極度靈敏的電子和電氣系統(tǒng)、光電元件和電化學物質必須得到保護,以免受環(huán)境影響,尤其是防止有害的濕氣和氣體。一個完全密閉的金屬外殼可以實現(xiàn)最佳防護,但這通常不是可行的解決方案,因為電流和信號必須能夠通過(進出)密封外殼。數(shù)十年來,氣密密封和封裝技術一直用于保持水密性(不透水)和氣密性,并同時進行信號傳輸。氣密密封件可采用電氣外殼、(電纜)貫穿件、連接器或貫穿接頭、基座或導體端子的形式。氣密密封也用于光信號傳輸,例如,在傳感器封裝中用可靠的真空密封光學透鏡或光窗管帽封住傳感器。
氣密密封通常用于電子元件需要可靠運行的場合中,包括在高溫/低溫、高濕度、高壓或腐蝕性化學品環(huán)境下。在許多特定的環(huán)境中,需要將電氣或光學信號穿過密封殼體或外殼,這種情況下必須使用氣密密封。此外,它還能起到提高性能和效率、改進設計的作用。在一些比較極端和惡劣的工作條件下,往往會要求對電子元件或系統(tǒng)進行氣密封裝。例如汽車行業(yè)電子元件、安全核能、醫(yī)療設備電子元件等。
1.氣密密封的優(yōu)勢特點
- 提高系統(tǒng)可靠性和安全性
除了耐受極端工作條件外,氣密密封還可以提高使用壽命或效率。這包括對安全性或可靠性要求非常高的應用(例如汽車安全氣囊或安防電子設備),或者無法維護、修理或更換電氣系統(tǒng)或可能導致高額成本的應用(例如許多航空電子設備、航空航天和海事應用)。
- 性能、效率和設計創(chuàng)新
氣密密封還可以顯著提高性能和效率,并有助創(chuàng)新設計。為了在光電數(shù)據(jù)和電信行業(yè)中實現(xiàn)長期、一致的高性能數(shù)據(jù)傳輸,需要真正的氣密外殼。
氣密封裝還是非密封件或準密封件的經(jīng)濟有效的替代方法,因為它能實現(xiàn)更小、微型化和簡化的單部件設計,取代更大、更復雜的多部件系統(tǒng)。氣密密封設計還可以用于滿足更高的散熱、高功率/電壓/絕緣或高頻/射頻光學數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>
- 氣密封裝: 連接和保護
真空密封和封裝對于實現(xiàn)電子設備和系統(tǒng)的可靠功能至關重要,尤其是在惡劣極端條件和/或人類難以進入操作的環(huán)境中。它在汽車電子裝置、核安全、醫(yī)療設備等全球知名行業(yè)廣受信賴。氣密密封作為一種可靠的封裝解決方案,能提升眾多電子產(chǎn)品的附加值,通過這些消費電子或者特殊行業(yè)的電子電氣產(chǎn)品,助力全球人民的日常生活運行。
2.氣密密封的種類
氣密密封通常用于那些要求電子元件或電子元件系統(tǒng)可靠運行的應用中,包括在高溫/低溫、高濕度、高壓或腐蝕性化學品環(huán)境下。當使用壽命、安全性或穩(wěn)定性能至關重要時,也會應用這些技術。
類型 | 保護等級 | 說明 | 用途 / 應用 |
玻璃-金屬密封 | 高 | 使用玻璃作為導體絕緣材料的金屬貫穿件、封裝和其他連接可提供出色的電氣絕緣。通過選擇具有適當熱膨脹系數(shù)的玻璃和金屬,可將材料密封連接,無需使用任何附加的界面材料,從而形成耐用且堅固的氣密密封。 | 廣泛應用于那些要求增強可靠性或對性能有要求的各種電子封裝應用和工業(yè)環(huán)境。 |
陶瓷-金屬密封件 | 高 | 陶瓷和金屬組合起來可提供高導熱性和機械耐用性。金屬和陶瓷材料之間的氣密連接通常通過釬焊實現(xiàn)。 | 常見于航空航天、醫(yī)療設備和高壓力環(huán)境。 |
多層陶瓷 | 高 | 多層陶瓷結構可實現(xiàn)緊湊的設計和靈活的電氣性能。低溫共燃陶瓷 (LTCC) 更常用于復雜的設計,而高溫共燃陶瓷 (HTCC) 則非常適合惡劣的環(huán)境。 | 用于集成電路、電容器和微型電子元件。 |
玻璃到玻璃的封裝 | 高 | 一種用于玻璃晶圓的特殊室溫激光焊接工藝,可制造微型、芯片大小的全玻璃封裝。 | 用于醫(yī)療植入體、航空航天、 MEMS 和微光學的微型化封裝。 |
這些密封方式可在實現(xiàn)電氣或光學信號傳輸?shù)耐瑫r防止?jié)駳饣驓怏w的滲透進出。例如,氣密密封件可用于封裝汽車行業(yè)電子元件,這些元件即使暴露在高溫波動和驅動振動下也需要正常工作,還可用于需要蒸汽滅菌的醫(yī)療設備電子元件。
玻璃金屬氣密密封技術通過將金屬和玻璃相結合,制造真空密封的電氣連接器、封裝件、饋通件或電子元件或電子元件系統(tǒng)中的光學窗口/透鏡。這種方法也可用于微電子封裝和功率器件封裝。陶瓷金屬以及全陶瓷封裝也可用于實現(xiàn)氣密性。
還有一種名為玻璃微鍵合的新型技術,可實現(xiàn)高靈敏度電子元件的超微型氣密封裝。它使用基于激光的晶圓級工藝制造醫(yī)療植入體、航空航天應用的封裝或 MEMS 和微光學元件封裝。
資料來源:SCHOTT網(wǎng)站
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