Förseglade kontakter har tre grundläggande komponenter:
1. Kopplingskropp
2. Nåla
3. Isoleringstätningar
Val som görs inom dessa områden kan ha en betydande inverkan på enhetens prestanda, tillförlitlighet och kostnad. Det första övervägandet vid valet av en förseglad kontakt måste överväga helheten: var ska den monteras? Valet av höljesmaterial beror på applikationen, men är avgörande för att säkerställa en bra matchning mellan kopplingskroppen och höljets material. Materialöverväganden inkluderar:
Luftburna applikationer, som kan driva förpackningsdesign mot lättare metaller;
· Högtemperaturdriftsmiljö begränsar urvalet till metaller med god värmebeständighet;
· Ange korrosiva miljöer där korrosionsbeständiga material krävs;
Enhetens driftsmiljö och anslutningsmetod (lasersvetsning kontra lödning) kommer också direkt att driva materialvalet. För flerstiftskontakter rekommenderar HSG generellt lasersvetsning. För enkelstifts (vanligtvis RF) kontakter är lasersvetsning eller lödning vanliga integrationsmetoder.
Hermetic Solutions Group tillverkar förseglade DC-kopplingskroppar inom följande områden:
· Aluminium
· Rostfritt stål
· Kovar
· Titan
Vi har också den unika förmågan att använda explosiv metallsvetsteknik för att tillverka bimetallkopplingskroppar, vanligtvis gjorda av aluminium/rostfritt stål eller titan/rostfritt stål. Dessa kopplingskroppar har en insats av rostfritt stål som är svetsad till den rostfria delen av kopplingsstommen, och resten av kopplingsstommen fungerar som en lasersvetsad övergång (metallliknande till metallliknande) till ett aluminium- eller titanhölje.
Dessa lödda kontakthus ger ett idealiskt sätt att bygga högpresterande DC-kontakter som passar i ett lättviktshus. Men prestanda har ett pris. Som nämnts ovan lägger bimetallkontakter vanligtvis 25 till 50 procent till den totala kostnaden jämfört med solida monometallalternativ. Som sagt, våra kunder har validerat kostnads-/nyttoanalysen av detta tillvägagångssätt i högtillförlitliga, lätta applikationer i årtionden. Vi har tusentals av dessa kontakter som fungerar tillförlitligt i ett brett utbud av verksamhetskritiska applikationer idag. En annan fördel med detta tillvägagångssätt är att det avsevärt förenklar utbytesprocessen när kontakten måste tas bort.
Förseglad anslutningsformat
Hermetic Solutions Group tillverkar förseglade kopplingar i standard/mil-spec konfigurationer och specialdesignade. De materialkombinationer som diskuterats tidigare är tillgängliga för alla våra DC-kontakter. Alla förseglade kontakter som diskuteras nedan är testade för läckage<1x10-9 cc="" he="" @="" 1="" atm="" unless="" otherwise="" stated.="" available="" standard="" styles="">
• Sub-D
Sub-D eller D-Sub-kontakten är den största (och äldsta) av alla standardkontakter vi gör. Även om den först introducerades av Cannon 1952, är designen fortfarande i bruk idag, men vi brukar se den mer i äldre applikationer än i nya konstruktioner.
• Micro-D
Dessa är de vanligaste DC-kontakterna som för närvarande tillverkas av vår PA&E-avdelning. De representerar ett tidigt steg i miniatyriseringen av kopplingsformatet av D-typ. Våra Micro-D-kontakter är designade för att uppfylla eller överträffa kraven i MIL-DTL-83513-specifikationen.
• Nano-Ds
Denna kontaktdesign driver miniatyriseringstrenden ytterligare och vinner popularitet. Nano-D är en stigande stjärna inom försvar/flyg där vikt och utrymmesbesparing blir allt viktigare kriterier. När den är gjord av jämförbara material och med samma stiftantal väger en typisk Nano-D-kontakt ungefär 1/4 av vikten av en jämförbar Micro-D. Situationen är liknande när man jämför Nano-D:s ledande tonhöjd (.025") med Micro-D:s (.050") ledningshöjd. Våra Nano-D-kontakter uppfyller eller överträffar MIL-DTL-32139.
• 38999
Designen av 38999 cirkulära kontaktdon går tillbaka mer än 20 år innan Sub-D-kontakten. Förseglade versioner av våra 38999-kompatibla kontakter används fortfarande i stor utsträckning i militära tillämpningar idag. Alla aluminiumversioner av denna kopplingsstil kombinerar låg vikt och berylliumkoppar (BeCu) stift. Emellertid kan termisk cykling försämra tätningsprestandan till 1x10-5-nivån med den här metoden.
• Anpassad konfiguration
Hermetic Solutions Group tillverkar även DC-kontakter och genomföringar till kunddesigner. Här är himlen gränsen (inom rimliga gränser) för designalternativ, men att använda standardkomponenter sparar tid och pengar. Anpassning fördubblar vanligtvis kostnaden för jämförbara standardkontakter (detta kommer att variera kraftigt beroende på den köpta kvantiteten).
Samarbeta
Standard förseglade kontakter har standard icke-tätade kopplingar och är allmänt tillgängliga från vår Cristek Interconnect-avdelning. Anpassade förseglade kontakter kan kräva att man bygger anpassade kopplingar, vilket också kan vara en kostnadsdrivande. Anteckningar
Ansökan
Ansökan är den främsta drivkraften för val av blymaterial. BeCu är det vanligaste stiftmaterialet för typiska likströmskontakter för flygindustrin. Detta material minskar den nödvändiga diametern med mer än hälften jämfört med stift tillverkade av Kovar. BeCu kan också bära cirka 3 gånger strömmen jämfört med Kovar-stift av liknande storlek. Vi kommer att diskutera detta nedan, men att använda BeCu-stift i hermetiska kontakter kräver specifika tätnings-/isoleringstekniker. Glastätning är inte ett alternativ för BeCu-ledningar eftersom glastätningar vid temperaturer högre än vad detta blymaterial kan hantera. Andra vanliga blymaterial inkluderar:
Kovar - används vanligtvis i glasförseglade DC- och RF-kontakter
Platina/Iridium (Pt/Ir) - vanligt blymaterial för medicinska implantat
Inconel - används ofta i högtrycks-, högtemperatur- (HPHT) applikationer (Inconel är en kostnadsdrivande)
Antal stift
Ju högre stiftantalet, desto högre kostnad, men det är inte bara kostnaden för de extra stiften. Fler stift betyder också att det krävs mer arbete för att montera och bearbeta kontakten och påverkar den totala kontaktkostnaden.
Till exempel kan en 37-pin Micro-D kosta 2,5 gånger så mycket som en 9-pin Micro-D (förutsatt att båda är gjorda av samma material).
Stiftstorlek kan också vara en kostnadsfaktor. De små stiften som används i Nano-D-formatet är i allmänhet dyrare än Micro-D-stift eftersom de kräver ytterligare tillverkningskrav och toleranser.
ledningsstift
De flesta hermetiska kontakter kan inkludera stift med trådbindningsplan till liten extra kostnad. Däremot ökar routingstiften en betydande (~2x) kostnad på grund av arbete och komplexitet. Om vi gör ledningarna under tillverkningsprocessen kan vi se kortare totala ledtider och en förenklad leveranskedja. I vissa fall blir det en nödvändig kostnad på grund av åtkomstbegränsningar där kablage måste göras innan integration i chassit.
plätering
Plätering är ett annat område som kanske inte omedelbart kommer att tänka på när man designar en hermetisk kontakt, men det påverkar den totala kostnaden.
Selektiv plätering är en primär övervägande inom detta område - det innebär att eliminera plätering (genom maskering eller sekundär bearbetning) för att eliminera plätering i vissa områden. Dessa operationer kräver mer arbetskraft och medför därför extra kostnader.
Pläteringsmaterial är också ett övervägande. Vissa pläteringsmaterial håller på att bli föråldrade eller har förbjudits. Till exempel kan SnPb- och Cd-beläggningar vara svåra att köpa eftersom RoHS och REACH inte tillåter dessa material på grund av toxicitetsproblem.
Lödoperationer görs vanligtvis genom plätering med Ni/Au, men Ag är också en möjlighet. Långvarig exponering för syre, temperatur etc. kan minska antalet genomförbara pläteringalternativ här. Nickelplätering används vanligtvis för korrosionsbeständighet, men dess svetsbarhet är dålig. bit
På Hermetic Solutions Group använder vi glas och Kryoflex®-material för att täta stiften i kontaktkroppen. Den bästa metoden beror på den specifika applikationen.
RF-applikationer använder nästan uteslutande glas, medan DC-applikationer kan använda båda materialen. Glastätningar erbjuder god RF-dielektrisk konstant, är kemiskt motståndskraftiga och är i allmänhet billigare att bearbeta. Det största problemet med glastätning är att valet av blymaterial är mycket begränsat - vanligtvis en järn/nickellegering som Kovar. Glasförseglade kontakter är också känsliga för menisksprickor/expansion och kräver bearbetning vid mycket hög temperatur.
Kryoflex ger god dielektrisk hållfasthet, förhindrar sprickutbredning och kan täta många kompatibla (och mer ledande kopparlegeringar) blymaterialalternativ. Vi erbjuder också olika konfigurationer för att stödja flera temperatur- och kroppsalternativ/kombinationer. Även om Kryoflex tätningar i allmänhet är dyrare att bearbeta, ger de mer tillförlitlig långsiktig tillförlitlighet.
Som du kan se finns det ett antal överväganden när du konfigurerar rätt förseglad kontakt för din applikation. Dessa olika variabler ger designingenjörer stor flexibilitet när de ska balansera prestandakrav och kostnader.
Hermetic Solutions Group tillverkar en mängd olika förseglade anslutningsformat, inklusive standard mil-spec förseglade kontakter samt anpassade konfigurationer. Vi ser fram emot att dela med oss av våra decennier av erfarenhet av tillverkning av standard- och anpassade förseglade kontakter.
