainda está muito vivo - na verdade, é uma parte vital da fabricação de componentes eletrônicos.

Produção repetida versus única de uma atmosfera de vácuo

Há uma série de aplicações em que um vácuo é repetidamente puxado para realizar uma tarefa. Alguns exemplos incluem bobinas de metalização a vácuo usadas no revestimento de superfícies de produtos; um microscópio eletrônico de varredura (MEV), que opera no vácuo; sistemas de bombeamento usados ​​para mover combustível ou outros líquidos; e até mesmo o aspirador de pó comum, embora, como normalmente produz apenas sucção suficiente para reduzir a pressão do ar em cerca de 20%, seja apenas um vácuo parcial, na melhor das hipóteses.

No entanto, há outro uso da atmosfera de vácuo – especificamente, os vários processos de fabricação em que você deseja puxar um vácuo uma vez, selá-lo e nunca ter que pensar duas vezes. Esta produção única de uma atmosfera de vácuo é usada em aplicações que exigem uma construção de vidro selado sem pontos de entrada ou saída.

Câmaras de vácuo e vácuos lineares

Uma atmosfera de vácuo geralmente é criada de duas maneiras - usando uma câmara de vácuo ou um dispositivo de vácuo linear. Com uma câmara de vácuo, uma bomba é usada para remover o ar e outros gases de um invólucro rígido (geralmente de metal), resultando em um ambiente de baixa pressão dentro da câmara. Esse tipo de atmosfera a vácuo é comumente usado para experimentos físicos e testes de dispositivos que precisam funcionar em um ambiente sem ar (como o espaço sideral), bem como para processos como deposição a vácuo e secagem a vácuo. Ele também fornece um ambiente livre de ar e contaminantes que é essencial para a fabricação de semicondutores.

Além disso, como mencionamos em nosso último blog, uma câmara de vácuo pode ser usada no processo de encapsulamento único (encapsulamento) para criar uma vedação livre de vazios em torno de componentes eletrônicos, como os semicondutores usados ​​em relés de estado sólido. A vedação hermética única de dispositivos semicondutores de energia também pode ser realizada posicionando uma matriz semicondutora na cavidade de uma embalagem, puxando um vácuo e, em seguida, vedando a embalagem com uma tampa de cerâmica ou metal.

Isso nos leva ao vácuo linear, no qual um vácuo é puxado usando uma bomba de vácuo externa conectada a um dispositivo via tubulação capilar, que é então selada. Esse tipo de atmosfera de vácuo é responsável pela camada de isolamento térmico na garrafa térmica que você costumava levar para a escola. No mundo do HVAC, a fabricação de um sistema de aquecimento ou resfriamento usa um vácuo linear para formar uma barreira térmica, bem como para purgar a unidade de ar e outros gases, umidade e contaminantes que possam comprometer a operação e o desempenho do sistema. (Além disso, os sistemas de ar condicionado ou refrigeração que foram abertos para o ambiente circundante durante a instalação ou serviço também devem ser adequadamente evacuados, usando bombeamento a vácuo para desgaseificar e desidratar o sistema.)

O uso de tubos capilares para uma atmosfera de vácuo

A tubulação capilar pode fornecer a parede muito espessa e o pequeno diâmetro interno (DI) necessário para o processo de puxar uma atmosfera de vácuo. Para este propósito, o metal escolhido para o tubo capilar deve ser macio o suficiente para ser facilmente moldado a quente e capaz de ser cravado para formar uma vedação estanque e sem vazamentos. Além disso, você precisa ter certeza de que o tubo capilar tem:

• Um ID muito limpo, sem rebarbas, detritos ou bloqueios que possam entupir o tubo ou contaminar a produção
• Sem vazamentos de diâmetro externo (OD)
• Nenhum vazamento de ID após o vácuo ser puxado
• A capacidade de ser metalurgicamente unida a si mesma para formar uma auto-vedação sem vazamentos

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A combinação de um bom design e inspeção cuidadosa das peças ajuda bastante a garantir que uma atmosfera de vácuo seja hermética. Trabalhar com os parceiros certos também ajuda a garantir que as peças e os processos sejam testados em toda a cadeia de suprimentos, para atender às suas necessidades de fabricação, prazos de produção e padrões de qualidade.

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