KR20210086932A - Manufacturing of low temperature glass ring used for sealing aluminum composite material and glass insulation terminal and its use method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링(sealing)하는 데 사용되는 저온 글라스링의 제조 및 그 사용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of a low-temperature glass ring used for sealing an aluminum composite material and a glass insulated terminal and a method for using the same.
오랫동안 해내외는 보편적으로 구리 텅스텐 합금 또는 코바(Kovar)합금 등 전통적인 자재를 페이즈드 어레이 레이더(Phased-Array Radars) T/R 모듈에 사용하였는 데, 이는 비중이 크고, 열전도성이 취약하여, 항공기에게 커다란 걸림돌로 작용해 왔다. 하지만, 동일한 저팽창계수를 갖는 고 부피비율 탄화규소가 알루미늄 복합재와 고 실리콘 알루미늄을 보강하는 비중은 약 코바 합금의 3분의 1이고, 열전도성은 5배 향상된다. 따라서, 알루미늄 복합재(탄화규소 입자로 알루미늄 복합재인 탄화규소 알루미늄을 보강하고, 실리콘 입자로 알루미늄 복합재인 고 실리콘 알루미늄을 보강하는 것을 포함)를 이용하여 코바 합금을 대체하는 것은 이미 시대적 흐름으로 부상었는 데, 가벼운 중량으로 연료를 절약하고, 항공기의 속도와 기동작전능력을 대폭 향상하며, 군사적 의의 또한 말할 필요가 없다.For a long time at home and abroad, traditional materials such as copper tungsten alloy or Kovar alloy have been commonly used for Phased-Array Radars T/R modules, which have a large specific gravity and poor thermal conductivity, so they are not suitable for aircraft. has been a major stumbling block. However, the specific gravity of the high volume ratio silicon carbide having the same low expansion coefficient to reinforce the aluminum composite and high silicon aluminum is about one-third of that of Kovar alloy, and the thermal conductivity is improved by 5 times. Therefore, the replacement of Kova alloy using aluminum composite materials (including reinforcing silicon carbide, which is an aluminum composite material, with silicon carbide particles, and reinforcing high silicon aluminum, which is an aluminum composite material, with silicon particles) has already emerged as a trend of the times. , it saves fuel due to its light weight, greatly improves the speed and maneuverability of aircraft, and it goes without saying that it has military significance.
차세대 페이즈드 어레이 레이더 T/R 모듈 하우징은 고 실리콘 알루미늄 또는 탄화규소 알루미늄으로 종래의 코바합금을 대체하여 세대 교체 재료로 사용하는 바, 이와 같은 신자재는, 아래의 3개 장점을 가지는 데, 가벼운 중량에 의해 연료 소모 절감, 비행 속도 향상, 기동작전능력 최적화 효과를 이루며; 우수한 열전도성에 의해 부품의 작동 온도를 낮추고, 출력과 믿음성을 향상시키는 동시에, 작동 수명을 연장하는 효과를 이루며; 높은 평균공진주파수를 갖는 알루미늄 복합재에 의해, 평균공진주파수가 알루미늄합금, 타이타늄합금, 마그네슘합금 및 강재보다 65~80% 높아, 해당 재료를 응용하면, 설비의 기본 주파수를 뚜렷이 향상하고, 공진을 방지하며, 전체 구조의 믿음성을 향상시키는 효과를 이룬다.The next-generation phased array radar T/R module housing is used as a generation replacement material by replacing the conventional Kovar alloy with high silicon aluminum or silicon carbide aluminum. by reducing fuel consumption, improving flight speed, and optimizing maneuverability; With good thermal conductivity, it lowers the operating temperature of the component, improves output and reliability, and at the same time prolongs the operating life; Due to the aluminum composite material having a high average resonant frequency, the average resonant frequency is 65~80% higher than that of aluminum alloy, titanium alloy, magnesium alloy and steel. and achieves the effect of improving the reliability of the overall structure.
하지만, T/R 모듈 하우징은 절연 유리 단자에 대해 멜트 실링(melt sealing)할 때, 상술한 2개의 알루미늄 복합재가 용점이 비교적 낮고, 용접 온도 구간이 비교적 작아 그 실링공법의 선택을 한정하였다. 종래의 코바 합금 하우징과 유리기둥(절연물)은 900℃~960℃ 고온 하에서 직접 소결하여 함께 멜트 실링하는 데, 상기 2개 신자재와 유리 절연물을 실링할 때, 900℃ 고온에서 소결하는 전통적인 공법은 이미 적절하지 않다(알루미늄 기질의 용점은 660℃ 내외에 불과). 이에 따라, 현재 대부분 단위의 알루미늄 복합재와 절연 단자의 실링은 고온 유리 절연물 밖을 하나의 코바 합금 고리로 감싼 다음, 이어서, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 알루미늄 복합재와의 사이에 Au-Sn 납땜 재료를 이용하는 데, 경납땜공법은 그의 납땜 온도가 통상적으로 200℃~300℃ 사이이며; 이와 같은 공법은 원가가 높을 뿐만 아니라, 고온 유리 절연 단자와 코바 합금 고리가 미연에 고온에서 소결 완료되어야 하므로, 공법이 번거롭고, 에너지를 낭비하며, 후속 공법을 위해 미연에 설치하는 온도기울기가 낮고, 해당 실링공법의 기밀성 기준도달률이 비교적 낮다(특히 계단 홀).However, the T/R module housing has a relatively low melting point and a relatively small welding temperature range of the above-described two aluminum composites when performing melt sealing on the insulated glass terminal, thereby limiting the selection of the sealing method. The conventional Kovar alloy housing and glass pillar (insulator) are directly sintered under high temperature of 900°C to 960°C and melt-sealed together. When sealing the two new materials and glass insulator, the traditional method of sintering at 900°C high temperature is It is already not suitable (the melting point of aluminum substrate is only around 660℃). Accordingly, at present, most units of aluminum composite material and the sealing of the insulating terminal are wrapped around the outside of the high-temperature glass insulator with one Kovar alloy ring, and then, as shown in FIG. 1, the Au-Sn soldering material between the aluminum composite and the aluminum composite. In the brazing method, its soldering temperature is usually between 200°C and 300°C; Such a method is not only expensive, but also because the high-temperature glass insulation terminal and the Kova alloy ring must be sintered at a high temperature in advance, the method is cumbersome, wastes energy, and the temperature gradient to install in advance for the subsequent method is low The rate of reaching the airtightness standard of this sealing method is relatively low (especially for stair holes).
따라서, 일부 사람들은 다른 방법을 이용하여 이와 같은 기술 난제를 해결하여(예를 들면, 등록된 특허 CN106007409B와 수리된 특허 CN10690706A), 일정한 효과를 이루었지만, 생산효율과 실링 품질의 제약을 받으며, 납이 함유된 유리분말을 저온 유리분말로 이용하므로, 방부성이 비교적 취약하다.Therefore, some people have used other methods to solve these technical difficulties (for example, registered patent CN106007409B and repaired patent CN10690706A), and have achieved a certain effect, but are limited by production efficiency and sealing quality, Since the contained glass powder is used as a low-temperature glass powder, the antiseptic property is relatively weak.
종래의 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링(sealing)하는 과정에서 납이 함유된 유리분말을 이용할 때(유독성) 생산원가가 높고, 에너지 소모가 많으며, 효율이 떨어지고, 복합유리 저온층의 치밀성이 취약하며, 기밀성 기준도달률이 낮은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자의 실링에 사용하는 저온 글라스링의 제조 및 그 사용방법을 제공하는 데 있다.When using lead-containing glass powder (toxic) in the process of sealing the conventional aluminum composite and glass insulated terminals, the production cost is high, the energy consumption is high, the efficiency is low, and the compactness of the low temperature layer of the composite glass is weak. And, in order to solve the problem of low airtightness standard reaching rate, an object of the present invention is to provide a manufacturing method of a low-temperature glass ring used for sealing an aluminum composite material and a glass insulated terminal and a method of using the same.
본 발명의 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법은 구체적으로 아래 단계에 따라 진행한다.The manufacturing method of the low-temperature glass ring used to seal the aluminum composite material and the glass insulated terminal of the present invention is specifically performed according to the following steps.
패키징하려는 소자가 사용하는 재질에 근거해, 대응되는 선팽창계수와 연화점의 저온 유리분말을 선정하여 사용하며; 다시, 선정된 저온 유리분말의 수축율과 저온 글라스링의 미리 설정된에 근거해 몰드를 설계하며; 저온 유리분말을 몰드 캐비티 내에 담고, 항력 프레스보드의 작용 하에, 해당 저온 유리분말 연화점인 30℃~50℃보다 높은 조건에서 소결하여 저온 글라스링을 얻는다.Based on the material used by the device to be packaged, low-temperature glass powder with a corresponding linear expansion coefficient and softening point is selected and used; Again, the mold is designed based on the selected shrinkage rate of the low-temperature glass powder and the preset setting of the low-temperature glass ring; A low-temperature glass powder is placed in a mold cavity, and under the action of a drag press board, the low-temperature glass powder is sintered under conditions higher than the softening point of the low-temperature glass powder of 30°C to 50°C to obtain a low-temperature glass ring.
본 발명에서, 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 사용방법은 저온 글라스링을 항공, 우주비행, 함정 또는 지면의 페이즈드 어레이 레이더 T/R 셀패킹에 사용하는 알루미늄 복합재의 패키징에 이용할 수 있다.In the present invention, the method of using the low-temperature glass ring used to seal the aluminum composite material and the glass insulating terminal is an aluminum composite material using the low-temperature glass ring for phased array radar T/R cell packing of aviation, space flight, ships or the ground. can be used for packaging of
본 발명은 특화된 저온 글라스링 제조기술을 이용하므로, 납이 함유된(납은 유독성 물질임) 저온 유리분말을 사용할 필요가 없고, 복잡한 조립(pelletizing)기술을 적용할 필요가 없이, 직접 치밀성이 높은 저온 글라스링을 사용하되, 전매상수가 4~4.5인 고온 유리기둥과 알루미늄 복합재 하우징을 일회성으로 함께 실링하며(유리 절연 단자는 2차 소결이 필요없음); 독창적인 저온 글라스링을 이용하여 신형 전자 패키징 재료인 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자에 대해 전자 패키징을 진행하고, 서로 다른 기질 재료(고 실리콘 알루미늄과 탄화규소 알루미늄)에 근거해, 대응되는 저온 유리분말과 몰드를 이용하여, 대응되는 사이즈의 저온 글라스링을 제조한 다음, 유리 절연 단자, 저온 글라스링와 알루미늄 복합재 하우징에 대해 일회성으로 패키징을 완료한다. 이와 같이, 재료 원가(고가의 납땜 재료가 필요없음)를 낮추고, 납땜 재료 충전 단계를 줄인다(공정시간을 절약하고, 인위적 요소가 실링의 품질에 미치는 영향). 본 공법에 따른 유리분말은 조립(pelletizing)할 필요가 없어, 간단하고 효율이 높으며, 치밀, 무기공, 고강도의 저온 글라스링을 얻을 수 있으므로, 기밀성 종래도달률이 향상되고, 어셈블리의 믿음성이 향상되며, 후속 공법에게 비교적 폭넓은 온도기울기 공간을 남겨둘 수 있다.Since the present invention uses a specialized low-temperature glass ring manufacturing technology, there is no need to use a low-temperature glass powder containing lead (lead is a toxic substance), there is no need to apply a complicated pelletizing technology, and direct high-density A low-temperature glass ring is used, but a high-temperature glass column with a sales constant of 4 to 4.5 and an aluminum composite housing are sealed together (the glass insulated terminal does not require secondary sintering); Using a unique low-temperature glass ring, electronic packaging is carried out for a new type of electronic packaging material, an aluminum composite material and a glass insulated terminal, and based on different substrate materials (high silicon aluminum and silicon aluminum carbide), the corresponding low-temperature glass powder and Using a mold, a low-temperature glass ring of the corresponding size is manufactured, and then packaging is completed one-time for the glass insulated terminal, low-temperature glass ring, and the aluminum composite housing. In this way, the material cost (no need for expensive brazing material) is lowered, and the brazing material filling step is reduced (saving processing time and the effect of man-made factors on the quality of the seal). The glass powder according to this method does not require pelletizing, so it is simple and efficient, and it is possible to obtain dense, inorganic and high-strength low-temperature glass rings, so that the conventional reach of airtightness is improved, and the reliability of the assembly is improved. , it can leave a relatively wide temperature gradient space for subsequent processes.
도 1은 종래공법이 코바합금 고리，주석도금 납땜 재료를 이용하여 고 실리콘 알루미늄과 유리 절연 단자를 실링하는 구조설명도;
도 2는 본 발명에서 저온 글라스링을 이용하여 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 구조설명도;
도 3은 본 발명에서 저온 글라스링을 소결하는 몰드 설명도;
도 4는 실시예 1에서 얻은 저온 글라스링의 실물도;
도 5는 실시예 1에서 납 미함유 저온 글라스링을 이용하여 고 실리콘 알루미늄을 실링하는 실물도;
도 6은 실시예 1에서 납 미함유 저온 글라스링을 이용하여 탄화규소 알루미늄을 실링하는 실물도이다.1 is a structural explanatory diagram of a conventional method for sealing high silicon aluminum and glass insulated terminals using a Koba alloy ring and a tin-plated soldering material;
Figure 2 is a structural explanatory diagram for sealing the aluminum composite material and the glass insulating terminal using a low-temperature glass ring in the present invention;
3 is an explanatory view of a mold for sintering a low-temperature glass ring in the present invention;
4 is an actual view of the low-temperature glass ring obtained in Example 1;
5 is a real view of sealing high silicon aluminum using a lead-free low-temperature glass ring in Example 1;
6 is a real view of sealing the silicon carbide aluminum using a lead-free low-temperature glass ring in Example 1.
본 발명에 따른 기술방안은 아래에 열거된 구체적인 실시방식에 한정되지 않으며, 각 구체적인 실시방식 간의 임의의 조합을 더 포함한다.The technical solution according to the present invention is not limited to the specific embodiments listed below, and further includes any combination between each specific embodiment.
구체적인 실시방식 1: 본 실시방식은 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링(sealing)하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법으로서, 상세하게는, 아래 단계로 진행된다.Specific embodiment 1: This embodiment is a manufacturing method of a low-temperature glass ring used for sealing an aluminum composite material and a glass insulated terminal, and in detail, proceeds to the following steps.
패키징하려는 소자가 사용하는 재질에 근거해, 대응되는 선팽창계수와 연화점의 저온 유리분말을 선정하여 사용하며; 다시, 선정된 저온 유리분말의 수축율과 저온 글라스링의 미리 설정된에 근거해 몰드를 설계하며; 저온 유리분말을 몰드 캐비티 내에 담고, 항력 프레스보드의 작용 하에, 해당 저온 유리분말 연화점인 30℃~50℃보다 높은 조건에서 소결하여 저온 글라스링을 얻는다.Based on the material used by the device to be packaged, low-temperature glass powder with a corresponding linear expansion coefficient and softening point is selected and used; Again, the mold is designed based on the selected shrinkage rate of the low-temperature glass powder and the preset setting of the low-temperature glass ring; A low-temperature glass powder is placed in a mold cavity, and under the action of a drag press board, the low-temperature glass powder is sintered under conditions higher than the softening point of the low-temperature glass powder of 30°C to 50°C to obtain a low-temperature glass ring.
패키징하려는 소자와 유리 절연 단자의 실제 사이즈에 근거해 저온 유리분말의 중량을 계산한다.Calculate the weight of the low-temperature glass powder based on the actual size of the device to be packaged and the glass insulated terminal.
본 실시방식은 먼저 저온 유리분말을 몰드로 소결하여 성형하는 데, 하나의 저온 글라스링으로 소결한 다음, 고온 유리기둥 외면에 덧씌우고, 다시, 복합재 하우징 홀과 일회성으로 소결하여 밀폐성 요구에 도달하며; 2차 패키지 공법을 제거하였으므로, 고온 유리기둥은 일회성 소결만 진행하여, 소결 과정에서 고온 유리기둥의 물리 성능에 미치는 영향을 줄였다.In this embodiment, low-temperature glass powder is first sintered into a mold and molded, which is sintered with one low-temperature glass ring, then overlaid on the outer surface of the high-temperature glass column, and again sintered with the composite housing hole once to reach the sealing requirement ; Since the secondary packaging method was removed, only one-time sintering of the high-temperature glass pillars was performed, thereby reducing the effect on the physical performance of the high-temperature glass pillars during the sintering process.
구체적인 실시방식 2: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 1과의 차이점은 다음과 같다. 상기 몰드는 항력 프레스보드(10), 방향유도 고정판(11), 테라스 다이(terrace die)(12), 방향유도 기둥(13), 오목 다이(14), 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15), 프레스 스프링(16)과 프레스 링(17)으로 구성되며; 상기 방향유도 고정판(11)과 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15)은 평행되게 설치되고, 상기 방향유도 고정판의 하표면에 방향유도 기둥(13)을 설치하되, 상기 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15)은 방향유도 기둥(13)의 다른 일단에 슬라이딩 설치하며; 상기 테라스 다이(12)와 오목 다이(14)는 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15)의 상표면에 설치되고, 상기 테라스 다이(12)와 오목 다이(14) 및 프레스 링(17)은 상대적으로 고리형 캐비티를 형성하며, 상기 프레스 링(17)은 테라스 다이(12)에 슬라이딩 설치하되, 상기 프레스 링(17)과 방향유도 고정판(11) 사이에 프레스 스프링(16)을 설치하며; 소결과정에서, 프레스 스프링(16)은 저온 유리 압력을 5~10KPa로 유지하고, 냉각 성형할 때, 프레스 스프링(16)은 저온 글라스링(18)에 대해 압력을 가하지 않는다. 기타는 구체적인 실시방식 1과 같다.Specific Implementation Method 2: The difference between this implementation method and the
구체적인 실시방식 3: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 1 또는 2와의 차이점은 다음과 같다. 상기 몰드는 재질이 1Cr13몰드용 강철 또는 기타 몰드용 스테인리스 강이다. 기타는 구체적인 실시방식 1 또는 2와 같다.Specific Implementation Mode 3: The difference between the present embodiment method and the
구체적인 실시방식 4: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 1 내지 3 중 하나의 차이점은 다음과 같다. 상기 저온 글라스링의 소결은 계단식 온도를 이용하는 데, 먼저, 온도를 실온으로부터 300℃~350℃까지 상승시키고, 300℃~350℃의 온도 조건하에서, 30min~60min 보온하며, 다시, 온도를 300℃~350℃부터 해당 저온 유리분말 연화점보다 30℃~50℃ 높도록 상승시키되, 해당 온도 하에서, 30min~60min 보온하고, 용로를 따라 냉각시키며; 여기에서, 온도 상승 속도는 5℃/min보다 낮다. 기타는 구체적인 실시방식 1 내지 3 중 하나와 같다.Specific Embodiment 4: The difference between this embodiment and one of
구체적인 실시방식 5: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 1 내지 4 중 하나의 차이점은 다음과 같다. 상기 유리 절연 단자는 고온 유리기둥이고, 그 전매상수는 4~4.5이며, 융점은 900℃~960℃이다. 기타는 구체적인 실시방식 1 내지 4 중 하나와 같다.Specific Embodiment 5: The difference between this embodiment and one of
구체적인 실시방식 6: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 1 또는 5 중 하나의 차이점은 다음과 같다. 상기 저온 유리분말은 비스무트계의 납 미함유 저온 유리, 인계의 납 미함유 저온 유리 또는 팽창계수 조절 상이 함유된 복합 유리분말이며; 상기 저온 유리분말의 연화점은 380℃~460℃이며; 상기 저온 글라스링이 사용하는 저온 유리분말의 선팽창계수는（40~120）×10-7/℃이다. 기타는 구체적인 실시방식 1 내지 5 중 하나와 같다.Specific Embodiment 6: The difference between this embodiment and one of
본 실시방식에서는 납을 함유할 수 있으며, 환경 요구를 만족시키면“친환경 제조”에 속한다.In this embodiment, it may contain lead, and if it meets the environmental requirements, it belongs to “eco-friendly manufacturing”.
구체적인 실시방식 7: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 1 또는 6 중 하나의 차이점은 다음과 같다. 상기 저온 글라스링의 두께는 0.2~0.6mm이다. 기타는 구체적인 실시방식 1 내지 6 중 하나와 같다.Specific Implementation Mode 7: The difference between this embodiment and one of the
구체적인 실시방식 8: 본 실시방식은 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 사용방법으로서, 저온 글라스링을 항공, 우주비행, 함정 또는 지면의 페이즈드 어레이 레이더(Phased-Array Radars) T/R 셀패킹에 사용하는 알루미늄 복합재에 대한 패키징을 제공한다.Specific embodiment 8: This embodiment is a method of using a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal, and the low-temperature glass ring is used for aviation, space flight, ship or ground phased-array radar (Phased-Array). Radars) provides packaging for aluminum composites used for T/R cell packing.
구체적인 실시방식 9: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 8의 차이점은 다음과 같다. 상기 패키징의 구체적인 과정은 아래와 같다.Specific implementation method 9: The difference between this implementation method and
유리 절연 단자와 저온 글라스링을, 패키징하려는 소자 하우징의 단 홀에 배치하고, 공작물의 위치를 고정하며, 조립 완료해서 대형 가스로에 배치하고, 1회 소결하여 패키징하려는 소자와 유리 절연 단자의 실링을 완성하며; 상기 패키징하려는 소자의 재질은 고 실리콘 알루미늄 또는 탄화규소 알루미늄 복합재이며; 상기 알루미늄 복합재 중 증강상의 부피율은 50~70%이다. 기타는 구체적인 실시방식 8과 같다.Place the glass insulated terminal and low temperature glass ring in the short hole of the device housing to be packaged, fix the position of the workpiece, complete the assembly and place it in a large gas furnace, and sinter once to seal the device to be packaged and the glass insulated terminal. complete; The material of the device to be packaged is high silicon aluminum or silicon aluminum carbide composite; The volume ratio of the reinforced phase in the aluminum composite is 50 to 70%. Others are the same as in the
구체적인 실시방식 10: 본 실시방식과 구체적인 실시방식 8 또는 9의 차이점은 다음과 같다. 상기 소결은 계단식 온도를 이용하는 데, 먼저, 온도를 실온으로부터 300℃~350℃까지 상승시키고, 온도는 300℃~350℃의 온도 조건 하에서 30min~60min 보온하며, 다시 온도를 300℃~350℃로부터 해당 유리 용접시트 연화점보다 연화점 50℃~100℃ 높도록 상승시키되, 해당 온도 하에서, 30min~60min 보온하며; 다시, 유리 용접시트 연화점보다 50℃~100℃ 높은 온도로부터 300℃~350℃까지 낮추고, 용로를 따라 50℃ 이하까지 냉각시켜 꺼내며; 여기에서, 온도 상승 속도는 5℃/min보다 낮고, 온도 하강 속도는 5℃/min보다 낮다. 기타는 본 실시방식 8 또는 9와 같다.Specific Embodiment 10: The difference between this embodiment and
이하 실시예를 이용하여 본 발명의 효과를 검증한다.The effects of the present invention are verified using the following examples.
실시예 1: 본 실시예는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조 및 그 사용방법으로서, 상세하게, 아래 단계로 진행한다.Example 1: This example is a manufacturing method of a low-temperature glass ring used for sealing an aluminum composite material and a glass insulated terminal, and a method of using the same. In detail, the following steps are performed.
저온 납 미함유 유리분말을 선정하여 사용하는 데, 연화 온도는 425℃이고, 실링온도는 490℃~520℃이며, 선팽창계수는（90~110）×10-7/℃이다. 먼저, 해당 저온 분말을 스스로 설계하여 제조한 몰드로 소결, 성형함으로써, 사이즈가 Φ2.85mm/Φ2.1mm×1.6mm인 저온 글라스링을 얻은 다음, 유리 절연 단자와 저온 글라스링을, 패키징하려는 소자인 고 실리콘 알루미늄 하우징의 단 홀 내에 배치하고, 전용 공작물로 위치를 고정해 조립 완료한 후, 대형 가스로에 넣되, 소결로의 온도를 60min 내에 실온으로부터 300℃까지 올리고, 300℃의 온도 조건 하에서 30min 보온한 후, 이어서, 45min 내에 300℃에서 520℃까지 상승시켜 30min 보온하며, 그 다음, 45min 내에 520℃에서 300℃까지 낮추고, 용로를 따라 50℃ 이하까지 냉각시켜 꺼내 전체 실링 과정을 완성하며; 거시적인 방식과 현미경으로 관찰한 결과, 유리 절연 단자, 저온 글라스링과 하우징 홀은 동축도가 높고, 표면 광택도가 우수하며, 결합면이 견고하다. 상기 패키징하려는 소자의 재질은 CE11 고 실리콘 알루미늄 합금이다.Low-temperature lead-free glass powder is selected and used. The softening temperature is 425℃, the sealing temperature is 490℃~520℃, and the coefficient of linear expansion is (90~110)×10 -7 /℃. First, a low-temperature glass ring with a size of Φ2.85mm/Φ2.1mm×1.6mm is obtained by sintering and molding the low-temperature powder with a mold designed and manufactured by oneself, and then, a device to be packaged with a glass insulated terminal and a low-temperature glass ring Place it in the short hole of the in-go silicon aluminum housing, fix the position with a dedicated workpiece, complete the assembly, and put it in a large gas furnace. Raise the temperature of the sintering furnace from room temperature to 300°C within 60min, and 30min under the temperature condition of 300°C. After warming, then raising from 300°C to 520°C within 45min to keep it warm for 30min, then lowering it from 520°C to 300°C within 45min, cooling it along the furnace to below 50°C and taking it out to complete the whole sealing process; As a result of macroscopic and microscopic observation, the glass insulated terminal, low temperature glass ring and housing hole have high coaxiality, excellent surface gloss, and strong bonding surface. The material of the device to be packaged is CE11 high silicon aluminum alloy.
그를 실링한 후의 외관과 기밀성을 검사한 결과, 멜트 실링(melt sealing) 계면이 평탄하고, 품질이 고르며, 솔더가 흘러 내리지 않고, 뚜렷한 기공과 균열이 발생하지 않았다. 기밀성은 1.0×10-10 Pa·m3/s으로서, 요구에 부합된다.As a result of examining the appearance and airtightness after sealing it, the melt sealing interface was flat, the quality was even, the solder did not flow, and there were no obvious pores and cracks. The airtightness is 1.0×10 -10 Pa·m 3 /s, which meets the requirements.
실시예 2: 본 실시예는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조 및 그 사용방법으로서, 상세하게, 아래 단계로 진행한다.Example 2: This example is a manufacturing method of a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal, and a method of using the same, in detail, proceeding to the following steps.
저온 납 미함유 유리분말을 선정하여 사용하는 데, 연화 온도는 419℃이고, 실링 온도는 480℃~500℃이며, 선팽창계수는（80~90）×10-7/℃이다. 먼저, 해당 저온 분말을 스스로 설계하여 제조한 몰드로 소결, 성형함으로써, 사이즈가 Φ2.85mm/Φ2.1mm×1.6mm인 저온 글라스링을 얻은 다음, 유리 절연 단자와 저온 글라스링을, 패키징하려는 소자인 탄화규소 알루미늄 하우징의 단 홀 내에 배치하고, 전용 공작물로 위치를 고정해 조립 완료한 후, 대형 가스로에 넣되, 소결로의 온도를 50min 내에 실온으로부터 300℃까지 올리고, 300℃의 온도 조건 하에서 60min 보온한 후, 이어서, 30min 내에 300℃에서 495℃까지 상승시켜 40min 보온하며, 이어서, 30min 내에 495℃에서 300℃까지 낮추고, 용로를 따라 50℃ 이하까지 냉각시켜 꺼내 전체 실링 과정을 완성하며; 거시적인 방식과 현미경으로 관찰한 결과, 유리 절연 단자, 저온 글라스링과 하우징 홀은 동축도가 높고, 표면 광택도가 우수하며, 결합면이 견고하다. 상기 패키징하려는 소자의 재질은 55vol.%SiCp/ZL102고 부피비율 알루미늄 복합재이다.Low-temperature lead-free glass powder is selected and used. The softening temperature is 419℃, the sealing temperature is 480℃~500℃, and the coefficient of linear expansion is (80~90)×10 -7 /℃. First, a low-temperature glass ring with a size of Φ2.85mm/Φ2.1mm×1.6mm is obtained by sintering and molding the low-temperature powder with a mold designed and manufactured by oneself, and then, a device to be packaged with a glass insulated terminal and a low-temperature glass ring It is placed in the short hole of the phosphorus silicon carbide aluminum housing, fixed the position with a dedicated workpiece, and after assembly is complete, put it in a large gas furnace, raise the temperature of the sintering furnace from room temperature to 300°C within 50 minutes, and under the temperature condition of 300°C for 60 minutes After warming, it is then heated from 300°C to 495°C within 30min and kept warm for 40min, then lowered from 495°C to 300°C within 30min, cooled down to 50°C or lower along the furnace and taken out to complete the entire sealing process; As a result of macroscopic and microscopic observation, the glass insulated terminal, low temperature glass ring and housing hole have high coaxiality, excellent surface gloss, and strong bonding surface. The material of the device to be packaged is a 55 vol.% SiCp/ZL102 high volume ratio aluminum composite.
이를 실링한 후의 외관과 기밀성을 검사한 결과, 멜트 실링(melt sealing) 계면이 평탄하고, 품질이 고르며, 솔더(solder)가 흘러내리지 않고, 뚜렷한 기공과 균열이 발생하지 않았다. 기밀성은 4.0×10-9 Pa·m3/s으로서, 요구에 부합된다.As a result of examining the appearance and airtightness after sealing, the melt sealing interface was flat, the quality was even, the solder did not flow down, and no clear pores and cracks occurred. The airtightness is 4.0×10 -9 Pa·m 3 /s, which meets the requirements.
1: 리드와이어핀(lead wire pin)
2: 고온 유리기둥
3: 코바합금 고리
4: 주석도금 납땜 재료
5: 고 실리콘 알루미늄 하우징
6: 리드와이어핀
7: 고온 유리기둥
8: 알루미늄 복합재 하우징
9: 저온 글라스링
10: 항력 프레스보드
11: 방향유도기둥 고정판
12: 테라스 다이(terrace die)
13: 방향유도 기둥
14: 오목 다이
15: 테라스 다이와 오목 다이의 고정판
16: 프레스 스프링
17: 프레스 링
18: 저온 글라스링1: lead wire pin
2: high temperature glass column
3: Koba alloy ring
4: Tin-plated soldering material
5: High silicon aluminum housing
6: lead wire pin
7: High temperature glass column
8: Aluminum composite housing
9: Low temperature glass ring
10: drag press board
11: Direction guide column fixing plate
12: terrace die
13: direction guide column
14: concave die
15: Fixed plate of terrace die and concave die
16: press spring
17: press ring
18: low temperature glass ring
Claims (10)
패키징하려는 소자가 사용하는 재질에 근거해, 대응되는 선팽창계수와 연화점의 저온 유리분말을 선정하여 사용하며; 다시, 선정된 저온 유리분말의 수축율과 저온 글라스링의 미리 설정된에 근거해 몰드를 설계하며; 저온 유리분말을 몰드 캐비티 내에 담고, 항력 프레스보드의 작용 하에, 해당 저온 유리분말 연화점인 30℃~50℃보다 높은 조건에서 소결하여, 저온 글라스링을 얻는 단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법.In the manufacturing method of a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal,
Based on the material used by the device to be packaged, low-temperature glass powder with a corresponding linear expansion coefficient and softening point is selected and used; Again, the mold is designed based on the selected shrinkage rate of the low-temperature glass powder and the preset setting of the low-temperature glass ring; A low-temperature glass powder is placed in a mold cavity, and under the action of a drag press board, the low-temperature glass powder is sintered under conditions higher than the softening point of 30°C to 50°C to obtain a low-temperature glass ring. A method for manufacturing a low-temperature glass ring used to seal glass insulated terminals.
상기 몰드는 항력 프레스보드(10), 방향유도 고정판(11), 테라스 다이(terrace die)(12), 방향유도 기둥(13), 오목 다이(14), 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15), 프레스 스프링(16)과 프레스 링(17)으로 구성되며; 상기 방향유도 고정판(11)과 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15)은 평행되게 설치되고, 상기 방향유도 고정판의 하표면에 방향유도 기둥(13)을 설치하되, 상기 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15)은 방향유도 기둥(13)의 다른 일단에 슬라이딩 설치하며; 상기 테라스 다이(12)와 오목 다이(14)는 테라스 다이 및 오목 다이 고정판(15)의 상표면에 설치되고, 상기 테라스 다이(12)와 오목 다이(14) 및 프레스 링(17)은 상대적으로 고리형 캐비티를 형성하며, 상기 프레스 링(17)은 테라스 다이(12)에 슬라이딩 설치하되, 상기 프레스 링(17)과 방향유도 고정판(11) 사이에 프레스 스프링(16)이 설치되고; 소결과정에서, 프레스 스프링(16)은 저온 유리 압력을 5~10KPa로 유지하고, 냉각 성형할 때, 프레스 스프링(16)은 저온 글라스링(18)에 대해 압력을 가하지 않는 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법.According to claim 1,
The mold includes a drag press board 10, a direction guide plate 11, a terrace die 12, a direction guide column 13, a concave die 14, a terrace die and a concave die fixing plate 15, Consists of a press spring (16) and a press ring (17); The direction guide fixing plate 11 and the terrace die and the concave die fixing plate 15 are installed in parallel, and the direction guide pillar 13 is installed on the lower surface of the direction guide fixing plate, but the terrace die and the concave die fixing plate 15 ) is installed sliding on the other end of the direction guide column (13); The terrace die 12 and the concave die 14 are installed on the upper surface of the terrace die and the concave die fixing plate 15, and the terrace die 12, the concave die 14 and the press ring 17 are relatively forming an annular cavity, the press ring 17 is slidingly installed on the terrace die 12, and a press spring 16 is installed between the press ring 17 and the direction guide fixing plate 11; In the sintering process, the press spring 16 maintains the low-temperature glass pressure at 5 to 10 KPa, and when cold-forming, the press spring 16 does not apply pressure to the low-temperature glass ring 18. Aluminum composite, characterized in that and a method of manufacturing a low-temperature glass ring used to seal glass insulated terminals.
상기 몰드는 재질이 1Cr13몰드용 강철 또는 기타 몰드용 스테인리스 강인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법.According to claim 1,
The mold is a method of manufacturing a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal, characterized in that the material is steel for 1Cr13 mold or stainless steel for other molds.
상기 저온 글라스링의 소결은 계단식 온도를 이용하는 데, 먼저, 온도를 실온으로부터 300℃~350℃까지 상승시키고, 300℃~350℃의 온도 조건 하에서, 30min~60min 보온하며, 다시, 온도를 300℃~350℃부터 해당 저온 유리분말 연화점보다 30℃~50℃ 높도록 상승시키되, 해당 온도 하에서, 30min~60min 보온하고, 용로를 따라 냉각시키며; 여기에서, 온도 상승 속도는 5℃/min보다 낮은 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법.According to claim 1,
The sintering of the low-temperature glass ring uses a stepwise temperature. First, the temperature is raised from room temperature to 300°C to 350°C, and under a temperature condition of 300°C to 350°C, it is kept for 30min to 60min, and again, the temperature is increased to 300°C From ~350°C, the temperature is raised to 30°C-50°C higher than the softening point of the low-temperature glass powder, and under the temperature, the temperature is maintained for 30 minutes to 60 minutes and cooled along the furnace; Here, the method of manufacturing a low-temperature glass ring used to seal the aluminum composite material and the glass insulated terminal, characterized in that the temperature rise rate is lower than 5 ℃ / min.
상기 유리 절연 단자는 고온 유리기둥이고, 그 전매상수는 4~4.5이며, 융점은 900℃~960℃인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법.According to claim 1,
The glass insulated terminal is a high-temperature glass column, its resale constant is 4 to 4.5, and the melting point is 900° C. to 960° C. A method of manufacturing a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal.
상기 저온 유리분말은 비스무트계의 납 미함유 저온 유리, 인계의 납 미함유 저온 유리 또는 팽창계수 조절 상이 함유된 복합 유리분말이며; 상기 저온 유리분말의 연화점은 380℃~460℃이며; 상기 저온 글라스링이 사용하는 저온 유리분말의 선팽창계수는（40~120）×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법.According to claim 1,
The low-temperature glass powder is a bismuth-based lead-free low-temperature glass, a phosphorus-based lead-free low-temperature glass, or a composite glass powder containing an expansion coefficient control phase; The softening point of the low-temperature glass powder is 380°C to 460°C; A method of manufacturing a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal, characterized in that the coefficient of linear expansion of the low-temperature glass powder used in the low-temperature glass ring is (40-120) × 10 -7 /℃.
상기 저온 글라스링의 두께는 0.2~0.6mm인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 제조방법.According to claim 1,
A method of manufacturing a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal, characterized in that the thickness of the low-temperature glass ring is 0.2 to 0.6 mm.
상기 패키징의 구체적인 과정은,
유리 절연 단자와 저온 글라스링을, 패키징하려는 소자 하우징의 단 홀에 배치하고, 공작물의 위치를 고정하며, 조립 완료해서 대형 가스로에 배치하고, 1회 소결하여 패키징하려는 소자와 유리 절연 단자의 실링을 완성하며; 상기 패키징하려는 소자의 재질은 고 실리콘 알루미늄 또는 탄화규소 알루미늄 복합재이며; 상기 알루미늄 복합재 중 증강상의 부피율은 50~70%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 사용방법.9. The method of claim 8,
The specific process of the packaging is,
Place the glass insulated terminal and low temperature glass ring in the short hole of the device housing to be packaged, fix the position of the workpiece, complete the assembly and place it in a large gas furnace, and sinter once to seal the device to be packaged and the glass insulated terminal. complete; The material of the device to be packaged is high silicon aluminum or silicon aluminum carbide composite; A method of using a low-temperature glass ring used to seal an aluminum composite material and a glass insulated terminal, characterized in that the volume ratio of the reinforced phase among the aluminum composite material is 50 to 70%.
상기 소결은 계단식 온도를 이용하는 데, 먼저, 온도를 실온으로부터 300℃~350℃까지 상승시키고, 온도는 300℃~350℃의 온도 조건 하에서 30min~60min 보온하며, 다시 온도를 300℃~350℃로부터 해당 유리 용접시트 연화점보다 연화점 50℃~100℃ 높도록 상승시키되, 해당 온도 하에서, 30min~60min 보온하며; 다시, 유리 용접시트 연화점보다 50℃~100℃ 높은 온도로부터 300℃~350℃까지 낮추고, 용로를 따라 50℃ 이하까지 냉각시켜 꺼내며; 여기에서, 온도 상승 속도는 5℃/min보다 낮고, 온도 하강 속도는 5℃/min보다 낮은 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재와 유리 절연 단자를 실링하는 데 사용하는 저온 글라스링의 사용방법.10. The method of claim 9,
The sintering uses a stepwise temperature. First, the temperature is raised from room temperature to 300°C to 350°C, the temperature is kept for 30min to 60min under a temperature condition of 300°C to 350°C, and the temperature is again lowered from 300°C to 350°C. The softening point is raised to 50℃~100℃ higher than the softening point of the glass welding sheet, and the temperature is maintained for 30min~60min Again, lowering the temperature from 50°C to 100°C higher than the softening point of the glass welding sheet to 300°C to 350°C, followed by cooling to 50°C or lower along the furnace; Here, the temperature rise rate is lower than 5 ℃ / min, and the temperature drop rate is lower than 5 ℃ / min The method of using a low-temperature glass ring used to seal the aluminum composite and glass insulated terminals, characterized in that.
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