有限元仿真及在电连接技术中的应用
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1.3.3 手机中尘土分布

研究表明,电子产品故障的14%是由砂尘、盐雾等环境污染引发的,我国是个多尘土的国家,尘土对电子产品的污染很严重。移动通信设备中含有很多电接触元件,尘土是影响可靠性的因素之一,因尘土导致通信设备内部电接触失效的实例很多。手机是便携式电子产品,对于环境的敏感性更高,减少尘土进入手机成为设计中重要环节。

尘土在手机内部的沉积分布受多种因素的影响,主要包括尘土颗粒浓度及颗粒度,手机结构,接触表面的形貌、粗糙度,尘土的带电量,手机内功能元件工作时产生的电磁场及电流产生的焦耳热,环境的温湿度,外界振动等。图1-30为分析环境对于尘土分布的影响时,利用ANASYS-Fluent模块研究风速及其他外部流体对于手机内部尘土颗粒分布的影响。

图1-30 手机进、出口

通过仿真得到流场速度分布(见图1-31),可以看出流体的走势及速度大小,其最大速度位于入口附近,最小速度位于内壁边缘。这说明离入口越远,速度越小,而且中间有环流存在。图1-32为根据 《电工电子产品基本环境实验规程》中“集中砂尘实验方法Lc”进行手机实验得到的尘土颗粒密度分布,与仿真得到流场速度分布一致。风速较小处,尘土由于重力作用发生沉积。在位置低、狭小的空间处,尘土颗粒沉积密度大。

接口是尘土进入手机的重要途径,手机结构对于尘土的进入及分布有着十分重要的影响,合理的设计可对尘土的进入起到阻碍作用,有效减少尘土的腐蚀,增加手机的可靠性。

图1-31 流场速度分布图

图1-32 尘土颗粒密度分布