Los conectores sellados tienen tres componentes básicos:
1. Cuerpo del conector
2. Alfiler
3. Sellos de aislamiento
Las elecciones realizadas en estas áreas pueden tener un impacto significativo en el rendimiento, la confiabilidad y el costo del dispositivo. La primera consideración al elegir un conector sellado debe tener en cuenta el panorama general: ¿dónde se montará? La elección del material de la carcasa depende de la aplicación, pero es fundamental para garantizar una buena combinación entre el cuerpo del conector y los materiales de la carcasa. Las consideraciones materiales incluyen:
Aplicaciones aerotransportadas, que pueden empujar los diseños de empaque hacia metales más livianos;
· El entorno operativo de alta temperatura reduce la selección a metales con buena resistencia al calor;
· Indicar ambientes corrosivos donde se requieren materiales resistentes a la corrosión;
El entorno operativo del dispositivo y el método de conexión (soldadura láser frente a soldadura blanda) también impulsarán directamente la selección del material. Para conectores multi-pin, HSG generalmente recomienda la soldadura por láser. Para conectores de un solo pin (generalmente RF), la soldadura por láser o la soldadura blanda son métodos de integración comunes.
Hermetic Solutions Group fabrica cuerpos de conectores de CC sellados en las siguientes áreas:
· Aluminio
· Acero inoxidable
· Kovar
· Titanio
También tenemos la capacidad única de usar tecnología de soldadura de metales explosiva para producir cuerpos de conectores bimetálicos, generalmente hechos de aluminio/acero inoxidable o titanio/acero inoxidable. Estos cuerpos de conector cuentan con un inserto de acero inoxidable soldado a la parte de acero inoxidable del cuerpo del conector, y el resto del cuerpo del conector sirve como una transición soldada con láser (de metal a metal) en una carcasa de aluminio o titanio.
Estas carcasas de conectores soldados proporcionan una forma ideal de construir conectores de CC de alto rendimiento que caben en una carcasa liviana. Sin embargo, el rendimiento tiene un precio. Como se mencionó anteriormente, los conectores bimetálicos generalmente agregan entre un 25 y un 50 por ciento al costo total en comparación con las opciones monometálicas sólidas. Dicho esto, nuestros clientes han estado validando el análisis de costo/beneficio de este enfoque en aplicaciones livianas y de alta confiabilidad durante décadas. Tenemos miles de estos conectores que funcionan de manera confiable en una amplia gama de aplicaciones de misión crítica en la actualidad. Otro beneficio de este enfoque es que simplifica enormemente el proceso de reemplazo cuando es necesario quitar el conector.
Formato de conector sellado
Hermetic Solutions Group fabrica conectores sellados en configuraciones estándar/mil-spec y diseños personalizados. Las combinaciones de materiales del cuerpo discutidas anteriormente están disponibles para todos nuestros conectores de CC. Todos los conectores sellados discutidos a continuación están probados para índices de fuga<1x10-9 cc="" he="" @="" 1="" atm="" unless="" otherwise="" stated.="" available="" standard="" styles="">
• Sub-D
El conector Sub-D o D-Sub es el más grande (y más antiguo) de cualquier diseño de conector estándar que fabricamos. Aunque Cannon lo introdujo por primera vez en 1952, el diseño todavía se usa hoy en día, pero generalmente lo vemos más en aplicaciones heredadas que en diseños nuevos.
• Micro-D
Estos son los conectores de CC más comunes producidos actualmente por nuestra división PA&E. Representan un paso temprano en la miniaturización del formato de conector tipo D. Nuestros conectores Micro-D están diseñados para cumplir o superar los requisitos de la especificación MIL-DTL-83513.
• Nano-D
Este diseño de conector impulsa aún más la tendencia a la miniaturización y está ganando popularidad. Nano-D es una estrella en ascenso en defensa/aeronáutica donde el ahorro de peso y espacio son criterios cada vez más importantes. Cuando está hecho de materiales comparables y con el mismo número de pines, un conector Nano-D típico pesa alrededor de 1/4 del peso de un Micro-D comparable. La situación es similar cuando se compara el paso de entrada del Nano-D (0,025") con el paso de entrada del Micro-D (0,050"). Nuestros conectores Nano-D cumplen o superan MIL-DTL-32139.
• 38999
El diseño del conector circular 38999 se remonta a más de 20 años antes que el conector Sub-D. Las versiones selladas de nuestros conectores compatibles con 38999 todavía se usan ampliamente en aplicaciones militares en la actualidad. Todas las versiones de aluminio de este estilo de conector combinan pines livianos y de cobre berilio (BeCu). Sin embargo, los ciclos térmicos pueden degradar el rendimiento del sellado al nivel 1x10-5 con este método.
• Configuración personalizada
Hermetic Solutions Group también fabrica conectores de CC y pasamuros según los diseños del cliente. Aquí, el cielo es el límite (dentro de lo razonable) para las opciones de diseño, pero el uso de componentes estándar ahorra tiempo y dinero. La personalización generalmente duplica el costo de los conectores estándar comparables (esto variará mucho según la cantidad comprada).
Cooperar
Los conectores estándar sellados cuentan con un acoplamiento estándar no sellado y están ampliamente disponibles en nuestra división Cristek Interconnect. Los conectores sellados personalizados pueden requerir la construcción de conectores de acoplamiento personalizados, lo que también puede ser un factor de costo. notas
solicitud
La aplicación es el principal impulsor para la selección de materiales de plomo. BeCu es el material de clavija más común para los conectores de CC aeroespaciales típicos. Este material reduce el diámetro necesario a más de la mitad en comparación con los pines fabricados con Kovar. BeCu también puede transportar aproximadamente 3 veces la corriente en comparación con los pines Kovar de tamaño similar. Discutiremos esto a continuación, pero el uso de pines BeCu en conectores herméticos requiere técnicas específicas de sellado/aislamiento. El sellado de vidrio no es una opción para los cables BeCu porque el vidrio se sella a temperaturas más altas que las que puede soportar este material de plomo. Otros materiales de plomo comunes incluyen:
Kovar: comúnmente utilizado en conectores de CC y RF sellados con vidrio
Platino/iridio (Pt/Ir): material de plomo común para implantes médicos
Inconel: ampliamente utilizado en aplicaciones de alta presión y alta temperatura (HPHT) (Inconel es un factor de costo)
Número de pines
Cuanto mayor sea el número de pines, mayor será el costo, pero no es solo el costo de los pines adicionales. Más pines también significan que se requiere más mano de obra para ensamblar y mecanizar el conector, y afecta el costo total del conector.
Por ejemplo, un Micro-D de 37-pin puede costar 2,5 veces más que un Micro-D de 9-pin (suponiendo que ambos estén hechos del mismo material).
El tamaño del pin también puede ser un factor de costo. Los pines pequeños usados en el formato Nano-D son generalmente más caros que los pines Micro-D porque requieren tolerancias y requisitos de fabricación adicionales.
pines de cableado
La mayoría de los conectores herméticos pueden incluir pines con planos de unión de cables a un costo adicional mínimo. Sin embargo, los pines de enrutamiento agregan un costo sustancial (~2x) debido a la mano de obra y la complejidad. Si hacemos el cableado durante el proceso de fabricación, es posible que veamos plazos de entrega generales más cortos y una cadena de suministro simplificada. En algunos casos, se convierte en un costo necesario debido a las limitaciones de acceso donde el cableado debe realizarse antes de la integración en el chasis.
enchapado
El enchapado es otra área que quizás no se le ocurra de inmediato al diseñar un conector hermético, pero afecta el costo total.
El enchapado selectivo es una consideración principal en este campo: significa eliminar el enchapado (mediante enmascaramiento o procesamiento secundario) para eliminar el enchapado en ciertas áreas. Estas operaciones requieren más mano de obra y por lo tanto incurren en costos adicionales.
El material de recubrimiento también es una consideración. Algunos materiales de recubrimiento se están volviendo obsoletos o han sido prohibidos. Por ejemplo, los recubrimientos de SnPb y Cd pueden ser difíciles de obtener porque RoHS y REACH no permiten estos materiales debido a problemas de toxicidad.
Las operaciones de soldadura generalmente se realizan recubriendo con Ni/Au, pero Ag también es una posibilidad. La exposición a largo plazo al oxígeno, la temperatura, etc. puede reducir la cantidad de opciones de recubrimiento viables aquí. El niquelado generalmente se usa para resistir la corrosión, pero su soldabilidad es pobre. pedazo
En Hermetic Solutions Group, usamos vidrio y material Kryoflex® para sellar las clavijas en el cuerpo del conector. El mejor método dependerá de la aplicación específica.
Las aplicaciones de RF usan vidrio casi exclusivamente, mientras que las aplicaciones de CC pueden usar cualquier material. Los sellos de vidrio ofrecen una buena constante dieléctrica de RF, son químicamente resistentes y, en general, son menos costosos de procesar. El principal problema con el sellado de vidrio es que la elección del material de plomo es muy limitada, generalmente una aleación de hierro y níquel como Kovar. Los conectores sellados con vidrio también son susceptibles al agrietamiento/expansión del menisco y requieren un procesamiento a muy alta temperatura.
Kryoflex proporciona una buena resistencia dieléctrica, evita la propagación de grietas y puede sellar muchas opciones de materiales de plomo compatibles (y más aleaciones de cobre conductoras). También ofrecemos diferentes configuraciones para soportar múltiples opciones/combinaciones de temperatura y cuerpo. Los sellos Kryoflex, aunque generalmente son más costosos de mecanizar, brindan una confiabilidad más confiable a largo plazo.
Como puede ver, hay una serie de consideraciones al configurar el conector sellado correcto para su aplicación. Estas diferentes variables brindan a los ingenieros de diseño una gran flexibilidad al equilibrar los requisitos de rendimiento y el costo.
Hermetic Solutions Group fabrica una variedad de formatos de conectores sellados, incluidos conectores sellados estándar de especificaciones militares, así como configuraciones personalizadas. Esperamos poder compartir nuestras décadas de experiencia en la fabricación de conectores sellados estándar y personalizados.
