Đầu nối kín có ba thành phần cơ bản:
1. Thân đầu nối
2. Ghim
3. Con dấu cách nhiệt
Các lựa chọn được thực hiện trong những lĩnh vực này có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất, độ tin cậy và chi phí của thiết bị. Cân nhắc đầu tiên trong việc lựa chọn một đầu nối kín phải xem xét bức tranh lớn: nó sẽ được gắn ở đâu? Việc lựa chọn vật liệu vỏ bọc tùy thuộc vào ứng dụng, nhưng rất quan trọng để đảm bảo sự phù hợp tốt giữa thân đầu nối và vật liệu vỏ bọc. Các cân nhắc về vật chất bao gồm:
Các ứng dụng trong không khí, có thể đẩy các thiết kế bao bì sang các kim loại có trọng lượng nhẹ hơn;
· Môi trường hoạt động ở nhiệt độ cao thu hẹp sự lựa chọn đối với các kim loại có khả năng chịu nhiệt tốt;
· Chỉ ra môi trường ăn mòn cần vật liệu chống ăn mòn;
Môi trường hoạt động và phương pháp kết nối của thiết bị (hàn laser so với hàn) cũng sẽ trực tiếp thúc đẩy việc lựa chọn vật liệu. Đối với các đầu nối nhiều chân, HSG thường khuyến nghị hàn laser. Đối với đầu nối một chân (thường là RF), hàn laser hoặc hàn điện là các phương pháp tích hợp phổ biến.
Hermetic Solutions Group sản xuất các thân đầu nối DC kín trong các lĩnh vực sau:
· Nhôm
· Thép không gỉ
· Kovar
· Titan
Chúng tôi cũng có khả năng độc đáo là sử dụng công nghệ hàn kim loại nổ để sản xuất thân đầu nối kim loại hai mặt, thường được làm bằng nhôm / thép không gỉ hoặc titan / thép không gỉ. Các thân đầu nối này có một thanh chèn bằng thép không gỉ được hàn với phần thép không gỉ của thân đầu nối và phần còn lại của thân đầu nối đóng vai trò như một quá trình chuyển tiếp được hàn bằng laser (giống kim loại sang giống kim loại) vào một vỏ nhôm hoặc titan.
Các vỏ đầu nối được hàn này cung cấp một cách lý tưởng để xây dựng các đầu nối DC hiệu suất cao phù hợp với một vỏ nhẹ. Tuy nhiên, hiệu suất đi kèm với một cái giá. Như đã đề cập ở trên, các đầu nối lưỡng kim thường thêm 25% đến 50% vào tổng chi phí so với các tùy chọn đơn kim rắn. Điều đó cho thấy, khách hàng của chúng tôi đã xác nhận phân tích chi phí / lợi ích của phương pháp này trong các ứng dụng nhẹ, có độ tin cậy cao trong nhiều thập kỷ. Chúng tôi có hàng nghìn đầu nối này hoạt động đáng tin cậy trong một loạt các ứng dụng quan trọng hiện nay. Một lợi ích khác của phương pháp này là nó đơn giản hóa quá trình thay thế khi cần tháo đầu nối.
Định dạng trình kết nối kín
Hermetic Solutions Group sản xuất các đầu nối kín với cấu hình tiêu chuẩn / mil-spec và thiết kế tùy chỉnh. Các kết hợp vật liệu cơ thể được thảo luận trước đó có sẵn cho tất cả các đầu nối DC của chúng tôi. Tất cả các đầu nối kín được thảo luận dưới đây đều được kiểm tra tỷ lệ rò rỉ<1x10-9 cc="" he="" @="" 1="" atm="" unless="" otherwise="" stated.="" available="" standard="" styles="">
• Sub-D
Đầu nối Sub-D hoặc D-Sub là đầu nối lớn nhất (và lâu đời nhất) trong bất kỳ thiết kế đầu nối tiêu chuẩn nào mà chúng tôi thực hiện. Mặc dù nó được Cannon giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1952, thiết kế này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, nhưng chúng ta thường thấy nó trong các ứng dụng cũ hơn là trong các thiết kế mới.
• Micro-D
Đây là những đầu nối DC phổ biến nhất hiện do bộ phận PA&E của chúng tôi sản xuất. Chúng đại diện cho một bước đi sớm trong việc thu nhỏ định dạng đầu nối loại D. Các đầu nối Micro-D của chúng tôi được thiết kế để đáp ứng hoặc vượt quá các yêu cầu của đặc điểm kỹ thuật MIL-DTL -83513.
• Nano-Ds
Thiết kế đầu nối này càng thúc đẩy xu hướng thu nhỏ và ngày càng phổ biến. Nano-D là một ngôi sao đang lên trong lĩnh vực quốc phòng / hàng không vũ trụ, nơi trọng lượng và tiết kiệm không gian ngày càng được coi trọng. Khi được làm bằng vật liệu tương đương và có cùng số lượng chân cắm, đầu nối Nano-D điển hình nặng khoảng 1/4 trọng lượng của đầu cắm Micro-D tương đương. Tình hình cũng tương tự khi so sánh cao độ chính của Nano-D (.025 ") với cao trình (.050") của Micro-D (.050 "). Các đầu nối Nano-D của chúng tôi đáp ứng hoặc vượt quá MIL-DTL -32139.
• 38999
Thiết kế đầu nối hình tròn 38999 có từ hơn 20 năm trước đầu nối Sub-D. Phiên bản kín của các đầu nối tương thích 38999 của chúng tôi vẫn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng quân sự ngày nay. Tất cả các phiên bản nhôm của kiểu đầu nối này đều kết hợp trọng lượng nhẹ và chân đồng berili (BeCu). Tuy nhiên, chu trình nhiệt có thể làm giảm hiệu suất niêm phong xuống mức 1x 10-5 bằng cách sử dụng phương pháp này.
• Cấu hình tùy chỉnh
Hermetic Solutions Group cũng sản xuất các đầu nối DC và chuyển tiếp các thiết kế của khách hàng. Ở đây, bầu trời là giới hạn (trong lý do) cho các tùy chọn thiết kế, nhưng việc sử dụng các thành phần tiêu chuẩn sẽ tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Việc tùy chỉnh thường làm tăng gấp đôi chi phí của các đầu nối tiêu chuẩn tương đương (điều này sẽ thay đổi rất nhiều dựa trên số lượng mua).
Hợp tác
Các đầu nối kín tiêu chuẩn có tính năng giao phối không kín tiêu chuẩn và được cung cấp rộng rãi từ bộ phận Kết nối Cristek của chúng tôi. Các đầu nối kín tùy chỉnh có thể yêu cầu xây dựng các đầu nối giao phối tùy chỉnh, cũng có thể là động lực chi phí. Ghi chú
ứng dụng
Ứng dụng là động lực chính cho việc lựa chọn vật liệu chì. BeCu là vật liệu chân phổ biến nhất cho các đầu nối DC hàng không vũ trụ điển hình. Vật liệu này làm giảm đường kính cần thiết hơn một nửa so với các chốt làm từ Kovar. BeCu cũng có thể mang dòng điện gấp 3 lần so với các chân Kovar có kích thước tương tự. Chúng ta sẽ thảo luận điều này bên dưới, nhưng việc sử dụng chân BeCu trong các đầu nối kín đòi hỏi các kỹ thuật làm kín / cách nhiệt cụ thể. Niêm phong thủy tinh không phải là một lựa chọn cho dây dẫn BeCu vì niêm phong thủy tinh ở nhiệt độ cao hơn vật liệu chì này có thể xử lý. Các vật liệu chì thông thường khác bao gồm:
Kovar - thường được sử dụng trong các đầu nối DC và RF kín bằng thủy tinh
Bạch kim / Iridi (Pt / Ir) - vật liệu chì phổ biến cho cấy ghép y tế
Inconel - được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng áp suất cao, nhiệt độ cao (HPHT) (Inconel là một trình điều khiển chi phí)
Số chân
Số chân càng cao thì chi phí càng cao, nhưng nó không chỉ là chi phí của các chân phụ. Nhiều chân hơn cũng có nghĩa là cần nhiều nhân công hơn để lắp ráp và gia công đầu nối, và ảnh hưởng đến chi phí đầu nối tổng thể.
Ví dụ: 37- pin Micro-D có thể đắt gấp 2,5 lần so với 9- pin Micro-D (giả sử cả hai đều được làm bằng cùng một chất liệu).
Kích thước pin cũng có thể là một yếu tố chi phí. Các chân cắm nhỏ được sử dụng ở định dạng Nano-D thường đắt hơn chân Micro-D vì chúng đòi hỏi các yêu cầu sản xuất và dung sai bổ sung.
chân dây
Hầu hết các đầu nối kín có thể bao gồm các chân với mặt phẳng liên kết dây với chi phí bổ sung ít. Tuy nhiên, các chân định tuyến làm tăng thêm chi phí đáng kể (~ 2x) do nhân công và độ phức tạp. Nếu chúng tôi đi dây trong quá trình sản xuất, chúng tôi có thể thấy thời gian dẫn tổng thể ngắn hơn và chuỗi cung ứng được đơn giản hóa. Trong một số trường hợp, nó trở thành một chi phí cần thiết do hạn chế về khả năng truy cập, nơi phải thực hiện nối cáp trước khi tích hợp vào khung.
mạ
Mạ là một lĩnh vực khác có thể không được nghĩ đến ngay lập tức khi thiết kế một đầu nối kín, nhưng nó ảnh hưởng đến chi phí tổng thể.
Mạ chọn lọc là yếu tố được xem xét hàng đầu trong lĩnh vực này - nó có nghĩa là loại bỏ lớp mạ (thông qua chế biến mặt nạ hoặc thứ cấp) để loại bỏ lớp mạ ở một số khu vực nhất định. Các hoạt động này đòi hỏi nhiều lao động hơn và do đó phải chịu thêm chi phí.
Chất liệu xi mạ cũng là một điều cần cân nhắc. Một số vật liệu mạ đang trở nên lỗi thời hoặc đã bị cấm. Ví dụ, các lớp phủ SnPb và Cd có thể khó tìm nguồn vì RoHS và REACH không cho phép sử dụng những vật liệu này do lo ngại về độc tính.
Các hoạt động hàn thường được thực hiện bằng cách mạ Ni / Au, nhưng Ag cũng là một khả năng. Tiếp xúc lâu dài với oxy, nhiệt độ, v.v. có thể làm giảm số lượng các phương án mạ khả thi ở đây. Mạ niken thường được sử dụng để chống ăn mòn, nhưng khả năng hàn kém. cái, miếng
Tại Hermetic Solutions Group, chúng tôi sử dụng thủy tinh và vật liệu Kryoflex® để niêm phong các chốt vào thân đầu nối. Phương pháp tốt nhất sẽ phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể.
Các ứng dụng RF hầu như chỉ sử dụng kính, trong khi các ứng dụng DC có thể sử dụng một trong hai chất liệu. Con dấu bằng thủy tinh cung cấp hằng số điện môi RF tốt, đàn hồi về mặt hóa học và thường ít tốn kém hơn để xử lý. Vấn đề chính của niêm phong thủy tinh là sự lựa chọn vật liệu chì rất hạn chế - thường là hợp kim sắt / niken như Kovar. Các đầu nối làm kín bằng thủy tinh cũng dễ bị nứt / giãn nở mặt khum và yêu cầu xử lý ở nhiệt độ rất cao.
Kryoflex cung cấp độ bền điện môi tốt, ngăn ngừa sự lan truyền vết nứt và có thể niêm phong nhiều tùy chọn vật liệu chì tương thích (và hợp kim đồng dẫn điện hơn). Chúng tôi cũng cung cấp các cấu hình khác nhau để hỗ trợ nhiều tùy chọn / kết hợp nhiệt độ và cơ thể. Con dấu Kryoflex, mặc dù thường đắt hơn cho máy móc, nhưng mang lại độ tin cậy lâu dài đáng tin cậy hơn.
Như bạn có thể thấy, có một số cân nhắc khi định cấu hình trình kết nối kín chính xác cho ứng dụng của bạn. Các biến số khác nhau này cung cấp cho các kỹ sư thiết kế sự linh hoạt khi cân bằng giữa yêu cầu hiệu suất và chi phí.
Hermetic Solutions Group sản xuất nhiều định dạng đầu nối kín, bao gồm các đầu nối kín tiêu chuẩn mil-spec cũng như các cấu hình tùy chỉnh. Chúng tôi mong muốn được chia sẻ kinh nghiệm hàng thập kỷ của mình trong việc sản xuất các đầu nối kín tiêu chuẩn và tùy chỉnh.
