第學(xué)時電子產(chǎn)品的防護(hù)與防腐蝕散熱防震

1、i-mate 810F防水、防壓、防撞、防塵及防熱力(記著，不是防火)。 1. 電子產(chǎn)品的防護(hù)與防腐2.電子產(chǎn)品的散熱3.電子產(chǎn)品的防振4.電子產(chǎn)品的電磁兼容性5.電子產(chǎn)品的靜電防護(hù)第四章 電子產(chǎn)品的防護(hù)與電磁兼容教學(xué)目標(biāo)1. 了解電子產(chǎn)品的防潮濕、防鹽霧、防霉菌方法； 2. 掌握電子產(chǎn)品的散熱種類； 3.掌握電子產(chǎn)品的防振方法 。2004年12月18日4.1 電子產(chǎn)品的防護(hù)與防腐一、潮濕的防護(hù)1、潮濕的危害對設(shè)備機(jī)械性能的危害對設(shè)備電氣性能的影響2、吸濕機(jī)理吸附 物體表面分子對水分子具有吸引力 ，水分子就會吸附到物體 表面上，形成一層水膜。凝露 當(dāng)物體表面溫度低于周圍空氣的露點溫度時，空氣中

2、的水蒸汽便會在物體表面上凝結(jié)成水珠，形成一層很厚的水膜。擴(kuò)散 由于物體本身和周圍環(huán)境的水汽壓力差較大，水分子在壓力差的作用下，向物體內(nèi)部擴(kuò)散，使水分子進(jìn)入物體內(nèi)部。2004年12月18日吸收 有些材料本身具有縫隙和毛細(xì)孔，材料表面的水分子由于毛細(xì)作用，進(jìn)入材料內(nèi)部。1、防潮濕設(shè)計 （1）合理選材 選用耐腐蝕、耐溫、化學(xué)穩(wěn)定性好的材料。 （2）表面處理 1）表面涂覆：具體可采用電鍍、表面涂漆等。 2）浸漬或蘸漬：將被處理的元件和材料浸入不吸濕的絕緣漆中，經(jīng)過一段時間后，絕緣漆進(jìn)入絕緣材料的空隙、小孔中，并在材料表面形成保護(hù)膜。 3）憎水處理 用硅有機(jī)化合物蒸氣處理元器件、零件等，使其表面形成憎水

3、性的聚硅烷膜。2004年12月18日 4）灌封 用熱熔狀態(tài)的樹脂、橡膠等澆注元器件本身或元器件與外殼間的空間或引線孔中，冷卻后自行固化封閉。 5）閉封 將元器件和零件等安裝在不透氣的密封盒中。 6）其他措施 定期通電加熱驅(qū)除潮氣；用吸潮劑吸除潮氣等。2004年12月18日2.防鹽霧設(shè)計 （1）主要是電鍍和表面涂漆。這里要強(qiáng)調(diào)的是，因鹽霧比潮氣的危害更大，因此對作為防鹽霧的鍍層要求更高。 如對其鍍層的電鍍工藝要求更嚴(yán)格，并且要選擇適當(dāng)?shù)腻儗臃N類及鍍層厚度。 （2）合理選擇適用場合2004年12月18日第四章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計3. 防霉菌設(shè)計（1）霉菌的滋生條件微生物（菌體）的存在合適的環(huán)境條

4、件：溫度（20-30）、濕度（65）、PH值霉菌生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)：非金屬材料定期殺霉菌 利用足夠強(qiáng)的紫外線照射易霉變的元器件等，消滅霉菌。2004年12月18日第四章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計（2）防霉措施合理選材 盡量選用抗霉材料，如用玻璃纖維、石棉、云母、石英等為填料的塑料和層壓材料，絕緣漆選用環(huán)氧樹脂漆等。密封防腐 將產(chǎn)品嚴(yán)格密封，并加入干燥劑可很好的防腐。控制環(huán)境條件防腐 如降低溫度、降低濕度、良好通風(fēng)。防霉處理 當(dāng)不得不使用耐霉性差的材料時，必須用防霉劑對這些材料進(jìn)行防霉處理，以抑制細(xì)菌生長。定期殺霉菌 利用足夠強(qiáng)的紫外線照射易霉變的元器件等，消滅霉菌。2004年12月18日第四章

5、電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計二、防塵設(shè)計1、防塵措施： （1）把電子產(chǎn)品的機(jī)柜設(shè)計成密閉式。但此種方法影響散熱。 （2）把電子產(chǎn)品的各進(jìn)出口設(shè)計成帶有濾塵網(wǎng)的裝置，既能防止灰塵進(jìn)入電子產(chǎn)品中，又不影響散熱。濾塵網(wǎng)應(yīng)經(jīng)常擦洗，以防止沉積灰塵太多。 （3）電子產(chǎn)品所在的房間要經(jīng)常清掃，必要時，可增設(shè)吸塵裝置。2004年12月18日第四章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計三、防腐設(shè)計防腐設(shè)計是對金屬部件和金屬機(jī)殼采取的防止銹蝕的方法。 （1）發(fā)黑（發(fā)藍(lán)） 在黑色金屬上用化學(xué)方法形成一層黑色（或藍(lán)色）的氧化膜叫發(fā)黑（或發(fā)藍(lán)）。這層氧化膜具有一定的抗蝕能力。 （2）電鍍 采用電鍍的方法在需要保護(hù)的零部件表面涂覆一層耐腐性金

6、屬。常用的鍍層材料有鋅、鉻、鎘、鎳、錫鉛合金、銅等。 （3）油漆涂覆 油漆不僅能起裝飾作用，更重要的是它能對金屬基體進(jìn)行防腐保護(hù)。4.2 電子電氣設(shè)備散熱及防護(hù)4.2 電子產(chǎn)品的散熱及防護(hù) 電子產(chǎn)品工作時其輸出功率往往只占輸入功率的一小部分，其功率損失一般都以熱能的形式散發(fā)出來。實際上，電子產(chǎn)品內(nèi)部任何具有實際電阻的載流元器件都是一個熱源。當(dāng)電子產(chǎn)品工作時，溫度將升高。 電子產(chǎn)品工作時的溫度與產(chǎn)品周圍的環(huán)境溫度有密切的聯(lián)系，當(dāng)環(huán)境溫度較高或散熱困難時，電子產(chǎn)品工作時所產(chǎn)生的熱能難以散發(fā)出去，將使電子產(chǎn)品溫升提高。 由于電子產(chǎn)品內(nèi)的元器件都有一定的工作溫度范圍，若超過其極限溫度，就要引起工作狀態(tài)

7、改變，壽命縮短甚至損壞。 電子產(chǎn)品的熱設(shè)計，就是根據(jù)傳熱學(xué)的基本原理，采取各種散熱手段，使電子產(chǎn)品的工作溫度不起過其極限溫度，從而保證電子產(chǎn)品在預(yù)定的環(huán)境條件下穩(wěn)定可靠地工作。 4.2.2 散熱防熱的主要措施 利用熱傳導(dǎo)、對流及輻射，把產(chǎn)品中的熱量散發(fā)到周圍的環(huán)境中去稱為散熱。 電子產(chǎn)品常用的散熱方法有： 自然散熱； 強(qiáng)迫通風(fēng)散熱； 液體冷卻； 蒸發(fā)冷卻； 半導(dǎo)體制冷。 自然散熱 自然散熱是利用產(chǎn)品中各元件及機(jī)殼的自然熱傳導(dǎo)，自然熱對流，自然熱輻射來達(dá)到散熱的目的。（1）機(jī)殼自然散熱 電子產(chǎn)品的機(jī)殼是接受產(chǎn)品內(nèi)部熱量并將其散到周圍環(huán)境中去的機(jī)械結(jié)構(gòu)，它在自然散熱中起著重要作用。 機(jī)殼自然散熱以

8、下問題： 選擇導(dǎo)熱性能好的材料做機(jī)殼，加強(qiáng)機(jī)箱內(nèi)外表面的熱傳導(dǎo)。為了提高機(jī)殼的熱輻射能力，可在機(jī)殼內(nèi)外表面涂粗糙的黑漆。在機(jī)殼上，合理地開通風(fēng)孔，可以加強(qiáng)氣流的對流換熱作用。 在機(jī)殼上開通風(fēng)孔 的形式（2）電子產(chǎn)品內(nèi)部的自然散熱 元器件的自然散熱 電阻主要通過傳導(dǎo)散熱。因此在裝配電阻時，引線應(yīng)盡可能短一些，并且要加大與其它元件的距離。其它元器件類似于電阻。 變壓器主要依靠傳導(dǎo)散熱，要求鐵心與支架、支架與固定面都要良好接觸，使其熱阻最小。 晶體管依靠管殼及引線的對流、輻射和傳導(dǎo)散熱。大功率的晶體管應(yīng)該采用散熱器散熱。 集成電路主要依靠外殼及引線的對流、輻射和傳導(dǎo)散熱。當(dāng)集成電路的熱流密度超過0.

9、6W/2時 ，應(yīng)裝散熱裝置，以減少外殼與周圍環(huán)境的熱阻。 元器件的合理布置 保持足夠的距離，以利于空氣流動，增強(qiáng)對流散熱。 將功率大、發(fā)熱量大本身又耐熱的元器件放在氣流的下游（出口處），將功率小、發(fā)熱量小又不耐熱的元器件放在氣流的上游（入口處）。 如按上述原則安排有困難，可發(fā)熱量大元器件和熱敏感元件進(jìn)行熱屏蔽。 強(qiáng)制散熱 強(qiáng)制風(fēng)冷。強(qiáng)制風(fēng)冷是利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)或抽風(fēng)，提高產(chǎn)品內(nèi)空氣流動的速度，增大散熱面的溫差，達(dá)到散熱的目的。 液體冷卻。由于液體的導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量和比熱都比空氣大，利用它作為散熱介質(zhì)其效果比空氣要好。 蒸發(fā)冷卻。每一種液體都有一定的沸點，當(dāng)液體溫度達(dá)到沸點時就會沸騰而產(chǎn)生蒸汽，從

10、沸騰到形成蒸汽的過程稱為液體的汽化。液體汽化時要吸收熱量。蒸發(fā)冷卻就是利用液體在汽化時能吸收大量熱量的原理來冷卻發(fā)熱器件的。 半導(dǎo)體致冷。也叫溫差電致冷，它是建立在珀爾帖效應(yīng)的基礎(chǔ)上的一種冷卻方法。當(dāng)任何兩種不同的導(dǎo)體組成一電偶對，并通以直流電時，在電偶對的相應(yīng)接頭處就會發(fā)生吸熱和放熱現(xiàn)象。但這種效應(yīng)在一般的金屬中很弱，而在半導(dǎo)體材料中則比較顯著，因此可用半導(dǎo)體作致冷元件。 4.2.3功率晶體管及集成電路芯片的散熱 晶體管和集成電路在工作時要產(chǎn)生功耗，即集電極功耗Pc，其產(chǎn)生的熱量會使結(jié)溫度升高。如果沒有良好的散熱，結(jié)溫度將超過最大允許結(jié)溫度TjM，就會縮短管子壽命，甚至有燒壞的危險。 TjM

11、 = Ta + RTPCM 式中RT為熱電阻，Ta為環(huán)境溫度，PCM為最大允許的集電極功耗。 一般采用的散熱器散熱，下圖為常用的散熱器 。 4. 3 電子產(chǎn)品的防振 電子產(chǎn)品在使用、運(yùn)輸和存放過程中，不可避免地會受到機(jī)械振動、沖擊和其它形式的機(jī)械力的作用，如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)，就會導(dǎo)致電子產(chǎn)品的損壞或無法工作。 造成損壞情況有兩種：一種是由于設(shè)計不良引起共振和抗沖擊能力差。另一種是疲勞損壞，雖然振動和沖擊加速度未超過極限值，但在長時間的作用下，產(chǎn)品及其元器件，零部件因疲勞作用而降低了強(qiáng)度，最后導(dǎo)致?lián)p壞。 4. 3. 1減振和緩沖的基本原理 在實際中所見到的持續(xù)振動，是靠外界的激振力對彈性系統(tǒng)做

12、功，即輸入能量以彌補(bǔ)阻尼所消耗的能量。Pm-慣性力 Pk-彈性力 Pr-阻尼力 4. 3. 2減振和緩沖的一般措施 1、電子產(chǎn)品的減振和緩沖主要是依靠安裝減振器。 橡皮-金屬減振器 JZN型阻尼式減振器 312.減振和緩沖的其它措施 （1）導(dǎo)線和電纜。 通常都盡量將幾根導(dǎo)線編扎在一起，并用線夾作分段固定，以提高其固有頻率，提高抗沖擊振動能力。但單線連接有時是不可避免的，這時使用多股導(dǎo)線比單股硬導(dǎo)線好，跳線不能過緊也不能過松。若過緊，在振動時由于沒有緩沖而易造成脫焊或拉斷；若過松，在振動時易引起導(dǎo)線擺動造成短路。 32(2)電容器和電阻器 電容器一般采用立裝和臥裝兩種方式，臥裝抗振能力強(qiáng)，為了提高其抗振能力，立裝應(yīng)盡量剪短引線，最好墊上橡皮、塑料、纖維、毛氈等；臥裝可用環(huán)氧樹脂固定。 電阻為了提高抗振能力，也應(yīng)采用臥裝。 不好 不好 較好 好 好 連接處易拆斷 過高易倒 不好 33(3)晶體管 小功率晶體管一般采用立裝，為了提高其本身能抗沖