(成都天奥信息科技有限公司，成都 611731)

1 引 言

目前，电子设备的设计主要有两个方向，一是采用机加成型或模制成型的方法进行设计，二是选用标准机柜、机箱或各种市场上现有的模制盒体进行设计。两者比较，前者的优点是可设计性强，缺点是开模、机加的成本高，加工周期长；后者的优点是价格便宜，加工周期短，更换灵活，缺点是可设计性较差。

随着市场竞争的加剧， 能否及时而有效地开发出适应市场需求的新产品已成为决定企业生死存亡的关键[1]。探索寻求制造成本低、研发周期短的产品设计方法已成为众多电子设备生产研发企业当前所面临的问题。对比两类设计方法，选用标准机柜、机箱或各种市场上现有的模制盒体设计电子设备能够更好地满足上述要求，因此本文以市场上现有的铝压铸盒为研究对象，着重论述了采用该盒体设计小型电子设备的方法。

2 铝压铸盒介绍

铝压铸盒又称铸铝盒、防水铝盒、铸铝防水接线盒、铝防水盒等，一般采用ZL102铝合金压铸成型，具有防腐性能好、使用温度范围广、机械强度高、可拦截EMC电磁波等特点，其防护性能可达到IP65等级，特别适用于沿海周围的环境。铝压铸盒通常由上盒体、下盒体和密封条3部分组成，其结构如图1所示。上、下盒体壁厚约为3 mm，为止口配合设计。上盒体的上端面设有6处直径为Φ4.5 mm的通孔，下端面设有用于定位和放置密封条的沟槽，孔在沟槽的外侧。下盒体的上端面设有6处M4 mm的安装螺孔，孔的内侧设有1 mm高的凸台，用于与沟槽定位；下盒体的下端面仍然设有6处M4 mm的螺纹孔，专门用于固定安装件。上、下盒体间装有密封条，通过6件M4×20(mm)的不锈钢螺钉进行螺装。

图1 铝压铸盒的结构

3 小型电子设备的组成

电子设备是指由集成电路、晶体管、电子管等电子元器件组成，应用电子技术(包括软件)发挥作用的设备[2]。小型电子设备通常是由输入和输出端口、功能模块、显示屏、按键、开关、电缆等组成。输入和输出端口一般为连接器插座，常用的有矩形插座和圆形插座；功能模块通常为装有电子元器件的印制板；显示屏通常为液晶屏；电缆两端通常装有插头或插座，方便与功能件插接互联。利用铝压铸盒设计电子设备，就是要将上述功能件合理安置到所选铝压铸盒中，使其既具有特定的使用功能，又具有亮丽的外观效果。

4 采用铝压铸盒设计电子设备的方法

4.1 铝压铸盒的选型

铝压铸盒的选型应遵循以下4个步骤：

第一步，要明确功能件的数量、功耗、外形及安装尺寸、接线关系等信息；

第二步，根据第一步所了解的信息确定各功能件具体的布置和安装方式，进一步明确功能件组装后的最大外形尺寸；

第三步，根据第二步所确定的最大外形尺寸来选择铝压铸盒，所选铝压铸盒规格应在长、宽、高3个方向比所确定的最大外形尺寸长10 mm以上；

第四步，按照文献[3]介绍的方法计算所选铝压铸盒是否满足自然散热的要求。只有经过计算且满足散热要求的铝压铸盒才能被最终选定。

4.2 具体的设计方法

4.2.1功能件的布置

结合铝压铸盒的外形特点，可将设备设计成“横式机”和“竖式机”两种基本形式。

(1) 横式机

横式机是指长边(L边)处于横向放置或安装的电子设备。横式机上的字符应与长边方向一致，宜将插座设置在下盒体长边所在立板上，将显示屏设置在上盒体表面偏左的位置，将键盘设置在上盒体表面偏右的位置。横式机要尽可能体现左右均衡的视觉效果。

(2)竖式机

竖式机是指短边(W边)处于横向放置或安装的电子设备。竖式机上的字符应与短边方向一致，宜将插座设置在下盒体短边所在立板上，将显示屏设置在上盒体表面偏上的位置，将键盘设置在上盒体表面偏下的位置。竖式机要尽可能体现上下均衡的视觉效果。

4.2.2功能件的安装

无论是横式机还是竖式机，功能件的安装方法是相同的：插座应根据自身的安装方式，在下盒体适当的位置开孔进行安装。单件印制板可通过压铆在盒体上的螺母柱进行紧定，多件印制板则可通过在压铆螺母柱上添加相应规格的六方铜螺柱进行紧定。显示屏应安装于上盒体内，采用703硅橡胶粘固在铝合金托板上，而铝合金托板则通过压铆在上盒体上面的螺母柱进行紧定。上盒体表面应粘贴有机玻璃板对显示屏进行保护，有机玻璃板周围应丝印约5 mm的黑色边框，企业标志可丝印在有机玻璃板的正上方位置，推荐采用白色或银白色。采用薄膜键盘非常有利于设备的“三防”[4]，推荐选用薄膜键盘，并将其粘贴在上盒体表面专门加工的安装凹槽内，要保证安装后的薄膜键盘与上盒体的表面基本齐平。

5 应用举例

本文以成都天奥信息科技有限公司设计研发的SPAT-1400B船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)[5]船载设备为例，对上述设计方法加以说明。

5.1 设备功能件的组成

SPAT-1400B船舶自动识别系统船载设备的功能件由VJN1248主板、显控模块、VHF高频电缆、GPS高频电缆[6]、电源线、数据线和船形开关组成。VJN1248主板为一带元器件的印制板；显控模块由一块AT043TN24V.1液晶屏、一张薄膜键盘和一块带元器件的印制板组成；GPS高频电缆一端为TNC-KY3Y-1插座，一端为SMA-JW3插头，中间由180 mm长的SFF-50-1电缆连接；VHF高频电缆一端为SL16-KY3Y-1插座，另一端为SMA-JW3插头，中间由150 mm长的SFF-50-1电缆连接；数据线一端为19-12针座，另一端通过长100 mm的CH82-2.54-12W电缆与显控模块插接互联；电源线一端为16-2针座，另一端通过两根长60 mm的电缆与船形开关互联；船形开关通过两根100 mm长的电缆与VJN1248主板插接互联。

5.2 设备的设计

根据SPAT-1400B船舶自动识别系统船载设备功能件的外形尺寸和功耗，通过计算后确定选用规格为140 mm×220 mm×90 mm的铝压铸盒，并进一步确定将该设备设计成竖式机。

根据SPAT-1400B船舶自动识别系统船载设备功能件的接线关系，将VJN1248主板放置在下盒体内，通过6件M3×10(mm)压铆螺母柱进行螺装；将显控模块放置在上盒体内，显示屏采用703硅橡胶粘固在2 mm厚的铝合金托板上，而托板则安装固定在4件M3×8(mm)的压铆螺母柱上，显控板通过6件M3×10(mm)的六方铜螺母柱进行紧定；有机玻璃板对显示屏具有保护作用，将其上边缘设计成圆弧形，底面边框丝印成黑色，企业标识丝印成银白色，采用703硅橡胶粘贴在上盒体表面；薄膜键盘上边缘仍然设计成圆弧形，造型风格与有机玻璃板一致，通过自带不干胶粘贴在上盒体表面的安装槽内；船形开关、16-2针座、19-12针座安装固定于下盒体短边立板上，TNC-KY3Y-1插座和SL16-KY3Y-1插座安装固定于下盒体另一短边立板上，所有插座正上方位置印有与其相对应的名称。

5.3 设备的色彩

设备整体色调力求简洁美观，能与使用环境相协调。上盒体的表面喷涂白灰色丙稀酸聚氨酯漆，下盒体的表面喷涂蓝灰色丙稀酸聚氨酯漆，薄膜键盘的颜色为深灰色。整机的色彩效果如图2所示。

图2 SPAT-1400B船舶自动识别系统船载设备

6 结束语

采用上述方法设计的SPAT-1400B船舶自动识别系统船载设备具有良好的结构性、防水性和亮丽的外观效果。该产品从立项到样机研制成功，再到500套产品成功推向国内市场，总共用时仅3个多月，不但赢得了市场发展的先机，也为企业赢得了良好的经济效益。实践证明，采用铝压铸盒设计制作电子设备确实是一种经济实用、节约时间、简单可行的设计方法，应该在设计研发电子设备的企业中大力推广。

参考文献：

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[2] 企业所得税改革工作小组. 企业所得税法实施条例释义(连载四十) [N]. 中国税务报, 2008-10-20 (12).

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