Close-up of a metal hermetic package and various hermetic caps and components, some of which feature feedthroughs.

Hermetische Gehäuse

Willkommen zu diesem Leitfaden über hermetische Versiegelung, einer essentiellen Technologie zum Schutz empfindlicher Elektronik und Materialien. In Branchen, in denen Zuverlässigkeit und Leistung entscheidend sind, ist ein Verständnis der Prinzipien und Vorteile der hermetischen Abdichtung von entscheidender Bedeutung. Ganz gleich, ob Sie nach zuverlässigen Lösungen für Dichtigkeitsprobleme suchen oder herausfinden möchten, wie hermetische Gehäuse zu Ihrer nächsten Innovation beitragen können: Dieser Guide führt Sie durch die Definition, Bedeutung, verschiedene Arten und typische Anwendungen von hermetischem Packaging.

Was ist ein hermetisches Gehäuse? Was ist hermetische Versiegelung?

Hermetische Gehäuse oder Versiegelungen werden hauptsächlich beim Electronic Packaging zum Schutz empfindlicher Komponenten wie elektrischer Teile, optoelektronischer Chips und Halbleiter in vakuumdichten Gehäusen verwendet. Sie können auch ganze elektrische Baugruppen und Systeme schützen oder elektrochemische und pyrotechnische Materialien einkapseln. Die Hauptfunktion von hermetischem Packaging besteht darin, Feuchtigkeit, Staub und Verunreinigungen abzuhalten und gleichzeitig elektrische Energie oder optische Signale durchzulassen.

Hermetisches Packaging bezieht sich sowohl auf den Prozess als auch auf die verwendeten Komponenten. Hermetische Versiegelung hingegen kann sich auch auf die Materialien beziehen, mit denen eine gasdichte Verbindung hergestellt wird, wie z.B. Einschmelzgläser oder Metalllote.
Illustration showing the process of hermetically sealing electrical components, which includes assembling the hermetic packaging components, connecting the electronic components, and sealing the package.
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A diagram showing the assembly of opto-electronic semiconductors, which begins with placing the optical cap over the header and electric feedthroughs, connecting the opto-electronic components, and then forming the final sealed hermetic package.
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Illustration showing the components of a hermetically sealed electrical system used in pressure vessels handling liquefied gas. It shows a hermetically sealed electrical feedthrough, the connection of electrical or optical cables, and the final application in a sealed pressure vessel containing submerged pumps.
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Illustration showing the process of hermetically sealing electrolytes in a battery cell using a lid with a feedthrough.
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A diagram showing pyrotechnic component packaging and assembly, highlighting an example of airbag inflators. The process includes three stages: packaging components, assembly with hermetic sealing, and final usage in airbag inflators.
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Zweck und Vorteile

Welche Vorteile bieten hermetische Gehäuse?

Hermetische Gehäuse, Durchführungen, Sockel und Steckverbinder werden häufig verwendet, um empfindliche Elektronik und Materialien in anspruchsvollen Umgebungen zu schützen und Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Sie fördern auch Innovationen, indem sie eine verbesserte Leistung und einen höheren Wirkungsgrad für viele Anwendungen bieten.
Illustration showing a hermetically sealed connector and blue background representing water.

Zuverlässige Feuchtigkeitsbarriere​

Hermetische Dichtungen bieten das höchste Schutzniveau vor dem Eindringen von Feuchtigkeit, Gasen und Verunreinigungen. Durch die Schaffung eines luftdichten Gehäuses können sie die Taubildung im Hohlraum verhindern, die sonst zu Kurzschlüssen, Korrosion und Schäden führen könnte. Nur eine wirklich vakuumdichte Barriere in Kombination mit einer stabilen Innenatmosphäre kann die Bildung von Tau wirksam verhindern.

Illustration showing a hermetic connector transferring signals into a hot environment.

Robustheit unter rauen Betriebsbedingungen​

Hermetizität ist oft in Anwendungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck oder rauen chemischen Umgebungen von entscheidender Bedeutung, in denen nicht hermetische Dichtungen mit organischen Materialien versagen würden.

Illustration showing a chip inside metal hermetic packaging and a satellite in space.

Hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit​

Gasdichte Gehäuse ermöglichen Langlebigkeit und Sicherheit von Komponenten, insbesondere in kritischen Umgebungen, in denen eine Reparatur oder ein Austausch nur erschwert möglich sind. Dies betrifft Anwendungsbereiche wie z.B. medizinische Implantate oder die Luft- und Raumfahrt.

An image depicting the iris of a human eye and a computer chip, representing the intersection of human vision and technology.An image depicting the iris of a human eye and a computer chip, representing the intersection of human vision and technology.

Verbessertes Design und höhere Wirtschaftlichkeit​

Innovative hermetisch abgedichtete Konstruktionen können kleiner, leichter und einfacher zu verarbeiten sein und dadurch günstigere Betriebskosten ermöglichen als nicht hermetische Alternativen.

	 Illustration showing an integrated device on a header with electrical connections and a digital image illustrating high-speed data transmission.

Verbesserte Leistung

Hermetizität kann der Schlüsselfaktor zur Verbesserung der Leistung von eingekapselten Komponenten, Baugruppen oder Systemen sein, insbesondere bei Anwendungen im Zusammenhang mit Hochgeschwindigkeits- oder Hochfrequenzsignalübertragung.

Wann ist hermetische Versiegelung nützlich?

Erfahren Sie mehr darüber, wie vakuumdichte Gehäuse Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen bieten und innovative Designs für eine höhere Leistung und einen höheren Wirkungsgrad ermöglichen.​​

Tauchen Sie ein in eine Videoserie mit dem Neurotechnologie-Experten Claude Clément, der hermetisches Packaging genauer erklärt

Beispiele und Anwendungen

Anwendungsbeispiele für hermetische Gehäuse​

Entdecken Sie typische Anwendungsbeispiele in verschiedenen Märkten und Branchen: Von Automobil und Luft- und Raumfahrt über Batterien, Consumer Electronics, Energie und Industrieautomation bis hin zu Medizinprodukten, Optoelektronik und Sicherheit & Verteidigung
A person in sunglasses stands beside a car and looks out at the ocean.
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Automobilindustrie

Hermetische Gehäuse, Sockel und Durchführungen schützen kritische Autoelektronik wie Motorsteuergeräte, Airbag-Zünder, Reifendrucksensoren und LiDAR-Systemen vor Feuchtigkeit, Staub, extremen Temperaturen, Vibrationen und korrosiven Substanzen. Sie bieten Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Sicherheit unter rauen Bedingungen.

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Illustration showing a view of Earth from space.
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Luft- und Raumfahrt​

Hermetische Gehäuse-Komponenten schützen kritische Elektronik vor den rauen Flugbedingungen und schützen Avioniksysteme wie Navigations- und Kommunikationsgeräte vor Feuchtigkeit, extremen Temperaturen und Vibrationen. Sie gewährleisten auch die fehlerfreie Leistung von Sensoren für die Höhen- und Motorüberwachung.

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A person holding a phone and wearing ear pods.
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Unterhaltungselektronik​

In Verbrauchergeräten wie Smartwatches, Ear-Pods und AR-Headsets schützen wasserdichte, hermetische Komponenten Batterien und Elektronik, wenn die IP68-Normen nicht ausreichen. Sie ermöglichen dünnere Designs, die sich ideal für kompakte Geräte eignen, und unterstützen fortschrittliche Anwendungen wie die genaue medizinische Überwachung in Wearables.

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A group of robots working in a factory.
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Industrielle Anwendungen​

In Industrie- und Sensoranwendungen sind hermetische Gehäuse und Durchführungen unerlässlich, um empfindliche Komponenten vor rauen Umgebungen zu schützen. Sie gewährleisten einen unterbrechungsfreien Betrieb in industriellen Automatisierungssystemen, indem sie die Elektronik vor Staub und Feuchtigkeit schützen. Ebenso trägt die hermetische Abdichtung zur Aufrechterhaltung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei Sensoranwendungen in Branchen wie der Automobilindustrie und Luft- und Raumfahrt bei.

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Fiber optic cables in a data center.
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Optoelektronik

Hermetische Gehäuse sind für die Optoelektronik von entscheidender Bedeutung, da sie empfindliche Hochleistungskomponenten vor Feuchtigkeit, Staub und Gasen schützen. Diese Verunreinigungen können die Leistung beeinträchtigen, die optische Klarheit verringern und Korrosion oder Fehlfunktionen verursachen. In Geräten wie Lasern, faseroptischen Baugruppen, LiDAR-Systemen, LEDs, und optischen Sensoren können selbst geringfügige Verunreinigungen zu Signalverlust, verminderter Empfindlichkeit oder Ausfall führen.

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A group of soldiers.
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Sicherheit und Verteidigung

Hermetische Gehäuse und Versiegelungen tragen zum Erfolg und zur Sicherheit von Einsätzen in verschiedenen Sicherheits- und Verteidigungsanwendungen bei, darunter sichere Kommunikationssysteme, Überwachungsgeräte, Explosionserkennungssysteme, Radar- und Sensorlösungen und Militärfahrzeuge.

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An illustration showing a battery with a lightning bolt.
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Batterien​

Hermetische Batteriedeckel, Durchführungen und Anschlüsse verhindern das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff und verbessern so die Sicherheit, Haltbarkeit und Leistung. Leckdichte Abdichtungen und fortschrittliche Materialien ermöglichen auch höhere Kapazitäten oder kompaktere, leichtere Designs, von denen Branchen wie Automotive, Luft- und Raumfahrt und Consumer Electronics profitieren.

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A child holding a dandelion
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Medizin

Medizinische Implantate wie Herzschrittmacher, Cochlea-Implantate und Neurostimulatoren müssen hermetisch abgedichtet werden. Die Hermetizität verhindert, dass Körperflüssigkeiten, Feuchtigkeit oder Verunreinigungen eine Korrosion, Kurzschlüsse oder Ausfälle verursachen, die lebensbedrohlich sein können. Bei chirurgischen Geräten stellen hermetische Gehäuse-Komponenten sicher, dass (elektro-)chirurgische Instrumente und robotergestützte Operationsgeräte der Dampfsterilisation standhalten und somit steril und sicher für die Wiederverwendung sind.

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An LNG ship with large tanks is docked.
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Energie​

In der Kernkraft gewährleisten hermetische Kabeldurchführungen die Integrität des Sicherheitsbehälters, verhindern Strahlungslecks und übertragen Strom und Signale. EIn LNG-, Wasserstoff-, Öl- und Gasanlagen bieten hermetische Durchführungen leckdichte Abdichtungen und gewährleisten so Effizienz und Sicherheit. Diese kleinen, aber wichtigen Komponenten sind unverzichtbar, wenn ein Ausfall keine Option ist.

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Hermetisch vs. Nicht hermetisch

Was ist der Unterschied zwischen hermetischen und nicht hermetischen Gehäusen?

Obwohl der Begriff hermetisch oft mit luftdicht verwechselt wird, bezieht er sich auf eine langlebige, gasdichte Abdichtung, die auch unter schwierigen Bedingungen standhält. Nur Gehäuse und Dichtungen aus anorganischen Materialien wie Glas, Metall und Keramik können eine echte Hermetizität bieten, da sie nahezu keine Permeation aufweisen.

Zudem sind organische Polymere und Epoxide von Natur aus nicht hermetisch. Obwohl sie häufig für bestimmte Arten von elektronischen Gehäusen verwendet werden, lassen sie mit der Zeit Feuchtigkeit eindringen. Dies kann zu Zuverlässigkeitsproblemen oder sogar Systemausfällen führen.

Die Wahl zwischen einer hermetischen oder nicht hermetischen Lösung hängt von der Empfindlichkeit der umschlossenen Komponenten, den Anforderungen an Sicherheit, Leistung und Haltbarkeit sowie den Betriebsbedingungen ab.

Hermetische vs. nicht hermetische Gehäuse​

Weitere Informationen darüber, was „Hermetizität“ wirklich bedeutet, wie sie wissenschaftlich definiert und getestet wird, sowie zu den Unterschieden zwischen hermetischen und quasi-hermetischen Gehäusen finden Sie in unserem technischen Überblick:
Technologien und Typen

Welche Arten von hermetischen Gehäusen sind verfügbar?

Da einige Begriffe synonym verwendet werden, hier ein kurzer Überblick über gängige Formate und die typische Terminologie von hermetischen Gehäusen.
Hermetische Gehäuse sind Einhausungen, die zum Schutz empfindlicher Komponenten wie Elektronik, Sensoren oder Schaltkreise entwickelt wurden. Das Gehäuse fungiert als Außenhülle und hält den inneren Hohlraum luftdicht, um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Teil eines solchen Gehäuses können u.a. Sockel, Steckverbinder, Durchführungen oder optische Fenster sein, durch die Signale oder Strom durchdringen können, ohne dabei die Versiegelung aufzubrechen. Oft werden Deckel verwendet, um das Gehäuse sicher zu verschließen. Zusammen bilden all diese Elemente eine komplette hermetische Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen.

Ein Diagramm, das die Teile eines hermetischen Gehäuses sowie verschiedene Arten von hermetischen Gehäusen und Komponenten zeigt.
Hermetische Steckverbinder dienen als Anschlusspunkte und ermöglichen die Übertragung elektrischer oder optischer Signale zwischen Geräten. Typischerweise bestehen diese Steckverbinder aus einem männlichen und einem weiblichen Teil, die einfach verbunden und getrennt werden können. Hermetische Steckverbinder bieten eine leckdichte Verbindung für Systeme mit Komponenten, die regelmäßig angeschlossen und getrennt werden müssen.

Eine Bildtafel mit verschiedenen hermetischen Steckverbindern.
Durchführungen, auch Durchgänge oder Durchleitungen genannt, lassen elektrische oder optische Signale durch eine hermetische Barriere hindurch, ohne die Abdichtung zu beeinträchtigen. Sie sind in der Regel Teil größerer Gehäuse, sodass Signale oder Strom von außen in einen geschlossenen Raum wie eine Vakuumkammer oder ein Hochdrucksystem gelangen können. Einmal installiert, sollen sie in der Regel nicht mehr getrennt werden.

Eine Bildtafel zeigt verschiedene Arten von Durchführungen.
Sockel ähneln Durchführungen, da sie elektrische Verbindungen vom Inneren zur Außenseite eines hermetischen Gehäuses herstellen. Darüber hinaus verfügen sie jedoch über eine zusätzliche Montagefläche (oft als „Liegenschaft“ bezeichnet) für die Komponentenmontage, wodurch sie ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Gehäusedesigns sind. Sockel werden häufig in Halbleitergehäusen, Sensoren und optoelektronischen Anwendungen eingesetzt, um eine zuverlässige, abgedichtete Verbindung für interne Schaltungen zu gewährleisten und gleichzeitig eine Grundlage für die Integration von Komponenten zu bieten.

Eine Bildtafel zeigt verschiedene Arten von hermetisch abgedichteten Sockeln.
Das Verschließen des Deckels ist in der Regel der letzte Schritt zur Fertigstellung eines hermetischen Gehäuses. Einige Deckel sind mit optischen Fenstern oder Linsen ausgestattet, die eine Lichtübertragung ermöglichen und gleichzeitig eine versiegelte Umgebung aufrechterhalten, die für optische Sensoren, Medizinprodukte und bildgebende Systeme unerlässlich ist. Bei Batterieanwendungen können Deckel auch elektrische Durchführungen enthalten, die sowohl ein abgedichtetes Gehäuse als auch die erforderlichen elektrischen Anschlüsse gewährleisten.

Eine Bildtafel mit verschiedenen Arten von Deckeln und Abdeckungen.
SCHOTT Know-how

SCHOTT Know-how

Mit einer 140-jährigen Tradition im Bereich Spezialglas und 80 Jahren in der hermetischen Versiegelung ist SCHOTT ein einzigartiger Partner für zuverlässige Gehäuselösungen.
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Hermetically sealed feedthroughs

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Robert Hettler

Robert Hettler

Head of R&D Opto-electronics

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