日本語
1. GTMS の最も一般的な 3 つの落とし穴
最初の 2 つの記事では、シールが適格であることを検証する方法について説明しました。気密テストと信頼性テストは「事後チェック」です。認定された部品を継続的に生産するには、製造プロセスの管理が必要です。 GTMS (Glass to Metal Seal) は最も古典的な梱包プロセスであるため、まず製造時にどのような欠陥が発生する可能性があるか、またその防止方法を見てみましょう。最も一般的な 3 つは次のとおりです。
ガラスの亀裂 – 亀裂はシール界面またはガラス絶縁体内で発生します。これは、最も一般的な GTMS 障害モードです。亀裂は断熱性能を低下させ、ひどい場合には漏れ経路が発生する可能性があります。
気泡と空隙 – ガラスの内部またはシール界面に気泡や空隙が発生します。気泡は断熱材の強度を低下させる可能性があり、ひどい場合にはチャネルに接続して漏れを引き起こす可能性があります。
シール漏れ – ガラスと金属の界面での接着が不十分な場合、小さな隙間が残り、最終的には気密不良として現れます。
2. 根本原因と予防策
これら 3 つの欠陥タイプにはそれぞれ明確な根本原因があり、予防措置は対応する 3 つの方向に沿って進められます。
亀裂の防止 - 根本的な原因は、CTE のマッチングが不適切であるか、冷却が速すぎることです。対策は材料と冷却の二重制御です。サポートシールはコバール合金 + ホウケイ酸ガラス (CTE ≈ 5.3×10⁻⁶/°C) で作られています。これは、TO46 コネクタや TO56 コネクタなどの古典的な GTMS 製品で使用される長期にわたる標準の組み合わせでもあります。
気泡の発生を防ぐ - 根本的な理由は、原料中のガスが時間内に排出されないことです。対策は、焼結雰囲気とプロセスを二重に制御することです。還元雰囲気で焼結することで、ガラスバッチ材料の分解時に発生するガスを完全に排出し、焼結前の脱ガス工程を省略してはならない。
漏れの防止 - 根本的な原因は、金属表面の酸化物層の不適切な管理または不十分なガラスの濡れ性です。対策は表面状態の管理です。焼結前に、コバール合金シェルは脱脂、酸洗い、予備酸化され、ガラスと金属の濡れと化学結合が強化されます。
欠陥防止の本質はプロセス制御です。各プロセスパラメータがその範囲内にある場合にのみ、欠陥率を常に制御できます。そして、最終的に予防効果があるかどうかは、最初の記事で述べた気密試験によって検証する必要があります。
[次の記事プレビュー] 次の記事: セラミックと金属のシールの典型的な欠陥と予防 - 欠陥管理も可能ですが、CTMS はどう違うのですか?
【用語解説】
1. CTE (熱膨張係数) : 熱膨張係数 - 温度上昇 1°C あたりの線膨張、単位 × 10⁻⁶/°C;シール材のマッチングのためのコアパラメータ
2. 濡れ性: 溶融ガラスが金属表面に広がる能力。表面張力と界面化学反応によって決まります。
3. 前酸化: ガラスとの化学結合を強化するために、封止前に金属表面に制御された酸化層を形成するプロセスステップ。
