嚴(yán)軍政

(中國(guó)電科技集團(tuán)公司第20研究所,陜西西安 710068)

三防的設(shè)計(jì)與管理

嚴(yán)軍政

(中國(guó)電科技集團(tuán)公司第20研究所,陜西西安 710068)

三防技術(shù)即防鹽霧、防潮濕和防霉菌,是電子整機(jī)最重要的防護(hù)之一,傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為,三防是一項(xiàng)工藝技術(shù),就是在電路板上涂一層防護(hù)材料,其實(shí)這是一種錯(cuò)誤的觀念,其實(shí)三防是一種系統(tǒng)工程,它涉及到材料、設(shè)計(jì)、工藝等各方面。本文就三防的設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)原則給出了的觀點(diǎn)。

三防 電化偶腐蝕 晶界腐蝕

軍事電子裝備的三防性能是整機(jī)重要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)之一,它有特定的技術(shù)內(nèi)容和要求,是一項(xiàng)涉及機(jī)械、電化學(xué)、生物等多門(mén)類、多科學(xué)的綜合技術(shù)。國(guó)外的研究報(bào)告指出,機(jī)械電子設(shè)備在實(shí)際使用中所發(fā)生的故障有52%是由環(huán)境因素造成的,而其中90%以上又是由于溫度、振動(dòng)、濕度、鹽霧及霉菌所引起。電子設(shè)備的可靠性與環(huán)境因素有著十分密切的關(guān)系,在海洋和濕熱氣侯條件下的雷達(dá)、通信等電子設(shè)備由于潮濕、鹽霧和霉菌的侵蝕極易產(chǎn)生故障。如殲擊機(jī)在海邊工作時(shí),其使用壽命比在內(nèi)地縮短至1/2～1/3;一些海軍用電子設(shè)備在北方海域尚可正常工作,一旦進(jìn)入南海即故障率明顯增高。經(jīng)驗(yàn)告訴我們,環(huán)境因素的影響有時(shí)會(huì)對(duì)軍事行動(dòng)的成敗產(chǎn)生決定性的作用?，F(xiàn)代電子設(shè)備如果“三防”性能不好,不能適應(yīng)實(shí)戰(zhàn)環(huán)境,出現(xiàn)雷達(dá)失靈、通信中斷、指揮系統(tǒng)不起作用,就有貽誤戰(zhàn)機(jī)導(dǎo)致戰(zhàn)斗失敗的危險(xiǎn)。

現(xiàn)代三防技術(shù)的范疇已不單純是一項(xiàng)工藝技術(shù)的實(shí)施,而是涉及到綜合性的技術(shù)管理和設(shè)計(jì),尤其是對(duì)軍用電子設(shè)備的研制和生產(chǎn),三防技術(shù)的要求,已和其它戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)一樣,顯得越來(lái)越重要。因?yàn)槿兰夹g(shù)已成為提高整機(jī)可靠性、延長(zhǎng)使用壽命、減少使用過(guò)程中故障率的關(guān)鍵技術(shù)。

1 我國(guó)三防技術(shù)的現(xiàn)狀

我國(guó)的三防技術(shù)從總體上看,尚處于三防的初級(jí)階段,許多企業(yè)認(rèn)為,三防技術(shù)是化學(xué)工藝的實(shí)施,或者是在整機(jī)部件裝聯(lián)之后噴一層三防涂料,沒(méi)有把三防技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料的選擇統(tǒng)籌考慮。我國(guó)的電子材料與國(guó)外也有比較大的差距,國(guó)外的電子材料已形成標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),并有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)加以控制質(zhì)量,而國(guó)內(nèi)缺乏這一機(jī)制,雖然有些材料與國(guó)外同類產(chǎn)品性能相當(dāng),但綜合性內(nèi)尚有較大差距。我國(guó)目前沒(méi)有專門(mén)的三防材料選用手冊(cè),設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí),沒(méi)有參考的材料三防性能供選擇,只能靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí),我國(guó)的三防工藝技術(shù)與國(guó)外也有較大差距。在三防技術(shù)與管理機(jī)構(gòu)上,有專門(mén)從事三防技術(shù)管理的軍用電子設(shè)計(jì)單位非常少。

2 三防設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)代三防技術(shù)已不再是簡(jiǎn)單的防護(hù)工藝的實(shí)施,它涉及電路、結(jié)構(gòu)、工藝和綜合性技術(shù)管理的方方面面,下面我們舉一簡(jiǎn)單的例子,來(lái)說(shuō)明三防的設(shè)計(jì)工藝流程。例如,我們要設(shè)計(jì)一部簡(jiǎn)單的雷達(dá)系統(tǒng),它由以下幾部分組成。如圖1所示。

三防設(shè)計(jì)通常采用任務(wù)書(shū)的形式,三防設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)采用整機(jī)級(jí)(系統(tǒng)級(jí))、分機(jī)級(jí)以及部件級(jí)三級(jí)管理。

(1)由三防設(shè)計(jì)總師根據(jù)系統(tǒng)、總體戰(zhàn)術(shù)技術(shù)任務(wù)書(shū)的要求,結(jié)合該系統(tǒng)、分機(jī)實(shí)際的工作環(huán)境,提出整機(jī)產(chǎn)品中各分機(jī)產(chǎn)品的三防等級(jí)及使用環(huán)境。通常采用表格的形式。表1所示。

圖1

表1 三防設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(整機(jī))

表2 三防設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(分機(jī))

表3 三防設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(部件級(jí))

(2)根據(jù)整機(jī)三防任務(wù)書(shū)的要求,由電路、結(jié)構(gòu)、工藝、三防副總師以及分機(jī)負(fù)責(zé)人等,確定分級(jí)級(jí)別的三防任務(wù)書(shū)。如:發(fā)射系統(tǒng)的三防設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)如表2所示。

(3)計(jì)劃部門(mén)根據(jù)分機(jī)計(jì)劃任務(wù)書(shū),下達(dá)部件級(jí)的三防任務(wù)書(shū)。如表3所示。

3 三防設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

三防設(shè)計(jì)要從整機(jī)、分機(jī)和部件設(shè)計(jì)階段統(tǒng)籌考慮,這比整機(jī)完成后再進(jìn)行簡(jiǎn)單的防護(hù)要好的多,三防設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮整機(jī)及分機(jī)部件所處的環(huán)境,簡(jiǎn)單的說(shuō),三防設(shè)計(jì)要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

3.1 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電子裝備中,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合格,對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力影響最大,也是最主要的。因此重視三防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是三防設(shè)計(jì)是否完善與否的關(guān)鍵之一。三防的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循以下原則。

(1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,尤其是暴露在外的購(gòu)件,應(yīng)盡量消除縫隙結(jié)構(gòu),防止積水、灰塵和鹽霧。(2)對(duì)大容積的構(gòu)件,應(yīng)盡量避免氣密式設(shè)計(jì),應(yīng)設(shè)計(jì)合理的通風(fēng)孔,使腔體內(nèi)壓力與大氣壓力力保平衡。因?yàn)闅饷茉O(shè)計(jì)一旦失效,腔體內(nèi)由于日曬而增加壓力,氣體逸出;當(dāng)氣溫下降時(shí)會(huì)進(jìn)入濕氣,周而復(fù)始,內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生積水,形成蒸氣壓,使電子設(shè)計(jì)受潮失效。(3)當(dāng)必須進(jìn)行氣密設(shè)計(jì)時(shí),容器應(yīng)采用永久性熔焊氣密結(jié)構(gòu)。局部采用的密封圈應(yīng)選用變形小的“O”形密封圈,不允許密封圈有接縫。

3.2 正確選擇材料和加工工藝

(1)避免采用不同類型的金屬接觸,以防電化偶腐蝕;必須由兩種金屬接觸時(shí),應(yīng)選用電位接近的金屬。(2)考慮表面、晶界、焊縫、應(yīng)力、剝蝕等特種腐蝕問(wèn)題,應(yīng)在可能最低的應(yīng)力值下使用金屬,以避免應(yīng)力腐蝕。合理選用熱處理狀態(tài),避免某些材料的晶界腐蝕和應(yīng)力腐蝕。(3)正確選用經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)的涂料,凡工作在野外、海上,或暴露于大氣的表面,原則上不允許金屬直接與大氣接觸,應(yīng)采用有機(jī)涂層保護(hù)。對(duì)不能極用涂層保護(hù)的如電接觸件,應(yīng)采用特殊的保護(hù)方法,如密封或加防護(hù)套。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代電子設(shè)備的三防已不僅僅是電路印制板涂敷工藝,它涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、化學(xué)灌封、環(huán)境改善等方面,好的三防設(shè)計(jì)不僅能提高電子設(shè)備的可靠性,延長(zhǎng)電子設(shè)備的壽命,還能延長(zhǎng)設(shè)備的維修周期,節(jié)約大量后勤保障成本,提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]張立鼎,周志春.《先進(jìn)電子制造技術(shù)》.國(guó)防工業(yè)出版社.