電子機器におけるガラスと金属のシールの問題

表面の欠陥が問題になる前に防止および検出

ガラスから金属へのシールは、幅広い製品の製造に使用されるエレクトロニクスにおいて真に不可欠な現象です。 「昔ながらの」（しかし今でもどこにでもある）白熱電球から、真空管、放電管、半導体ダイオード、ラップトップやガラケーのリード スイッチ、そしてほとんどすべての電子部品の金属パッケージに至るまで、気密ガラスから金属への密閉が実現すれば、私たちの技術的生活は間違いなく大きく変わるでしょう.

これらのアプリケーション全体で、漏れがないことを確認することは、電気が伝導されるアセンブリに真空気密シールを作成するために重要です。しかし、一般に、金属はある速度で膨張し、ガラスは別の速度で膨張するという単純な事実のおかげで、漏れは現実的なリスクです。ガラスと金属のシールを作成するために使用される溶融プロセス中に機械的応力が発生します。金属がガラスよりも速く膨張すると、ガラスが割れる可能性があります。金属がガラスよりもゆっくりと膨張すると、隙間が生じることがあります。

ガラスと金属のシールにはどのような問題がありますか?

ガラスと金属の膨張の関係は多くの要因の 1 つにすぎませんが (特定の用途によって異なります)、2 つの材料の膨張が適合していることを確認することは、その役割を果たすガラスと金属のシールを作成するために重要です。ただし、膨張係数が異なるさまざまなガラスや金属を使用すると、機械的応力、つまり漏れが避けられないように見える場合があります。

ガラスの選択に関する議論、およびガラスと金属のシールに使用する独自のガラスの開発については、ガラスの専門家にお任せします。ただし、ガラスが異なれば、流れ方、密度、不純物、およびガラスの強度と粘度に影響を与える可能性のあるその他の特性も異なると言えます。さらに、ガラスの表面の不規則性はその強度に影響を与え、応力と変動を生じさせ、ひび割れ、最終的にはガラスと金属のシールの失敗につながる可能性があります.

同様に、ガラスと金属のシールに使用する金属を選択する場合、最も重要な問題は、シールの完全性を危険にさらす可能性のある表面下の亀裂または外面の状態が金属にあるかどうかです。ここで注意が必要なのが、クラックが明らかな場合もあれば、見づらく、まったく目立たない場合もあるということです。まだ亀裂ではない潜在的な問題があるかもしれませんが、ガラスと金属のシールを形成するために熱が加えられると発生します。熱サイクルが繰り返されると本格的なクラックに変わる小さなピンポイントの欠陥または微小な縦方向のクラックが存在する可能性があります。金属表面のわずかなダイ ラインなどの表面仕上げ状態でも、亀裂が発生し、最終的にはガラスと金属のシールに漏れが生じる可能性があります。

幸いなことに、気密ガラスと金属のシールや安定した最終製品の妨げとなる亀裂やその他の金属表面仕上げの問題を検出または防止するための措置を講じることができます。

ガラスと金属のシールに使用される金属の表面の問題をどのように検出できますか?

渦電流試験 (ECT) は、多くの興味深い側面と幅広いアプリケーションを備えた複雑なプロセスです。その中でも、ガラスと金属のシールに使用される丸棒、平リボン、キャピラリー チューブなど、金属部品の表面の傷を検査するのに広く使用されている効果的な方法です。

ECT は、電磁誘導を利用して、導電性材料の表面および表面下の欠陥を検出および特徴付けます。また、厚さと導電率の測定にも使用されます。非常に基本的な用語では、コイルを使用して振動磁場を生成し、導電性の試験材料に適用すると、渦電流を誘導します。試験対象の欠陥の存在、およびその電気伝導率と透磁率の変化は、渦電流に対応する変化を引き起こします。位相、周波数、振幅、インピーダンス、およびその他の特性の変化を測定することで、ECT は孔食、亀裂、腐食などの欠陥を検出します。

絶対渦電流試験を含むさまざまな ECT 技術があります。この試験では、単一の試験コイル プローブを備えたプローブを使用して渦電流を生成し、電流場の変化を検出します。 2つのアクティブコイルを使用し、欠陥に対してより敏感になる差動渦電流試験。 2 つを組み合わせたり、他のタイプのプローブや方法論を使用したりすることもできます。 (この難解だが重要な冶金技術セットについて詳しく知りたい場合は、お気軽にメタル カッティング コーポレーションまでお問い合わせください。)

ガラスと金属のシールで漏れの原因となる隙間をどのように防ぐことができますか?

金属の表面を変更し、漏れの原因となるギャップの可能性を減らすために、ガラスと金属のシールに使用される金属の表面に適用できる製造方法もあります。例えば、金属棒の外径の表面仕上げをセンタレス研削で修正することができます。表面を縦方向の特徴からワイヤーの移動の長さに垂直な放射状の特徴に変更することで、中心のない地面が複数の「ハードル」として機能し、ガラスが付着して縦方向の漏れ点を防ぐことができます。

このような予防措置と優れた設計、慎重な ECT、部品の亀裂や表面欠陥の目視検査を組み合わせることで、適切なパートナーは、ガラスと金属のシールが初日から気密性を保ち、その状態を維持することを保証するのに大いに役立ちます。最終的に、重要な電子部品はサプライ チェーンに沿って 100% テストされ、さまざまな高度なエッチングおよびヘリウム リーク テストを使用して確実にテストされます。これは、間違いなく、電子デバイスにリークがあるかどうかを判断するための究極のテストです。

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