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電子產品三防設計的技術措施

日期:2019-05-26 / 人氣: / 來源(yuan):www.scqhky.com

電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)(pin)三防(fang)(fang)(fang)(fang)技(ji)術從早期單一的(de)工藝防(fang)(fang)(fang)(fang)護發展到現在的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)(pin)總體設(she)計(ji)、電(dian)路設(she)計(ji)、結構(gou)設(she)計(ji)的(de)標(biao)準(zhun)化(hua)系統工程,電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)(pin)三防(fang)(fang)(fang)(fang)設(she)計(ji)是以提高(gao)產(chan)品(pin)(pin)的(de)環(huan)境(jing)適應性為目(mu)標(biao),包括防(fang)(fang)(fang)(fang)水(shui)、防(fang)(fang)(fang)(fang)潮、防(fang)(fang)(fang)(fang)結露(lu)、防(fang)(fang)(fang)(fang)鹽霧、防(fang)(fang)(fang)(fang)霉、防(fang)(fang)(fang)(fang)腐蝕(shi)、防(fang)(fang)(fang)(fang)老化(hua)、防(fang)(fang)(fang)(fang)振、防(fang)(fang)(fang)(fang)靜(jing)電(dian)、防(fang)(fang)(fang)(fang)高(gao)壓(ya)擊(ji)穿、防(fang)(fang)(fang)(fang)污染、防(fang)(fang)(fang)(fang)風沙(sha)、防(fang)(fang)(fang)(fang)積雪、防(fang)(fang)(fang)(fang)裹(guo)冰、防(fang)(fang)(fang)(fang)鼠(shu)害等(deng)等(deng)。

要提(ti)高(gao)電子產(chan)品(pin)(pin)三(san)防(fang)(fang)(fang)能力(li),必(bi)須從(cong)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)設計開(kai)始就注(zhu)(zhu)入三(san)防(fang)(fang)(fang)設計理念(nian)。三(san)防(fang)(fang)(fang)設計理念(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)注(zhu)(zhu)入,可(ke)以保證產(chan)品(pin)(pin)從(cong)整機(ji)到分機(ji),再到零部件都(dou)具有適應環境(jing)變(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)能力(li)。三(san)防(fang)(fang)(fang)處理工(gong)藝可(ke)以保障和補充設計中三(san)防(fang)(fang)(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)不足,提(ti)升產(chan)品(pin)(pin)抵抗環境(jing)變(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)能力(li),從(cong)而極大的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)電子產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性。以下就從(cong)材料、結構、工(gong)藝三(san)方面進行(xing)闡述(shu),并將(jiang)三(san)防(fang)(fang)(fang)理念(nian)注(zhu)(zhu)入其中。

材料防護

材料(liao)(liao)防(fang)護主要是(shi)指正(zheng)確、合(he)理地選(xuan)(xuan)取材料(liao)(liao),并通過對(dui)材料(liao)(liao)(包括(kuo)金屬材料(liao)(liao)和(he)非金屬材料(liao)(liao))輔以一(yi)(yi)定的(de)工藝(yi)處理措施,以進一(yi)(yi)步(bu)提(ti)高材料(liao)(liao)的(de)耐環境變化能力。根(gen)據電子產品的(de)實際使用環境分(fen)類及三(san)防(fang)等(deng)級要求,選(xuan)(xuan)擇適當的(de)材料(liao)(liao)來制造(zao)零部(bu)件(jian)。選(xuan)(xuan)取材料(liao)(liao)是(shi)三(san)防(fang)設計的(de)第(di)一(yi)(yi)步(bu),也是(shi)關(guan)鍵的(de)一(yi)(yi)步(bu)。

惡劣環境(jing)中工作的(de)電(dian)子產(chan)品(pin),面臨著鹽霧、銹(xiu)蝕(shi)、霉菌、老(lao)(lao)化等(deng)(deng)各種環境(jing)問題,為了使電(dian)子產(chan)品(pin)能夠適應各種惡劣環境(jing),應盡量(liang)選(xuan)用耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)好的(de)金(jin)屬材(cai)料和不長(chang)霉菌、耐(nai)老(lao)(lao)化的(de)非金(jin)屬材(cai)料。耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)好的(de)金(jin)屬材(cai)料主要有,鋁合(he)金(jin)、奧氏體型不銹(xiu)鋼、鈦合(he)金(jin)、金(jin)、鎳等(deng)(deng),考慮到經(jing)濟因素,通常選(xuan)用鋁合(he)金(jin)、不銹(xiu)鋼、鈦合(he)金(jin)等(deng)(deng)再涂覆(fu)金(jin)屬層或非金(jin)屬層。

選(xuan)用(yong)(yong)材(cai)料(liao)時(shi),應了解材(cai)料(liao)的(de)(de)相容性(xing)問題,掌握材(cai)料(liao)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)機理(li)(li)(li)、破壞肜式(shi)等(deng)。以保證結構(gou)(gou)設計時(shi)能避免某些危險性(xing)大的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)形(xing)式(shi),防止不(bu)同(tong)(tong)材(cai)料(liao)彼此相互作用(yong)(yong)、相互影(ying)響而引起(qi)腐(fu)蝕(shi)、老化等(deng)。因(yin)而根據(ju)材(cai)料(liao)的(de)(de)相容性(xing)合理(li)(li)(li)地選(xuan)擇鍍層以及不(bu)同(tong)(tong)類(lei)型金屬(shu)的(de)(de)合理(li)(li)(li)選(xuan)用(yong)(yong)是(shi)極(ji)為重要的(de)(de)。兩種(zhong)材(cai)料(liao)的(de)(de)電位差越大腐(fu)蝕(shi)越嚴重。設計中(zhong),在(zai)同(tong)(tong)一種(zhong)結構(gou)(gou)中(zhong)盡量選(xuan)用(yong)(yong)同(tong)(tong)一種(zhong)金屬(shu)材(cai)料(liao),或者(zhe)應選(xuan)用(yong)(yong)電極(ji)電位相近的(de)(de)材(cai)料(liao),而且兩種(zhong)材(cai)料(liao)的(de)(de)電位差應小(xiao)于0.25 V,否則在(zai)結構(gou)(gou)上要采取相應的(de)(de)防護措施。

當下,軍(jun)用電子(zi)產(chan)(chan)品(pin)正朝著輕小(xiao)型機動方(fang)向(xiang)發(fa)展,產(chan)(chan)品(pin)中許多零部件都將采用工(gong)程塑料(liao)(liao)制成,再要注意材料(liao)(liao)的霉菌和老化問題。選(xuan)用環境適(shi)應(ying)性較好的工(gong)程塑料(liao)(liao),如聚碳酸酯、ABS、有機玻(bo)璃(li)等。

結構防護

結(jie)(jie)構防(fang)護(hu)(hu)與(yu)(yu)材料防(fang)護(hu)(hu)同(tong)樣重要,在現實(shi)環境中(zhong)(zhong),大(da)多數(shu)的(de)問題都能通(tong)過適當(dang)的(de)結(jie)(jie)構設計(結(jie)(jie)構防(fang)護(hu)(hu))來避免。設計中(zhong)(zhong),對局部(bu)(bu)部(bu)(bu)件或整(zheng)機(ji)采取(qu)(qu)密(mi)封或半密(mi)封措(cuo)施,將設備(或部(bu)(bu)件)與(yu)(yu)外界環境相隔離。各種箱(xiang)體全(quan)部(bu)(bu)用(yong)鋁合金焊成一整(zheng)體,機(ji)箱(xiang)側板與(yu)(yu)箱(xiang)體的(de)連(lian)接處均(jun)加(jia)有導(dao)電橡膠制(zhi)成的(de)密(mi)封圈,機(ji)箱(xiang)的(de)外表面防(fang)護(hu)(hu)涂覆(fu)。為了避免由于機(ji)械應(ying)力(li)、熱應(ying)力(li)、積水或雜質等引(yin)起(qi)的(de)腐蝕,在結(jie)(jie)構設計中(zhong)(zhong)還應(ying)采取(qu)(qu)以(yi)下措(cuo)施:

電子產品結構防護設計

  1. 避免積水結構。產品的外型恰當地傾斜,盡量減少孔、槽等,在可能積水和留存濕氣的空間開設排水和排氣孔,并避免凹凸不平的表面等。
  2. 濕度較大的氣候環境下,盡量避免采用點焊、鉚接、螺紋緊固等結構形式,優先選用板金結構或整體澆鑄機箱的結構形式,以避免形成縫隙腐蝕,同時在能形成縫隙腐蝕處加以密封處理或加密封襯墊。
  3. 同一種結構中,如使用了不同類型的金屬,則應在其中一種金屬上鍍涂上允許與第二種金屬相接觸的金屬鍍層,或兩種金屬材料均鍍上同一種金屬鍍層,或在兩種金屬之間涂絕緣保護層或放置襯墊,此時應兼顧設備的電磁兼容性要求。
  4. 在有可能產生應力腐蝕裂開的情況下,應注意避免引起應力集中的結構形式,并采取適當的工藝措施消除內應力。
  5. 最容易發生腐蝕和最大腐蝕部位加厚構件尺寸,通常稱為“腐蝕裕度”,一般取預期壽命所需量的兩倍。對于易受腐蝕損壞而必須經常維護和更換的零件,應從結構上保證易于維修、更換。

工藝防護

除了從材料防(fang)護(hu)和(he)結(jie)構(gou)(gou)防(fang)護(hu)兩方面(mian)(mian)(mian)采取(qu)措施(shi)(shi)外.還應采取(qu)工藝(yi)(yi)防(fang)護(hu)措施(shi)(shi),以進一步提高產(chan)品的三防(fang)能力。工藝(yi)(yi)防(fang)護(hu)我們通常(chang)采用(yong)的方法是表面(mian)(mian)(mian)化學覆(fu)蓋層(ceng)及金屬和(he)非金屬覆(fu)蓋層(ceng)。按產(chan)品工作時所處(chu)的環(huan)境(jing),我們將結(jie)構(gou)(gou)件(jian)分為I型(xing)結(jie)構(gou)(gou)件(jian)和(he)Ⅱ型(xing)結(jie)構(gou)(gou)件(jian)兩大類。I型(xing)結(jie)構(gou)(gou)件(jian)表面(mian)(mian)(mian)在(zai)產(chan)品處(chu)于(yu)工作或行徑狀態(tai)時,其表面(mian)(mian)(mian)直(zhi)(zhi)(zhi)接暴露(lu)在(zai)自然(ran)環(huan)境(jing)中或受自然(ran)環(huan)境(jing)岡素直(zhi)(zhi)(zhi)接作用(yong)。Ⅱ型(xing)結(jie)構(gou)(gou)件(jian)表面(mian)(mian)(mian)存產(chan)品處(chu)于(yu)工作或行徑狀態(tai)時,其表面(mian)(mian)(mian)不直(zhi)(zhi)(zhi)接暴露(lu)在(zai)自然(ran)環(huan)境(jing)中。對于(yu)兩種不同類型(xing)的構(gou)(gou)件(jian)表面(mian)(mian)(mian)應采取(qu)不同的工藝(yi)(yi)防(fang)護(hu)措施(shi)(shi)。

化學覆蓋層

用電化(hua)(hua)學或化(hua)(hua)學的(de)方法(fa)使(shi)結構件表面生產某(mou)種化(hua)(hua)合物而形成覆蓋層(ceng)(ceng),以達到抗(kang)環境因素(su)影響的(de)目(mu)的(de)。常用的(de)方法(fa)有氧化(hua)(hua)、鈍化(hua)(hua)、磷化(hua)(hua)、陽(yang)極氧化(hua)(hua)等。化(hua)(hua)學覆蓋層(ceng)(ceng)對(dui)I型(xing)和Ⅱ型(xing)表面都適用。

有色金屬及其合金通常(chang)采取化學(xue)(xue)氧(yang)(yang)化或陽(yang)極(ji)氧(yang)(yang)化處理來達到防(fang)護的(de)目(mu)的(de)。陽(yang)極(ji)氧(yang)(yang)化膜具有多孔性(xing)(xing)和(he)絕緣(yuan)性(xing)(xing),有較(jiao)強的(de)吸(xi)附能力,可作為(wei)油漆(qi)的(de)底層(ceng),涂漆(qi)后,可大(da)大(da)提高其耐腐蝕性(xing)(xing)。化學(xue)(xue)氧(yang)(yang)化膜除了具有較(jiao)強的(de)耐腐蝕性(xing)(xing)和(he)吸(xi)附能力外,還能導電,所(suo)以經常(chang)用(yong)(yong)于(yu)需要釋(shi)放靜電器(qi)件的(de)表面(mian)處理。黑色金屬通常(chang)采用(yong)(yong)氧(yang)(yang)化和(he)磷化處理。

金屬和非金屬覆蓋層

金(jin)屬覆(fu)蓋層(ceng)主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)通過電鍍(du)(du)、化學鍍(du)(du)、熱(re)浸鍍(du)(du)、熱(re)噴鍍(du)(du)等(deng)方法(fa)獲得。就是(shi)在耐(nai)環境能(neng)力(li)差的(de)結構件表面(mian)覆(fu)蓋一(yi)層(ceng)耐(nai)環境能(neng)力(li)較強的(de)金(jin)屬涂層(ceng),以提(ti)高整(zheng)個(ge)構件的(de)三防能(neng)力(li)。金(jin)屬覆(fu)蓋層(ceng)對(dui)I型和Ⅱ型表面(mian)都適(shi)用(yong)。常(chang)用(yong)的(de)金(jin)屬鍍(du)(du)層(ceng)有鋅、鎳、銅(tong)、鉻、金(jin)等(deng)。選擇鍍(du)(du)層(ceng)時,應(ying)根據產品所要(yao)(yao)使用(yong)的(de)環境要(yao)(yao)求(qiu),同時兼顧基體材(cai)料(liao)的(de)特性(xing)以及材(cai)料(liao)的(de)相容性(xing)要(yao)(yao)求(qiu)。

非(fei)金屬(shu)覆(fu)(fu)蓋層(ceng)(ceng)(ceng)有(you)油漆(qi)涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)塑(su)料涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)。油漆(qi)涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)在非(fei)金屬(shu)覆(fu)(fu)蓋層(ceng)(ceng)(ceng)中應用(yong)的最為(wei)普(pu)遍,它具有(you)一定的流動性,能夠(gou)在物體表面形(xing)成一層(ceng)(ceng)(ceng)連續薄膜(mo),因而(er)具有(you)較好的防護(hu)作用(yong)。塑(su)料涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)是采用(yong)環氧和(he)聚乙烯等耐環境(jing)性能優良的樹脂涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)于被保護(hu)物表面。非(fei)金屬(shu)覆(fu)(fu)蓋層(ceng)(ceng)(ceng)通常針(zhen)對I型表面。

電子產品三防設計

三(san)(san)防漆(qi)(qi)的種類很多,性(xing)(xing)能各異,漆(qi)(qi)種的選(xuan)用(yong)應根據油漆(qi)(qi)的性(xing)(xing)能、適用(yong)范(fan)圍(wei)以(yi)及產(chan)品(pin)的外形(xing)要求和實際(ji)使用(yong)環境而定。對于產(chan)品(pin)表面通常采用(yong)丙烯酸漆(qi)(qi)和聚氨脂漆(qi)(qi),這兩種漆(qi)(qi)色(se)擇優、保光、保色(se)性(xing)(xing)、耐水、耐磨(mo)性(xing)(xing)好,具(ju)有突出的抗大氣腐蝕性(xing)(xing)和三(san)(san)防性(xing)(xing)能,且耐熱性(xing)(xing)較高,附著力強(qiang)。

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作者:電子產品設計


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