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4. GTMS基本原理：高溫熔化、冷卻密封
玻璃金屬密封（GTMS）的原理很簡單：將玻璃加熱至熔融狀態，使其流動並潤濕金屬表面，在界面處形成化學鍵或微機械聯鎖，冷卻後獲得緻密的密封界面。
該技術起源於20世紀初的真空管製造，隨後廣泛應用於航空航太、軍工電子、感測器、光電元件封裝等領域。經過長期發展，已成為氣密包裝領域應用最廣泛、技術最成熟的主流解決方案之一。
但簡單的原則並不意味著簡單的執行。過程中最難的問題是什麼？
5. 最大的挑戰：熱膨脹係數必須匹配
密封在900~1100℃下進行。當冷卻到室溫時，如果玻璃與金屬的收縮差太大，脆性的玻璃會直接破裂。
透過精確的尺寸設計和熱力學匹配計算，有兩種解決方案：
匹配密封： 選擇熱膨脹係數相似的玻璃和金屬對。經典組合是可伐合金（CTE≈5.3×10⁻⁶/°C）與硼矽酸鹽玻璃，冷卻後應力最小。
壓縮密封： 選擇膨脹係數明顯高於玻璃的金屬（如不鏽鋼），與玻璃配對。冷卻後，金屬收縮更多，從外部對玻璃施加持續的壓應力——即使存在微裂紋，它們也不會擴展而導致洩漏。
配套密封應力低；壓縮密封具有高應力。各有其適用場景。
材料問題解決了，GTMS在實際產品中又是什麼樣子呢？
6. 典型產品形式：饋通件
最典型的 GTMS 應用是密封饋通 — 金屬引腳穿過金屬外殼中的預鑽孔，玻璃絕緣體填充引腳和外殼之間的間隙。經過高溫熔化和冷卻後，三個部件密封為一體。
這個結構同時完成四件事：
密封 －玻璃填充間隙，分子級防漏
絕緣 — 玻璃電阻率高達 10^4 ©·cm，外殼和引腳沒有電氣連接
固定 －銷釘定位牢固，抗振動和衝擊
傳輸 －連接外殼內外，實現訊號傳輸
這就是為什麼 GTMS 饋通已成為感測器、連接器和光通訊模組的標準解決方案。
七、GTMS的優勢及應用邊界
GTMS優點： 製程成熟、成本低、適合大量生產、電絕緣性優良。
GTMS 限制：
長期工作溫度≤300℃
玻璃脆性高，抗衝擊能力有限
高頻 (>10GHz) 時介電損耗增加
當應用要求超出 GTMS 性能邊界時（例如高溫、高功率、毫米波頻率或高機械強度場景），需要具有更高耐溫性、導熱性和機械性能的陶瓷金屬密封 (CTMS) 解決方案。
【下一篇文章預覽】 下一篇文章我們將進一步分析 陶瓷金屬密封（CTMS）如何 滿足高溫、高功率、高頻的應用需求。
