Герметизация упаковки:заливка и плоская лента в переключателях и реле

Дополнительные способы создания герметичного уплотнения в электронных устройствах

В прошлый раз мы говорили о важности достижения герметичного прилегания стекла к металлу в электронных продуктах. Точно так же метод, известный как герметизация (также называемая инкапсуляцией), часто используется в производстве для создания герметичного корпуса для электронных коммутационных устройств, включая плоскую ленту в полупроводниках, используемых в твердотельных реле.

Что такое заливка?

При герметизации электронная деталь или узел полностью покрываются твердым или студенистым компаундом, чтобы обеспечить устойчивость к ударам и вибрации, а также для защиты от пыли и других загрязняющих веществ, а также влаги и коррозионных агентов. Этот метод обычно включает в себя погружение электронной части в жидкий диэлектрик, такой как силикон, эпоксидная смола или уретан, или введение его в него, а затем отверждение. Для заливки без пустот продукт можно поместить в вакуумную камеру, пока смола еще жидкая; вакуум вытягивается и удерживается, чтобы вытянуть воздух из внутренних полостей и смолы, затем выпускается, так что атмосферное давление схлопывает пустоты и выдавливает жидкую смолу в самые укромные уголки и трещины.

Диэлектрическая заливка широко используется для электронных характеристик и для защиты твердотельных электронных компонентов от воздействия окружающей среды и механических повреждений; в качестве дополнительного бонуса герметизация часто также обеспечивает структуру, которая скрепляет сборку.

Плоская лента и полупроводники:сила твердотельных реле

Во многих современных коммутационных устройствах для управления и замыкания силовых цепей используется твердотельное реле (ТТР) — силовое полупроводниковое устройство на плоской ленте для коммутации токов до 100 ампер. ТТР работают быстрее, чем электромеханические реле; Кроме того, благодаря отсутствию движущихся частей, которые могут изнашиваться, и контактов, на которых может образовываться корка или нагар, твердотельные реле имеют более длительный срок службы и постоянное выходное сопротивление независимо от интенсивности использования.

Силовые полупроводники состоят из отдельных дискретных устройств или, часто, интегральных схем, расположенных на плоской ленте и используемых в качестве переключателя или выпрямителя для сильноточных или высоковольтных приложений, таких как импульсный источник питания. Некоторые распространенные силовые устройства включают силовой диод, тиристор, полевой МОП-транзистор и биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT).

Теплоотводы и отвод тепла от полупроводников

Поскольку полупроводники плохо работают при повышенных температурах, для силовых устройств в твердотельных реле требуются радиаторы для отвода тепла, выделяемого высокими температурами и термоциклированием. Упаковка обеспечивает средство для отвода тепла от полупроводникового устройства путем отвода тепла во внешнюю среду. Присоединение силового устройства к радиатору также отводит тепло, вызванное эксплуатационными потерями. Кроме того, упаковка помогает сделать полупроводниковые устройства менее чувствительными к таким факторам, как механические удары, вибрация, влажность и внешние магнитные поля.

Заливка часто используется для создания корпуса полупроводниковых компонентов, в том числе с использованием плоской ленты. Герметичная упаковка также может быть выполнена путем размещения полупроводникового кристалла в полости упаковки и создания вакуума. Затем пакет закрывается керамической или металлической крышкой.

Как и в случае соединения стекла с металлом, важно убедиться, что тепловое расширение упаковочного материала совместимо с расширением кремниевого полупроводникового устройства. Точно так же очень важно убедиться, что на плоской ленте нет разрывов, трещин или других поверхностных дефектов, которые могут поставить под угрозу целостность запечатанной упаковки. Тщательный визуальный осмотр вместе с вихретоковым контролем (ECT) может быть выполнен на плоской ленте, чтобы убедиться, что она не имеет поверхностных и подповерхностных дефектов. (Вы можете прочитать больше о ECT в нашем предыдущем блоге или, что еще лучше, позвоните в Metal Cutting Corporation!)

Кроме того, если герметизирующая смола вводится непосредственно в электронный компонент, важно убедиться, что прецизионное производственное оборудование правильно запрограммировано для подачи надлежащего соотношения материала и формирования воздухонепроницаемой упаковки без повреждения хрупкого полупроводникового устройства внутри. .

Запечатывание конверта ртутными выключателями

Еще одно электронное устройство, которое обычно герметизируют, — это ртутный выключатель. Как следует из названия, ртутные выключатели используют небольшое количество жидкой ртути для размыкания и замыкания электрической цепи. Поскольку даже капля ртути очень чувствительна к гравитации, ртуть обеспечивает уникальную сенсорную функцию для простых переключающих механизмов с малым усилием.

Ртутные выключатели состоят из одного или нескольких наборов электрических контактов в герметичной стеклянной оболочке, содержащей капельку ртути; оболочка может также содержать воздух, инертный газ или вакуум. Ртутные переключатели замыкают или размыкают цепь при наклоне переключателя, в результате чего ртуть касается или отходит от набора контактов. Переключатель может содержать несколько наборов контактов, замыкающих разные наборы под разными углами для обнаружения движения в разных направлениях.

Поскольку ртуть является токсичным металлом, использование и утилизация которого строго регулируются, многие прежние применения ртутных выключателей с годами были заменены. Например, их использование в новых автомобилях — для управления освещением и антиблокировочной тормозной системы — было прекращено в США более десяти лет назад. Тем не менее, ртутные выключатели по-прежнему играют важную роль в устройствах безопасности, таких как выключатели наклона, используемые для предупреждения о переворачивании или опрокидывании строительного оборудования. В самолетах авиагоризонты с электрическим приводом до сих пор используют ртутные переключатели для поддержания вертикальной оси гироскопа. Ртутные выключатели также используются в качестве сигнализатора наклона в некоторых торговых автоматах, активируя переключатель, чтобы подавать звуковой сигнал, если автомат качается или наклоняется.

Непроницаемый итог

Говорим ли мы о соединении стекло-металл в лампочке, корпусе полупроводника с плоской лентой в твердотельном реле или корпусе ртутного переключателя, крайне важно обеспечить герметичность уплотнения. . Работа с правильными партнерами помогает гарантировать, что важные электронные компоненты и процессы, подобные этим, тестируются на протяжении всей цепочки поставок, чтобы получить желаемые конечные результаты.

Вам нужен совет о том, как выбрать лучших партнеров, которые будут соответствовать вашим производственным потребностям, срокам производства и стандартам качества для электронных компонентов или других требований к деталям? Загрузите бесплатную копию нашего технического руководства «7 секретов выбора нового контрактного партнера».