シール：スイッチとリレーのポッティングとフラットテープ

電子機器に気密シールを作成するその他の方法

前回は、電子製品の金属シールに対する真空シールガラスの重要性についてお話しました。 同様に、カプセル化（カプセル化とも呼ばれる）と呼ばれる方法は、ソリッドステートリレーで使用される半導体のフラットストリップを含む、電子スイッチングデバイス用の密閉パッケージを作成するために一般的に使用されます。

ポッティングとは何ですか？

ポッティングでは、電子部品またはアセンブリは、耐衝撃性と耐振動性を提供するだけでなく、ほこりやその他の汚染物質、湿気や腐食剤からの保護を提供する固体またはゼラチン状の化合物で完全にカプセル化されます。 この方法は、通常、電子部品を液体誘電体（シリコーン、エポキシ、ポリウレタンなど）に浸漬または注入し、それらを硬化させることを含みます。 ボイドのないポッティングの場合、樹脂を液体のままにしたまま、製品を真空チャンバーに入れることができます。 真空を引いて維持し、空洞と樹脂から空気を引き出します。次に、大気圧によってボイドが崩壊し、液体樹脂が非常に角や亀裂に押し込まれるように解放されます。

誘電体ポッティングは、電子特性のため、およびソリッドステート電子部品を環境的および機械的損傷から保護するために広く使用されています。 追加のボーナスとして、ポッティングは多くの場合、コンポーネントを一緒に保持するための構造を提供します。

フラットストリップと半導体：ソリッドステートリレーの背後にある力

今日の多くのスイッチングアプリケーションは、ソリッドステートリレー（SSR）を使用して電源回路を制御および完成させます。フラットリボン上のパワー半導体デバイスを使用して、最大約100アンペアの電流を切り替えます。 SSRは電気機械式リレーよりも高速です。 さらに、摩耗する可動部品がなく、へこみやカーボン堆積を引き起こす接点がないため、SSRは使用に関係なく長寿命で一定の出力抵抗を備えています。

パワー半導体は、スイッチングモード電源などの高電流または高電圧アプリケーションのスイッチまたは整流器として使用されるフラットバンド上に配置された個別のディスクリートデバイスまたは通常は集積回路で構成されます。 一般的なパワーデバイスには、パワーダイオード、サイリスタ、MOSFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）などがあります。

ラジエーターと半導体からの熱除去

半導体は高温では十分に機能しないため、SSRのパワーデバイスには、高温と熱サイクルによって発生する熱を排除するためのラジエーターが必要です。 パッケージングは​​、半導体デバイスを外部環境に伝導することにより、半導体デバイスから熱を除去する手段を提供します。 電源ユニットをラジエーターに接続すると、動作損失による熱も排除されます。 さらに、カプセル化により、半導体デバイスは、機械的衝撃、振動、湿度、外部磁場などの要因に対する感度が低くなります。

ポッティングは、フラットストリップコンポーネントを使用するものを含む、半導体コンポーネントのパッケージを作成するために一般的に使用されます。 半導体チップをパッケージの空洞に配置し、真空を引くことによっても、シールのカプセル化を実現できます。 次に、セラミックまたは金属の蓋で密閉します。

ガラスと金属のシールと同様に、パッケージ材料の熱膨張がシリコン半導体デバイスの熱膨張と互換性があることを確認することが重要です。 平らなカーボンストリップに、密封されたパッケージの完全性を損なう可能性のある亀裂、亀裂、またはその他の表面状態がないことを確認することも重要です。 フラットバンドに対して注意深い目視検査と渦電流探傷試験（ECT）を実行して、表面および表面下の欠陥がないことを確認できます。 （ECTの詳細については、以前のブログをご覧ください。さらに良いのは、金属切削会社に電話することです。

さらに、ポージング樹脂を電子部品に直接注入する場合は、内部の繊細な半導体デバイスに損傷を与えることなく、適切な比率の材料を提供し、気密パッケージを形成するように精密製造装置が適切にプログラムされていることを確認することが重要です。

水銀スイッチで封筒を密封します

通常密猟される別のタイプの電子機器は、水銀スイッチです。 名前が示すように、水銀スイッチは少量の液体水銀を使用して回路のオンとオフを切り替えます。 一滴の水銀でさえ重力に非常に敏感であるため、水銀は単純な低力スイッチングメカニズムに独自の検知機能を提供します。

水銀スイッチは、水銀ビーズを含む密閉ガラスケースとの電気接点のセットで構成されています。 エンベロープには、空気、不活性ガス、または真空が含まれている場合もあります。 スイッチを傾けると、水銀スイッチが回路を完成または切断し、水銀が一連の接点に接触したり、接点から離れたりします。 スイッチには、さまざまな方向の動きを感知するためにさまざまな角度でさまざまな接点を閉じる複数の接点のセットを含めることができます。

水銀は有毒金属であるため、その使用と廃棄は厳しく規制されており、長年にわたって水銀スイッチの以前の多くの用途に取って代わりました。 たとえば、照明制御やアンチロックブレーキシステムなどの新車での使用は、10年以上前に米国で廃止されました。 ただし、水銀スイッチは、建設機械にロールモップスまたはロールモップスを警告するために使用されるチルトスイッチなどの安全装置で依然として重要な役割を果たします。 飛行機では、電気姿勢指示器（別名人工水平儀）は依然として水銀スイッチを使用してジャイロスコープの軸を垂直に保ちます。 水銀スイッチは、一部の自動販売機の傾斜アラームとしても使用され、機械が揺れたり傾いたりしたときにスイッチをアクティブにしてアラームを鳴らします。

気密ボトムライン

&＃39;電球の金属に接着されたガラス、ソリッドステートリレーのフラットストリップによる半導体カプセル化、または水銀スイッチのエンベロープのいずれについて話している場合でも、気密性にはシーリングの確保が不可欠です。 適切なパートナーと協力することで、これらの主要な電子コンポーネントとプロセスがサプライチェーンでテストされ、望ましい最終結果が得られるようになります。

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