電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性與防護(hù)設(shè)計(jì)一、電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普通電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是相對比較簡單的一種機(jī)械設(shè)計(jì)，主要任務(wù)是為電路提供一個(gè)保護(hù)外殼或安裝支撐平臺，一般沒有運(yùn)動機(jī)構(gòu)部分，不必考慮磨損和應(yīng)力，材料的選擇和工藝處理也比較簡單。電子產(chǎn)品有自身的特殊要求：電磁屏蔽、便于操作、容易安裝與拆卸、使外形具有商品的時(shí)代感等。但對于不同的應(yīng)用環(huán)境，還有不同的要求：抗振動、沖擊，熱設(shè)計(jì)，防水設(shè)計(jì)，防爆設(shè)計(jì)（本安），防腐蝕設(shè)計(jì)，低氣壓。電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在電子產(chǎn)品中，安裝了電子元器件及機(jī)械零、部件，使產(chǎn)品成為一個(gè)整體稱為電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括：機(jī)箱、機(jī)架、機(jī)柜結(jié)構(gòu)；分機(jī)插箱、底座、積木盒結(jié)構(gòu)；導(dǎo)向定位裝置；面板、指示、操縱裝置。機(jī)柜插箱電子產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)電子系統(tǒng)整機(jī)整機(jī)整機(jī)部件零件部件部件零件零件

電子產(chǎn)品的整機(jī)在結(jié)構(gòu)上通常由組裝好的印制電路板、接插件、底板和機(jī)箱外殼等構(gòu)成。

電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是把構(gòu)成產(chǎn)品的各個(gè)部份科學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來的過程，是實(shí)現(xiàn)電路功能指標(biāo)、完成工作原理、組成完整電子裝置的過程。

包括元材料的選用、模塊及印制電路板的尺寸設(shè)計(jì)、模塊間連接安裝、產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)、抗干擾措施及可維修等等方面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：

保證產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)（工作可靠、性能穩(wěn)定）

良好的結(jié)構(gòu)工藝性（適合批量生產(chǎn)或自動化生產(chǎn)）

貫徹執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化（零件、部件、模塊、插箱、機(jī)柜等）

體積小、重量輕、造型美觀大方便于設(shè)備的操縱、安裝與維修電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性要求

①結(jié)構(gòu)裝配工藝應(yīng)具有相對的獨(dú)立性。（模塊化）

②機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配應(yīng)有可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，以保證裝配精度。（可裝配性）

③機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配中所采用的連接結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證安裝方便和連接可靠。（結(jié)構(gòu)牢固性）

④機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配應(yīng)便于產(chǎn)品的調(diào)整與維修。（維修可到達(dá)）

⑤線束的固定和安裝要有利于組織生產(chǎn)，并使整機(jī)裝配整齊美觀。（生產(chǎn)便利）

⑥要合理使用緊固零件。⑦提高產(chǎn)品耐沖擊，振動的措施。⑧應(yīng)保證線路連接的可靠性。⑨操用調(diào)諧機(jī)構(gòu)應(yīng)能精確、靈活和勻滑地工作，人工操作手感要好?？傮w規(guī)劃（如：外形、材料、工藝）、確定方案（多種方案比較）理論計(jì)算（散熱、重量、重心、尺寸等）模擬與試驗(yàn)（需要的話）二維與三維CAD（用三維可實(shí)現(xiàn)裝配的模擬）注意優(yōu)化、可靠性、性價(jià)比，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化零部件

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法（流程）

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法1、熟悉設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和使用條件2、確定結(jié)構(gòu)方案3、確定機(jī)殼的尺寸和所用的材料4、進(jìn)行總體布局

隨著電子產(chǎn)品范圍的不斷擴(kuò)大，其功能日趨復(fù)雜，結(jié)果是產(chǎn)品的組件數(shù)目、體積、重量、耗電量和成本增加了，而可靠性卻在下降。解決這個(gè)問題的主要方法就是在產(chǎn)品中大量采用集成電路、功能集成件和系統(tǒng)功能集成件，這就導(dǎo)致電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的變革，使產(chǎn)品組裝電路的結(jié)構(gòu)微型化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)一步組合化。（典型代表：從“大哥大”到智能手機(jī)）微型化結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)①電阻器、電容器、導(dǎo)線大都是在介質(zhì)襯底表面上制成薄膜結(jié)構(gòu)形式；二、三極管則是在半導(dǎo)體襯底的表面層上制成擴(kuò)散結(jié)構(gòu)形式。②把很多組件結(jié)合（集成）到一塊襯底上，結(jié)果便得到結(jié)構(gòu)上完整的功能部件，但難以滿足電磁兼容性和熱兼容性的要求，也難以使產(chǎn)品有高的成品率。③使用小型分立組件、接頭、濾波組件、匹配組件、指示元件、轉(zhuǎn)接元件等。④采用新的特殊方法來保證對熱作用和機(jī)械作用及潮濕作用進(jìn)行防護(hù)。⑤產(chǎn)品的尺寸在很大程度上取決于指示元件和控制元件的尺寸。⑥材料用量少。⑦在大批量生產(chǎn)時(shí)成本有可能很低一般–40+95oC不止一個(gè)方向每個(gè)方向5minD類空間環(huán)境的防護(hù)而作為磁場感應(yīng)天線，其接收信號的頻率相對電場天線還要低一些。熱保護(hù)裝置分為二類，一類為不可恢復(fù)型，例如，熱熔斷體；某埋地設(shè)備由于采用平墊（拼接）造成雨季漏水。7昆蟲、噬齒動物（鼠害）結(jié)構(gòu)上應(yīng)防止門的應(yīng)力變形，形成縫隙。航天部半導(dǎo)體器件失效分析中心的統(tǒng)計(jì)數(shù)字：選用奧氏體材料，如：1Cr18Ni9；啃噬電纜,破壞結(jié)構(gòu),破壞絕緣.《國外元器件質(zhì)量等級、命名標(biāo)志及選購指南》其強(qiáng)度下降２６％、伸長率下降４３％；某些結(jié)構(gòu)件采用不銹鋼會更合算.①采用抗霉材料，例如無機(jī)礦物質(zhì)材料；5微米的不規(guī)則顆粒,細(xì)塵落在PCBA（單板）上有一定的附著力，須通過防靜電刷才可除去。其反映了熱傳體的熱慣性在熱量傳遞的瞬變過程中對熱阻的改變，用Zθ表示。主要有鋁板或鋁型材料制成（價(jià)格低），另外還有銅、鎂和鋼等材質(zhì)。普通導(dǎo)線——鍍錫能提高可焊性；從設(shè)備出廠驗(yàn)收、運(yùn)輸、貯存、使用、維修直到報(bào)廢所遇到的環(huán)境應(yīng)力的綜合；不會因過熱導(dǎo)致材料變形引起電氣間隙和爬電距離減??；

電子產(chǎn)品的組裝結(jié)構(gòu)形式1.插件結(jié)構(gòu)形式2.單元盒結(jié)構(gòu)形式3.底板結(jié)構(gòu)形式4.插箱結(jié)構(gòu)形式臺式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)造構(gòu)插件結(jié)構(gòu)形式程控交換機(jī)單元盒結(jié)構(gòu)形式底板結(jié)構(gòu)形式DVD機(jī)采用哪一種形式的組裝結(jié)構(gòu)取決于1.電子設(shè)備的性能、技術(shù)要求；2.電子設(shè)備的復(fù)雜程度3.組裝工藝性與生產(chǎn)批量；4.

防護(hù)要求與使用要求。電子產(chǎn)品的電氣

連接方式電氣連接方法

電子產(chǎn)品組裝部件間的電氣連接，主要采用印制導(dǎo)線連接、導(dǎo)線、電纜以及其它電導(dǎo)體等方式進(jìn)行連接。導(dǎo)線是能夠?qū)щ姷慕饘倬€，是電能和電磁信號的傳輸載體。（1）導(dǎo)線材料①導(dǎo)線分類可分成裸線、電磁線、絕緣電線電纜和射頻電纜四類。導(dǎo)線裸線：指沒有絕緣層的單股或多股導(dǎo)線，大部分作為電線電纜的線芯，少部分直接用在電子產(chǎn)品中連接電路。電磁線：有絕緣層的導(dǎo)線，絕緣方式有表面涂漆或外纏紗、絲、薄膜等，一般用來繞制電感類產(chǎn)品的繞組，所以也叫做繞組線、漆包線。絕緣電線電纜：包括固定敷設(shè)電線、絕緣軟電線和屏蔽線，用做電子產(chǎn)品的電氣連接。射頻電纜：包括用在電信系統(tǒng)中的電信電纜和高頻電纜。有軟性、半鋼性、鋼性。

②導(dǎo)線的構(gòu)成材料導(dǎo)線一般由導(dǎo)體芯線和絕緣體外皮組成。a.導(dǎo)體材料主要有導(dǎo)電性能較好的銅線和鋁線。純銅線的表面很容易氧化，一般導(dǎo)線是在銅線表面鍍耐氧化金屬。如：普通導(dǎo)線——鍍錫能提高可焊性；高頻用導(dǎo)線——鍍銀能提高電性能；耐熱導(dǎo)線——鍍鎳能提高耐熱性能；根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能要求鋁及鋁合金的選用原則是：主要是指人為的或設(shè)備產(chǎn)生的某一局部環(huán)境條件，也指自然環(huán)境強(qiáng)迫作用和設(shè)備的物理化學(xué)特性綜合影響造成的任何內(nèi)部條件。由于有室外設(shè)備,結(jié)構(gòu)件分為：內(nèi)表面涂黑漆可降低機(jī)內(nèi)溫升，促使機(jī)內(nèi)發(fā)熱元件的散熱，外表面涂黑漆能降低即可表面溫升加速機(jī)殼的熱傳導(dǎo)和熱輻射。必須對微環(huán)境中有害氣體嚴(yán)格控制。熱傳輸與電傳輸有很大的相似性，其過程，其過程也有穩(wěn)態(tài)（管芯發(fā)熱率與散熱率相等，結(jié)溫不再升高，處于熱均衡狀態(tài)）和瞬態(tài)（升溫或降溫的過渡過程）高頻用導(dǎo)線——鍍銀能提高電性能；非破壞性試驗(yàn)項(xiàng)目（GJB597、GJB33）6）關(guān)于PCBA的防護(hù)②把很多組件結(jié)合（集成）到一塊襯底上，結(jié)果便得到結(jié)構(gòu)上完整的功能部件，但難以滿足電磁兼容性和熱兼容性的要求，也難以使產(chǎn)品有高的成品率。元器件的篩選(GJB1032-90)二維與三維CAD（用三維可實(shí)現(xiàn)裝配的模擬）幾種主要外殼封裝的半導(dǎo)體功率器件的RθCS值。主要有鋁板或鋁型材料制成（價(jià)格低），另外還有銅、鎂和鋼等材質(zhì)。二、三極管則是在半導(dǎo)體襯底的表面層上制成擴(kuò)散結(jié)構(gòu)形式。電子元器件的選擇與使用(GJB546-88，電子元器件可靠性保證大綱)不同金屬的接觸電位差在A類環(huán)境應(yīng)控制在0.盡量置于易于通風(fēng)散熱的地方；粉塵+鹽霧+濕熱對PCBA的腐蝕最大-----C類區(qū)域常見的案例。④改善整機(jī)使用環(huán)境，如采用空調(diào)、安裝加熱去濕裝置。屏蔽材料與金屬接觸腐蝕的規(guī)避，應(yīng)遵守0.裸線：指沒有絕緣層的單股或多股導(dǎo)線，大部分作為電線電纜的線芯，少部分直接用在電子產(chǎn)品中連接電路。線規(guī)：指導(dǎo)線的粗細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，有線號和線徑兩種表示方法。線號制：按導(dǎo)線的粗細(xì)排列成一定號碼，線號越大，其線徑越小，英、美等國家采用線號制。線徑制：用導(dǎo)線直徑的毫米（mm）數(shù)表示線規(guī)，

中國采用線徑制。b.絕緣外皮材料絕緣外皮除了電氣絕緣外，還有增強(qiáng)導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度、保護(hù)導(dǎo)線不受外界環(huán)境腐蝕的作用。導(dǎo)線絕緣外皮的材料主要有：塑料類（聚氯乙烯、聚四氟乙烯等）、橡膠類、纖維類（棉、化纖等）、涂料類（聚脂、聚乙烯漆）。常見的塑料導(dǎo)線、橡皮導(dǎo)線、紗包線、漆包線等。（2）安裝導(dǎo)線、屏蔽線結(jié)構(gòu)與外形常用安裝導(dǎo)線

表1表2表3選擇使用安裝導(dǎo)線，要注意以下幾點(diǎn)：a.安全載流量銅芯導(dǎo)線的安全載流量（25℃）

一般情況下載流量可按5A/mm2估算b.最高耐壓和絕緣性能導(dǎo)線標(biāo)志的試驗(yàn)電壓，是表示導(dǎo)線加電1分鐘不發(fā)生放電現(xiàn)象的耐壓特性。實(shí)際使用中，工作電壓應(yīng)該大約為試驗(yàn)電壓的1/3~1/5。c.導(dǎo)線顏色選擇安裝導(dǎo)線顏色的一般習(xí)慣

d.工作環(huán)境條件?

室溫和電子產(chǎn)品機(jī)殼內(nèi)部空間的溫度不能超過導(dǎo)線絕緣層的耐熱溫度；（電源線和地線要特別加以注意）

?

當(dāng)導(dǎo)線（特別是電源線）受到機(jī)械力作用的時(shí)候，要考慮它的機(jī)械強(qiáng)度。e.要便于連線操作（3）電磁線

具有絕緣層的導(dǎo)電金屬線，用來繞制電工電子產(chǎn)品的線圈或繞組作用是實(shí)現(xiàn)電能和磁能轉(zhuǎn)換。常用電磁線的型號、特點(diǎn)及用途

表1表2常用電磁線的型號、特點(diǎn)及用途

（4）帶狀電纜（電腦排線）導(dǎo)線根數(shù)有8、12、16、20、24、28、32、37、40線等規(guī)格。選用時(shí)一定要注意它的外形尺寸（5）電源軟導(dǎo)線⑴選擇電源線的載流量，要比機(jī)殼內(nèi)導(dǎo)線的安全系數(shù)大。(2)要考慮氣候的變化，應(yīng)該能經(jīng)受彎曲和移動。⑶要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。RVB、RVS、YHR適合用作電源軟導(dǎo)線（6）同軸電纜與高頻饋線阻抗與頻率無關(guān)、具有一定特性阻抗的導(dǎo)線。但要注意頻率衰減和通過功率。

還有如：SFF、半鋼性、鋼性等等（7）高壓電纜高壓電纜一般采用絕緣耐壓性能好的聚乙烯或阻燃性聚乙烯作為絕緣層，而且耐壓越高，絕緣層要求就越厚。耐壓與絕緣層厚度的關(guān)系（8）網(wǎng)絡(luò)連接饋線——雙絞線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊中，由于工作頻率較高，信號電平較低，通常采用抗電磁干擾能力較強(qiáng)的雙絞線作為各種設(shè)備之間的連接饋線。雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)接法能保證線纜接頭布局的對稱性，使接頭內(nèi)線纜之間的干擾相互抵消。RJ-45連接器雙絞線有兩種接法：EIA/TIA568B標(biāo)準(zhǔn)和EIA/TIA568A標(biāo)準(zhǔn)T568A線序12345678綠白綠橙白藍(lán)藍(lán)白橙棕白棕T568B線序

12345678橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕?zé)岜Ｗo(hù)裝置分為二類，一類為不可恢復(fù)型，例如，熱熔斷體；（典型代表：從“大哥大”到智能手機(jī)）鍍鋅表面絲印文字符號，經(jīng)高溫烘拷后，彩鋅鈍化膜失效，濕熱后長白粉。導(dǎo)線是能夠?qū)щ姷慕饘倬€，是電能和電磁信號的傳輸載體。磁場電線主要接收信號頻率的低端，電場天線主要接收頻率的高端。無承力要求及導(dǎo)電件選用純鋁；例如變壓器、線圈及一些示波器、顯示器就可考慮用磁屏蔽。結(jié)構(gòu)件銹蝕，影響外觀及功能；一般–40+95oC熱分析：獲得產(chǎn)品的溫度分布或用探頭靠近各個(gè)電路中的導(dǎo)線或器件，還可以檢測該處的電場輻射信號強(qiáng)度。采用熱浸鋅+噴漆（底漆+面漆150~200微米）重防護(hù)體系。結(jié)構(gòu)件銹蝕，影響外觀及功能；處于該區(qū)域的通訊電子設(shè)備、安裝結(jié)構(gòu)件、緊固件、天饋系統(tǒng)屬于C類環(huán)境“Ⅰ”型面。對某些外購件的環(huán)境適應(yīng)性控制不當(dāng)案例：某個(gè)產(chǎn)品由兩個(gè)硅二極管、四個(gè)硅三極管、五個(gè)金屬膜電阻、兩個(gè)陶瓷電容、一個(gè)石英晶體構(gòu)成，它們的失效率和質(zhì)量系數(shù)如表所示。當(dāng)設(shè)備的某一處的溫度低于“露點(diǎn)”（溫度）時(shí)，該處表面：結(jié)構(gòu)件或PCBA會有凝露產(chǎn)生。鑄鋁在潮濕環(huán)境下腐蝕圖片平臺環(huán)境是由此平臺和任何環(huán)境控制系統(tǒng)誘發(fā)或強(qiáng)迫作用造成的結(jié)果。每枇次應(yīng)進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)檢測。（9）FFC扁平排線（耐高溫105度）

主要特點(diǎn)：制造微型化、小巧、高密集成；節(jié)省空間；簡化配線程序，連線簡單；節(jié)省人力成本；柔性優(yōu)良、應(yīng)用靈活、可折疊；現(xiàn)在在小型產(chǎn)品中常用一種薄膜印刷條FFC應(yīng)用范圍：打印機(jī)、掃描儀、音響、MP3、影碟機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、LCD-TV、移動電話、寫真機(jī)等領(lǐng)域的信號傳輸及內(nèi)部配線。FFC訂做服務(wù)①排線間距：、

mm、

mm

、mm、mm、

mm;②排線長度：25MMANY

③排線屏數(shù):

4P-60P④

EMI對策：銅箔、鋁箔、銅箔麥拉、鋁箔麥拉、導(dǎo)電布、吸波材、折線等⑤排線型號：A、B、C、D、E、F、G、H、I、J等電子產(chǎn)品組裝用的絕緣材料（1）絕緣材料的主要性能及選擇①抗電強(qiáng)度——每毫米厚度的材料所能承受的電壓

②機(jī)械強(qiáng)度

——每平方厘米所能承受的拉力③耐熱等級——絕緣材料允許工作的最高工作溫度

絕緣材料絕緣材料的耐熱等級(2)常用絕緣材料①薄型絕緣材料：主要應(yīng)用于包扎、襯墊、護(hù)套等。包括：絕緣布；有機(jī)薄膜；粘帶；塑料套管②絕緣漆

③熱塑性絕緣材料。④熱固性層壓材料⑤云母制品⑥橡膠制品1.配線

使用不同顏色的導(dǎo)線便于區(qū)分電路的性質(zhì)和功能以及減少接線的錯(cuò)誤。整機(jī)布線及扎線工藝布線處理。布線的順序。2.布線原則應(yīng)減小電路分布參數(shù)。避免相互干擾和寄生耦合。盡量消除地線的影響。應(yīng)滿足裝配工藝的要求3.布線方法整機(jī)的防腐蝕設(shè)計(jì)

試驗(yàn)后器件損壞，不能使用不止一個(gè)方向每個(gè)方向5min三防新設(shè)計(jì),新工藝,新材料必須經(jīng)試驗(yàn)、評審并制定典型工藝規(guī)范。3B類環(huán)境的防護(hù)方法參照GJB/Z-35制定降額準(zhǔn)則1、散熱器與器件的接觸面應(yīng)平整，在整個(gè)接觸面內(nèi)測量，平面度誤差不大于。耐熱導(dǎo)線——鍍鎳能提高耐熱性能；實(shí)際使用中，工作電壓應(yīng)該大約為試驗(yàn)電壓的1/3~1/5。螺旋線圈天線為磁場接收天線，我們可以把它看成是變壓器的次級線圈，而初級線圈就是被測試電子產(chǎn)品中的高頻電流回路，主要用來接收150KHz～5MHz的磁場輻射信號，這種天線的靈敏度比較高，這種天線用來接收頻率較低的干擾信號性能特別優(yōu)越，如要接收較高頻率的干擾信號，則要減少螺旋線圈的匝數(shù)，以減小線圈的分布電容。5B類環(huán)境PCBA的防護(hù)將三防設(shè)計(jì)納入到系統(tǒng)和設(shè)備的功能設(shè)計(jì)中,避免單純的工藝防護(hù)和事后補(bǔ)救措施.聚砜、聚酰亞胺耐輻射性能好。室外型設(shè)備的某些構(gòu)件,可選用復(fù)合材料的模壓制品(如SMC或玻璃鋼)這類材料具有比強(qiáng)度高和耐腐蝕性及批量生產(chǎn)成本低的特點(diǎn).按設(shè)備工作時(shí)所處的自然環(huán)境,將結(jié)構(gòu)件分為Ⅰ型結(jié)構(gòu)件和Ⅱ型結(jié)構(gòu)件兩類.水分子很小，足以能穿透某些高分子材料的網(wǎng)狀分子間隙而進(jìn)入內(nèi)部或通過涂層的針孔而達(dá)到底層金屬產(chǎn)生腐蝕。半導(dǎo)體器件穩(wěn)態(tài)散熱過程的等效電路4B類環(huán)境戶外機(jī)柜及模塊的防護(hù)從2006年7月歐盟市場禁用以下物質(zhì)：1）壽命期環(huán)境剖面（Lifecycleenvironmentprofile----LCEP）C類環(huán)境的防護(hù)合格：不降解、無龜裂、強(qiáng)度變化±30%1、防潮設(shè)計(jì)的原則：①采用吸濕性小的元器件和材料；②采用噴涂、浸漬、灌封、憎水等處理；③局部采用密封結(jié)構(gòu)；④改善整機(jī)使用環(huán)境，如采用空調(diào)、安裝加熱去濕裝置。“三防”設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制板采用塑膠灌封2、防霉設(shè)計(jì)的原則：①采用抗霉材料，例如無機(jī)礦物質(zhì)材料；②采用防霉劑進(jìn)行處理；③控制環(huán)境條件來抑制霉菌生長，例如采用防潮、通風(fēng)、降溫等措施。3、防鹽霧設(shè)計(jì)的原則：①采用防潮和防腐能力強(qiáng)的材料；②采用密封結(jié)構(gòu)；③岸上設(shè)備應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離海岸三防設(shè)計(jì)自噴三防漆三防工藝整機(jī)的防震設(shè)計(jì)①印制板上各元器件引腳線長應(yīng)當(dāng)盡量短，以增加抗振動能力；②印制板應(yīng)當(dāng)豎放并進(jìn)行加固；③較重的器件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固；④懸空的引線不宜拉的過緊，以防振動時(shí)斷裂；⑤運(yùn)輸機(jī)電產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防震措施；⑥振動場合應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品，應(yīng)有防震措施。防震內(nèi)容筆記本電腦硬盤的防震堪稱典范整機(jī)的電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)

所謂電磁兼容就是設(shè)備在預(yù)期的電磁環(huán)境中能正常工作的能力。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代各種電子、電氣、信息設(shè)備及家用電器的數(shù)量和種類越來越多，性能越來越先進(jìn)，其使用場合和數(shù)量密度也越來越高。這就使得電氣電子系統(tǒng)內(nèi)、設(shè)備內(nèi)的相互干擾愈加嚴(yán)重。在這種情況下，要保證設(shè)備在各種復(fù)雜的電磁環(huán)境中正常地工作，則在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就必須認(rèn)真考慮電磁兼容性設(shè)計(jì)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的電磁干擾方式：1、傳導(dǎo)干擾傳導(dǎo)干擾一般是指通過電源，電纜，布線系統(tǒng)，接地系統(tǒng)引起的串?dāng)_。2、輻射干擾在高頻情況下，電磁能量比較容易產(chǎn)生輻射。通常，在MHz以上，輻射就較明顯，當(dāng)導(dǎo)線長度超過四分之一波長時(shí)，輻射功率將很大。3、感應(yīng)及耦合引起的干擾電磁兼容設(shè)計(jì)的主要方法有屏蔽、濾波、接地等。1、屏蔽

電磁屏蔽是利用金屬板、網(wǎng)、蓋、罩、盒等屏蔽體阻止或減小電磁能量傳播所采取的一種結(jié)構(gòu)措施。常用的方法有靜電屏蔽，磁屏蔽和電磁屏蔽。電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在著手電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)產(chǎn)品所提出的抗干擾要求進(jìn)行有針對性的電磁屏蔽設(shè)計(jì)。（1）靜電屏蔽

靜電屏蔽主要是為了抑制寄生電容的耦合，使電路由于分布電容泄漏出來的電磁能量經(jīng)屏蔽接地而不致于串入其它電路，從而使干擾得到抑制。

靜電屏蔽的基本方法是采用低電阻率材料作屏蔽體，在感應(yīng)源與受感器之間加一塊與機(jī)殼接觸良好的金屬隔板網(wǎng)、罩或盒?？捎勉~、鋁材做屏蔽外殼，要求不高的也可用鋼材。機(jī)殼必須是導(dǎo)電良好、穩(wěn)定可靠的導(dǎo)電體。靜電屏蔽必須保證良好的接地，否則屏蔽效果將大大下降。在潮濕條件下通過孔隙腐蝕底層金屬；EMIS襯墊/鋁合金產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕而EMC失效。（D類環(huán)境）注：散熱器垂直放置時(shí)取下限、水平放置時(shí)取上限6）關(guān)于PCBA的防護(hù)導(dǎo)線絕緣外皮的材料主要有：塑料類（聚氯乙烯、聚四氟乙烯等）、橡膠類、纖維類（棉、化纖等）、涂料類（聚脂、聚乙烯漆）。電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是把構(gòu)成產(chǎn)品的各個(gè)部份科學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來的過程，是實(shí)現(xiàn)電路功能指標(biāo)、完成工作原理、組成完整電子裝置的過程。避免相互干擾和寄生耦合。三防技術(shù)是一項(xiàng)“自上而下”抓的系統(tǒng)工程；阻抗與頻率無關(guān)、具有一定特性阻抗的導(dǎo)線。πQ—第i種元器件質(zhì)量系數(shù)。對元器件的性能掌握不夠。n—產(chǎn)品中元件的種類數(shù)量磁場電線主要接收信號頻率的低端，電場天線主要接收頻率的高端。微波器件功率下降，甚至于失效；①電阻器、電容器、導(dǎo)線大都是在介質(zhì)襯底表面上制成薄膜結(jié)構(gòu)形式；7昆蟲、噬齒動物（鼠害）其反映了熱傳體的熱慣性在熱量傳遞的瞬變過程中對熱阻的改變，用Zθ表示。這一帶區(qū)域或高溫、高濕、高鹽霧。某些器件重量大于７克，并靠自身引線支撐，例如電容器等。（2）磁屏蔽

磁屏蔽主要是針對一些低阻抗源。例如變壓器、線圈及一些示波器、顯示器就可考慮用磁屏蔽。良好的低頻屏蔽必須具有合適的電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率。磁屏蔽的基本方法是用高磁導(dǎo)率材料，如鐵鎳合金、鎳鉛合金、純鐵、銅作屏蔽材料，做成屏蔽罩。磁屏蔽罩在結(jié)構(gòu)上按加工工藝不同一般可分為兩類：一類為用平板坯料深沖成形的，另一類為焊接成形的。（3）電磁屏蔽

電磁屏蔽就是對高頻電磁輻射的屏蔽。

電磁屏蔽的主要方法是用金屬材料做成屏蔽殼體。金屬材料可以是鐵磁性材料，也可以是非鐵磁性材料，通過對電磁場的反射和吸收損耗起到屏蔽作用（蓋板與合體間的接觸通過柔性導(dǎo)電材料，大大提高屏蔽效果。如：導(dǎo)電橡膠、金屬薄膜加柔性材料、金屬齒簧）對輻射或敏感部分局部屏蔽。對電源線纜、控制線纜的加防波套屏蔽。2、濾波

電路中的干擾信號常常通過電源線、信號線、控制線等進(jìn)入電路造成干擾，所以對公用電源線及通過干擾環(huán)境的導(dǎo)線一般均要設(shè)置濾波電路。濾波方式可以分為有源濾波和無源濾波，濾波特性可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成帶通、高通、低通濾波器。電源線、控制線高低頻濾波。電磁兼容之電源濾波

接地問題在電磁兼容性設(shè)計(jì)中也是一個(gè)極其重要的問題，正確的接地方法可以減少或避免電路間的互相干擾。根據(jù)不同的電路可用不同的接地方法。（射頻地、電源地、控制地）3、接地（1）組合單元電路接地①串聯(lián)一點(diǎn)接地這種情況下，一般把接地點(diǎn)放在低電平處，這種接地方法最簡單，抑制干擾能力差，僅適用于低頻電路②并聯(lián)一點(diǎn)接地這種接地法各電路地電流自成回路，彼此獨(dú)立。避免了各單元電路的相互串?dāng)_，但接地電阻較大。如上圖所示，當(dāng)工作頻率較高時(shí)，地線產(chǎn)生輻射干擾。所以，并聯(lián)一點(diǎn)接地也僅適用于低頻1MHz以下電路。③多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地其接地電阻較小，在高于10MHz時(shí)可用多點(diǎn)接地，但此時(shí)總地線應(yīng)適當(dāng)寬些，長度也不宜過長，最好不超過0．15波長，同時(shí)，地線與機(jī)殼應(yīng)絕緣（2）整機(jī)的接地

整機(jī)接地方式也是保障產(chǎn)品電磁兼容性的主要措施之一。由于其功能不同，故電路差別甚大，接地狀況也不大相同。一般常用的方法是：將模擬電路、數(shù)字電路、機(jī)殼分開，各自獨(dú)立接地，避免相互間的干擾，最后三地合一接入大地，這種方式較好地抑制了電磁噪聲，減少了數(shù)字信號和模擬信號之間的干擾。9.EMI輻射測量原理電子設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射的時(shí)候，在其周邊就會存在交變電磁場，位于交變電磁場中的導(dǎo)體會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并在導(dǎo)體中產(chǎn)生位移電流，如何把感應(yīng)電動勢或位移電流取出來進(jìn)行分析，這是一個(gè)測量方法問題。上圖采用單極子天線來對共模輻射信號進(jìn)行測量（與GTEM小室（又稱吉赫芝橫電磁波室）的工作原理有點(diǎn)相似）。但在實(shí)際應(yīng)用中，一般都采用雙極子天線，雙極子天線屬于諧振式天線，當(dāng)測試信號的頻率正好等于天線的諧振頻率時(shí)，天線有很高的增益，其缺點(diǎn)是需要配備很多不同頻率的接收天線。共模輻射是EMI輻射中最嚴(yán)重的一種干擾。此圖為共模輻射測量工作原理圖，C1、C2為分布電容，V1為頻譜儀或示波器，或帶檢波頭的其它測量儀器。9.1自制EMI輻射測試天線標(biāo)準(zhǔn)測試應(yīng)該在電磁暗室中進(jìn)行自制EMI輻射測試天線（此天線為電、磁組合天線，可用雙面PCB板制作）先用自制天線對輻射干擾進(jìn)行測試，兩者可以進(jìn)行對比試驗(yàn)，待對試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為滿意后再送正式測試，可大大降低開發(fā)成本。自制天線為電、磁復(fù)合天線。磁場電線主要接收信號頻率的低端，電場天線主要接收頻率的高端。9.1.1用自制天線對EMI輻射進(jìn)行測試自制天線用雙面PCB板制作，一面為螺旋線圈天線，另一面為半波振子天線。螺旋線圈天線為磁場接收天線，我們可以把它看成是變壓器的次級線圈，而初級線圈就是被測試電子產(chǎn)品中的高頻電流回路，主要用來接收150KHz～5MHz的磁場輻射信號，這種天線的靈敏度比較高，這種天線用來接收頻率較低的干擾信號性能特別優(yōu)越，如要接收較高頻率的干擾信號，則要減少螺旋線圈的匝數(shù)，以減小線圈的分布電容。半波振子天線主要用來接收頻率較高的干擾信號，當(dāng)天線兩個(gè)振子的長度正好等于接收信號的半個(gè)波長時(shí)，天線會產(chǎn)生諧振，這時(shí)天線的接收靈敏度為最高，天線的增益比工作在非諧振狀態(tài)高出好幾倍。為了提高靈敏度，最好多做幾組不同工作頻率的振子天線。一般某個(gè)電子產(chǎn)品（主要是開關(guān)電源）EMI干擾超標(biāo)的地方只有一兩個(gè)頻率點(diǎn)，自制測試天線只需針對某一兩個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行測量，并進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)即可，有了測試天線，才能進(jìn)行對比試驗(yàn)，不斷提高產(chǎn)品的EMC質(zhì)量水平。測試儀器最好用頻譜儀，也可以用高頻示波器。9.2自制帶檢波器的EMI輻射測試天線C1、C2為貼片高頻電容，D1、D2為微波二極管，R為貼片電阻，V為數(shù)字電壓表，或微安電流表。振子天線也相當(dāng)于是兩個(gè)諧振頻率不同天線的組合，目的是曾大帶寬。信號在PCB板導(dǎo)體中傳送的速度與導(dǎo)磁率的二分之一次方成反比，與介電常數(shù)的二分之一次方成反比。假設(shè)PCB板的介電常數(shù)為4，則信號在PCB中傳送的速度大約為電磁波在真空中傳播速度的二分之一。大多數(shù)PCP板的介電常數(shù)都在2～10之間。帶檢波器測試電線相當(dāng)于一個(gè)場強(qiáng)儀，使用很方便。環(huán)境應(yīng)力篩選(GJB1032-90，電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法)Pd——功率耗散，即熱流（散熱速率，類似電流，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量）（W）使用體積較小而面積較大的翅式散熱器可得到比平板散熱器更好的散熱效果。④

EMI對策：銅箔、鋁箔、銅箔麥拉、鋁箔麥拉、導(dǎo)電布、吸波材、折線等由于有室外設(shè)備,結(jié)構(gòu)件分為：除特殊情況外，電子元器件一般都要求進(jìn)行可靠性篩選后方能用到電子產(chǎn)品中去；普通導(dǎo)線——鍍錫能提高可焊性；——每毫米厚度的材料所能承受的電壓應(yīng)選用LF系列防銹鋁合金或者LD31（6063）；③使用小型分立組件、接頭、濾波組件、匹配組件、指示元件、轉(zhuǎn)接元件等。鹽霧是海浪、潮汐及大氣環(huán)流（季風(fēng)）氣壓、日照等自然因素造成，會隨風(fēng)飄落至內(nèi)陸，其濃度隨離海岸距離而遞減，通常離海岸1Km處為岸邊的1%（但臺風(fēng)期會吹向更遠(yuǎn)）。為防止在故障條件下引起過高的溫升，可適當(dāng)加裝過溫保護(hù)裝置，來及時(shí)切斷電源。1、熟悉設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和使用條件保證暢通的采購渠道、穩(wěn)定的貨源；良好的低頻屏蔽必須具有合適的電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率。③機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配中所采用的連接結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證安裝方便和連接可靠。對于器件用戶來說，結(jié)殼熱阻RθJ-C是不能改變的一個(gè)器件因素，它同Tjmax、最大功耗Pdm一起決定殼溫的上限設(shè)備和工程材料腐蝕過程中,水是主要的介質(zhì).例如變壓器、線圈及一些示波器、顯示器就可考慮用磁屏蔽。9.2.1.用帶檢波器的測試天線對EMI輻射進(jìn)行測量自制測試天線，最好根據(jù)不同的測試頻率做成一個(gè)系列，每個(gè)天線大約可以接收F0+-30%的頻率范圍。EMI輻射的頻率范圍標(biāo)準(zhǔn)要求為：30~1000MHz，但在實(shí)際測試過程中，只需測試：30~300MHz即可，因?yàn)橐话汩_關(guān)電源的最高輻射頻率到不了300MHz。在對電子設(shè)備進(jìn)行輻射干擾信號測量之前，最好先找一臺已經(jīng)認(rèn)證合格的機(jī)器（同一型號）進(jìn)行測試，然后把測試結(jié)果記錄下來，把測試結(jié)果與認(rèn)證合格機(jī)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并把測試結(jié)果進(jìn)行規(guī)范化。天線接收信號強(qiáng)度與距離的平方成反比，記錄測試結(jié)果時(shí)一定要把距離也記上。所謂對測試結(jié)果進(jìn)行規(guī)范化，就是把一臺認(rèn)為合格的樣機(jī)，用不同規(guī)格的天線測試得到的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行填表，然后把表中的數(shù)據(jù)全部定義為0db/XuV，如：P1:0db/20uV，P2:0db/30uV，P3:0db/40uV，P4:0db/10uV，等等，只要后面試驗(yàn)樣機(jī)的測試結(jié)果大于多少db（如：6db），就算不合格。如：測得T5（與P5對應(yīng)）為20uV，等于6db/10uV，則說明T5點(diǎn)干擾頻率超差。9.2.2.對測試結(jié)果規(guī)范化

先找一臺合格樣機(jī)作對比。分別用自制天線對樣機(jī)的各個(gè)方向進(jìn)行輻射測試，取最大值作為原始標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。把標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)定義成0db，或根據(jù)測試結(jié)果計(jì)算出0db對應(yīng)的數(shù)值，并標(biāo)在圖上。下次測試結(jié)果一一與圖中數(shù)據(jù)對比，并按db數(shù)標(biāo)出。

db數(shù)值按對數(shù)規(guī)律變化，每6db數(shù)值增加一倍，每3db增加倍，每2db增加倍，每1db增加倍。進(jìn)行db運(yùn)算時(shí)，只需記住這四個(gè)基本數(shù)值即可。例如：P5為:0db/10uV，對應(yīng)T5則為:6db/20uV，兩者相差6db，數(shù)值正好相差一倍。9.3.巧用示波器對EMI敏感器件進(jìn)行檢測

把示波器信號輸入線的雙線短路，就是一根很好的近場電磁感應(yīng)天線，用它靠近PCB板上的各個(gè)電流回路，就可以觀測電流回路感應(yīng)信號的強(qiáng)度，還可以檢測開關(guān)變壓器漏感或電感線圈產(chǎn)生的輻射信號。巧用示波器-1電場天線接收頻率的范圍大約為：環(huán)路周長等于20分之一波長到半個(gè)波長。而作為磁場感應(yīng)天線，其接收信號的頻率相對電場天線還要低一些。

把示波器信號輸入線的雙線張開，就是一根很好的振子天線，用它靠近開關(guān)電源的各部分電路或器件，就可以觀測各種干擾輻射信號的強(qiáng)度和頻率。把夾子一端接大地，就可以直接測量各部分電路的差模干擾信號或共模干擾信號；或用探頭靠近各個(gè)電路中的導(dǎo)線或器件，還可以檢測該處的電場輻射信號強(qiáng)度。巧用示波器-2振子天線接收頻率的范圍大約為：振子長度等于20分之一波長到半個(gè)波長。9.4.自制測試工具同軸電纜芯線與屏蔽層連接挑選一個(gè)內(nèi)徑合適的磁環(huán)被測電纜9.4.1自制電流卡鉗所有產(chǎn)品，只能用同一工具，和同一方法，進(jìn)行測試、對比。ViV=Mdi/dt=NSdB/dt鐵氧體磁芯電流卡鉗的工作原理M—互感，N—線圈匝數(shù)，S—磁芯面積，B—磁通密度。電磁場探頭磁場探頭9.4.2自制近場測試探頭所有產(chǎn)品，只能用同一工具，和同一方法，進(jìn)行測試、對比。9.4.3用近場探頭探測“地雷”9.4.5繪制EMI輻射地形圖整機(jī)的熱設(shè)計(jì)

熱設(shè)計(jì)就是根據(jù)電子元器件的熱特性和傳熱原理，采取各種結(jié)構(gòu)措施控制電子產(chǎn)品的工作溫度，使其在允許的范圍之內(nèi)，為芯片級、元件級、組件級和系統(tǒng)級提供良好的熱環(huán)境，保證它們在規(guī)定的熱環(huán)境下，能按預(yù)定的方案正常、可靠的工作。保證可觸及件不會因過高溫度而使人燙傷；電擊防護(hù)用的絕緣材料不因過熱導(dǎo)致絕緣性能下降；可燃材料和元件不會自燃；不會因過熱導(dǎo)致材料變形引起電氣間隙和爬電距離減??；不會引起某些材料和元件揮發(fā)出有毒或可燃?xì)怏w。

傳熱的基本理論是進(jìn)行熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，不同的傳熱方式有不同機(jī)理。因此只有掌握了傳熱過程的基本理論、設(shè)計(jì)方法及實(shí)驗(yàn)方法，才能有效解決電子產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)中的各種實(shí)際問題。熱分析、熱設(shè)計(jì)—示例(熱分布)熱分析、熱設(shè)計(jì)—示例(熱分布)熱分析、熱設(shè)計(jì)—示例(溫度剃度分布)返回半導(dǎo)體功率器件安裝示意圖半導(dǎo)體器件散熱1、散熱原理2、散熱器及其安裝

半導(dǎo)體器件的基本結(jié)構(gòu)是PN結(jié)，而PN結(jié)的性能與溫度密切相關(guān)，為了保證器件正常工作，必須規(guī)定最高允許的結(jié)溫Tjm,與最高結(jié)溫對應(yīng)的器件的耗散功率即是器件允許的最大的耗散功率。器件正常工作時(shí)不能超過最高結(jié)溫和功率的最大允許值，否則器件的特性與參數(shù)將要發(fā)生變化，甚至因?yàn)殡姌O或半導(dǎo)體層的熔化而永久失將效。但半導(dǎo)體器件在傳遞和處理電能的同時(shí)，也要通過電-熱轉(zhuǎn)換消耗一部分電能。為了保持器件的正常工作，由消耗電能轉(zhuǎn)換而成的熱量必須及時(shí)傳出器件并有效的散發(fā)掉。這就涉及到散熱原理與散熱措施兩方面的內(nèi)容。1、散熱原理自然散熱的方式（熱力學(xué)原理）熱傳導(dǎo)熱對流熱輻射

半導(dǎo)體器件的主要發(fā)熱部位在半導(dǎo)體芯片內(nèi)部，由消耗電能產(chǎn)生的熱量首先通過熱傳導(dǎo)轉(zhuǎn)移到管座（外殼的底座）和散熱器上，然后經(jīng)熱傳導(dǎo)、對流和輻射等多種傳熱形式散發(fā)給空氣或水等吸收介質(zhì)。在這些散熱方式中，輻射散熱的熱量很少，通常只占1%-2%

在利用空氣散熱的自然冷卻和風(fēng)冷方式中，對流是熱量從管座或散熱器向空氣散失的主要方式。當(dāng)用水或其他液體散熱時(shí)，散熱器壁與散熱介質(zhì)之間的熱傳導(dǎo)則是主要的散熱方式。規(guī)定的最高結(jié)溫（允許的結(jié)溫）遠(yuǎn)低于其本征失效溫度（芯片面積大，溫度分布不均勻）硅功率二極管：135-150℃軍用設(shè)備：125-130℃超高可靠性設(shè)備：105℃器件Tjm

熱傳輸與電傳輸有很大的相似性，其過程，其過程也有穩(wěn)態(tài)（管芯發(fā)熱率與散熱率相等，結(jié)溫不再升高，處于熱均衡狀態(tài)）和瞬態(tài)（升溫或降溫的過渡過程）（1）穩(wěn)態(tài)熱阻熱傳輸遵從熱路歐姆定律：△T——冷熱端的溫差（k）（類似電壓）Pd——功率耗散，即熱流（散熱速率，類似電流，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量）（W）Rθ——熱阻（k/w）（穩(wěn)態(tài)熱阻）h——散熱系數(shù)k——熱導(dǎo)率A——散熱面積L——熱流路程長度

散熱設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)器件的耗散功率設(shè)計(jì)一個(gè)具有適當(dāng)熱阻的散熱方式和散熱器，以確保器件的芯片溫度不高于最大結(jié)溫Tjmax設(shè)散熱器的環(huán)境溫度為Ta，則芯片到環(huán)境的總熱阻：總熱阻Rθj-a分成三部分：a：內(nèi)熱阻RθJ-C

：從管芯到管殼的熱阻b：外熱阻

RθC-S

：從管殼到散熱器的接觸熱阻

RθS-a從散熱器到環(huán)境介質(zhì)的散熱器熱阻若考慮從管殼到環(huán)境的直接傳熱作用，Rθj-a更復(fù)雜：半導(dǎo)體器件穩(wěn)態(tài)散熱過程的等效電路

對于器件用戶來說，結(jié)殼熱阻RθJ-C是不能改變的一個(gè)器件因素，它同Tjmax

、最大功耗Pdm一起決定殼溫的上限接觸熱阻RθC-S的大小與多種因素有關(guān)，它不但取決于器件的封裝形式、界面平整度和散熱器的安裝壓力，還取決于管殼與散熱器之間是否加有絕緣墊片或?qū)峁柚?。增加安裝壓力可減小RθC-S

，涂導(dǎo)熱脂可降低RθC-S

，但加絕緣墊片可使RθC-S增加（2）瞬態(tài)熱阻抗

當(dāng)功率器件工作在開關(guān)模式之中時(shí)，其峰值結(jié)溫與平均結(jié)溫有一定的差別。

在電流脈沖的持續(xù)時(shí)間較長，占空比也較高的情況下，峰值結(jié)溫有可能非常接近平均結(jié)溫。這時(shí)，熱阻的概念仍然適用。tp—器件導(dǎo)通時(shí)間矩形脈沖，若幅值為Pp，則其平均值：

在脈沖較短，占空比比較低的情況下，峰值結(jié)溫有可能遠(yuǎn)高于平均結(jié)溫，成為器件工作特性的主要限制因素。這時(shí)的結(jié)溫高低不僅與器件的消耗功率有關(guān)，還在很大程度上決定于電流脈沖的形狀、持續(xù)的時(shí)間和重復(fù)的頻率。因而熱阻的概念不再適用，須用瞬時(shí)熱阻抗這個(gè)新概念代替。其反映了熱傳體的熱慣性在熱量傳遞的瞬變過程中對熱阻的改變，用Zθ表示。r(tp)——是一個(gè)與脈沖寬度tp及占空比有關(guān)的比例因子，本質(zhì)上也就是以穩(wěn)態(tài)熱阻為1的歸一化瞬態(tài)熱阻抗。2、散熱器及其安裝

散熱器是以對流和輻射的方式將熱能傳到環(huán)境中去的，散熱器的熱阻RθS-a與散熱器的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、表面顏色、冷卻方式及安裝位置有關(guān)。散熱器的形狀（1）平板型（2）叉指型（3）型材型散熱器的表面：涂黑色漆或鈍化。目的是提高輻射系數(shù)，可減小10%-15%的熱阻。散熱器的安裝：應(yīng)垂直安放。因?yàn)闊釟饬髅芏容p，自然向上流動，以形成“煙囪效應(yīng)”，便于散熱。熱阻可減小15%-20%。散熱器的冷卻方式：自然冷卻——依靠空氣的自然對流及輻射。結(jié)構(gòu)簡單、無噪聲，但散熱效率低。風(fēng)冷——強(qiáng)制通風(fēng)，加強(qiáng)對流的散熱方式。為自冷散熱效率的2-4倍，噪聲大。水冷——散熱效率極高，為自然散熱的150倍。冷卻介質(zhì)有水、變壓器油，投資高。

主要有鋁板或鋁型材料制成（價(jià)格低），另外還有銅、鎂和鋼等材質(zhì)。散熱器的材質(zhì)：散熱器的安裝幾種主要外殼封裝的半導(dǎo)體功率器件的RθjC值幾種主要外殼封裝的半導(dǎo)體功率器件的RθCS值。鋁質(zhì)平板散熱器的熱阻注：散熱器垂直放置時(shí)取下限、水平放置時(shí)取上限

鋁質(zhì)平板散熱器的熱阻總結(jié)(工藝角度)：在安裝散熱器時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)工藝問題：1、散熱器與器件的接觸面應(yīng)平整，在整個(gè)接觸面內(nèi)測量，平面度誤差不大于。2、在器件與散熱器接觸面之間最好涂一層硅脂或凡士林，以增加導(dǎo)熱性能，減少熱阻。3、一般用M3或M4的螺拴將器件緊固在散熱器上，相應(yīng)的緊固扭矩大約是3—4N·m。扭矩太小會增加熱阻，扭矩太大則會使螺拴—

螺母系統(tǒng)產(chǎn)生非彈性變形，反而減小緊固力，甚至使螺拴—

螺母系統(tǒng)滑扣而失效。4、散熱器經(jīng)表面電氧化處理后表面呈黑色，可提高散熱效果。5、大部分的功率半導(dǎo)體器件的金屬外殼同時(shí)作為一個(gè)電極使用，當(dāng)器件的金屬外殼對應(yīng)的電極要求對散熱器有電絕緣要求時(shí)，應(yīng)使用專用的云母或聚脂絕緣墊片和絕緣墊圈緊固器件，并應(yīng)在安裝后檢查確保絕緣良好。6、如果設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊，空間位置不允許安裝足夠尺寸的散熱器，或器件周圍的空間較小，不能保證足夠的空氣對流，則應(yīng)考慮使用強(qiáng)制冷卻的方法，即在設(shè)備內(nèi)安裝冷卻風(fēng)扇。使用體積較小而面積較大的翅式散熱器可得到比平板散熱器更好的散熱效果。一種內(nèi)部充有優(yōu)良導(dǎo)熱液體的熱管散熱器，散熱性能更為優(yōu)良，已經(jīng)逐步應(yīng)用在高擋的音頻功率放大器上。

機(jī)殼的熱設(shè)計(jì)十分重要，設(shè)備的工作熱可通過機(jī)殼的傳導(dǎo)和輻射散出機(jī)外，通過合理的開孔，可形成對流通風(fēng)散熱，加速設(shè)備的工作熱的散發(fā)。

由于機(jī)殼設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其防觸電性能和防火性能，在材料和厚度的選擇上余地不大，因此機(jī)殼的熱設(shè)計(jì)主要考慮以下幾點(diǎn)：1.機(jī)殼熱設(shè)計(jì)3、電子產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)(1)合理選用機(jī)殼的顏色選用黑漆涂覆能增加散熱效果。內(nèi)表面涂黑漆可降低機(jī)內(nèi)溫升，促使機(jī)內(nèi)發(fā)熱元件的散熱，外表面涂黑漆能降低即可表面溫升加速機(jī)殼的熱傳導(dǎo)和熱輻射。(2)合理開通風(fēng)孔，形成自然對流散熱通風(fēng)孔的進(jìn)出氣口，應(yīng)盡量設(shè)在整機(jī)溫差最大的兩處，進(jìn)風(fēng)口應(yīng)盡量底，出風(fēng)口盡量高，并且孔的位置要靠近發(fā)熱元件。風(fēng)扇散熱器，插箱后面板有風(fēng)扇2.發(fā)熱元件的處理盡量置于易于通風(fēng)散熱的地方；增加發(fā)熱元件的散熱面積，例如，對大功率晶體管增加散熱片；采用適當(dāng)?shù)慕殿~設(shè)計(jì)，減少功耗。3.合理選用熱保護(hù)裝置為防止在故障條件下引起過高的溫升，可適當(dāng)加裝過溫保護(hù)裝置，來及時(shí)切斷電源。熱保護(hù)裝置分為二類，一類為不可恢復(fù)型，例如，熱熔斷體；另一類為可恢復(fù)型，即斷開后，當(dāng)溫升下降后能自動恢復(fù)工作，這類元件有PTC元件、雙金屬片熱保護(hù)器等。4.選用適當(dāng)?shù)纳岱椒ǎ?）風(fēng)冷式散熱風(fēng)扇+散熱片（2）水冷式散熱散熱器+水管+水泵（3）半導(dǎo)體制冷法利用半導(dǎo)體制冷器（4）熱管散熱法在熱管里填充特制的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，使熱量均勻地散發(fā)到散熱器的各個(gè)散熱翅片上，極大的提高散熱片的導(dǎo)熱性能。（5）液氮散熱法（6）軟件降溫法軟件散熱可以讓CPU在沒有工作或工作比較清閑時(shí)，讓CPU休息，從而減少CPU的耗電，使溫度下降。（7）散熱片散熱。與多個(gè)發(fā)熱元件面整體連接并傳導(dǎo)到插箱外殼是密閉式設(shè)備的常用有有效做法。（8）風(fēng)扇散熱謝謝！模塊返回三防設(shè)計(jì)技術(shù)

環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)三防設(shè)計(jì)技術(shù)三防體系設(shè)計(jì)文件----第二層次第二層次-----設(shè)計(jì)文件金屬及非金屬材料的選用設(shè)計(jì)規(guī)范；表面處理----金屬鍍層、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜及有機(jī)涂覆層的選用規(guī)范；結(jié)構(gòu)件三防設(shè)計(jì)規(guī)范；4.PCBA敷形涂覆的材料和工藝；5.關(guān)鍵輔料的選用規(guī)范。三防體系設(shè)計(jì)文件----第三層次第三層次----支撐性設(shè)計(jì)文件關(guān)鍵工藝的工藝規(guī)范、作業(yè)指導(dǎo)書；關(guān)鍵材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)、研究報(bào)告；產(chǎn)品、部件的質(zhì)量控制、檢測方法及三防試驗(yàn)數(shù)據(jù)；產(chǎn)品售后的三防性能（市場返回的三防事故定性、解決方案、結(jié)果）；結(jié)構(gòu)件、外購件的三防性能及質(zhì)量控制；其它有關(guān)三防質(zhì)量控制的信息和文件。三防體系的建立與技術(shù)管理三防設(shè)計(jì)

1)定義

根據(jù)電子設(shè)備壽命期環(huán)境剖面及三防等級要求,對其系統(tǒng)設(shè)備和某些特定單元及部件采取的防濕熱,防霉菌,防鹽霧腐蝕的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)方法和防護(hù)工藝措施.

2)原則將三防設(shè)計(jì)納入到系統(tǒng)和設(shè)備的功能設(shè)計(jì)中,避免單純的工藝防護(hù)和事后補(bǔ)救措施.按規(guī)范設(shè)計(jì)，避免設(shè)計(jì)的隨意性。三防新設(shè)計(jì),新工藝,新材料必須經(jīng)試驗(yàn)、評審并制定典型工藝規(guī)范。設(shè)備及關(guān)鍵部件的三防性能,須按軍標(biāo)中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn),以滿足必需的環(huán)境適應(yīng)性要求.。跟蹤設(shè)備在(使用)壽命期內(nèi)所出現(xiàn)的三防問題。環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（1）環(huán)境條件分類

a.按自然氣候分：如濕熱、干熱、暖溫、寒溫、寒冷……b.按產(chǎn)品所處狀態(tài)：如運(yùn)輸、貯存、使用等；c.按產(chǎn)品使用場合：室內(nèi)、室外、艦船、車載、機(jī)載……d.按環(huán)境因素的屬性：如氣候、機(jī)械、生物、電磁、特殊介質(zhì)…第四種分類法是70年代后期國際電工委員會推薦的分類法，適合于電工、電子產(chǎn)品。環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（2）

環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（3）2.相關(guān)術(shù)語1）壽命期環(huán)境剖面（Lifecycleenvironmentprofile----LCEP）LCEP用以表征設(shè)備在整個(gè)壽命期內(nèi)會暴露于其中的環(huán)境或環(huán)境的綜合，LCEP應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a。從設(shè)備出廠驗(yàn)收、運(yùn)輸、貯存、使用、維修直到報(bào)廢所遇到的環(huán)境應(yīng)力的綜合；b。每個(gè)壽命期階段的環(huán)境條件相對和絕對限期出現(xiàn)的次數(shù)及頻度的可能性。c。LCEP是設(shè)備制造商在設(shè)計(jì)前應(yīng)了解的信息,包括：使用或部署的地域；設(shè)備要安裝、貯存或運(yùn)輸平臺；有關(guān)相同或類似的設(shè)備在此平臺環(huán)境條件下應(yīng)用狀況。LCEP應(yīng)由設(shè)備制造商的三防專家制定，是設(shè)備三防設(shè)計(jì)和環(huán)境試驗(yàn)剪裁的主要依據(jù)，它對要研制的設(shè)備在真實(shí)環(huán)境下的性能和幸存性方面的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。它是個(gè)動態(tài)文件，一旦得到新的信息，它它應(yīng)當(dāng)定期修訂更新。LCEP應(yīng)在設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)格書中環(huán)境要求部分出現(xiàn)。

環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（4）2）平臺環(huán)境（Platformenvironment）

設(shè)備由于被連接到或裝載于某一平臺上后而經(jīng)受的環(huán)境條件。平臺環(huán)境是由此平臺和任何環(huán)境控制系統(tǒng)誘發(fā)或強(qiáng)迫作用造成的結(jié)果。

3）誘發(fā)環(huán)境（Inducedenvironment）

主要是指人為的或設(shè)備產(chǎn)生的某一局部環(huán)境條件，也指自然環(huán)境強(qiáng)迫作用和設(shè)備的物理化學(xué)特性綜合影響造成的任何內(nèi)部條件。4）環(huán)境適應(yīng)性（Environmentaladaptability）

電子設(shè)備、整機(jī)、分機(jī)、元器件以及材料在預(yù)期的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)其功能的能力。

環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（5）3.環(huán)境類型和三防等級

環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（6）4.結(jié)構(gòu)件分類-----按所處環(huán)境劃分

4.1“Ⅰ”型表面和“Ⅱ”型表面環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（7）4.2結(jié)構(gòu)件分類a.Ⅰ型結(jié)構(gòu)件：處于Ⅰ型面的結(jié)構(gòu)件。b.Ⅱ型結(jié)構(gòu)件：處于Ⅱ型面的結(jié)構(gòu)件。環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（8）

4.2結(jié)構(gòu)件類型

按設(shè)備工作時(shí)所處的自然環(huán)境,將結(jié)構(gòu)件分為Ⅰ型結(jié)構(gòu)件和Ⅱ型結(jié)構(gòu)件兩類.除安裝或工作時(shí)能與自然環(huán)境直接接觸的外露零件外,大多數(shù)零件屬于Ⅱ型結(jié)構(gòu)件.Ⅱ型結(jié)構(gòu)環(huán)境(自然)適應(yīng)性設(shè)計(jì)（9)

-----6.

環(huán)境因素及其影響

5.

環(huán)境因素及其影響5.1溫度5.2濕度5.3粉塵5.4鹽霧5.5游離腐蝕性氣體(SO2H2SSO3-)5.6霉菌5.7昆蟲,嚙齒動物5.8太陽輻射（紫外線、臭氧）

5.1溫度的影響溫度的影響1）溫度有利一面高溫對驅(qū)潮濕有利，并可防止凝露及露點(diǎn)的產(chǎn)生。2）負(fù)面影響當(dāng)設(shè)備工作時(shí)會產(chǎn)生熱量，機(jī)柜內(nèi)部氣壓升高而氣體外溢。而不工作時(shí)氣溫下降，則外部濕氣及污染物會進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)。5.2濕度

設(shè)備和工程材料腐蝕過程中,水是主要的介質(zhì).當(dāng)大氣中RH＜20%幾乎所有腐蝕現(xiàn)象都停止.因此防潮是三防中最重要的一環(huán).當(dāng)RH達(dá)到60%時(shí),設(shè)備表面層會形成2~4個(gè)水分子厚的水膜.當(dāng)有污染物溶入時(shí),會有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生.當(dāng)RH達(dá)到80%時(shí),會有5~20個(gè)分子厚的水膜,各種分子都可自由活動當(dāng)有碳元素存在,可能產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng).臨界濕度`(CriticalR·H）-----一種物質(zhì)明顯吸收水份的濕度。例如：a。氯化鈉：當(dāng)在20℃時(shí)，CRH為75%b。鐵或鋼：當(dāng)在20℃時(shí)，CRH為65%c。鋅合金：當(dāng)在20℃時(shí)，CRH為70%水分子很小，足以能穿透某些高分子材料的網(wǎng)狀分子間隙而進(jìn)入內(nèi)部或通過涂層的針孔而達(dá)到底層金屬產(chǎn)生腐蝕。潮濕----冷凝對電子設(shè)備而言，潮濕是以三種形式存在：雨水，冷凝和水汽。水是電解質(zhì)，能溶解大量的腐蝕性離子對金屬產(chǎn)生腐蝕。當(dāng)設(shè)備的某一處的溫度低于“露點(diǎn)”（溫度）時(shí)，該處表面：結(jié)構(gòu)件或PCBA會有凝露產(chǎn)生。影響電路板的主要是凝露和灰塵，當(dāng)凝露的水分蒸發(fā)后，污染物就會以一圈的形式殘留在電路板上，其中硫酸鹽占的比例為25~60%，這一圈將是吸附潮濕，腐蝕PCB及器件的源頭。潮濕同時(shí)是酶菌、鹽霧的載體。

潮濕-----濕熱的影響破壞防護(hù)渡層，加速電化學(xué)腐蝕；結(jié)構(gòu)件銹蝕，影響外觀及功能；對電路板（PCBA）可產(chǎn)生電流泄漏、信號串?dāng)_、枝晶生長、導(dǎo)線斷開；絕緣材料受潮使絕緣電阻和耐壓水平下降，造成短路、爬電、飛弧甚至于火災(zāi)。射頻接口對潮濕更敏感；微波器件功率下降，甚至于失效；EMIS襯墊/鋁合金產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕而EMC失效。5.3粉塵粗塵：粗粉塵是直徑在2.5~15微米的不規(guī)則顆粒,一般不會引起故障,電弧等問題.但影響連接器的接觸.細(xì)塵：細(xì)塵是直徑小于2.5微米的不規(guī)則顆粒,細(xì)塵落在PCBA（單板）上有一定的附著力，須通過防靜電刷才可除去。細(xì)塵的腐蝕性很大，尤其是當(dāng)含有腐蝕性的酸、堿、鹽時(shí)，當(dāng)RH大于60%時(shí)，能透過阻焊膜或敷形涂層將銅導(dǎo)線腐蝕斷開。粉塵+鹽霧+濕熱對PCBA的腐蝕最大-----C類區(qū)域常見的案例。粉塵的成分大氣中的污染物有三種存在形態(tài)：以氣體形式（H2S）；懸浮的有機(jī)或無機(jī)酸（硫酸、鹽酸）；離子懸浮棵粒物。所有這三類形態(tài)都依賴于潮濕才起腐蝕作用。氣態(tài)腐蝕物在大氣存在時(shí)間很短，會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或被地表吸收。而懸浮的顆粒吸附離子污染物沉降于電子設(shè)備的內(nèi)部而造成故障。這是野外電子設(shè)備失效的共同之處。細(xì)塵中可溶性鹽類的含量：不同地域含量差別較大，沿海和被污染環(huán)境最高含量可達(dá)20%以上。有關(guān)細(xì)塵的檢測數(shù)據(jù)某城市的一次細(xì)塵分析污染物的來源硫酸根離子酸雨---主要是燃煤產(chǎn)生SO2導(dǎo)致酸雨。鉛---酸蓄電池的排放氣體化工廠、電鍍廠的排放物。2）鹵素（氯離子）的來源海洋大氣環(huán)流，海風(fēng)夾帶的鹽霧可深入大陸20~50Km，懸浮于空氣被風(fēng)扇帶入設(shè)備內(nèi)部。土壤中含有鹽堿（地）或在鹽湖沙漠區(qū)域，沙塵中含有鹽堿。粉塵的危害及防護(hù)粉塵的危害性由于粉塵沉降在PCBA表面,產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,故障率增加.粉塵+濕熱+鹽霧對PCBA損害最大,沿海、沙漠（鹽堿地）、淮河以南霉雨季節(jié)化工、礦區(qū)附近地區(qū)，電子設(shè)備故障最多。2）粉塵的防護(hù)密封或半密封防塵網(wǎng)-----必需定期更換（須有備件及操作規(guī)程）定期清潔處理（刷除或清洗）5.4鹽霧鹽霧的形成

鹽霧是海浪、潮汐及大氣環(huán)流（季風(fēng)）氣壓、日照等自然因素造成，會隨風(fēng)飄落至內(nèi)陸，其濃度隨離海岸距離而遞減，通常離海岸1Km處為岸邊的1%（但臺風(fēng)期會吹向更遠(yuǎn)）。2）鹽霧的危害性使金屬結(jié)構(gòu)件鍍層破壞；加速電化學(xué)腐蝕速度導(dǎo)致金屬導(dǎo)線斷裂、元器件失效。3）類似的腐蝕源手汗中有鹽、尿素、乳酸等化學(xué)物質(zhì)，對電子設(shè)備回產(chǎn)生與鹽霧同樣的腐蝕作用，因此在裝配或使用過程中應(yīng)戴手套，不可裸手觸摸鍍層。焊劑中有鹵素及酸性物，應(yīng)進(jìn)行清洗，并控制其殘留濃度。5.5有害氣體大氣中污染物存在的形式以氣體形式,如H2SSO2O3CONH3懸浮的有機(jī)酸和無機(jī)酸；離子懸浮棵粒；這三種形態(tài)都依賴于潮濕才能起腐蝕作用。局部微環(huán)境的有害氣體橡膠、塑料、油漆、PVC導(dǎo)線、包裝材料釋放的有害氣體；有害氣體：H2SSO2乙酸、甲醛、有機(jī)氣氛、揮發(fā)性有機(jī)硅類氣氛等。RTV硅橡膠固化時(shí)釋放的有害氣體------在密封機(jī)箱內(nèi),禁用雙組份縮合型硅橡膠；慎用RTV單組份硅橡膠。有害氣體的危害性1）銀層變色

H2S、SO2及其它含硫氣氛在潮濕和紫外線作用下使鍍銀件產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成Ag2S。2）加速銀離子遷移

在潮濕和有電位差的條件下，銀離子會發(fā)生遷移，而H2S、SO2會加速其遷移，結(jié)果是厚膜電路引線間短路而造成災(zāi)難性后果。3）鍍層陰極鍍層：

在潮濕條件下通過孔隙腐蝕底層金屬；在電路板有電位差情況下會產(chǎn)生枝晶生長、造成短路、電弧和潛在的失火源。陽極鍍層：

對鍍鋅等陽極鍍層會破壞鈍化膜從而加速腐蝕。4）貴金屬觸點(diǎn)“中毒”

5.6霉菌的危害1)霉菌的危害霉菌吞噬和繁殖使有機(jī)材料絕緣性下降,損壞而失效.霉菌的代謝產(chǎn)物是有機(jī)酸,影響絕緣性及抗電強(qiáng)度而產(chǎn)生電弧.長霉表面影響外觀.防范盡量選用不長霉的材料;如必須加防霉劑需考慮其它因素.5.7昆蟲、噬齒動物（鼠害）啃噬電纜,破壞結(jié)構(gòu),破壞絕緣.墊窩引起短路.鼠尿引起腐蝕.-----在實(shí)際案例中,由鼠害導(dǎo)致的設(shè)備失效比想象的要多.5.8太陽輻射(紫外線、臭氧)1）光老化是對戶外產(chǎn)品中非金屬材料的重要試驗(yàn)項(xiàng)目,很多材料（如橡膠、塑料）在戶外會因紫外線、臭氧作用而降解、失效。2）實(shí)驗(yàn)方法：大氣暴露試驗(yàn)：真實(shí)、簡單、環(huán)境多樣性、但試驗(yàn)周期長。人工加速試驗(yàn)：快速、與大氣暴露試驗(yàn)有較好的對應(yīng)關(guān)系。3）加速實(shí)驗(yàn)材料：紫外線ASTMG53使用UVB310nm4h/60℃；4h/50℃共1000h。

臭氧ASTMD518暴露70小時(shí)。試樣：氙燈GB12527—90（附錄A）1006h

臭氧GB12527—90（附錄A）70h合格：不降解、無龜裂、強(qiáng)度變化±30%6.環(huán)保設(shè)計(jì)-----指令及禁用物質(zhì)文件(指令)WEEEDirective(歐盟議會和歐盟理事會關(guān)于報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令)DirectiveoftheEuropeanParliamentandoftheCouncilonWasteElectricalandElectronicEquipmentRoHS(歐盟議會和歐盟理事會關(guān)于在電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令)

DirectiveoftheEuropeanParliamentandoftheCouncilontheRestrictionoftheUseofCertainHazardousSubstancesinElectricalandEquipment.從2006年7月歐盟市場禁用以下物質(zhì)：鉛汞六價(jià)鉻鎘多溴聯(lián)苯(PBB)聚溴二苯醚(PBDE)等6種有毒物質(zhì)。環(huán)保設(shè)計(jì)----回收率、環(huán)保標(biāo)識回收率回收率增加至設(shè)備重量的75%以上。組件、材料和物質(zhì)再利用和再循環(huán)將增加至設(shè)備重量的65%以上。環(huán)保標(biāo)識為便于分類收集生產(chǎn)者對投放市場的電子電氣設(shè)備印有適當(dāng)標(biāo)志。標(biāo)識：環(huán)保、分離回收、回收材料、設(shè)備分拆、包裝材料等標(biāo)識。環(huán)保設(shè)計(jì)----禁用物質(zhì)的限量三防設(shè)計(jì)技術(shù)本章分二個(gè)問題講解1.

三防設(shè)計(jì)的重要性及典型案例分析2.結(jié)構(gòu)材料和工藝選擇

A類環(huán)境2.2B類環(huán)境2.3C類環(huán)境三防設(shè)計(jì)技術(shù)(1)典型案例分析.1.1造成三防事故的原因根據(jù)多年的統(tǒng)計(jì)分析：事故中屬設(shè)計(jì)不當(dāng)或設(shè)計(jì)錯(cuò)誤占80%由加工或工藝問題占20%1.2造成三防事故的主要原因：沒有設(shè)計(jì)規(guī)范的支撐、造成設(shè)計(jì)的隨意性；對產(chǎn)品的（壽命期）環(huán)境剖面缺乏了解；認(rèn)識上的片面：把三防技術(shù)僅看作是工藝問題；缺乏對三防（自上而下）管理的力度。三防失效案例一：選材錯(cuò)誤海上（艦船用）電子設(shè)備模塊材料選用LY12（2A12），軍檢濕熱240h，長白粉。采用噴三防漆保護(hù)。海上使用一年后，漆層底部長白粉（誤認(rèn)為長霉）應(yīng)選用LF系列防銹鋁合金或者LD31（6063）；不選硬鋁。三防失效案例二：電偶腐蝕鈦合金天線行架與鋁合金接觸，在沿海工作不到一年，由于電偶腐蝕而散架，無法修復(fù)。鋁合金蓋板與鍍銀件接觸導(dǎo)致鋁合金腐蝕。鍍銀模塊于鋁合金底座接觸，導(dǎo)致鋁底座腐蝕。鍍銀器件安裝在鋁合金面板上，濕熱試驗(yàn)后導(dǎo)致鋁面板腐蝕，器件外殼改為鍍鎳后，通過試驗(yàn)。SMA高頻連接器，用鍍鋅螺釘，在濕熱環(huán)境6個(gè)月后，彩鋅螺釘生銹，應(yīng)選用不銹鋼緊固件。三防失效案例三：應(yīng)力腐蝕海軍某艦，天線采用鋼管焊接涂漆，二年后焊接處銹蝕而斷裂。C類環(huán)境焊接處應(yīng)力腐蝕三防失效案例四：工藝設(shè)計(jì)（流程）錯(cuò)誤機(jī)柜側(cè)門鍍彩鋅后噴烘漆或噴粉（內(nèi)側(cè)未噴或局部需導(dǎo)電而保護(hù)），濕熱試驗(yàn)后鍍鋅部位長白粉。鍍鋅表面絲印文字符號，經(jīng)高溫烘拷后，彩鋅鈍化膜失效，濕熱后長白粉。三防失效案例五：對環(huán)境剖面了解不夠在東南沿海、海南等鹽霧地區(qū)工作的電子設(shè)備PCBA斷線、器件失效。該地區(qū)濕熱、鹽霧沉降量大或塵土中含鹽而導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕的結(jié)果。三防失效案例六：設(shè)計(jì)思想海岸、艦船大、中型密封腔（如天線罩）積水這是因?yàn)椋罕┞队诖髿獾拿芊饧豢煽?；一旦密封失效，?nèi)部積水形成R·H100%應(yīng)設(shè)計(jì)成開放式結(jié)構(gòu)，可采用防水透氣閥（壓力平衡器）使內(nèi)腔與大氣相通。三防失效案例七：不規(guī)范設(shè)計(jì)某埋地設(shè)備由于采用平墊（拼接）造成雨季漏水。正確設(shè)計(jì)：低應(yīng)力壓縮密封，應(yīng)采用“O”形圈或“D”形圈，不采用平墊。三防失效案例八：戶外結(jié)構(gòu)件銹蝕戶外設(shè)備（C類、B類環(huán)境）鋼結(jié)構(gòu)件銹蝕；緊固件銹蝕。解決方案：采用奧氏體不銹鋼采用熱浸鋅+噴漆（底漆+面漆150~200微米）重防護(hù)體系。緊固件選用不銹鋼（奧氏體）。C類環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)件銹蝕戶外鋼結(jié)構(gòu)件(C類環(huán)境)腐蝕嚴(yán)重三防失效案例九：包裝(儲存)失效

某廠軍品顯示器線路板采用鋁塑真空包裝,儲存在長江流域（有霉雨季），二年后、發(fā)現(xiàn)有長霉：

扁平電纜表面嚴(yán)重長霉；減振橡膠板（不是硅橡膠）有白色點(diǎn)狀霉點(diǎn)；連接器塑料件長霉；紙標(biāo)簽（涂漆）長霉；鋁合金結(jié)構(gòu)件長白粉。原因：可能是熱壓封口處漏氣，潮濕氣進(jìn)入，濕熱的局部環(huán)境在高溫環(huán)境下長霉。三防失效案例十：選材重于防護(hù)(工藝)用于C類環(huán)境的結(jié)構(gòu)材料采用鋁合金的總成本(包括維護(hù)成本和風(fēng)險(xiǎn))要優(yōu)于鋼構(gòu)件.某些結(jié)構(gòu)件采用不銹鋼會更合算.采用工程塑料復(fù)合材料(SMC),由于可批量生產(chǎn)和耐蝕性好,是降低成本的方向.典型案例分析1.3簡單的總結(jié)必須按設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)-----做到有章可循,有法可依,減少設(shè)計(jì)上的隨意性.選材重于防護(hù)(工藝).設(shè)計(jì)思想(方法論)重于設(shè)計(jì)技術(shù).需注意的幾個(gè)問題:電偶腐蝕應(yīng)力腐蝕縫隙腐蝕處理好降低成本與維護(hù)成本(可靠性成本)的關(guān)系.注重整個(gè)壽命期環(huán)境剖面的防護(hù).

三.三防設(shè)計(jì)技術(shù)(2)2.結(jié)構(gòu)件材料和工藝選擇A、B、C類環(huán)境下設(shè)計(jì)（選材）須遵守的原則；各類環(huán)境下常見的腐蝕問題和設(shè)計(jì)應(yīng)注意事項(xiàng)。

2.1A類環(huán)境；2.2B類環(huán)境；2.3C類環(huán)境。

2.1A類環(huán)境防護(hù)（D類環(huán)境）2.1A類環(huán)境的防護(hù)2.1.1A類環(huán)境防護(hù)的概述A類防護(hù)的材料和工藝選擇范圍廣泛.A類防護(hù)的重點(diǎn)在于：合理的選用材料.局部噴涂。金屬（鍍鋅層）絲印。EMC材料的接觸腐蝕。運(yùn)輸、儲存環(huán)境剖面的不可預(yù)見性。

2.1.2金屬材料的選用---黑色金屬a-1鋼板(常用品種)黑色金屬材料的選用---鋼a-2

鋼板（件）的選用和防護(hù)有色金屬材料的選用----鋁b鋁及鋁合金選用鋁及鋁合金的耐蝕性：純鋁＞防銹鋁＞鍛鋁＞壓鑄鋁＞硬鋁硬鋁（合金鋁）通常表面有一層包鋁層（純鋁）保護(hù)基體材料，當(dāng)機(jī)加工后，基體裸露由于銅元素的分部，在貧銅區(qū)會產(chǎn)生凹蝕坑及“白粉”狀腐蝕物。因此，在濕熱環(huán)境下應(yīng)用硬鋁如2A12等的加工件（破壞包鋁層）要非常慎重。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能要求鋁及鋁合金的選用原則是：無承力要求及導(dǎo)電件選用純鋁；有一般承力要求的鈑金件可選用防銹鋁；鋁型材及機(jī)加工件例如：屏蔽盒可選用鍛鋁6061或6063；壓鑄鋁合金應(yīng)選用YL102，而盡量不用ADC12（含銅）。LY-12硬鋁潮濕試驗(yàn)后腐蝕圖片有色金屬材料的選用----鋁幾種鋁合金性能比較有色金屬材料的選用---鋁b-1鋁及鋁合金鑄鋁在潮濕環(huán)境下腐蝕圖片有色金屬材料的選用---鋁B-2鍛鋁6061和6063的性能化學(xué)成份力學(xué)性能鋁合金的涂覆與防護(hù)b-3鋁合金的選用和防護(hù)有色金屬材料的選用---銅、鋅c其他金屬材料---銅、鋅的選用2.1.3A類環(huán)境結(jié)構(gòu)、工藝要求電鍍、氧化件要避免深凹、盲孔及積水結(jié)構(gòu)；在前處理時(shí)，盲孔內(nèi)會截留腐蝕性液體而不易清除。應(yīng)避免夾縫結(jié)構(gòu)，以防儲留腐蝕液。組合工序的安排：帶有螺紋連接、壓合、搭接、鉚接、點(diǎn)焊等組合件，原則上不允許進(jìn)行電化學(xué)處理（電鍍、陽極化）；不同類金屬材料的組合件不能在一起進(jìn)行溶液處理。應(yīng)盡可能采用涂漆或在電化學(xué)處理后進(jìn)行組合。鍍鋅層須考慮的潛在問題：經(jīng)鉻酸鹽鈍化處理的鍍鋅層零件，其使用溫度不得超過71℃。這對于有噴漆局部保護(hù)的零件不適用，會使裸露的鋅層鈍化膜失效。

A類環(huán)境結(jié)構(gòu)、工藝要求“氫脆”

高強(qiáng)度鋼（抗拉強(qiáng)度超過1050MPa）在電鍍過程中會出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象。彈性零件一般不建議電鍍，由于環(huán)境或特殊要求（導(dǎo)電、耐磨等）必須電鍍時(shí)，電鍍前應(yīng)消除應(yīng)力，電鍍后進(jìn)行除氫處理。電鍍后立即將零件置于177℃~204℃下烘烤5小時(shí)，然后進(jìn)行鈍化處理。成型、淬火后，零件應(yīng)在149℃~260℃下烘拷30分鐘，以消除應(yīng)力，然后進(jìn)行清理和鍍覆。A類環(huán)境結(jié)構(gòu)、工藝要求電偶腐蝕不同金屬的接觸電位差在A類環(huán)境應(yīng)控制在0.4V.A類環(huán)境的設(shè)備須考慮到運(yùn)輸、儲存時(shí)所會遇到的B、C類環(huán)境剖面A類環(huán)境結(jié)構(gòu)、工藝要求6）關(guān)于PCBA的防護(hù)軍用電子設(shè)備PCBA需進(jìn)行敷形保護(hù)涂覆.

a.要考慮運(yùn)輸,儲存,維修時(shí)可能遇到B,C類環(huán)境.b.提高可靠性及環(huán)境適應(yīng)性能力.2.1.4A類環(huán)境防護(hù)的設(shè)計(jì)在A類環(huán)境的防護(hù)設(shè)計(jì)中有以下幾個(gè)問題須特別注意：鍍鋅件局部噴涂或絲印后,經(jīng)高溫烘烤鍍鋅件鈍化膜會失效,濕熱后產(chǎn)生白粉.EMC屏蔽材料與所接觸的金屬(鋁或鍍鋅層)都超過了允許的最大電位差(0.4V).電解板(鍍鋅層)與導(dǎo)電布(鎳鍍層)間的電位差是0.9V.鋁合金導(dǎo)電氧化與導(dǎo)電布(鎳鍍層)間的電位差是0.45V~0.6V.鋁合金導(dǎo)電氧化與導(dǎo)電橡膠之間的電位差是0.6~0.7V.非金屬材料的應(yīng)用不規(guī)范自身長霉的材料；選用膠粘劑不當(dāng)；散發(fā)出有害氣體的材料---如某些橡膠中有”硫”不符合環(huán)保等法規(guī)要求的有害材料.對某些外購件的環(huán)境適應(yīng)性控制不當(dāng)緊固件鍍層的選擇與質(zhì)量其它

D類空間環(huán)境的防護(hù)2.1.5D類空間環(huán)境的防護(hù)D類空間環(huán)境的特點(diǎn)上升/再入階段高沖擊、振動、噪聲。暴露于高真空和高輻射下。入軌后，可當(dāng)成“A類環(huán)境”。

空間環(huán)境的防護(hù)2.防沖擊、振動。組裝

組裝電路板時(shí)，器件應(yīng)盡量靠近ＰＣＢ板底部。敷形涂覆

如果允許，涂覆層的厚度增加到１００～２５０微米，使器件底部與基板通過涂層連成一體，可增強(qiáng)設(shè)備的抗振能力。局部加固

某些器件重量大于７克，并靠自身引線支撐，例如電容器等。須用ＲＴＶ硅橡膠進(jìn)行局部加固?？臻g環(huán)境的防護(hù)３．對微環(huán)境的控制處于空間環(huán)境的電子設(shè)備，均需密封結(jié)構(gòu)。必須對微環(huán)境中有害氣體嚴(yán)格控制。橡膠：橡膠件須進(jìn)行二段硫化工藝。ＰＶＣ：ＰＶＣ導(dǎo)線內(nèi)有各類添加助劑、有低分子物逸出。硅脂：選用ＳＥ－４４９０ＣＶ低分子揮發(fā)物最低。ＲＴＶ硅橡膠：應(yīng)在室溫下放置４８小時(shí)后，于60~６５℃烘6~８小時(shí)。其它：

空間環(huán)境的防護(hù)４．抗輻射性由于空間環(huán)境輻射強(qiáng)度比地面強(qiáng)，有機(jī)高分子材料應(yīng)選用耐輻射強(qiáng)的材料。塑料：聚稀烴材料如ＰＥ、ＰＰ、ＡＢＳ、聚甲醛、聚四氟乙稀等耐輻射性能不良。ＰＣ中等。聚砜、聚酰亞胺耐輻射性