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번호 검색 :0 저자 :사이트 편집기 게시: 2026-08-17 원산지 :강화 된
4. GTMS의 기본 원리: 고온 용융, 냉각 후 밀봉
유리-금속 밀봉(GTMS)의 원리는 간단합니다. 유리를 용융 상태로 가열하여 금속 표면을 흐르게 하고 적시게 하여 경계면에서 화학 결합 또는 미세 기계적 맞물림을 형성하고 냉각 후 조밀한 밀봉 경계면을 얻습니다.
이 기술은 20세기 초 진공관 제조에서 유래되었으며 이후 항공우주, 군용 전자 장치, 센서 및 광전자 부품 패키징에 널리 적용되었습니다. 장기간의 개발을 거쳐 밀폐 포장 분야에서 가장 널리 적용되고 기술적으로 성숙한 주류 솔루션 중 하나가 되었습니다.
그러나 단순한 원칙이 단순한 실행을 의미하는 것은 아닙니다. 그 과정에서 가장 어려운 문제는 무엇인가요?
5. 가장 큰 과제: 열팽창 계수가 일치해야 함
밀봉은 900~1100°C에서 수행됩니다. 실온으로 냉각할 때 유리와 금속의 수축 차이가 너무 크면 부서지기 쉬운 유리가 직접 깨집니다.
정확한 치수 설계와 열역학적 매칭 계산을 통해 두 가지 솔루션이 존재합니다.
일치하는 씰: 열팽창 계수가 비슷한 유리와 금속 쌍을 선택합니다. 고전적인 조합은 Kovar 합금(CTE≒5.3×10⁻⁶/°C)과 붕규산염 유리로 냉각 후 응력이 최소화됩니다.
압축 씰: 유리와 결합하여 유리보다 팽창 계수가 상당히 높은 금속(예: 스테인레스 스틸)을 선택합니다. 냉각 후에는 금속이 더 많이 수축하여 외부에서 유리에 지속적인 압축 응력을 가합니다. 미세한 균열이 있더라도 전파되어 누출이 발생하지 않습니다.
일치하는 밀봉은 응력이 낮습니다. 압축 밀봉은 응력이 높습니다. 각각에는 적용 가능한 시나리오가 있습니다.
물질적 문제가 해결되면 실제 제품에서 GTMS는 어떤 모습일까요?
6. 일반적인 제품 형태: 피드스루
가장 일반적인 GTMS 애플리케이션은 밀폐형 피드스루입니다. 즉, 금속 핀이 금속 하우징에 미리 뚫린 구멍을 통과하고 유리 절연체가 핀과 하우징 사이의 간격을 채웁니다. 고온 용융 및 냉각 후 세 가지 구성 요소가 하나로 밀봉됩니다.
이 구조는 다음 네 가지 작업을 동시에 수행합니다.
밀봉 — 유리가 틈을 메우고 분자 수준의 누출 방지
절연 — 최대 10¹⁴ ©·cm의 유리 저항, 하우징과 핀이 전기적으로 연결되지 않음
고정 - 핀이 단단히 고정되어 있으며 진동과 충격에 강함
전송 - 하우징 내부와 외부 간 연결로 신호 전송 가능
이것이 GTMS 피드스루가 센서, 커넥터 및 광통신 모듈의 표준 솔루션이 된 이유입니다.
7. GTMS의 장점 및 적용 범위
GTMS 장점: 성숙한 공정, 저렴한 비용, 대량 생산에 적합, 우수한 전기 절연성.
GTMS 제한사항:
장기 작동 온도 ≤300°C
높은 유리 취성, 제한된 충격 저항
고주파수(>10GHz)에서 유전 손실 증가
애플리케이션 요구 사항이 고온, 고전력, 밀리미터파 주파수 또는 높은 기계적 강도 시나리오와 같이 GTMS 성능 한계를 초과하는 경우 더 높은 온도 저항, 열 전도성 및 기계적 성능을 갖춘 세라믹-금속 밀봉(CTMS) 솔루션이 필요합니다.
[다음 기사 미리보기] 다음 기사에서는 CTMS(Ceramic-to-Metal Sealing)가 고온, 고전력, 고주파 애플리케이션 요구 사항을 어떻게 충족하는지 자세히 분석하겠습니다 .
