첨단 전자 소자 생산을 위한 진공 환경 활용

당기고, 밀봉하고, 잊어버리세요

백열 전구와 진공관의 발명과 함께 100여 년 전 진공은 제조업의 주요 도구가 되었습니다. 오늘날 보잘것없는 전구는 CFL과 LED의 도전을 받고 있습니다. 그리고 디지털 전자공학과 반도체의 비용 효율성, 소형화, 향상된 효율성과 신뢰성 덕분에 진공관은 몇 가지 틈새 애플리케이션을 제외하면 과거의 유물이 되었습니다.

그러나 진공 분위기를 생성하는 공정은 여전히 매우 활발합니다 — 사실, 전자 부품 제조의 필수적인 부분입니다.

진공 분위기의 반복 생산 vs 일회성 생산

작업을 수행하기 위해 진공을 반복적으로 당기는 애플리케이션이 여러 있습니다. 예를 들어 제품 표면 코팅에 사용되는 진공 금속화 코일, 진공에서 작동하는 주사 전자 현미경(SEM), 연료나 기타 액체 이동용 펌핑 시스템, 심지어 일반적인 진공청소기도 있습니다. 다만 진공청소기는 일반적으로 기압을 약 20%만 낮출 만큼의 흡입력만 생성하므로, 기껏해야 부분 진공입니다.

그러나 진공 분위기의 또 다른 용도가 있습니다 — 바로 진공을 한 번 당기고 밀봉한 뒤 다시는 신경 쓰지 않아도 되는 다양한 제조 공정입니다. 진입점이나 출구점이 없는 밀봉된 유리 구조체가 필요한 애플리케이션에서 이 일회성 진공 분위기 생산이 사용됩니다.

진공 챔버와 리니어 진공

진공 분위기는 일반적으로 두 가지 방식으로 생성됩니다 — 진공 챔버 또는 리니어 진공 장치를 사용하여. 진공 챔버에서는 펌프를 사용해 단단한(보통 금속) 인클로저에서 공기와 기타 기체를 제거하여 챔버 내부에 저압 환경을 만듭니다. 이 유형의 진공 분위기는 물리 실험과 공기 없는 환경(예: 우주)에서 작동해야 하는 장치 테스트, 진공 증착 및 진공 건조 같은 공정에 일반적으로 사용됩니다. 또한 반도체 제조에 필수적인 공기 및 오염 물질 없는 환경을 제공합니다.

또한 지난 블로그에서 언급했듯, 진공 챔버는 일회성 포팅(캡슐화) 공정에서 고체 상태 릴레이에 사용되는 반도체 같은 전자 부품 주위에 보이드 없는 밀봉을 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 반도체 다이를 패키지 캐비티에 배치하고 진공을 당긴 후 세라믹 또는 금속 캡으로 패키지를 밀봉하여 파워 반도체 장치의 일회성 허메틱 밀봉도 달성할 수 있습니다.

이것이 리니어 진공으로 이어집니다. 외부 진공 펌프를 모세관 튜빙을 통해 장치에 연결하여 진공을 당긴 후 밀봉하는 방식입니다. 이 유형의 진공 분위기는 학교에 들고 다니던 보온병의 단열층을 담당합니다. HVAC 세계에서 난방 또는 냉방 시스템 제작은 리니어 진공을 사용하여 열 차단을 형성하고, 시스템 작동과 성능을 저해할 수 있는 공기, 기타 기체, 수분, 오염 물질을 제거합니다. (또한 설치나 서비스 중 주변 환경에 개방된 공조 또는 냉동 시스템도 진공 펌핑을 사용해 적절히 배기하여 탈가스 및 탈수해야 합니다.)

진공 분위기용 모세관 튜빙의 사용

모세관 튜빙은 진공 분위기를 당기는 공정에 필요한 매우 두꺼운 벽과 작은 내경(ID)을 제공할 수 있습니다. 이 목적을 위해 선택된 모세관 튜빙의 금속은 쉽게 열성형 가능하고 단단하고 누출 없는 밀봉을 형성하도록 크림핑(crimping)할 수 있을 만큼 부드러워야 합니다. 또한 모세관 튜빙이 다음을 갖추었는지 확인해야 합니다:

• 버, 이물질, 막힘 없이 매우 깨끗한 내경 — 튜브를 막거나 생산을 오염시킬 수 있음
• 외경(OD) 누출 없음
• 진공 당김 후 내경(ID) 누출 없음
• 자체적으로 야금적으로 결합되어 누출 없는 자체 밀봉을 형성할 수 있는 능력

좋은 설계와 부품의 신중한 검사를 결합하면 진공 분위기가 기밀임을 보장하는 데 큰 도움이 됩니다. 올바른 파트너와 협력하면 부품과 공정이 공급망 전반에서 테스트되어 제조 니즈, 생산 마감일, 품질 표준을 충족하는지 확인하는 데도 도움이 됩니다.

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