密封封装中的连接器似乎是次要考虑因素，但它却是一个关键组件，可能会对设计、成本和进度产生严重影响。连接器必须承载适当级别的信号和/或电源，以支持封装内的电子元件。它们还必须可靠地防止外部元素的进入和损坏关键任务电子设备。本文将介绍一些可用选项以及设计决策可能对成本产生的影响。

密封连接器具有三个基本组件：连接器主体、引脚和绝缘密封件，在这几个方面做出的选择都会对设备的性能、可靠性和成本产生重大影响。

一、连接器主体材料选择

密封连接器的首要考虑必须考虑更大的图景：在哪里安装它?外壳材料的选择取决于应用，但它是确保连接器主体和外壳材料之间良好匹配的关键。材料考虑包括：

·机载应用，这可能会推动包装设计降低金属重量;

·高温操作环境将选择范围缩小到具有良好耐热性的金属;

·表明需要耐腐蚀材料的腐蚀环境

设备的操作环境和连接方法(激光焊接与焊料)也将直接影响材料的选择。对于多引脚连接器，HSG公司通常建议使用激光焊接。对于单引脚(通常是RF)连接器，激光焊接或锡焊是常见的集成方法。

Hermetic Solutions Group采用以下材料生产密封直流连接器主体：铝、不锈钢、科瓦尔(Kovar)和钛。我们还拥有独特的能力，可以使用我们的爆炸性金属焊接技术生产双金属连接器主体，通常由铝/不锈钢或钛/不锈钢制成。这些连接器主体具有焊接到连接器主体的不锈钢部分的不锈钢插件，连接器主体的其余部分用作激光焊接过渡(类金属到类金属)到铝或钛外壳中。

这些爆炸性焊接的连接器外壳提供了一种理想的方法来构建将承载在轻质外壳中的高性能直流连接器。然而，性能确实是有代价的。如上所述，相比固体单金属选项，双金属连接器通常会增加25% - 50%的总成本。也就是说，几十年来，我们的客户一直在验证这种方法对高可靠性、轻量级应用的成本/收益分析。如今，我们拥有成千上万个此类连接器，可在广泛的关键任务应用中可靠运行。这种方法的另一个好处是在需要移除连接器时大大简化了更换过程。

密封连接器规格

Hermetic Solutions Group制造标准/军用规格配置和定制设计的密封连接器。前面讨论的主体材料组合可用于我们所有的直流连接器。除非另有说明，否则下面讨论的所有密封连接器都经过了 <1x10-9 CC He@1 ATM的泄漏率测试。可用的标准规格包括：

•Sub-D

Sub-D或D-Sub连接器是我们制造的所有标准连接器设计中最大的(也是最古老的设计)。尽管它由Cannon于1952年首次推出，但该设计今天仍在使用，但我们通常在老旧的应用中看到它，而新设计基本不会用它。

• Micro-D

这些是我们PA&E部门目前生产的最常见的直流连接器。它们代表了D型连接器格式向小型化方向迈出的早期步伐。我们的Micro-D连接器旨在满足或超过MIL-DTL-83513规范的要求。

• Nano-D

这种连接器设计进一步推动了小型化趋势，并且越来越受欢迎。Nano-D是国防/航空航天领域的一颗冉冉升起的新星，在这些领域，重量和空间节省成为越来越重要的标准。当由其他材料制成且引脚数相同时，典型的Nano-D连接器的重量约为类似Micro-D的1/4。将Nano-D 的引脚间距 (0.025英寸) 与Micro-D(0.05英寸)进行比较时，情况类似。我们的Nano-D连接器符合或超过MIL-DTL-32139规范。

• 38999

38999圆形连接器设计可以追溯到Sub-D连接器诞生之前的20多年。我们的38999兼容连接器的密封版本今天仍广泛用于军事应用。这种连接器类型的所有铝制版本都结合了轻质和铍铜(BeCu)引脚。然而，使用这种方法，热循环会使密封性能降低到1x10-5的水平。

• 自定义配置

Hermetic Solutions Group还根据客户设计制造直流连接器和馈通。在这里，设计选项是无限的(在合理范围内)，但使用标准组件可以节省时间和金钱。定制通常会使类似标准连接器的成本增加2倍(这将根据购买的数量不同而有很大差异)。

插配

标准密封连接器具有标准非密封接头，可从我们的Cristek互连部广泛获得。定制密封连接器可能需要构建定制匹配连接器，这也可能是成本驱动因素。

二、引脚注意事项

应用

应用是引脚材料选择的主要驱动因素。BeCu是典型航空航天直流连接器最常见的引脚材料。与由可伐合金制成的销钉相比，这种材料可以将必要的直径减小一半以上。与类似尺寸的 Kovar引脚相比，BeCu还可以承载约3倍的电流。我们将在下面讨论这一点，但需要特定的密封/绝缘技术才能在密封连接器中使用BeCu引脚。玻璃密封不是BeCu引脚的一种选择，因为玻璃的密封温度会高于这种引脚材料所能承受的温度。其他常用的引脚材料包括：

·Kovar——常用于玻璃密封直流和射频连接器;

·铂/铱 (Pt/Ir) ——用于医疗植入设备的常见引脚材料;

·Inconel ——广泛用于高压、高温(HPHT)应用(Inconel 是成本驱动因素);

引脚数

引脚数越多，成本就越高，但这不仅仅是额外引脚的成本。更多的引脚脚也意味着需要更多的劳动力来组装和加工连接器，并影响整体连接器成本。

例如，37引脚Micro-D的成本可能是9引脚Micro-D的2.5倍(假设两者均由相同材料制成)。

引脚尺寸也可能是一个成本因素。Nano-D使用的小引脚通常比Micro-D引脚更昂贵，因为它们需要额外的制造要求和公差。

接线引脚

大多数密封连接器都可以包括带有可引线键合平面的引脚，而附加成本很低。然而，由于劳动力和复杂性，接线引脚会增加大量成本(约2倍)。如果我们在制造过程中完成布线，可能会缩短整体交货时间、简化供应链。在某些情况下，由于访问限制，必须在集成到机箱之前完成布线，因此这成为必要的成本。

电镀

电镀是设计密封连接器时可能不会立即想到的另一个环节，但它会影响整体成本。

选择性电镀是该领域的首要考虑因素——这意味着需要减轻电镀(通过掩蔽或二次加工)以消除某些区域的电镀。这些操作需要更多的劳动力并因此导致额外的成本。

电镀材料也是一个考虑因素。一些电镀材料已经过时或已被禁用。例如，SnPb和Cd电镀可能非常难以采购，因为RoHS和REACH出于毒性考虑不允许使用这些材料。

焊接操作通常通过使用Ni/Au电镀来完成，但是Ag也是一种可能性。长期暴露在氧气、温度等环境中可能会减少此处可行的电镀选项的数量。通常使用用于耐腐蚀的镀镍，但其本身的可焊性较差。

三、绝缘体/密封件

在Hermetic Solutions Group，我们使用玻璃和Kryoflex®材料将引脚密封到连接器主体中。最佳方法将由特定应用决定。

RF应用几乎只使用玻璃，而DC应用可以使用任何一种材料。玻璃密封件提供良好的射频介电常数，具有很强的化学弹性，并且通常加工成本较低。玻璃密封件的主要问题是销钉材料的选择非常有限——通常是像科伐合金这样的铁/镍合金。玻璃密封连接器也容易受到弯液面破裂/传播的影响，并且需要非常高的温度处理。

Kryoflex提供良好的介电强度，防止裂纹扩展，并且可以密封许多兼容(以及导电性更强的铜合金)引脚材料选项。我们还提供不同的配置以支持多种温度和身体选项/组合。Kryoflex 密封件虽然通常加工成本更高，但确实提供了更可靠的长期可靠性。

在为应用配置正确的密封连接器时，需要考虑以上几点。在平衡性能要求和成本时，这些不同的变量为设计工程师提供了很大的灵活性。