Problemen met de glas-op-metaal afdichting in elektronica

Voorkomen en detecteren van oppervlaktefouten voordat ze een probleem worden

De glas-op-metaal afdichting is een echt essentieel fenomeen in de elektronica, dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van een breed scala aan producten. Van de "ouderwetse" (maar nog steeds alomtegenwoordige) gloeilamp tot vacuümbuizen, elektrische ontladingsbuizen en halfgeleiderdiodes, tot de reed-schakelaars in laptops en flip-phones, en vrijwel elk metalen pakket van elektronische componenten - zonder de hermetische glas-naar-metaal afdichting, ons technologische leven zou er ongetwijfeld heel anders uitzien.

Voor al deze toepassingen is het van cruciaal belang dat er geen lekken zijn voor het produceren van een vacuümdichte afdichting in de assemblages waardoor elektriciteit wordt geleid. Lekkage is echter een reëel risico vanwege het simpele feit dat metaal in het algemeen met de ene snelheid uitzet en glas met de andere - waardoor mechanische spanningen ontstaan ​​tijdens het smeltproces dat wordt gebruikt om de glas-op-metaalafdichting te creëren. Wanneer het metaal sneller uitzet dan het glas, kan het glas barsten; wanneer het metaal langzamer uitzet dan het glas, kunnen er gaten ontstaan.

Wat zijn enkele van de problemen bij een glas-op-metaal afdichting?

Hoewel de relatie tussen de uitzetting van glas en metaal slechts één van de vele factoren is (afhankelijk van de specifieke toepassing), is het cruciaal om ervoor te zorgen dat de uitzetting van de twee materialen compatibel is om een ​​glas-op-metaal afdichting te creëren die zijn werk doet. Met verschillende glassoorten en metalen met verschillende uitzettingscoëfficiënten, kunnen mechanische spanningen - en dus lekkage - echter onvermijdelijk lijken.

We laten de bespreking van de glaskeuze en de ontwikkeling van gepatenteerde glazen voor gebruik in een glas-naar-metaalafdichting over aan de glasexperts. We kunnen echter zeggen dat verschillende glazen variëren in hoe ze vloeien, hun dichtheid, onzuiverheden en andere kenmerken die de sterkte en viscositeit van het glas kunnen beïnvloeden. Bovendien beïnvloeden onregelmatigheden in het oppervlak van glas de sterkte ervan en creëren ze spanningen en variaties die kunnen leiden tot barsten en uiteindelijk tot falen van de glas-tot-metaalafdichting.

Evenzo, bij elk metaal dat is gekozen voor gebruik in een glas-op-metaalafdichting, is het belangrijkste probleem of het metaal een ondergrondse scheur heeft of een buitenoppervlak dat de integriteit van de afdichting in gevaar zou kunnen brengen. Het lastige hier is dat een scheur duidelijk kan zijn - OF, het kan moeilijk te zien zijn en op zijn minst niet duidelijk. Er kan een latent probleem zijn dat nog geen scheur is, maar dat zich zal ontwikkelen wanneer warmte wordt toegepast om de glas-op-metaalafdichting te vormen. Er kan een minuscule onvolkomenheid zijn of een minuscule longitudinale scheur die bij herhaalde thermische cycli in een volledige scheur verandert. Zelfs een oppervlakkige afwerking, zoals lichte matrijslijnen in het oppervlak van het metaal, kan leiden tot scheuren en uiteindelijk lekken in de glas-naar-metaalafdichting.

Het goede nieuws is dat er stappen kunnen worden ondernomen om scheuren en andere problemen met de afwerking van metalen oppervlakken op te sporen of te voorkomen die een hermetische glas-op-metaal afdichting en een stabiel eindproduct in de weg zouden staan.

Hoe kunnen we oppervlakteproblemen detecteren in het metaal dat wordt gebruikt voor een glas-op-metaal afdichting?

Wervelstroomtesten (ECT) is een complex proces met veel interessante aspecten en een breed scala aan toepassingen. Het is onder meer een veelgebruikte en effectieve methode voor het inspecteren van oppervlaktefouten in metalen onderdelen, waaronder de ronde staaf, het platte lint en de capillaire buizen die worden gebruikt in een glas-op-metaalafdichting.

ECT maakt gebruik van elektromagnetische inductie om oppervlakte- en ondergrondfouten in geleidende materialen te detecteren en te karakteriseren; het wordt ook gebruikt om dikte- en geleidbaarheidsmetingen te doen. In zeer basale termen wordt een spoel gebruikt om een ​​oscillerend magnetisch veld te produceren dat, wanneer toegepast op een geleidend testmateriaal, een wervelstroom induceert. De aanwezigheid van defecten in het testobject, evenals variaties in de elektrische geleidbaarheid en magnetische permeabiliteit, veroorzaakt overeenkomstige veranderingen in de wervelstroom. Door veranderingen in fase, frequentie, amplitude, impedantie en andere kenmerken te meten, detecteert ECT defecten zoals putjes, barsten en corrosie.

Er zijn verschillende ECT-technieken, waaronder absolute wervelstroomtesten, waarbij een sonde met een enkele testspoelsonde wordt gebruikt om de wervelstroom te genereren en veranderingen in het stroomveld te detecteren; differentiële wervelstroomtest, die twee actieve spoelen gebruikt en gevoeliger kan zijn voor defecten; en zelfs combinaties van de twee, evenals andere soorten sondes en methodologieën. (Als u meer wilt weten over deze mysterieuze maar belangrijke metallurgische vaardigheden, neem dan gerust contact op met Metal Cutting Corporation.)

Hoe kunnen we gaten voorkomen die lekkage veroorzaken in een glas-op-metaal afdichting?

Er zijn ook fabricagemethoden die kunnen worden toegepast op het oppervlak van het metaal dat wordt gebruikt in een glas-op-metaal afdichting, om het oppervlak van het metaal te veranderen en de kans op openingen die lekkage kunnen veroorzaken te verminderen. We kunnen bijvoorbeeld centrumloos slijpen gebruiken om de oppervlakteafwerking van de metalen staaf aan de buitendiameter te wijzigen. Door het oppervlak te veranderen van longitudinale kenmerken naar radiale kenmerken die loodrecht staan ​​op de lengte van de beweging van de draad, fungeert het centrumloze grondoppervlak als meerdere "hindernissen" waardoor het glas kan hechten en longitudinale lekpunten voorkomen.

Door preventieve maatregelen zoals deze te combineren met een goed ontwerp, zorgvuldige ECT en visuele inspectie van onderdelen op scheuren en oppervlaktedefecten, en de juiste partner, zorgt u ervoor dat de glas-op-metaal afdichting vanaf de eerste dag luchtdicht is en ook zo blijft. Uiteindelijk kunt u er zeker van zijn dat kritieke elektronische componenten 100% worden getest in de hele toeleveringsketen, met behulp van verschillende geavanceerde ets- en heliumlektests, wat misschien wel de ultieme test is om te bepalen of er een lek is in een elektronisch apparaat.

Bent u op zoek naar een nieuwe partner voor elektronische componenten of andere onderdelen eisen? Download een gratis exemplaar van onze gids voor outsourcing, 7 geheimen voor het kiezen van een nieuwe contractpartner:technische gids voor het uitbesteden van uw precisiemetaalproductie.