KOVAR

1. Koeficijent toplinske ekspanzije koji odgovara tvrdom staklu i keramici (prednost jezgre): U temperaturnom rasponu od -80 stepeni do +450 stepeni, prosječni koeficijent linearne ekspanzije je 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / stepen, što je skoro savršeno usklađeno s borosilikatnim staklom i dugotrajnom izolacijom i dugotrajnošću aluminijske keramike zapečaćeni sklop.
2. Odlične performanse hermetičkog zaptivanja: Nakon pre-oksidacionog tretmana, KOVAR formira hemijsku vezu sa rastopljenim staklom. Brzina curenja nakon zatvaranja može doseći < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s, što ispunjava zahtjeve za visoko{5}}pouzdano elektronsko pakovanje.
3. Dobra plastičnost i obradivost: Sa žarenim izduženjem od 20-30%, može biti podvrgnut raznim operacijama oblikovanja kao što su hladno valjanje, hladno izvlačenje, štancanje i obrada.
4. Vrhunske performanse zavarivanja i zaptivanja: Može se povezati pomoću metoda kao što su TIG zavarivanje, otporno zavarivanje, zavarivanje elektronskim snopom, lasersko zavarivanje i lemljenje, sa visokom čvrstoćom zaptivanja kada se spaja na staklo i keramiku.
5. Dobra dimenzionalna stabilnost: Nakon stabilizacijskog tretmana, promjene dimenzija tokom dugotrajnog-služivanja su minimalne, što ga čini pogodnim za precizne elektronske komponente.
6. U skladu sa više međunarodnih standarda: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011, itd.

A:

Svojstva KOVAR-a u ekspanziji{0}}proizlaze iz njegovog precizno kontrolisanog sadržaja nikla-kobalta i feromagnetnih karakteristika:

1. Proširene primjene Invar efekta:
Svojstva ekspanzije KOVAR-a su bazirana na Invar efektu, ali proširuju i pomjeraju izvorno uski raspon niskih-temperatura ekspanzije (-100 stepeni do +200 stepeni ) na viši temperaturni raspon (sobna temperatura do +450 stepeni) dodavanjem približno 17% kobalta i podešavanjem sadržaja nikla na oko 29%. Ovo je savršeno usklađeno s temperaturnim rasponom omekšavanja borosilikatnog stakla.
2. Sinergijsko djelovanje nikla i kobalta:
Otprilike 29% nikla i 17% kobalta u leguri rade zajedno kako bi se kriva ekspanzije legure gotovo u potpunosti poklapala sa krivom tvrdog stakla u rasponu temperatura od sobne temperature do stakla. Ovo precizno podudaranje osigurava da tokom procesa hlađenja zaptivanja, kontrakcija metala odgovara staklu tačno, sprečavajući prekomerno zaostalo naprezanje na interfejsu zaptivke.
3. Odnos između Curie tačke i radne temperature:
KOVAR ima Curiejevu točku od približno 415 stupnjeva, a gornja granica radne temperature (oko 450 stupnjeva) spada upravo u temperaturni raspon žarenja borosilikatnog stakla. Ovo nije slučajnost, već ključni aspekt dizajna legure-kada legura prelazi iz feromagnetne u paramagnetnu, njena promjena koeficijenta ekspanzije sinhronizuje se sa promjenom karakteristika ekspanzije stakla, postižući podudarnost u cijelom temperaturnom rasponu.

Toplinska obrada KOVAR-a ima odlučujući utjecaj na konačnu mikrostrukturnu stabilnost, dimenzionalnu točnost i performanse hermetičkog brtvljenja:
1. Žarenje (raspuštanje naprezanja, homogenizacija strukture):
Zagrijati na 800-900 stepeni, držati 0,5 do 1 sat, zatim ohladiti u peći ili ohladiti na zraku brzinom manjom ili jednakom 300 stepeni na sat da bi se dobila stabilna austenitna struktura i uniformne karakteristike ekspanzije.
2. Stabilizacijski tretman (preporučuje se za visoko{1}}precizne dijelove):
Držite na 300-400 stepeni 1 do 4 sata, a zatim polako ohladite na sobnu temperaturu da biste eliminisali zaostala naprezanja, stabilizovali austenitnu strukturu i minimizirali dimenzionalno pomeranje tokom naknadne upotrebe.
3. Pre-tretman oksidacijom (za zaptivanje stakla):
Držati na 900-1000 stepeni 15 do 30 minuta u vlažnoj atmosferi vodika ili atmosferi azota sa odgovarajućom količinom kiseonika da se formira gusti oksidni film debljine 2-5 μm, osiguravajući dobro zaptivanje staklom. Glavna komponenta oksidnog filma je (Co,Ni)Fe₂O₄ struktura spinela.
4. Tretman za ublažavanje stresa (nakon strojne obrade):
Držite na 200-300 stepeni 1 do 2 sata, a zatim ohladite na zraku kako biste spriječili deformaciju uzrokovanu naprezanjima rezanja.
Napomena: KOVAR je sklon rastu zrna na visokim temperaturama, pa se temperatura i vrijeme žarenja moraju strogo kontrolirati. Pred-oksidacijski tretman je kritičan proces u hermetičkom zatvaranju stakla, jer debljina i ujednačenost oksidnog filma direktno utiču na čvrstoću vezivanja i hermetičnost brtve.

Efektivna radna temperatura (sa stabilnom ekspanzijom koja odgovara performansama):
Preporučuje se da bude -80 stepeni do +450 stepeni. Unutar ovog temperaturnog raspona, može održavati koeficijent toplinske ekspanzije koji odgovara tvrdom staklu i odlične performanse nepropusnosti za plin. Optimalni temperaturni opseg zaptivanja je od 300 do 450 stepeni.
Temperatura kratkotrajnog-izlaganja:
Do +500 stepena, ali će se koeficijent termičke ekspanzije značajno povećati, što može uticati na pouzdanost brtve.
Niska{0}}performanse:
KOVAR održava dobru čvrstoću i žilavost ispod -80 stepeni, ali njegov koeficijent toplinske ekspanzije može malo odstupiti od koeficijenta stakla. Za primjene na ultra-niskim temperaturama, pouzdanost hermetičkog zaptivanja treba procijeniti na osnovu specifičnih radnih uslova.
Visoka{0}ograničenja temperature:
Kada temperatura pređe 415 stepeni (Kirijeva tačka), legura prelazi iz feromagnetne u paramagnetnu, što rezultira značajnim promenama njenih karakteristika ekspanzije i smanjenim podudaranjem sa staklom. Stoga KOVAR nije pogodan za okruženja sa visokim-temperaturama iznad 450 stepeni.

KOVAR pokazuje odlične performanse hermetičkog brtvljenja i nezamjenjiv je ključni materijal u industriji elektroničke ambalaže:
1. Hermetičko zaptivanje staklom:
Nakon pred-oksidacije, KOVAR na svojoj površini formira gust oksidni sloj (debljine 2-5 μm). Tokom procesa zaptivanja stakla (približno 900-1000 stepeni), rastopljeno staklo se hemijski vezuje sa oksidnim slojem kako bi se stvorio hermetički zatvoren interfejs visoke čvrstoće. Brzina curenja nakon zaptivanja može doseći < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (detekcija curenja helijumskom masenom spektrometrijom).
2. Zaptivanje keramikom:
KOVAR se može zalijepiti za keramiku kao što je aluminij i berilijum oksid putem aktivnog lemljenja metala (npr. TiCuAg dodatni metali) ili direktnim lijepljenjem, što ga čini pogodnim za visoko{2}}pouzdano keramičko pakovanje.
3. Ključne kontrolne točke: Tri ključna kontrolna elementa za hermetičko brtvljenje Kovar i stakla su:
Debljina oksidnog filma: 2-5 μm. Previše tanak će rezultirati nedovoljnom čvrstoćom brtvljenja, a previše debeo će uzrokovati ljuštenje oksidnog filma.
Temperatura zaptivanja: 900-1000 stepeni, odgovara tački omekšavanja stakla
Brzina hlađenja: Potrebno je sporo hlađenje (manje ili jednako 300 stepeni na sat) kako bi se spriječio termalni udar da izazove pucanje stakla.
4. Pouzdanost:
KOVAR hermetičke komponente mogu izdržati preko 1000 temperaturnih ciklusa između -80 stepeni i +450 stepeni bez prekoračenja stope curenja ili mehaničkog kvara.

Moguća je djelomična zamjena, ali se mora procijeniti na osnovu specifičnih temperaturnih raspona i zahtjeva za materijalom za brtvljenje:
Prednosti KOVARA:

1. Odgovarajući koeficijent termičke ekspanzije borosilikatnog stakla u rasponu od -80 stepeni do +450 stepeni, to je najrasprostranjenija i tehnički zrela legura za brtvljenje u oblasti elektronskog pakovanja.
2. Dobra obradivost i zavarljivost, omogućavajući mu da se oblikuje u različite oblike.
3. Visoka čvrstoća zaptivanja i dobra hermetičnost, sa stopom curenja od < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
4. Ima dobra svojstva usklađenja s toplinskom ekspanzijom slična onima kod keramike od aluminijevog oksida.

Ograničenja KOVAR-a:
1. Razlike u kompatibilnosti sa različitim vrstama stakla:
Nekompatibilno je sa natrijevim{0}}vačnim staklom (koeficijent ekspanzije približno 9 × 10⁻⁶ / stepen) i umjesto toga treba odabrati druge legure za brtvljenje (kao što je 4J28).
2. Razlike od zavarivanja običnim nerđajućim čelikom:
Kod zavarivanja austenitnim nerđajućim čelikom treba obratiti pažnju na naprezanje uzrokovano razlikama u koeficijentu toplinskog širenja.
3. Inadequate high-temperature (>500 stepeni) performanse:
Koeficijent termičke ekspanzije značajno se povećava iznad Curie tačke, što ga čini neprikladnim za okruženja s ultra{0}}visokim{1}}ima.

4. Neusklađenost sa niskim-ekspanzijskim staklom:
Za kvarcno staklo (sa koeficijentom ekspanzije od približno 0,5 × 10⁻⁶ / stepen), potrebno je odabrati legure za zaptivanje niske{2}}ne ekspanzije (kao što je 4J36).

Preporuke za odabir materijala:
Za izbor specifičnog materijala, navedite detaljne radne uslove (tip materijala zaptivača, temperaturni opseg, medij okoline, radni vek). Možemo vam pomoći u tehničkoj i ekonomskoj usporedbi kako bismo vam pomogli da napravite optimalan izbor između KOVAR-a i drugih vrsta legura zaptivki.
Za ponude za specifične specifikacije, izvještaje o ispitivanju materijala ili listove tehničkih parametara, molimo kontaktirajte naše prodajne inženjere. Podržavamo prilagođavanje dimenzija, uslova termičke obrade i površinske obrade prema potrebi, i pružamo kompletan set međunarodno sertifikovanih dokumenata.