Technologie

Auslegung von Glasdurchführungen

Finden Sie die passende Ausführung für Ihre hermetische Anwendung!


Das Ziel der Glasdurchführung ist es, eine zuverlässige elektrische Verbindung in ein vakuumdichtes Gehäuse zu gewährleisten. Dies kann durch zwei verschiedenen Wirkmechanismen erreicht werden: Mit einer Druckglasdurchführung oder mit einer angepassten Glasdurchführung.


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Druckglasdurchführungen

Bei Druckdurchführungen kommen Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten für Glas, Gehäuse und Stifte zum Einsatz. Die hermetische Dichtung wird hergestellt, indem die thermische Kompression vom Gehäuse bei sinkenden Temperaturen auf das Glas wirkt. Gehäusewerkstoffe mit hohem Ausdehnungskoeffizienten, wie z.B. Edelstahl oder Titan, eignen sich gut für Druckglasdurchführungen. Je nach Ausführung hält eine Kompressionsdurchführung einem sehr hohen Druck stand (bis zu 3000 bar sind möglich). Diese Art der Glasdurchführung eignet sich unter anderem hervorragend für Hochdrucksensoren.


Angepasste Glasdurchführungen

In einer angepassten Glasdurchführung werden die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Glas, Gehäuse und Stiften so genau wie möglich abgestimmt. Abgestimmte Durchführungen haben den Vorteil, dass nur geringe Eigenspannungen vorhanden sind und die Durchführung sehr hohen Temperaturen standhalten kann. Die Verbindung zwischen Glas und Metall wird hauptsächlich chemisch durch eine Oxidschicht hergestellt. Typischerweise wird Kovar als Gehäusematerial für angepasste Durchführungen verwendet. Diese Art von Glasdurchführungen werden häufig für hermetische Mikroelektronikgehäuse verwendet.

Druckglasdurchführung Angepasste Glasdurchführung
Prinzip Thermische Kompression zwischen Gehäuse und Glas Chemische Bindung an den Schnittstellen
Typische Gehäusematerialien Stähle, verschiedene Edelstähle, Titan, Inconel, Hastelloy, etc. Kovar, Alloy 42, Molybdän, etc.
Typische Stiftmaterialien NiFe47 / Alloy 52, Inconel, Kupferkernlegierungen, Kovar, Molybdän, etc. Kovar, Alloy 42, Molybdän, etc.
Typische Glasmaterialien Bariumoxid, Kalk-Natron, Aluminoborat, Borosilikat etc. Borosilikat
Besondere Eigenschaften Hochdruckfähigkeit, sehr robust, chemisch sehr inert Sehr hohe Temperaturbeständigkeit, erweiterte Designmöglichkeiten
Anwendungen Sensorik-Gehäuse, hermetische Steckverbinder, Schaugläser, Leistungs-Durchführungen Elektronik-Gehäuse

Beispiele einiger Werkstoffkombinationen für Druckglasdurchführungen:

Edelstahlgehäuse – BaO-Glas – Nife47 / Alloy 52 Pins: Für Kleinsignal-Sensordurchführungen

Gehäuse aus Stahl – BaO-Glas – Kontaktbolzen aus Stahl: Für Hochleistungs-Klemmplatten

Gehäuse aus Stahl / Edelstahl – Kalk-Natron-Glas: Für Schaugläser

Beispiel einer Materialkombination für eine angepasste Durchführung:

Kovar Gehäuse – Borosilikatglas – Kovar Stifte: Für HF-Elektronikgehäuse

 

Hartlote

Das Hartlöten kann mit dem Glasdurchführungsprozess kombiniert werden. Dies wird häufig verwendet, um eine zusätzliche Komponente anzubringen, die nicht elektrisch isoliert werden muss (z.B. Hinzufügen eines Füllrohres zum Drucksensorgehäuse).

Gängige Lötmaterialien, die zusammen mit Glasdurchführungen verwendet werden können:

Ag-Cu-Pd: Verschiedene Zusammensetzungen für Löttemperaturen von 800 bis 1000 °C.

Au-Ni: Zum Löten bei ca. 950 °C.

Oberflächenveredelung

Es gibt verschiedene Optionen der Oberflächenveredlung, die typischerweise nach dem Einschmelzprozess durchgeführt werden. Diese dienen entweder dem Korrosionsschutz oder den elektrischen Kontakteigenschaften. Bei Kleinsignal-Durchführungen wird die Beschichtung oft nur selektiv auf dem Pin durchgeführt.

Zu den gängigen Oberflächenveredelungsoptionen gehören:

Nickel + Weichgold: Für bondbare und lötbare Stifte

Nickel + Hartgold: Für Steckverbinder (auch lötbar)

Nickel: Korrosionsschutz

Zink + Dickschichtpassivierung: Korrosionsschutz

Spezifizierung Ihres individuellen Designs

Wir sind hier, um Sie bei der Suche nach dem richtigen Design für Ihre Anwendung zu unterstützen. Hier sind noch einige Tipps zur Spezifikation Ihrer Anforderungen:

  1. Gehäusegeometrie und Materialanforderungen
  2. Durchführungsanforderungen (Anzahl und Anordnung der Stifte)
  3. Umgebungsanforderungen (Druck, Temperaturen, Dichtheit, chemische Beständigkeit)
  4. Elektrische Anforderungen (Strombelastbarkeit, elektrische Isolationsanforderungen)
  5. Wie sieht die Aufbau- und Verbindungstechnik für Ihre Durchführung aus?
  6. Welche spezielle Funktionalität benötigen Sie?

Unsere Produkte und Services

Die Dietze Gruppe bietet massgeschneiderte Lösungen von der Konzeptionierung bis zur Serienreife. All unserer Produkte entstehen in enger Abstimmung mit unseren Kunden und werden entsprechend der Applikationsanforderung ausgelegt.



Glasdurchführungen

Unsere Glasdurchführungen ermöglichen die elektrische Kontaktierung von Komponenten in hermetisch dichten Gehäusen.

Kontaktstifte & Stanzteile

Unsere hochpräzisen Kontaktstifte und Stanzteile gewährleisten zuverlässige elektrische Verbindungen in anspruchsvollen Applikationen.

Stromzuführungen

Unsere Stromzuführungen ermöglichen die hermetische Abdichtung sowie die elektrische Verbindung für viele Arten von Lichtquellen.