4.5 Основные способы корпусной герметизации.

Корпусная герметизация осуществляется путем применения герметичных корпусов из неорганических материалов. Существуют следующие способы изготовления корпусов:

• литьевым прессованием;

• заливкой;

• капсулированием.

Корпусная герметизация бывает неразъемной и разъемной конструкций. К неразъемным относятся соединения корпуса и крышки, выполненные следующими методами:

• методом закатки (рис. 4.1, а);

• сваркой (рис. 4.1, б);

а) б)

Рис. 4.1 Неразъемные герметизирующие конструкции:

А) методом закатки б) сваркой

Несмотря на различия методов герметизации для обеспечения качества и эффективности процессов необходимо выполнить следующие условия:

1. Перед защитой от влаги тщательно очистить изделие от всех видов загрязнения и полностью удалить присутствующую в них влагу;

2. При выборе материалов следует отдавать предпочтение химически более чистым, с низким значением влагопроницаемости и высокой нагревостойкостью, в которых отсутствуют релаксационные процессы образования поверхностных зарядов;

3. Температурные коэффициенты линейного расширения герметизирующих материалов, материалов корпусов и электрических выводов должны быть максимально сближены;

4. Режим отверждения герметизирующих материалов необходимо выбирать в зависимости от температуры эксплуатации изготовленных изделий;

5. Остаточные напряжения не должны превышать прочность на разрыв герметизируемого материала; если изделие чувствительно к механическим усилиям, возникающим при отверждении, то его необходимо покрывать демпфирующим слоем из эластичного материала;

6. В процессе эксплуатации герметизируемых изделий не должно происходить выделение летучих веществ и должен быть обеспечен нормальный температурный режим работы;

7. Процессы приготовления герметизирующих смесей не должны загрязнять исходные материалы.

4.6 Типы корпусов.

4.6.1 Корпуса для герметизации бис и сбис.

Монтаж на ПП	Тип корпуса	Число выводов	Шаг выводов, мм
	DYP и его разновидности	8 — 64	2.54; 1.25
	С матрицей выводов	до 324	2.54
Поверхностный	Плоские	до 100	1.25
	Пластмассовые носители кристаллов с выводами	до 124	1.25; 0.63
	Безвыводные	до 200	1.25; 0.63; 0.5

4.6.2 Корпуса для герметизации свч полосковых устройств.

Корпус полосковой системы кроме защиты от климатических влияний внешней среды должен также обеспечить:

• Жесткое закрепление платы и соединение её выводов с переходами, предназначенными для связи с внешними цепями;

• Экранировку системы от внешних электромагнитных излучений (наводок) и подавление излучения во внешнюю среду;

• Теплоотвод от участков схемы, в которых рассеивается электромагнитная энергия, что особенно важно для передающего модуля АФАР.

Кроме того корпус должен быть технологичным, экономически выгодным, обеспечивать возможность сборки системы, подстройку, ремонт и т.д.

Максимальные размеры корпуса ограничены возможностью возбуждения колебаний в прямоугольном резонаторе, которым в большинстве случаев является внутренняя полость корпуса. Амплитуда паразитных колебаний пренебрежимо мала, и их влиянием на характеристики полосковой системы можно пренебречь, если высота экрана В ( рис. 4.2) не больше L/2 . Где

L @ l/ 1-(l/l _рез)²,

l _рез @ 2 DA / m² + (nA/C)²,

B

A

h

C

Рис. 4.2 Прямоугольный объёмный резонатор.

Размеры экрана А и В должны быть таковы, чтобы во всей полосе рабочих частот удовлетворялось неравенство l>l_рез.

Корпуса для СВЧ полосковых систем подразделяются на:

1. Герметизированные и негерметизированные;

2. По типу корпусов

• коробчатые;

• рамочные;

• пенальные;

• пластинчатые;

• составные;

• испытательные и др.

Таблица 6.1 Виды корпусов для герметизации СВЧ ГИС.

Вид корпуса	Способ изготовления	Материал
Рамочный	Сборка (пайка) Штамповка Прессование Фрезерование	Латунь, медь Латунь, титан, ковар АГ-4В, ДСВ-2Р-2М, ДСВ-4Р-2М, керамика Латунь, титан, алюминий
Коробчатый (чашечный)	Литьё Штамповка Фрезерование	Латунь, алюминий Титан, латунь, алюминий Латунь, медь, алюминий, титан
Пенальный	Сборка (пайка) Штамповка Фрезерование	Алюминий, латунь, медь (волновод) Ковар, титан, алюминий Латунь, алюминий
Пластинчатый	Литьё Штамповка Прессование Фрезерование	Латунь, алюминий Латунь, алюминий АГ-4В, ДСВ-2Р-2М, ДСВ-4Р-2М Латунь, алюминий

Коробчатые корпуса:

Общий вид корпуса изображен на рис. 4.3, где 1-корпус, 2-высокочастотный пореход, 3-плата, 4-резиновый уплотнитель, 5-крышка, 6-трубка для заполнения инертным газом, 7-низкочастотный вывод, 8-проволока.

Б-Б

8 5

3 4

2

1

Б Б

6

Рис. 4.3 Общий вид коробчатого корпуса.

Корпус часто используется в экспериментальных устройствах, так как его легко изготовить фрезерованием, а наличие боковых стенок позволяет располагать на них коаксиальные переходы фланцевой и соосной конструкций. При серийном производстве используют литьё, штамповку, прессование из пластмассы и металлизацию. Плата в корпусе крепится либо механическим прижимом её ко дну корпуса с помощью винтов или других элементов, либо припайкой металлизированной экранированной стороны платы ко дну корпуса (непосредственно через компенсирующие прокладки из металлической сетки, чтобы снизить напряжения, возникающие из-за разности коэффициентов теплового расширения).

Герметизация корпуса производится герметичным присоединением крышки (пайкой или механически с резиновым уплотнителем) и заливкой щелей компаундами.

Недостатки корпуса : сложность размещения навесных элементов на экранированной стороне платы, сложность припайки платы ко дну корпуса и соответственно смены платы при ремонте.

Рамочные корпуса: Эти корпуса (рис. 4.4) используются в основном в узлах на несимметричных полосковых линиях (НПЛ), симметричных полосковых линиях (СПЛ) с воздушным заполнением, компланарных и щелевых линиях. Конструкция позволяет осуществить одно- (см. рис 4.4) и двухъярусное расположение плат. На стенках корпуса удобно располагать фланцевые и вставные коаксиальные переходы.

Крепление платы в корпусе осуществляется установкой её на уступы вдоль стенок или выступы в углах рамки с последующей пайкой по периметру платы.

Герметизация осуществляется аналогично коробчатым корпусам, иногда применяется установка крышек на эпоксидные компаунды.

4

3

1

7 5

Б Б 2

6

8

Рис. 4.4 Общий вид рамочного корпуса.

Обозначения на рисунке: 1-корпус, 2-высокочастотный переход, 3-плата,

4-резиновый уплотнитель, 5-крышка, 6-трубка, 7-проволока,

8-низкочастотный ввод.

Достоинство рамочных корпусов в их технологичности и дешевизне, простоте сборки, удобстве расположения навесных элементов с обеих сторон платы, относительной легкости смены платы при ремонтных работах. Особенно выделяются простотой ремонта и смены плат корпуса из металлизированной пластмассы. В схемах на НПЛ можно производить подстройку и проверку до окончательной установки крышек.

К недостаткам относится довольно большая (по сравнению с другими корпусами) протяженность швов, которые необходимо герметизировать.

Пенальные корпуса:

Конструкция позволяет осуществить одно- и двухъярусное расположение плат. Плата предварительно устанавливается на специальное основание, а затем вдвигается в пенал (кожух). Основание крепится к пеналу пайкой, сваркой или механически (на винтах). СВЧ переходы устанавливаются на основание в процессе сборки. Корпуса удобны для серийного производства, в качестве пенала могут быть использованы стандартные волноводные трубы. Плата крепится к основанию пайкой по всей плоскости или периметру в зависимости от конструкции основания. Герметизация корпуса осуществляется сваркой или пайкой швов в местах соединения пенала и основания и в местах установки переходов.

Достоинства корпусов: возможность предварительного контроля и подстройки схем на НПЛ перед установкой в пенал, уменьшенная длина шва, который надо герметизировать.

Недостатки: возможность расположения СВЧ переходов только на двух стенках корпуса, сложность ремонтных работ, для проведения которых требуется не только разгерметизация шва, но и полная разборка корпуса.

Пластинчатые корпуса:

Применяются только для СПЛ. Существует несколько вариантов конструкции данного корпуса, отличающиеся в основном материалами, использующимися для создания пластин (обкладок). Между обкладками корпуса располагаются диэлектрические пластины, образующие СПЛ. В линии с воздушным диэлектриком (или в высокодобротной линии) обкладки корпуса являются заземленными поверхностями линии передач. Обкладки могут выполняться из металла или металлизированного диэлектрика. При необходимости устройство в пластинчатом корпусе может быть размещено в кожухе для создания дополнительной защиты от внешних воздействий.

Достоинства пластинчатых корпусов: конструктивная простота, что облегчает сборку и ремонт, упрощает серийный выпуск.

Недостатки: эта конструкция более предпочтительна для негерметизированных узлов (сложность герметизации конструкции), зависимость параметров узла от равномерности прижима плат друг к другу.

Испытательные корпуса: Корпуса, предназначенные для быстрой сборки широкого класса экспериментальных устройств, применяется обычно при разработке схем на НПЛ. Позволяют производить проверку и отбраковку большого числа плат не повреждая их.