Abgedichtete Steckverbinder bestehen aus drei Grundkomponenten:
1. Steckerkörper
2. Pin
3. Isolierdichtungen
Entscheidungen, die in diesen Bereichen getroffen werden, können sich erheblich auf die Geräteleistung, Zuverlässigkeit und Kosten auswirken. Die erste Überlegung bei der Auswahl eines abgedichteten Steckverbinders muss das Gesamtbild berücksichtigen: Wo wird er montiert? Die Wahl des Gehäusematerials hängt von der Anwendung ab, ist jedoch entscheidend, um eine gute Übereinstimmung zwischen dem Steckverbinderkörper und den Gehäusematerialien sicherzustellen. Zu den materiellen Erwägungen gehören:
Anwendungen in der Luft, die Verpackungsdesigns in Richtung leichterer Metalle drängen können;
· Betriebsumgebung bei hohen Temperaturen schränkt die Auswahl auf Metalle mit guter Hitzebeständigkeit ein;
· Auf korrosive Umgebungen hinweisen, in denen korrosionsbeständige Materialien erforderlich sind;
Die Betriebsumgebung des Geräts und die Verbindungsmethode (Laserschweißen vs. Löten) werden auch direkt die Materialauswahl beeinflussen. Bei mehrpoligen Steckverbindern empfiehlt HSG generell das Laserschweißen. Für einpolige (normalerweise HF) Steckverbinder sind Laserschweißen oder Löten gängige Integrationsmethoden.
Die Hermetic Solutions Group stellt abgedichtete DC-Steckverbinderkörper in den folgenden Bereichen her:
· Aluminium
· Rostfreier Stahl
· Kovar
· Titan
Wir haben auch die einzigartige Fähigkeit, die Explosionsmetallschweißtechnologie einzusetzen, um Bimetall-Steckverbinderkörper herzustellen, die typischerweise aus Aluminium/Edelstahl oder Titan/Edelstahl bestehen. Diese Steckverbinderkörper verfügen über einen Edelstahleinsatz, der an den Edelstahlteil des Steckverbinderkörpers geschweißt ist, und der Rest des Steckverbinderkörpers dient als lasergeschweißter Übergang (metallähnlich zu metallähnlich) in ein Aluminium- oder Titangehäuse.
Diese gelöteten Steckverbindergehäuse bieten eine ideale Möglichkeit, Hochleistungs-DC-Steckverbinder zu bauen, die in ein leichtes Gehäuse passen. Leistung hat jedoch ihren Preis. Wie oben erwähnt, erhöhen Bimetall-Steckverbinder die Gesamtkosten im Vergleich zu Monometall-Optionen in der Regel um 25 bis 50 Prozent. Allerdings haben unsere Kunden die Kosten-Nutzen-Analyse dieses Ansatzes in hochzuverlässigen, leichten Anwendungen seit Jahrzehnten validiert. Wir haben Tausende dieser Steckverbinder, die heute in einer Vielzahl von unternehmenskritischen Anwendungen zuverlässig funktionieren. Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass er den Austauschprozess erheblich vereinfacht, wenn der Stecker entfernt werden muss.
Sealed-Connector-Format
Die Hermetic Solutions Group stellt abgedichtete Steckverbinder in Standard-/Mil-Spec-Konfigurationen und kundenspezifischen Designs her. Die zuvor besprochenen Körpermaterialkombinationen sind für alle unsere DC-Steckverbinder verfügbar. Alle unten besprochenen abgedichteten Anschlüsse werden auf Leckraten getestet<1x10-9 cc="" he="" @="" 1="" atm="" unless="" otherwise="" stated.="" available="" standard="" styles="">
• Sub-D
Der Sub-D- oder D-Sub-Steckverbinder ist der größte (und älteste) aller von uns hergestellten Standardsteckverbinder. Obwohl es erstmals 1952 von Cannon eingeführt wurde, wird das Design noch heute verwendet, aber wir sehen es normalerweise eher in älteren Anwendungen als in neuen Designs.
• Micro-D
Dies sind die gängigsten DC-Steckverbinder, die derzeit von unserer PA&E-Abteilung hergestellt werden. Sie stellen einen frühen Schritt in der Miniaturisierung des D-Typ-Steckverbinderformats dar. Unsere Micro-D-Steckverbinder wurden entwickelt, um die Anforderungen der MIL-DTL-83513-Spezifikation zu erfüllen oder zu übertreffen.
• Nano-Ds
Dieses Steckverbinderdesign treibt den Miniaturisierungstrend weiter voran und gewinnt an Popularität. Nano-D ist ein aufgehender Stern in der Verteidigung/Luft- und Raumfahrt, wo Gewichts- und Platzersparnis zunehmend wichtige Kriterien sind. Bei Herstellung aus vergleichbaren Materialien und mit der gleichen Stiftzahl wiegt ein typischer Nano-D-Stecker etwa 1/4 des Gewichts eines vergleichbaren Micro-D. Ähnlich verhält es sich, wenn man den Lead-Pitch des Nano-D (0,025") mit dem Lead-Pitch des Micro-D (0,050") vergleicht. Unsere Nano-D-Steckverbinder erfüllen oder übertreffen MIL-DTL-32139.
• 38999
Das Design des Rundsteckverbinders 38999 stammt mehr als 20 Jahre vor dem Sub-D-Steckverbinder. Abgedichtete Versionen unserer 38999-kompatiblen Steckverbinder werden auch heute noch häufig in militärischen Anwendungen eingesetzt. Alle Aluminiumversionen dieses Steckverbindertyps kombinieren leichte und Berylliumkupfer (BeCu)-Stifte. Bei dieser Methode kann jedoch die Temperaturwechselbeanspruchung die Versiegelungsleistung auf das 1x10-5-Niveau verschlechtern.
• Benutzerdefinierte Konfiguration
Die Hermetic Solutions Group fertigt auch DC-Steckverbinder und -Durchführungen nach Kundendesign. Hier sind den Designoptionen (im Rahmen des Zumutbaren) keine Grenzen gesetzt, aber die Verwendung von Standardkomponenten spart Zeit und Geld. Anpassungen verdoppeln in der Regel die Kosten vergleichbarer Standardsteckverbinder (diese variieren stark je nach gekaufter Menge).
Kooperieren
Abgedichtete Standardsteckverbinder verfügen über nicht abgedichtete Standardsteckverbindungen und sind in großem Umfang bei unserer Cristek Interconnect-Abteilung erhältlich. Kundenspezifische abgedichtete Steckverbinder erfordern möglicherweise den Bau von kundenspezifischen Gegensteckverbindern, was ebenfalls ein Kostentreiber sein kann. Anmerkungen
Anwendung
Die Anwendung ist der Hauptgrund für die Auswahl des Bleimaterials. BeCu ist das gebräuchlichste Stiftmaterial für typische Luft- und Raumfahrt-DC-Steckverbinder. Dieses Material reduziert den notwendigen Durchmesser um mehr als die Hälfte im Vergleich zu Pins aus Kovar. BeCu kann im Vergleich zu ähnlich großen Kovar-Stiften auch etwa den dreifachen Strom führen. Wir werden dies weiter unten besprechen, aber die Verwendung von BeCu-Stiften in hermetischen Steckverbindern erfordert spezielle Dichtungs-/Isolationstechniken. Glasversiegelung ist keine Option für BeCu-Leitungen, da Glasversiegelungen bei höheren Temperaturen als dieses Bleimaterial verarbeiten können. Andere gängige Bleimaterialien sind:
Kovar – wird häufig in glasversiegelten DC- und HF-Steckverbindern verwendet
Platin/Iridium (Pt/Ir) – gängiges Bleimaterial für medizinische Implantate
Inconel – weit verbreitet in Hochdruck-Hochtemperatur-Anwendungen (HPHT) (Inconel ist ein Kostentreiber)
Anzahl der Stifte
Je höher die Anzahl der Pins, desto höher die Kosten, aber es sind nicht nur die Kosten für die zusätzlichen Pins. Mehr Stifte bedeuten auch, dass mehr Arbeit erforderlich ist, um den Verbinder zusammenzubauen und zu bearbeiten, und wirkt sich auf die Gesamtkosten des Verbinders aus.
Ein 37-Stift-Micro-D kann beispielsweise 2,5-mal so viel kosten wie ein 9-Stift-Micro-D (vorausgesetzt, beide bestehen aus demselben Material).
Die Stiftgröße kann auch ein Kostenfaktor sein. Die im Nano-D-Format verwendeten kleinen Pins sind im Allgemeinen teurer als Micro-D-Pins, da sie zusätzliche Herstellungsanforderungen und Toleranzen erfordern.
Verdrahtungsstifte
Die meisten hermetischen Steckverbinder können gegen geringe zusätzliche Kosten Stifte mit Drahtbondebenen enthalten. Das Routing von Stiften verursacht jedoch aufgrund von Arbeit und Komplexität erhebliche (~2x) Kosten. Wenn wir die Verkabelung während des Herstellungsprozesses vornehmen, sehen wir möglicherweise kürzere Gesamtvorlaufzeiten und eine vereinfachte Lieferkette. In einigen Fällen wird es aufgrund von Zugangsbeschränkungen zu notwendigen Kosten, wenn die Verkabelung vor der Integration in das Gehäuse erfolgen muss.
Überzug
Die Beschichtung ist ein weiterer Bereich, der einem beim Entwerfen eines hermetischen Steckverbinders vielleicht nicht sofort in den Sinn kommt, aber er wirkt sich auf die Gesamtkosten aus.
Selektives Plattieren ist eine primäre Überlegung auf diesem Gebiet – es bedeutet das Eliminieren des Plattierens (durch Maskieren oder sekundäre Verarbeitung), um das Plattieren in bestimmten Bereichen zu eliminieren. Diese Vorgänge erfordern mehr Arbeit und verursachen daher zusätzliche Kosten.
Das Beschichtungsmaterial ist ebenfalls eine Überlegung. Einige Beschichtungsmaterialien sind veraltet oder wurden verboten. Beispielsweise kann es schwierig sein, SnPb- und Cd-Beschichtungen zu beschaffen, da RoHS und REACH diese Materialien aus Toxizitätsgründen nicht zulassen.
Lötvorgänge werden normalerweise durch Plattieren mit Ni/Au durchgeführt, aber Ag ist auch eine Möglichkeit. Langfristige Exposition gegenüber Sauerstoff, Temperatur usw. kann hier die Anzahl der praktikablen Beschichtungsoptionen verringern. Eine Vernickelung wird normalerweise für die Korrosionsbeständigkeit verwendet, aber ihre Schweißbarkeit ist schlecht. Stück
Bei der Hermetic Solutions Group verwenden wir Glas und Kryoflex®-Material, um die Stifte im Steckerkörper zu versiegeln. Die beste Methode hängt von der spezifischen Anwendung ab.
HF-Anwendungen verwenden fast ausschließlich Glas, während DC-Anwendungen beide Materialien verwenden können. Glasdichtungen bieten eine gute HF-Dielektrizitätskonstante, sind chemisch widerstandsfähig und im Allgemeinen kostengünstiger in der Verarbeitung. Das Hauptproblem bei der Glasversiegelung besteht darin, dass die Auswahl an Bleimaterial sehr begrenzt ist – normalerweise eine Eisen/Nickel-Legierung wie Kovar. Glasversiegelte Verbinder sind auch anfällig für Risse/Ausdehnung des Meniskus und erfordern eine Verarbeitung bei sehr hohen Temperaturen.
Kryoflex bietet eine gute dielektrische Festigkeit, verhindert die Rissausbreitung und kann viele kompatible (und leitfähigere Kupferlegierungen) Bleimaterialoptionen abdichten. Wir bieten auch verschiedene Konfigurationen an, um mehrere Temperatur- und Körperoptionen/-kombinationen zu unterstützen. Kryoflex-Dichtungen sind zwar im Allgemeinen teurer in der Bearbeitung, bieten jedoch eine zuverlässigere Langzeitzuverlässigkeit.
Wie Sie sehen, gibt es bei der Konfiguration des richtigen abgedichteten Steckverbinders für Ihre Anwendung eine Reihe von Überlegungen. Diese unterschiedlichen Variablen bieten Konstrukteuren ein hohes Maß an Flexibilität beim Abwägen von Leistungsanforderungen und Kosten.
Die Hermetic Solutions Group stellt eine Vielzahl abgedichteter Steckverbinderformate her, darunter standardmäßige abgedichtete mil-spec-Steckverbinder sowie kundenspezifische Konfigurationen. Wir freuen uns darauf, unsere jahrzehntelange Erfahrung in der Herstellung von standardmäßigen und kundenspezifischen abgedichteten Steckverbindern zu teilen.
