电子设备密封结构的设计分析

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几种电子设备密封失效原因分析及改进措施

几种电子设备密封失效原因分析及改进措施
nv i r o nm e n

t a 1 A d a p t a b i I i 哆 l 环 境 适 应性 和可 靠 性
几种 电子设备 密封 失效 原因分析 及改进措施
吕 强
( 中 国 电子 科 技 集 团公 司 第 三 十 六 研 究所 ,嘉 兴
3 1 4 0 3 3 )
摘 要 :对 几 种 电子 设 备 密 封 失 效 的 原 因 进 行 了分 析 , 改进 措 施 经 试 验 验 证 有 效 。分 析 和 试 验 结 果 表 明 :车 载 设 备采 用
Ke y wor d s: e l e c t r o n i c e q u i p m e n t ;s e a l s t r u c t u r e ;s e a l f a i l u r e; F E M
引言
电子设备一般要求具有 防潮湿 、防霉菌 、防盐雾 ( 简 称 “ 三防 ” )能力 。密封结 构设计是将 设备封 闭在密 封
机开机 后液 晶显 示器不能 正常工作 。打开机箱发 现机箱 底板上 有大量积 水 ,液 晶显示 屏模块 电路板外 表有水汽
覆盖 。擦拭后再 接通 电源 ,显示屏 开始有显示 ,但仍有 抖 动现象 ,屏幕 上面有 两条横线 ,两分钟后 ,显示屏变 为黑屏 ,后经几次加 电 ,一直无显示 。
( N o . 3 6 R e s e a r c h I n s t i t u t e o f C E T C ,J i a x i n g 3 1 4 0 3 3)
Ab s t r a c t :T h e r o o t c a u s e o f t h e s e a l f a i l u r e o f s e v e r a l e l e c t r o ni c e q u i p m e n t s w a s a n a l y z e d , a n d t h e m o d i f i c a t i o n s w e r e p r o v e d t o b e e f f e c t i v e t h r o u g h e x p e r i m e n t s . T h e a n a l y s i S a n d e x p e r i m e n t a l r e s u l t s i n d i c a t e s t h a t o p e n s t r u c t u r e i s p r o p i t i o us t o a i r f l u x i o n a n d c a n a v o i d w a t e r p r o d u c e d i n s i d e d u ri n g d a m p h e a t t e s t :f o r d i p pi n g e q u i p m e n t s , t h e f i x i n g s c r e w o n s u r f a c e s e a l e d w i t h s e a l a n t i s i n a d v i s a bl e: f o r e n d s e a l e q u i p m e n t s , t h e c o v e r b o a r d m u s t b e s t i f f e n o u g h t o m a k e t h e v a l u e c o m p r e s s e d o f r u b b e r s e a l r i n g i n r e a s o n r a n g e .

关于散热器密封结构的设计及解析

关于散热器密封结构的设计及解析

散热器是一种常见的热管理设备,它通常用于电子设备中,以帮助散热并保持设备的温度稳定。

而密封结构对散热器的性能和稳定性起着至关重要的作用。

本文将围绕散热器密封结构的设计和解析展开讨论,并就其影响因素、设计原则以及未来发展方向进行深入探讨。

1. 密封结构的影响因素散热器的密封结构受到多种因素的影响,首先是环境因素。

如果散热器需要在高温或潮湿环境中工作,密封结构需要具备防水、耐高温等特性。

其次是材料因素,密封结构的材料选择将直接影响其密封性能和耐久性。

另外,安装方式、结构设计、制造工艺等因素也会对密封结构的性能产生影响。

2. 密封结构的设计原则在设计散热器的密封结构时,需要遵循一些基本原则。

首先是密封性原则,即要求密封结构能够有效地隔绝外部环境,并保持内部气流的稳定。

其次是耐久性原则,密封结构需要具备长期稳定工作的能力,尤其是在恶劣环境下。

密封结构的设计还需要考虑安装和维护的便利性,以及成本和制造工艺等因素。

3. 密封结构的未来发展随着科技的不断发展,散热器密封结构也在不断更新换代。

未来,随着材料技术的进步,新型的密封材料将被应用于散热器的设计中,以提高其密封性能和耐久性。

基于人工智能和大数据技术的智能化密封结构设计和监测系统也将逐渐成熟,为散热器的性能优化提供更加可靠的技术支持。

4. 个人观点和总结从我个人的角度来看,散热器的密封结构设计是一个非常重要的环节,它直接影响着散热器的工作效果和稳定性。

在未来,我期待看到更多的创新技术被应用于散热器密封结构的设计中,以进一步提高散热器的性能表现。

通过对散热器密封结构的设计和解析,我们不仅能够更深入地理解散热器的工作原理和性能表现,也能够为未来散热器的设计和应用提供更多的思路和参考。

希望本文能够对读者有所启发,也期待在未来能够见证散热器技术的不断进步与发展。

散热器密封结构在电子设备中的应用越来越广泛,其性能和稳定性对设备的工作效果起着至关重要的作用。

设计和优化散热器的密封结构是一个非常重要的课题。

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。

电子设备的可靠性设计方案

电子设备的可靠性设计方案

电子设备的可靠性设计方案概述:可靠性是指产品在规定条件下,在规定时间内能执行功能的特性。

在电子设备的设计过程中,确保其可靠性是至关重要的。

本文将介绍电子设备可靠性设计的一些关键方案。

1.设计原则:可靠性设计的核心原则是以预防为主,尽可能减少故障和失效的可能性。

以下是一些关键的设计原则:1.1.合理的设计规范:确保电子设备符合各种适用的设计规范和标准。

这些规范可以包括电气安全、电磁兼容、环境适应性等。

1.2.合适的部件选择:选择可靠性高且经过验证的部件。

在设计过程中充分考虑各个部件的可靠性指标,包括寿命、失效率等。

1.3.系统级的可靠性考虑:在整个系统级别进行可靠性分析,确定关键部件和关键功能,并通过冗余设计、容错设计等方式增强系统的可靠性。

1.4.测试和验证:在设计完成后,进行全面的测试和验证工作。

包括环境测试、功能测试、可靠性测试等。

及时发现和解决问题,确保产品的可靠性。

2.环境适应性设计:电子设备往往要面对多样的工作环境,如高温、低温、高湿度、低湿度等。

为了保证设备在不同环境下的正常工作,需要进行环境适应性设计。

常见的环境适应性设计方案包括:2.1.热管理:通过散热器、风扇等方式,确保设备在高温环境下能够正常工作。

2.2.密封设计:采用密封的外壳设计,防止灰尘、湿度等对设备的影响。

2.3.防潮设计:采用防潮的材料和密封结构,防止设备受潮而引起失效。

2.4.防静电设计:采用防静电元件和工艺,防止静电对设备的损坏。

3.冗余设计:冗余设计是提高系统可靠性的重要手段。

通过在关键部件和关键功能上增加冗余,可以在部件故障或失效时保证系统的正常工作。

常见的冗余设计方案包括:3.1.硬件冗余:在关键部件上增加冗余,如多个电源、多个存储设备等。

3.2.软件冗余:在关键功能上增加冗余,如备份服务器、热备份等。

3.3.通信冗余:在通信链路中增加冗余设备,以保证通信的可靠性。

4.容错设计:容错设计是在系统发生故障时能够自动恢复或继续工作的设计策略。

某机载电子吊舱异形结构密封防水设计

某机载电子吊舱异形结构密封防水设计
Ab s t r a c t : T he s e a l i n g s t r u c t u r e o f a n a i r b o r n e e l e c t r o n i c p o d h u l l wa s a n a l y z e d,t he s e le a d wa t e pr r o o f me a s u r e o f i t s
效 果 好 ,满 足 电子 吊舱规 定 的使 用 要 求 。
关 键词 : 吊舱 ;密 封 ;防 水
中图分 类 号 :T H 1 l 7 . 1 文 献标 识 码 :B 文章 编 号 :0 2 5 4— 0 1 5 0( 2 0 1 3 )6—1 0 8 —3
De s i g n o n S e a l Wa t e r pr o o f o f S p e c i a l ・ s h a p e d S t r u c t u r e o f
某 机载 电子 吊舱 异 形 结构 密 封 防水 设 计
庞 利娥 吕 洋 刘继鹏
陕西西安 7 1 0 1 0 0 )
( 北方通用电子集团有限公 司
摘要 :分析某机载 电子吊舱舱体的密封结构 ,探讨该异形结 构密封防水措施 ,并对其密封结构进行设计计算。对
设计的电子吊舱进行地面淋雨等环境性试验和机载飞行试验 ,结果均表 明:该电子吊舱舱体密封罩 舱 体中段
后 向天 线 罩
图1 吊舱舱 体结构 示意 图
F i g 1 S t r u c t u r a l s c h e ma t i c d i a g r a m o f a l l a i r b o ne r e l e c t r o n i c p o d h u l l

大尺寸导电密封环设计试验

大尺寸导电密封环设计试验

doi:10.16576/ki.l007-4414.2022.01.0n大尺寸导电密封环设计试验王春学(南京电子技术研究所,江苏南京210039)摘要:针对导电密封环的设计需求,通过对密封环缩比件进行结构方案、弹性元件补偿能力、密封环导电性能、金属焊接波纹管制作、密封端面加工技术的分析研究及试验,解决了大尺寸导电柔性密封环的密封结构设计、弹性元件制作、密封环研制等关键技术,试验结果表明,密封环缩比件在环境试验条件下满足高可靠、导电性、柔性、密封性等要求,并在此基础上成功研制出等尺寸导电柔性密封环。

关键词:柔性密封环;弹性元件;石墨密封环;金属波纹管中图分类号:TB42文献标志码:A文章编号:1007-4414(2022)01-0038-04Design Test of Large Size Conductive Sealing RingWANG Chun-xue(Nanjing Research/nstitute of Electronics Technology,Nanjing Jiangsu210039,China) Abstract:Aiming at the design requirements of conductive sealing ring,the key technologies of the large size conductive flexi­ble sealing ring such as the sealing structure design,the elastic components production,and the sealing ring development are solved through analysis research and experiments for the sealing ring shrinkage parts on aspects of the structural scheme,com­pensation capability of elastic element,electric conductivity of sealing ring,the metal welded corrugated pipe making,and the sealing end face processing technology,etc.The results show that the sealing ring shrinkage parts meet the requirements of high reliability,electrical conductivity,flexibility and sealing under the environmental test conditions;on this basis,the e­quivalent size conductive flexible sealing ring is successfully developed.Key words:flexible seal ring;elastic element;graphite seal ring;metal bellows0引言导电柔性密封环作为机载预警雷达装置关键部件,具有大尺寸、高可靠、导电性、柔性、环境适应性等要求,用于天线座部位齿轮、轴承润滑稀油动密封,工作时天线座线速度为0.6m/s,密封环尺寸为①1500 mm,由于机载雷达风动载荷和振动冲击工况,密圭寸环需具有一定的弹性补偿能力,可以在动环发生较大变形时维持端面密封;密封环要有较好的导电能力,密封环的接触电阻要求小于50。

典型的密封式电子设备结构热设计研究

典型的密封式电子设备结构热设计研究
1 g .5
从此人手 , 确 定各设计 环节 : 可

P B优 化 设 计 。 在 完 成 功 能 前 提 下 , 器 件 C 元
布 局 合 理 , 于 耗 散 热 均 匀 散 出 , 利 于 采取 结 构 散 利 并 热措施 。

动 : 弦 波 5 5 ~5 , 速 度 幅 值 正 ~ 5 Hz 加
w a e w e e c r i d out r r a re .
Ke W o d T he m a sgn; a e abi t H e — c nduc i a e y r s: r lde i Se l d c ne ; at o tng pl t
热设计在 无线 电结构 设计 中 占有重 要地 位 , 实 践表明 , 电子 元 件 的 故 障 率 随 元 件 温 度 的 升 高 呈 指 数 关系而增加 , 电子 设 备 线 路 的 性 能 则 与 温 度 的 变 化 成 反 比 。 对 于 环 境 条 件 较 为 苛 刻 情 况 下 的 热 设 计
更 需 精 心 分 析 与 计 算 。这 里 , 某 工 程 用 密 封 机 箱 就

量<2k 5g
分 析 以 上 指 标 , 设 备 为 长 期 工 作 环 境 湿 度 过 该
大的野外 设备 , 就 决 定 了本 机 箱 为 全 密 封 机 箱 。 这
而箱 内有 电源 、 U 等 高 热 器件 , 此机 箱的热 设 CP 故 计 成 为 设 备 能 否 正 常 工 作 的 关键 。在 设 计 论 证 过 程 中首 先 否 定 了机 箱 外 安 装 风 扇 的 方 案 , 然 强 迫 风 虽 冷 可 较 迅 速 带 走 机 壳 表 面 热 量 , 安 装 风 扇 必 将 提 但 高 电 源 输 出功 率 、 加 了 热 耗 , 主 要 原 因 是 高 热 、 增 更 高 湿 环 境 无 法 保 证 风 扇 正 常 工 作 。 由此 可 设 定 本 机

户外电子设备防水密封结构设计

户外电子设备防水密封结构设计

第6期2022年12月机电元件ELECTROMECHANICALCOMPONENTSVol 42No 6Dec 2022收稿日期:2022-03-14户外电子设备防水密封结构设计王 霞,任天猛(成都航空职业技术学院,四川成都,610100) 摘要:随着户外工业产品不断向智能化发展,其内部核心控制系统对外部保护壳的防护要求也越来越高,户外电子设备对外部保护壳的防护等级基本都达到了IP68以上。

文章讨论了电子设备结构设计中的防水密封的问题,结合实际设计实例对户外电子设备的防水结构设计进行了阐述。

关键词:电子设备;防水密封;结构设计Doi:10.3969/j.issn.1000-6133.2022.06.003中图分类号:TN784 文献标识码:A 文章编号:1000-6133(2022)06-0012-021 引言由于户外电子设备使用环境的恶劣,通常要求产品结构上进行密封设计,其目的是保护内部电气和结构免受外部恶劣环境影响。

对户外电子设备而言,最常见的密封要求是防水密封。

IEC(InternationalElec trotechnicalCommission)所起草的防护等级IP(Interna tionalProtection)中的第二个数字就是表示防止进水造成的有害影响,所以户外电子产品必须通过给定条件下的淋雨实验,从而达到防水密封的要求[1]。

本文着重讨论了户外电子设备防水密封设计的要点,结合实际设计实例对户外电子设备防水密封结构设计中遇到的问题进行了总结。

2 户外电子设备元器件选用2.1 选用防水连接器在户外,电子设备机箱防水密封设计时,既要研究机箱本身的密封问题,又要考虑面板上开关、液晶屏、航空插座等外部元器件的密封。

如果忽视上述元器件的密封问题,往往会导致设备机箱的密封前功尽弃[2]。

我们在研制某地面通讯设备时,优先选用符合规定要求的防水连接器,该类连接器通常使用灌封技术来实现连接器内部的防水密封。

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电子设备密封结构的设计分析
摘要:随着既有技术的更迭,以及新技术的不断涌现,工业产品正逐渐向着
智能化发展,其内部控制系统对外部防护有着更好的要求,电子设备对外壳防护
等级也已达到了IP 68以上。

本文通过设计实例对电子设备密封结构进行了分析。

关键词:电子设备;密封结构;设计;分析
电子设备在使用过程中,由于环境比较恶劣,一般会要求电子设备在结构设
计时要进行密封处理,以达到保护电子设备内部电气不遭受外部环境因素,如温度、湿度、粉尘、振动等影响的目的。

就电子设备来说,防水密封是最基本的密
封要求。

一、电子设备元器件选用
(一)防水连接器
防水连接器的密封性非常好,能够防止水源的进入与侵蚀,并且防止灰尘进
入连接器导致其性能下降,防水连接器的防护等级不一,按照其防水防尘的能力
也可将它们分为不同的等级。

防水连接器的性能就是取决于IPXX的后两位数字
的大小,第一位数字的等级按照递增的范围为0-6,第二位数字的等级也按照递
增的范围为0-8,这样可以看到最高等级的防护等级为IP68。

IP68代表着防水连
接器的防水与防尘能力已经达到了最高水平,选用这种防水连接器可在环境较为
恶劣、复杂的场所使用。

在机箱防水密封设计过程中,不仅要对电子设备机箱的
密封问题进行全面研究,还要综合考虑机箱面板上各外部元器件的密封问题。


果对外部元器件的密封问题关注度不够,往往使机箱的密封前功尽弃。

如研制某
项地面通讯设备过程中,选用防水连接器时不仅要比较防水连接器的质量,关注
产品的防水性能和连接功能,还必须符合相关规定要求,此类连接器一般会使用
灌封工艺提升防水连接器的防水性能。

(二)防水透气阀
防水透气阀不仅可以阻拦水汽,发挥防水透气的作用,还可以让电子设备机
箱内外压力平衡,保持良好的密封性能,防止电子设备机箱内部聚积大量的水汽
形成凝露,避免凝露引起电子设备内部的腐蚀甚至造成设备的损坏,具有保护电
子设备机箱内部各种电路单元、元器件的作用。

如,在某地面通讯设备研制过程中,需在电子设备机箱两旁分别安装防水透气阀,为了满足电磁屏蔽性能的要求,需选择金属螺纹式防水透气阀。

安装防水透气阀后,对设备做湿热试验后,开盖
检查时既没有出现凝露现象,开机调试时设备又能保持良好的运行状态,则说明
其内部器件性能良好。

二、电子设备机箱结构设计
(一)机箱结构
电子设备有不同的分类方式,根据其设备形态分类,可分为手持式电子设备、背负式电子设备和固定式电子设备。

手持式电子设备具有重量轻、体积小的优势,机箱底座和机箱上盖具有较好的密封效果。

与手持式电子设备相比较,背负式电
子设备和固定式电子设备的体积更大,机箱底座是采用铝合金板材焊接制作形成的,焊接后板材会变形翘起,导致机箱底座和机箱上盖的缝隙非常大,不具备良
好的密封性。

因此,设计时应在机箱底座四个板的高度方向上至少要有不小于
2mm的余量。

机箱底座焊接工作结束后,再经过机械加工对表面1-2mm的材料进
行处理,密封圈的凹槽需要在焊后进行加工,从而使机箱底座和机箱上盖的接触
面保持良好的密封性能,如图1所示。

图1 机箱的焊接加工
为了能够进一步改进结构,在设计时可在机箱底座四个板上作阻水凸台加工处理,在焊后使其形成封闭性能较好的矩形凸台,以便在第一重密封防水结构的基础上形成二重防水密封,如图2所示。

图2 机箱上的阻水台
(二)铆接件
铝板焊接机箱底座经常会用到一端呈六角形,另一端呈圆柱状,两端的中间有一道退刀槽,呈内螺纹状的压铆螺母柱紧固件,压力机将六角头压入机箱内部板卡的预置孔内,使孔的周边产生塑性变形,变形的部分被挤入压铆螺柱的退刀槽中,使压铆螺柱紧固于机箱内部板卡上,机箱内部板卡上会形成有效固定的内螺纹。

为了避免压铆螺母柱与机箱底板之间出现渗水现象,可在压铆螺母柱底孔上,增加沉孔,在螺柱铆接之后作堆胶密封处理,以增强密封性能。

(三)粘接件
机箱面板上经常配有相应的指示灯用来指示运行状态,结构件为导光柱。

导光柱通常是采用光学材料制成,如:丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃,导光柱一般是通过将其本体安装于导光柱安装板上再与机箱进行连接,一般采用点粘,但对于电子设备来说,点粘达不到防水密封的要求,因此,应增加沉孔,在粘接完成后,可在沉孔处堆胶密封,以整体提高机箱的密封性能[1]。

(四)密封圈
一般情况下,水密封和具有切断电磁波传播途径作用的电磁屏蔽同时使用。

密封圈生产厂家生产的密封产品,不管密封条属于哪种形式,密封圈生产厂家都
要提供与型号相匹配的开槽尺寸,通常会选用抗腐蚀和密封性较强,性能优越的
o型密封圈,o型密封圈是所有橡胶密封制品中,生产数量最大、用途最广的一
种密封元件,其适应性强,用途十分广泛,静密封时不会泄漏,能够有效防止电
子设备漏水及外界环境介质和粉尘的侵入。

就密封功能而言,密封圈的压缩余量
最小值为百分之八,最大值大约在橡胶压缩永久变形的百分之三十以下。

这与沟
槽尺寸有着直接的关系,如果压缩过大,由橡胶应力松弛而产生的应力下降就越大,密封圈就不具备良好的弹性,导致密封性的下降。

螺钉或螺栓预紧力的控制
是确保密封圈密封效果的关键因素。

要想起到很好的密封效果,必须使预紧力均
匀地作用于密封件上。

所以,当密封所需的预紧力一定时,需减小减小螺栓尺寸,增加螺栓数目,使预紧力均匀,从而提升密封效果。

值得注意的是,在螺钉安装
孔设计环节中,应将其设计在密封圈安装沟槽的外侧,以保证水汽不会经过螺钉
安装孔慢慢渗透入到机箱内部,避免因密封失效带来损失[2]。

结束语:
随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种
类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,其应用环境也愈
加苛刻,给设计师带来巨大挑战,设计人员应全面分析和权衡各方面因素,大大
提高电子设备的防水性能,以期得到更好的综合效果。

参考文献:
[1]王霞, 任天猛. 户外电子设备防水密封结构设计[J]. 机电元件,
2022(11):271-272.
[2]徐有玮. 密封式电子设备结构热设计研究[J]. 上海交通大
学.2021(20):117-118.。

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