玻璃是人工制造的材料,與人工塑料和金屬材料不同。 玻璃與陶瓷相似,均為無機非金屬材料,均具有一定程度的脆性,為了提高玻璃的強度和韌性,使其不易破裂和斷裂,往往需要在玻璃脫模中添加剛性高、強度高的陶瓷相來制備機械性能好的玻璃基復合材料,玻璃基復合材料中的陶瓷相(顆粒)是外部添加的,玻璃金屬封接加工是由玻璃母體就地結晶出來的,那么下面一起了解下玻璃金屬封接加工工藝的流程吧!
1、玻璃金屬封接加工制作的零件
玻璃金屬封接加工用途廣泛,如手表蓋、鋰電池蓋、5G集成信號盒封接、壓力傳感器封接、激光、紅外器件和電光源等方面均有應用。 金屬和玻璃的封接技術要求很高,不僅要求有一定的機械強度,而且在高真空情況下還要求優良的氣密性和導電性。
2、玻璃金屬封接加工工藝概述
我們常用的玻璃金屬封接加工是管狀封接,封接部件由蓋板、玻璃體和芯柱三部分組成(在一定溫度、環境等條件下,玻璃體作為良好的絕緣材料,將不同材質的蓋板和芯柱封接在密封上,封接玻璃透氣率低耐熱沖擊性能好,耐壓(耐壓值可達340 MPa ),具有耐腐蝕等優良性能。
玻璃金屬封接加工需要注意以下幾點。
玻璃和金屬合金材料的熱膨脹系數應基本一致或比較接近,以將封接部件的內部應力抑制在很小限度。
金屬及合金材料熔點應高于玻璃軟化溫度。
金屬要求良好的可塑性和延展性。
玻璃、金屬及合金請務必進行清洗處理。 否則,會導致封接處漏氣或破裂。
有些金屬和合金在與玻璃封接前需要進行燃燒氫氣的排氣處理。
封接部件應盡量像玻璃器具一樣進行退火處理,以減輕應力。
3、玻璃金屬封接加工熱力學性能、氣密性對產品質量的重要性。
1)熱穩定性:封接玻璃經過大幅度變溫過程后,各項物理性質、化學性質穩定,稱為玻璃的熱穩定性。 封接零部件的應用過程中應始終考慮加熱冷卻循環中的穩定性,在這一系列過程中玻璃自身成分處于穩定狀態,各項性能如特征溫度、熱膨脹系數等應符合實際要求。
2)抗熱震性:抗熱震性,又稱耐熱沖擊性,是材料一系列物理性質的綜合表現,主要表現為材料在經歷非常劇烈的溫度變化時不破壞結構的性能,如熱膨脹系數、彈性模量、密實度、導熱系數等,其他材料的幾何形狀也耐熱沖擊性主要是測試封接整體的熱循環次數。
3)電絕緣性能:決定封接玻璃電絕緣性能的因素有玻璃成分、玻璃的特征溫度、玻璃的化學穩定性。 其特點是利用電阻測量儀在一定溫度下測量玻璃電阻,利用變換式計算電阻率。 玻璃的電絕緣性能在封裝電子元器件中尤為重要,對玻璃的介質損耗、介電常數及擊穿電壓等有不同的要求。
4)氣密性:氣密性是殼體是元器件的重要指標之一,殼體不僅是封裝芯片的外衣,同時也對元器件起到支撐(電連接、導熱、機械保護等)作用,是元器件的重要組成部分,氣密性差會導致外部水蒸氣、雜質
金屬與玻璃封接技術的加工工藝對材料要求比較嚴格,要搞好實際應用中金屬與玻璃材料的封接,需要完善的工藝條件和成熟的材料方案。