Tantangan Pengemasan Kaca-ke-Logam dalam Elektronika: Pencegahan dan Deteksi
Mencegah dan Mendeteksi Cacat Permukaan Sebelum Menjadi Masalah
Seal kaca-ke-logam adalah fenomena yang benar-benar esensial dalam elektronik, digunakan dalam pembuatan berbagai produk. Dari lampu pijar “lama” (tapi masih umum) hingga tabung vakum, tabung kelistrikan, dan dioda semikonduktor, hingga reed switch di laptop dan ponsel lipat, dan hampir semua paket logam dari komponen elektronik — tanpa seal kaca-ke-logam yang hermetik, kehidupan teknologis kita tentu akan sangat berbeda.
Di seluruh aplikasi ini, memastikan tidak ada kebocoran adalah kritis untuk menghasilkan seal kedap vakum dalam rangkaian di mana listrik akan dikonduksi. Namun, kebocoran adalah risiko nyata karena fakta sederhana bahwa, secara umum, logam mengembang dengan satu laju dan kaka, dengan laju lain — menciptakan stres mekanis selama proses peleburan yang digunakan untuk membuat seal kaca-ke-logam. Ketika logam mengembang lebih cepat dari kaca, kaca dapat retak; ketika logam mengembang lebih lambat dari kaca, celah dapat terjadi.
Apa saja masalah dalam seal kaca-ke-logam?
Sementara hubungan antara ekspansi kaca dan logam adalah hanya satu faktor di antara banyak (tergantung pada aplikasi spesifik), memastikan ekspansi kedua material kompatibel sangat penting untuk menciptakan seal kaca-ke-logam yang melaksanakan tugasnya. Namun, dengan berbagai kaca dan logam yang memiliki koefisien ekspansi yang berbeda, stres mekanis — dan oleh karena itu, kebocoran — mungkin terlihat tak terhindarkan.
Kami akan membahas pilihan kaca, dan pengembangan kaca proprietary untuk digunakan dalam seal kaca-ke-logam, kepada ahli kaca. Namun, kami dapat mengatakan bahwa berbagai kaca bervariasi dalam cara mereka mengalir, densitas, ketidaksempurnaan, dan karakteristik lain yang dapat mempengaruhi kekuatan dan viskositas kaca. Selain itu, ketidaksempurnaan pada permukaan kaca mempengaruhi kekuatannya dan menciptakan stres dan variasi yang dapat menyebabkan retakan dan akhirnya, kegagalan seal kaca-ke-logam.
Demikian pula, dengan logam apa pun yang dipilih untuk digunakan dalam seal kaca-ke-logam, masalah nomor satu adalah apakah logam memiliki retakan di bawah permukaan atau kondisi permukaan luar yang dapat mengancam integritas seal. Bagian yang sulit di sini adalah bahwa retakan mungkin jelas — ATAU, mungkin sulit dilihat dan tidak jelas sama sekali. Mungkin ada masalah tersembunyi yang belum menjadi retakan, tetapi akan berkembang saat panas diterapkan untuk membentuk seal kaca-ke-logam. Mungkin ada ketidaksempurnaan titik kecil atau retakan longitudinal yang kecil yang akan menjadi retakan penuh dengan siklus termal berulang. Bahkan kondisi finishing permukaan seperti garis cetakan kecil pada permukaan logam dapat menyebabkan retakan dan akhirnya, kebocoran dalam seal kaca-ke-logam.
Berita baiknya, langkah-langkah dapat diambil untuk mendeteksi atau mencegah retakan dan masalah finishing permukaan logam lain yang akan menghalangi seal kaca-ke-logam yang hermetik dan produk akhir yang stabil.
Bagaimana kita dapat mendeteksi masalah permukaan pada logam yang digunakan untuk seal kaca-ke-logam?
Pengujian arus eddy (ECT) adalah proses kompleks dengan banyak aspek yang menarik dan berbagai macam aplikasi. Di antaranya, ini adalah metode yang banyak digunakan dan efektif untuk memeriksa cacat permukaan pada bagian logam, termasuk batang bundar, sekrap plat, dan tabung kapiler yang digunakan dalam seal kaca-ke-logam.
ECT menggunakan induksi elektromagnetik untuk mendeteksi dan mengkarakterisasi cacat permukaan dan di bawah permukaan dalam material konduktif; juga digunakan untuk mengambil pengukuran ketebalan dan konduktivitas. Dalam istilah yang sangat dasar, coil digunakan untuk menghasilkan medan magnet osilasi yang, saat diterapkan pada material uji konduktif, menginduksi arus eddy. Kehadiran cacat dalam objek uji, serta variasi dalam konduktivitas listrik dan permeabilitas magnetnya, menyebabkan perubahan yang sesuai dalam arus eddy. Pengukuran perubahan fase, frekuensi, amplitudo, impedansi, dan karakteristik lain, ECT mendeteksi cacat termasuk pitting, retakan, dan korosi.
Ada berbagai teknik ECT, termasuk pengujian arus eddy absolut, di mana probe dengan satu coil tes digunakan untuk menghasilkan arus eddy dan merasakan perubahan dalam medan arus; pengujian arus eddy diferensial, yang menggunakan dua coil aktif dan dapat lebih sensitif terhadap cacat; dan bahkan kombinasi keduanya, serta jenis probe dan metodologi lain. (Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang keterampilan metalurgi yang langka namun penting ini, silakan hubungi Metal Cutting Corporation.)
Bagaimana kita dapat mencegah celah yang menyebabkan kebocoran dalam seal kaca-ke-logam?
Ada juga metode pembuatan yang dapat diterapkan pada permukaan logam yang digunakan dalam seal kaca-ke-logam, untuk mengubah permukaan logam dan mengurangi kemungkinan celah yang dapat menyebabkan kebocoran. Misalnya, kita dapat menggunakan gerinda tanpa pusat untuk memodifikasi finishing permukaan diameter luar batang logam. Dengan mengubah permukaan dari fitur longitudinal menjadi fitur radial yang tegak lurus dengan panjang perjalan kawat, permukaan gerinda tanpa pusat bertindak sebagai beberapa “hambatan” yang memungkinkan kaca untuk menempel dan mencegah titik kebocoran longitudinal.
Menggabungkan langkah pencegahan seperti ini dengan desain yang baik, ECT yang hati-hati dan inspeksi visual bagian untuk retakan dan cacat permukaan, dan mitra yang tepat akan membantu memastikan bahwa seal kaca-ke-logam kedap udara pada hari pertama dan tetap demikian. Pada akhirnya, Anda dapat yakin bahwa komponen elektronik krusial diuji 100% sepanjang rantai pasokan, menggunakan berbagai etching canggih dan pengujian kebocoran helium, yang arguably adalah tes ultimatum untuk menentukan apakah ada kebocoran dalam perangkat elektronik.
Apakah Anda mencari mitra baru untuk komponen elektronik atau kebutuhan bagian lainnya? Unduh salinan gratis panduan outsourcing kami, 7 Secrets to Choosing a New Contract Partner: Technical Guide to Outsourcing Your Precision Metal Fabrication.
