Hvad er en glas-til-metal tætning?

En glas-til-metal-tætning er en måde at beskytte elektriske komponenter ved at forsegle dem i glas og metal. Der er to typer glas-til-metal-tætninger. Matchede sæler bruger varianter af glas og metal, der har lignende termiske ekspansionsegenskaber, mens kompressionstætninger bruger materialer, der reagerer på varmen forskelligt. Glas-til-metal-tætningsteknikken bruges ofte i luftfartssektoren og militære sektorer, hvor elektronik skal udføres under barske miljøforhold.

Formålet med en glas-til-metal tætning er at skabe en lufttæt eller hermetisk tætning omkring de elektroniske komponenter. Dette opnås ved at placere elektronikken inde i en glaskomponent, der er omgivet af en metaldel. Glasset dannes ved hjælp af sintring. Sintering er en proces til at skabe en fast masse ud af pulveriserede eller knuste elementer ved at opvarme materialet til lige under dets smeltepunkt og derefter påføre tryk for at forme materialet. Dette resulterer i et rent, ensartet slutprodukt.

En matchet glas-til-metal tætning er lavet af materialer, der er valgt til deres lignende termiske ekspansionskoefficienter. Den termiske ekspansionskoefficient for et materiale er en værdi, der kan tilsluttes en formel for at finde ud af, hvor meget et materiale vil ekspandere for hver grad af temperaturstigning. Brug af matchede materialer betyder, at både glasset og metallet vil ekspandere og sammentrykke i samme hastighed med varme og kulde. Dette sikrer, at glas-til-metal-tætningen ikke går i stykker, når den bruges under de mest ekstreme forhold.

Matchede tætninger fremstilles ofte ved hjælp af kovar (KV) huse og stifter. Kovar er en legering lavet af jern, nikkel og kobolt. Det er ideelt, fordi det har en termisk udvidelseskoefficient, der ligner glas over et bredt temperaturområde. Den glasdel af den glas-til-metal-matchede tætning fremstilles ved hjælp af borosilikatglas, et glas lavet af silica og boroxid. Matchede sæler kan oprettes i næsten enhver form.

Kompressionstætninger bruger et husmateriale, der har en termisk ekspansionskoefficient, der er højere end glassets. Huset trækkes sammen omkring glasset, når det stivner. Der er tre typer komprimeringsforseglinger: stål- og rustfrit stålkomprimeringsforseglinger, jernkompressionsforseglinger og nummer 42-legeringskomprimeringsforseglinger. Legering nummer 42 er en legering lavet af nikkel og små mængder af andre materialer. Glaset i en komprimeringstætning er normalt en bariumalkali, og stifterne er lavet af enten nikkel eller jern.