电子电气设备结构设计

电子电气设备结构设计
周旭
一、课程背景
如今的中国已成为世界电子设备制造中心，整个电子制造业的结构正在发生新的变化与调整，新器件、新材料、新工艺不断问世，特别是日新月异的微电子技术正在向各个领域广泛渗透。因此传统的电子设备结构设计和工艺方法受到严重挑战，中国电子制造业迫切需要大量精通各方面知识的设计、制造工程师。现代电子设备所处的环境主要包括气候环境、机械环境、电磁环境、生物化学环境和核辐射环境等。各种环境因素的影响可能导致电子设备可靠性降低、失效甚至损坏，必须采取防护措施。所以决定分期组织召开“电子设备结构设计”。本课程以电子设备防护性设计为主线，结合多年外企、军企从业经验和国内外多次讲学体会，详细介绍了电子设备的可靠性设计技术、热防护设计技术、腐蚀防护设计技术、隔振缓冲设计技术、电磁兼容性设计技术、结构件设计技术、整机设计和包装技术等内容，涉及到信息设备、电力设备、家用电器、军用设备、汽车电子、仪器仪表等各种电子电气设备。
二、课程时长
8天（48小时，每小时休息2分钟）
三、课程对象
从事电子电气设备结构设计、现场工艺、工艺管理等工作的产品设计师、工艺师及工程师；企业中高层技术管理人员（如技术部经理、车间主任或厂长等）。
四、课程收获
给一个机会，获百倍收益：
1. 800个工程案例保证您掌握电子产品结构设计技巧。
2 帮助您的企业实现以下目标：
（1）将提高结构设计的可靠性，进而提高设计的质量。
（2）更快创建您的设计缩短开发调试时间，进而降低开发成本。
（3）通过培训，结构设计师既能掌握结构设计的专业知识，又能掌握相关的工艺技术，设计的设备其结构将具有良好的工艺性。
3 免费现场指导
4 免费得到以下资料：
1）热设计软件教程
2）结构件设计资料
3）本课程讲义电子版
4）电影
（1）钢材
（2）铝材
（3）橡胶
（4）减振器
（5）包装设计软件演示
五、课程特色
内容：经验、技巧、新颖、实用、深入、全面。
方式：全程案例教学，看图说话，言传心授。
特点：有图有真相，通俗易懂。
效果：立竿见影。
六、培训课程大纲
以下每一小节均含诸多工程案例，以实务为重点，解析大量实例，培养学员分析、解决实际问题的能力。讲课内容可能会根据实际情况稍微调整。
第1篇 电子设备结构材料设计
金属结构材料
半导体结构材料
绝缘材料
高分子合成材料
复合材料
纳米材料
密封材料
新材料
结构材料型号及表面处理方法
第2篇 机电设备防腐蚀设计
概述
防腐蚀标准
气候类型与环境因素
防护等级
腐蚀效应
影响腐蚀的因素
防潮防水设计
材料防潮设计
电化学保护
合金化处理
表面覆盖金属层
可制造性设计
工艺类型
钢铁的金属镀层
铝及铝合金的金属镀层
镁合金覆盖层
表面覆盖化学膜
钢铁
氧化处理
钢铁的磷化处理
铝及铝合金
装饰性氧化
化学氧化
阳极氧化
导电氧化后的表面防护
镁合金
表面覆盖有机膜
涂料的选用
常用涂装工艺
不粘涂料加工工艺
五金烤漆工艺
表面覆盖无机层
表面覆盖件检测
覆盖层的常规检测
MSD防护
工程案例
气密封装内部污染
石英晶体振荡器
塑封器件防潮设计
潮湿敏感器件使用要点
密封试验
工程案例：变压器
内部水汽含量试验
MSD防护措施
印制电路板及其组件的防护
印制电路板的防护
印制板知名厂商
工程案例
PCA敷形保护涂覆
目的
分类
负面影响
防护涂层的局限性
敷形涂覆的材料
类型
涂敷材料的认证
涂敷方法
三防漆喷涂设备
工艺过程
PCBA涂敷后的质量控制
检验项目
检验细则
常见三防漆固化后的去除方法
涂层修复技术
微波电路防腐蚀设计
结构件防腐蚀设计
合理的结构形状
防止电偶腐蚀
机箱（柜）的防护
紧固件螺纹咬死解决方案
部件防潮设计
整机防潮防水设计
A类环境的防护
B类环境的防护
不可拆卸密封设计
可拆卸密封设计
密封衬垫材料要求
提高不锈钢和丁睛橡胶的密封强度
IPX6的防水
工程案例
防凝露设计
产品外部的安装螺孔的设计
防水检测
防水材料的测试标准
防水产品测试标准
工程案例
耐盐雾和化学环境设计
C类环境的特点
C类防护材料的选择
钢板（件）的选用和防护
几种铝合金性能比较
铜、锌的选用
非金属材料的选用
结构形式的要求及安装后工艺处理
工程案例
某企业总工的求助信及整改方案
生物腐蚀及其防护
生物腐蚀概述
防霉处理
抗菌剂如何发挥功效
筛选抗菌技术的准则
添加剂比较
测试
法规简介
工程案例
应力腐蚀及其防护
失效机理
热应力腐蚀防护设计
材料老化及其防护
老化的概念
老化的特征
高分子材料的防老化
塑料
电子设备防尘设计
工件防尘设计
区域防尘设计
防尘网设计
防尘试验
工程案例
空间环境的防护设计
D类空间环境的特点
辐射物理效应
防护设计
包装防腐蚀设计
防尘、防湿材料
储运标志
工程案例
防腐蚀试验
元器件防腐蚀试验
PCA试验
整机试验
防腐蚀管理
防护体系的建立
技术管理
综合案例
手机防水处理
pos机防腐蚀设计
第3篇 电子设备隔振缓冲降噪设计
不同运输工具振动和冲击参数
减振的基本原理
减振缓冲设计基本方法
隔振设计的原则
减振器类别
隔振器的选用
隔振器的设计
设计步骤
橡胶减振器设计要点
去谐设计
工程案例：加大阻尼使设备“绝处逢生”
去耦设计
无谐振减振器设计
电子元器件防振缓冲设计
印制电路板缓冲减振设计
隔振系统设计
整机缓冲减振设计步骤
缓冲减振设计的常用措施
车载、船载电子设备的隔振设计
相关标准
工程案例
合理选用减振器
机载设备的隔振设计
设计要点及相关标准
机载计算机系统的隔振设计
工程案例
两个老牌设计师分别设计同一型号的机载通信设备样机都未通过冲振试验
改善PCB边界条件
机柜的动力学分析与优化设计
案例
某设备在外场发现自检故障
某外企的求助及整改方案
降噪设计
第4篇 电子产品热设计、热分析及热测试
元器件的温度特性
热设计目标
热设计理论基础
工程案例：自然对流简化计算
热设计标准
自然冷却设计
PCB基板热设计
元器件热设计
元器件自然散热特性
工程案例：电子组件的结点温升计算
元器件热设计内容
工程案例：Micrel公司表贴线性稳压器
工程案例：计算二极管的工作结温
小型功率组件的heat spread pattern面积计算
散热器的选择与使用
工程案例：散热器选择
散热器设计
工程案例：平板型散热器设计计算
工程案例：散热器参数的优化设计
散热器的制造方法
印制板组件热设计
PCB自然冷却热设计原则和方法
散热通孔设计
印制板散热器
布局热设计
间断工作的电子组件温度计算
隔热板的安放位置
机箱自然冷却设计
密闭箱体内部温升的计算
工程案例：计算通风孔面积
室外设备因日照产生的温升计算
自然冷却的风路设计
工程案例：风路设计
强迫风冷设计
风扇散热形式
通风机的选择及应用
工程案例：求风扇工作点
强迫空气冷却的热计算
工程案例：选择合适的风扇
工程案例：计算实际需要的散热风量
型材散热器的计算
工程案例：强制空气冷却时电子组件温度计算
强迫空气冷却系统的设计
强迫冷却散热器的设计
工程案例：SRX08D50散热器优化
工程案例：SRX08D125散热器优化
工程案例：验证散热器及风扇
工程案例：吹风冷却时风扇出风口与散热器间距离对散热的影响
强迫冷却的风路设计
强迫空气冷却的PCB组件设计
强制空气冷却时支架上PCB组件间风量计算
大机柜中屏蔽盒的通风冷却
工程案例：确定印制板表面和屏蔽盒表面的热点温度
气冷式冷板设计
气冷式冷板构造设计
肋片形状设计
肋片尺寸设计
电子产品液体冷却
直接液体冷却
自然浸渍冷却
直接强迫液体冷却
直接浸渍冷却液
工程案例：速调管蒸发冷却设计
间接液体冷却
热交换器类型
泵的选择
间接液体冷却的冷却液
冷板的换热计算
液体冷却系统的设计
工程案例：冷板方案设计
工程案例：笔记本电脑液体冷却
热管设计
热管的基本结构
热管工作原理
热管的特性
热管设计细则
工程案例：管芯结构等
热管制造工艺
工程案例
高功率密度水热管设计
热管应用案例
其他散热技术
相变冷却
热电制冷
工程案例：多级制冷器结构
微通道散热器
电源模块的分散式散热技术
纳米毛细芯片散热
系统级热设计
设计要求
冷却方法选择
工程案例：冷却方法选择
机箱的热设计
低热阻设计技术
工程案例：索尼X505的底板结构
工程案例：机箱热设计
航天航空设备热设计
高海拔自然散热设计
强迫风冷设计
非机舱电子设备热设计
工程案例：机载计算机系统的热设计
某机载雷达设备热设计
热分析技术
为什么要进行热仿真分析
传统方法与仿真分析方法比较
仿真分析软件介绍
商用软件性能比较
仿真分析技巧
工程案例
三端可调稳压器
计算机冷却系统散热分析
ICEPAK软件机柜仿真
电子设备机箱应用CFD
某冷板系统的散热分析
实验评估热设计软件
热性能测评及整改技术
热测试技术
温度测量
热电偶的材料要求
热电偶冷端温度补偿
热电偶的制作
热电偶使用技巧
测温时的敷设
环境温度测试要点
低气压环境下的高低温实验
热阻测试
结-管壳热阻
结-环境热阻
流动空气环境热阻
压力与流量测量
电子设备热性能评定
现有电子设备热性能的改进
工程案例：某微波大功率组件
某电源厚膜电路
某测试设备
一大型控制台
工程案例
散热器热阻的计算
计算芯片实际工作温度
某散热模组初期设计计算
针对最佳散热效果的组件布局的选择
设备自然散热设计
手机PA与PCB板的热设计
典型密封式电子设备结构热设计
汽车多媒体领域的一些散热解决方案
某3G移动基站的热仿真及优化
用icepak分析强迫风冷散热器
1.5MW风电(双馈)变流器
失败案例
某测试设备热分析
第5篇 电磁兼容结构设计
整机接地设计
地的分类
接地方式种类（含工程案例）
屏蔽接地
屏蔽电场
抗磁场干扰的电缆接地方式
工程案例
同一台设备，为什么换一个人去EMC测试就通不过？
母线结构设计
整机屏蔽设计
电场屏蔽（含工程案例）
电场屏蔽的设计要点
低频磁场屏蔽（含工程案例）
磁场屏蔽的设计要点
高频磁场屏蔽（含工程案例）
线圈屏蔽罩
电磁场屏蔽
常用屏蔽材料设计
完整屏蔽体解决方案
缝隙与孔洞的模型
远场区孔洞的屏蔽效能
缝隙的处理（含工程案例）
如何正确地选择电磁屏蔽衬垫
电磁密封衬垫的安装方法
穿孔设计
截止波导管的设计步骤（含工程案例）
面板器件的处理（含工程案例）
操作器件的处理（含工程案例）
通风口的处理（含工程案例）
屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法（含工程案例）
传动轴的屏蔽（含工程案例）
变压器的屏蔽
低频变压器的屏蔽（含工程案例）
电源变压器屏蔽（含工程案例）
多层隔离变压器（含工程案例）
电路屏蔽的结构形式与安装（含工程案例）
PCB屏蔽的结构形式与安装
搭接技术
搭接的形态
搭接之处理（含工程案例）
铆接及螺纹搭接（含工程案例）
运动部件的搭接
搭接效果的测量
工程案例
机箱电磁屏蔽设计
第6篇 电子设备造型设计
造型设计原则
造型美学原理
产品形态设计
产品色彩设计
工程案例
第7篇 电子设备零部件及整机结构设计
零件结构设计准则
热处理零件的设计要点
结构件材料应注意的问题
满足强度要求的设计准则
零件结构要便于加工
使零部件得到正确安装
使零部件便于装配和拆卸
防止装配错误
公差设计与较低加工精度的平衡
累计公差对整机装配操作方面的影响、解决方法
复合材料设计
电子设备金属零件设计
材料设计
不锈钢零件设计
不锈钢的连接方式
不锈钢表面工艺设计
工程案例：不锈钢低温离子渗碳表面硬化处理
铝合金表面处理
压铸件设计
钣金结构设计
冲裁件结构设计
折弯工艺性设计
拉伸工艺性设计
成型件结构设计
紧固件设计
电子产品塑胶件设计
材料设计
外壳设计
塑料脱模设计
转角设计
塑料件厚度设计
塑料强度设计
塑料孔设计
塑料标志设计
塑料装配设计
止口设计
搭扣设计
塑料件螺钉连接
超声波熔接面设计
传动结构设计
转动结构设计
喇叭装配结构件设计
RECEIVER 出音孔设计
遮丑设计
双射产品设计
塑料表面处理结构件设计
装饰件设计
五金与塑料连接设计
机柜结构设计
机柜结构设计的基本要求
机柜机箱设计的基本步骤
机箱结构设计
机箱的结构形式
插箱、插件的结构设计
面板结构设计
显示器结构设计
LCD背光设计
导光柱设计
控制器设计
控制器设计原则
控制器的运动方向
操纵装置的特征编码与识别
手柄设计
旋钮设计
按键部件设计
滑钮设计
把手和锁紧装置设计
背胶设计
防尘网设计
热熔胶设计
平板变压器结构设计
结构图纸零部件的分级和代码申请
第8篇 电子产品安规结构设计
避免使用的材料
安全接地
电击的防护设计
外壳开孔设计
变压器安规设计
零部件安规设计
电子产品防辐射结构设计
第9篇 电子产品包装结构设计
电子产品包装的种类
包装设计的基本原则
包装物设计
纸盒设计
纸箱设计
护角板设计
缓冲材料
包装的要求
电子整机包装工艺
第10篇 结构设计综合案例
某通信机箱设计
低频理疗器
大壳体实验及整改方案

周旭的简历
周旭，英国Wayne kerr电子仪器公司技术顾问；美国Emerson公司产品评审专家；美国Gerson Lehrman集团高级专家；浙江省和重庆市重大科技项目评审和评奖委员；江苏省科技咨询专家。教授，东南大学工学博士。早年于Siemens公司设计数控系统7年，后一直从事电子设备可靠性设计、电磁兼容设计、电子设备结构设计、热设计、防腐蚀设计、防振设计、电子设备制造工艺设计、硬件测试、静电防护体系建设、电子产品认证等方面的研究，从业30年经验。
出版专业著作8部：《现代电子设备设计制造手册》（电子工业出版社），《电子设备结构与工艺》（北京航空航天大学出版社），《电磁兼容基础及工程应用》、《印制电路板设计制造技术》（中国电力出版社），《电子设备防干扰原理与技术》、《现代传感器技术》、《数控机床实用技术》（国防工业出版社），《家用电器实用技术》（四川科技出版社）等。部分著作多次印刷发行。
应一些单位的要求，编写了企业内部规范：《军品PCB工艺规范》、《电缆组件装配工艺规范》、《电子产品总装工艺规范》、《电缆设计规范》、《电子设备的自然冷却热设计规范》、《电子设备的强迫风冷热设计规范》、《PCB电磁兼容设计规范》、《结构件电磁兼容设计规范》、《电子产品ESD设计规范》等。
先后主持或参与完成的项目有：Siemens 810、880机床数控系统设计、测试、制造、英国wayne kerr公司电子元器件测试仪器的设计、手机屏蔽材料的研究、电磁兼容试验转台和天线塔的研制。多次去国外进行产品设计评审，例如美国Emerson公司AA*******L服务器电源以及SS-5.0XXXXX-XXX太阳能逆变器的设计评审等。通读和审查了该太阳能电子设备的全套设计图纸和完整的产品研发说明书。另主持完成省部级科研课题多项，在中国工程院院刊等核心期刊发表学术论文40多篇，多篇被EI收录。
常年应国防科工局、华为技术有限公司、Emerson公司、松下电器有限公司、美国Gerson Lehrman集团、香港华海集团、中国航天空气动力技术研究院、兵工214所、中船707所、中陆航星、湘计集团、烽火集团、美的集团、苏泊尔集团、荣事达集团、华阳集团、江淮汽车股份有限公司、德赛西威汽车电子有限公司、上海鹰峰电子有限公司、上海博泽电机有限公司、北京普析通用仪器有限责任公司、广州航新航空科技股份有限公司、聚光科技股份有限公司、佛山市华全电气照明有限公司、河北科林公司等单位邀请赴全国各地进行公开讲学和企业内部培训。