在电子设备制造中利用真空气氛
拉,密封,然后忘记它
随着一个多世纪前白炽灯泡和真空管的发明,真空成为主要工具在制造中。如今,小灯泡的霸主地位正受到 CFL 和 LED 的挑战。并且由于数字电子和半导体的成本效益、紧凑的尺寸以及更高的效率和可靠性,真空管在很大程度上已成为过去(除了少数利基应用)。
然而,创造真空气氛的过程仍然非常活跃——事实上,它是电子元件制造的重要组成部分。
真空气氛的重复与一次性生产
有许多应用程序会反复抽真空以完成任务。一些例子包括用于涂层产品表面的真空金属化线圈;扫描电子显微镜 (SEM),在真空中工作;用于输送燃料或其他液体的泵送系统;甚至普通的真空吸尘器,虽然由于它通常只能产生足够的吸力来降低大约 20% 的气压,所以它充其量只是部分真空。
然而,真空气氛还有另一种用途——具体来说,在各种制造过程中,您想要抽真空一次,将其密封,并且永远不必再考虑它。这种一次性生产的真空气氛用于需要没有入口或出口点的密封玻璃结构的应用。
真空室和线性真空吸尘器
真空气氛通常是通过以下两种方式之一产生的——使用真空室或线性真空装置。对于真空室,泵用于从刚性(通常是金属)外壳中去除空气和其他气体,从而在室内形成低压环境。这种类型的真空气氛通常用于物理实验和需要在无空气环境(例如外太空)中运行的设备的测试,以及用于真空沉积和真空干燥等工艺。它还提供了对半导体制造至关重要的无空气和无污染环境。
此外,正如我们在上一篇博客中提到的,真空室可用于一次性灌封(封装)工艺,以在电子元件(例如固态继电器中使用的半导体)周围形成无空隙密封。功率半导体器件的一次性气密密封也可以通过将半导体裸片放置在封装的空腔中,抽真空,然后用陶瓷或金属盖密封封装来实现。
这将我们带到线性真空,其中使用通过毛细管连接到设备的外部真空泵来抽真空,然后将其密封。这种类型的真空气氛负责你用来上学的热水瓶中的隔热层。在 HVAC 领域,加热或冷却系统的制造使用线性真空来形成热障,并清除可能影响系统运行和性能的空气和其他气体、水分和污染物的单元。 (此外,在安装或使用过程中已对周围环境开放的空调或制冷系统也必须适当抽真空,使用真空泵对系统进行脱气和脱水。)
在真空环境中使用毛细管
毛细管可以提供抽真空过程所需的非常厚的壁和小内径 (ID)。为此,为毛细管选择的金属必须足够柔软,以便于热成型并且能够卷曲以形成紧密、无泄漏的密封。此外,您需要确保毛细管有:
- 非常干净的 ID,没有可能堵塞管道或污染生产的毛刺、碎屑或堵塞物
- 无外径 (OD) 泄漏
- 抽真空后无 ID 泄漏
- 能够以冶金方式连接到自身以形成无泄漏的自密封
将良好的设计和对零件的仔细检查相结合,在确保真空气氛是气密性方面大有帮助。与合适的合作伙伴合作还有助于确保在整个供应链中对零件和流程进行测试,以满足您的制造需求、生产期限和质量标准。
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