电子产品结构与工艺培训

1、 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 主编：张修达主编：张修达参编：李小粉参编：李小粉 凌波凌波 张利张利模块一模块一 电子产品结构电子产品结构 电子产品结构工艺电子产品结构工艺项目一电子产品结构基础知识项目一电子产品结构基础知识 任务一任务一 概述概述 任务二任务二 对电子产品的要求对电子产品的要求 模块一模块一 电子产品结构电子产品结构 当前，随着电子技术的进一步发展，电子产品的功能和用途也在不断的发生变化，而电子产品性能指标的实现，要通过具体的结构体现出来，结构设计已经成为电子产品设计的重要内容之一，本项目主要介绍电子产品结构的基础知识，通过日常生活中常见的电子产品的结构入手，总结电子产品

2、的特点以及对电子产品的具体要求。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 任务一任务一 概概 述述知识知识1 1电子产品结构工艺的发展电子产品结构工艺的发展 20世纪20年代 真空二、三极管出现电子管为中心无线电收音机出现产品的强度和电磁屏敝的问题十分突出20世纪30年代外壳采用金属材料简易机箱出现采用手动调谐机构体积和重量都很大20世纪40年代电视机、雷达问世树立起结构树的概念密封外壳出现，防止气候的影响减震器出现，防止机械震动的影响20世纪50年代晶体管的出现单、双层印制电路板、同轴电缆、微带传输线开始应用集成电路、微型组件产生中小规模和中规模单元块结构出现20世纪60年代电子元器件飞速发展80

3、年代大规模集成电路、超大规模集成电路出现微电子设备日趋完善电子设备向固体化、小型化、高可靠性和多功能等方向发展 电子产品结构工艺电子产品结构工艺1设备组成复杂，元器件组装密度大 2设备使用范围广，工作环境复杂。 3设备可靠性要求高，寿命长 4设备要求精度高，多功能和自动化。 知识知识2 2现代电子产品的特点现代电子产品的特点 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 实训实训 体验电子产品的结构特点体验电子产品的结构特点 一、实训目的一、实训目的了解分立元件的结构特点、了解微型化产品的结构特点。了解分立元件的结构特点、了解微型化产品的结构特点。二、实训所需器材及设备二、实训所需器材及设备1.1.工具工

4、具 ：小螺丝刀、：小螺丝刀、MF-47MF-47型万用表、放大镜型万用表、放大镜2.2.设备：超外差式半导体收音机设备：超外差式半导体收音机 Z80Z80手机（可根据条件选用数量）手机（可根据条件选用数量）三、实训步骤及工艺要点三、实训步骤及工艺要点1.1.拆解超外差式半导体，观察其结构。拆解超外差式半导体，观察其结构。 2.2.拆解诺基亚拆解诺基亚Z80Z80手机，观察其结构。手机，观察其结构。3.3.用肉眼或放大镜观察分立元件或贴片元件，注意其区别。用肉眼或放大镜观察分立元件或贴片元件，注意其区别。4.4.用万用表测量部分元件的阻值。用万用表测量部分元件的阻值。5.5.对比两种电子产品的结

5、构特点，得出结论。对比两种电子产品的结构特点，得出结论。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺任务二任务二对电子产品的要求对电子产品的要求 电子设备在使用、运输中要遇到各种因素的影响，这些因素可能会加速或电子设备在使用、运输中要遇到各种因素的影响，这些因素可能会加速或造成设备的损坏，这些因素主要包括工作环境、使用环境等，在设计和制造电子造成设备的损坏，这些因素主要包括工作环境、使用环境等，在设计和制造电子产品时，要充分考虑这些不利因素的影响，采用合理的防护手段，把不利因素的产品时，要充分考虑这些不利因素的影响，采用合理的防护手段，把不利因素的危害降低到最低。危害降低到最低。知识知识1 1工作环境对

6、电子设备的要求工作环境对电子设备的要求 一、气候条件对电子设备的要求一、气候条件对电子设备的要求 气候环境条件对电子设备安全性能产生影响的因素主要包括：高温、低温、气候环境条件对电子设备安全性能产生影响的因素主要包括：高温、低温、湿热、太阳辐射、雨雪、盐雾等等湿热、太阳辐射、雨雪、盐雾等等 。 二、机械条件对电子设备的要求二、机械条件对电子设备的要求 机械环境主要是指电子设备在出厂后经过运输、搬运和使用过程中所承受机械环境主要是指电子设备在出厂后经过运输、搬运和使用过程中所承受的机械振动、冲击等机械作用，机械作用会使电子设备的紧固件松脱、机械部件的机械振动、冲击等机械作用，机械作用会使电子设备

7、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。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。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 为了减少这种机械环境的影响，可以对电子设备进行有效的振动与冲击方为了减少这种机械环境的影响，可以对电子设备进行有效的振动与冲击方面的防护设计，保证电子设备的可靠运行。其基本方法有两种：一是采用隔离面的防护设计，保证电子设备的可靠运行。其基本方法有两种：一是采用隔离措施，利用减振装置把设备保护起来或把振动源隔离开；二是选用合适的材料措施，利用减振装置把设备保护起来或把振动源隔离开；二是选用合适的材料和合理的安装技

8、术，使设备正常工作时，足以耐受冲击或振动。和合理的安装技术，使设备正常工作时，足以耐受冲击或振动。 三、电磁环境对电子设备的要求三、电磁环境对电子设备的要求 现代家庭内部的电磁环境现代家庭内部的电磁环境 为保证电子设备能够在电磁干扰的环境中正常工作，必须提高电子设备为保证电子设备能够在电磁干扰的环境中正常工作，必须提高电子设备的电磁兼容能力，通常采取的电磁兼容设计的有效措施为接地、屏蔽和滤波的电磁兼容能力，通常采取的电磁兼容设计的有效措施为接地、屏蔽和滤波 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识2 2使用方面对电子设备的要求使用方面对电子设备的要求 电子设备的生产设计是基于使用的，因此应充分

9、考虑使用方面对设备的电子设备的生产设计是基于使用的，因此应充分考虑使用方面对设备的要求，主要应考虑体积重量及操作维修方面的各项要求。要求，主要应考虑体积重量及操作维修方面的各项要求。一、体积与重量方面的要求一、体积与重量方面的要求二、操作维修要求二、操作维修要求 1 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。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 2设备运行安全可靠，有良好的保护功能，设备运行安全可靠，有良好的保护功能， 3 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，便于维修，在设备发生故障时，便于打开或快速更换零部件， 4 4元器件

10、的组装密度不宜过大，设备的体积填充系数应尽可能取低一些，元器件的组装密度不宜过大，设备的体积填充系数应尽可能取低一些，保保 证元器件有足够的空间，便于装拆与维修。证元器件有足够的空间，便于装拆与维修。 5 5设备应有过载保护，危险处应有明显的警示标志。设备应有过载保护，危险处应有明显的警示标志。 6 6设备最好具备检测装置和故障预报装置，能使操纵者尽早发现故障或预设备最好具备检测装置和故障预报装置，能使操纵者尽早发现故障或预测测 失效元件，及时维修，缩短维修时间并防止大故障的出现。失效元件，及时维修，缩短维修时间并防止大故障的出现。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 知识知识3 3生产方面对电

11、子设备的要求生产方面对电子设备的要求一、生产条件对电子设备的要求一、生产条件对电子设备的要求 电子设备在研制完成之后就要投入生产电子设备在研制完成之后就要投入生产, ,生产厂商的设备情况、技术水生产厂商的设备情况、技术水平、工艺水平、生产能力、生产管理水平等因素都属于生产条件，电子产品平、工艺水平、生产能力、生产管理水平等因素都属于生产条件，电子产品如果能顺利的投产，并生产出优质产品，必须满足生产条件对它的要求。如果能顺利的投产，并生产出优质产品，必须满足生产条件对它的要求。二、经济性对电子产品的要求二、经济性对电子产品的要求 1 1研究和分析产品的技术条件、设计参数、性能和使用条件，制定正研

12、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。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 2由产量确定产品结构形式和生产类型。产量的大小决定着生产批由产量确定产品结构形式和生产类型。产量的大小决定着生产批量的规模，进而影响生产方式类型。量的规模，进而影响生产方式类型。 3 3在保证产品性能的条件下，按最经济的生产方式设计零部件，在在保证产品性能的条件下，按最经济的生产方式设计零部件，在满足产品技术要求的条件下，选用最经济的合理的原材料和元器件，以降低满足产品技术要求的条件下，选用最经济的合理的原材料和元

13、器件，以降低产品的成本。产品的成本。 4 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。能，降低设备的维修和使用费用。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 实训实训 分析常用家电产品的工作环境、使用要求分析常用家电产品的工作环境、使用要求一、实训目的一、实训目的1 1了解常用家电产品的工作环境。了解常用家电产品的工作环境。2 2了解常用家电产品的使用要求及使用方法。了解常用家电产品的使用要求及使用方法。二、实训内容二、实训内容1. 1. 分析家电产品的工作环境。分析家电产品的工作环境。2. 2. 分

14、析常用家电产品的使用要求及使用方法。分析常用家电产品的使用要求及使用方法。三、实训方法及步骤三、实训方法及步骤1 1分组上网收集常用家电产品的工作环境，每组至少收集一种，并整理分组上网收集常用家电产品的工作环境，每组至少收集一种，并整理出来。出来。2 2分组收集家里的电子产品使用说明书，并整理出来。分组收集家里的电子产品使用说明书，并整理出来。3 3每位组长拿出结论，课上进行讨论，达到资源共享每位组长拿出结论，课上进行讨论，达到资源共享 电子产品结构工艺电子产品结构工艺一、实训目的一、实训目的1.1.进一步掌握现代电子设备的结构特点进一步掌握现代电子设备的结构特点2.2.进一步了解电子设备的使

15、用要求进一步了解电子设备的使用要求二、实训内容。二、实训内容。1. 1. 剖析家用洗衣机的结构。剖析家用洗衣机的结构。2. 2. 分析总结家用洗衣机的使用要求。分析总结家用洗衣机的使用要求。3. 3. 分析对比各种型号洗衣机的结构。分析对比各种型号洗衣机的结构。三、实训步骤及工艺要点三、实训步骤及工艺要点1.1.每位学生剖析洗衣机结构及使用要求。每位学生剖析洗衣机结构及使用要求。2.2.上网收集关于各种型号洗衣机的相关材料上网收集关于各种型号洗衣机的相关材料3.3.组长总结，并在课上汇报，达到资源共享。组长总结，并在课上汇报，达到资源共享。 综合实训综合实训 剖析洗衣机的结构及使用要求剖析洗衣

16、机的结构及使用要求 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 设计与制造电子设备是基于使用的，因此应充分考虑电子设备的电气性能、使用环境以及在生产、运输、维修等方面的要求，本项目介绍了的电子产品结构的发展过程，使学生初步了解电子产品结构工艺的发展阶段。通过实训，让学生体验现代电子产品的结构特点及工作环境、使用方面、生产方面对电子产品的具体要求。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺项目二电子产品的整机结构项目二电子产品的整机结构 任务一电子产品的结构分析任务一电子产品的结构分析任务二电子产品结构的微型化任务二电子产品结构的微型化 现代社会的飞速发展，使得电子产品在各行各业得到日益广泛的应用，已经进入了每一

17、个家庭的日常生活。电子产品的种类也越来越丰富，它既包括用于工业生产的大型设备、仪器，又也招人们熟悉的各种消费类家用电器。虽然应用领域不同，复杂程度片异，工作原理更是干差万别，但作为工业产品，它们中的大多数是机电合一的整机结构，制造过程要涉及多学科、多工种的工艺技术。本项目将简要介绍电子产品的整机结构和电子产品结构的微型化。 模块一模块一 电子产品结构电子产品结构 电子产品结构工艺电子产品结构工艺任务一任务一电子产品的结构分析电子产品的结构分析知识知识1 1机箱机箱 1立式机箱 立式机箱常见有立柜式和琴柜式两种，如图1-2-2所示。这两种机箱均适用于体积、外形较大的设备。（a）立柜式 （b）琴柜

18、式立式机箱 电子产品结构工艺电子产品结构工艺2台式机箱台式机箱适合于放置在工作台上操作使用的电子产品，如各种电子仪器、实验设备，台式计算机等。台式机箱可分为标准机箱和专用机箱。 (a)塑料机箱(b)铝型材机箱通用台式机箱 电子产品结构工艺电子产品结构工艺3壁挂式机箱壁挂式机箱通常也是矩形六面体的形式，适合安装在垂直的平面上，有悬挂式和支架式两种安装方式。 4便携式机箱那些元器件数量少或体积小巧、需要经常移动的电子产品，通常以做成便携式外壳。 几种常见的便携机壳 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识2 2面板与底座面板与底座 一、面板一、面板面板是电子设备控制和显示装置的安装板，通常分面板是

19、电子设备控制和显示装置的安装板，通常分为前面板和后面板。为前面板和后面板。 （a）前面板（b）后面板台式数字万用表的面板 电子产品结构工艺电子产品结构工艺二、底座二、底座底座在电子设备中是安装、固定和支撑设备内各种电子元器件和机械零部件的基础。 1底座的结构根据电子产品的需要，底座可分为整体式和组合式。(a)整体式(b)组合式图1-2-6 底座的结构 电子产品结构工艺电子产品结构工艺2底座的材料与加工方法根据底座的取材与加工方法可分为冲压底座、铸造底座、塑料底座。 底座的分类及特点材料加工方法优点缺点冲压底座金属薄板落料，冲孔压弯重量轻，成本低适宜批量生产结构不能太复杂，承重能力不大，精度一般

20、铸造底座铝合金压铸、金属模铸造、精密铸造机械强度高，刚度好，精度好重量大，生产成本高塑料底座工程塑料注模重量轻，绝缘性好 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识3 3机箱内部结构机箱内部结构一、内部结构设计的原则一、内部结构设计的原则1便于整机装配、调试、维修。2印制电路板上的元器件位置要符合机箱面板的操作要求。3印制电路板及零部件的安装位置应兼顾散热、防振及维修是否方便。二、内部连线二、内部连线电子设备内部的连线主要有印制板之间的连接、印制板与设备机箱上元件的连接及面板元件之间的连接。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺1常见的连线方式电子设备内部连接方式 电子产品结构工艺电子产品结构工艺2

21、连线注意的问题（1）连接同一部件的导线应该捆成一束，在连接端附近要有余量，避免拉得太紧。（2）导线需穿过金属孔时，孔内应有绝缘护套；线扎不得在机箱内随意跨越或交叉，沿结构件的锐边转弯时，应加装保护套管或绝缘层。（3）根据导线的载流量，选择适当规格的导线。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 实训一认识机箱实训一认识机箱一、实训目的一、实训目的1了解各种机箱的基本结构。2学会根据实际需求进行机箱的选配。二、实训所需器材及设备二、实训所需器材及设备各种不同形式，不同材料的机箱若干。三、实训内容三、实训内容1不同类型机箱的结构特点。2不同需求下的机箱选配。四、实训步骤及工艺要点四、实训步骤及工艺要点1

22、观察不同机箱的结构形式及机箱材料。2观察不同机箱的面板材料、底座材料及底座结构。3根据1，2完成表1-2-2。五五. .注意事项注意事项1观察过程中对机箱，面板的防护。2拆卸过程中注意安全。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺一、实训目的一、实训目的通过电话机的拆装，了解电话机整机结构特点及结构工艺。二、实训所需器材及设备二、实训所需器材及设备电话机一台，常用拆卸工具一套。三、实训内容三、实训内容1电话的正确拆装。2分析电话结构特点。四、实训步骤及工艺要点四、实训步骤及工艺要点1观察电话机的外部结构，并给出面板结构草图。2打开机器，将电话各部分分解，了解机壳的组成及内部结构。3重新安装，将拆开的

23、机器重新装接，恢复原样。分析在安装中出现的问题及采取的措施。五、注意事项五、注意事项1各种拆卸工具的使用安全。2拆卸过程中对机壳，面板的防护。3各种紧固件拆卸完毕后抽出机壳过程中要注意安全。实训二家用电话机拆装实训二家用电话机拆装 电子产品结构工艺电子产品结构工艺任务二任务二电子产品结构的微型化电子产品结构的微型化 知识知识1 1微型化产品结构特点微型化产品结构特点 一、电子产品结构的变化一、电子产品结构的变化从电子产品发展历史角度来看，电子产品结构的微型化是随着电子器件更新换代、组装技术的发展而不断发展的。最早在出现晶体管后，印制电路板就取代了庞大的电子管组件，而随着集成电路的产生，电子产品

24、的结构实现了真正意义上的微型化。目前，纳米技术也在电子技术领域得到飞速发展。IBM的研究人员在一个分子(由碳原子组成的管形分子）内已经能建成逻辑电路，大小只有一根头发直径的十万分之一。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 二、电子产品微型化结构的主要特点二、电子产品微型化结构的主要特点微型化结构是由于集成电路生产的完善，以及新型结构工艺方案的拟制而产生的结果，其特点如下:（1）电阻器、电容器、导线大都是在介质衬底表面上制成薄膜形式;二、三极管则是在半导体衬底的表面层上制成扩散形式。（2）把很多组件结合(集成)到一块衬底上，结果便得到结构上完整的功能部件，但难以满足电磁兼容性和热兼容性的要求，也难

25、以使产品有高的成品率。（3）使用小型分立组件、接头、滤波组件、匹配组件、指示元件、转接元件等。（4）采用新的特殊方法来保证对热和机械力及潮湿进行防护。（5）设备的尺寸在很大程度上取决于指示元件。（6）材料用量少。（7）在大批量生产时成本有可能很低。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识2 2微型化产品结构剖析微型化产品结构剖析 一、一、MP3MP3的整机结构的整机结构MP3的外部结构 电子产品结构工艺电子产品结构工艺MP3播放器的内部结构 电子产品结构工艺电子产品结构工艺MP3播放器电路板的结构 电子产品结构工艺电子产品结构工艺二、手机的整机结构二、手机的整机结构 手机的外形结构 电子产品

26、结构工艺电子产品结构工艺手机结构分解图 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 实训微型收音机的拆装实训微型收音机的拆装 一、实训目的一、实训目的通过对微型收音机的拆装，熟悉微型化电子产品的结构特点及组装特点。二、实训所需器材及设备二、实训所需器材及设备微型收音机一台，常用拆装工具一套。三、实训内容三、实训内容1微型收音机的正确拆装。2微型收音机结构特点及组装特点分析。四、实训步骤及工艺要点四、实训步骤及工艺要点1观察收音机的结构及固定螺丝的位置，利用旋具取下固定螺丝。2将外壳有卡口的地方分开，抽取外壳，观察外壳结构。3拔下与机壳相连的插接件，观察收音机内部结构。4将拆解完的收音机重新进行组装复原。

27、五、注意事项五、注意事项1拆卸前要消除身上的静电，注意工具的正确使用。2拆卸过程中对机壳，面板进行保护。3重新组装时要注意规范，不得损坏零部件。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 综合实训诺基亚综合实训诺基亚11101110手机的拆装手机的拆装 一、实训目的一、实训目的通过对诺基亚1110手机的拆装，熟悉较复杂微型化电子产品的结构特点及组装特点。二、实训所需器材及设备二、实训所需器材及设备诺基亚1110手机一台，常用手机拆装工具一套。三、实训内容三、实训内容1诺基亚1110手机正确拆装。2诺基亚1110手机结构特点及组装特点分析。四、实训步骤及工艺要点四、实训步骤及工艺要点1观察诺基亚1110

28、手机的结构，打开后盖，取出电池。2将前盖壳有卡口的地方分开，抽取前盖，观察前盖的结构。3观察前面板六个固定螺丝的位置，利用小六角旋开螺丝，取下主机板。4观察主机板及相关接口结构。5按与拆机相反的步骤将诺基亚1110手机各部件组装复原。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺五、注意事项五、注意事项1拆卸前要消除身上的静电，注意工具的正确使用。2拆卸过程中对机壳，面板进行保护。3重新组装时要注意规范，不得损坏零部件。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺电子产品的结构直接关系到产品的功能体现、可靠性、可维修性和实用美观并影响用户的心理状态。本项目通过对电子产品结构的分析及电子产品结构微型化特点的介绍，使学

29、生了解电子产品结构的基本要求和电子产品结构微型化发展过程及特点。通过实训，让学生对电子产品的结构有较深刻的认识，掌握典型电子产品的拆装技能。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺项目三电子产品的可靠性与防护项目三电子产品的可靠性与防护任务一任务一 产品的可靠性产品的可靠性 任务二任务二 电子产品的气候因素的防护电子产品的气候因素的防护任务三任务三 电子产品的散热及防护电子产品的散热及防护 任务四电子设备的减振与缓冲任务四电子设备的减振与缓冲任务五电磁干扰的屏蔽任务五电磁干扰的屏蔽 模块一模块一 电子产品结构电子产品结构 随着科学技术的高速发展，电子设计、自动控制设备等越来越复杂，所包含的元器件越来

30、越多，要保证这些设备正常使用越来越困难。这就促使人们去研究如何保持产品功能而不致失效的种种问题，并逐步形成了可靠性研究的科学体系。 本项目从电子产品的可靠性、气候因素的防护、电子设备的散热设计、减振与缓冲、电磁干扰的防护等几方面介绍了电子产品的结构工艺方法。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识1 1可靠性的概述可靠性的概述 一、可靠性的概念一、可靠性的概念 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。包括三层含义： 1.产品的可靠性是以“规定的条件”为前提的。所谓“规定的条件”是指在规定的时间内产品使用时的应力条件及完成规定任务所规定的时间。规定条件不同，产品的可靠性不

31、同。 2.产品的可靠性与“规定的时间”密切相关。一般说来，产品经过一个老化时间后，有一个较长时间的稳定使用期，以后，随着时间的推移，稳定性逐渐下降，可靠性降低。时间越长，可靠性越低。 3.产品的可靠性是用完成“规定功能”来衡量的。产品只有完成规定的全部功能，才被认为是可靠的。 任务一任务一 产品的可靠性产品的可靠性 电子产品结构工艺电子产品结构工艺二、可靠性的主要指标二、可靠性的主要指标 1.可靠度R(t):可靠度是指产品在规定条件下、规定时间内完成规定功能的概率。 2.故障率F(t):故障率是指产品在规定的条件下和规定的时间内，失去规定功能 的概率。 3.失效率(t):失效率是指产品在规定的

32、使用条件下使用到时刻t后，产品失效 的概率。 4.平均寿命t:平均寿命是指产品正常工作的平均时间。 5.均维修时间MTTR:均维修时间是指产品从发现故障到恢复规定功能所需要的时间。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺一、简化设计方案一、简化设计方案知识知识2 2电子产品可靠性的设计原则电子产品可靠性的设计原则1.产品结构和电路应尽量简便。 2.尽量选用成熟的结构和典型的电路。 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。 具体做到以下几点： 二、注意可靠性与经济性的关系二、注意可靠性与经济性的关系 在可靠性设计时，合理地确定可靠

33、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。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺三、元器件的可靠性与产品的可靠性三、元器件的可靠性与产品的可靠性 1.元器件的可靠性典型普通元器件失效曲线a .普通电子元器件的失效规律 元器件的失效规律 电子产品结构工艺电子产品结构工艺早期失效期早期失效期 偶然失效期偶然失效期 耗损失效期特性耗损失效期特性 阶段项目 早期失效期偶然失效期耗损失效期定义 由于设计、制造上的缺陷而发生的失效叫早期失效，对应的失效期叫早期失效期 对早期失效经过修正设计、改进

34、工艺、老化元器件、以及整机试验后，产品进入稳定的偶然失效期。也称随机失效期 经过偶然失效期后，产品由于器件耗损、整机老化以及维护等原因产品进入耗损失效期 特点 失效率高，随元件的工作时间的增加而失效率迅速降低失效率很稳定，而且较低。是一个常数，不随时间的变化而变化。失效率迅速上升，产品报废。使用要求 通过对原材料和生产工艺加强检验、质量控制和对元器件进行筛选老化，可以大大降低早期失效率。 电子设备的所有元器件和组件都应工作在这一时期。它是元器件的使用寿命 电子产品的所有元件及器件都不应工作在这一时期。否则会带来很多隐患 电子产品结构工艺电子产品结构工艺b.半导体器件的失效规律与普通电子元器件失

35、效规律的比较 阶段 名称 早期失效期 偶然失效期 耗损失效期 普通电子元器件 有（二者相同） 有（失效率为一常数） 有 半导体器件 有（二者相同） 有（失效率近似为一常数） 没有 元器件可靠性的表示 一般元器件的可靠性通常用失效率表示，元器件工作在偶然失效期，其失效率为常数 。其可靠度为:( )tRte 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 使用条件与元器件可靠性的关系 使用条件包括工作环境条件和负荷条件,元器件所处的工作环境越恶劣，负荷越大其可靠性越低，失效率越高。2.2.产品的可靠性产品的可靠性四、可靠性与可维修性四、可靠性与可维修性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。

36、五、加工工艺的可靠性五、加工工艺的可靠性元器件是组成产品的最小单元，所以元器件的可靠性直接影响着产品的可靠性，产品可靠性的提高，要着重提高基础件(或子系统)的可靠性。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺六、新技术的合理使用六、新技术的合理使用要提高电子产品的可靠性： 应不断采用新的可靠性设计技术。 如采用新电路，应注意标准化。 采用新技术要充分注意继承性。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识3 3提高电子产品可靠性的途径提高电子产品可靠性的途径1.1.选用元器件应遵循以下原则：选用元器件应遵循以下原则： （1）综合考虑电性能指标和使用条件，使用条件不得超过元器件参数和环境条 件，并留有余量

37、。 （2）在满足产品功能的前提下，尽可能的压缩元器件的品种和数量，提高复用率。 （3）组成电子产品的所有元器件在组装之前都要按不同要求进行可靠性筛选。 （4）对于同类元器件，择优选用，并注意积累元器件在使用中的性能与可靠性方 面的依据，作为以后选用的重要依据。2.2.电子元器件的合理使用电子元器件的合理使用 降额使用就是元器件在低于其额定值的应力条件下工作。即元器件的额定参数高于实际参数。 一、元器件的合理选用与使用一、元器件的合理选用与使用 电子产品结构工艺电子产品结构工艺二、电子产品的合理设计二、电子产品的合理设计三、提高电子产品工作和使用的可靠性三、提高电子产品工作和使用的可靠性1.进行

38、环境影响因素试验 （1）稳定性试验 （2）综合性试验 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.合理储存与保管。6.正确使用。7.定期检查与维修。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 实训实训 同类型不同厂商电子产品可靠性的比较同类型不同厂商电子产品可靠性的比较 一、实训目的一、实训目的 1.了解同类型不同厂商电子产品的工作特性。 2.根据电子产品可靠性的设计原则及提高电子产品可靠性的途径对它们的可靠 性进行比较、总结。 二、实训所需工具及器材二、实训所需工具及器材 一字形、十字形大、小螺丝刀；精密螺丝刀；收纳盒；MF47型

39、万用表；生 活中常用的同类型不同厂商的手机三部；往届学生组装的不同型号小型半导体 收音机三个 三、实训内容三、实训内容 1.同类型不同厂商电子产品的工作特性。 2.同类型不同厂商电子产品的可靠性的比较。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺四、实训步骤及工艺要点四、实训步骤及工艺要点 1.通过生活经验和现场使用对三种类型产品相互之间的工作性能进行比较、总结。 2.拆解三部手机，对其内部结构组成进行比较，了解其可靠性设计的原则。 3.分别拆解三个小型半导体收音机，了解其可靠性设计的原则。 4.根据需要用万用表对部分元件进行检测。 5.分组讨论、总结，得出结论。五、实训注意事项五、实训注意事项 1.拆

40、解时要轻拿轻放，拆卸下来的组件、零部件要盛放在收纳盒里，以防丢失。 2.拆卸过程中要注意对设备的维护，防止零部件的损坏。 3.任务完成后，要把半导体收音机和手机结构恢复原样。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识1 1 潮湿的防护潮湿的防护 一、潮湿的危害一、潮湿的危害 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。 4.在一定的温度条件下，潮湿有利于霉菌的生长繁殖，引起非金属材料的腐烂。 5.当温度升高或空气中含有杂质(如灰尘、盐分等)时，潮湿的影响和危害将加剧。二、潮湿的防护措施二、潮湿的防护措施 1.合理的选用材料。

41、 2.憎水处理任务二任务二 电子产品的气候因素的防护电子产品的气候因素的防护 电子产品结构工艺电子产品结构工艺3.浸渍：浸渍是将被处理的元件或材料浸入不吸湿的绝缘漆中，经过一段时间使 绝缘漆进入元器件和零部件的毛细孔、缝隙以及结构的空隙中，从而提 高元器件和零部件的防潮湿性能。 4.灌封：灌封是用热熔状态的树脂、橡胶等将电器元件浇注封闭，形成一个与外 界完全隔绝的独立的整体。 5.密封：密封就是将零件、元件、部件或一些复杂的装置，甚至整机安装在不透 气的密封盒中，这种方法属于机械防潮。 三、各种防潮措施的适用范围三、各种防潮措施的适用范围憎水处理：多用来作为其它防潮处理后的辅助处理，以进一步加

42、强其防潮性能。浸渍：主要用于绕线产品灌封：多适用于小型的单元、部件及元器件密封：主要用于恶劣的气候条件 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识2 2盐雾和霉菌的防护盐雾和霉菌的防护一、盐雾的防护一、盐雾的防护1.盐雾的形成2.盐雾的危害盐雾的危害性主要是对金属及各种金属镀层的强烈腐蚀 3.盐雾的防护措施（1）在一般电镀的基础上进行加工，即严格电镀工艺，保证镀层厚度，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）对关键元件进行灌封或加其它密封措施 二、霉菌的防护二、霉菌的防护 1.1.霉菌的危害霉菌的危害 电子产品结构工艺电子产品结构工艺霉菌对电子设备的危害主要表

43、现为：（1）霉菌使有机材料结构发生破坏，强度降低，物理性能变坏。同时，霉菌 本身作为导体，可以造成短路，给电子设备带来更严重的后果。（2）霉菌引起金属腐蚀和绝缘材料的性能恶化。同时，霉菌还会破坏元件和 设备的外观。2.2.霉菌的防护措施霉菌的防护措施 （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 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识3 3金属腐蚀的防护金属腐蚀的防护一、金属腐蚀对电子设备的危害一、金属腐蚀对电子设备的危害 金属的腐蚀:指金属或合金跟周围接触到的介质(气体或液体)进行化学反 应而遭到破坏的过程。金属腐蚀的危害：影响到金属零件、元器件的电性

44、能、机械性能和防护性能，造 成各种开关及接触件的接触不良，机械传动系统的精度降低， 固定件的强度减弱，电磁元器件的参数改变等不良后果。同 时，腐蚀产物还有可能造成电气短路，绝缘材料漏电而降低介 质的电性能等，降低其使用寿命。此外，金属腐蚀还使得设备 维修、零件更换的次数增加，造成为采取防腐蚀措施而增加生 产工序等类型的间接损失。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺二、金属的防腐蚀措施二、金属的防腐蚀措施 1.1.改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构 2.2.选择耐蚀材料选择耐蚀材料 3.3.采用表面涂覆方法采用表面涂覆方法 （1）金属覆盖层：是用电镀或化学涂覆方法在金属表面覆盖一层金属。

45、 （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 。 常用的方法有：磷化、发蓝、钝化、氧化等。 （3）涂料覆盖层：是用有机物涂于零件表面后，能自行起物理化学变化，并干结 成一层坚韧的薄层，使被涂表面与大气隔绝而保护和装饰作用。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺4.4.合理设计金属件的结构合理设计金属件的结构 （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 .避免不合理的结构形式。如作图所示：不正确 正确 出口管的焊接结构 .在易发生腐蚀和最大腐蚀部位加厚构件尺寸。.对易腐蚀损坏而必须经常维修、

46、更换的零部件，结构上应保证其易于修理。.降低金属件的表面粗糙度。也可以提高它的抗腐蚀能力。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺实训剖析常见电子产品的防护设计实训剖析常见电子产品的防护设计一、实训目的一、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。二、实训所需器材二、实训所需器材 1.工具：大、小螺丝刀一字形和十字形各一把；精密螺丝刀一套；收纳盒一个 2.器材：对讲机一个 、西门子M65三防手机一个三、实训内容三、实训内容 1.不同电子产品的防护措施。 2.不同使用环境下电子产品的防护特点。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺四、实训步骤及工艺要点四、实训步骤及工

47、艺要点 1.了解对讲机、西门子M65三防手机的使用环境要求。 2.拆解对讲机、西门子M65三防手机，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。 五、实训注意事项五、实训注意事项 1.拆解时要轻拿轻放，拆卸下来的组件、零部件要盛放在收纳盒里，以防丢失 2.拆卸过程中要注意对设备的维护，防止零部件的损坏。 3.任务完成后，要把对讲机、西门子M65三防手机结构恢复原样。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺一、热传导一、热传导热传导：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 热传导示意图12() /QA TTL传导的热量Q为：知识知识1 1热的传导方式热的传导

48、方式任务三任务三 电子产品的散热及防护电子产品的散热及防护 电子产品结构工艺电子产品结构工艺增强热传导散热的主要措施： （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，导热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。二、热对流二、热对流对流：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。 热对流示意图 电子产品结构工艺电子产品结构工艺对流散热热量的计算公式： Qt S增强对流散热的主要措施有： （1）尽量增大溫差t，即尽量降低周围对流介质的溫度。 （

49、2）加大与对流介质的接触面积，如散热器做成肋片、直尾形、叉指型。 （3）增大周围介质的流动速度，以带走更多的热量。 三、热辐射三、热辐射热辐射：物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热辐射 因辐射而放出的热量的计算公式： 4421(100)(100)QCSTT 电子产品结构工艺电子产品结构工艺加强热辐射散热的主要措施有： (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漆上有色 漆，散热片表面涂黑色或有色粗糙的漆。 (2) 加大辐射体的表面积。 (3) 加大辐射体与周围环境的溫差，即周围介质溫度越低越好。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识2 2

50、散热防热的主要措施散热防热的主要措施电子产品常用的散热方法有：自然散热，强迫通风散热，液体冷却，蒸发冷却，半导体制冷，热管传热等。绝大部分热功率密度不大的电子产品，一般都采用自然散热及强迫通风散热。 一、自然散热一、自然散热自然散热：是指不用外部冷却手段而是利用发热元件、器件或整机与环境之间的 热传导、对流及辐射进行散热。 对于封闭式机箱,设备内部的热量散发途径： 电子产品结构工艺电子产品结构工艺对于敞开式机箱，设备内部的热量散发途径： 1.机壳的散热设计在机壳热设计中应考虑以下问题： 增加机壳内外表面的黑度，提高机壳的热辐射能力。 选择导热性能好的材料做机壳。 增加换热表面积。在机壳上，合理

51、地开通风孔，可以加强气流的对流换热作用，如下图所示： 电子产品结构工艺电子产品结构工艺通风孔的结构形式 2.电子产品内部的自然散热 电子元件的散热 a.电阻、小功率的电感、电容、二极管：一般它们是通过引出线的传导和本身的对流、辐射散热的。如作图所示： 电阻等元件一般散热途径 电子产品结构工艺电子产品结构工艺b.变压器：它主要依靠传导散热，另外变压器外表面应涂无光泽的深颜色 的漆，最好是黑漆，以加强辐射散热。 c.晶体管：对于功率小于100mW的，依靠自身的管体及引线散热。 对于大功率晶体管应加散热器进行散热 d.集成电路：对于一般集成电路的散热，主要依靠管壳及引线来散热。 当集成电路的热流密度

52、超过 0.6Wcm2时，应装散热装置进行辅助 散热。如下图所示： 集成电路的散热结构 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 电子设备内部元器件的合理布置a.为了增强对流散热，各元器件、结构件之间应保持一定的距离，以利于空气流动。b.在印制板上安装元器件时，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，如下图所示：LSI较SSI功耗大，超温则故障率高。（b）图的设置使其温 升较(a)图低，使整个电路高温下降，热量均匀 空气流 空气流 (a) 器件温升在18 50范围内 (b) 器件温升在23 40范围内印制板上发热元器件的安装 电子产品结构工艺电子产品结构工艺c.对于热敏元件，在结构上可采

53、取“热屏蔽”的方法解决。如下图所示：“热屏蔽”形成的热区和冷区图d.添加某些与电路原理无关的零部件，进行引导散热，如下图所示空气流不良 空气流改良后 电子产品结构工艺电子产品结构工艺空气流不良 空气流改良后 引导散热 设备内部印制板的合理放置印制板的安装方法原则是：降低温升。若设备中只有一块印制板，水平或垂直放置均可。安装和使用多块印制板时，应垂直并列安装，每块印制板之间的配置间隔保持在30mm以上，同时印制板的安装位置应躲开机箱上的通风孔。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 机箱内结构件的合理布置 a. 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。下图中

54、的进出风口位置不当，有一部分空间不能内外对 流，使局部散热效果不好。进出风口位置不合理 b对于大面积的元器件应特别注意其放置位置 电子产品结构工艺电子产品结构工艺二、强迫散热二、强迫散热1.1.强迫通风散热强迫通风散热强迫通风散热：利用风机进行抽风或鼓风，加速设备内部气流的速度，达到散热目的。 a.单个元件的强迫风冷单个元件通风冷却 电子产品结构工艺电子产品结构工艺b.整机的抽风冷却 有风管的抽风系统 有风管的抽风系统适用于有热敏元件的设备，为防止上升气流流过热敏元 件，需用专用风道。 有风管的抽风系统 无风管的抽风冷却 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 无风管的抽风系统当设备内各元件冷却表面

55、风阻较小或机柜的中部或顶部各单元需要风，但没有热敏元件时，可采用没有专用抽风道的形式。c.整机的鼓风冷却 整机鼓风的特点是风压大，风量比较集中。整机鼓风冷却通常用在单元内热量分布不均匀，备单元需要有专门风道冷却，风阻较大、元件较多的情况下。2.2.液体冷却液体冷却液冷与风冷相比较，它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其效果比空气要好 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识3 3功率晶体管的散热及散热器的类型功率晶体管的散热及散热器的类型一、功率晶体管的散热原理一、功率晶体管的散热原理jMaCMTTTPR最大允许的集电极功耗PCM： 二、散热器的类型二、散热器

56、的类型1.平板型散热器：如下图(a)所示。2.铝型材（平行筋片）散热器：如下图(b)所示。 3.叉指形散热器, 如下图(c)所示。 4.星型散热器, 如下图(d)所示。 5.针状散热器,针状散热器是一种新型的散热器如下图(e)所示。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺针状散热器在电路板上的应用 散热器的五种类型 电子产品结构工艺电子产品结构工艺实训功放电路的散热设计剖析实训功放电路的散热设计剖析一、实训目的一、实训目的 1.会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。二、实训所需器材二、实训所需器材 1.工具：大、小螺丝刀一字形和

57、十字形各一把；精密螺丝刀一套；收纳盒一个。 2.器材：音响功放一台（A81C精品功放）三、实训内容三、实训内容 1.对音响的整体散热布局进行合理分析。 2.对不同电子元器件的具体散热措施进行分析。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺四、实训步骤及工艺要点四、实训步骤及工艺要点1.资料的准备阶段。要求学生课前自行准备（通过上网或别的渠道，了解 A81C精品功放的性能特点。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、散热器的类型。五、实训注意事项五、实训注意事项1.拆解时要轻拿轻放，拆卸下来的组件、零部件要盛放在收纳盒里，以防丢 失。2.拆卸过程中要注意对设备的

58、维护，防止零部件的损坏。3.任务完成后，要把功放结构恢复原样。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺知识知识1 1减振和缓冲的基本原理减振和缓冲的基本原理一、隔振的基本原理一、隔振的基本原理1.1.振动系统的组成振动系统的组成 振动物体m和弹性物体K 单自由度自由振动系统 任务四任务四 电子设备的减振与缓冲电子设备的减振与缓冲 电子产品结构工艺电子产品结构工艺(a)表示机器和基础作为整体安装在弹性地基上；(b)表示用弹簧把电子设备悬挂在支承框架上(这里仅考虑垂直方向的振动)；(c)表示一台电动机安装在简支梁上。 以下各个振动系统，都可以简化成上图所示的基本模型： 电子产品结构工艺电子产品结构工艺2

59、.2.隔振的基本原理隔振的基本原理避免振动的最好的方法就是消除振源，通常采用在设备或器件上安装减振装置来隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。根据隔振要求的不同，可分为主动隔振和被动隔振两大类： 主动隔振 主动隔振（积极隔振）：是指在振动物体与安装基础之间安装弹性支承即 隔振器，减少机器振动力向基础的传递量，使振 动物体的振动得以有效的隔离。隔振对象是振源。 被动隔振被动隔振：当外界环境传给支承结构以振动时，为减小支承结构的振动传递 到设备上而采取的隔振措施叫被动隔振。 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 隔振系数 单自由度阻尼隔振系统隔振系统的隔振系数计算公式为： 222 2221 4(1)4

60、DD 电子产品结构工艺电子产品结构工艺振动系数曲线： 频率比 隔振系数 及阻尼比 D关系曲线 隔振系数 与频率比 电子产品结构工艺电子产品结构工艺 当 1时，振动系数 1，表明隔振系统不起减振作用，反而放大了振动干扰。 在这种情况下使用减振器没有好处。 当 =1时，振动系数 为最大，振动力有放大现象，此时系统处于共振状态。 当 = 时，振动系数 =1，此时振动力等值传递，系统无隔振效果。故 = 是减振与不减振临界点。22当 时，振动系数 1，振动力减值传递，此时系统有隔振效果。 2因此，要使隔振系统有效果，必须使 1，即必须使频率比 。在电子设备的减振设计中一般取频率比为2.54.5 。2二、