Che cos'è un sigillo vetro-metallo?
Una guarnizione vetro-metallo è un modo per proteggere i componenti elettrici sigillandoli all'interno di vetro e metallo. Esistono due tipi di sigilli vetro-metallo. Le tenute abbinate utilizzano varietà di vetro e metallo con proprietà di espansione termica simili, mentre le tenute a compressione utilizzano materiali che rispondono al calore in modo diverso. La tecnica della tenuta vetro-metallo viene spesso utilizzata nei settori aerospaziale e militare, dove l'elettronica deve funzionare in condizioni ambientali difficili.
Lo scopo di un sigillo vetro-metallo è quello di creare un sigillo ermetico o ermetico attorno ai componenti elettronici. Ciò si ottiene posizionando l'elettronica all'interno di un componente di vetro che è circondato da una parte metallica. Il vetro viene formato mediante sinterizzazione. La sinterizzazione è un processo per creare una massa solida da elementi in polvere o frantumati riscaldando il materiale appena sotto il suo punto di fusione e quindi applicando una pressione per modellare il materiale. Ciò si traduce in un prodotto finale puro e uniforme.
Una guarnizione abbinata vetro-metallo è realizzata con materiali scelti per i loro simili coefficienti di dilatazione termica. Il coefficiente di dilatazione termica di un materiale è un valore che può essere inserito in una formula per scoprire quanto un materiale si espanderà per ogni grado di aumento della temperatura. L'uso di materiali abbinati significa che sia il vetro che il metallo si espandono e si contraggono allo stesso ritmo con il caldo e il freddo. Ciò garantisce che la guarnizione vetro-metallo non si rompa quando viene utilizzata nelle condizioni più estreme.
Le guarnizioni abbinate sono spesso realizzate utilizzando alloggiamenti e perni kovar (KV). Kovar è una lega di ferro, nichel e cobalto. È ideale perché ha un coefficiente di dilatazione termica simile al vetro in un ampio intervallo di temperature. La parte in vetro della guarnizione abbinata vetro-metallo è realizzata con vetro borosilicato, un vetro fatto di silice e ossido di boro. Le guarnizioni abbinate possono essere create in quasi tutte le forme.
Le tenute a compressione utilizzano un materiale dell'alloggiamento con un coefficiente di dilatazione termica superiore a quello del vetro. L'alloggiamento si contrae attorno al vetro mentre si solidifica. Esistono tre tipi di tenute a compressione: tenute a compressione in acciaio e acciaio inossidabile, tenute a compressione in ferro e tenute a compressione in lega numero 42. La lega numero 42 è una lega di nichel e piccole quantità di altri materiali. Il vetro in un sigillo di compressione è di solito un alcali di bario e i perni sono realizzati in nichel o ferro.