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电子产品包装工艺设计
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电子产品属于技术密集型产品,随着科技的日益进步,电子元器件由电子管发展到晶体管、集成电路,直到如今的超大规模集成电路。电子零部件的尺寸越来越精细,电路板的走线越来越复杂,越来越细小,因此,电路板或电子整机产品对外界环境的要求也越来越高。其主要原因:一是电路板或电子产品内部构造复杂,零部件生产精密,不能承受外力冲击、磕碰;二是电路板怕潮湿,受潮后,大量水气会浸入电路板形成水溃,造成短路,或使金属接口氧化;三是怕灰尘、油脂,灰尘、油脂的进入会妨碍电路板接点间的电流传导,污染内部线路,影响内部零件,造成损害;四是怕静电,过大的静电会击伤电子产品内的一些电子元件,造成零部件短路,最终直接损害整个机器;五是怕高温,过热的高温环境不但会使电子产品的外观至损,也会使内部的一些零件性能不稳,直接影响产品的使用功能。特别是对于军用电子产品,在进行包装设计时这些问题应特别考虑和注意。

由于军用电子产品经常在恶劣的环境下使用,因此,缓冲设计是军用电子产品包装设计中一个非常重要的问题。缓冲措施离不开必要的衬垫即包装缓冲材料,它的作用是将外界传到内装产品的冲击力减弱到最低限度。缓冲设计首先是缓冲材料的选择,缓冲材料(衬垫材料)的选择,应以最经济并能对电子产品提供起码的保护能力为原则。电子产品的缓冲材料分为外包装和内包装两种。

外包装是保护产品免受损坏的有效方法,最典型和最常用的外包装是瓦楞纸箱,部分大而重的产品采用蜂窝纸板包装箱或木箱。木箱用材主要有木材(红松、白松、落叶松、马尾松等)、胶合板、纤维板、刨花板等,用来包装体积大、笨重的或存放时间长、运输路途远的产品,要求含水量在20%以下,包装木箱重、体积大,而且木材已成为国家紧缺物资,同时受绿色生态环境保护限制。因此,现代化产品包装已有日益减少木箱包装的趋势。外包装的缓冲形式有左右套衬和上下天地盖两种。根据流通环境中冲击、振动、静压力等力学条件,宜选择密度为(20~30)kg/m3,压缩强度(压缩50%时)大于或等于2.0×105Pa的聚苯乙烯泡沫塑料作缓冲衬垫材料。也可以使用优于上述性能的其它材料。衬垫结构一般以成型衬垫结构形式对电子产品进行局部缓冲包装,衬垫结构形式应有助于增强包装箱的抗压性能,有利于保护产品的凸出部分和脆弱部分。

若在一个外包装中装若干小包装,如在军用雷达中可能会备用一些印制电路板,以防雷达在使用时,某块印制电路板出现故障后能立即更换从而正常使用,则在外包装中应使产品振动时应力分散;棱角边应有垫条、垫块、垫片等保护;在外包装箱内填充碎纸屑、碎泡沫等缓冲。包装箱要装满,不留空隙,减少晃动,可以提高防潮、防振效果。

内包装的最主要功能是提供内装物的固定和缓冲,有多种内部包装材料及方法可供选择。①发泡塑料作为传统的缓冲包装材料,有质量轻、保护性能好、适用范围广等优势。特别是发泡塑料可以根据产品形状预制成相关的缓冲模块,应用起来十分方便。目前,电子产品包装材料以EPS和EPE为主。EPE目前在国际上是比较认可的环保材料,主要用于易碎品的它装,成本比较高。EPs可以模塑成型,因此成本很低,但是回收率太低,不太环保。②气垫薄膜也称气泡薄膜。是在两层塑料薄膜之间采用特殊的方法封入空气,使薄膜之间连续均匀地形成气泡。气泡有圆形、半圆形、钟罩形等形状。气泡薄膜对于轻型物品能提供很好的保护效果。作为软性缓冲材料,气泡薄膜可被剪成各种规格,可以包装几平任何形状或大小的产品。气垫薄膜的缺点在于易受其周围气温的影响而膨胀或收缩。膨胀将导致外包装箱和被包装物的损坏,收缩则导致包装内容物的移动,从而使包装失稳,最终引起产品的破损。而且其抗戳穿强度较差,不适于包装带有锐角的易碎品。③包装纸盒,一般用体积较小、重量较轻的产品(如家用电器、印制电路板等)。纸盒有单芯、双芯瓦楞纸板和硬纸板。纸盒的含水率小于12%。使用瓦楞纸箱轻便牢固、弹性好,运输费用、包装费用低,材料利用率高,而且便于实现现代化包装。

缓冲设计之外,电子产品包装中防潮、防霉、防尘、防静电也是非常重要的。特别是对于一些电子产品及其备用件,可能存放的时间较长、地区不同、气候不同,防潮、防尘、防静电就是非常必要的了。如北方干燥地区和南方多雨潮湿地带对包装的防潮要求差别很大,而目前我国大型电子产品在外包装上几乎千篇一律,亦没有采取防潮、防雨的措施,完全以不变应万变,导致在潮湿气候下部分包装箱受损变软,保护性能大大下降。这种情况在出口电子产品包装上也时有发生。此外,有些企业片面强调低成本,使用的原材料质量标准降低,用纸质量性能不保证,纸箱达不到应有的强度,使得产品到达用户手中时性能下降、工作不可靠等现象出现。

防潮、防尘材料,可选用物化性能稳定、机械强度大、透湿率小的材料,如有机塑料薄膜、有机塑料袋、发泡塑料纸(如PEP材料等)或聚乙烯吹塑薄膜等与产品外表面不发生化学反应的材料,进行整体防尘,防尘袋应封口。为了防止流通过程中临时降雨或大气中湿气对产品的影响,包装件应具备一般防湿条件。可使用硅胶等吸湿干燥剂。必要时,应对箱体进行电镀、喷漆、化学涂覆等防护方法,防止潮湿、盐雾等因素对电子产品的影响。

防氧化。产品包装特别是一些军用印制板备件,应装在防静电铝箔薄袋内并充氮气封口,以防印制板面及元器件被氧化。

防静电。由于作为备用件的印制电路板,可能会存放较长时间,随着集成电路的密度越来越大,其二氧化硅膜的厚度越来越薄,承受静电电压能力越来越低,而且产生和积累静电的材料如塑料、橡胶的大量使用,使得静电影响越来越严重。近年来,美国电子行业因静电损坏而造成的直接损失每年高达200亿美元,而潜在损失更是不可估量。因此,使用良好的防静电性能的包装材料尤为重要,例如使用防静电屏蔽材料作为电子产品的内包装。现在己开发了许多改良的适用于各种用途的塑科既廉价又能满足防静电的功能要求。如,四川国营长虹机器厂生产的军事电子装备采用了聚乙烯薄膜干燥空气密封封存技术,不仅延长了产品储存期,而且节约了机器返修费167万元。南京长江机器制造厂等军工产品的包装,推广应用了气相防锈和除氧封存工艺技术,不仅提高工效3倍,还降低了包装成本30%左右,而且延长了产品封存期,保证了产品的稳定性和可靠性。

目前我国电子产品包装还比较落后,由于包装不善,不仅破损严重,而且影响了我国出口商品声誉和竞争力。所以我们在产品包装严格遵守国家标准、提高包装工艺水平的前提下,还要下力气捕捉外国的电子产品包装技术信息,掌握电子包装工作发展趋势,向国际包装标准化靠拢,并针对我国电子产品包装现状,要进一步“综合治理”,加快包装改进工作。

摘要:包装是电子产品进入流通领域中必不可少的一道工序,因而如何以高效、低耗、节能、方便、安全、环保的思路去包装产品,向国际包装行业靠拢,是我国电子产品包装技术改进、提高电子信息产品包装水平的工作重点。

关键词:包装国际标准包装技术

包装是电子产品进入流通领域中必不可少的一道工序,是产品生产过程中的重要组成部分,进行合理包装是保证产品在运输、存储和装卸等流通过程中避免机械物理损伤,确保其质量而采取的必要措施。

电子产品包装工艺设计责任编辑:刘老师    阅读:人次