电子设备的三防设计
电子产品结构的三防设计
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。
电子设备的三防设计
ｅ ｕ ｐ ｅ ｔ ｓｎ ｑ ｉ ｍ ｎ ｓ ｉ ｇｍｕｓ ａ ｅｔ ｒ ｅｄ ｆ ｎ ｅ ｉ ｎｔ ａ ｕ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｍ ａ ｒ Ｔ ｓ ｅ ｔ ｏｅｅ ｔｏ ｃ ｑ ｉ ｍｅ ｓ ｕ ｔ ｖ ｅ ｅ ｅ ｄｄ ｓｇ ｃ ｎｇ ａ ａ ｔ ｅｉｓｎ ｒ ｌ ｈ ｈ ｏ ｗｏ ｋ。 ｈｉ ｘ ｌｃｒ ｎｉｓｅ ｕ ｐ ｎｔ ｔ ｔ ｏ ｔ ｒ ｅｄ ｆ ｎ ｅ ｅｄ ｓｇ ａ ｅｓ ｍ ｅｉｔｏ ｕ ｔｏ ｔ ｔ ｄ ． ｆ ｈ ｅ ｅｅ ｄ ｄｔ ｅ ｉｎｔ ｍ ｋ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉｎｗｉｈｓｕ ｙ ｈ ｏ ｎ
取 相 应 的 防 护 措 施 ， 也 就 是 说 ， 三 防 设 汁 在 实 际 应 用
变 电气 性 能 ）。 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 层 压 电 路 板 的介 电强 度 和 体 积 绝 缘 电 阻 ，增 大 损 耗 角 的正 切 值 ， 潮 湿 还 为 霉 菌 的 生 长 提 供 了 有 利 条 件 。 空 气 中 的 水 汽 不 仅 能吸 收 电磁 能 量 ， 而 且 加 剧 了 两 个 电极之 间击 穿 的危险性 ，由于水 的介 电常数 高 ， 大 多 数 电容 器 吸 水 率 超 过０ １ 就 失 效 。在 高 密 度 的 微 ．％
维普资讯
环境 防护
电子设 备 的三 防设 计
Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｉ ｓＥｑｕｉ ｅ ｔ ｆｔ ｅ ｆ ｎｄｅ ｔ ｓｇ ｐｍ ｎ ｓ ｏ ｈｒ ｅ ｄｅ ｅ ｄ ｈｅ ｄｅ ｉ ｎ
中 国 电子科 技 集 团公 司 第 四 十０ ｇ
可以采用单万方数据环境防护表1潮湿盐雾霉菌的环境影响和故障模式环境因素主要影响典型故障模式吸收湿气电化反应锈蚀电解物理性能下降介电强度降低绝缘电阻降低电介常数增大机械强度下降影响功能电气性能下降增大绝缘体的导电性高湿度化学反应锈蚀和腐蚀电解增大磨损机械强度下降电气性能变化绝缘材料腐蚀产生电化学腐蚀结构强度减弱盐雾霉菌吞噬和繁殖有机材料强度降低损坏活动部分受阻塞导致其它形式的腐蚀如电化学腐蚀光学透镜霉菌吸附水分分泌腐蚀液体表面浸蚀金属腐蚀和氧化表2成对环境因素的相互作用环境因素相互作用高温将提高湿气浸透速度高温将提高湿度的诱蚀影响高温和湿度高温和盐雾高温将增大盐雾所造成锈蚀的速度使霉化微生物生长需要一定的高温但温度在71以上霉化和微生物不能发展高温和霉化低温和盐雾低温可以减少盐雾的侵蚀速度湿度随温度的降低而减小但低温会造成湿气冷凝如果温度更低还会出现霜冻和结冰现象低温和湿度低温可以减小霉化作用在0以下霉化现象呈不活动状态低温和霉化湿度有助于霉化和微生物的生长但对它们的影响无促进作用湿度和霉化湿度可以增大低压影响特别对电子或电气设备更是如此影响的程度取决于温度湿度和低压高湿度可以冲淡盐雾浓度但它对盐的侵蚀作用没有影响湿度和盐雾湿度和振动将增大电气材料的分解速度砂尘对水具有自然的附着性因而这种综湿度和砂尘合可增大磨蚀作用湿度和太阳辐射湿度可以增大太阳辐射对有机材料的侵蚀影响盐雾和砂尘这种综合可增大磨蚀作用盐雾和振动这将增大电气材料的分解速度项或几项综合措施来防止湿气的影响设计方法包括
电子设备的三防设计
电子设备的三防设计防尘设计是指通过采用合适的密封材料和结构设计，防止物质进入设备内部，导致设备性能降低或故障。
在防尘设计中，需要考虑设备的散热和通风需求，确保设备在防尘的同时能够正常工作。
例如，可以采用防尘滤网或密封胶条等措施，阻止尘埃和颗粒物进入设备内部。
防水设计是指通过采用防水材料和结构设计，防止水分进入设备内部，以防止设备受潮、损坏或短路。
在防水设计中，需要考虑设备的各个接口和开口的防水性能，确保设备在受潮或水浸条件下能够正常工作。
例如，可以采用防水密封胶或防水塞等措施，阻止水分进入设备内部。
防震设计是指通过采用抗震材料和结构设计，防止设备在受到外界震动或冲击时受损或发生故障。
在防震设计中，需要考虑设备的各个部件和连接点的抗震能力，确保设备能够在震动环境下保持正常工作。
例如，可以采用减震橡胶垫或固定螺丝等措施，增加设备的抗震能力。
除了以上三个方面的设计，还可以考虑其他的三防要素，如防湿、防静电等。
防湿设计是指通过采用防潮材料和结构设计，防止设备在潮湿环境下受潮或发生腐蚀。
防静电设计是指通过采用防静电材料和结构设计，防止设备在静电环境下积电或发生放电。
这些设计都是为了增加设备的稳定性和可靠性，提高设备的使用寿命。
在实际的产品设计中，需要根据具体的应用场景和需求来确定三防设计的要求。
不同的电子设备具有不同的三防要求，需要根据环境和使用条件来进行设计和制造。
同时，与三防设计密切相关的还有测试和认证。
设备的三防性能需要通过相应的测试和认证来验证和确认，以确保设备具备防尘、防水和防震的能力。
总之，电子设备的三防设计是很重要的，它可以保证设备在恶劣的环境下正常工作，提高设备的可靠性和稳定性。
在实际的产品设计中，需要充分考虑设备的工作环境和使用条件，合理选择材料和采用适当的结构设计，以满足三防设计的要求。
通过三防设计，可以有效地保护设备，延长设备的寿命，提升用户的使用体验。
电子设备三防设计的理论及应用
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塑 料 喷 涂 也 是 常 用 的 Ｉ 艺 防 护 ； 电 子 工 业 常 用 的 绝 缘 密
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组 件 ，在 结 构 上 可 以 采 取 密 封 措 施 、效 果 更 好 。
１ ％ ～２ ％ ， 当 相 对 湿 度 ＲＨ小 于 ７ ％ 时 腐 蚀 很 慢 。 当 ０ ０ ０
种 。 塑 料 封 装 是 把 零 件 直 接 装 入 注 塑 模 具 中 与 塑 料 制 成
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ＲＨ大 于 ７ ％ 时 ，盐 类 发 生 潮 解 作 用 ， 形 成 电解 液 膜 ， ０ 发 生化 学腐 蚀 ，因此 ，适当 控 制环境 温 度和 相对 湿度 ， 可减 慢盐 雾的腐蚀 作用 。
１ “ 防 ” 设 计 的 基 本 概 念 三
所 谓 “ 防 ” 设 计 ，即 防 潮 湿 、 防 盐 雾 、防 霉 菌 。 三
预 期 的 环 境 条 件 和 “ 防 ” 等 级 ， 提 出 需 解 决 的 关 键 性 三
技 术 和 新 材 料 、新 工 艺 项 目 ，使 “ 防 ” 设 计 落 实 到 可 三
电子设备三防结构与设计
电子设备三防结构与设计电子设备的三防结构和设计是指在电子设备制造中，为了提高设备的防水、防尘和防震能力而采取的一系列措施。
随着电子设备的广泛应用，对设备可靠性和稳定性的要求也越来越高，特别是在恶劣环境条件下的使用，如户外，工业等场合，电子设备必须具备良好的防护能力。
本文将详细介绍电子设备三防结构与设计的相关内容。
首先，防水是电子设备的重要需求之一、电子设备的内部电子元件、线路板和相关连接器等都非常敏感，容易受到水的侵蚀而损坏。
因此，在设计防水结构时，首先需要确保设备的外壳具有良好的密封性能，阻止水分从外部渗入设备内部。
常用的防水结构设计包括采用封闭式外壳和密封胶垫等。
其中，封闭式外壳一般采用金属材料，具有较高的强度和硬度，能够有效地抵抗外界环境的侵蚀。
而密封胶垫则可以在外壳的连接部位和开口处进行填充，形成一层保护膜，防止水分渗入。
其次，防尘是电子设备三防结构的另一个重要方面。
尘埃和微小颗粒的存在会导致设备的正常运行受到干扰，进而影响设备的使用寿命。
因此，在设计防尘结构时，需要考虑设备的内部结构以及外壳的密封性能。
常见的防尘设计包括设置过滤器和空气流道。
过滤器可以阻止尘埃和颗粒物进入设备内部，并且可以定期更换或清洁以保持其防尘效果。
而空气流道的设计则可以通过气流的流动来阻止尘埃的积聚，减少设备内部的尘埃含量。
最后，防震是电子设备三防结构中的另一个重要方面。
在移动设备或运动设备中，由于震动和冲击的存在，设备的电子元件和线路板容易受到损坏。
因此，在设计防震结构时，需要考虑设备的内部固定和缓冲装置的设计。
内部固定可以通过使用阻尼材料或合理安装元件来实现，减少元件在震动或冲击中的位移。
缓冲装置可以通过使用橡胶垫、弹簧等材料来实现，减少外界冲击对设备内部的传递，保护设备的电子元件和线路板。
综上所述，电子设备的三防结构与设计是在电子设备制造中必不可少的一环。
通过合理的防水、防尘和防震设计，可以提高设备的可靠性和稳定性，延长设备的使用寿命。
三防措施指
三防措施指南引言在现代社会中，人们使用电子设备的频率越来越高。
尤其是智能手机的普及，使得我们能够随时随地与全世界保持联系。
然而，这也带来了一些潜在的风险。
例如，水、尘和撞击等外部环境因素可能对我们的设备造成损害。
为了保护我们的电子设备，我们需要采取一些三防措施。
水防措施水是电子设备的天敌之一。
一旦设备进入水中，可能会发生短路或其他损坏。
为了保护设备免受水的侵害，我们可以采取以下几种措施：1.防水外壳：选择具有防水功能的外壳或保护套，以确保设备免受水侵害。
这些外壳通常具有密封和防水的特性，能有效防止水分进入设备。
2.防水袋：对于一些特殊场景，比如在户外活动中需要使用设备，可以选择使用防水袋。
这些袋子通常可以完全封闭设备，防止水分渗入。
3.避免接触水源：无论使用哪种设备，我们都应该尽量避免将其接触到水源附近。
特别是在使用电子设备时，应尽量远离湖泊、河流等可能产生水汽或水花的地方。
尘防措施除了水，尘是另一个可能对设备造成损害的因素。
尘埃会进入设备的开口和插槽中，导致设备的内部部件受损。
为了防止尘埃进入，我们可以采取以下预防措施：1.封闭插槽：当我们不使用设备插槽时，最好用防尘盖或塞子封闭起来。
这样可以有效防止尘埃进入插槽。
2.定期清洁：定期清洁设备表面可以防止灰尘在设备上积累。
可以使用柔软的布或专用的清洁工具来清理设备，但要避免使用含有刺激性化学品的清洁剂。
撞击防护措施意外撞击是另一个常见的设备损坏原因。
为了保护设备免受意外撞击的损害，我们建议采取以下措施：1.使用保护套：在设备外部使用保护套可以减轻撞击带来的冲击。
选择具有良好缓冲性能的保护套，可以有效减少设备受损的可能性。
2.避免粗暴使用：在使用设备时，我们应该尽量避免将设备摔在地面上或暴力碰撞。
相反，要温柔地对待设备，尽量避免撞击。
总结在不断发展的科技时代，我们对电子设备的依赖日益增加。
为了保护设备不受到外界环境的伤害，我们需要采取相应的三防措施。
“三防”专项方案
“三防”专项方案《三防》专项方案一、背景和意义随着科技的快速发展和信息化程度的不断提高，电子设备在我们的日常生活中扮演了越来越重要的角色。
然而，电子设备在面对自然灾害、人为破坏和技术故障等风险时，常常存在着很大的脆弱性。
为了保护电子设备的安全运行，确保相关系统的稳定性和可靠性，制定《三防》专项方案势在必行。
《三防》专项方案的目标是：通过采用一系列的技术和措施，提高电子设备的防水、防尘和防震能力，从而满足设备在恶劣环境下的稳定运行需求，进一步提升相关系统的可靠性和工作效率。
二、技术要求1.防水：电子设备应具备一定的防水性能，以确保在潮湿或水浸环境下的正常工作。
具体要求包括：(1)外壳材料具有防水性能，可以有效阻止水分渗入设备内部；(2)接口和连接部件采用防水设计，能够有效防止水分侵入；(3)设备内部元件和电路板具备防水保护措施，如防水胶、防水涂层等。
2.防尘：电子设备应具备一定的防尘性能，以确保在含尘或恶劣环境下的正常工作。
具体要求包括：(1)外壳和连接部件具备防尘性能，能够有效阻止灰尘进入设备内部；(2)设备内部元件和电路板具备防尘保护措施，如过滤器、密封胶等。
3.防震：电子设备应具备一定的防震性能，以确保在地震或振动环境下的正常运行。
具体要求包括：(1)外壳设计符合防震要求，能够有效减轻地震或振动对设备的影响；(2)设备内部元件和电路板采用固定和缓冲设计，能够有效减少震动对设备的影响。
三、实施措施1.防水：在设计和制造过程中，采取以下措施来提高电子设备的防水性能：(1)选用具有防水性能的外壳材料，如防水塑料、防水金属等；(2)设计专用的密封结构，确保设备的内部部件和电路板不被水分侵入；(3)在电路板上涂覆防水涂层，提高电路板的防水性能。
2.防尘：为了提高电子设备的防尘能力，可以采取以下措施：(1)外壳和连接部件采用密封设计，有效阻止灰尘进入设备内部；(2)在设备的通风口处安装过滤器，过滤空气中的灰尘颗粒；(3)采用防尘材料覆盖设备内部元件和电路板，避免灰尘直接接触。
电子设备三防结构与设计
电子设备三防结构与设计“三防”设计与工艺正确、合理地选用材料是“三防”设计的基础。
材料的“三防”能力主要取决于材料本身的性质，在不能满足防护要求时则必须对材料表面实施镀涂保护。
对于直接暴露在大气中的零件，应该选用耐蚀钢、不锈钢、铝合金等材料。
选用材料时，必须清楚材料的腐蚀机理和相容性，避免出现危险性大的腐蚀形式，防止材料间相互作用引起腐蚀和老化。
金、铬、镍、钛及钛合金、铝合金、铜合金和不锈钢等都有好的耐腐蚀性。
从经济性考虑，一般选用铝合金、不锈钢和优质碳素钢等。
有更高要求可采用镀覆金属层和涂覆非金属层联合保护。
“三防”结构设计应遵循以下原则：1设备结构外形应尽可能简单。
2避免沟槽等易积水和冷凝液结构。
3结构缝隙是无法全部避免情况下，采用人为密封方式进行处理。
例如，采用刮腻子、喷涂底漆、涂抹密封胶等手段。
4避免结构棱角过于尖锐，如果零件形状发生改变时，保证足够圆角过渡。
5产品应做好密封，如果考虑通风或者无法做到全密封，对设备要应采取排水措施，排水孔应不小于直径6mm。
6电路板在设计时应尽可能考虑垂直放置，如果因为结构空间原因必须水平放置时，应提高母板的结构强度，避免形成积水面。
7不同金属接触时，控制电位差不大于0.5V[4]。
8对于密封和通风都有很高要求的设备，应该将散热通风孔布置在设备底部，禁止布置在顶部，如果布置于侧面可通过外加挡雨檐等方式处理。
通过材料改性和表面镀涂使得设备的“三防”性能进一步提升。
对金属材料进行冷、热加工和热处理工艺等改性处理，可改善材料内部组织、消除应力从而提高材料的耐蚀性能。
另外，对于焊接件，可通过合理选择焊接工装、参数、次序等工艺措施来减小焊接应力引起的结构形变，减少残余应力造成的晶间腐蚀。
通过材料表面镀涂可以在设备及其零件表面生成一层金属镀层或非金属涂层，达到与周围介质隔离的目的，从而起到了防护作用。
“三防”镀涂工艺应遵循以下原则：1镀涂层适用条件必须与设备使用环境条件相适应，因为各类镀涂层都有允许的使用条件和范围。
电子设备三防设计
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。
电子设备三防设计方案说明
电子设备三防设计方案说明电子设备的三防设计方案是指为了增强电子设备的防尘、防水和防震能力而采取的一系列措施和设计。
在现代生活中，电子设备已经成为人们不可或缺的重要工具，无论是生产力工具还是消费娱乐工具，电子设备的可靠性和耐久性都至关重要。
因此，采取三防设计方案可以保护设备免受外部环境的损害，从而延长其使用寿命。
首先，防尘设计是保护电子设备免受灰尘和颗粒进入的重要措施。
灰尘和颗粒会积累在电子设备的内部，导致设备散热不良、电路短路甚至设备损坏。
为了解决这个问题，可以在设备的外壳上添加防尘网或滤尘网，防止灰尘进入设备内部；在电子元器件的内部加入防尘膜，封堵电子元器件中的孔隙，防止灰尘进入。
此外，可以采用风扇等散热装置，保持电子设备温度的稳定，减少灰尘的积累。
其次，防水设计是保护电子设备免受水分侵害的重要措施。
水分对电子设备的损害主要包括短路、腐蚀、机械损坏等。
为了克服这个问题，可以使用防水材料包裹整个设备，如防水胶、防水膜等。
此外，可以在设备的连接端口处增加防水塞，防止水分进入设备内部。
还可以采用橡胶密封圈等防水装置，增加设备的密封性能。
另外，对于需要与水直接接触的电子设备，如手表、手机等，可以采用特殊的防水技术，如防水开孔设计、防水开关等。
再次，防震设计是保护电子设备免受外部震动和冲击的重要措施。
外部震动和冲击会导致电子设备内部元器件的松动、位移，甚至设备的损坏。
为了解决这个问题，可以采用悬浮支撑和减震材料来吸收和减少外部震动的传递。
此外，可以采用防震支架和防震坐垫等结构件，保护设备免受外部冲击。
同时，可以对电子设备的外壳进行加固设计，提高设备的结构强度和抗冲击能力。
总之，电子设备的三防设计方案是保护电子设备免受灰尘、水分和震动的损害的重要措施。
通过采取防尘、防水和防震的设计方案，可以保护电子设备的内部元器件不受外界环境的侵害，提高设备的可靠性和耐用性。
在实际设计中，还需要根据具体的设备类型和使用环境进行合理的调整和优化。
野外电子设备“三防”结构与工艺设计
１ “ 三高” 环 境 对 野 外 电子 设 备 的 影 响 １ ． １ 湿度 、 温 度 的影 响
件， 应该： 选用耐蚀钢 、 不锈钢 、 铝合 金等材料 。
选用材料时 ， 必须清楚材料的腐蚀机理和相容性 ， 避免 出现
当金属暴 露在室外遭 到大气沉 降物 （ 雨、 雪、 雾、 露、 融化 的
：
－
Ｊ ｏ ｕ ｍ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ
机 械 与 自动 化
野外电子设备“ 三防” 结构与工艺设计
陆玉 姣 （ 机 械 工业 第 三 设 计 研 究 院 ， 四 川 重 庆 ４ ０ ０ ０ ３ ９ ）
憋骥矮缝
摘
要： 针对野 外电子设备的服役环境 ， 分别从温湿度 、 霉菌、 盐雾三个方面分析 了“ 三高” 环境对 电子设备的影响 。对于服役环
境带来的 问题从正确选用材料、 “ 三防” 结构设计 和“ 三 防” 工艺技 术等几个方面进行 了详细论述 ， 对提 高电子设备 防护能力的方法进
行 了研 究 ， 并 给 出 了 实际 应 用举 例 。
霜和冰等 ） 的直接降落 、 周期浸水 以及 由于空气 中水分 的凝结 等 原 因， 其表 面易形成 约 １ ｍ ～１ ｍ ｍ厚 的可见水膜 （ 电解液膜 ） ； 另外 ， 由于金属表面对水分子 的吸附作用 ， 金属表面上吸水性化 合物 的吸湿作用 以及金属表 面的窄缝 、 孑 Ｌ 隙、 固体颗粒 之间的缝 隙等所起 的毛细作用 ， 使得水蒸气聚集在金属表面形成水气膜 ， 厚度为 ２ ～ ４ ０ 水分子层 。这些水膜都会导致 电化学腐蚀 的发生 。
，Hale Waihona Puke ｆ ｏ ｇ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔＦ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ，ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ —
电子产品三防
⑶霉菌
霉菌在一定温度、湿度（一般温度在25℃~35℃，相对湿度在80￡￥以上）的环境条件，繁殖生长迅速，其分泌物形成的斑点影响产品外观。这些分泌物所含的弱酸会使电工仪表的金属细线腐蚀断裂，损坏电路功能。尤其在光学检测相关的仪器上长霉，会使玻璃的反射和透光性能明显下降，破坏光学性能。
霉菌在新陈代谢中能分泌出大量的酵素和有机酸，对材料进行分解反应或老化．影响材料的机械性能和外观。特别是不抗霉菌的材料最容易被霉菌分解，并作为它的食物而直接被破坏，导致材料物理性能的明显恶化。在绝缘材料上生长的霉菌丝含有水分，水具有导电性，因而影响电子产品及材料的电气性能。有时菌丝层会越过绝缘材料形成电气回路，使绝缘材料的绝缘电阻明显降低．通电时容易造成短路，烧坏仪器。菌丝还可能改变有效电容．而使设备的谐振电路不协调。这可能给某些电气设备造成严重故障。菌丝还可能改变有效电容，而使设备的谐振电路不协调。这可能给某些电气产品造成严重故障。
什么是电子电器产漆——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。
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。如果不加以预防，会造成空气开关，隔离开关、接触器，变压器等设备的正常工作。
电子设备“三防”设计和热设计
3.防潮设计
防潮设计的基本方法是对材料表面进行防潮处理，对元器件乃至 整件进行密封、灌封、气体填充或液体填充；暴露的接触面应避免不 同金属的接触，尤其要避免活泼金属和稳定金属的接触。可以采用单 项或几项综合措施来防止湿气的影响。 设计方法包括： 采用具有防水、防霉、防锈蚀的材料；
提供排水疏流系统或空气循环系统，消除湿气聚集物；
三、冷却方法的分类
1.按冷却剂与被冷却元器件（或设备）之间的配置关系， 可分为下列两类：直接冷却和间接冷却。 2.按传热机理，可分为下列几类： 自然冷却（包括导热、自然对流和辐射换热的单独
作用或两种以上换热形式的组合）；
强迫冷却（包括强迫风冷和强迫液体冷却等）； 蒸发冷却；
热电冷却；
热管冷却； 其它冷却方法。
四、冷却方法的选择 1.温升为40℃时，各种冷却方法的热流密度和体积
功率密度值如图4-1所示。
2.冷却方法可以根据热流密度与温升要求，按图4-2 所示关系进行选择，这种方法适用于温升要求不同 的各类设备的冷却。
3.设备内部的散热方法应使发热元器件与被冷却表
面或散热器之间有一条低热阻的传热路径。冷却方
法应简单、冷却设备重量要轻、可靠性与维修性好、 成本低。 4.利用金属导热是最基本的传热方法，其热路容易 控制。而辐射换热则需要比较高的温差，切传热路 径不易控制。对流换热需要较大的面积。在安装密 度较高的设备内部难以满足需求。
5.大多数小型电子元器件最好采用自然冷却方法。自然对流
冷却表面的最大热流密度为0.039W/cm2。有些高温元器件的热 流密度可高达0.078W/cm2 （见图4-3）。
采用干燥装置吸收湿气； 采用保护涂层以防锈蚀； 憎水处理以降低产品的吸水性或改变其亲水性能； 浸渍、灌注和灌封，塑料封装和密封等。
电子设备的三防设计
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。
三防方案范文
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。
电子设备三防设计说明
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。
电子设备三防设计
电子设备三防设计摘要：本文阐述了电子设备三防设计的基本概念和目的，从材料应用、结构设计以及工艺方面介绍产品设计中应当遵循的原则和注意事项，得出了一些有利于提高产品可靠性和环境适应性的结论。
三防设计应该在产品研制阶段即应从结构设计、材料和工艺技术等诸方面进行系统性考虑。
关键词：电子设备三防技术结构设计1 引言“三防”是指电子设备具有防湿热、防霉菌和防盐雾腐蚀的能力。
通常来讲，三防技术就是环境防护技术，它已经成为衡量一个国家工业发达水平的重要标志之一。
特别是随着科学技术的发展，电子设备使用范围也越来越广泛。
这就对于设备持续正常工作提出更高的要求，有统计指出美军电子设备一半的故障率都和使用中的各种环境因素有关。
其中占比例最高的三项分别是湿度、温度和振动。
因此，提高产品环境适应性不但可以提高可靠性，更是提高社会和经济效益。
我国在20世纪50年代由电子工业部门建立专门从事电子产品的环境适应性实验研究和三防工艺研究的机构。
有效、合理的电子结构设计、工艺、选材在“三防”中显得尤为重要。
2 三防材料选择三防设计时，合理的选择材料是十分重要而又复杂的问题，它直接影响产品的性能。
不同零件的工作环境和受力不同，对材料的强度、刚度、抗疲劳、耐温和耐腐蚀要求不一样。
从经济性考虑，一般选用不锈钢材质。
金属材料中铬、镍、钛合金、铜合金和铝合金等都有比较好的耐腐蚀性。
掌握材料的腐蚀机理、破坏形式及其相容性问题，对于关键件和特殊件应该选择更加耐腐蚀的材料。
比如聚四氟乙烯（PTFE）以及聚醚醚酮（PEEK），它们都具备耐高温，耐腐蚀，优良的电绝缘性能，耐老化，吸水性小、自润滑等性能。
注意产品使用关键地方不要使用易燃材料。
考虑到金属或金属层相互接触时候的电位差，避免不同金属接触或者装配，若无法避免时，尽可能在两者之间添加绝缘衬垫并涂覆保护层，扩大阳极性金属表面积。
同时在满足结构使用需求时，尽可能降低加工、防护和更换成本。
近些年来，从电子设备向轻型化、小型化趋势发展，对于不是特殊部位的零部件，都是开采用对于环境适应性较好的工程材料，比如ABS、尼龙（聚酰胺）、聚丙烯等。
海洋性气候条件下军用电子设备的三防设计
中国军转民104海洋性气候条件下军用电子设备的三防设计■ 黄朝阳 关学刚 苏日华 叶鸿志摘要：对于军用电子设备服役于海洋性气候条件研制的重要任务就是防潮湿、防霉菌、防盐雾的三防设计。
下文从结构设计、应用材料以及对其表面处理、功能组件和模块的三防等方面提出三防设计措施来提高电子设备的可靠性。
关键词：军用电子设备；三防设计；防护措施军用电子设备在恶劣的海洋性气候环境下工作时，面临的是对设备有极大破坏的高温、高湿、空气中的腐蚀性物质。
随着军用电子设备朝系统化、智能化及综合化方向发展，要求设备能在各种恶劣环境下可以全天候、高可靠地工作，而这主要取决于设备对恶劣环境的适应能力。
现代军用电子设备的防腐设计是集技术管理、设计、研制和制造中质量保障的综合性技术内容[1]。
防腐设计涉及到材料、元器件、电路、结构、工艺等多方面的工作，是一项综合性系统工程。
防腐设计要在开始研制设备时就进行全面化、同步化、系统化地考虑，其贯穿在整个过程，所以应综合各方面因素，择优确定防腐设计方案。
一、海洋性气候条件下的腐蚀因素材料受环境介质的化学作用而发生性能下降、状态改变、甚至损坏变质发生腐蚀。
海洋性气候条件下的腐蚀通常是电化学腐蚀，通常是由潮湿、盐雾和霉菌等因素引起。
潮湿是引起电子设备腐蚀的最主要因素。
盐分环境下，如果电子设备暴露其中，在盐分结合潮湿空气形成盐雾时，由于其所含的氯离子有较强的活性，就会穿透金属保护膜，让局部腐蚀如点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀以及缝隙腐蚀等的速度加快，从而对设备的性能产生不良影响。
霉菌吞噬和繁殖使有机材料绝缘性下降，所产生的有机酸能生成金属腐蚀和氧化。
电化学腐蚀是造成电子设备结构件中金属材料腐蚀破坏的最普遍、最常见的腐蚀。
电化学腐蚀的原理是电子从锌板流出，锌板化合价升高，导致被氧化，发生了腐蚀。
因此，腐蚀防控的方法可采用：（1）合理的防腐结构设计；（2）控制腐蚀环境；（3）采用耐蚀覆盖层。
二、合理的防腐结构设计对军用电子设备环境适应能力影响最大的是结构设计是否合理，因此，重视防腐结构设计是防腐设计完善与否的关键之一。
电子设备三防设计说明
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)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：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2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。
电子设备三防设计说明
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。
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2012年8月内蒙古科技与经济A ugust2012 第15期总第265期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.15T o tal N o.265
电子设备的“三防”设计
刘 琳,赵慧峰
(三门峡职业技术学院电气工程系,河南三门峡 472000)
摘 要:分析了潮湿、盐雾、霉菌对电子设备的破坏,从三防设计中合理的结构设计、工艺设计、防潮设计、防盐雾设计以及防霉菌设计等方面论述了电子设备结构设计中的三防要求,并指出结构设计是三防设计的关键,它贯穿于整个产品的设计之中。
关键词:三防设计;结构设计;工艺设计;防护方法
中图分类号:T N602 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)15—0101—02
在电子工业中,三防设计指的是防潮设计、防盐雾设计和防霉菌设计。
潮湿、盐雾和霉菌会腐蚀和破坏电子产品的设备和材料,从而导致产品的电气性能下降、机械强度降低,严重时会导致产品的功能失效。
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均应进行三防设计。
1 潮湿、盐雾、霉菌对电子设备的破坏
1.1 潮湿环境的危害
经常工作于潮湿地带、坑道、海洋或其他恶劣气候条件下的电子设备,由于极易受到潮湿空气的侵蚀,通常会在元件或材料表面凝聚一层水膜甚至渗透到材料的内部,造成材料表面电导率增加、体积电阻率降低、介质损耗加大,从而产生电气短路、漏电或击穿等故障。
同时,潮湿气候还会引起覆盖层起泡、脱落,使其失去保护作用。
1.2 盐雾环境的危害
盐雾是沿海地区的常见大气现象,大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。
盐雾腐蚀就是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。
腐蚀是材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质,腐蚀会导致一系列不良后果:金属零件、部件的电气性能和机械性能发生变化;开关、连接器的接触不良;机械传动系统的精度降低;紧固件的强度减弱;电磁元件的参数发生变化等。
此外,腐蚀产物还将造成电气短路、绝缘材料漏电等许多故障。
电子设备常见的腐蚀现象很多,例如,镀银导线和器件表面失去光泽、变黑;镀银层出现“白锈”;海用雷达天线的腐蚀;机壳表面油漆层的剥落、锈斑;各种接线柱之间或印制电路板线路之间发生的“银迁移”等。
盐雾是一种气溶胶状体,其主要成分是NaCl和M gCl2,其余为少量的Mg SO4、CaSO4和其他杂质。
盐雾中的主要成分NaCl分解成Na+和Cl-离子,Cl-离子的穿透力极强,能穿透金属表面上起保护作用的氧化膜,对金属造成腐蚀,把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物,使钝化态表面变成活泼表面,造成对产品极严重的不良反应。
NaCl的存在使材料的绝缘电阻降低,例如,黄蜡布经10天的盐雾试验其绝缘电阻下降1～4个数量级。
盐雾腐蚀的速度随温度、湿度的升高而加速。
但是实验发现,当RH<70%时,腐蚀速度会变得很慢。
1.3 霉菌环境的危害
霉菌属于真菌,为单细胞生物,它生长于植物与各种普通材料上,靠孢子传播繁殖。
孢子大多在温度为26℃～32℃、相对湿度为85%以上,能提供营养物质的材料上生长。
这些材料有蜡克线、棉线、棉布、黄蜡布、电话纸、牛皮纸、电缆纸、硝基漆、酚醛塑压粉等,其中,许多材料是变压器、继电器中常用的材料,所以电子设备在使用上述材料时应特别注意霉菌的影响。
2 防潮设计
2.1 防潮设计要求
在生产设计中,防潮设计的要求: 材料选用采用防火、防霉、防锈蚀的材料; 保持设备机箱内空气循环,防止湿气的积聚; 湿气要及时排除,可以适当采用干燥剂来去除湿气; 在设备表面涂覆保护层以防止锈蚀; 设备中有变压器的,变压器和线圈之间的空隙用绝缘性能好的涂料来浸渍、填充; 对元器件进行塑料装,在塑料密封盒内封装和密封。
2.2 防潮常用方法
目前,防潮采用的主要方法有两种。
2.2.1 密封。
即将电子器件封闭,不与外界的空气、水或其他腐蚀介质接触。
在密封时,应特别注意转动件、接插件、连接导线等处的密封设计。
此外,还应消除设备内部可能引起腐蚀的其他因素,如将密封的元件、器件预先干燥,或将设备内部抽成真空后充填惰性气体(氮气和氩气),或采用化学干燥剂排除设备中的湿空气。
对于空用电子设备,可用热熔状态的树脂或橡胶进行灌封。
经过处理后的组件,除可防潮、防腐之外,还可防振缓冲。
2.2.2 涂覆或浸渍防潮涂料。
将电子设备的零件、部件(如线圈绕组、变压器等)喷涂或浸渍环氧绝缘清漆、环氧聚酰胺绝缘清漆、有机硅改性聚氨酯绝缘漆等各种防潮绝缘漆。
3 防盐雾设计
因为盐雾会引起电子设备的腐蚀,因此,防盐雾设计也就是防腐蚀设计。
3.1 防盐雾设计防盐雾化学腐蚀的原则
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收稿日期:2012-04-28
作者简介:刘琳,讲师,三门峡职业技术学院电气工程系教师,从事电子方面教学10年。
主攻方向为电子产品设计与加工。
总第265期 内蒙古科技与经济
防盐雾设计中防盐雾化学腐蚀的原则是:采用密封结构、选用耐盐雾材料,所使用元器件要有一定对策的防护措施,比如在元器件表面涂耐腐蚀涂层,在金属件间增加高性能阻隔层。
盐雾颗粒绝大部分直径在1 m～5 m范围内,且颗粒大小随着距离海岸的增加而减小。
例如在离海5m处,直径为1 m～5 m的颗粒占92.1%,直径5 m以上的占7.9%;离海50m处,1 m～5 m的占98.3%;离海250m处, 1 m～5 m的占99.6%。
经研究表明,盐雾对电子设备的影响主要是海上和近海处,内陆只有距海400m 和高度在150m以内的区域内有影响,在距离更远更高处,盐雾的影响更小。
置于室内的设备受盐雾的影响很小,对于那些密封容器,盐雾是不会侵入的。
3.2 防腐蚀的内容
防腐蚀的内容主要包括以下几个方面。
3.2.1 选择耐蚀材料。
按设备的工作环境要求,根据设备的接触介质选取耐蚀材料,如在海洋盐雾环境中工作的设备选用钛合金、纯铜或青铜;在大气中二氧化硫含量较多的环境条件下工作的设备宜用不锈钢做构件;在大气中含氨较浓的环境中工作的设备,则宜选用含镍的材料。
另外,在选用耐蚀材料时宜选用非金属材料,尤其是工程塑料。
对于相互接触的金属构件,应注意它们之间的电位差(通常应低于0.5V),按低于金属材料在介质中的腐蚀电位进行设计。
3.2.2 采用耐蚀覆盖层。
常用的金属表面覆盖层分为金属、非金属和化学涂覆3种。
金属覆盖层包括电镀、热喷镀、渗镀、热渗镀、包镀、真空蒸发镀、化学镀等; 非金属覆盖层包括油漆、塑料等; 化学处理层包括化学氧化、电化学氧化、磷化和钝化。
3.2.3 设计合理的构件。
在设计构件时应尽量避免存在机械应力、热应力、滞留水或水汽的空间,以防造成金属表面电化学的不均匀性,从而加快金属的腐蚀。
4 防霉菌设计
在防霉菌设计时应注意以下几点: 选用不长霉的材料; 零部件表面涂敷防霉剂或防霉漆; 严格密封,放入干燥剂,保持内部空气干燥,相对湿度低于65%; 元器件密封前,用强紫外线进行照射,防止和抑杀霉菌; 在密封的零部件中充以高浓度的臭氧,以期消灭霉菌。
5 目前工艺设计中工艺防护的主要手段
目前电子工业在电子设备的工艺设计上采用工艺防护的主要手段有:镀、涂、密封。
其中,镀是基础,涂与密封起增强作用。
5.1 I型(暴露)表面的防护
I型(暴露)表面是指当设备处于工作或行进状态时暴露于自然环境的表面,或是虽然未暴露于自然环境,但能够受到各种气候因素诸如温度、雨、冰雹、雪、雨雪、含盐大气、工业大气、阳光直接照射、尘埃、风沙等直接作用的表面。
上述工作环境比较恶劣,因此,必须选择好的涂覆系统, 钢铁件一般可以采用热浸镀锌或采用喷砂→热浸镀锌→磷化底漆→锶黄底漆→聚氨酯面漆的工艺过程; 铝合金件可以采用阳极氧化→聚氨酯清漆、导电氧化处理→锶黄底漆→面漆的工艺过程; 铸件(铸铁或铸铝)采用喷砂→磷化底漆→铁红底漆(锌黄底漆)→面漆的工艺过程。
5.2 Ⅱ型(遮蔽)表面的防护
Ⅱ型(遮蔽)表面是指设备工作时不暴露于自然环境下且不会受到各种气候因素,诸如温度、雨、冰雹、雪、雨雪及阳光直接照射、风沙等直接作用的表面。
Ⅱ型表面的暴露条件与室内环境相当, 钢铁件,可以采用镀锌彩钝化→锌黄底漆→面漆或采用磷化处理(磷化底漆)→铁红底漆→面漆的工艺过程; 铝合金件,可以采用导电氧化→锌黄底漆→面漆、采用阳极氧化→S01-3聚氨酯清漆的工艺过程。
6 结论
电子设备已经走进千家万户,涉及我们生活和国防的众多方面。
三防技术是一项“自上而下”的系统工程,相关设计人员在电子设备设计时要尽量多了解设备的“寿命期环境剖面”,按规范设计。
要跟踪已使用的设备“故障”情况,总结经验,不断“滚动修订”完善设计规范。
同时,建立并完善“三防体系”,逐步克服设计上的随意性。
[参考文献]
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