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

包裝是電子產品進入流通領域中必不可少的一道工序，是產品生產過程中的重要組成部分，進行合理包裝是保證產品在運輸、存儲和裝卸等流通過程中避免機械物理損傷，確保其質量而采取的必要措施。

電子產品屬于技術密集型產品，隨著科技的日益進步，電子元器件由電子管發展到晶體管、集成電路，直到如今的超大規模集成電路。電子零部件的尺寸越來越精細，電路板的走線越來越復雜，越來越細小，因此，電路板或電子整機產品對外界環境的要求也越來越高。其主要原因：一是電路板或電子產品內部構造復雜，零部件生產精密，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、油脂的進入會妨礙電路板接點間的電流傳導，污染內部線路，影響內部零件，造成損害；四是怕靜電，過大的靜電會擊傷電子產品內的一些電子元件，造成零部件短路，最終直接損害整個機器；五是怕高溫，過熱的高溫環境不但會使電子產品的外觀致損，也會使內部的一些零件性能不穩，直接影響產品的使用功能。

SPM750變流器采用三相電壓型交－直－交雙向變頻器技術，核心控制采用四個DSP+2個CPLD方式進行控制及數據處理，DSP與DSP之間進行數據通信。同時數據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可調、自動軟并網和最大功率點跟蹤控制等功能。

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

SPM750模塊主體包裝設計

一、箱罩和底盤制造

（2）箱體內空尺寸為：長1140mm×寬620mm×高550mm。

（3）箱罩頂板內側襯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）箱罩四個棱角釘90mm×25mm×0.4mm鐵皮加固，間距均勻。

（6）在箱體的兩個側面印刷LOGO標志，按國家標準GB191印刷“向上、易碎、怕雨、堆碼三層”儲運圖示標志。

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，每個包裝箱配一個防水袋。

用強力膠將各塊珍珠棉板粘合成盒子形狀。

SPM750主控板包裝設計

用9mm厚膠合板制作SPM750主控板防震包裝箱，按BZ163-00-00-00明細表下料，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、堆碼五層等儲運圖示標志。

企業的發展需要有效的平臺、工具進行支撐，科學的線上審批平臺讓企業的發展至少在管理和審批的業務上得到了充分發揮和應用。

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板包裝設計

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，然后平整地放進盒子中。

圖5 IGBT炸裂

不良包裝影響分析

案例1：內蒙古庫倫風電場22#風電機組返修模塊更換完成后，進行手動并網測試，并網瞬間，變流器模塊炸裂，經檢查，發現模塊直流母排正負極短路，母排燒損嚴重，機側A 相IGBT炸裂。

案例2：湖南仰天湖風場17#風電機組返修模塊更換完成后，現場工程師發現模塊在垂直安置完畢后，模塊母排上有水跡。經后續檢查，確認模塊在返修檢測完之后，沒有將水冷散熱板內的防凍液排干，模塊進出水口沒有采取任何的保護措施，因運輸過程中顛簸，導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——這四個因素直接影響電路板的使用。

通過在包裝設計中，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，一方面要封閉進出水口，另一方面還要放置干燥劑。通過在進、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，防靜電袋具有獨特的三層結構，可形成感應罩效應，以保護內產品與靜電場隔離。另外，最里面一層由可消除靜電的聚乙烯組成，可以防止在袋內產生靜電。這種防靜電袋是透明的，從外面就可清楚辨認內部物品表面的電阻值。

由于風電場一般地處偏僻，風沙、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，能夠達到防水、阻氧、避光、防潮的目的。目前，中車風電庫房SPM750模塊備品已采用此款設計，變流器主體及其主控板附件，均已批量應用此包裝。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%，產品質量水平穩步提高。

結語

通過對SPM750模塊、主控板、DSP板的包裝設計，從防震、防潮、防靜電、密封的維度，制定對應的處置措施，避免電路在包裝、運輸過程中，電路板發生碰撞、受潮、污染、靜電破壞等問題，進一步提升模塊及其電路板的使用效果。

（作者單位：中車株洲電力機車研究所有限公司）