Hva er en glass-til-metall tetning?
En glass-til-metallforsegling er en måte å beskytte elektriske komponenter ved å forsegle dem i glass og metall. Det er to typer glass-til-metall-tetninger. Matchede tetninger bruker varianter av glass og metall som har lignende termiske ekspansjonsegenskaper, mens kompresjonsforseglinger bruker materialer som reagerer på varme på en annen måte. Glass-til-metall-forseglingsteknikken brukes ofte i luftfart og militær sektor, der elektronikk trenger å utføre under tøffe miljøforhold.
Formålet med en glass-til-metall-tetning er å lage en lufttett eller hermetisk tetning rundt de elektroniske komponentene. Dette oppnås ved å plassere elektronikken inne i en glasskomponent som er omgitt av en metalldel. Glasset dannes ved bruk av sintring. Sintring er en prosess for å skape en solid masse ut av pulveriserte eller knuste elementer ved å varme opp materialet til rett under smeltepunktet og deretter påføre trykk for å forme materialet. Dette resulterer i et rent, ensartet sluttprodukt.
En matchet glass-til-metall-tetning er laget av materialer som er valgt for deres lignende termiske ekspansjonskoeffisienter. Den termiske ekspansjonskoeffisienten til et materiale er en verdi som kan kobles til en formel for å finne ut hvor mye et materiale vil utvide for hver grad av temperaturøkning. Bruk av matchede materialer betyr at både glasset og metallet vil ekspandere og trekke seg sammen i samme takt med varme og kulde. Dette sikrer at glass-til-metallforseglingen ikke går i stykker når den brukes under de mest ekstreme forhold.
Matchte tetninger lages ofte ved hjelp av kovarhus (KV) og pinner. Kovar er en legering laget av jern, nikkel og kobolt. Det er ideelt fordi det har en termisk ekspansjonskoeffisient som ligner glass over et bredt temperaturområde. Glassdelen av den matchende glass-til-metallforseglingen er laget med borosilikatglass, et glass laget av silika og boroksyd. Matchede seler kan lages i nesten alle former.
Kompresjonsforseglinger bruker et husmateriale som har en termisk ekspansjonskoeffisient som er høyere enn glassets. Huset trekker seg sammen rundt glasset når det stivner. Det er tre typer kompresjonsforseglinger: stål og rustfritt stål kompresjonsforsegling, jernkompresjonstetninger og nummer 42 legeringskompresjonstetninger. Legering nummer 42 er en legering laget av nikkel og små mengder andre materialer. Glasset i en kompresjonsforsegling er vanligvis en bariumalkali, og pinnene er laget av enten nikkel eller jern.