電子デバイス製造における真空雰囲気の利用

引っ張って、封印して、忘れる

1 世紀以上前の白熱電球と真空管の発明により、真空は主要なツールになりました。製造中。今日、低価格の電球は、CFL と LED によって覇権を争われています。また、デジタル エレクトロニクスと半導体の費用対効果、コンパクトなサイズ、効率と信頼性の向上により、真空管はほとんど過去のものになりました (いくつかのニッチ アプリケーションを除く)。

それでも、真空雰囲気を作り出すプロセスはまだ非常に活発です。実際、これは電子部品製造の重要な部分です。

真空雰囲気の繰り返し生成と 1 回限りの生成

タスクを達成するために真空が繰り返し引き出される多くのアプリケーションがあります。いくつかの例には、製品表面のコーティングに使用される真空メタライジング コイルが含まれます。真空中で動作する走査型電子顕微鏡（SEM）。燃料またはその他の液体を移動するために使用されるポンプシステム。一般的な掃除機でさえ、通常、空気圧を約 20% 下げるのに十分な吸引力しか生成しないため、せいぜい部分的な掃除機にすぎません.

ただし、真空雰囲気には別の用途があります。具体的には、一度真空に引いて密閉し、再考する必要がないさまざまな製造プロセスです。この真空雰囲気の 1 回限りの生成は、入口または出口のない密閉ガラス構造を必要とするアプリケーションで使用されます。

真空チャンバーと線形真空

真空雰囲気は、通常、真空チャンバーまたは線形真空装置のいずれかを使用して作成されます。真空チャンバーでは、ポンプを使用して剛性 (通常は金属) の筐体から空気やその他のガスを除去し、チャンバー内を低圧環境にします。このタイプの真空雰囲気は、空気のない環境 (宇宙空間など) で機能する必要があるデバイスの物理実験やテスト、および真空蒸着や真空乾燥などのプロセスに一般的に使用されます。また、半導体の製造に不可欠な空気や汚染物質のない環境も提供します。

さらに、前回のブログで説明したように、1 回限りのポッティング (カプセル化) プロセスで真空チャンバーを使用して、ソリッド ステート リレーで使用される半導体などの電子部品の周囲にボイドのないシールを作成できます。パワー半導体デバイスの 1 回限りのハーメチック シーリングは、パッケージのキャビティ内に半導体ダイを配置し、真空引きし、セラミックまたは金属キャップでパッケージをシーリングすることによっても達成できます。

これにより、線形真空が得られます。この場合、キャピラリー チューブを介してデバイスに接続された外部真空ポンプを使用して真空が引き出され、その後密閉されます。学校に持って行った魔法瓶の断熱層は、このような真空雰囲気が原因です。 HVAC の世界では、加熱または冷却システムの製造に線形真空を使用して熱バリアを形成し、システムの動作と性能を損なう可能性のある空気やその他のガス、湿気、および汚染物質をユニットから取り除きます。 (さらに、設置またはサービス中に周囲環境に開放された空調または冷蔵システムも、真空ポンプを使用してシステムのガス抜きと脱水を行い、適切に排気する必要があります。)

真空雰囲気でのキャピラリー チューブの使用

キャピラリー チューブは、真空雰囲気を引き出すプロセスに必要な非常に厚い壁と小さな内径 (ID) を提供できます。この目的のために、キャピラリー チューブに選択される金属は、容易に熱成形でき、しっかりと漏れのないシールを形成するために圧着できるほど十分に柔らかくなければなりません。さらに、キャピラリー チューブに以下が含まれていることを確認する必要があります。

• 非常にきれいな ID。チューブを詰まらせたり生産を汚染したりする可能性のあるバリ、破片、詰まりがない
• 外径 (OD) 漏れなし
• 真空引き後の ID リークなし
• それ自体に冶金学的に結合して、漏れのないセルフシールを形成する能力

優れた設計と部品の入念な検査を組み合わせることで、真空雰囲気の気密性を確保することができます。適切なパートナーと協力することで、部品とプロセスがサプライ チェーン全体で確実にテストされ、製造ニーズ、生産期限、品質基準を満たすことができます。

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