Typische Mängel und Vorbeugung von Glas-Metall-Dichtungen – von der „Verifizierungsqualität“ bis zur „Fertigungsqualität“

1. Die drei häufigsten Fallstricke von GTMS

In den ersten beiden Artikeln wurde besprochen, wie überprüft werden kann, ob Dichtungen qualifiziert sind – Luftdichtheitsprüfungen und Zuverlässigkeitsprüfungen sind „nachträgliche Prüfungen“; Die kontinuierliche Produktion qualifizierter Teile hängt von der Kontrolle des Fertigungsprozesses ab. GTMS (Glass to Metal Seal) ist der klassischste Verpackungsprozess. Schauen wir uns also zunächst an, welche Fehler in der Produktion auftreten können und wie man sie verhindern kann. Die drei häufigsten:

Glasrisse – Risse treten an der Dichtungsschnittstelle oder im Glasisolator auf; Dies ist der häufigste GTMS-Fehlermodus. Risse können die Isolationsleistung beeinträchtigen und in schweren Fällen Leckpfade entstehen lassen.

Blasen und Hohlräume – Im Inneren des Glases oder an der Dichtungsschnittstelle treten Blasen oder Hohlräume auf. Blasen können die Festigkeit der Isolierung verringern und sich in schweren Fällen in Kanälen festsetzen und Undichtigkeiten verursachen.

Dichtungsleckage – Eine schlechte Verbindung an der Glas-Metall-Grenzfläche kann zu winzigen Lücken führen, die sich letztendlich in einem Versagen der Luftdichtheit äußern.

2. Ursachen und vorbeugende Maßnahmen

Jeder dieser drei Fehlertypen hat eine eindeutige Grundursache, und vorbeugende Maßnahmen erfolgen in drei entsprechende Richtungen:

Vermeiden Sie Risse – die Ursache liegt in einer falschen WAK-Anpassung oder einer zu schnellen Abkühlung. Die Gegenmaßnahme ist die doppelte Kontrolle von Materialien und Kühlung: Die Stützdichtungen bestehen aus einer Kovar-Legierung + Borosilikatglas (CTE ≈ 5,3×10⁻⁶/°C). Dies ist auch die langjährige Standardkombination, die von klassischen GTMS-Produkten wie TO46- und TO56-Steckverbindern verwendet wird.

Blasen verhindern – der Hauptgrund dafür ist, dass das Gas in den Rohstoffen nicht rechtzeitig abgeführt wird; Die Gegenmaßnahme besteht darin, die Sinteratmosphäre und den Sinterprozess doppelt zu kontrollieren: Sintern in einer reduzierenden Atmosphäre, damit das bei der Zersetzung des Glaschargenmaterials freigesetzte Gas vollständig abgeführt wird und der Entgasungsschritt vor dem Sintern nicht übersprungen werden darf.

Verhinderung von Leckagen – die Hauptursache ist eine unsachgemäße Kontrolle der Oxidschicht auf der Metalloberfläche oder eine unzureichende Benetzbarkeit des Glases; Die Gegenmaßnahme ist die Kontrolle des Oberflächenzustands: Vor dem Sintern wird die Hülle aus Kovar-Legierung entfettet, gebeizt und voroxidiert, um die Benetzung und chemische Bindung des Glases an das Metall zu verbessern.

Der Kern der Fehlervermeidung ist die Prozesskontrolle – nur wenn jeder Prozessparameter innerhalb seines Fensters liegt, kann die Fehlerrate immer unter Kontrolle sein; Und ob Prävention wirksam ist, muss letztlich durch den im ersten Artikel erwähnten Luftdichtheitstest überprüft werden.

[Vorschau auf den nächsten Artikel] Nächster Artikel: Typische Defekte und Vermeidung von Keramik-Metall-Dichtungen – auch Defektkontrolle, aber was ist der Unterschied zu CTMS?

[Glossar]

1. CTE (Wärmeausdehnungskoeffizient) : Wärmeausdehnungskoeffizient – ​​lineare Ausdehnung pro 1 °C Temperaturanstieg, Einheit × 10⁻⁶/°C; Kernparameter für die Abstimmung des Dichtungsmaterials

2. Benetzbarkeit : Die Fähigkeit von geschmolzenem Glas, sich auf einer Metalloberfläche auszubreiten, bestimmt durch Oberflächenspannung und chemische Grenzflächenreaktionen

3. Voroxidation : Ein Prozessschritt, der vor der Versiegelung eine kontrollierte Oxidschicht auf der Metalloberfläche bildet, um die chemische Bindung mit dem Glas zu verbessern.