玻璃金属封装技术在19世纪末, 电灯泡、后来的真空电子管收音机开始进入千家万户时被广泛地应用。经过长期的发展,这种技术应用于需要将金属和玻璃烧接在一起,形成可靠的气密以及绝缘的电馈通器件,或者透光的有气密性要求的光学窗口件。玻璃金属封装(GTMS)产品一般由壳体、玻璃绝缘体、馈通导线构成,或由壳体、光学玻璃体、气密封接玻璃构成。
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气密性是一个可靠性指标,其单位为 Pa. m³/Sec. 或Atm.cc/sec. 表示氦气在一定压差下的漏率。不同的应用场合对漏率的要求不一样,通常我们讲的真空气密性指的是其漏率 ≤1×10-9 Pa. m³/Sec. 或 ≤1×10-8 Atm.cc/Sec.。
在我们常用的材料中,能够达到气密性(≤1×10-9 Pa. m³/Sec )要求的结构材料主要是金属、玻璃、陶瓷等。塑料、环氧材料、橡胶等都无法用作气密性产品的结构材料。概括起来,气密玻璃金属封装产品可以阻断空气或任何其他物质进入或逃出密闭空间,使得置于内部空间的芯片等元器件免受外部有害气体或物质的侵害,同时可以借助于玻璃绝缘的引线和外部实现电的连通。
对于非常敏感的元件,玻璃金属封装是最好的选择。很多领域都在大量使用,比如:汽车、航空、水下、医疗、通讯、电力、军工等等。我们在这一领域积累了大量的经验和技术,具备完整的生产能力。
玻璃金属封装通常分为匹配封接、非匹配封接两种方式。
在匹配封接中,在一定的温度范围内玻璃和金属的热膨胀特性是相近的,两者之间的应力很小或可以忽略不计。由于采用匹配封接技术的产品其结构中的残存应力很小,在获得气密性的同时可最大限度地降低产品的静态疲劳影响。
在非匹配封接中,玻璃和金属的热膨胀特性有比较明显的差异,他们之间存在比较大的压应力。金属和玻璃之间形成的一定压力使封接面达到气密性要求。
在实际应用中,一个产品可能既有匹配封接、又有非匹配封接。采用哪种方式需要综合考虑产品的应用场合、结构形式、成本等因素。常有一种看法认为匹配封接要优于非匹配封接,从气密的可靠性上讲,也不完全如此。需了解更多,请联系我们。
可伐合金(Kovar)、 铁镍合金(invar)、低碳钢(10号钢)、不锈钢(304L,316L…)、镍基、铜基复合材料等。
此外,在特殊应用场合还可以选择其他合金材料,需要了解更多,请联系我们。
通常应用于玻璃金属封接中的玻璃按其膨胀系数的大小分为“硬质玻璃”和“软质玻璃”两大类。膨胀系数小于5×10–6 /k的称为硬玻璃,膨胀系数大于8x10-6 /k称为软玻璃。
应用于连接玻璃之间、玻璃和陶瓷之间、玻璃和金属之间的低软化点的玻璃,通常称之为焊接玻璃。
按材料可分为 硼硅玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃…。
另外,根据是否含铅还可以分为含铅玻璃和无铅玻璃。
玻璃材料的选择主要是根据玻璃的膨胀系数、烧接温度、耐热冲击强度、化学稳定性、绝缘性、介电常数,以及应用场合来确定。 玻璃材质的选择对产品的性能有着非常大的影响。我们将依据客户的要求,提供最佳的解决方案。
只有确实的满足下列各要求,才能获得高品质的玻璃金属封接产品:
—使用精度满足要求部件;
—可靠、稳定的材料渠道;
—正确的清洗或净化过程;
—必要的金属部件除气工艺;
—最佳的金属预氧化处理;
—精密的工装夹具;
—金属的蚀刻处理;
—精确控制的烧接温度曲线;
—玻璃表面的抛光处理;
—各个工艺阶段的检验和确认;
—最终产品的严格测试。
为了降低成本,经常会有以牺牲品质为代价的走捷径的情况发生。比如:
—把预氧化和烧接工艺组合在一个工艺过程中;
—忽视最佳的烧接条件,把要求不同烧接条件的产品在相同条件下烧接;
—忽视蚀刻处理的必要性,
—超期使用工装夹具;
—简陋的表面处理条件;
—忽略工序间的检测;
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缺失或忽视任何一个必要的过程,都可以节省很多成本,所以总是存在一定的诱惑。但这些都是以品质和可靠性为代价的,存在非常大的风险。
管脚或引线的材质有4J29(Kovar)、4J50(alloy50 )两种,根据特殊需要也可以提供铜芯4J29 或铜芯4J50等定制规格。如果连续工作电流比较大时,选择管脚材料和直径时,要避免使管脚的温升超过40℃。
常规直径为(mm): 0.25, 0.30, 0.35, 0.45, 0.50, 0.60, 1.00, 1.50,2.00等,特殊规格需要定制。形状有直引线、丁头引线、打扁引线、以及各种异型引线。除了有适于锡焊的普通直引线外,适合于打线的端面研磨引线,打扁引线、丁头引线等。
如果管座或壳体材料选用4J29或4J42等,推荐使用4J29引线,如果管座或壳体选用铁、不锈钢等材料时推荐使用4J50的引线。
在150℃下,体积电阻率 Log ρ 一般在10-15Ω.cm之间, 因所选用的玻璃牌号的不同而有所差异。 匹配封接的绝缘阻抗特性相比非匹配封接要好一些,也就是漏电流要低一些。在实际应用中,主要影响玻璃绝缘性的因素为表面的粗糙度、污染程度、环境相对湿度等。
玻璃的介电特性:在25℃,1MHz条件下,4.0,5.0,5.5,5.8,6.3,6.4,6.5,6.7等可选。
可以根据客户的要求,设计出具有不同阻抗特性的产品,如有特殊需求,可联系我们。
封接 玻璃属于硅酸盐玻璃,虽然具有很好的绝缘性、化学稳定性,但是比较脆。管脚受到外力时,爬升在管脚周围的短裙状玻璃很容易出现裂纹或破损。应避免使管脚与玻璃封接的部位受到比较大的外力。这种发生在短裙状区域的玻璃裂纹或破损不会影响产品的气密性和强度。所以在使用时,要尽可能减少管脚对玻璃的作用力。
硼酸或氧化硼被用于生产封接玻璃的原材料,但是这两种物质在熔化的初期就已经被热解并成为玻璃网络结构的一部分。在熔融反应过程中硼酸或氧化硼与其他成分,比如硅,通过不规则的复杂的化学反应最终生成玻璃。 璃依据REACH之规定,玻璃被认为是一种物质(UVCB)而 不是物质的混合物。因此不涉及是否含有SVHC所设计的物质。REACH没有要求提供产品生产中是否使用了某种特定原材料,所以也不需提供原材料证明。因为这可能涉及到产品的知识产权。如果需要更进一步的权威资料,请联系我们。
是指用于焊接玻璃与玻璃、玻璃与陶瓷、玻璃与金属等具有较低工作温度的玻璃焊料。
可以是粉料、浆料、或预成型件。我们可以为客户提供包括光学管帽在内的玻璃焊接产品。
选择材料时要选择经过验证的供应商的材料,虽然是同一牌号的材料,但一些特性的细微差异都会对气密性产生比较大的影响。比较常用的材料有铁、铁镍合金、不锈钢等. 我们有长期合作的,质量可靠的供应商来保证产品特性的稳定。
如果需要特殊的材料,请联系我们,我们可以为客户,提供满足不同需求的各种不同材料组合形式。
电子行业的封装外壳的名称中TO原指三极管外壳,用来命名三极管的各种封装形式。
现泛指采用TO形式的的封装外壳,不仅仅局限于三极管的封装。所以其名称和型号有些沿用了原来三极管外壳的命名规则,有些则和三极管没有关系。在选择型号和规格时要以实际的图纸尺寸为准。 随着发展出现了越来越多的各种形式和规格的产品。各设计、制造商按照自己的命名方法命名的产品越来越多。
例如:TO-38 3P4L, 是专用于光电器件的,与传统用于三极管的TO管座的命名就没有什么关系,是根据其基本尺寸和功能来命名的。38代表3.80mm的外径,3P4L代表 3-post,4-lead。