Selo: Envasamento e fita plana em interruptores e relés

Mais maneiras de criar selos herméticos em dispositivos eletrônicos

Da última vez, falamos sobre a importância da vedação de vidro a vácuo para a vedação de metal em produtos eletrônicos. Da mesma forma, um método chamado encapsulamento (também conhecido como encapsulamento) é comumente usado para criar pacotes hermeticamente fechados para dispositivos de comutação eletrônicos, incluindo tiras planas em semicondutores usados ​​em relés de estado sólido.

O que é envasamento?

No encapsulamento, os componentes ou conjuntos eletrônicos são totalmente encapsulados em compostos sólidos ou gelatinosos que fornecem resistência a choques e vibrações, bem como proteção contra poeira e outros contaminantes, bem como umidade e agentes corrosivos. O método normalmente envolve imergir ou injetar componentes eletrônicos em um dielétrico líquido (como silicone, epóxi ou poliuretano) e curá-los. Para envasamento sem espaços vazios, o produto pode ser colocado em uma câmara de vácuo enquanto a resina permanece líquida; O vácuo é puxado e mantido para puxar o ar para fora da cavidade e da resina, e então liberado de forma que a pressão atmosférica colapsasse os vazios e force a resina líquida em cantos e rachaduras.

O encapsulamento dielétrico é amplamente utilizado para propriedades eletrônicas e para proteger componentes eletrônicos de estado sólido de danos ambientais e mecânicos; Como um bônus adicional, o envasamento geralmente fornece a estrutura para manter os componentes juntos.

Tiras planas e semicondutores: a potência por trás dos relés de estado sólido

Muitas aplicações de comutação hoje usam relés de estado sólido (SSR) para controlar e completar o circuito de energia - usando um dispositivo semicondutor de energia em uma fita plana para alternar a corrente até cerca de 100 amperes. O SSR é mais rápido do que o relé eletromecânico; Além disso, como não há peças móveis que se desgastem e nem contatos que causem amassados ​​ou depósitos de carbono, o SSR tem uma vida útil mais longa e resistência de saída constante, independentemente do uso.

Os semicondutores de potência consistem em dispositivos discretos separados ou geralmente circuitos integrados dispostos em bandas planas que são usados ​​como interruptores ou retificadores para aplicações de alta corrente ou alta tensão, como fontes de alimentação de modo de comutação. Alguns dispositivos de energia comuns incluem diodos de energia, tiristores, MOSFEts e transistores bipolares de porta isolada (IGBT).

Radiadores e remoção de calor de semicondutores

Como os semicondutores não funcionam bem em altas temperaturas, os dispositivos de energia em SSR requerem radiadores para eliminar o calor gerado por altas temperaturas e ciclos térmicos. A embalagem fornece um meio de remover o calor dos dispositivos semicondutores, conduzindo-o para o ambiente externo. Conectar a fonte de alimentação ao radiador também elimina o calor das perdas operacionais. Além disso, o encapsulamento ajuda a tornar os dispositivos semicondutores menos sensíveis a fatores como choque mecânico, vibração, umidade e campos magnéticos externos.

O encapsulamento é comumente usado para criar pacotes para componentes semicondutores, incluindo aqueles que usam componentes de tira plana. O encapsulamento da vedação também pode ser obtido posicionando o chip semicondutor na cavidade da embalagem e puxando o vácuo. Em seguida, é selado com uma tampa de cerâmica ou metal.

Assim como acontece com as vedações de vidro com metal, é importante garantir que a expansão térmica do material de embalagem seja compatível com a dos dispositivos semicondutores de silício. Também é fundamental garantir que a tira plana de carbono esteja livre de rachaduras, rachaduras ou outras condições de superfície que possam comprometer a integridade da embalagem selada. A inspeção visual cuidadosa e o teste de corrente parasita (ECT) podem ser realizados na banda plana para garantir que ela esteja livre de defeitos superficiais e sub-superficiais. (Você pode ler mais sobre ECT em nosso blog anterior - ou melhor ainda, ligue para uma empresa de corte de metal!

Além disso, se a resina for injetada diretamente nos componentes eletrônicos, é importante garantir que o equipamento de fabricação de precisão seja devidamente programado para fornecer a proporção certa de materiais e formar um pacote à prova de gás sem danificar os delicados dispositivos semicondutores internos.

Sele o envelope com um interruptor de mercúrio

Outro tipo de dispositivo eletrônico que geralmente é furado é uma chave de mercúrio. Como o nome sugere, os interruptores de mercúrio usam uma pequena quantidade de mercúrio líquido para ligar e desligar os circuitos. Como até mesmo uma gota de mercúrio é muito sensível à gravidade, o mercúrio fornece recursos de detecção exclusivos para mecanismos de comutação simples de baixa força.

A chave de mercúrio consiste em um conjunto de contatos elétricos com uma caixa de vidro lacrada contendo uma conta de mercúrio; O envelope também pode conter ar, gases inertes ou vácuo. Quando a chave é inclinada, a chave de mercúrio completa ou desconecta o circuito, fazendo com que o mercúrio entre em contato com ou se afaste de um conjunto de contatos. Os interruptores podem conter vários conjuntos de contatos que fecham diferentes contatos em diferentes ângulos para detectar o movimento em diferentes direções.

Como o mercúrio é um metal tóxico, seu uso e descarte são estritamente regulamentados e substituíram muitas aplicações anteriores de interruptores de mercúrio ao longo dos anos. Por exemplo, seu uso em carros novos - para coisas como controles de iluminação e sistemas de freio antitravamento - foi descontinuado nos Estados Unidos há mais de uma década. No entanto, os interruptores de mercúrio ainda desempenham um papel valioso em dispositivos de segurança, como interruptores de inclinação usados ​​para alertar o equipamento de construção sobre rollops ou rollops. Em aviões, os indicadores elétricos de atitude (também conhecidos como horizontes artificiais) ainda usam interruptores de mercúrio para manter o eixo do giroscópio perpendicular. Os interruptores de mercúrio também são usados ​​como alarmes de inclinação em algumas máquinas de venda automática, ativando interruptores para soar um alarme quando a máquina balança ou inclina.

Linha de fundo hermética

Quer estejamos falando sobre vidro ligado a metal em lâmpadas, encapsulamento de semicondutor com tiras planas em relés de estado sólido ou o envelope em interruptores de mercúrio, garantir a vedação é essencial para a vedação do ar. Trabalhar com os parceiros certos ajuda a garantir que esses principais componentes e processos eletrônicos sejam testados na cadeia de suprimentos para produzir os resultados finais desejados.

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