코바르

1. 경질 유리 및 세라믹과 일치하는 열팽창 계수(핵심 장점): -80도 ~ +450도의 온도 범위 내에서 평균 선팽창 계수는 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶/도입니다. 이는 붕규산 유리 및 알루미나 세라믹과 거의 완벽하게 일치하여 밀봉된 어셈블리의 기밀성과 장기적인 신뢰성을 보장합니다.
2. 우수한 밀봉 성능: KOVAR은 사전 산화 처리 후 용융 유리와 화학적 결합을 형성합니다. 밀봉 후 누출율은 < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s에 도달할 수 있어 높은-신뢰성 전자 포장 요구 사항을 충족합니다.
3. 우수한 가소성 및 가공성: 20-30%의 어닐링 연신율로 냉간 압연, 냉간 인발, 스탬핑 및 기계 가공과 같은 다양한 성형 작업을 수행할 수 있습니다.
4. 우수한 용접 및 밀봉 성능 : TIG 용접, 저항 용접, 전자빔 용접, 레이저 용접, 브레이징 등의 방법으로 접합할 수 있으며 유리 및 세라믹 접합시 밀봉 강도가 높습니다.
5. 치수 안정성이 우수합니다. 안정화 처리 후 -장기간 사용 시 치수 변화가 최소화되어 정밀 전자 부품에 적합합니다.
6. ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018(4J29), MIL-I-23011 등 여러 국제 표준을 준수합니다.

A:

KOVAR의 팽창-정합 특성은 정밀하게 제어된 니켈-코발트 함량과 강자성 특성에서 비롯됩니다.

1. 인바 효과의 확장된 적용:
KOVAR의 팽창 특성은 Invar 효과를 기반으로 하지만 약 17%의 코발트를 추가하고 니켈 함량을 약 29%로 조정하여 원래 좁았던 낮은 -팽창 온도 범위(-100도 ~ +200도)를 더 높은 온도 범위(실온 ~ +450도)로 확장하고 전환합니다. 이는 붕규산 유리의 연화 온도 범위와 완벽하게 일치합니다.
2. 니켈과 코발트의 시너지 효과:
합금에 포함된 약 29%의 니켈과 17%의 코발트는 함께 작용하여 합금의 팽창 곡선이 실온에서 유리 어닐링 온도 범위 내 경질 유리의 팽창 곡선과 거의 완전히 일치하도록 만듭니다. 이러한 정확한 일치는 밀봉 냉각 과정에서 금속 수축이 유리와 정확히 일치하도록 보장하여 밀봉 경계면에서 과도한 잔류 응력을 방지합니다.
3. 퀴리점과 작동 온도의 관계:
KOVAR의 퀴리점은 약 415도이며 작동 온도 상한(약 450도)은 정확히 붕규산 유리의 어닐링 온도 범위 내에 속합니다. 이는 우연이 아니라 합금 설계의 핵심 측면입니다.-합금이 강자성에서 상자성으로 전환될 때 팽창 계수의 변화는 유리 팽창 특성의 변화와 동기화되어 전체 온도 범위에 걸쳐 일치를 달성합니다.

KOVAR의 열처리는 최종 미세 구조 안정성, 치수 정확도 및 밀봉 성능에 결정적인 영향을 미칩니다.
1. 어닐링(응력 완화, 구조 균질화):
800-900도까지 가열하고 0.5~1시간 동안 유지한 다음 노에서 냉각하거나 시간당 300도 이하의 속도로 공랭시켜 안정적인 오스테나이트 조직과 균일한 팽창 특성을 얻습니다.
2. 안정화 처리(고정밀 부품에 권장):-
1~4시간 동안 300~400도에서 유지한 후 천천히 실온으로 냉각하여 잔류 응력을 제거하고 오스테나이트 조직을 안정화하며 후속 사용 중 치수 드리프트를 최소화합니다.
3. 사전-산화 처리(유리 밀봉용):
적절한 양의 산소가 포함된 습한 수소 분위기 또는 질소 분위기에서 900~1000도에서 15~30분 동안 유지하여 2~5μm 두께의 치밀한 산화막을 형성하여 유리와의 우수한 밀봉을 보장합니다. 산화막의 주성분은 (Co,Ni)Fe2O₄ 스피넬 구조입니다.
4. 응력 완화 처리(가공 후):
200-300도에서 1~2시간 동안 유지한 후 공랭시켜 절단 응력으로 인한 변형을 방지합니다.
참고: KOVAR은 고온에서 입자 성장이 일어나기 쉽기 때문에 어닐링 온도와 시간을 엄격하게 제어해야 합니다. 산화막의 두께와 균일성은 밀봉의 접착 강도와 기밀성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 사전{1}}산화 처리는 유리 밀봉 밀봉에서 중요한 공정입니다.

효과적인 작동 온도(안정적인 확장 일치 성능 포함):
-80도에서 +450도 사이를 권장합니다. 이 온도 범위 내에서 경질 유리와 일치하는 열팽창 계수와 우수한 기밀 밀봉 성능을 유지할 수 있습니다. 최적의 밀봉 온도 범위는 300도에서 450도입니다.
단기-노출 온도:
최대 +500도이지만 열팽창 계수가 크게 증가하여 씰의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.
낮은-온도 성능:
KOVAR은 -80도 이하에서 우수한 강도와 인성을 유지하지만 열팽창계수는 유리와 약간 다를 수 있습니다. 초-온도 적용 분야의 경우 밀봉 밀봉의 신뢰성은 특정 작동 조건을 기준으로 평가해야 합니다.
고온-온도 제한:
온도가 415도(퀴리점)를 초과하면 합금이 강자성에서 상자성으로 전환되어 팽창 특성이 크게 변하고 유리와의 일치도가 감소합니다. 따라서 KOVAR은 450도 이상의 고온-환경에는 적합하지 않습니다.

KOVAR은 탁월한 밀봉 성능을 발휘하며 전자 포장 산업에서 대체할 수 없는 핵심 소재입니다.
1. 유리를 이용한 밀폐 밀봉:
사전 산화 처리 후 KOVAR은 표면에 치밀한 산화물 층(두께 2{4}}5 μm)을 형성합니다. 유리 밀봉 공정(약 900~1000도) 동안 용융 유리는 산화층과 화학적으로 결합하여 고강도의 밀봉된 인터페이스를 만듭니다. 밀봉 후 누출율은 < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s(헬륨 질량 분석 누출 감지)에 도달할 수 있습니다.
2. 세라믹으로 밀봉:
KOVAR는 활성 금속 브레이징(예: TiCuAg 필러 금속) 또는 직접 결합을 통해 알루미나 및 산화베릴륨과 같은 세라믹에 밀봉할 수 있어 신뢰성이 높은-세라믹 패키징에 적합합니다.
3. 주요 제어 포인트: Kovar 및 유리 밀폐 밀봉의 세 가지 주요 제어 요소는 다음과 같습니다.
산화막 두께: 2~5μm. 너무 얇으면 밀봉력이 부족하고, 너무 두꺼우면 산화막이 벗겨지는 원인이 됩니다.
밀봉 온도 : 900-1000도, 유리 연화점과 일치
냉각 속도: 열 충격으로 인해 유리 균열이 발생하는 것을 방지하려면 느린 냉각(시간당 300도 이하)이 필요합니다.
4. 신뢰성:
KOVAR 밀폐형 구성요소는 누출율을 초과하거나 기계적 고장을 겪지 않고 -80도에서 +450도 사이에서 1000회 이상의 온도 사이클을 견딜 수 있습니다.

부분 대체도 가능하지만 특정 온도 범위와 밀봉 재료 요구 사항을 기준으로 평가해야 합니다.
KOVAR의 장점:

1. -80도에서 +450도 범위의 붕규산 유리의 열팽창 계수와 일치하며 전자 포장 분야에서 가장 널리 사용되고 기술적으로 성숙한 밀봉 합금입니다.
2. 가공성 및 용접성이 우수하여 다양한 형상으로 성형이 가능하다.
3. 밀봉 강도가 높고 기밀성이 양호하며 누출율이 < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s만큼 낮습니다.
4. 알루미나 세라믹과 유사한 열팽창 매칭 특성이 우수합니다.

KOVAR의 한계:
1. 다양한 종류의 유리와의 호환성 차이:
소다{0}}석회 유리(팽창계수 약 9 × 10⁻⁶/도)와 호환되지 않으며 대신 다른 밀봉 합금(예: 4J28)을 선택해야 합니다.
2. 일반 스테인레스강 용접과의 차이점:
오스테나이트계 스테인리스강을 용접할 때에는 열팽창계수의 차이로 인한 응력에 주의해야 합니다.
3. Inadequate high-temperature (>500도) 성능:
열팽창계수는 퀴리점 이상으로 크게 증가하므로 초-고온-환경에 적합하지 않습니다.

4. 낮은-팽창 유리와의 불일치:
석영 유리(팽창 계수가 약 0.5 × 10⁻⁶ / 도임)의 경우 저-팽창 밀봉 합금(예: 4J36)을 선택해야 합니다.

재료 선택 권장 사항:
특정 재료를 선택하려면 자세한 작동 조건(실런트 재료 유형, 온도 범위, 환경 매체, 사용 수명)을 제공하십시오. 우리는 KOVAR과 다른 씰 합금 등급 사이에서 최적의 선택을 할 수 있도록 기술적, 경제적 비교 분석을 지원해 드릴 수 있습니다.
특정 사양, 재료 테스트 보고서 또는 기술 매개변수 시트에 대한 견적이 필요한 경우 영업 엔지니어에게 문의하세요. 필요에 따라 치수, 열처리 조건, 표면 처리 등의 맞춤화를 지원하고, 국제적으로 인증된 문서 일체를 제공합니다.