Aproveitando Ambientes de Vácuo para Produção Avançada de Dispositivos Eletrônicos

Puxe, Sele e Esqueça

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

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

Produção repetida vs. única de uma atmosfera de vácuo

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

No entanto, existe outro uso da atmosfera de vácuo — especificamente, os vários processos de fabricação onde você quer puxar vácuo uma vez, selar e nunca mais ter que pensar nisso. Esta produção única de uma atmosfera de vácuo é usada em aplicações que requerem uma construção de vidro selada sem pontos de entrada ou saída.

Câmaras de vácuo e vácuos lineares

Uma atmosfera de vácuo é geralmente 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 ar e outros gases de um invólucro rígido (geralmente metálico), resultando em um ambiente de baixa pressão dentro da câmara. Este tipo de atmosfera de vácuo é comumente usado para experimentos físicos e teste 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. Também fornece um ambiente livre de ar e contaminantes essencial para a fabricação de semicondutores.

Além disso, como mencionamos em nosso último blog, uma câmara de vácuo pode ser usada no processo único de potting (encapsulamento) para criar uma vedação livre de vazios ao redor de componentes eletrônicos, como os semicondutores usados em relés de estado sólido. A selagem hermética única de dispositivos de potência semicondutores também pode ser realizada posicionando um die semicondutor na cavidade de um encapsulamento, puxando vácuo e então selando o pacote 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. Este tipo de atmosfera de vácuo é responsável pela camada de isolamento térmico na garrafa térmica que você levava para a escola. No mundo de 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 poderiam comprometer a operação e desempenho do sistema. (Além disso, sistemas de ar condicionado ou refrigeração que foram abertos ao ambiente circundante durante instalação ou serviço também devem ser adequadamente evacuados, usando bombeamento a vácuo para desgasificar e desidratar o sistema.)

O uso de tubulação capilar para uma atmosfera de vácuo

Tubulação capilar pode fornecer a parede muito grossa e pequeno diâmetro interno (DI) requeridos para o processo de puxar uma atmosfera de vácuo. Para este propósito, o metal escolhido para a tubulação capilar deve ser macio o suficiente para ser facilmente conformado a quente e capaz de ser crimpado para formar uma vedação apertada e livre de vazamentos. Além disso, você precisa ter certeza de que a tubulação capilar tem:

• Um DI muito limpo, sem rebarbas, detritos ou bloqueios que poderiam entupir o tubo ou contaminar a produção
• Nenhum vazamento no diâmetro externo (DE)
• Nenhum vazamento no DI após o vácuo ser puxado
• Capacidade de ser unido metalurgicamente a si mesmo para formar uma auto-vedação livre de vazamentos

Combinar bom design e inspeção cuidadosa de peças vai longe na garantia de que uma atmosfera de vácuo seja hermética. Trabalhar com os parceiros certos também ajuda a garantir que peças e processos sejam testados ao longo de toda a cadeia de suprimentos, para atender às suas necessidades de fabricação, prazos de produção e padrões de qualidade.

Para dicas sobre como escolher os melhores parceiros para seus requisitos de peças eletrônicas, baixe uma cópia gratuita do nosso guia, 7 Secrets to Choosing a New Contact Partner: Technical Guide to Outsourcing Your Precision Metal Fabrication.