Vedações vidro-metal
A vedação vidro-metal desempenha um papel fundamental nas embalagens eletrônicas. Como tecnologia comprovada, ela permite embalagens estanques a ar e herméticas para aplicações em que o desempenho, a segurança e a durabilidade são cruciais.
Nesta página, você será apresentado às vedações vidro-metal (GTMS), suas principais aplicações e funções, bem como vários tipos de produtos. Você também pode mergulhar mais profundamente na tecnologia envolvida em GTMS e explorar o processo de fabricação.
Como fornecedor líder de GTMS, o extenso portfólio da SCHOTT pode atender a uma ampla variedade de requisitos específicos. Explore esta página para entender melhor por que a SCHOTT é a parceira preferida de clientes em todo o mundo há mais de 80 anos.
O que são vedações entre vidro e metal (GTMS)?
A tecnologia de vedação hermética entre vidro e metal combina esses dois materiais para criar conectores elétricos à prova de vácuo, embalagens, alimentações de passagem ou janelas e lentes ópticas em sistemas ou componentes eletrônicos. Atendendo aos requisitos de ambientes hostis e de alto desempenho, GTMS herméticas são projetadas para oferecer confiabilidade em qualquer situação.
Isolamento elétrico altamente robusto
A vedação de condutores elétricos ou ópticos com vidro cria uma vedação não permeável. Como material inorgânico, as vedações de vidro não sofrem envelhecimento e, portanto, são usadas quando componentes eletrônicos sensíveis precisam ser protegidos de forma confiável ou por muito tempo.
Evita a entrada de umidade e gás
O vidro como material de vedação cria uma barreira hermética contra a intrusão de umidade, condensação e vazamentos, fornecendo uma proteção mais confiável em ambientes agressivos do que as vedações de polímero não hermético. O vidro e o metal podem ser diretamente vedados um ao outro sem quaisquer materiais de interface adicionais, reduzindo a complexidade em comparação com as alternativas de vedação entre cerâmica e metal.
Aplicações de vedação vidro-metal
As vedações vidro-metal são encontradas em uma ampla variedade de produtos e setores, incluindo:
-
sensores de alta temperatura
-
aplicações de petróleo e gás
-
baterias e capacitores
-
reatores nucleares
-
dispositivos médicos de uso junto ao corpo
-
encapsulamento optoeletrônico
-
airbags automotivos
O objetivo principal das vedações entre vidro e metal é permitir que sinais elétricos ou ópticos passem de forma confiável através de invólucros ou gabinetes herméticos a vácuo. No entanto, essas vedações também desempenham a função crítica de evitar a entrada de umidade ou gás e vazamentos que podem causar danos ou falha nos componentes e sistemas elétricos encapsulados, semicondutores, sistemas eletroquímicos, pirotécnicos ou outras substâncias.
Ao funcionar de forma confiável em condições operacionais adversas, como temperaturas extremas, umidade, altas pressões ou produtos químicos corrosivos, a tecnologia GTMS facilita a longevidade, o desempenho e as melhorias de eficiência, bem como projetos inovadores. Essencialmente, essas vedações fornecem conexão e proteção confiáveis que permite a fabricação de componentes ou equipamentos hermeticamente vedados de alta qualidade e durabilidade. A versatilidade desta tecnologia pode ser vista na infinidade de funções, designs e tamanhos dos componentes de GTMS usados em uma ampla variedade de aplicações.
Vantagens: Vantagens: por que GTMS pode fazer a diferença
As vedações entre vidro e metal são excepcionalmente versáteis e podem ser projetadas com recursos sob medida para atender aos requisitos das necessidades específicas de uma determinada aplicação. Alguns exemplos são:
Tipos de vedações vidro-metal
Componentes herméticos com vedação de vidro podem ser projetados com uma grande variedade de formatos, tamanhos, combinações de materiais e graus de complexidade.
A SCHOTT tem produtos GTMS que variam de 1,2 a 600 mm de diâmetro. Os metais incluem aço inoxidável, alumínio e titânio. Nossos especialistas sabem como selecionar a combinação certa de materiais a partir de centenas de vidros e metais diferentes.
Saiba mais sobre as diferentes categorias de produtos GTMS.
Tecnologia de vedação vidro-metal
Um dos principais aspectos da criação de condutores de vidro-metal de alta qualidade é a combinação de materiais com coeficientes ideais de expansão térmica (CTE). A seleção especializada e o processamento subsequente de metais e de vidros de vedação adequados são essenciais para uma estanqueidade durável da vedação aos gases. Os produtos GTMS podem ser segmentados em dois tipos, com base na seleção de vidro e metal usados e a relação de suas expansões térmicas:
Vedações correspondentes
Em vedações correspondentes, os CTEs do vidro e do metal são equilibrados. Esse tipo de vedação é tipicamente usado para aplicações nas quais há variações de alta temperatura presentes ou quando requisitos rigorosos de dimensões ou de inclinação de pinos são fatores (por exemplo, formatos miniaturizados ou não redondos). Dependendo do design, as vedações correspondentes entre vidro e metal podem manter a integridade por meio de dezenas de milhares de ciclos aquecimento e resfriamento, sendo bastante adequadas para conjuntos semicondutores e optoeletrônicos onde a integridade estrutural é essencial para a operação precisa dos componentes eletrônicos fechados.
Vedações de compressão
As vedações de compressão usam vidro e metal com CTEs muito diferentes. Deste modo, o olhal metálico externo (caixa) encolhe com firmeza no vidro de vedação durante o processo de produção. Essa força compressora forma uma vedação com imensa resistência física de união. De fato, a resistência à compressão do vidro é de dez a vinte vezes maior do que a sua resistência à tração. É por isso que as vedações de compressão são tipicamente usadas para projetos com requisitos de alta robustez mecânica. Exemplos podem ser encontrados em aplicações automotivas e energéticas, onde a integridade da vedação de longo prazo é essencial para a operação segura contínua de componentes eletrônicos em ambientes voláteis.
Como as vedações entre vidro e metal são produzidas
As vedações herméticas de vidro para metal são feitas usando um processo de produção complexo, mas extremamente eficaz, envolvendo apenas três componentes: o olhal metálico (caixa), pinos metálicos (condutores) e uma pré-forma de vidro (material de vedação). Atingir uma confiabilidade excepcional da montagem final requer uma compreensão completa dos detalhes fundamentais. A competência em vários tipos e formulações de vidro é chave para maximizar a robustez e confiabilidade, especialmente quando se trata de componentes sob medida. Para a máxima integridade da vedação, é fundamental selecionar a combinação certa de metal e vidro para a aplicação e executar corretamente o processo de vedação. As capacidades de desenvolvimento interno da SCHOTT nos permitem alterar ou projetar tipos de vidro totalmente novos para resolver desafios únicos ou permitir novas aplicações.
A produção das vedações entre vidro e metal pode ser dividido em quatro áreas principais:
-
Escolhendo o vidro de vedação certo
-
Design e validação de embalagens e condutores
-
Vedação
-
Blindagem
-
Integração do sistema
Processo de produção
Escolhendo o vidro de vedação certo
Por ser fundamentalmente uma empresa fabricante de vidros, a especialização em vidros e as capacidades de fabricação são os “ingredientes secretos” que diferenciam a SCHOTT em vedações entre vidro e metal. O desenvolvimento, a fundição, a moagem e a fabricação de pré-formas são gerenciados internamente pelos melhores especialistas do mundo em formulação de vidro e vedação hermética.
É essencial escolher o vidro de vedação com base no metal usado e nas condições de operação para produzir uma vedação entre vidro e metal altamente durável. A SCHOTT oferece a mais ampla variedade de vidros comuns e desenvolve continuamente novos vidros especiais que podem ser usados para atender a requisitos avançados. Essas capacidades nos permitem atender às especificações exatas exigidas pelos nossos clientes.
Para produzir pré-formas de vidro, fundições de vidro especiais são processadas em cacos, moídas em pó de vidro fino e, em seguida, prensadas e sinterizadas em pré-formas. As pré-formas de vidro da SCHOTT têm uma precisão dimensional extremamente alta, estabilidade mecânica, peso consistente e superfícies lisas – aspectos que desempenham um papel decisivo em possibilitar GTMS.
Design e validação de embalagens e condutores
O processo de desenvolvimento na SCHOTT é colaborativo: Trabalhamos em estreita colaboração com nossos clientes para fornecer os melhores componentes para a aplicação em questão.
Suporte direto de engenharia, customização completa e renderização de designs mais econômicos ou menos complexos fazem parte do design e desenvolvimento de vedações entre vidro e metal. Muitas vezes, a SCHOTT pode melhorar o conceito original do produto com base em nossa experiência e medidas avançadas de validação.
A validação é fundamental para GTMS. A SCHOTT pode realizar simulações e testes com diferentes ferramentas e sistemas de suporte, a fim de verificar a implementação bem-sucedida nas aplicações e nos processos dos clientes. Oferecemos soldagem, manuseio e várias outras abordagens para demonstrar prova de conceito. Em outras palavras, pegamos a sua visão e a fazemos funcionar!
Vedação
O processo de vedação transforma os três componentes separados em um único conjunto com vedação entre vidro e metal à prova de vácuo. Para isso, a pré-forma de vidro, o olhal de metal e os pinos de metal são montados em um acessório de carbono e colocados em um forno, em um processo altamente controlado e especializado. A temperatura, as condições do forno, as composições dos gases e o comportamento de aquecimento/resfriamento dos materiais são otimizados por especialistas para atender aos requisitos de montagem.
O resultado final de um processo de vedação vidro-metal bem-sucedido é um componente robusto e durável, que é fabricado de acordo com as especificações exatas de design estabelecidas.
Blindagem
A blindagem, etapa final da produção de vedações vidro-metal, envolve a aplicação de vários tratamentos de superfície após a conclusão do processo de vedação. Esses tratamentos servem para várias funções, como proteção contra corrosão ou permitir a interconexão elétrica. Metais folheados, como níquel, ouro e zinco, são frequentemente aplicados apenas aos pinos para economizar metal precioso.
A SCHOTT realiza todos os processos de revestimento internamente. Esse é um fator-chave de diferenciação no processo de produção, pois muitos fabricantes de GTMS terceirizam essa etapa, o que resulta em prazos de entrega mais longos e possíveis problemas de qualidade.
A infraestrutura interna de blindagem da SCHOTT é otimizada para permitir tanto as quantidades de protótipos quanto a produção em série de altos volumes e com qualidade consistente. Podemos orientar você sobre os tipos e espessuras de materiais para otimizar a eficiência e o desempenho do conjunto final.
Integração do sistema
Após as vedações vidro-metal passarem pela inspeção de qualidade final da SCHOTT, elas são enviadas para os clientes, que instalarão os condutores e os conectores em sua montagem hermética.
Os clientes também equipam cabeçotes e pacotes microeletrônicos com chips ou PCBs, por exemplo. A soldagem a elétrodo ou a laser é usada para unir os fios e fechar a carcaça.
O mesmo se aplica a baterias e capacitores: após serem preenchidos com o eletrólito, o cliente solda a tampa da SCHOTT à bateria ou à lata do capacitor.
Os clientes podem integrar os conjuntos herméticos em seus próprios produtos ou contratar um fabricante para isso.
PRODUTOS E EXPERTISE SCHOTT
Por que escolher GTMS da SCHOTT?
Com os produtos de vedação vidro-metal da SCHOTT, você recebe um valor que vai além da qualidade superior e confiável. Trabalhamos em estreita cooperação com nossos clientes para desenvolver componentes herméticos que resolvam desafios técnicos. Com base em décadas de experiência em vedações vidro-metal, possibilitamos designs à prova de futuro e otimização de produtos que oferecem diferenciação em seus mercados. Como especialista em GTMS, a SCHOTT oferece um serviço de alto nível e orientado ao cliente.
Design confiável para produtos de última geração
Em parceria com nossos clientes, desenvolvemos continuamente inovações que melhoram o desempenho, a segurança e a durabilidade de conjuntos herméticos produzidos em massa, bem como produtos personalizados.
Descubra alguns exemplos de aplicações recentes abaixo.
Produtos relacionados
A SCHOTT é a líder mundial em vedações herméticas entre vidro e metal (GTMS), atendendo a uma ampla variedade de aplicações que impactam a vida cotidiana. Explore nossas principais ofertas de produtos abaixo ou acesse o Seletor de Produtos para visualizar todos os produtos.
Dra. Eveline Rudigier-Voigt
Head of Development and Technology Center