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結構結合處的密封設計
結構之間的接觸表面是硬碰硬的,如果在他們之間設計凹槽并在凹槽填充彈性體導電材料。那是非常理想的電磁屏蔽密封。對于這個密封材料在理想情況下應當是無腐蝕的。
使用導電彈性體襯料是EMI/EMP密封和屏蔽最理想的材料,它具有優(yōu)良的導電性和屏蔽效能。在實踐中已發(fā)現(xiàn),襯料和配合安裝表面的導電阻抗盡可能的小。襯料的導電率一般要高于安裝槽金屬導電率。
1. 法蘭的材料
考慮到成本問題,法蘭襯料一般用與金屬安裝槽或機箱相同的材料,當然,也可以用更好的材料。通常,導電率越高的金屬材料屏蔽效能越好。盡管如此,象銀這樣的材料會產(chǎn)生氧化問題,可以在其表面電鍍非氧化物,如鎳等。
2.法蘭設計的考慮
多數(shù)設計者要為空間的受限而苦惱,理想的法蘭設計包括一個槽溝用于限制襯料的變位,用螺釘或者螺栓緊固襯料的外側。
對于實體O形圈一般限制25%的變位。槽溝的寬度一般等于1.1倍O形圈的直徑。槽溝的深度應該等于0.75倍O形圈的直徑。
對于方形或者矩形襯料在槽溝中使用,槽溝應該提供足夠的寬度安裝。設計經(jīng)驗表明;不允許襯料的高度超過其寬度,以免發(fā)生襯料側翻。一種好的襯料高寬比為1:2是理想的。
板材襯料一般用在板材金屬的法蘭上,法蘭上的螺栓孔應當位于距法蘭邊緣起碼1.5倍的螺栓直徑,防止當金屬穿孔時撕裂.如果孔已經(jīng)鉆好,從法蘭邊到孔的位置應當不小于襯料厚度。
3.尺寸公差
槽溝應當保持+/-0.002英寸的加工公差。在加工件上鉆的孔,就孔的位置而言應當保持在+/-0.005英寸以內(nèi),沖壓孔的位置應當在+/-0.01英寸以內(nèi)。板料金屬的彎曲應當保持在+0.030和-0.000英寸之間。襯料公差在后面的“密封件斷面選擇”中給出。
4.波導法蘭
對于波導法蘭三個關心是保證電磁通量最多的傳輸通過法蘭界面,防止從界面泄露RF和維護波導的高壓密封,導電彈性體襯料提供電氣和密封二種功能。
波導法蘭的峰值功率輸送能力主要受到不同心和法蘭與襯料的銳邊的限制。平均功率輸送受到由于法蘭襯料界面的接觸電阻引起的熱效應的限制。
腐蝕
所有的金屬都容易受到腐蝕。但金屬有一個固有趨勢,它與環(huán)境發(fā)生化學或者電化學反應,生成在環(huán)境中的是穩(wěn)定的復合物,對電性能會產(chǎn)生重大的影響。
大多數(shù)電子封裝必須設計成用于4種普通環(huán)境中的一種:
A類:濕度和溫度受控。普通室內(nèi)可居住條件下暴露。
B類:濕度和溫度不受控。暴露在偶然侵濕的100%濕度下,室外暴露或者暴露在不受控的倉庫里
C類:航海環(huán)境船上暴露,離鹽水不到2哩的陸地暴露。
D類:空間環(huán)境暴露在高真空和高輻射下。
有機涂料
有機涂料用在防腐上是非常好的。我們推薦采用Cho-Shield 2000系列導電涂料和Cho-Seal 1298導電彈性體襯料。
1091底劑
1091底劑是一種用于Cho-Shield 2000系列涂料的粘合力促進劑。當按照MIL-C-5541 3級用堿性酸洗或化學轉換涂料在結合處使用時,如果正確使用1091底劑將提供最佳的粘合力。這種底劑僅推薦使用在2000系列涂料,涂在正確處理過的鋁件上,不推薦使用在復合物上。
耐腐蝕控制的設計
對于采用EMI襯料密封的法蘭,控制腐蝕的關鍵是法蘭和襯料的正確設計。一個正確的設計界面要求有密封水分的襯料,襯料的厚度,形狀和壓縮變位特性允許它填充由不均勻或者不平整的法蘭,表面不平度,緊固件和公差增大之間的彎曲所引起的全部空隙。如果襯料設計和使用正確,它將隔離水分并且防止在法蘭表面和內(nèi)部組件腐蝕。
一些用于EMI法蘭設計,進行正確的腐蝕控制的設計方法是:
1.選擇鍍銀鋁填充的彈性體,用于優(yōu)良的綜合密封和腐蝕保護。Cho-Seal 1298材料具有最高抗腐蝕性能;
2.對于航空器上的應用,考慮一對一密封設計,用相同的襯件材料用在2個法蘭表面上;
3.為了防止暴露在惡劣腐蝕環(huán)境下的外緣腐蝕,使用一對導電/非導電襯料或者允許用非導電的保護稍微加在襯料;
4.在C類航海環(huán)境,如果預計水分要到達法蘭的界面,法蘭表面應當加涂料或者加鍍層使其與EMI襯料更為相容;
5.避免會產(chǎn)生貯液槽區(qū)域的設計;
6.對所有可能成為自然貯液槽的零件提供排液或排泄孔;
7.對貯液槽留有泄露孔的零件提供干燥劑,干燥劑過濾器也能提供用于空氣進氣口;
8.避免銳邊或者凸出;
9.選擇合適的涂層。