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在電子工業(yè)中,三防設(shè)計(jì)是指防潮濕、防鹽霧、防霉菌設(shè)計(jì)。潮濕、鹽霧和霉菌會腐蝕和破壞材料,導(dǎo)致產(chǎn)品的電氣性能下降,機(jī)械強(qiáng)度降低,嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致設(shè)備功能失效。在我國南方和沿海地區(qū)使用的,尤其是在戶外使用的電子設(shè)備必須具備三防設(shè)計(jì)才能保證其正常工作。
一、潮濕、鹽霧、霉菌對電子設(shè)備的破壞
1、潮濕對設(shè)備的影響
潮濕是電子設(shè)備損壞變質(zhì)的主要因素之一,它會對機(jī)械性能和電氣性能產(chǎn)生破壞。濕氣往往溶解有氯化物、硫酸鹽和硝酸鹽等,能引起或加劇金屬的腐蝕。潮濕會降低絕緣材料和電路板的絕緣電阻,增大介質(zhì)損耗角的正切值,降低絕緣性能,嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)漏電甚至短路。同時(shí),潮濕還為霉菌的生長提供了有利條件。
2、鹽霧對電子設(shè)備的破壞
鹽霧的成分主要是NaCl和MgCl2,NaC1和MgCI2的顯著特點(diǎn)是能從相對干燥的大氣中吸附水分,當(dāng)物體表面附著這些含鹽水分時(shí),就會長期保持潮濕狀態(tài),除自身的腐蝕作用外,還加劇了潮濕的破壞作用。鹽霧是電子設(shè)備損壞變質(zhì)的一個(gè)重要原因,水分中溶解的鹽具有兩個(gè)獨(dú)立的侵蝕作用;①腐蝕許多金屬和無機(jī)材料;②提供一種活性電解質(zhì),使不同金屬接觸時(shí)產(chǎn)生電偶腐蝕,并促進(jìn)具有不同電極電位的電解作用。鹽霧主要對在海上和近海處使用的設(shè)備有影響,特別是在離海400m和高度約150m范圍內(nèi),鹽霧的腐蝕作用較大。
3、霉菌對電子設(shè)備的影響
霉菌是單細(xì)胞真菌,生長于植物和與各種普通材料上,靠孢子傳播繁殖。霉菌成熟時(shí)會散落出大量的孢子,孢子隨空氣的流動而傳播,因此,產(chǎn)品中只要空氣中能進(jìn)入的部分便有可能被霉菌污染。大多數(shù)霉菌能在溫度26~32℃,相對濕度85°以上的環(huán)境中大量繁殖和生長。霉菌能夠在暴露于空氣中的大多數(shù)有機(jī)材料表面上生長,其中易受侵蝕的材料有羊毛、皮革、羽毛、術(shù)材等,塑料中的增塑劑、有機(jī)填料、顏料等也是霉菌的營養(yǎng)品。霉菌是潮濕的,當(dāng)其跨過絕緣表面而繁殖時(shí).可能引起短路。霉菌分泌出的酶對可許多有機(jī)物及礦物質(zhì)有破壞作用。霉菌所造成的危害主要有以下幾個(gè)方面:①絕緣材料的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度大幅度下降,絕緣材料中量長霉時(shí),絕緣電阻大約下降到原來的1/100,抗電強(qiáng)度降低約65%,電容值和介電損耗角增大約3倍,微型電路板上的霉菌還可使線路間短路:②塑料因增塑劑、填料被霉菌消耗而使塑性變差,加速了老化過程;③天然橡膠制成的密封件被破壞,導(dǎo)致密封破壞;④因霉菌產(chǎn)生的分泌物對金屬材料有電解作用,會對金屬材料造成腐蝕破壞;⑤玻璃等光學(xué)零件,因采用表面鍍層,長霉會損害其光學(xué)性能;⑥漆膜會被穿透.損失了保護(hù)作用,造成點(diǎn)腐蝕。適當(dāng)?shù)臏囟、濕度和pH值條件下,霉菌幾乎可以在任何表面生長.因此霉菌的侵蝕是一個(gè)不可忽視的因素。
二、三防設(shè)計(jì)的總體原則
現(xiàn)代三防技術(shù)涉及到電路、材料、結(jié)構(gòu)、工藝和技術(shù)管理的各個(gè)方面,必須進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。綜合考慮產(chǎn)品的工作、運(yùn)輸及儲存環(huán)境,應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)、采用先進(jìn)材料,精心設(shè)計(jì),精心制造,只有這樣才能提高其可靠性和環(huán)境適應(yīng)能力。
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)選擇耐蝕結(jié)構(gòu)形式在結(jié)構(gòu)的零部件設(shè)計(jì)時(shí),要注意控制與腐蝕有關(guān)的各種幾何因素,有效地將腐蝕控制措施體現(xiàn)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去,從各種幾何形狀組合形式挑選出其中**有效地減輕腐蝕的形式是設(shè)計(jì)人員必須考慮的問題。
(a)避免采用易積存腐蝕介質(zhì)、雨水或冷凝水的結(jié)構(gòu),采用各種行之有效的 設(shè)計(jì)措施進(jìn)行排水、排液通風(fēng)。
(b)結(jié)構(gòu)表面的形狀應(yīng)簡單,過渡光滑合理,應(yīng)避免結(jié)構(gòu)過分復(fù)雜,隨意組合的表面形式會使防腐蝕復(fù)雜化。
(c)當(dāng)不同金屬連接時(shí),要考慮電偶腐蝕的影響。I型(暴露)表面的兩種金屬的電極電位差值應(yīng)控制在0.25V以內(nèi),Ⅱ型(遮蔽)表面的兩種金屬電極電位差值應(yīng)控制在0.5v以內(nèi)。
(d)進(jìn)行預(yù)防應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞的設(shè)計(jì)。
(e)零部件表面應(yīng)明確規(guī)定粗糙度要求。
(f)兩個(gè)相互連接的零件表面應(yīng)盡量平直、完整,突出表面的緊固件盡量減少,**好采用埋頭鉚釘和螺釘,必要時(shí)把突出表面的緊固件進(jìn)行密封保護(hù)。
(2)選擇易于鍍覆的幾何形狀進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要考慮到金屬鍍覆和化學(xué)材料的局限性,選用易于鍍覆的幾何形狀,一般應(yīng)注意以下各點(diǎn):
(a)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀會降低涂覆油漆的有效性,故應(yīng)避免有尖銳凸出物。
(b)零件邊緣處應(yīng)使用圓角,以利于獲得厚度適當(dāng)、附著牢固的油漆涂層。
(c)表面結(jié)構(gòu)應(yīng)單一、致密、光滑和成型良好。
(d)結(jié)構(gòu)焊縫必須完整、均勻并修平。
2、工藝設(shè)計(jì)
工藝防護(hù)的主要手段為:鍍、涂、密封;其中鍍是基礎(chǔ),涂與密封起增強(qiáng)作用。
(1)I型(暴露)表面的防護(hù)I型(暴露)表面是指當(dāng)設(shè)備處于工作或行進(jìn)狀態(tài)時(shí)暴露于自然環(huán)境的表面,或雖然未暴露于自然環(huán)境,但能夠受到各種氣候因素(溫度、雨、冰雹、雪、雨雪、含鹽大氣、工業(yè)大氣、陽光直接照射、塵埃、風(fēng)沙等)直接作用的表面。工作環(huán)境比較惡劣,因此,必須選擇好的涂覆系統(tǒng)。鋼鐵件采用熱浸鍍鋅或采用噴砂→熱浸鍍鋅→磷化底漆→鍶黃底漆→聚氨酯面漆的工藝過程;鋁合金件采用陽極氧化→聚氨酯清漆或采用導(dǎo)電氧化處理→鍶黃底漆→面漆的工藝過程;鑄件(鑄鐵或鑄鋁)采用噴砂→磷化底漆→鐵紅底漆(鋅黃底漆)→面漆的工藝過程。
(2)Ⅱ型(遮蔽)表面的防護(hù)Ⅱ型(遮蔽)表面是指設(shè)備工作時(shí)不暴露于自然環(huán)境,且不會受到各種氣候因素(溫度、雨、冰雹、雪、雨雪及陽光直接照射、風(fēng)沙等)直接作用的表面,Ⅱ型 表面的暴露條件與室內(nèi)環(huán)境相當(dāng)。鋼鐵件采用鍍鋅彩鈍化→鋅黃底漆→面漆或采用磷化處理(磷化底漆)→鐵紅底漆→面漆的工藝過程;鋁合金件,可采用導(dǎo)電氧化→鋅黃底漆→面漆或采用陽極氧化→S01-3聚氨酯清漆的工藝過程。
3、防潮設(shè)計(jì)
防潮設(shè)計(jì)的基本方法是對材料表面進(jìn)行防潮處理,對元器件乃至整件進(jìn)行密封、灌封、鑲嵌、氣體填充或液體填充;暴露的接觸面應(yīng)避免不同金屬的接觸,尤其要避免活潑金屬和穩(wěn)定金屬的接觸。可以采用單項(xiàng)或幾項(xiàng)綜合措施來防止?jié)駳獾挠绊憽?/span>設(shè)計(jì)方法包括:采用具有防水、防霉、防銹蝕的材料;提供排水疏流系統(tǒng)或空氣循環(huán)系統(tǒng),消除濕氣聚積物;采用干燥裝置吸收濕氣;采用保護(hù)涂層以防銹蝕;憎水處理以降低產(chǎn)品的吸水性或改變其親水性能;浸漬、灌注和灌封,塑料封裝和密封等。
4、防鹽霧設(shè)計(jì)
防鹽霧設(shè)計(jì)的基本原則是:采用密封結(jié)構(gòu);選用耐鹽霧材料(不銹鋼或以塑料代替金屬);元件部件采用相應(yīng)的防護(hù)措施,涂覆防鹽霧涂層;不同金屬間接觸要防接觸腐蝕。
5、防霉菌設(shè)計(jì)
克服霉菌危害的主要措施有以下幾個(gè)方面:選擇不易長霉和耐霉性好的材料;將設(shè)備嚴(yán)格密封,并使其內(nèi)部空氣保持干燥(相對濕度低于65 )、清潔;設(shè)備表面涂覆防霉劑或防霉漆;利用紫外線照射防霉并消滅已生長的霉菌;在密封設(shè)備中充以高濃度的臭氧來消滅霉菌。
三、使用三防漆時(shí)的注意事項(xiàng)
1.在使用三防漆之前,須先將欲涂物件表面的灰塵、潮氣和油污除凈,以便三防漆很好地粘著在線路板表面,使其充分發(fā)揮保護(hù)效能。
2.在往PCB板上涂覆三防漆時(shí),連接器、軟件插座、插板、開關(guān)、散熱器、散熱區(qū)域等一般不允許涂覆,可使用專用材料遮蓋。
3.涂覆層的厚度應(yīng)在0.1mm以上。
4.如果想獲得較厚的圖層,**好通過涂兩層較薄的涂層來獲得,且要在****層完全晾干后再涂第二層。
5.使用噴涂方法時(shí),注意避免產(chǎn)生陰影(元器件下部未涂覆三防漆的部位)。
6.環(huán)境要求大部分三防漆產(chǎn)品含有可燃溶劑,應(yīng)避免高溫和明火。涂覆人員要應(yīng)注意安全與防護(hù),操作環(huán)境應(yīng)具備足夠的通風(fēng)條件;應(yīng)避免長時(shí)間吸入蒸汽和長時(shí)間與皮膚接觸;涂覆人員應(yīng)帶防護(hù)面具。
7. 修復(fù)已涂器件的方法用電烙鐵直接接觸涂層即可去掉原件。裝上新原件后,要使用刷子和溶劑將焊接區(qū)域清洗干凈,待干燥后重新用涂料涂覆。
四川監(jiān)控立桿報(bào)道;
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