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

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、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、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）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 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）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处理后的辅助处理，以进一步加强其防潮性能。浸渍主要用于绕线产品，如变压器绕组、电感线圈等。灌封多适用于小型的单元、部件及元器件，如小型变压器、密封插头、固体电路、微膜组件及集成电路等。密封主要用于恶劣的气候条件，如水下、高空用的无线电设备和野外用携带式无线电设备等。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求542-1 电子产品的防潮、防腐和防老化二、盐雾和霉菌的防护1.盐雾的防护（1）盐雾的形成。（2）盐雾的危害。（3）盐雾的防护措施1）进行电镀加工时，应严格执行电镀工艺，保证镀层厚度，并选择适当的镀层种类。2）采用密封机壳或机罩，使设备与盐雾环境隔开。3）对关键元器件进行灌封或增加其他密封措施。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求552-1 电子产品的防潮、防腐和防老化2.霉菌的防护（1）霉菌的形成。霉菌是指生长在营养基质上而形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的真菌。（2）霉菌的危害。霉菌对电子产品的危害主要表现在以下几个方面。1）由于霉菌在生长和繁殖过程中从有机物材料中摄取营养成分，从而使材料结构发生破坏、强度降低及物理性能变坏。2）霉菌在新陈代谢过程中分泌出二氧化碳及其他酸性物质，引起金属腐蚀和绝缘材料的性能恶化。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求562-1 电子产品的防潮、防腐和防老化2.霉菌的防护（3）霉菌的防护措施1）控制环境条件，抑制霉菌的生长。2）密封防霉。3）采用防霉剂。4）使用防霉材料。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求572-1 电子产品的防潮、防腐和防老化三、金属腐蚀的防护1.金属腐蚀对电子产品的危害金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的介质（气体或液体）进行化学反应而遭到破坏的过程。若某些金属件或结构长期暴露在大气中，受水蒸气的影响，就会在金属表面形成氧化物和盐类，这就是腐蚀。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求582-1 电子产品的防潮、防腐和防老化2.金属的防腐蚀措施（1）改变金属的内部组织结构。（2）选择耐蚀材料。（3）采用表面涂覆方法。1）金属覆盖层是用电镀或化学涂覆的方法在金属表面覆盖一层金属。2）化学覆盖层是用化学或电化学的方法在金属表面形成一层致密而稳定的金属化合物（多是金属的氧化物、磷酸盐类），以达到防腐蚀的目的。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求592-1 电子产品的防潮、防腐和防老化2.金属的防腐蚀措施3）涂料覆盖层是将有机物涂于零部件表面，其能自行起物理和化学变化，并干结成一层坚韧的薄层，使被涂表面与大气隔绝，从而起到保护和装饰的作用。（4）合理设计金属件的结构。金属件的结构设计和选材一样重要，因为大多数的腐蚀问题都能通过适当的设计来避免。1）腐蚀余量设计。2）避免接触腐蚀。3）金属件结构的合理设计第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求602-1 电子产品的防潮、防腐和防老化四、有机材料的老化现象及防老化1.有机材料的老化现象（1）热老化。（2）湿老化。（3）氧老化。（4）光老化。（5）生物老化。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求612-1 电子产品的防潮、防腐和防老化2.预防措施（1）热老化的预防。（2）湿老化的预防。（3）氧老化的预防。（4）光老化的预防。（5）生物老化的预防。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求62实训2 剖析常见电子产品的防护措施一、实训目的1.了解常见电子产品的使用环境要求。2.了解常见电子产品的防护措施。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求63实训2 剖析常见电子产品的防护措施二、实训器材一字和十字旋具各1 把，精密旋具1 套，收纳盒1 个，对讲机1 部，手机1 部。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求64实训2 剖析常见电子产品的防护措施三、实训内容1.查阅相关资料，分析并总结对讲机、手机的使用环境要求。2.拆卸对讲机、手机，观察其内部结构，分析其防护措施。3.分组讨论、总结，得出结论，并根据要求完成表的填写。对讲机、手机的使用环境要求及防护措施第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求652-2 电子产品的散热1.了解热传导、热对流、热辐射的概念及相应的增强散热的措施。2.掌握电子产品自然散热及散热的主要措施。3.掌握功率晶体管的散热原理及散热器的类型。4.掌握电子产品的强迫散热方式。学习目标第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求662-2 电子产品的散热一、热的传导方式二、电子产品自然散热及散热的主要措施三、功率晶体管的散热及散热器的类型四、电子产品的强迫散热方式第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求672-2 电子产品的散热一、热的传导方式1.热传导的概念及增强热传导散热的措施热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象称为热传导。增强热传导散热的措施主要有以下几个方面。（1）在考虑综合因素的前提下，选用导热系数较大的材料制造导热零件。（2）尽量缩短热传导路径，热传导路径中不应有绝热或隔热材料。（3）增大热传导零件间的接触面积，也可在两接触面间涂硅脂或垫入软金属箔，如铟片、铜箔等。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求682-2 电子产品的散热2.热对流的概念及增强热对流散热的措施热对流是液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。增强热对流散热的措施主要有以下几个方面。（1）尽量增大温差，即尽量降低周围对流介质的温度。（2）加大与对流介质的接触面积，如将散热器做成肋片、直尾形、叉指形。（3）增大周围介质的流动速度，以带走更多的热量。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求692-2 电子产品的散热3.热辐射的概念及增强热辐射散热的措施物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式称为热辐射。增强热辐射散热的措施主要有以下几个方面。（1）发热物体表面越粗糙，热辐射的能力越强。一般常将发热元件的外壳涂上有色漆，散热片表面涂粗糙的黑色漆或有色漆。（2）加大辐射体的表面积。（3）加大辐射体与周围环境的温差，即周围介质温度越低越好。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求702-2 电子产品的散热二、电子产品自然散热及散热的主要措施1.自然散热的要点自然散热是指不用外部冷却手段而利用发热元件、器件或整机与环境之间的热传导、热对流及热辐射进行散热。自然散热是一种最简便的散热形式，其散热的途径有以下两种。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求712-2 电子产品的散热1.自然散热的要点（1）对于封闭式机箱，其内部的热量散发途径如图1所示。（2）对于敞开式机箱，其内部的热量散发途径如图2所示。1-封闭式机箱内部的热量散发途径2-敞开式机箱内部的热量散发途径第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求722-2 电子产品的散热2.机壳的散热设计电子产品的机壳是接受设备内部热量并通过它将热量散发到周围环境的一个重要热传导部件。在机壳热设计中应考虑以下问题。（1）增加机壳内外表面的黑度，提高机壳的热辐射能力。（2）选择导热性能好的材料做机壳。（3）增加换热表面积。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求732-2 电子产品的散热2.机壳的散热设计（4）在机壳上合理地开通风孔，可以加强气流的对流换热作用。常用通风孔的结构形式如图所示。常用通风孔的结构形式第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求742-2 电子产品的散热3.电子产品内部的自然散热（1）电子元器件的散热1）电阻和小功率的电感、电容、二极管。一般情况下，它们是通过引线的传导和本身的热对流、热辐射散热的，如图所示。2）变压器。3）晶体管。电阻等元件的一般散热途径第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求752-2 电子产品的散热3.电子产品内部的自然散热4）集成电路。集成电路的散热结构如图所示。成电路的散热结构第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求762-2 电子产品的散热3.电子产品内部的自然散热（2）电子产品内部元器件的合理布置1）为了增强热对流散热，各元器件、结构件之间应保持一定的距离，以利于空气流动。2）在印制电路板上安装元器件时，应将发热量大的元器件和不耐热的元器件置于容易降温之处。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求772-2 电子产品的散热3.电子产品内部的自然散热3）对热敏感的元件，在结构上可采取“热屏蔽”的方法解决，即采取措施切断热传播的通道，使设备内部某部分的热量不能传到另一部分，形成热区和冷区（图），从而对热敏元件进行有效的保护。4）添加某些与电路原理无关的零部件。“热屏蔽”形成的热区和冷区第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求782-2 电子产品的散热3.电子产品内部的自然散热（3）设备内部印制电路板的合理放置（4）机箱内结构件的合理布置1）合理设计进/出风口的位置，尽量增大进/出风口的距离和它们的高度差，增强自然对流散热。例如，图所示。2）对于大面积的元器件，应特别注意其放置位置，如机箱底的底板、隔热板、屏蔽板等。进/出风口位置不当第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求792-2 电子产品的散热三、功率晶体管的散热及散热器的类型1.功率晶体管的散热原理功率晶体管（以下简称为晶体管）在工作时，直流电源功耗有一部分要消耗在管子上，这就是集电极功耗PC。它们产生的热量一方面使结温升高，一方面又经过管壳向四周发散，在一定的环境温度Ta 和晶体管散热能力下，集电极功耗PC 决定了晶体管结温度Tj 的高低。晶体管在使用时，如果长时间超过最大允许集电极功耗PCM，晶体管结温度将超过最大允许结温度TjM，就会缩短晶体管的使用寿命，甚至有烧坏的危险。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求802-2 电子产品的散热2.散热器的类型散热器的类型很多，目前，在电子产品中常用的散热器有平板式、铝型材式、叉指形、星形、针形等，如图所示。散热器的类型a）平板式 b）铝型材式 c）叉指形 d）星形 e）针形第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求812-2 电子产品的散热2.散热器的类型（1）平板式散热器是最简单的一种散热器，它由厚1.53 mm 的金属薄板制成，一般多为正方形或长方形的铝板或铝合金板。（2）铝型材（平行筋片）式散热器在功率损耗较大时具有较小的热阻，因而其散热能力强，一般用作大、中功率晶体管的散热器。（3）叉指形散热器制作工艺简单，结构形式多样，可作为大、中功率晶体管的散热器。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求822-2 电子产品的散热2.散热器的类型（4）星形散热器的热对流和热辐射作用较好，适用于柱状元件的散热。安装时应使其内孔与散热元件良好接触，尽量降低接触热阻。（5）针形散热器是一种新型散热器，它是在金属平板上均布圆柱形或圆锥形针柱的散热器，针柱使得散热面积增大，大大增强了其散热能力，而且使用起来十分方便。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求832-2 电子产品的散热四、电子产品的强迫散热方式1.强迫风冷强迫风冷是利用风机进行抽风或鼓风，加速设备内部气流的速度，以达到散热的目的。其基本形式有抽风冷却和鼓风冷却两种。（1）单个元件的强迫风冷。如图所示。单个元件的强迫风冷第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求842-2 电子产品的散热1.强迫风冷（2）整机的抽风冷却。抽风冷却分为有风管和无风管两种形式。1）有风管的抽风系统。2）无风管的抽风系统。（3）整机的鼓风冷却。鼓风冷却也分为有风管和无风管两种形式，结构和抽风冷却系统基本相同，只是鼓风机安装在机柜下部。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求852-2 电子产品的散热2.液体冷却由于液体的导热系数及比热容均比空气大，与强迫风冷相比，液体冷却可以大大减小各有关换热环节的热阻，提高冷却效率，因此，用它作为散热介质的效果比用空气要好。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求86实训3 剖析功放电路的散热措施一、实训目的1.能分析功放电路中各个元器件的散热措施。2.了解功放电路中散热器的选用类型。3.了解功放电路的整体散热布局。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求87实训3 剖析功放电路的散热措施二、实训器材一字和十字旋具各1 把，精密旋具1 套，收纳盒1 个，音响功放1 台（A81C 精品功放）。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求88实训3 剖析功放电路的散热措施三、实训内容1.通过上网或其他渠道收集A81C 功放的相关资料，总结A81C 功放的性能特点。2.打开功放外壳，观察其内部结构，分析其整体散热措施及各个元器件的具体散热方法，识别散热器的类型。3.根据要求完成表的填写。A81C 功放分析表第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求892-3 电子产品的防振与缓冲1.了解机械作用的分类。2.了解振动与冲击对电子产品的危害。3.了解隔振、隔冲的基本原理。4.了解减振器的类型、选用原则及布置。5.掌握电子产品防振和缓冲的一般措施。学习目标第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求902-3 电子产品的防振与缓冲一、机械作用的分类二、振动与冲击对电子产品的危害三、隔振与隔冲四、减振器的类型、选用原则及布置五、电子产品防振和缓冲的一般措施第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求912-3 电子产品的防振与缓冲一、机械作用的分类1.周期性振动周期性振动是指机械力的周期性运动对设备产生的振动干扰，并使设备做周期性往复运动。表征周期性振动的主要参数有振动幅度和振动频率。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求922-3 电子产品的防振与缓冲2.非周期性干扰非周期性干扰是指机械力在做非周期性扰动时对设备的作用。其特点是作用时间短暂，但加速度很大。根据对设备作用的频繁程度和强度大小，非周期性扰动力可以分为碰撞和冲击两类。（1）碰撞。碰撞是设备或元器件在运输和使用过程中经常遇到的一种冲击力。（2）冲击。冲击是设备或元器件在运输和使用过程中遇到的非经常性、非重复性的冲击力。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求932-3 电子产品的防振与缓冲3.离心加速度离心加速度是指运载工具做非直线运动时设备受到的加速度。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求942-3 电子产品的防振与缓冲4.随机振动随机振动是指机械力的无规则运动对设备产生的振动干扰。随机振动在数学分析上不能用确切的函数来表示，只能用概率和统计的方法来描述其规律。随机振动主要是由外力的随机性引起的。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求952-3 电子产品的防振与缓冲二、振动与冲击对电子产品的危害机械作用力会对电子产品造成影响，其中危害最大的是振动与冲击，如果结构设计不当，就会使电子产品损坏或无法工作。振动与冲击造成的破坏主要有两种形式，一种是强度破坏，设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏，或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏；另一种是疲劳破坏，振动或冲击引起的应力虽远低于材料的极限强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳强度，使材料发生疲劳损坏。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求962-3 电子产品的防振与缓冲二、振动与冲击对电子产品的危害振动和冲击对电子产品造成的危害具体表现在以下几个方面。（1）没有附加锁紧装置的插接装置会从插座中弹出来，并碰撞其他元器件而造成破坏。（2）电真空器件的电极变形、短路、折断，或者由于各电极做过多的相对运动而产生噪声，使其不能正常工作。（3）振动使弹性元件产生变形，使具有触点的元件（电位器、波段开关、插头、插座等）接触不良或开路。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求972-3 电子产品的防振与缓冲二、振动与冲击对电子产品的危害（4）指示灯忽亮忽暗，仪表指针不断抖动（或指针脱落），使观察人员读数不准，并易产生视觉疲劳。（5）当零部件的固有频率和激振频率相同时，会产生共振现象。例如，可变电容器极片共振时，会使电容量发生周期性变化等。（6）安装导线变形和移位，使其相对位置改变，引起电感量和分布电容发生变化，从而使电感和电容的耦合发生变化。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求982-3 电子产品的防振与缓冲二、振动与冲击对电子产品的危害（7）机壳和安装基础变形，脆性材料（如玻璃、陶瓷、胶木、聚苯乙烯）断裂。（8）防潮和密封措施受到破坏。（9）锡焊和熔焊处断开，焊锡屑掉落在电路中间造成短路故障。（10）螺钉、螺母松开甚至脱落，并撞击其他零部件，造成短路和破坏。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求992-3 电子产品的防振与缓冲三、隔振与隔冲1.隔振（1）振动系统的组成。机械振动是指物体受交变力的作用，在某一位置附近做往复运动。图所示为一个振动系统。振动系统第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求1002-3 电子产品的防振与缓冲1.隔振（2）隔振原理。隔振就是通过在设备或元器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界之间的机械振动传递。1）主动隔振。2）被动隔振。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求1012-3 电子产品的防振与缓冲2.隔冲冲击是一种急剧的瞬间作用。例如，飞机的起飞和着陆，火车、汽车的启动与停车，物体的起吊与跌落等都能产生较大的冲击。在冲击发生时，虽然时间相当短，但作用十分强烈。冲击作用下，电子产品的零部件的冲击应力超过其最大允许值时将导致设备损坏，有时也会因多次冲击作用形成疲劳积累，使设备发生疲劳损坏。因此，对冲击的作用也必须进行隔离。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求1022-3 电子产品的防振与缓冲四、减振器的类型、选用原则及布置1.减振器的类型减振器的作用是隔离或减小振动和冲击对设备及元件的影响，通过其材料、结构的特点，吸收振动、冲击的能量并缓慢地释放，以达到减振和缓冲的目的。电子产品中用到的减振器种类很多，这里仅介绍近年来在电子产品中使用较普遍的橡胶-金属减振器、金属弹簧减振器以及阻尼隔振材料。第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求1032-3 电子产品的防振与缓冲1.减振器的类型（1）橡胶-金属减振器。橡胶-金属减振器如图所示。橡胶-金属减振器第一章 电子产品的工作环境和可靠性要求1042-3 电子产品的防振与缓冲1.减振器的类型（2）金属弹簧减振器。金属弹簧减振器如图所示。属弹簧减振器第一章