Co to jest uszczelnienie szkło-metal?

Uszczelnienie szkło-metal jest sposobem ochrony elementów elektrycznych poprzez uszczelnienie ich w szkle i metalu. Istnieją dwa rodzaje uszczelnień szkło-metal. Dopasowane uszczelki wykorzystują odmiany szkła i metalu, które mają podobne właściwości rozszerzalności cieplnej, podczas gdy uszczelnienia ściskane wykorzystują materiały, które reagują na ciepło w różny sposób. Technika uszczelniania szkło-metal jest często stosowana w przemyśle lotniczym i wojskowym, gdzie elektronika musi działać w trudnych warunkach środowiskowych.

Uszczelnienie szkło-metal ma na celu stworzenie hermetycznego lub hermetycznego uszczelnienia wokół elementów elektronicznych. Odbywa się to poprzez umieszczenie elektroniki wewnątrz szklanego elementu, który jest otoczony metalową częścią. Szkło formuje się za pomocą spiekania. Spiekanie jest procesem tworzenia stałej masy ze sproszkowanych lub pokruszonych elementów przez podgrzanie materiału tuż poniżej jego temperatury topnienia, a następnie zastosowanie nacisku w celu ukształtowania materiału. Daje to czysty, jednolity produkt końcowy.

Dopasowane uszczelnienie szkło-metal wykonane jest z materiałów wybranych ze względu na podobne współczynniki rozszerzalności cieplnej. Współczynnik rozszerzalności cieplnej materiału jest wartością, którą można podłączyć do wzoru, aby dowiedzieć się, jak bardzo materiał rozszerzy się dla każdego stopnia wzrostu temperatury. Zastosowanie dopasowanych materiałów oznacza, że ​​zarówno szkło, jak i metal będą się rozszerzać i kurczyć w tym samym tempie, co ciepło i zimno. Zapewnia to, że uszczelnienie szkło-metal nie pęknie, gdy zostanie użyte w najbardziej ekstremalnych warunkach.

Dopasowane uszczelki są często wykonywane przy użyciu obudów i szpilek Kovar (KV). Kovar to stop wykonany z żelaza, niklu i kobaltu. Jest idealny, ponieważ ma współczynnik rozszerzalności cieplnej podobny do szkła w szerokim zakresie temperatur. Część szklana dopasowanego uszczelnienia szkło-metal wykonana jest ze szkła borokrzemowego, szkła wykonanego z krzemionki i tlenku boru. Dopasowane uszczelki można tworzyć w prawie dowolnym kształcie.

Uszczelnienia kompresyjne wykorzystują materiał obudowy, który ma współczynnik rozszerzalności cieplnej wyższy niż współczynnik szkła. Obudowa kurczy się wokół szyby, gdy się zestala. Istnieją trzy rodzaje uszczelnień ściskanych: uszczelnienia zaciskowe ze stali i stali nierdzewnej, uszczelnienia zaciskowe z żelaza oraz uszczelnienia zaciskowe ze stopu 42. Stop numer 42 to stop wykonany z niklu i niewielkich ilości innych materiałów. Szkło w uszczelnieniu kompresyjnym jest zwykle zasadą baru, a szpilki wykonane są z niklu lub żelaza.