《电子产品工艺第3版教学课件作者李水樊会灵11第21～22学时4.1电子产品的防护与防腐蚀4.2散热4.3防震课件幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子产品工艺第3版教学课件作者李水樊会灵11第21～22学时4.1电子产品的防护与防腐蚀4.2散热4.3防震课件幻灯片（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、i-mate 810F,防水、防压、防撞、防尘及防热力(记着，不是防火)。,1. 电子产品的防护与防腐 2.电子产品的散热 3.电子产品的防振 4.电子产品的电磁兼容性 5.电子产品的静电防护,第四章 电子产品的防护与电磁兼容,教学目标,1. 了解电子产品的防潮湿、防盐雾、防霉菌方法； 2. 掌握电子产品的散热种类； 3.掌握电子产品的防振方法 。,2004年12月18日,4.1 电子产品的防护与防腐,一、潮湿的防护 1、潮湿的危害 对设备机械性能的危害 对设备电气性能的影响 2、吸湿机理 吸附 物体表面分子对水分子具有吸引力 ，水分子就会吸附到物体 表面上，形成一层水膜。 凝露 当物体表面温
2、度低于周围空气的露点温度时，空气中的水蒸汽便会在物体表面上凝结成水珠，形成一层很厚的水膜。 扩散 由于物体本身和周围环境的水汽压力差较大，水分子在压力差的作用下，向物体内部扩散，使水分子进入物体内部。,2004年12月18日,吸收 有些材料本身具有缝隙和毛细孔，材料表面的水分子由于毛细作用，进入材料内部。 1、防潮湿设计 （1）合理选材 选用耐腐蚀、耐温、化学稳定性好的材料。 （2）表面处理 1）表面涂覆：具体可采用电镀、表面涂漆等。 2）浸渍或蘸渍：将被处理的元件和材料浸入不吸湿的绝缘漆中，经过一段时间后，绝缘漆进入绝缘材料的空隙、小孔中，并在材料表面形成保护膜。 3）憎水处理 用硅有机化合
3、物蒸气处理元器件、零件等，使其表面形成憎水性的聚硅烷膜。,2004年12月18日,4）灌封 用热熔状态的树脂、橡胶等浇注元器件本身或元器件与外壳间的空间或引线孔中，冷却后自行固化封闭。 5）闭封 将元器件和零件等安装在不透气的密封盒中。 6）其他措施 定期通电加热驱除潮气；用吸潮剂吸除潮气等。,2004年12月18日,2.防盐雾设计 （1）主要是电镀和表面涂漆。这里要强调的是，因盐雾比潮气的危害更大，因此对作为防盐雾的镀层要求更高。 如对其镀层的电镀工艺要求更严格，并且要选择适当的镀层种类及镀层厚度。 （2）合理选择适用场合,2004年12月18日,第四章 电子产品的防腐蚀设计,3. 防霉菌设
4、计 （1）霉菌的滋生条件 微生物（菌体）的存在 合适的环境条件：温度（20-30）、湿度（65）、PH值 霉菌生长所需要的营养物质：非金属材料 定期杀霉菌 利用足够强的紫外线照射易霉变的元器件等，消灭霉菌。,2004年12月18日,第四章 电子产品的防腐蚀设计,（2）防霉措施 合理选材 尽量选用抗霉材料，如用玻璃纤维、石棉、云母、石英等为填料的塑料和层压材料，绝缘漆选用环氧树脂漆等。 密封防腐 将产品严格密封，并加入干燥剂可很好的防腐。 控制环境条件防腐 如降低温度、降低湿度、良好通风。 防霉处理 当不得不使用耐霉性差的材料时，必须用防霉剂对这些材料进行防霉处理，以抑制细菌生长。 定期杀霉菌
5、利用足够强的紫外线照射易霉变的元器件等，消灭霉菌。,2004年12月18日,第四章 电子产品的防腐蚀设计,二、防尘设计 1、防尘措施： （1）把电子产品的机柜设计成密闭式。但此种方法影响散热。 （2）把电子产品的各进出口设计成带有滤尘网的装置，既能防止灰尘进入电子产品中，又不影响散热。滤尘网应经常擦洗，以防止沉积灰尘太多。 （3）电子产品所在的房间要经常清扫，必要时，可增设吸尘装置。,2004年12月18日,第四章 电子产品的防腐蚀设计,三、防腐设计 防腐设计是对金属部件和金属机壳采取的防止锈蚀的方法。 （1）发黑（发蓝） 在黑色金属上用化学方法形成一层黑色（或蓝色）的氧化膜叫发黑（或发蓝）。
6、这层氧化膜具有一定的抗蚀能力。 （2）电镀 采用电镀的方法在需要保护的零部件表面涂覆一层耐腐性金属。常用的镀层材料有锌、铬、镉、镍、锡铅合金、铜等。 （3）油漆涂覆 油漆不仅能起装饰作用，更重要的是它能对金属基体进行防腐保护。,4.2 电子电气设备散热及防护,4.2 电子产品的散热及防护 电子产品工作时其输出功率往往只占输入功率的一小部分，其功率损失一般都以热能的形式散发出来。实际上，电子产品内部任何具有实际电阻的载流元器件都是一个热源。当电子产品工作时，温度将升高。 电子产品工作时的温度与产品周围的环境温度有密切的联系，当环境温度较高或散热困难时，电子产品工作时所产生的热能难以散发出去，将使
7、电子产品温升提高。 由于电子产品内的元器件都有一定的工作温度范围，若超过其极限温度，就要引起工作状态改变，寿命缩短甚至损坏。 电子产品的热设计，就是根据传热学的基本原理，采取各种散热手段，使电子产品的工作温度不起过其极限温度，从而保证电子产品在预定的环境条件下稳定可靠地工作。,4.2.2 散热防热的主要措施 利用热传导、对流及辐射，把产品中的热量散发到周围的环境中去称为散热。 电子产品常用的散热方法有： 自然散热； 强迫通风散热； 液体冷却； 蒸发冷却； 半导体制冷。,自然散热 自然散热是利用产品中各元件及机壳的自然热传导，自然热对流，自然热辐射来达到散热的目的。 （1）机壳自然散热 电子产品
8、的机壳是接受产品内部热量并将其散到周围环境中去的机械结构，它在自然散热中起着重要作用。 机壳自然散热以下问题： 选择导热性能好的材料做机壳，加强机箱内外表面的热传导。 为了提高机壳的热辐射能力，可在机壳内外表面涂粗糙的黑漆。 在机壳上，合理地开通风孔，可以加强气流的对流换热作用。,在机壳上开通风孔 的形式,（2）电子产品内部的自然散热 元器件的自然散热 电阻主要通过传导散热。因此在装配电阻时，引线应尽可能短一些，并且要加大与其它元件的距离。其它元器件类似于电阻。 变压器主要依靠传导散热，要求铁心与支架、支架与固定面都要良好接触，使其热阻最小。 晶体管依靠管壳及引线的对流、辐射和传导散热。大功率
9、的晶体管应该采用散热器散热。 集成电路主要依靠外壳及引线的对流、辐射和传导散热。当集成电路的热流密度超过0.6W/2时 ，应装散热装置，以减少外壳与周围环境的热阻。,元器件的合理布置 保持足够的距离，以利于空气流动，增强对流散热。 将功率大、发热量大本身又耐热的元器件放在气流的下游（出口处），将功率小、发热量小又不耐热的元器件放在气流的上游（入口处）。 如按上述原则安排有困难，可发热量大元器件和热敏感元件进行热屏蔽。,强制散热 强制风冷。强制风冷是利用风机进行鼓风或抽风，提高产品内空气流动的速度，增大散热面的温差，达到散热的目的。 液体冷却。由于液体的导热系数、热容量和比热都比空气大，利用它作
10、为散热介质其效果比空气要好。 蒸发冷却。每一种液体都有一定的沸点，当液体温度达到沸点时就会沸腾而产生蒸汽，从沸腾到形成蒸汽的过程称为液体的汽化。液体汽化时要吸收热量。蒸发冷却就是利用液体在汽化时能吸收大量热量的原理来冷却发热器件的。,半导体致冷。也叫温差电致冷，它是建立在珀尔帖效应的基础上的一种冷却方法。当任何两种不同的导体组成一电偶对，并通以直流电时，在电偶对的相应接头处就会发生吸热和放热现象。但这种效应在一般的金属中很弱，而在半导体材料中则比较显著，因此可用半导体作致冷元件。,4.2.3功率晶体管及集成电路芯片的散热 晶体管和集成电路在工作时要产生功耗，即集电极功耗Pc，其产生的热量会使结
11、温度升高。如果没有良好的散热，结温度将超过最大允许结温度TjM，就会缩短管子寿命，甚至有烧坏的危险。 TjM = Ta + RTPCM 式中RT为热电阻，Ta为环境温度，PCM为最大允许的集电极功耗。 一般采用的散热器散热，下图为常用的散热器 。,4. 3 电子产品的防振 电子产品在使用、运输和存放过程中，不可避免地会受到机械振动、冲击和其它形式的机械力的作用，如果产品结构设计不当，就会导致电子产品的损坏或无法工作。 造成损坏情况有两种：一种是由于设计不良引起共振和抗冲击能力差。另一种是疲劳损坏，虽然振动和冲击加速度未超过极限值，但在长时间的作用下，产品及其元器件，零部件因疲劳作用而降低了强度
12、，最后导致损坏。,4. 3. 1减振和缓冲的基本原理 在实际中所见到的持续振动，是靠外界的激振力对弹性系统做功，即输入能量以弥补阻尼所消耗的能量。 Pm-惯性力 Pk-弹性力 Pr-阻尼力,4. 3. 2减振和缓冲的一般措施,1、电子产品的减振和缓冲主要是依靠安装减振器。 橡皮-金属减振器 JZN型阻尼式减振器,2.减振和缓冲的其它措施,（1）导线和电缆。 通常都尽量将几根导线编扎在一起，并用线夹作分段固定，以提高其固有频率，提高抗冲击振动能力。但单线连接有时是不可避免的，这时使用多股导线比单股硬导线好，跳线不能过紧也不能过松。若过紧，在振动时由于没有缓冲而易造成脱焊或拉断；若过松，在振动时易
13、引起导线摆动造成短路。,(2)电容器和电阻器,电容器一般采用立装和卧装两种方式，卧装抗振能力强，为了提高其抗振能力，立装应尽量剪短引线，最好垫上橡皮、塑料、纤维、毛毡等；卧装可用环氧树脂固定。 电阻为了提高抗振能力，也应采用卧装。 不好 不好 较好 好 好 连接处易拆断 过高易倒 不好,(3)晶体管,小功率晶体管一般采用立装，为了提高其本身能抗冲击和振动能力，可以卧装、倒装，并用弹簧夹、护圈或粘胶（如硅胶、环氧树脂）固定在印刷板上。 大功率晶体管应与散热器一起用螺栓固定在底板或机壳上。,(4)继电器,继电器和其他电气元件不一样，由电气和机械结构组合在一起，它本身容易失效，在冲击和振动的影响下，继电器的典型故障有：接触不良；衔铁动作失灵或移位；触点抖动使接触电阻不断变化干拢电路工作等。 最好 好 差,作业,P105 1 2,
