نحوه آزمایش کانکتورهای مهر و موم شده هرمتیک: 5 مرحله برای تضمین 99٪ بدون نشت

مطمئن ترین راه برای رسیدن به تضمین 99% بدون نشت در یک کانکتور مهر و موم شده هرمتیک پیروی از یک پروتکل تست ساختار یافته پنج مرحله ای است که ترکیبی از بازرسی بصری، غربالگری نشت ناخالص، طیف سنجی جرمی هلیوم نشت ریز، تایید الکتریکی و تایید استرس محیطی است. نادیده گرفتن هر یک از این مراحل - به ویژه آزمایش نشت خوب - حالت های خرابی را شناسایی نمی کند که فقط پس از استقرار در محیط های ارتباطی هوافضا، پزشکی یا فرکانس بالا آشکار می شود.

این راهنما هر مرحله را به صورت عملی توضیح می‌دهد، استانداردهای مربوطه را مشخص می‌کند، و معیارهای پذیرشی را که یک مجموعه کاملاً هرمتیک را از مجموعه‌ای که صرفاً یک بررسی سطحی را انجام می‌دهد، جدا می‌کند، مشخص می‌کند.

چرا تست هرمتیک را نمی توان اختیاری تلقی کرد؟

الف کانکتور الکتریکی هرمتیک طراحی شده است تا یک مهر و موم ضد گاز بین دو محیط - به طور معمول داخل یک محفظه مهر و موم شده و جو خارجی - حفظ شود. خرابی این مهر و موم اجازه می دهد تا رطوبت، اکسیژن یا آلاینده ها وارد شوند که باعث خوردگی، اتصال کوتاه، تخریب سیگنال یا در سیستم های تحت فشار، خرابی ساختاری فاجعه بار می شود.

عواقب آن به طور قابل توجهی با کاربرد متفاوت است. در دستگاه های پزشکی قابل کاشت، خرابی مهر و موم می تواند جان بیمار را به خطر بیندازد. در الکترونیک هوافضا، می تواند باعث از دست دادن سیستم حیاتی ماموریت شود. در عایق آب بندی شده RF Glass Sintered مجموعه‌های مورد استفاده در ایستگاه‌های پایه ارتباطی، حتی یک ریزنشت می‌تواند باعث بی‌ثباتی امپدانس و اعوجاج درون مدولاسیون شود که عملکرد شبکه را در هزاران کاربر متصل کاهش می‌دهد.

داده های صنعت از برنامه های صلاحیت MIL-STD-883 نشان می دهد که تا 15٪ از خرابی اتصالات هرمتیک در این زمینه از مهر و موم هایی سرچشمه می گیرند که فقط آزمایش نشت ناخالص را گذرانده اند اما هرگز تحت بررسی دقیق نشت قرار نگرفته اند - این امر بر ضرورت وجود یک پروتکل کامل تاکید دارد.

آشنایی با ساخت مهر و موم هرمتیک قبل از آزمایش

آزمایش موثر با درک آنچه شما آزمایش می کنید شروع می شود. اتصالات هرمتیک با قابلیت اطمینان بالا معمولاً با استفاده از یکی از سه فناوری آب بندی ساخته می شوند:

• مهر و موم شیشه به فلز (GTMS) : یک شیشه بوروسیلیکات یا سودا آهک بین پین فلزی و بدنه رابط در دمای بالا ذوب می شود. را عایق آب بندی شده RF Glass Sintered رایج ترین شکل است که هرمتیک عالی و عملکرد RF را به طور همزمان ارائه می دهد.
• مهر و موم سرامیک به فلز : سرامیک آلومینا با استفاده از آلیاژهای لحیم کاری فعال فلزی به پوسته فلز لحیم می شود و مقاومت دمایی بالاتری نسبت به مهر و موم های شیشه ای ارائه می دهد.
• مهر و موم اپوکسی یا پلیمری : در جاهایی استفاده می شود که استانداردهای هرمسیتی کمتر قابل قبول باشد. برای MIL-SPEC یا کاربردهای درجه پزشکی که به نرخ نشتی کمتر از 1 × 10-8 atm·cc/s نیاز دارند، مناسب نیست.

رابط آب بندی - جایی که شیشه به فلز می رسد - آسیب پذیرترین نقطه است. انبساط حرارتی دیفرانسیل، شوک مکانیکی و نصب نامناسب سه علت اصلی تخریب آب بندی هستند و هر یک از پنج مرحله آزمایش یک یا چند مورد از این حالت های خرابی را هدف قرار می دهد.

مرحله 1 - بازرسی بصری و ابعادی

قبل از انجام هرگونه آزمایش نشتی، هر کانکتور مهر و موم شده هرمتیک باید تحت بازرسی کامل بصری و ابعادی قرار گیرد. این مرحله ردهای آشکار را زود از بین می برد و از آلودگی تجهیزات تست با قطعات آسیب دیده جلوگیری می کند.

چه چیزی را به صورت بصری بررسی کنیم

• عایق شیشه یا سرامیک: از نظر وجود ترک، تراشه، حفره یا لایه لایه شدن در رابط فلز به شیشه با حداقل بزرگنمایی 10× بازرسی کنید.
• تراز پین: هادی های مرکزی نامناسب در کانکتورهای هرمتیک کواکسیال باعث ایجاد فشار مکانیکی بر روی مهر و موم در طول جفت شدن می شود.
• یکپارچگی آبکاری: سوراخ های پین یا لکه های فلزی لخت نشان دهنده پوشش محافظ ناقص است که می تواند آسیب مهر و موم ناشی از خوردگی را بپوشاند.
• علامت‌گذاری بدنه و قابلیت ردیابی لات: تأیید شماره قطعه، کد تاریخ و هرگونه علامت گواهی خوانا و مطابق با مستندات است.

الفpplicable standard: MIL-STD-790 و IPC-A-610 معیارهای کارکرد را برای پذیرش بصری کانکتورهای الکترونیکی تعریف کنید. برای اتصالات مینیاتوری هرمتیکال مهر و موم شده با توجه به کاهش اندازه ویژگی، بازرسی میکروسکوپی در 20-40× توصیه می شود.

مرحله 2 - آزمایش نشت ناخالص (حباب یا رنگ نافذ)

نمایشگرهای آزمایش نشت ناخالص برای خرابی های بزرگ مهر و موم - مواردی که میزان نشت دارند بیشتر از تقریباً 1 × 10-3 atm·cc/sec . دو روش معمولا استفاده می شود:

غوطه وری فلوئوروکربن (تست حباب)

کانکتور با نیتروژن خشک یا هلیوم تحت فشار قرار می گیرد و در مایع فلوئوروکربنی (مانند FC-72) که تا دمای 125 درجه سانتیگراد گرم می شود غوطه ور می شود. جریان های مداوم حباب ها نشان دهنده نشتی شدید است. برای روش MIL-STD-883 1014 ، معیار پذیرش عدم وجود حباب مداوم برای یک دوره مشاهده مشخص است - معمولاً 30 ثانیه.

تست نفوذ رنگ

الف fluorescent dye is applied under pressure to the external surface. After a dwell period, UV inspection reveals dye ingress at any crack or void. This method is particularly effective for identifying hairline cracks at the glass-to-metal interface of عایق آب بندی شده RF Glass Sintered مجامع

محدودیت مهم : آزمایش نشت ناخالص به تنهایی کافی نیست اتصالات هرمتیک با قابلیت اطمینان بالا . یک کانکتور می تواند تست نشت ناخالص را پشت سر بگذارد در حالی که هنوز نشت خوبی دارد که باعث خرابی در طول عمر 10 تا 15 سال در تجهیزات مهر و موم شده می شود.

مرحله 3 - آزمایش نشت دقیق توسط طیف سنجی جرمی هلیوم

آزمایش نشت دقیق، حیاتی ترین و از نظر فنی سخت ترین مرحله است. این نرخ نشت را تا پایین ترین حد تشخیص می دهد 1 × 10-10 atm·cc/sec - سه مرتبه قدر حساس تر از روش های نشت ناخالص. رویکرد استاندارد به شرح زیر است روش MIL-STD-883 1014, Condition A .

روش تست

1. کانکتور را در یک محفظه بمب هلیوم تحت فشار قرار دهید 2-6 اتمسفر هلیوم برای یک زمان ماندگاری مشخص (معمولاً 2 تا 4 ساعت بسته به حجم داخلی کانکتور).
2. کانکتور را بردارید و در حداکثر زمان انتقال مشخص شده توسط استاندارد (معمولاً 1 ساعت برای بسته های با حجم کم) در نشتی یاب طیف سنج جرمی قرار دهید.
3. اندازه گیری میزان انتشار هلیوم معیار پذیرش در MIL-STD-883 برای اکثر بسته های هرمتیک است R1 ≤ 5 × 10-8 atm·cc/sec .

برای اتصالات مینیاتوری هرمتیکال مهر و موم شده با حجم های داخلی بسیار کوچک، زمان ماندن و زمان انتقال باید با استفاده از معادلات ضمیمه A روش 1014 MIL-STD-883 برای محاسبه مخزن کاهش یافته هلیوم دوباره محاسبه شود - در غیر این صورت نتایج به طور کاذب خوش بینانه خواهند بود.

مرحله 4 - تأیید عملکرد الکتریکی

الف connector that passes leak testing must also confirm that the sealing process has not degraded its electrical performance. This is particularly important for اتصالات الکتریکی هرمتیک در کاربردهای RF و فرکانس بالا استفاده می شود، جایی که دی الکتریک شیشه یا سرامیک به طور مستقیم بر امپدانس و یکپارچگی سیگنال تأثیر می گذارد.

پارامترهای کلیدی الکتریکی برای تأیید

• مقاومت عایق (IR) : بین پین و پوسته حداقل 500 VDC اندازه گیری می شود. معیار پذیرش برای اتصالات هرمتیک درجه MIL معمولاً است ≥ 5000 MΩ در دمای اتاق و ≥ 100 MΩ در 125 درجه سانتی گراد.
• ولتاژ مقاومت دی الکتریک (DWV) : در ولتاژ کاری 1.5–2× به مدت 60 ثانیه بدون خرابی یا فلاش اوور اعمال می شود. یکپارچگی عایق شیشه ای را تحت تنش الکتریکی آزمایش می کند.
• تماس با مقاومت : در جریان کم (100-10 میلی آمپر) برای بررسی مسیر سیگنال اندازه گیری می شود. برای کانکتورهای هرمتیک RF کواکسیال، مقاومت تماس پین مرکزی باید باشد ≤ 10 mΩ .
• VSWR / ضرر برگشتی : برای عایق آب بندی شده RF Glass Sintered کانکتورها، اندازه گیری تحلیلگر شبکه برداری (VNA) مطابقت امپدانس را تایید می کند. یک VSWR از ≤ 1.3:1 تا فرکانس نامی یک معیار پذیرش رایج برای نسخه‌های هرمتیک نوع SMA و N است.

مرحله 5 - تست استرس محیطی برای تایید یکپارچگی دراز مدت مهر و موم

مرحله آخر تأیید می کند که آب بند هرمتیک در برابر تنش های حرارتی، مکانیکی و رطوبتی که در سرویس با آن مواجه می شود، جان سالم به در می برد. تست استرس محیطی در هر واحد تولیدی انجام نمی‌شود - معمولاً روی نمونه‌ها، ساخت‌های صلاحیت‌سازی یا زمانی که تغییر طراحی ارائه می‌شود، انجام می‌شود.

شوک حرارتی

برای MIL-STD-202 روش 107 کانکتورها بین -65 درجه سانتیگراد و 150 درجه سانتیگراد برای حداقل 10 چرخه با زمان انتقال 10 ثانیه یا کمتر بین حداکثر چرخه می شوند. انبساط حرارتی دیفرانسیل بین شیشه و فلز محرک اصلی استرس است. تست نشت ریز بلافاصله پس از شوک حرارتی انجام می شود تا هر گونه ترک خوردگی درزگیر ناشی از آزمایش تشخیص داده شود.

شوک مکانیکی و لرزش

برای aerospace-rated اتصالات هرمتیک با قابلیت اطمینان بالا ، روش MIL-STD-202 213 (شوک مکانیکی در 500 گرم، 1 میلی ثانیه نیمه سینوس) و روش 204 (ارتعاش، 20-2000 هرتز) اعمال می شود. هرمسیتی پس از آزمون و تأیید الکتریکی عدم تخریب مهر و موم ناشی از بارگذاری ساختاری را تأیید می کند.

اسپری حرارت مرطوب و نمک

قرار گرفتن در معرض گرمای مرطوب 85 درجه سانتیگراد / 85 درصد RH به مدت 1000 ساعت و به دنبال آن آزمایش مجدد نشت خوب، یک روش استاندارد برای کانکتورهایی است که برای کاربردهای دریایی، فضای باز یا کاربردهای آب و هوای گرمسیری در نظر گرفته شده است. آزمایش نمک پاشی در هر الفSTM B117 (48 تا 96 ساعت) یکپارچگی آبکاری فلز را تأیید می کند که از رابط آب بند در برابر نفوذ خورنده محافظت می کند.

علل رایج شکست در تست و نحوه رسیدگی به آنها

درک اینکه چرا کانکتورهای هرمتیک در تست شکست می خورند به همان اندازه مهم است که بدانید چگونه آنها را آزمایش کنید. جدول زیر متداول ترین حالت های خرابی و علل ریشه ای آنها را خلاصه می کند:

الفbout Ningbo Hanson Communication Technology Co., Ltd.

انتخاب یک سازنده واجد شرایط به اندازه داشتن یک پروتکل تست دقیق مهم است. تامین‌کننده‌ای با قابلیت‌های ماشین‌کاری، آبکاری و مونتاژ داخلی - همه تحت یک سیستم مدیریت کیفیت واحد - تغییرات بین فرآیندی را که معمولاً آب‌بندی‌های حاشیه‌ای تولید می‌کند، به حداقل می‌رساند.

سوالات متداول