Sello: encapsulado y cinta plana en interruptores y relés

Más formas de crear sellos herméticos en dispositivos electrónicos

La última vez, hablamos sobre la importancia del sellado de vidrio al vacío para el sellado de metales en productos electrónicos. De manera similar, un método llamado encapsulación (también conocido como encapsulación) se usa comúnmente para crear paquetes herméticamente sellados para dispositivos de conmutación electrónicos, incluidas tiras planas en semiconductores utilizados en relés de estado sólido.

¿Qué es macetas?

En el encapsulado, los componentes o conjuntos electrónicos están completamente encapsulados en compuestos sólidos o gelatinosos que brindan resistencia a golpes y vibraciones, así como protección contra el polvo y otros contaminantes, así como contra la humedad y los agentes de corrosión. El método generalmente implica sumergir o inyectar componentes electrónicos en un dieléctrico líquido (como silicona, epoxi o poliuretano) y curarlos. Para un envasado sin huecos, el producto se puede colocar en una cámara de vacío mientras la resina permanece líquida; El vacío se tira y se mantiene para extraer aire de la cavidad y la resina, y luego se libera de modo que la presión atmosférica colapsa los huecos y fuerza a la resina líquida a entrar en las mismas esquinas y grietas.

El encapsulado dieléctrico se usa ampliamente para propiedades electrónicas y para proteger componentes electrónicos de estado sólido de daños ambientales y mecánicos; Como ventaja adicional, el encapsulado a menudo proporciona la estructura para mantener unidos los componentes.

Tiras planas y semiconductores: la potencia detrás de los relés de estado sólido

Hoy en día, muchas aplicaciones de conmutación utilizan relés de estado sólido (SSR) para controlar y completar los circuitos de potencia, utilizando un dispositivo semiconductor de potencia en una cinta plana para conmutar la corriente hasta aproximadamente 100 amperios. SSR es más rápido que el relé electromecánico; Además, debido a que no hay partes móviles que se desgasten ni contactos que causen abolladuras o depósitos de carbón, el SSR tiene una vida útil más larga y una resistencia de salida constante independientemente del uso.

Los semiconductores de potencia consisten en dispositivos discretos separados o normalmente circuitos integrados dispuestos en bandas planas que se utilizan como interruptores o rectificadores para aplicaciones de alta corriente o alta tensión, como fuentes de alimentación en modo de conmutación. Algunos dispositivos de potencia comunes incluyen diodos de potencia, tiristores, MOSFEts y transistores bipolares de puerta aislada (IGBT).

Radiadores y eliminación de calor de semiconductores

Dado que los semiconductores no funcionan bien a altas temperaturas, los dispositivos de potencia en SSR requieren radiadores para eliminar el calor generado por altas temperaturas y ciclos térmicos. El embalaje proporciona un medio para eliminar el calor de los dispositivos semiconductores conduciéndolo al entorno externo. La conexión de la unidad de suministro de energía al radiador también elimina el calor de las pérdidas operativas. Además, la encapsulación ayuda a que los dispositivos semiconductores sean menos sensibles a factores como golpes mecánicos, vibraciones, humedad y campos magnéticos externos.

El encapsulado se usa comúnmente para crear paquetes para componentes semiconductores, incluidos aquellos que usan componentes de tira plana. La encapsulación del sello también se puede lograr colocando el chip semiconductor en la cavidad del paquete y tirando del vacío. Luego se sella con una tapa de cerámica o metal.

Al igual que con los sellos de vidrio a metal, es importante asegurarse de que la expansión térmica del material de embalaje sea compatible con la de los dispositivos semiconductores de silicio. También es fundamental asegurarse de que la tira de carbono plana no tenga grietas, grietas u otras condiciones de la superficie que puedan comprometer la integridad del paquete sellado. Se puede realizar una inspección visual cuidadosa y una prueba de corrientes parásitas (ECT) en la banda plana para asegurarse de que esté libre de defectos superficiales y subsuperficiales. (Puede leer más sobre ECT en nuestro blog anterior, o mejor aún, ¡llame a una empresa de corte de metales!

Además, si se inyecta resina de posado directamente en los componentes electrónicos, es importante asegurarse de que el equipo de fabricación de precisión esté programado correctamente para proporcionar la proporción correcta de materiales y formar un paquete hermético a los gases sin dañar los delicados dispositivos semiconductores del interior.

Selle el sobre con un interruptor de mercurio

Otro tipo de dispositivo electrónico que generalmente se caza furtivamente es un interruptor de mercurio. Como sugiere el nombre, los interruptores de mercurio utilizan una pequeña cantidad de mercurio líquido para encender y apagar los circuitos. Debido a que incluso una gota de mercurio es muy sensible a la gravedad, el mercurio proporciona capacidades de detección únicas para mecanismos de conmutación simples de baja fuerza.

El interruptor de mercurio consta de un conjunto de contactos eléctricos con una caja de vidrio sellada que contiene una perla de mercurio; La envoltura también puede contener aire, gases inertes o vacío. Cuando se inclina el interruptor, el interruptor de mercurio completa o desconecta el circuito, lo que hace que el mercurio entre en contacto o se aleje de un conjunto de contactos. Los interruptores pueden contener múltiples conjuntos de contactos que cierran diferentes contactos en diferentes ángulos para detectar el movimiento en diferentes direcciones.

Debido a que el mercurio es un metal tóxico, su uso y eliminación están estrictamente regulados y han reemplazado muchas aplicaciones anteriores de interruptores de mercurio a lo largo de los años. Por ejemplo, su uso en automóviles nuevos, para cosas como controles de iluminación y sistemas de frenos antibloqueo, se suspendió en los Estados Unidos hace más de una década. Sin embargo, los interruptores de mercurio siguen desempeñando un papel valioso en los dispositivos de seguridad, como los interruptores de inclinación que se utilizan para advertir a los equipos de construcción de vuelcos o vuelcos. En los aviones, los indicadores eléctricos de actitud (también conocidos como horizontes artificiales) todavía usan interruptores de mercurio para mantener perpendicular el eje del giroscopio. Los interruptores de mercurio también se utilizan como alarmas de inclinación en algunas máquinas expendedoras, activando interruptores para hacer sonar una alarma cuando la máquina tiembla o se inclina.

Resultado final hermético

Ya sea que estemos' estamos hablando de vidrio adherido al metal en bombillas, encapsulación de semiconductores con tiras planas en relés de estado sólido o envoltura en interruptores de mercurio, asegurar el sellado es esencial para la estanqueidad. Trabajar con los socios adecuados ayuda a garantizar que estos componentes y procesos electrónicos clave se prueben en la cadena de suministro para producir los resultados finales deseados.

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