Joint : Enrobage et ruban plat dans les commutateurs et les relais

Plus de façons de créer des joints hermétiques dans les appareils électroniques

La dernière fois, nous avons parlé de l'importance du scellage sous vide du verre par rapport au scellage du métal dans les produits électroniques. De même, une méthode appelée encapsulation (également connue sous le nom d'encapsulation) est couramment utilisée pour créer des boîtiers hermétiquement scellés pour les dispositifs de commutation électroniques, y compris les bandes plates dans les semi-conducteurs utilisés dans les relais à semi-conducteurs.

Qu'est-ce que le rempotage ?

Lors de l'enrobage, les composants ou assemblages électroniques sont entièrement encapsulés dans des composés solides ou gélatineux qui offrent une résistance aux chocs et aux vibrations, ainsi qu'une protection contre la poussière et d'autres contaminants, ainsi que contre l'humidité et les agents de corrosion. Le procédé consiste généralement à immerger ou à injecter des composants électroniques dans un diélectrique liquide (tel que du silicone, de l'époxy ou du polyuréthane) et à les durcir. Pour un enrobage sans vide, le produit peut être placé dans une chambre à vide pendant que la résine reste liquide ; Le vide est tiré et maintenu pour extraire l'air de la cavité et de la résine, puis relâché de sorte que la pression atmosphérique effondre les vides et force la résine liquide dans les coins et les fissures.

L'enrobage diélectrique est largement utilisé pour les propriétés électroniques et pour protéger les composants électroniques à semi-conducteurs des dommages environnementaux et mécaniques ; En prime, l'empotage fournit souvent la structure pour maintenir les composants ensemble.

Bandes plates et semi-conducteurs : la puissance derrière les relais à semi-conducteurs

De nombreuses applications de commutation utilisent aujourd'hui des relais à semi-conducteurs (SSR) pour contrôler et compléter le circuit d'alimentation - en utilisant un dispositif semi-conducteur de puissance sur un ruban plat pour commuter un courant jusqu'à environ 100 ampères. Le SSR est plus rapide que le relais électromécanique ; De plus, comme il n'y a aucune pièce mobile susceptible de s'user et aucun contact susceptible de provoquer des bosses ou des dépôts de carbone, le SSR a une durée de vie plus longue et une résistance de sortie constante quelle que soit l'utilisation.

Les semi-conducteurs de puissance sont constitués de dispositifs discrets séparés ou généralement de circuits intégrés disposés sur des bandes plates qui sont utilisés comme commutateurs ou redresseurs pour des applications à courant élevé ou à haute tension telles que les alimentations à découpage. Certains dispositifs d'alimentation courants comprennent les diodes de puissance, les thyristors, les MOSFets et les transistors bipolaires à grille isolée (IGBT).

Radiateurs et évacuation de la chaleur des semi-conducteurs

Étant donné que les semi-conducteurs ne fonctionnent pas bien à des températures élevées, les dispositifs d'alimentation des relais statiques nécessitent des radiateurs pour éliminer la chaleur générée par les températures élevées et les cycles thermiques. L'emballage fournit un moyen d'évacuer la chaleur des dispositifs semi-conducteurs en la conduisant vers l'environnement extérieur. Le raccordement du bloc d'alimentation au radiateur élimine également la chaleur des pertes de fonctionnement. De plus, l'encapsulation contribue à rendre les dispositifs à semi-conducteurs moins sensibles à des facteurs tels que les chocs mécaniques, les vibrations, l'humidité et les champs magnétiques externes.

L'enrobage est couramment utilisé pour créer des boîtiers pour les composants semi-conducteurs, y compris ceux qui utilisent des composants à bande plate. L'encapsulation du joint peut également être réalisée en positionnant la puce semi-conductrice dans la cavité du boîtier et en tirant le vide. Il est ensuite scellé avec un couvercle en céramique ou en métal.

Comme pour les joints verre-métal, il est important de s'assurer que la dilatation thermique du matériau d'emballage est compatible avec celle des dispositifs semi-conducteurs au silicium. Il est également essentiel de s'assurer que la bande de carbone plate est exempte de fissures, de fissures ou d'autres conditions de surface qui pourraient compromettre l'intégrité de l'emballage scellé. Une inspection visuelle minutieuse et des tests par courants de Foucault (ECT) peuvent être effectués sur la bande plate pour s'assurer qu'elle est exempte de défauts de surface et de sous-surface. (Vous pouvez en savoir plus sur l'ECT ​​dans notre blog précédent - ou mieux encore, appelez une entreprise de découpe de métal !

De plus, si la résine de pose est injectée directement dans les composants électroniques, il est important de s'assurer que l'équipement de fabrication de précision est correctement programmé pour fournir la bonne proportion de matériaux et former un boîtier étanche aux gaz sans endommager les dispositifs semi-conducteurs délicats à l'intérieur.

Sceller l'enveloppe avec un interrupteur à mercure

Un autre type d'appareil électronique qui est généralement braconné est un interrupteur à mercure. Comme son nom l'indique, les interrupteurs à mercure utilisent une petite quantité de mercure liquide pour allumer et éteindre les circuits. Parce que même une goutte de mercure est très sensible à la gravité, le mercure offre des capacités de détection uniques pour des mécanismes de commutation simples à faible force.

L'interrupteur à mercure se compose d'un ensemble de contacts électriques avec un boîtier en verre scellé contenant une bille de mercure ; L'enveloppe peut également contenir de l'air, des gaz inertes ou du vide. Lorsque l'interrupteur est incliné, l'interrupteur à mercure complète ou déconnecte le circuit, provoquant le contact du mercure avec ou l'éloignement d'un ensemble de contacts. Les commutateurs peuvent contenir plusieurs ensembles de contacts qui ferment différents contacts à différents angles pour détecter les mouvements dans différentes directions.

Le mercure étant un métal toxique, son utilisation et son élimination sont strictement réglementées et ont remplacé de nombreuses applications antérieures pour les interrupteurs au mercure au fil des ans. Par exemple, leur utilisation dans les nouvelles voitures - pour des choses comme les commandes d'éclairage et les systèmes de freinage antiblocage - a été abandonnée aux États-Unis il y a plus de dix ans. Cependant, les interrupteurs au mercure jouent toujours un rôle précieux dans les dispositifs de sécurité, tels que les interrupteurs à bascule utilisés pour avertir les équipements de construction des rollops ou des rollops. Sur les avions, les indicateurs d'attitude électriques (alias horizons artificiels) utilisent toujours des interrupteurs à mercure pour maintenir l'axe du gyroscope perpendiculaire. Les interrupteurs au mercure sont également utilisés comme alarmes d'inclinaison dans certains distributeurs automatiques, activant les interrupteurs pour déclencher une alarme lorsque la machine tremble ou s'incline.

Résultat inférieur étanche à l'air

Qu'il s'agisse de verre lié au métal dans les ampoules, d'encapsulation de semi-conducteurs avec des bandes plates dans des relais à semi-conducteurs ou d'enveloppe dans des interrupteurs au mercure, l'étanchéité est essentielle pour l'étanchéité à l'air. Travailler avec les bons partenaires permet de garantir que ces composants et processus électroniques clés sont testés dans la chaîne d'approvisionnement pour produire les résultats finaux souhaités.

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