电子产品三防设计培训资料
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电子产品结构的三防设计环境因素是军用电子产品在使用、运输和存储中号虑的重要因素,而且环境因素也影响着电子设备的稳定性和可靠性。
军用电子产品因环境防护不当造成的损失也是相当惊人,美军曾经对机载电子设备的故障进行统计,发现50%以上的故障与环境因素有关,所以提高军用电子产品的环境适应能力才有极大的经济效益和军事效益。
三防技术从理论研究到工程应用近年来的发展,应用领域不断扩大,从早期单一的工艺防护发展到现在的总体设计、电路设计、结构设计、标准化系统工程,三防技术的内涵发生了很大变化,现在的三防是以提高产品的环境适应性为目标,内容包括防水、防潮、防结露、防盐雾、防霉、防腐蚀、防老化、防振、防静电、防高压击穿、防污染、防风沙、防积雪、防裹冰、防鼠害等等。
1 电子结构三防的技术措施三防技术是一个综合性概念,涉及到诸多方面的应用。
要提高电子产品三防能力,必须从产品的设计开始就注入三防设计理念。
三防设计理念的注入,可以保证产品从整机到分机,再到零部件都具有适应环境变化的能力。
三防处理工艺可以保障和补充设计中三防的不足,提升产品抵抗环境变化的能力,从而极大的提高电子产品的可靠性。
以下就从材料、结构、工艺三方面进行阐述,并将三防理念注入其中。
1.1材料防护材料防护主要是指正确、合理地选取材料,并通过对材料(包括金属材料和非金属材料)辅以一定的工艺处理措施,以进一步提高材料的耐环境变化能力。
根据电子产品的实际使用环境分类及三防等级要求,选择适当的材料来制造零部件。
选取材料是三防设计的第一步,也是关键的一步。
恶劣环境中工作的电子产品,面临着盐雾、锈蚀、霉菌、老化等各种环境问题,为了使电子产品能够适应各种恶劣环境,应尽量选用耐腐蚀性好的金属材料和不长霉菌、耐老化的非金属材料。
耐腐蚀性好的金属材料主要有,铝合金、奥氏体型不锈钢、钛合金、金、镍等,考虑到经济因素,通常选用铝合金、不锈钢、钛合金等再涂覆金属层或非金属层。
选用材料时,应了解材料的相容性问题,掌握材料的腐蚀机理、破坏肜式等。
三防质量是指电子产品防潮、防盐雾、防霉菌地性能.其核心是考核电子产品在湿热、工业大气和盐雾环境条件下抵抗腐蚀地能力.电子产品三防质量控制环节主要有:避免腐蚀地三防结构设计和三防工艺设计,合格地生产加工工艺及其严格地三防验收试验,以上环节、缺一不可.文档来自于网络搜索通常,检测电子产品三防性能地试验方法主要有:人工加速试验和天然大气暴露试验两大类.人工加速试验试验周期短、试验结果与实际情况相差较大,大气暴露试验周期长,试验结果更接近真实情况.在电子产品设计、研制和生产阶段大都采用人工加速试验检查设计或工艺存在地问题和缺陷,控制批生产产品地三防质量.而在进行电子产品使用状态和寿命研究时,则倾向于采用长时间地天然大气暴露试验(如年以上).文档来自于网络搜索人工加速试验又称人工模拟环境试验,电子产品最常用地人工加速试验有:湿热试验、盐雾试验和霉菌试验.湿热试验——用于考核电子产品及材料在温度循环变化、产品表面产生凝露地湿热条件下使用和存储地可靠性,它可确定电子产品电气性能、机械性能变化情况,也可用于检查材料耐受腐蚀地能力.因为有许多种腐蚀只有在湿度相当大时才能发生,而且温度和湿度愈高、腐蚀速度越快.通常湿热试验不用于确定腐蚀效果,但金属表面上附存地杂质如焊剂、加工过程残留物、灰尘、指纹、手汗等,在湿热环境可能会诱发腐蚀或加速腐蚀.不同金属之间或金属与非金属材料地连接处,即使无污染物,在相对湿度很高或存在凝露时均是一种腐蚀源.文档来自于网络搜索盐雾试验——用于考核电子产品及材料抵抗盐雾腐蚀地能力,确定对电子产品电气性能和材料物理特性影响程度,通过试验确定存在潜在腐蚀隐患地部位,寻找设计或工艺缺陷,以便改正.批生产过程,通过盐雾试验检查供应商加工地结构件涂、镀层质量是否满足设计文件对三防性能地要求.文档来自于网络搜索霉菌试验——用于检查电子产品中非金属材料及元件、有机涂层等地抗霉特性,通过试验找出抗霉特性差地材料与元件,对其进行更换.文档来自于网络搜索以上论述说明,在批生产过程,检测结构件金属镀层三防质量主要可通过盐雾试验和湿热试验来进行,而检查结构件地有机涂层三防质量除了盐雾试验和湿热试验,还应进行霉菌试验.文档来自于网络搜索盐雾试验地局限性影响电子产品金属材料腐蚀地因素很多,除了含盐介质外,还有工业大气、、、、、醋酸等介质,单一地抗盐雾性能不能作为被试材料在所有使用环境中抗腐蚀性能地直接指南.文档来自于网络搜索盐雾试验只强调海洋环境含盐空气地一种环境因素,而不是全部自然盐雾环境条件,因而盐雾试验有其局限性,例如:试验程序不能直接证明,通过盐雾试验地样品能保证在所有腐蚀条件下耐蚀性能良好;中性盐雾试验结果与实际环境下使用情况比较有较大差距,盐雾试验通过地持续时间与镀件使用寿命之间地相关性很小.文档来自于网络搜索为此,近十年来各国已开始倾向采用盐雾湿热干燥等环境因素交替变化地循环腐蚀试验方法(、、)代替传统恒定连续喷雾地中性盐雾试验.在试验条件上除了盐介质因素外,加进了湿热和干燥环境因素,起了加速作用,相比连续喷雾具有更大地潜在破坏性.这种试验程序在某些方面模拟了天然环境因素地规律,提供了更真实地试验条件,其结果更接近实际使用情况.文档来自于网络搜索循环腐蚀试验方法需开发新型盐雾试验箱、而且试验数据有待进一步完善和验证,有关涂、镀层地新试验规范目前还未制定,所以尽管常规恒定连续喷雾地中性盐雾试验()存在以上局限性,但由于其操作简单、重现性好,它目前仍是一种快速检查材料三防质量和缺陷,检测电子产品金属材料镀覆层耐蚀性能地有效试验方法.文档来自于网络搜索•。
电子设备三防设计在电子工业中,三防设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
潮湿、盐雾和霉菌会腐蚀和破坏材料,导致产品的电气性能下降,机械强度降低,严重时会导致设备功能失效。
在我国南方和沿海地区使用的,尤其是在户外使用的电子设备必须具备三防设计才能保证其正常工作。
一、潮湿、盐雾、霉菌对电子设备的破坏1.潮湿对设备的影响潮湿是电子设备损坏变质的主要因素之一,它会对机械性能和电气性能产生破坏。
湿气往往溶解有氯化物、硫酸盐和硝酸盐等,能引起或加剧金属的腐蚀。
潮湿会降低绝缘材料和电路板的绝缘电阻,增大介质损耗角的正切值,降低绝缘性能,严重时会出现漏电甚至短路。
同时,潮湿还为霉菌的生长提供了有利条件。
2.盐雾对电子设备的破坏盐雾的成分主要是NaCl和MgCl2,NaC1和MgCI2的显著特点是能从相对干燥的大气中吸附水分,当物体表面附着这些含盐水分时,就会长期保持潮湿状态,除自身的腐蚀作用外,还加剧了潮湿的破坏作用。
盐雾是电子设备损坏变质的一个重要原因,水分中溶解的盐具有两个独立的侵蚀作用;①腐蚀许多金属和无机材料;②提供一种活性电解质,使不同金属接触时产生电偶腐蚀,并促进具有不同电极电位的电解作用。
盐雾主要对在海上和近海处使用的设备有影响,特别是在离海400m和高度约150m范围内,盐雾的腐蚀作用较大。
3.霉菌对电子设备的影响霉菌是单细胞真菌,生长于植物和与各种普通材料上,靠孢子传播繁殖。
霉菌成熟时会散落出大量的孢子,孢子随空气的流动而传播,因此,产品中只要空气中能进入的部分便有可能被霉菌污染。
大多数霉菌能在温度26~32℃,相对湿度85°以上的环境中大量繁殖和生长。
霉菌能够在暴露于空气中的大多数有机材料表面上生长,其中易受侵蚀的材料有羊毛、皮革、羽毛、术材等,塑料中的增塑剂、有机填料、颜料等也是霉菌的营养品。
霉菌是潮湿的,当其跨过绝缘表面而繁殖时.可能引起短路。
霉菌分泌出的酶对可许多有机物及矿物质有破坏作用。
电气产品的“三防”设计1 引言在电气工业中,“三防”设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
我国幅员辽阔,电气产品使用环境极其复杂,尤其是在沿海地带的户外使用的电气产品,必须具备完善的“三防”设计才能保证其正常工作。
“三防”设计是电气产品在各种不同的环境中正常运行的重要保证,产品开发研制时即应从电路设计、材料应用、结构设计和工艺技术等诸方面进行系统性的“三防”设计。
在电气化应用日益广泛的现代社会里,电气工业的蓬勃发展是一个必然的趋势。
“三防”设计的完善在电气产品的整个系统中显得特别重要。
任何电气产品都是在一定的环境下工作的,而潮湿、盐雾和霉菌会降低材料的绝缘强度,引起漏电、短路,从而导致电气故障和事故。
因此,必须采取防止或减少环境条件对电气产品可靠性的不利影响,以保证电气产品工作中的各项性能,增加产品在恶劣环境中运行的可靠性。
在绝大部分电气产品的整机设计中,“三防”设计都是非常关键的。
本文综合的分析了“三防”问题的产生的机理和实际“三防”设计中的注意事项。
2 “三防”问题产生的机理⑴潮湿当空气相对湿度大于80%时,电气产品中的有机和无机材料构件由于受潮将增加重量、膨胀、变形,金属结构件腐蚀也会加速。
如果绝缘材料选用及工艺处理不当,则绝缘电阻会迅速下降,以致绝缘被击穿。
为保证电气产品的可靠性,防潮湿设计显得特别重要。
⑵盐雾盐雾指悬浮在大气中的气溶液状的Na2O粒子。
它的形成主要是因为风引起海面扰动和涨、落潮时,海水相互间的冲击和海浪拍击海岸,致使很多海浪粒子拖入空中,水分发蒸后,留下一些极小的盐粒,在大气团的平流和紊流交换作用下,这些盐粒在空气中散开来,并随风流动形成沿海地区盐雾。
盐雾与潮湿空气结合时,其中所含的直径很小的氯离子对金属保护膜有穿透作用。
盐和水结合能使材料导电,故可使绝缘电阻降低,引起金属电蚀、化学腐蚀加速,使金属件与电镀件受到破坏。
在盐雾环境中,各类端子搭接处腐蚀较为明显:铜-铜接头腐蚀比较轻;铝-铝接头的腐蚀就很严重;铜-铝接头处则明显可看出,铝接头侧通常会白色斑斑,并有烧伤的痕迹。
TEL:400-000-8915/(0512)8788-8827 FAX:(0512)5766-1753地址:江苏省昆山市玉山镇晨丰东路108号ZIP CODE:215300电子设备的三防设计在电子工业中,三防设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
潮湿、盐雾和霉菌会腐蚀和破坏材料,导致产品的电气性能下降,机械强度降低,严重时会导致设备功能失效。
在我国南方和沿海地区使用的,尤其是在户外使用的电子设备必须具备三防设计才能保证其正常工作。
一、潮湿、盐雾、霉菌对电子设备的破坏1、潮湿对设备的影响潮湿是电子设备损坏变质的主要因素之一,它会对机械性能和电气性能产生破坏。
湿气往往溶解有氯化物、硫酸盐和硝酸盐等,能引起或加剧金属的腐蚀。
潮湿会降低绝缘材料和电路板的绝缘电阻,增大介质损耗角的正切值,降低绝缘性能,严重时会出现漏电甚至短路。
同时,潮湿还为霉菌的生长提供了有利条件。
2、盐雾对电子设备的破坏盐雾的成分主要是NaCl和MgCl2,NaC1和MgCI2的显著特点是能从相对干燥的大气中吸附水分,当物体表面附着这些含盐水分时,就会长期保持潮湿状态,除自身的腐蚀作用外,还加剧了潮湿的破坏作用。
盐雾是电子设备损坏变质的一个重要原因,水分中溶解的盐具有两个独立TEL:400-000-8915/(0512)8788-8827 FAX:(0512)5766-1753地址:江苏省昆山市玉山镇晨丰东路108号ZIP CODE:215300的侵蚀作用;①腐蚀许多金属和无机材料;②提供一种活性电解质,使不同金属接触时产生电偶腐蚀,并促进具有不同电极电位的电解作用。
盐雾主要对在海上和近海处使用的设备有影响,特别是在离海400m和高度约150m范围内,盐雾的腐蚀作用较大。
3、霉菌对电子设备的影响霉菌是单细胞真菌,生长于植物和与各种普通材料上,靠孢子传播繁殖。
霉菌成熟时会散落出大量的孢子,孢子随空气的流动而传播,因此,产品中只要空气中能进入的部分便有可能被霉菌污染。
三防方案引言在现代社会中,随着科技的不断发展,电子设备在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,电子设备的使用也面临着一些风险,如水、尘和撞击。
为了保护电子设备免受这些威胁,制定一套有效的三防方案至关重要。
本文将介绍三防方案的基本原则和几种常见的应用。
一、三防方案的基本原则三防方案旨在提供有效的防护,确保电子设备的可靠性和稳定性。
以下是三防方案的基本原则:1.防水:确保电子设备在水的接触下仍能正常运行。
2.防尘:阻止尘埃和其他微小颗粒进入电子设备内部。
3.抗撞击:保护电子设备免受撞击、挤压或跌落等外力的影响。
二、防水方案防水是三防方案中的一个重要方面,因为水分可以严重影响电子设备的性能甚至导致设备失效。
下面是几种常见的防水方案:1.密封性设计:使用橡胶、硅胶等材料进行密封,确保设备内部不受水分侵入。
同时,在设计中避免水分聚集的地方,如接口和按钮等。
2.涂层技术:将特殊的涂层施加在电子设备的表面,形成一层防水屏障。
这种涂层可以有效防止水分渗透,并具有耐磨损的特性。
3.浸没液体检测:通过在设备内部安装液体感应器,及时检测到液体进入设备,并及时采取措施,防止设备进一步受损。
三、防尘方案尘埃和微小颗粒进入电子设备内部会导致设备的短路、过热和性能下降。
为了防止这种情况发生,以下是一些常见的防尘方案:1.过滤器:在设备的通气口和接口等容易进入灰尘的地方安装过滤器。
过滤器能够阻止灰尘和微粒进入设备,保持设备内部的清洁。
2.封闭式设计:采用封闭式设计的电子设备不易被灰尘侵入。
通过合理的结构设计和密封方式,将设备与周围环境隔离。
3.压力均衡:在设备中设置压力均衡系统,通过控制内外气压差,避免尘埃从气密性较差的位置进入设备。
四、抗撞击方案为了保护电子设备免受撞击、挤压或跌落等外力的影响,以下是几种常见的抗撞击方案:1.结构加固:在电子设备的关键部位,如角部、边缘和接口等处加固设备结构,提高设备的抗撞击能力。
2.缓冲材料:在设备的内部或外部使用缓冲材料,如泡沫、橡胶等,以吸收外力对设备的冲击。
目录1三防设计总则全过程控制原则:在产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题,即在方案论证、技术设计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。
综合控制原则:产品设计时,主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题:环境条件、结构设计、材料选择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。
防止腐蚀的基本方法:采用高耐蚀性材料;消除或减弱环境中的腐蚀性因素;对不耐蚀材料进行耐蚀性表面处理;防腐蚀结构设计;电化学保护。
防腐蚀设计的基本步骤:在开始结构设计时,首先需要了解或定位产品的工作环境、产品的使用期限,确定产品中各部位结构件的类型,再根据零件的功能目的进行详细的选择、设计。
在详细设计过程中,每一个零件都需从结构形状、受力状态、材料、表面防护层、生产加工、装配、储存运输、工作寿命等以及与其相关的环境条件方面加以考虑,以使零件既能满足功能需求、又能达到最佳的防腐蚀状态。
环境类型和三防等级2结构件分类按所处环境划分.Ⅰ型结构件:处于Ⅰ型面的结构件。
. Ⅱ型结构件:处于Ⅱ型面的结构件按设备工作时所处的自然环境, 将结构件分为Ⅰ型结构件和Ⅱ型结构件两类.除安装或工作时能与自然环境直接接触的外露零件外, 大多数零件属于Ⅱ型结构件.3结构设计与三防为防止腐蚀,在产品设计阶段就应当进行合理的防腐蚀结构设计。
金属结构设计是否合理,对于接触腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、均匀腐蚀的敏感性影响很大。
合理的结构设计使产品的腐蚀减至最小。
设计时,不仅要考虑零件本身的结构,同时还应该考虑其与本系统中其它零件相互之间的关系,即考虑产品的整体结构。
3.1合理的结构形状. 结构形状应尽可能简单合理。
形状简单的结构件容易采取防腐蚀措施;而形状复杂的结构件,其面积必然增大,与介质的接触机会增多,死角、缝隙、接头处容易使水分积存和使腐蚀介质浓缩,而引起腐蚀。
简单的构件还便于排除故障,有利于维修、保养和检查。
. 防止残余水分和冷凝液的积聚。
一般来说,没有水分就不会发生腐蚀,残余水分和灰尘积存处,往往是腐蚀严重的部位,因此结构设计应考虑使水分不能积存,而且还应考虑易于涂装和维修。
目录1三防设计总则 (2)2结构件分类-----按所处环境划分 (3)3结构设计与三防 (3)3.1合理的结构形状 (4)3.2避免不均匀和多相性 (4)3.3避免尖角(特别是凸出的棱角) (4)3.4避免凹凸不平的平面 (4)3.5避免积水结构 (5)3.6避免会进水的缝隙 (5)3.7注意防尘 (6)3.8密封式设计及密封产品的应用 (6)3.9注意有机气氛的影响 (6)3.10组合工序的安排 (6)3.11焊接 (7)3.12控制应力,避免应力腐蚀 (8)3.13控制紧固件数量 (8)3.14易损件 (8)4结构件材料的选择 (8)4.1金属材料 (8)4.1.1Ⅰ型结构件 (8)4.1.2Ⅱ型结构件 (9)4.2非金属材料 (15)4.3表面防护工艺选择 (16)4.3.1金属材料防护的一般要求 (16)4.3.2表面处理工艺特点及其与结构的关系 (17)4.3.3存储运输中的包装三防要求 (18)三防设计总则全过程控制原则:在产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题,即在方案论证、技术设计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。
综合控制原则:产品设计时,主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题:环境条件、结构设计、材料选择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。
防止腐蚀的基本方法:a 采用高耐蚀性材料;b 消除或减弱环境中的腐蚀性因素;c 对不耐蚀材料进行耐蚀性表面处理;d 防腐蚀结构设计;e 电化学保护。
防腐蚀设计的基本步骤:在开始结构设计时,首先需要了解或定位产品的工作环境、产品的使用期限,确定产品中各部位结构件的类型,再根据零件的功能目的进行详细的选择、设计。
在详细设计过程中,每一个零件都需从结构形状、受力状态、材料、表面防护层、生产加工、装配、储存运输、工作寿命等以及与其相关的环境条件方面加以考虑,以使零件既能满足功能需求、又能达到最佳的防腐蚀状态。
环境类型和三防等级1结构件分类-----按所处环境划分a. Ⅰ型结构件:处于Ⅰ型面的结构件。