第七章 第八章(选学内容)1.pptx

1 第七章电子产品的微型化结构电子产品广泛应用于社会生活的各个领域 其功能要求越来越多 精度要求高 产品结构朝着微型化 集成化方向发展 现代电子组装技术的发展 大规模集成电路 功能集成件及系统功能集成件不断涌现 为实现上述要求提供了技术保证 同时也要求电子产品结构实现小型化 微型化 2 7 1微型化产品结构特点微电子器件 表面贴装器件 大规模集成器件等 及微组装技术的应用 同时数字技术取代了传统的模拟技术进行信息变换和传输 从而大大减少了器件数量 增加了可靠性 提高组装密度 大大简化了电子产品结构 3 7 1 1电子产品结构的变化电子产品的结构是随着电子器件更新换代 组装技术的发展而不断发展变化的 其结构组装具有四个时代特征 第一代电子产品是电真空器件的组件结构 每个组件都有完全确定的功能 结构设计方法为组件功能法 4 第二代电子产品是采用了印制电路板组件 陶瓷片分层结构的微型组件以及平面结构的微型组件 如图7 1所示 由晶体管等分立元件组装成印制电路板组件 结构微型组件等组装成更复杂的部件 组件结构是通过减小分立元件的间距来提高组装密度 产品组装可以实现自动化装配 5 6 第三代电子产品是利用中 小规模集成度封装式集成电路设备 集成电路是一种功能组件 由它可以组装出更复杂的功能部件 如图7 2所示 其结构特点是组装密度高 封装集成电路能提高可靠性 规范性 互换性 设备体积小和重量轻 有时还能降低成本 由于采用封装集成电路 部件的散热需要考虑 维修时需更换整个组件 7 8 第四代电子产品是用结构上起完整部件作用的未封装集成电路或封装大规模集成电路制成的电子设备 如图7 3所示 所有部件都需要密封 其优点是在改善重量与尺寸特性的同时 还明显提高了封装密度 结构元件的规范度以及可靠性 9 10 7 1 2组装特点微型化结构是电子产品发展的时代要求 因此 组装就必需充分利用电子设备的平面 空间结构 根据产品的技术要求及其工艺条件 采用最佳的组装结构和方法 来保证电子设备组装的质量和提高生产效率 微型化结构产品尤其要注意以下三点 11 1 产品结构要与安装物体协调一致结构要与安装物体协调一致 是产品的使用条件要求 尤其是在航天 航空电子设备上 其安装的体积 形状都受到限制 新型元器件能将微电子产品安装到较小的空间范围内 可以在各种形状上实行安装 如图7 4所示是安装在火箭上的某型电子计算机的结构 12 13 2 提高组装密度同时便于维护元器件 零部件在对电子设备进行结构设计的过程中 要对结构作出分隔 降低组装密度 因为必须放置支撑结构 密封元件和互连元件 第三 四代电子设备进行结构的分隔程度要求更高 组装密度可以采用下列方法来提高 14 1 减少分立元件的数目并使分立元件的尺寸小型化 2 提高集成电路的集成度 3 使电气安装连接线小型化 15 16 3 满足人体工程的要求在微型化结构中分立元件的本体小型化 用电子元件代替电力元件 用自动相控天线阵代替电力传动的天线 用数字显示器代替指针式仪表 以及模拟物可以用集成工艺方法制成 这些都能大大减小电子设备的尺寸 控制和显示元件都可以实现微小化 但受到操作者的工程心理学参数的限制 产品微型化的同时要考虑到操作控制灵活 手感好 读取信息方便 简洁有效 17 7 2微型化产品结构设计举例微型化产品正在广泛应用 并不断推陈出新 尤其是以现代通信产品为代表的微型化产品正在飞跃的发展 下面就寻呼机和手机的结构及其组装进行分析 其结构材料一般采用工程塑料 结构形式也各不相同 但基本都是采用螺钉 内外卡连接固定 用表面贴装技术装配而成的微型化产品 目前手机重量已能做到只有45g 18 7 2 1寻呼机的结构1 寻呼机整机结构组装不同的厂家及不同型号的寻呼机外形结构 体积大小 功能也各不相同 但其基本结构形式是相同的 寻呼机整机结构由机壳 前后盖 电池盖 按键 键盘板 LCD显示屏 天线 接收板 19 20 7 2 2移动电话 手机 的结构1 移动电话整机结构组装移动电话又称大哥大 手机 其外形结构种类多姿多彩 但从其使用方法上来分有两大类 一是带有翻盖 另一种是无翻盖 如图7 10所示 结构上分内置天线 外置天线 固定天线 拉杆天线 等等 21 22 第八章电子设备的整机结构8 1机箱机柜的结构知识为把电子设备的各个部分 印制电路板 电路单元 各种显示器 控制器以及相关机械零部件组装成一个完整的设备 就需要进行整机结构设计 23 8 1 1机箱机箱是电子设备的重要组成部分 它的外形是箱形 由机箱框架 上下盖板 前后面板 左右侧板组成 也可不用框架 直接由薄板经折弯而成 机箱一般用于尺寸较小 结构简单的电子设备 它的特点是 结构紧凑 体积重量小 使用灵活 方便 24 1 钣金结构机箱用薄钢板 厚1 1 5mm 经过折弯 再用焊接或螺钉联接即可构成一个完整的机箱 如图8 2 这种结构的特点是 机箱有一定的强度和刚度 形式及尺寸可灵活多样 用料品种少 生产周期短 缺点是 机箱的外形尺寸公差大 不宜用于大批量生产 对钣金工水平要求高 而且必须有一定的工装模具 25 26 2 铝型材结构机箱用螺钉将各种不同截面形状的铝型材构成框架 外加盖板构成的机箱 称为铝型材结机 左右围框结构机箱 如图8 4所示 是指用铝型材弯制成左右两个围框 再将铝型材横梁用螺钉与围框连接起来 制成机箱框架 外加盖板组成机箱 27 28 3 型材组合结构机箱是根据机箱的结构尺寸要求 用多种不同截面形状的铝型材 拼装组合成框架 外加盖板构成的机箱 29 30 8 1 2机柜用以安装设备的安装架称为机架 如图8 8所示 封闭结构的机架称为机柜 机柜由机架和盖板及其附属件组成 如图8 9所示 机柜从其外表来看可分为两类 立柜式机柜 如图8 9所示 控制台式机柜 如图8 10所目前电子设备中广泛采用型材结构机柜和弯板结构机柜 31 32 33 8 1 3底座禾口面板1 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 对底座的要求是 机械强度 刚度好 耐冲振 加工工艺性好 作为电路连接的公共接地点具有良好的导电性能 孔径尺寸种类应尽可能减少 尽量采用标准结构 另外底座上零部件布局时 要留出装配工具的操作空间 34 35 2 面板面板是电子设备控制和显示装置的安装板 合理的结构布局不仅能提高显示 控制效率 而且起到装饰美化作用 36 37 8 1 4导轨与插箱1 导轨电子设备中导轨作用是 使插件 插入单元 插箱准确地插入机箱机柜 并保证其插头与插座很好地插接 导轨不仅起导向作用 而且还能减小插件 插箱的插 拔的摩擦阻力 以免破坏机箱机柜的表面 38 39 40 2 插箱在机架上用来组合安装分机或电路单元的机箱称为插箱 插箱通常由面板 底座 把手 导向定位及接插件组合而成 为了便于维修 插箱与机柜一般通过导轨来连接 41 42 8 2电子设备的人机功能要求人机工程学 Man MachineEngineehng HumanEngineehng ErgOnOmics 是研究人一机一环境系统中人 机 环境之间的相互关系 为解决该系统中人的效能 健康问题提供理论与方法的学科 电子设备结构设计正是根据人机工程学的原理 使人和设备的要素取长补短 使整个系统达到最佳效率和最佳的总体功能 43 44 8 2 1人体特征1 视觉视觉是人感受信息的主要通道 人所获得的全部信息80 是通过视觉感受的 视觉是由被视物体的光线刺激眼睛视网膜而产生的 人眼对发光强度相同的各种单色光的亮度感觉是不相同的 45 人眼对各种色光和物体颜色的感觉也不完全一致 实践证明 人眼对各种色光 颜色辨别的正确率排列次序为 色光 黄 黑 白 红 绿 青 蓝 颜色 黑 白 红 蓝 青 绿 黄 因此 电子设备中指示灯颜色常用黄 白 红 绿色光 而刻度数字常采用黑 白 红颜色 46 47 2 听觉听觉是人获得信息另一重要通道 其重要性仅次于视觉 特别是当工作条件限制 比如空间狭小 照明不佳 时 有效利用听觉获取信息显得尤为重要听觉是由声波刺激人耳鼓膜传递到听觉神经而产生的 声波可用声强级和频率来表示 声强级的单位为分贝 dB 频率的单位是赫兹 Hz 48 3 人体尺寸和肢体的力量 1 人体尺寸人体尺寸是指成年男子或女子的平均人体尺寸 电子设备是由人来操作和使用的 所以它是电子设备结构设计的重要依据 它主要决定了人 机系统的操作是否方便 省力和舒适 49 50 51 52 4 环境因素对人体的影响环境因素是多方面的 从性质上可分为物理因素 化学因素 生理因素 心理因素 生物因素等 比较重要的有温度 湿度 噪声和振动等 根据工作环境对人体的影响和人体对环境适应程度 可分为四个区域 53 8 2 2显示器显示器是电子设备将信息传给操作者的装置 常用的视觉显示器按显示的形式有 符号显示器 图像显示器 数字指示器 指示灯显示和多媒体显示器 按使用方法分 定量显示 定性显示 检查显示 定时显示 跟踪显示和空间定向 听觉显示器主要有 铃 蜂鸣器 喇叭 扬声器等 它多用于预警 告急 与视觉显示并用 可以强化信息对感官的刺激 54 55 56 8 2 3控制器控制器是操作者将自己的决定和动作传给电子设备的装置 控制器的选择与很多因素有关 如人体的特性 操纵的状态 操纵的时间 体力 持久性 控制的目的 控