Uszczelnione złącza składają się z trzech podstawowych elementów:
1. Korpus złącza
2. Przypinka
3. Uszczelki izolacyjne
Wybory dokonane w tych obszarach mogą mieć znaczący wpływ na wydajność, niezawodność i koszt urządzenia. Pierwsza kwestia przy wyborze uszczelnionego złącza musi uwzględniać ogólny obraz: gdzie będzie on montowany? Wybór materiału obudowy zależy od zastosowania, ale ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dobrego dopasowania między korpusem złącza a materiałami obudowy. Istotne kwestie obejmują:
Zastosowania w powietrzu, które mogą skłaniać projekty opakowań do lżejszych metali;
· Środowisko pracy w wysokiej temperaturze zawęża wybór do metali o dobrej odporności na ciepło;
· Wskazać środowiska korozyjne, w których wymagane są materiały odporne na korozję;
Środowisko pracy urządzenia i metoda połączenia (spawanie laserowe vs. lutowanie) również mają bezpośredni wpływ na wybór materiału. W przypadku złączy wielostykowych HSG generalnie zaleca spawanie laserowe. W przypadku złączy jednostykowych (zwykle RF) powszechnymi metodami integracji są spawanie laserowe lub lutowanie.
Hermetic Solutions Group produkuje uszczelnione korpusy złączy DC w następujących obszarach:
· Aluminium
· Stal nierdzewna
· Kowaru
· Tytan
Posiadamy również wyjątkową możliwość wykorzystania technologii wybuchowego spawania metali do produkcji korpusów złączy bimetalicznych, zwykle wykonanych z aluminium/stali nierdzewnej lub tytanu/stali nierdzewnej. Te korpusy złącza mają wkładkę ze stali nierdzewnej przyspawaną do części korpusu złącza ze stali nierdzewnej, a pozostała część korpusu złącza służy jako spawane laserowo przejście (podobne do metalu do podobnego do metalu) w aluminiową lub tytanową obudowę.
Te lutowane obudowy złączy zapewniają idealny sposób na budowanie wysokiej jakości złączy DC, które zmieszczą się w lekkiej obudowie. Jednak wydajność ma swoją cenę. Jak wspomniano powyżej, złącza bimetaliczne zwykle zwiększają całkowity koszt od 25% do 50% w porównaniu z opcjami z litego metalu. To powiedziawszy, nasi klienci od dziesięcioleci weryfikują analizę kosztów i korzyści tego podejścia w wysoce niezawodnych, lekkich aplikacjach. Obecnie mamy tysiące takich złączy, które działają niezawodnie w wielu aplikacjach o znaczeniu krytycznym. Kolejną zaletą tego podejścia jest znaczne uproszczenie procesu wymiany, gdy złącze musi zostać usunięte.
Format szczelnego złącza
Hermetic Solutions Group produkuje uszczelnione złącza w konfiguracjach standardowych/mil-spec i niestandardowych projektach. Omówione wcześniej kombinacje materiałów korpusu są dostępne dla wszystkich naszych złączy DC. Wszystkie uszczelnione złącza omówione poniżej są testowane pod kątem szczelności<1x10-9 cc="" he="" @="" 1="" atm="" unless="" otherwise="" stated.="" available="" standard="" styles="">
• Sub-D
Złącze Sub-D lub D-Sub jest największym (i najstarszym) ze wszystkich standardowych złączy, jakie produkujemy. Chociaż został po raz pierwszy wprowadzony przez firmę Cannon w 1952 roku, projekt jest nadal używany do dziś, ale zwykle widzimy go bardziej w starszych aplikacjach niż w nowych projektach.
• Mikro-D
Są to najpopularniejsze złącza DC obecnie produkowane przez nasz dział PA&E. Stanowią one wczesny ruch w miniaturyzacji formatu złącza typu D. Nasze złącza Micro-D zostały zaprojektowane tak, aby spełniały lub przekraczały wymagania specyfikacji MIL-DTL-83513.
• Nano-Ds
Ten projekt złącza dodatkowo napędza trend miniaturyzacji i zyskuje na popularności. Nano-D to wschodząca gwiazda przemysłu obronnego/lotniczego, gdzie oszczędność masy i przestrzeni jest coraz ważniejszym kryterium. Wykonane z porównywalnych materiałów i z taką samą liczbą pinów, typowe złącze Nano-D waży około 1/4 wagi porównywalnego Micro-D. Sytuacja jest podobna, gdy porównujemy rozstaw ołowiu Nano-D (0,025") z rozstawem ołowiu Micro-D (0,050"). Nasze złącza Nano-D spełniają lub przewyższają MIL-DTL-32139.
• 38999
Okrągły projekt złącza 38999 ma ponad 20 lat wstecz, niż złącze Sub-D. Uszczelnione wersje naszych kompatybilnych złączy 38999 są nadal szeroko stosowane w zastosowaniach wojskowych. Wszystkie aluminiowe wersje tego złącza łączą w sobie lekkość i piny z miedzi berylowej (BeCu). Jednak cykle termiczne mogą pogorszyć skuteczność uszczelniania do poziomu 1x10-5 przy użyciu tej metody.
• Konfiguracja niestandardowa
Hermetic Solutions Group produkuje również złącza DC i przepusty według projektów klientów. Tutaj możliwości projektowe są nieograniczone (w granicach rozsądku), ale użycie standardowych komponentów pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze. Dostosowanie zazwyczaj podwaja koszt porównywalnych standardowych złączy (to będzie się znacznie różnić w zależności od zakupionej ilości).
Współpracować
Standardowe uszczelnione złącza mają standardowe nieuszczelnione połączenia i są szeroko dostępne w naszym dziale Cristek Interconnect. Niestandardowe uszczelnione złącza mogą wymagać zbudowania niestandardowych złączy dopasowujących, co może również być czynnikiem generującym koszty. Uwagi
podanie
Aplikacja jest głównym motorem wyboru materiału ołowianego. BeCu to najpowszechniejszy materiał na piny dla typowych złącz DC w przemyśle lotniczym. Ten materiał zmniejsza wymaganą średnicę o ponad połowę w porównaniu do kołków wykonanych z Kovaru. BeCu może również przenosić około 3 razy większy prąd w porównaniu z pinami Kovar o podobnych rozmiarach. Omówimy to poniżej, ale użycie pinów BeCu w hermetycznych złączach wymaga określonych technik uszczelniania/izolowania. Uszczelnienie szkła nie jest opcją w przypadku ołowiu BeCu, ponieważ uszczelnienie szkła w temperaturach wyższych niż może wytrzymać ten materiał ołowiu. Inne popularne materiały ołowiowe obejmują:
Kovar - powszechnie stosowany w szklanych złączach DC i RF
Platyna/Iryd (Pt/Ir) - powszechny materiał ołowiu do implantów medycznych
Inconel - szeroko stosowany w zastosowaniach wysokociśnieniowych, wysokotemperaturowych (HPHT) (Inconel jest czynnikiem generującym koszty)
Liczba pinów
Im wyższa liczba pinów, tym wyższy koszt, ale to nie tylko koszt dodatkowych pinów. Więcej pinów oznacza również więcej pracy wymaganej do montażu i obróbki złącza oraz wpływa na całkowity koszt złącza.
Na przykład 37-pin Micro-D może kosztować 2,5 razy więcej niż 9-pin Micro-D (zakładając, że oba są wykonane z tego samego materiału).
Rozmiar pinu może być również czynnikiem kosztowym. Małe szpilki używane w formacie Nano-D są zazwyczaj droższe niż szpilki Micro-D, ponieważ wymagają dodatkowych wymagań produkcyjnych i tolerancji.
szpilki do okablowania
Większość hermetycznych złączy może zawierać szpilki z płaszczyznami do łączenia drutu za niewielką dodatkową opłatą. Jednak szpilki trasujące powodują znaczne (~2x) koszty ze względu na robociznę i złożoność. Jeśli wykonamy okablowanie podczas procesu produkcyjnego, możemy zauważyć krótsze ogólne czasy realizacji i uproszczony łańcuch dostaw. W niektórych przypadkach staje się to niezbędnym kosztem ze względu na ograniczenia dostępu, gdzie okablowanie musi być wykonane przed integracją z obudową.
platerowanie
Poszycie to kolejny obszar, który może nie przychodzić od razu do głowy podczas projektowania hermetycznego złącza, ale ma to wpływ na całkowity koszt.
Selektywne platerowanie jest podstawową kwestią w tej dziedzinie - oznacza to wyeliminowanie platerowania (poprzez maskowanie lub obróbkę wtórną) w celu wyeliminowania platerowania w określonych obszarach. Operacje te wymagają więcej pracy, a zatem wiążą się z dodatkowymi kosztami.
Rozważany jest również materiał poszycia. Niektóre materiały galwaniczne stają się przestarzałe lub zostały zakazane. Na przykład powłoki SnPb i Cd mogą być trudne do pozyskania, ponieważ RoHS i REACH nie dopuszczają tych materiałów ze względu na obawy związane z toksycznością.
Operacje lutowania są zwykle wykonywane przez platerowanie Ni/Au, ale istnieje również możliwość Ag. Długotrwała ekspozycja na tlen, temperaturę itp. może w tym przypadku zmniejszyć liczbę opłacalnych opcji poszycia. W celu uzyskania odporności na korozję zwykle stosuje się niklowanie, ale jego spawalność jest słaba. sztuka
W Hermetic Solutions Group używamy szkła i materiału Kryoflex® do uszczelniania pinów w korpusie złącza. Najlepsza metoda będzie zależeć od konkretnego zastosowania.
Aplikacje RF wykorzystują prawie wyłącznie szkło, podczas gdy aplikacje DC mogą wykorzystywać oba materiały. Uszczelki szklane zapewniają dobrą stałą dielektryczną RF, są odporne chemicznie i generalnie są tańsze w obróbce. Główny problem związany z uszczelnieniem szkła polega na tym, że wybór materiału ołowiowego jest bardzo ograniczony – zwykle jest to stop żelaza i niklu, taki jak Kovar. Łączniki z uszczelnieniem szklanym są również podatne na pękanie/rozszerzanie menisku i wymagają obróbki w bardzo wysokiej temperaturze.
Kryoflex zapewnia dobrą wytrzymałość dielektryczną, zapobiega rozprzestrzenianiu się pęknięć i może uszczelniać wiele kompatybilnych (i bardziej przewodzących stopów miedzi) materiałów ołowiowych. Oferujemy również różne konfiguracje do obsługi wielu opcji/kombinacji temperatury i ciała. Uszczelnienia Kryoflex, choć generalnie droższe w obróbce, zapewniają bardziej niezawodną długoterminową niezawodność.
Jak widać, podczas konfigurowania odpowiedniego uszczelnionego łącznika dla aplikacji należy wziąć pod uwagę kilka kwestii. Te różne zmienne zapewniają inżynierom projektantów dużą elastyczność przy równoważeniu wymagań dotyczących wydajności i kosztów.
Hermetic Solutions Group produkuje różne formaty uszczelnionych złączy, w tym standardowe uszczelnione złącza mil-spec, a także niestandardowe konfiguracje. Z niecierpliwością czekamy na dzielenie się naszym wieloletnim doświadczeniem w produkcji standardowych i niestandardowych uszczelnionych złączy.
