Корпуса со стеклянными стенками обеспечивают эффективность радиочастотных устройств
Корпуса со стеклянными боковинами используются для множества устройств в медицине, телекоммуникациях, космической и военной отраслях многие годы. Они часто должны соответствовать строгим требованиям, таким как стандарты, принятые Ассоциацией твердотельных технологий JEDEC. Устройства, произведенные для армии или для НАСА, должны соответствовать таким стандартам, как MIL-STD-883 или MIL-PRF-38534. Особенно строгие правила у НАСА для космического оборудования, способного работать при экстремальных температурах, в вакууме и при радиации.
ГЕРМЕТИЧНО ЗАПЕЧАТАННЫЕ
В подобных условиях решающее значение приобретает то, насколько качественно запечатан корпус, особенно если соединяются два различных типа материала, которые естественным образом расширяются или сжимаются с различной скоростью при изменении температуры. Если герметичность между боковой стенкой и подложкой нарушена, в корпус может проникнуть влага, что приведет к короткому замыканию или возникновению ржавчины.
Следовательно, важно быть уверенным, что корпус герметично запечатан и что именно это значит. Герметичность корпусов может варьироваться, она характеризуется скоростью утечки (leak rate). Скорость утечки определяется тем, как быстро из корпуса может уходить гелий, измеряется в сантиметрах в секунду при атмосферном давлении (Па см3/с). Скорость в 10-3 Па см3/с или 10-4 Па см3/с считается сильной утечкой. Если для некоторых устройств такой уровень герметичности может быть достаточным, то для суровых условий использования это неприемлемо.
Для подобных условий необходима слабая утечка. Скорость 10-8 Па см3/с соответствует большинству военных требований, тогда как для космических устройств требуется скорость 10-10 Па см3/с. Корпуса со стеклянными боковинами могут достичь герметичности в 10-10 Па см3/с, что делает их подходящими для самых строгих требований, которые НАСА относит к Классу К. При допустимой скорости утечки для Класса К потребуется 50 или 60 лет, чтобы в корпус проникло достаточно влаги, чтобы создать проблему (См. Рис.1).
КОНСТРУКТИВНО ПРОЧНЫЕ
Проектировщикам может казаться, что стеклянные корпуса более хрупкие, чем подобные же структуры, выполненные из керамики, но подтверждений этому нет. Испытания показали, что стекло достаточно прочное, чтобы выдержать использование в суровых условиях. Тем не менее стеклянные боковины зачастую укрепляются включением в их состав керамики. Боковые стенки могут содержать 20-25% керамики и при этом обладать преимуществами стекла. Теплопроводность стеклянного корпуса при этом сопоставима с керамическим.
Главным преимуществом стекла перед керамикой для радиочастотных устройств является тот факт, что стекло имеет значительно более низкую диэлектрическую постоянную. Диэлектрическая постоянная или относительная диэлектрическая проницаемость может влиять на то, какая часть радиочастотного сигнала теряется. Если керамика имеет диэлектрическую постоянную 9.8, то у стекла она от 5 до 6 в зависимости от состава. Более низкая диэлектрическая постоянная обеспечивает лучшую радиочастотную характеристику с большим диапазоном. Существуют пластиковые корпуса с еще более низкой диэлектрической постоянной в диапазоне от 2 до 3, но они не обеспечивают достаточную герметичность, следовательно, не подходят для суровых условий (см. Рис.2).
ХОРОШИЙ ВЫБОР
Стекло может оказаться лучшим выбором, когда нужно выбирать корпуса для радиочастотных компонентов, которые будут использоваться в суровых условиях. Корпуса со стеклянными боковинами могут достигать высочайших уровней герметичности, отвечая самым строгим требованиям, предъявляемым к устройствам для использования в вакууме или при экстремальных температурах в космосе. Они могут быть прочными как керамика и иметь похожую теплопроводность. По сравнению с керамикой они обеспечивают лучшие радиочастотные характеристики благодаря более низкой диэлектрической постоянной. Короче говоря, корпуса со стеклянным боковинами – это опция, о которой не стоит забывать.
Источник: MINI SYSTEMS INC.
