SPM750模塊及其附件包裝探討

文 | 汪靜，李長青

SPM750模塊及其附件包裝探討

文 | 汪靜，李長青

包裝是電子產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域中必不可少的一道工序，是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的重要組成部分，進(jìn)行合理包裝是保證產(chǎn)品在運(yùn)輸、存儲和裝卸等流通過程中避免機(jī)械物理損傷，確保其質(zhì)量而采取的必要措施。

電子產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，隨著科技的日益進(jìn)步，電子元器件由電子管發(fā)展到晶體管、集成電路，直到如今的超大規(guī)模集成電路。電子零部件的尺寸越來越精細(xì)，電路板的走線越來越復(fù)雜，越來越細(xì)小，因此，電路板或電子整機(jī)產(chǎn)品對外界環(huán)境的要求也越來越高。其主要原因：一是電路板或電子產(chǎn)品內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，零部件生產(chǎn)精密，不能承受外力沖擊、磕碰；二是電路板怕潮濕，受潮后，大量水汽會浸入電路板形成水潰，造成短路，或使金屬接口氧化；三是怕灰塵、油脂，灰塵、油脂的進(jìn)入會妨礙電路板接點(diǎn)間的電流傳導(dǎo)，污染內(nèi)部線路，影響內(nèi)部零件，造成損害；四是怕靜電，過大的靜電會擊傷電子產(chǎn)品內(nèi)的一些電子元件，造成零部件短路，最終直接損害整個(gè)機(jī)器；五是怕高溫，過熱的高溫環(huán)境不但會使電子產(chǎn)品的外觀致?lián)p，也會使內(nèi)部的一些零件性能不穩(wěn)，直接影響產(chǎn)品的使用功能。

SPM750變流器采用三相電壓型交－直－交雙向變頻器技術(shù)，核心控制采用四個(gè)DSP+2個(gè)CPLD方式進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)處理，DSP與DSP之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。同時(shí)數(shù)據(jù)可從變流器模塊傳送到其他控制器。SPM750變流器具有輸入輸出功率因數(shù)可調(diào)、自動軟并網(wǎng)和最大功率點(diǎn)跟蹤控制等功能。

變流器模塊作為風(fēng)電機(jī)組核心部件之一，在運(yùn)輸、存儲過程中，需要特別注意模塊的包裝防護(hù)。變流器模塊重量約120kg。長×寬×高＝970mm×478mm×466mm，為確保模塊在運(yùn)輸和存儲過程中得到有效的防護(hù)，下面將詳細(xì)介紹模塊主體及其附件的包裝工藝。

SPM750模塊主體包裝設(shè)計(jì)

一、箱罩和底盤制造

（2）箱體內(nèi)空尺寸為：長1140mm×寬620mm×高550mm。

（3）箱罩頂板內(nèi)側(cè)襯1210mm×690mm×0.2mm整張防水膜，防水膜可以是PVC膜、PE膜、防水彩條布或鋁塑膜，用射釘槍釘10mm×8mm U形釘，布釘間距100mm左右，要均勻牢固。

圖1 包裝箱體

（4）膠合板與木方之間釘1.5英寸鐵釘，加4mm×20mm U形釘釘牢固，箱罩的側(cè)板、端板、頂板相互之間釘3英寸鐵釘，底盤的底板與滑木之間、擋框木方之間、擋框木方與底板之間都釘3英寸鐵釘，布釘間距150mm左右，要均勻，不歪斜，牢固可靠，露出的釘尖打彎入木。

（5）箱罩四個(gè)棱角釘90mm×25mm×0.4mm鐵皮加固，間距均勻。

（6）在箱體的兩個(gè)側(cè)面印刷LOGO標(biāo)志，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB191印刷“向上、易碎、怕雨、堆碼三層”儲運(yùn)圖示標(biāo)志。

二、防水、防震制作

用0.1mm厚透明PVC薄膜下料，采用熱融法壓接成袋形，長度公差為±5mm。折疊成A4紙張大小，裝入315mm×240mm自封塑料袋，每個(gè)包裝箱配一個(gè)防水袋。

用強(qiáng)力膠將各塊珍珠棉板粘合成盒子形狀。

SPM750主控板包裝設(shè)計(jì)

用9mm厚膠合板制作SPM750主控板防震包裝箱，按BZ163-00-00-00明細(xì)表下料，下料尺寸偏差為±1mm。將下膠合板用4mm×20mm U形釘釘成箱體和箱蓋板，布釘間距40mm左右，要均勻牢固，箱體四角處用2寸鐵釘再加固，確保箱體內(nèi)空尺寸為：長462mm×寬262mm×高75mm。箱蓋與箱體用ST3×10木螺釘安裝2副2寸合頁和1副2寸箱扣，保證盒蓋開合自如。在箱蓋板正中央印刷LOGO、向上、易碎、怕雨、堆碼五層等儲運(yùn)圖示標(biāo)志。

企業(yè)的發(fā)展需要有效的平臺、工具進(jìn)行支撐，科學(xué)的線上審批平臺讓企業(yè)的發(fā)展至少在管理和審批的業(yè)務(wù)上得到了充分發(fā)揮和應(yīng)用。

圖2 防震珍珠棉板

圖3 主控板包裝盒

圖4 DSP板包裝盒

用泡沫膠將各塊珍珠棉板粘接成盒子形狀，或者將底盒每塊珍珠棉粘貼在箱體內(nèi)壁。用0.05mm厚透明防靜電膜制作，剪一塊長1000mm、寬310mm防靜電薄膜，對折，采用熱融法壓接兩邊，形成袋形，壓接寬度為5mm。

SPM750模塊DSP板包裝設(shè)計(jì)

將兩塊DSP電路板夾一塊珍珠棉防震隔板，對齊，裝入防氣泡膜包裝袋里，放一包20克干燥劑，將袋口折疊，用寬膠帶密封袋口，然后平整地放進(jìn)盒子中。

圖5 IGBT炸裂

不良包裝影響分析

案例1：內(nèi)蒙古庫倫風(fēng)電場22#風(fēng)電機(jī)組返修模塊更換完成后，進(jìn)行手動并網(wǎng)測試，并網(wǎng)瞬間，變流器模塊炸裂，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)模塊直流母排正負(fù)極短路，母排燒損嚴(yán)重，機(jī)側(cè)A 相IGBT炸裂。

案例2：湖南仰天湖風(fēng)場17#風(fēng)電機(jī)組返修模塊更換完成后，現(xiàn)場工程師發(fā)現(xiàn)模塊在垂直安置完畢后，模塊母排上有水跡。經(jīng)后續(xù)檢查，確認(rèn)模塊在返修檢測完之后，沒有將水冷散熱板內(nèi)的防凍液排干，模塊進(jìn)出水口沒有采取任何的保護(hù)措施，因運(yùn)輸過程中顛簸，導(dǎo)致殘留水分流到母排表面，并使部分電路受潮。

振動、受潮、靜電、密封——這四個(gè)因素直接影響電路板的使用。

通過在包裝設(shè)計(jì)中，添加減震材料，如珍珠棉板、泡沫塑料、氣泡塑料薄膜、氣泡片材、瓦楞紙板襯墊等。

防止電路受潮的方法，一方面要封閉進(jìn)出水口，另一方面還要放置干燥劑。通過在進(jìn)、出水口處，添加橡膠堵頭的方式，避免殘留水分流出。干燥劑選用變色硅膠即可。

通過將電路板放置在防靜電袋內(nèi)，防靜電袋具有獨(dú)特的三層結(jié)構(gòu)，可形成感應(yīng)罩效應(yīng)，以保護(hù)內(nèi)產(chǎn)品與靜電場隔離。另外，最里面一層由可消除靜電的聚乙烯組成，可以防止在袋內(nèi)產(chǎn)生靜電。這種防靜電袋是透明的，從外面就可清楚辨認(rèn)內(nèi)部物品表面的電阻值。

由于風(fēng)電場一般地處偏僻，風(fēng)沙、楊絮、油污、水汽等，會直接影響到電路板的使用。因此，模塊的包裝在密封性方面，必須要引起重視。SPM750模塊在包裝前，會套防水袋。主控板和DSP板通過防靜電袋和氣泡塑料薄膜包裝，能夠達(dá)到防水、阻氧、避光、防潮的目的。目前，中車風(fēng)電庫房SPM750模塊備品已采用此款設(shè)計(jì)，變流器主體及其主控板附件，均已批量應(yīng)用此包裝。對比2015年變流器及其附件故障率，2016年變流器主體故障率下降16%，主控板及其附件故障率下降7%，產(chǎn)品質(zhì)量水平穩(wěn)步提高。

結(jié)語

通過對SPM750模塊、主控板、DSP板的包裝設(shè)計(jì)，從防震、防潮、防靜電、密封的維度，制定對應(yīng)的處置措施，避免電路在包裝、運(yùn)輸過程中，電路板發(fā)生碰撞、受潮、污染、靜電破壞等問題，進(jìn)一步提升模塊及其電路板的使用效果。

（作者單位：中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司）