電子產品三防設計的技術措施
日期(qi):2019-05-26 / 人氣: / 來源(yuan):scqhky.com
電子(zi)產品三防(fang)(fang)(fang)技術從早期(qi)單(dan)一的(de)工藝防(fang)(fang)(fang)護發展到現在(zai)的(de)電子(zi)產品總體設(she)計、電路設(she)計、結構設(she)計的(de)標(biao)準(zhun)化系統工程,電子(zi)產品三防(fang)(fang)(fang)設(she)計是以提(ti)高產品的(de)環境(jing)適(shi)應性為目(mu)標(biao),包括防(fang)(fang)(fang)水、防(fang)(fang)(fang)潮、防(fang)(fang)(fang)結露、防(fang)(fang)(fang)鹽霧、防(fang)(fang)(fang)霉、防(fang)(fang)(fang)腐蝕(shi)、防(fang)(fang)(fang)老(lao)化、防(fang)(fang)(fang)振、防(fang)(fang)(fang)靜電、防(fang)(fang)(fang)高壓(ya)擊(ji)穿、防(fang)(fang)(fang)污染、防(fang)(fang)(fang)風(feng)沙、防(fang)(fang)(fang)積雪、防(fang)(fang)(fang)裹冰、防(fang)(fang)(fang)鼠害等等。
要提高電子產品三(san)防能(neng)力(li),必(bi)須從(cong)(cong)產品的設計開始就注(zhu)入(ru)三(san)防設計理念。三(san)防設計理念的注(zhu)入(ru),可(ke)以保(bao)證產品從(cong)(cong)整(zheng)機到分機,再(zai)到零部件(jian)都(dou)具有適應環境(jing)變化的能(neng)力(li)。三(san)防處(chu)理工藝可(ke)以保(bao)障和補充設計中(zhong)(zhong)三(san)防的不足,提升產品抵抗環境(jing)變化的能(neng)力(li),從(cong)(cong)而極大的提高電子產品的可(ke)靠性。以下就從(cong)(cong)材(cai)料、結構、工藝三(san)方面進(jin)行闡述,并將三(san)防理念注(zhu)入(ru)其中(zhong)(zhong)。
材料防護
材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)防(fang)護主要是指正(zheng)確、合理地選(xuan)取材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),并通過對材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(包(bao)括金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)和非金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao))輔以(yi)(yi)一定(ding)的(de)(de)工(gong)藝(yi)處理措施(shi),以(yi)(yi)進一步提高(gao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)耐環境(jing)變(bian)化能力。根據電(dian)子產品(pin)的(de)(de)實際使用環境(jing)分類及三(san)防(fang)等級要求,選(xuan)擇適當的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)來(lai)制(zhi)造零部(bu)件。選(xuan)取材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是三(san)防(fang)設計(ji)的(de)(de)第(di)一步,也是關(guan)鍵的(de)(de)一步。
惡劣(lie)環(huan)(huan)境中工(gong)作的(de)電子產品,面臨(lin)著鹽(yan)霧(wu)、銹(xiu)蝕、霉菌(jun)、老化等(deng)各種(zhong)環(huan)(huan)境問題,為了(le)使電子產品能夠(gou)適應各種(zhong)惡劣(lie)環(huan)(huan)境,應盡量選(xuan)(xuan)用(yong)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)好的(de)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)和不長(chang)霉菌(jun)、耐(nai)老化的(de)非金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)。耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)好的(de)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)主(zhu)要有,鋁(lv)合(he)金(jin)、奧氏體型不銹(xiu)鋼、鈦合(he)金(jin)、金(jin)、鎳等(deng),考慮到經濟因(yin)素(su),通常選(xuan)(xuan)用(yong)鋁(lv)合(he)金(jin)、不銹(xiu)鋼、鈦合(he)金(jin)等(deng)再涂覆金(jin)屬(shu)層或非金(jin)屬(shu)層。
選(xuan)用(yong)(yong)材(cai)料(liao)(liao)時,應(ying)(ying)了解材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)相容(rong)(rong)性(xing)問(wen)題,掌握(wo)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)機理、破壞肜式等。以保證結(jie)構(gou)設計(ji)時能(neng)避免(mian)某(mou)些危險性(xing)大的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)形式,防止不同(tong)材(cai)料(liao)(liao)彼此相互作用(yong)(yong)、相互影響(xiang)而(er)(er)引起腐(fu)(fu)蝕(shi)、老化等。因而(er)(er)根(gen)據(ju)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)相容(rong)(rong)性(xing)合理地選(xuan)擇鍍層以及不同(tong)類型金屬的(de)(de)合理選(xuan)用(yong)(yong)是極(ji)為重(zhong)(zhong)要的(de)(de)。兩種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)差(cha)越(yue)大腐(fu)(fu)蝕(shi)越(yue)嚴重(zhong)(zhong)。設計(ji)中(zhong),在同(tong)一種(zhong)(zhong)結(jie)構(gou)中(zhong)盡量選(xuan)用(yong)(yong)同(tong)一種(zhong)(zhong)金屬材(cai)料(liao)(liao),或者應(ying)(ying)選(xuan)用(yong)(yong)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)相近的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao),而(er)(er)且兩種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)差(cha)應(ying)(ying)小于(yu)0.25 V,否則(ze)在結(jie)構(gou)上要采(cai)取相應(ying)(ying)的(de)(de)防護(hu)措施。
當(dang)下(xia),軍用電子產品(pin)正朝著輕小型機(ji)動方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan),產品(pin)中許(xu)多零部件(jian)都將采用工程塑(su)料(liao)制成,再要注意材料(liao)的霉菌和老化問題。選用環境適應(ying)性(xing)較好的工程塑(su)料(liao),如(ru)聚碳酸(suan)酯(zhi)、ABS、有機(ji)玻璃等。
結構防護
結構(gou)防(fang)護與(yu)材料防(fang)護同(tong)樣重要,在現實(shi)環境(jing)(jing)中(zhong),大(da)多數的(de)問題都能通過(guo)適當的(de)結構(gou)設(she)(she)計(結構(gou)防(fang)護)來避(bi)免(mian)。設(she)(she)計中(zhong),對局部(bu)部(bu)件或(huo)整機(ji)采(cai)取(qu)密封或(huo)半(ban)密封措(cuo)施,將(jiang)設(she)(she)備(或(huo)部(bu)件)與(yu)外界環境(jing)(jing)相隔離。各種箱(xiang)(xiang)體(ti)(ti)全(quan)部(bu)用(yong)鋁合(he)金焊成一(yi)整體(ti)(ti),機(ji)箱(xiang)(xiang)側(ce)板與(yu)箱(xiang)(xiang)體(ti)(ti)的(de)連接處(chu)均加(jia)有導(dao)電(dian)橡膠(jiao)制成的(de)密封圈,機(ji)箱(xiang)(xiang)的(de)外表面(mian)防(fang)護涂覆。為了避(bi)免(mian)由于機(ji)械應力、熱(re)應力、積水或(huo)雜質等引起(qi)的(de)腐蝕(shi),在結構(gou)設(she)(she)計中(zhong)還(huan)應采(cai)取(qu)以下措(cuo)施:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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(le)從材料防(fang)護(hu)(hu)和結構(gou)防(fang)護(hu)(hu)兩方面(mian)(mian)采(cai)(cai)取(qu)(qu)措施(shi)(shi)外(wai).還(huan)應(ying)采(cai)(cai)取(qu)(qu)工藝(yi)防(fang)護(hu)(hu)措施(shi)(shi),以(yi)進一(yi)步提高(gao)產(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)三防(fang)能力。工藝(yi)防(fang)護(hu)(hu)我(wo)們通常采(cai)(cai)用的(de)(de)方法是表面(mian)(mian)化學覆(fu)蓋層及金屬和非金屬覆(fu)蓋層。按產(chan)品(pin)(pin)(pin)工作時(shi)(shi)所(suo)處的(de)(de)環(huan)境(jing),我(wo)們將結構(gou)件分為I型(xing)結構(gou)件和Ⅱ型(xing)結構(gou)件兩大類。I型(xing)結構(gou)件表面(mian)(mian)在產(chan)品(pin)(pin)(pin)處于(yu)工作或(huo)行徑狀態時(shi)(shi),其表面(mian)(mian)直(zhi)接暴露在自(zi)然環(huan)境(jing)中或(huo)受(shou)自(zi)然環(huan)境(jing)岡素(su)直(zhi)接作用。Ⅱ型(xing)結構(gou)件表面(mian)(mian)存產(chan)品(pin)(pin)(pin)處于(yu)工作或(huo)行徑狀態時(shi)(shi),其表面(mian)(mian)不(bu)(bu)直(zhi)接暴露在自(zi)然環(huan)境(jing)中。對于(yu)兩種不(bu)(bu)同類型(xing)的(de)(de)構(gou)件表面(mian)(mian)應(ying)采(cai)(cai)取(qu)(qu)不(bu)(bu)同的(de)(de)工藝(yi)防(fang)護(hu)(hu)措施(shi)(shi)。
化學覆蓋層
用(yong)電化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)或(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)的(de)方法使結構件表(biao)面(mian)生產某種化(hua)(hua)(hua)(hua)合物而形(xing)成覆蓋層,以(yi)達到抗環境因素影響的(de)目的(de)。常用(yong)的(de)方法有氧化(hua)(hua)(hua)(hua)、鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)、磷化(hua)(hua)(hua)(hua)、陽極氧化(hua)(hua)(hua)(hua)等。化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)覆蓋層對I型和(he)Ⅱ型表(biao)面(mian)都適(shi)用(yong)。
有色金屬(shu)及其合金通(tong)常采(cai)取化(hua)(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)(hua)或陽(yang)極(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理來達到(dao)防護的(de)(de)目的(de)(de)。陽(yang)極(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜具(ju)有多孔性(xing)(xing)和(he)絕緣性(xing)(xing),有較(jiao)強的(de)(de)吸附能(neng)(neng)力(li),可作為油漆(qi)的(de)(de)底層,涂漆(qi)后(hou),可大大提高其耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)。化(hua)(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜除了具(ju)有較(jiao)強的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)和(he)吸附能(neng)(neng)力(li)外,還能(neng)(neng)導電,所以經常用于需要(yao)釋(shi)放(fang)靜電器件的(de)(de)表面處(chu)理。黑色金屬(shu)通(tong)常采(cai)用氧(yang)化(hua)(hua)(hua)和(he)磷(lin)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理。
金屬和非金屬覆蓋層
金屬(shu)覆(fu)蓋(gai)(gai)層(ceng)(ceng)(ceng)主要(yao)(yao)是通過電(dian)鍍、化學鍍、熱浸鍍、熱噴鍍等(deng)方法獲得。就是在耐(nai)環(huan)境能力差的(de)(de)(de)結構件表面覆(fu)蓋(gai)(gai)一層(ceng)(ceng)(ceng)耐(nai)環(huan)境能力較強的(de)(de)(de)金屬(shu)涂層(ceng)(ceng)(ceng),以(yi)提高整(zheng)個構件的(de)(de)(de)三防能力。金屬(shu)覆(fu)蓋(gai)(gai)層(ceng)(ceng)(ceng)對I型(xing)和Ⅱ型(xing)表面都適用。常用的(de)(de)(de)金屬(shu)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)有鋅(xin)、鎳、銅、鉻、金等(deng)。選擇(ze)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)時,應根據產品所要(yao)(yao)使用的(de)(de)(de)環(huan)境要(yao)(yao)求(qiu),同(tong)時兼(jian)顧基體材(cai)料的(de)(de)(de)特(te)性以(yi)及(ji)材(cai)料的(de)(de)(de)相(xiang)容性要(yao)(yao)求(qiu)。
非金(jin)(jin)屬(shu)覆(fu)蓋層(ceng)有(you)油漆(qi)涂(tu)(tu)(tu)覆(fu)層(ceng)和塑料(liao)涂(tu)(tu)(tu)覆(fu)層(ceng)。油漆(qi)涂(tu)(tu)(tu)覆(fu)層(ceng)在非金(jin)(jin)屬(shu)覆(fu)蓋層(ceng)中應用的最為(wei)普遍(bian),它具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的流動(dong)性,能(neng)夠在物體表面形成一(yi)層(ceng)連續(xu)薄膜,因而具(ju)有(you)較好(hao)的防(fang)護作用。塑料(liao)涂(tu)(tu)(tu)覆(fu)層(ceng)是采用環氧和聚乙烯等(deng)耐環境(jing)性能(neng)優良的樹脂(zhi)涂(tu)(tu)(tu)覆(fu)于被保護物表面。非金(jin)(jin)屬(shu)覆(fu)蓋層(ceng)通(tong)常針(zhen)對I型(xing)表面。
三防(fang)漆(qi)的(de)種類很(hen)多,性能(neng)各(ge)異,漆(qi)種的(de)選用(yong)應根據油漆(qi)的(de)性能(neng)、適用(yong)范(fan)圍以及產品的(de)外形要求和實際使用(yong)環境而定(ding)。對(dui)于產品表面通常采用(yong)丙(bing)烯酸漆(qi)和聚氨脂漆(qi),這兩種漆(qi)色(se)擇優(you)、保光、保色(se)性、耐(nai)水、耐(nai)磨性好,具有突出的(de)抗大氣腐蝕性和三防(fang)性能(neng),且(qie)耐(nai)熱性較(jiao)高,附著(zhu)力強。
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作者:電子產品設計
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