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Scellage hermétique de boîtiers électroniques

Les composants de précision, boîtiers RF, les appareils optoélectroniques et les capteurs qui doivent pouvoir résister aux conditions climatiques difficiles peuvent être scellés dans des boîtiers métalliques. AMADA WELD TECH conçoit l’équipement permettant de sceller ces boîtiers métalliques au moyen du soudage et du brasage. La source de chaleur pour ce procédé peut être un courant électrique ou une lumière laser. Le joint peut être fabriqué dans le cadre d’une série de points de chevauchement en tant qu'une ou plusieurs lignes droites ou circulaires ou en tant que circonférence complète en un cordon de soudure.

Ces technologies sont connues comme le soudage par résistance, le soudage à bouton, soudage rotatif, le scellage en continu, le brasage et le soudage laser. AMADA WELD TECH fournit des produits pour ces procédés sous les marques MIYACHI, MIYACHI UNITEK et MIYACHI BENCHMARK.         

Étapes de traitement

Dans tous les cas, la base du boîtier est bien positionnée. À ce stade, les éléments internes sont déjà en place ou seront placés dans cette position. Le couvercle sera positionné ou sera prépositionné à l’étape précédente. Une fois que le couvercle, les éléments internes et la base sont en place, vous pouvez vous occuper de l’atmosphère interne. Une fois l’atmosphère interne correcte et les pièces alignées et mises en place, le raccord peut être réalisé. AMADA WELD TECH offre des équipements pour toutes les étapes du traitement : étuvage, atmosphère, manipulation, mise en place et alignement du couvercle et assemblage définitif.

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Supercondensateur de soudage laser

Sources de chaleur

Les sources de chaleur peuvent être générées en faisant passer du courant électrique dans le boîtier et en utilisant sa résistance électrique. La lumière concentrée peut également être dirigée sur le boîtier pour que le métal du boîtier absorbe la lumière et chauffe.

L’énergie et le courant électrique peuvent être aussi élevés que 10 000 joules ou 50 000 ampères et générés en envoyant du courant CC ou CA dans les pièces. Le temps de chauffe est généralement très court, de l’ordre de quelques millisecondes. Le courant peut être de l’« énergie directe » provenant du secteur et circulant en temps réel par l’alimentation électrique. Du courant CC est utilisé pour une précision maximale du processus et pour le contrôle du courant. Le courant CA a un temps de chauffe minimal plus long (10 ms ou plus) et constitue une technologie plus simple. Le courant CA peut également être chargé dans de grands condensateurs (soudage par résistance avec décharge du condensateur). Cette méthode est généralement utilisée pour les courants plus importants. AMADA WELD TECH fabrique et fournit tous ces types d’équipements électriques de soudage par résistance.

L’énergie de la lumière est généralement créée à l’aide d’un laser. Le laser a un faisceau collimaté avec une longueur d’onde unique. Par conséquent, il peut être dirigé sur un petit point et avec une densité d’énergie suffisante pour fusionner les métaux. Le rayon laser se déplace le long de la circonférence du couvercle pour créer un joint. Le laser peut être enclenché en permanence (laser à onde entretenue) ou pulsé par des impulsions de quelques millisecondes. Ces types de lasers sont des lasers Nd-YAG pulsés, les lasers à fibre pulsés (laser à onde quasi-entretenue ou QCW) et lasers à fibres à onde quasi-entretenue (ou lasers à fibres CW).

Ces lasers ont une longueur d’onde généralement comprise entre 1 060 et 1 070 nm. Néanmoins, les longueurs d’onde plus courtes sont avantageuses pour certaines applications, puisqu’elles sont produites par des lasers YAG à fréquence double. Miyachi fabrique et fournit tous ces types de laser.

Types de raccord

Le raccord est soit fait en une fois, soit dans une ligne progressant autour de la circonférence. Cette ligne peut être une ligne continue ou se composer de points de chevauchement. Généralement, les boîtiers plus petits jusqu’à 25 mm x 25 mm sont raccordés en une fois (TO-9) alors que les boîtiers plus larges sont soudés en ligne, autour de la circonférence. Cette technologie n’a pas de limite supérieure en matière de dimensions, mais la plupart des boîtiers sont inférieurs à 250 mm x 250 mm

Le soudage à bouton est un raccord dont la ligne est surélevée. Cette ligne surélevée ou bouton est utilisé pour concentrer l’énergie électrique. Cela améliore la qualité du raccord et réduit l’énergie nécessaire à sa soudure.

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Soudure en continu sur boîtier électronique

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Scellage hermétique de styles TO, UM et HC

Bridage

Lors du processus de soudage par résistance, le couvercle et le boîtier sont maintenus avec une électrode. Cette électrode positionne les pièces, les alimente en courant électrique et rassemble les pièces. L’électrode peut avoir une forme ou une cavité lui permettant de maintenir le couvercle et la pièce de base. Ce peut aussi être une roue qui roule sur le raccord. Dans ce cas, le processus est appelé soudage électrique par scellage en continu.

Le soudage laser est un procédé sans contact. En d’autres termes, les pièces doivent être positionnées et serrées avec un outil externe. Généralement, cet outil maintient les pièces en place pour que le laser fasse quelques points de soudure ou joints autour de la circonférence. Après avoir effectué ces points et retiré l’outil, la couture peut être créée dans son intégralité.

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Soudage en continu sur supercondensateur

Atmosphère à l'intérieur du boîtier

L’atmosphère dans ces boîtiers peut être de l’air ambiant ou une atmosphère dédiée. Une atmosphère type dédiée peut être composée d’argon, d’azote, ou d’un mélange de gaz tel que l’argon et l’hélium en tant que renifleur pour détecter les fuites.

Cette atmosphère dédiée peut être déterminée avant, pendant ou après le soudage. Une boîte à gants grande dimension avec un four pour le séchage, la déshydratation, le durcissement des pièces avant le soudage est la plus communément utilisée. Au cours de la jointure, les pièces peuvent être rincées avec un écran de gaz inerte. Les pièces peuvent être soudées au laser à l’air ambiant avec un petit orifice ou une ligne intentionnellement laissée ouverte. Ces pièces peuvent être placées dans une petite chambre climatique et recevoir une atmosphère conditionnée. Les boîtiers peuvent être fermés avec le dernier joint fermant la couture et recevant ainsi le dernier point de soudure, visant à fermer un orifice d'aération préperforé ou souder une petite bille dans un petit orifice d’aération préperforé.

La pression dans cette cavité est généralement une pression ambiante normale (approximativement 1 bar), mais elle peut être aussi inférieure (pression à vide) ou supérieure (boîtier sous pression).

Les boîtiers sont généralement en acier inoxydable, en kovar (un alliage ferreux de nickel-cobalt) et en aluminium.

Procédé de raccordement

La soudure peut être une soudure pure (fusion de deux métaux ensemble), une brasure (fusion d’un troisième métal interposeur normalement présent en tant que revêtement) ou un brasage (mélange d’un troisième métal, dont la température de fusion basse n’excède pas 300 °C).

Pour de plus amples informations sur les matériaux et les procédés de raccord, reportez-vous à notre présentation technique :

Scellage laser en continu de boîtiers électroniques et optoélectroniques

 

 

 

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Scellage hermétique de styles TO, UM et HC

Alignement et automatisation

Un alignement passif peut être effectué au niveau des instruments des pièces en elles-mêmes, de l’instrument ou des électrodes. Un alignement passif est possible avec un système de caméra. La caméra peut être commandée par un opérateur ou un système de reconnaissance d’image dans lequel l’ordinateur aligne automatiquement les boîtiers. Cela valorise le système et optimise l’indépendance de l’opérateur et la précision du placement.

Ces pièces seront positionnées et raccordées avec un système MIYACHI EAPRO et une solution sera conçue et mise en œuvre pour alimenter des pièces vers et à partir du système. AMADA WELD TECH fournit une vaste gamme de solutions d’automatisation sous les marques MIYACHI UNITEK et MIYACHI EAPRO.

Applications de scellage hermétique

Les marchés et les produits varient des systèmes radar et antiradar pour la défense aux modules de navigation satellite pour l’aérospatiale, capteurs de pression pour l’automobile ou capteurs pour l'industrie électronique. On utilise généralement le scellage en continu dans la fabrication de capteurs, de composants radar, de boîtiers de batterie, de conducteurs pour cellules de film fins, de boîtiers de stimulateur cardiaque et de pompe à insuline.