전자 부품 유리-금속 밀봉의 과제: 예방 및 검출

표면 결함이 문제가 되기 전에 예방하고 검출하기

유리-금속 밀봉은 전자공학에서 진정으로 필수적인 현상으로, 광범위한 제품 제조에 사용됩니다. '구식'(하지만 여전히 보편적인) 백열 전구부터 진공관, 방전관, 반도체 다이오드, 노트북과 폴더폰의 리드 스위치, 그리고 전자 부품의 거의 모든 금속 패키지까지 — 허메틱 유리-금속 밀봉이 없다면 우리의 기술 생활은 의심할 여지없이 매우 달라졌을 것입니다.

이러한 애플리케이션 전반에서 누출이 없는지 확인하는 것은 전기가 전도될 어셈블리에서 진공 기밀 밀봉을 생산하는 데 중요합니다. 그런데 누출은 금속이 한 비율로 팽창하고 유리가 다른 비율로 팽창한다는 단순한 사실 때문에 실제 위험입니다 — 유리-금속 밀봉을 생성하는 용융 공정 중 기계적 응력을 생성합니다. 금속이 유리보다 빨리 팽창하면 유리가 갈라질 수 있고, 금속이 유리보다 느리게 팽창하면 간극이 발생할 수 있습니다.

유리-금속 밀봉의 이슈들은?

유리와 금속의 팽창 관계는 많은 요인 중 하나일 뿐(특정 애플리케이션에 따라 다름)이지만, 두 재료의 팽창이 호환되는지 확인하는 것은 제 역할을 하는 유리-금속 밀봉을 만드는 데 필수적입니다. 그러나 다양한 유리와 금속이 다른 팽창 계수를 가지므로 기계적 응력 — 따라서 누출 — 은 피할 수 없는 것처럼 보일 수 있습니다.

유리 선택과 유리-금속 밀봉용 독점 유리 개발은 유리 전문가들에게 맡기겠습니다. 하지만 다양한 유리가 흐르는 방식, 밀도, 불순물, 유리 강도와 점도에 영향을 줄 수 있는 기타 특성에서 차이가 있음을 말할 수 있습니다. 또한 유리 표면의 불규칙성은 강도에 영향을 주고 응력과 변화를 생성하여 갈라짐과 결국 유리-금속 밀봉 실패로 이어질 수 있습니다.

마찬가지로 유리-금속 밀봉에 사용되는 모든 금속에 대해 1순위 이슈는 서브 서피스 크랙이나 외부 표면 조건이 밀봉 무결성을 해칠 수 있는지 여부입니다. 까다로운 부분은 크랙이 명백할 수도 있지만, 전혀 명백하지 않고 보기 어려울 수도 있다는 것입니다. 유리-금속 밀봉을 형성하기 위해 열을 가할 때 크랙으로 발전할 잠재적 이슈가 아직 크랙은 아닐 수 있습니다. 미세한 핀포인트 결함이나 미세한 종방향 크랙이 반복된 열 사이클링으로 완전한 크랙이 될 수 있습니다. 금속 표면의 미세한 다이 라인 같은 표면 마무리 조건조차 크랙과 결국 유리-금속 밀봉의 누출로 이어질 수 있습니다.

좋은 소식은, 허메틱 유리-금속 밀봉과 안정된 최종 제품의 길을 막는 크랙과 기타 금속 표면 마무리 이슈를 검출하거나 예방하기 위한 조치를 취할 수 있다는 것입니다.

유리-금속 밀봉용 금속의 표면 이슈를 어떻게 검출할까?

와전류 검사(ECT)는 많은 흥미로운 측면과 광범위한 애플리케이션을 가진 복잡한 공정입니다. 그중에서 금속 부품의 표면 결함을 검사하는 널리 사용되고 효과적인 방법입니다 — 유리-금속 밀봉에 사용되는 원형 로드, 플랫 리본, 모세관 튜빙 포함.

ECT는 전자기 유도를 이용하여 도전성 재료의 표면 및 표면 하부 결함을 검출하고 특성화하며, 두께와 전도도 측정에도 사용됩니다. 아주 기본적으로, 코일을 사용해 진동하는 자기장을 생성하고, 이것이 도전성 테스트 재료에 적용되면 와전류가 유도됩니다. 테스트 객체의 결함과 전기 전도도 및 자기 투자율의 변화는 와전류에 상응하는 변화를 일으킵니다. 위상, 주파수, 진폭, 임피던스 및 기타 특성의 변화를 측정하여 ECT는 피팅, 크래킹, 부식 같은 결함을 검출합니다.

절대 와전류 검사(단일 테스트 코일 프로브로 와전류 생성 및 전류장 변화 감지), 차동 와전류 검사(두 개의 활성 코일 사용, 결함에 더 민감할 수 있음), 둘의 조합 및 기타 프로브와 방법론 등 다양한 ECT 기술이 있습니다. (이 신비하지만 중요한 야금 기술 세트에 대해 더 알고 싶다면 Metal Cutting Corporation에 언제든 연락 주세요.)

유리-금속 밀봉에서 누출을 일으키는 간극을 어떻게 예방할까?

유리-금속 밀봉에 사용되는 금속 표면에 적용할 수 있는 제작 방법들도 있어, 금속 표면을 변경하여 누출을 일으킬 수 있는 간극의 가능성을 줄일 수 있습니다. 예를 들어 센터리스 그라인딩을 사용하여 금속 로드의 외경 표면 마무리를 수정할 수 있습니다. 표면을 와이어 이동 길이 방향에 수직인 방사형 특징으로 종방향 특징에서 변경함으로써, 센터리스 그라인딩된 표면은 유리가 부착하고 종방향 누출 지점을 방지하는 다중 '허들' 역할을 합니다.

이러한 예방 조치를 좋은 설계, 부품의 신중한 ECT 및 육안 검사(크랙 및 표면 결함), 올바른 파트너와 결합하면 유리-금속 밀봉이 첫날부터 기밀이고 그대로 유지됨을 보장하는 데 큰 도움이 됩니다. 결국 중요한 전자 부품이 공급망을 따라 100% 테스트됨을 확신할 수 있습니다. 다양한 정교한 에칭과 헬륨 누출 테스트를 사용하여 — 이는 전자 장치에 누출이 있는지 판별하는 궁극적인 테스트로 논할 수 있습니다.

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