浅谈电子产品结构中的三防设计

浅谈电子产品结构中的三防设计

(南京国睿微波器件有限公司210063)

摘要: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。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,三防设计在工业实际应用中意义重大。

关键词:三防设计;密封;防水透气

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。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,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,除自身对金属的腐蚀作用外,还加剧了潮湿的破坏作用。盐雾也是电子设备损坏变质的一个重要原因,

3.霉菌对电子设备的影响

霉菌是单细胞真菌,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,而且霉菌是潮湿的,当其跨过绝缘表面而繁殖时.可能引起短路。霉菌的侵蚀是电子产品失效的又一个不可忽视的因素。

一个电子产品的三防性能,主要从两方面判断,一是所用零部件本身是否具备良好的三防性能,二是各零部件组装结合部分是否有可靠的三防结构设计,两者均做的到的产品才具有良好的三防性能。

二、零部件本身的三防性能

1.选择耐蚀材料及表面处理,有些材料本身具有良好的三防性能,比如不锈钢SUS316,有些材料本身三防性能一般,但进行特定的表面处理后具有良好的三防性能,像铝合金、镁合金、一般钢板本身三防性能一般,但可在表面进行有机涂覆处理,处理后的零件三防性能良好,选择合适的材料及表面处理方式是保证三防性能的基本所在。

2.避免采用易积存腐蚀介质、雨水或冷凝水的结构,采用各种行之有效的结构设计措施进行排水、排液,减少腐蚀机会。

3.结构表面的形状应简单,过渡光滑合理,应避免结构过分复杂,随意组合的表面形式会使腐蚀风险增大。

4.当不同金属连接时,要考虑电偶腐蚀[1]的影响。裸露表面的两种金属的电极电位差值应控制在0.25V以内。

5.进行预防应力腐蚀、腐蚀疲劳的设计,采取适当的工艺措施消除内应力。宁可让结构件直接受拉或压,而不使其受弯或扭。

6.选择易于镀覆的几何形状,零件边缘处应设计足够的工艺圆角,以利于获得厚度适当、附着牢固的防腐蚀涂层。

三、零部件结合部分的三防结构设计

零部件结合部分的三防一般设计成密封结构,可采用三防性能比较好的密封胶或者密封圈的方式进行防护,灌胶比较简单,下面着重谈下,使用密封圈进行防护时的结构设计方法。

1.密封圈的选择

●密封圈一般采用高撕裂性能的硅橡胶,永久变形[2]不大于10%(永久变形量与胶条高度的比值)。

●密封圈一般常用截面形状为O型和D型,其他变种型号像含有导电屏蔽功能的双D型等均可参照设计这两种原型进行设计。

●非O型密封圈的设计,需要考虑放入沟槽是否会翻转,一般将宽度设计为高度的1.2-2倍。

●根据使用环境选择合适硬度的密封圈,以下是一些常用硬度的应用特点。

电子产品结构中的三防设计牵涉到材料、结构、工艺和技术管理等多个方面,必须在产品设计阶段就进行有效的三防结构设计。既关注单个零部件本身的防护性能,同时还应该考虑其与本系统中其它零件相互之间的关系,即产品组装部分的防护设计是否可靠。设计合理的结构形状并综合考虑产品的工作、运输及储存环境,应用先进技术、采用先进材料,精心设计,精心制造,只有这样才能提高其可靠性和环境适应能力。

参考文献:

[1]《电偶腐蚀影响因素研究进展》陈兴伟、吴佳

[2]《压缩永久变形与压缩应力松驰之比较》宫文峰

[3]《防水透气阀在通信设备行业的应用》刘应辉、张思东

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