电子产品装配与检测技术教材全套课件教学教程整本书电子教案全书教案课件.pptx
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1、第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求21-1 电子产品的结构工艺1-2 电子产品的基本要求1-3 电子产品的可靠性要求实训1 剖析数字式万用表的结构第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求31-1 电子产品的结构工艺1.了解电子产品结构工艺的发展。2.熟悉电子产品的特点。学习目标第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求41-1 电子产品的结构工艺一、电子产品结构工艺的发展二、电子产品的特点第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求51-1 电子产品的结构工艺一、电子产品结构工艺的发展电子产品的性能是随着电子技术的发展而发展的,电子产品的结构也随之发生了变化。早期
2、的电子产品采用木箱结构,电气元件均固定在一块绝缘板上,并水平放置在一个木箱上,主要电气元件都位于绝缘板的外围,箱内主要用裸导线连接,安装方式为螺钉连接。20 世纪20 年代,电子管的出现大大推动了电子技术的发展,以电子管为中心的电子技术得到广泛应用,这时的电子产品结构为在箱中放置一块水平底板,在箱前安装一块装有调节旋钮的胶木板。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求61-1 电子产品的结构工艺一、电子产品结构工艺的发展20 世纪30 年代,电子产品的外壳开始采用金属材料,产品结构的布局由一块水平放置的金属底板和一块垂直放置的面板构成,各元器件通过绝缘座或绝缘支撑布置在金属底板的上面,阻容元件及
3、其连线被布置在金属底板下面,面板上放置控制器、显示器及输入和输出的接线端子,外面配上机箱。到20 世纪50 年代,由于晶体管的出现及应用,使电子技术发生了一场革命,推动了单、双面印制电路板的大量使用以及同轴电缆和微带传输线的应用。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求71-1 电子产品的结构工艺一、电子产品结构工艺的发展进入20 世纪80 年代,随着大规模集成电路及超大规模集成电路的出现,电子产品为了提高可靠性、降低能耗和成本,大量采用了集成电路及高密度印制电路板,这就是微型电子产品。电子产品开始向固体化、小型化、高可靠性和多功能等方向发展,产品结构也随之向更高层次过渡。第一章 电子产品的工作
4、环境和可靠性要求81-1 电子产品的结构工艺一、电子产品结构工艺的发展也就是说,自20 世纪初至今,电子技术经历了电子管时代、晶体管时代、集成电路时代、中大规模集成电路时代和超大规模集成电路时代。每一次新材料的使用、新元件的出现及新工艺手段的采用,都使电子产品在电路和结构上产生了巨大的飞跃,也使其各方面的性能和使用价值得到了提高。此外,数字电子技术、卫星技术、光纤与激光技术、信息处理技术等也很快应用到电子工业生产中,使新一代的电子产品面貌为之一新。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求91-1 电子产品的结构工艺一、电子产品结构工艺的发展以生活中常见的电子产品为例,智能手机、超薄型笔记本电脑、
5、高清数字电视以及互联网产品等高新技术成果的不断推出,都充分说明了电子技术的高速发展有效地促进了电子产品的高速发展。当电子产品本身及其使用的部件是高指标、新技术、新器件、多功能、小型化、低成本和低消耗时,就可以称为现代化电子产品。正因为现代化电子产品具有这些特点,使其在各领域获得了广泛的应用,成为现代信息社会的重要标志,而且在不久的将来,会有更多越来越智能化的电子产品涌现出来。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求101-1 电子产品的结构工艺二、电子产品的特点由于各领域对电子产品要求的多样化,使得电子产品的功能呈现出多样化的特点。现代化电子产品的特点可以归纳为以下几个方面。(1)设备组成复杂、
6、元器件密度增大。例如,图所示的某显示器主板。某显示器主板第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求111-1 电子产品的结构工艺二、电子产品的特点(2)设备使用范围广、工作环境复杂。图所示为手持式手机信号屏蔽器,该屏蔽器采用手持式结构,使用方便、灵活。手持式手机信号屏蔽器第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求121-1 电子产品的结构工艺二、电子产品的特点(3)设备可靠性要求高、使用寿命长。常用电器的使用寿命见表。常用电器的使用寿命第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求131-1 电子产品的结构工艺二、电子产品的特点(4)设备要求高精度、多功能和自动化。随着新型电子元器件的出现,电子产品的技术指标
7、不断提高,并向多功能、自动化和智能化方向发展。例如,图所示的无线数码智能防范报警系统具有高精度和自动报警功能。无线数码智能防范报警系统第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求141-2 电子产品的基本要求1.了解工作环境对电子产品的要求。2.掌握电子产品的使用与生产要求。学习目标第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求151-2 电子产品的基本要求一、工作环境对电子产品的要求二、电子产品的使用要求三、电子产品的生产要求第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求161-2 电子产品的基本要求一、工作环境对电子产品的要求1.气候条件对电子产品的不利影响及防护气候条件对电子产品安全性能产生影响的因素主要包括
8、高温、低温、湿度、太阳辐射、雨雪、盐雾等。高温易导致电路发生温漂,增大电路发热量,使设备局部温度过高,加速元器件氧化,造成绝缘材料、防护层的老化,使设备的电气性能降低,结构损坏。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求171-2 电子产品的基本要求GeForce 9800GT 被动散热式显卡1.气候条件对电子产品的不利影响及防护例如,图所示的GeForce9800GT 被动散热式显卡就采取了相应的散热措施。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求181-2 电子产品的基本要求2.机械环境对电子产品的不利影响及防护在电子产品的整个使用寿命周期内,要经历各种机械环境,其对电子产品的影响是比较严重的。机
9、械环境主要是指电子产品出厂后在运输、搬运和使用过程中所承受的机械振动、冲击等机械作用,机械作用会使电子产品的紧固件松脱、机械部件或元器件损坏。经验证明,在各种机械环境中,主要威胁来自振动应力。设备中由于振动而造成的损坏大大超过了冲击引起的损坏,而振动、冲击有时会造成应力突变,损坏设备结构。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求191-2 电子产品的基本要求3.电磁环境对电子产品的不利影响及防护在电子产品工作的空间中存在着各种因素产生的电磁信号,这些信号绝大多数都是电子产品的干扰信号,其使设备工作的稳定性大为降低,甚至不能工作。图所示是现代家庭内部的电磁环境,各种平台产生的电磁波互相干扰,造成设
10、备工作不稳定。现代家庭内部的电磁环境第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求201-2 电子产品的基本要求二、电子产品的使用要求1.体积与质量要求电子产品能得以广泛使用的主要原因是它的体积与质量日益减小,这具有非常重要的经济意义。图所示是背负式HF-90E 通信机,其质量为6kg,适合军队、警察等在野外执行任务时徒步使用。背负式HF-90E 通信机第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求211-2 电子产品的基本要求2.操作与维修要求对电子产品的操作与维修要求,应根据电子产品的发展和使用场所的变化来制定,通常包括以下几个方面。(1)操作简单,能很快进入工作状态,并为操作者提供良好的工作条件。(2)
11、设备运行安全、可靠,有良好的保护功能,能防止误操作所引起的设备损坏及人身伤害。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求221-2 电子产品的基本要求2.操作与维修要求(3)便于维修(在设备发生故障时,便于打开或快速更换零部件)。例如,采用插入式或折叠式结构、快速装拆结构、可调元件以及将测试点布置在同一面等。(4)元器件的组装密度不宜过大,设备的体积填充系数(电子元器件总体积与设备型腔容积之比)应尽可能低一些(最好不超过0.3),以保证元器件有足够的空间,便于拆装与维修。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求231-2 电子产品的基本要求2.操作与维修要求(5)设备应有过载保护,危险处应有明显的警
12、示标志,以确保操作与维修人员的安全。(6)设备最好具备检测装置和故障预报装置,能使操作与维修人员尽早发现故障或预测失效元件,及时维修,缩短维修时间并防止扩大故障。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求241-2 电子产品的基本要求三、电子产品的生产要求1.电子产品对生产条件的要求(1)产品中的零部件、元器件的品种和规格尽可能少,并采用专业厂商生产的零部件,其技术参数、形状、尺寸应规格化、标准化,这样不仅可以提高产品的质量,而且便于管理,并能降低成本,保持产品的继承性。(2)产品中的机械零部件必须有较好的结构工艺,采用先进的工艺方法和流程,尽可降低原材料的消耗,缩短工时。例如,零件的结构、尺寸和
13、形状的合理设计有利于实现工序的自动化。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求251-2 电子产品的基本要求1.电子产品对生产条件的要求(3)产品加工精度的要求与技术条件要求相适应,不允许无根据地追求高精度。在满足产品性能指标的前提下,其精度等级应尽可能低一些,尽量不进行选配和修配,以便于自动流水生产。(4)设备中使用的原材料品种和规格越少越好,应立足于使用国产材料和来源多、价格低的材料。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求261-2 电子产品的基本要求2.电子产品对经济性的要求(1)研究和分析产品的技术条件、设计参数、性能和使用条件,制定正确的设计方案和确定产品的复杂程度,这是产品经济性的首
14、要条件。(2)由产量确定产品的结构形式和生产类型。产量的大小决定着生产批量的规模,进而影响生产方式的类型。(3)在保证产品性能的条件下,按经济优先的生产方式设计和选择零部件;在满足产品技术要求的条件下,选用最经济、最合理的原材料和元器件,以降低产品的成本。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求271-2 电子产品的基本要求2.电子产品对经济性的要求(4)周密设计产品的结构,使产品具有较好的操作、维修性能和使用性能,降低设备的维修和使用费用。表所列是汽车电子锁和机械锁的功能对比,通过对比可以了解电子锁相对于机械锁的优点,从而进一步了解电子产品的经济性与实用性。汽车电子锁和机械锁的功能对比第一章
15、电子产品的工作环境和可靠性要求281-3 电子产品的可靠性要求1.了解可靠性的概念和主要指标。2.掌握电子产品可靠性的设计原则以及提高电子产品可靠性的途径。学习目标第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求291-3 电子产品的可靠性要求一、可靠性概述二、电子产品可靠性的设计原则三、提高电子产品可靠性的途径第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求301-3 电子产品的可靠性要求一、可靠性概述可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性的概念包含以下三层含义。首先,产品的可靠性是以“规定的条件”为前提的。其次,产品的可靠性与“规定的时间”密切相关。最后,产品的可靠性是用完成“规
16、定的功能”来衡量的。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求311-3 电子产品的可靠性要求一、可靠性概述电子产品功能的发挥,在很大程度上取决于电子产品可靠性的高低。衡量可靠性的指标很多,电子产品可靠性的主要指标见表。电子产品可靠性的主要指标第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求321-2 电子产品的基本要求二、电子产品可靠性的设计原则1.简化设计方案在设计阶段,一定要按可靠性要求进行设计,具体做到以下几点。(1)产品结构和电路应尽量简单。(2)尽量选用成熟结构和典型电路。(3)结构要简单化、积木化、插件化。(4)尽量采用数字电路。(5)尽量采用集成电路。(6)逻辑电路要进行简化设计。第一章 电
17、子产品的工作环境和可靠性要求331-2 电子产品的基本要求2.注意可靠性与经济性的关系提高产品的可靠性,会使生产和研发费用增加,即生产成本增加,但产品的售后维修费用将随产品可靠性的提高而降低,因此,总费用不一定增加。若降低产品的可靠性,虽然研发和生产费用下降了,但其使用和维修费用将上升,总费用仍有可能增加。因此,在进行可靠性设计时,合理地确定可靠性指标,以总费用最低为设计原则,具体做到以下几点。(1)对性能指标、可靠性指标要综合考虑,避免盲目追求高性能、高指标。(2)应尽量采用传统工艺和习惯的操作方法。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求341-2 电子产品的基本要求3.元器件的可靠性与产品
18、的可靠性(1)元器件的可靠性。1)元器件的失效规律。普通电子元器件的失效规律曲线如图所示,通常称为船形曲线或浴盆曲线。普通电子元器件的失效规律曲线第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求351-2 电子产品的基本要求3.元器件的可靠性与产品的可靠性分为三个阶段:早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,失效期的定义、特点及使用要求见表。普通电子元器件失效期的定义、特点及使用要求第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求361-2 电子产品的基本要求3.元器件的可靠性与产品的可靠性半导体元器件与普通电子元器件失效规律的比较见表。半导体元器件与普通电子元器件失效规律的比较第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求
19、371-2 电子产品的基本要求4.可靠性与可维修性考虑电子产品可靠性设计的同时,还应考虑可维修性。所谓可维修性,是指产品零部件、元器件经维修使之可靠而采取的措施。可维修性是可靠性的重要因素之一,可靠性要求在电子产品的使用中出现失效的可能性最小,提高结构的可靠性,能减少维修的次数和工作量。所以可靠性是可维修性的基础,提高可靠性,有助于改善可维修性。在可靠性设计中,要与可维修性有机地结合起来。如在设计时,加入报警、自动关机、自动保护等安全装置,这些装置是技术措施的一部分,属于可维修性的内容。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求381-2 电子产品的基本要求5.加工工艺的可靠性加工工艺必须保证元器
20、件在加工过程中不受到热力、机械和电气的损伤,并严格按照工艺文件的要求进行加工。应当把可靠性设计与加工的可靠性密切配合起来,以保证产品的质量。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求391-2 电子产品的基本要求6.新技术的合理使用使用新技术以提高电子产品的可靠性。(1)应不断采用新的可靠性设计技术。(2)若采用新电路,应注意标准化。(3)采用新技术时要充分注意继承性。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求401-2 电子产品的基本要求三、提高电子产品可靠性的途径1.合理选用与使用元器件电子产品可靠性的高低与组成产品的电子元器件的合理选用与使用有很大关系。电子产品在生产过程中要正确地选用元器件,所
21、用元器件必须经过严格检查和老化筛选,以排除早期失效的元器件,然后将合格、可靠的元器件按工艺要求进行装配。(1)选用元器件应遵循的原则(2)电子元器件的合理使用第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求411-2 电子产品的基本要求2.合理设计电子产品产品设计的目标应是最大限度地满足用户的要求,即以最低的购置费用、在尽可能长的时间内得到可靠的使用效果。设计、制造电子产品的原则是提高其技术指标和经济指标,因此,先进的技术指标和良好的可靠性、工艺性、使用性是达标的基本保证。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求421-2 电子产品的基本要求3.提高电子产品工作和使用的可靠性(1)进行环境影响因素试验(2
22、)设计故障指示和排除装置。(3)加强对环境防护措施的研究,提高结构设计水平。(4)合理采用冗余系统(备份系统)。(5)合理存储与保管。(6)正确使用。在使用之前认真阅读使用说明书,严格遵守操作规程。(7)定期检查与维修。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求43实训1 剖析数字式万用表的结构一、实训目的1.进一步掌握现代化电子产品的结构和特点。2.进一步了解电子产品的使用要求。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求44实训1 剖析数字式万用表的结构二、实训器材各种型号的数字式万用表若干。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求45实训1 剖析数字式万用表的结构三、实训内容1.以小组为单位,剖析数
23、字式万用表的结构。2.查阅相关资料,结合实际使用经验总结数字式万用表的使用要求。3.上网收集关于各种型号数字式万用表的相关材料,分析、对比各种型号数字式万用表的结构。4.组长总结,并进行汇报。5.撰写实训报告。第二章 电子产品的防护第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求472-1 电子产品的防潮、防腐和防老化实训2 剖析常见电子产品的防护措施2-2 电子产品的散热实训3 剖析功放电路的散热措施2-3 电子产品的防振与缓冲实训4 剖析家用电器的防振与缓冲措施2-4 电子产品的电磁兼容与防护实训5 分析电视机的电磁屏蔽结构及措施第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求482-1 电子产品的防潮、防腐
24、和防老化1.了解潮湿、盐雾、霉菌及金属腐蚀对电子产品的危害。2.掌握对潮湿、盐雾、霉菌及金属腐蚀的防护措施。3.了解有机材料的老化现象及防老化措施。学习目标第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求492-1 电子产品的防潮、防腐和防老化一、潮湿的防护二、盐雾和霉菌的防护三、金属腐蚀的防护四、有机材料的老化现象及防老化第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求502-1 电子产品的防潮、防腐和防老化一、潮湿的防护1.潮湿的危害性潮湿对电子产品的破坏作用主要体现在以下几个方面。(1)引起金属腐蚀及加快腐蚀速度。(2)使非金属材料性能变坏、失效。(3)水是一种极性介质,能够改变电气元件的参数。第一章 电子
25、产品的工作环境和可靠性要求512-1 电子产品的防潮、防腐和防老化1.潮湿的危害性(4)在一定的温度条件下,潮湿有利于霉菌的生长和繁殖,使非金属材料腐烂。(5)当温度升高或空气中含有杂质(如灰尘、电解质等)时,潮湿的影响和危害将加剧。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求522-1 电子产品的防潮、防腐和防老化2.潮湿的防护措施潮湿的防护措施有很多,常用的有以下几种。(1)合理选用材料。(2)憎水处理。(3)浸渍。(4)灌封。(5)密封。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求532-1 电子产品的防潮、防腐和防老化3.各种防潮措施的适用范围憎水处理只能作为辅助性的防潮手段,它多用来作为其他防潮
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