电子器件玻璃-金属密封挑战:预防与检测
预防检测表面缺陷,防患未然
玻璃-金属密封是电子领域真正基本现象,用于广泛产品制造。从“老派”(但仍无处不在)白炽灯泡到真空管、气体放电管、半导体二极管、笔记本翻盖手机簧片开关、几乎所有电子元件金属封装——无气密玻璃-金属密封,科技生活将截然不同。
跨应用确保无泄漏对通过导电组件产生真空级密封至关重要。然而,泄漏风险真实存在,归因于简单事实:金属和膨胀速率不同——熔融制造玻璃-金属密封过程中产生机械应力。金属膨胀快于玻璃,玻璃开裂;金属膨胀慢于玻璃,产生间隙。
玻璃-金属密封有哪些问题?
玻璃与金属膨胀关系虽仅是众多因素之一(视具体应用),但确保两材料膨胀相容对创建胜任玻璃-金属密封至关重要。然而,各种玻璃金属膨胀系数不同,机械应力——因而泄漏——似不可避免。
玻璃选择、玻璃-金属密封专有玻璃开发留给玻璃专家。但可说不同玻璃流动性、密度、杂质、其他特性不一,影响玻璃强度粘度。此外,玻璃表面不规则影响强度、产生应力变异导致开裂、最终玻璃-金属密封失效。
同样,玻璃-金属密封选用任何金属,头号问题是金属是否有亚表面裂纹或外表面状况危及密封完整性。棘手在于裂纹可能显而易见——或难见、绝不明显。可能有潜伏问题非裂纹,但施热形成玻璃-金属密封时会发展。可能有微小针尖瑕疵或微纵向裂纹,随热循环变全裂纹。甚至表面光洁度状况如金属表面轻微模具纹也能导致裂纹、最终玻璃-金属密封泄漏。
好消息是,可采取措施检测或预防阻碍气密玻璃-金属密封和稳定终产品的裂纹和其他金属表面光洁度问题。
如何检测玻璃-金属密封用金属表面问题?
涡流检测(ECT)是有许多有趣方面和广泛应用的复杂过程。其中,它是检测金属零件表面缺陷广泛有效方法,含玻璃-金属密封用圆棒、扁带、毛细管。
ECT利用电磁感应检测表征导电材料表面和亚表面缺陷;也用于测厚和导电率测量。极基本术语:线圈产生振荡磁场施加导电测试材料,感应涡流。测试物体缺陷、电导率磁导率变异引起涡流相应变化。测量相位、频率、幅度、阻抗等特性变化,ECT检测点蚀、开裂、腐蚀等缺陷。
有各种ECT技术,含绝对涡流检测(单测试线圈探头产生涡流感应电流场变化);差分涡流检测(双有源线圈,对缺陷更敏感);及两者组合、其他探头和方法。(若想深入了解这奥秘且重要冶金技能,请致电Metal Cutting Corporation。)
如何预防玻璃-金属密封导致泄漏的间隙?
也有应用于玻璃-金属密封用金属表面制造方法,改变金属表面减少可能导致泄漏间隙可能性。如用无心磨削修改金属棒外径表面光洁度。将表面从纵向特征变为垂直于丝材长度行程的径向特征,无心磨削表面作多重“栏杆”使玻璃粘附防纵向泄漏点。
结合此类预防措施、优良设计、仔细ECT和目检零件裂纹表面缺陷、正确合作伙伴,在确保玻璃-金属密封首日气密并保持方面大有裨益。最终,您可确信关键电子元件全供应链100%测试,用各种精密蚀刻和氦泄漏测试——可说是判定电子器件是否泄漏终极测试。
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