黄智林
南宁富桂精密工业有限公司 广西 南宁 530007
摘要：自改革开放以来，我国社会经济快速发展，各行业方兴未艾，电子产品的发展速度也十分惊人，同时也得到广泛的普及，随着电子产品不断更新换代，我们的生活品质得到了持续改善，且人们对电子产品也有了更高的要求。最近几年，人们开始重视起电子产品的防水性能。电子元器件是电子产品的核心部件，如果长时间放置在潮湿的环境中，电路板会发霉腐蚀并损坏，一旦落入水中，会引起短路并烧毁电路板，数据也将被销毁。之所以无缝防水键盘和潜水相机这样的产品深受人们的喜爱，是因为其具有出色的防水性能。这充分说明和我们生活紧密相连的电子产品防水性更加重要。为此，文章论述了电子产品的防水方式设计，旨在可以为结构设计人士提供一定的参考和借鉴，进而更好的为行业的发展贡献应有之力。
关键词：电子产品；防水方式；设计
1主流防水设计方式
由于电子产品的功能不同，所以使用环境也有所不同，这就对电子产品的防水等级提出了不同要求，今天，“国际工业标准防水等级IP”与“日本电子工业防水规格JIS标准”是国际认可的防水标准，我国GB4208-2008《外壳防护等级标准》应用了IP代码规范对电子产品防水等级进行了规范。
这就代表了，电子产品的防水设计变得更加重要，且随着社会的持续发展和进步，电子产品的防水设计方式也更加多样化。在对产品进行结构设计时，我们常使用的防水设计方式涵盖了：电路密封绝缘方式、止口方式、超声波方式、二次注塑方式和防水圈方式等防水设计。在进行电子产品防水设计时，必须明确电子产品应达到的防水等级。防水等级不同，其最终应用的防水方式也存在一定的差异性。比如，注塑的防水设计可以达到IP8，而止口方式的防水设计只能达到IP4。
1.1防水圈的防水设计
一般防水圈的防水设计会使用橡胶、PVC、TPU、硅胶等软性材料，通常在两部件之间的缝隙中使用防水圈。防水圈一共有两类工艺方式：第一种是在接缝处设计一个预留槽，并在固化前注入防水胶。第二种是弹性体，可以用模具成型，如O型圈。对于第一类工艺：现如今也得到了广泛的应用，使用点胶机对批量产品的防水质量进行控制，然而，却不便于后期的维修。第二类工艺：由于防水圈的接缝问题，防水圈的长度不宜过长。但当防水圈太长时，必须采用这种方法，因此，通过二次注塑可以解决这一问题，但对模具技术和生产成本要求较高；其有形状不同的防水圈截面，其中有圆形、锯齿形、方形以及椭圆形等等，应该按照其防水等级的不同和不同的结构形状对电子产品实施防水设计，进而最终确定应用最理想的防水圈。
1.2二次注塑方式的防水设计
一般等级的防水场合中适合使用二次注塑方式的防水设计，如，将其应用于成型多芯防水连接器中，可以有效地解决一次性注塑模具制作的防水连接器的定位精度低、公母端子的数量和质量差的问题。然而，二次注塑方式的防水设计也存在一定的缺陷和不足，如成本高、制作困难、高额的维修费用等。
1.3超声波焊接方式的防水设计
所谓超声波焊接方式的防水设计，主要是在两部件上设计双或单超声线，利用高频振动波传递到两个需焊接的部件表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，让两产品有效黏合，进而实现良好的密封性。超声波焊接不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。主要优势是：成本低、节能、易于实现自动化批量生产，但也存在操作麻烦、产量低、维护不便等一些缺点。
1.4电路密封绝缘方式的防水设计
一般来说，电路密封和绝缘的防水设计与其它防水方法有效结合，构成了双重和三重防水设计。因有不同的防水等级，现如今，电路密封防水方式设计中也会应用不同的密封材料。通常，均会将三防漆在电路板的表面上进行喷涂，此种类型也是普通电子产品电路板的密封绝缘方式，对防水等级无太高要求，其最终的目的是防潮；部分产品需求防水等级为6-8级，同时也可使用防水绝缘胶泥等，即使外壳的首道防水不发挥作用，也可保证产品的正常工作，然而，此类产品在具体设计中，因防水绝缘胶泥导热效率低会使电子产品热量的传递受影响，所以，在具体设计中需要对电子产品散热和防水性加以充分考虑。
2常见的几种电子产品的防水设计
2.1某车载单机的防水设计
历经两年对某车载系统的研制，顺利完成了各类性能指标测试和定型试验工作，但在环境试验中也有诸多问题存在。这时发现了液晶显示器无法正常开机，内部将机箱打开后有很多积水存在，擦干水以后，接通电源，这时显示屏中有显示，然而却出现了抖动，且屏幕上有两条横线出现，2分钟以后，显示屏出现黑屏情况。但本机为型材结构，两侧盖板封闭，机箱与盖板间不使用橡胶密封条密封。密封性能在密封箱和开式机箱之间，在湿热交替的环境中，由于机箱内的“呼吸”效应，极易发生积水，因显示屏在机器内壁上为紧贴的，从而会使得显示屏内液晶显示器的电路出现短路而引发工作异常。
解决方式：1） 加固措施在全密封液晶显示器上的应用。2） 机箱设计为开放式和半密封式。因方案一的液晶显示器是外购器件，设计改进很难，不具有彻底改进条件，简单的加固，没有理想效果，所以会存在很大的改进设计风险，但机箱积水的问题依旧无法得以解决。然而，整个机箱的全密封设计并不能得到有效的改进，进而无法从整体进度安排上得以改进。考虑到单机模块级部件使用了防锈铝材料，此类材料具有很强的防腐性能，机箱内部和带元器件印制板全部表面都使用涂覆三防漆的措施，在车载平台舱内使用该单机，需有良好的环境条件，所以，最后对机箱上下盖板进行了改进，增加了气孔，可以改变单机在湿热交替环境下的内外压差，由于压差会引起结露和积水，经改进的交变湿热试验后结构没有积水，单机恢复常温后工作正常。
2.2某天线有源盒的防水设计
在7-8月外场某系统联合试验中，发现在联合试验后期天线指数异常，经检查发现，反馈水平、垂直有源盒中存在很多积水，严重腐蚀了元器件，利用EFD软件对源盒盖板进行了力学分析，按照橡胶变形应力10MPa及橡胶压缩20%的估算值，对结构钢板、铝板最大变形值算出，密封盖板是3mm厚铝板，盖板有0.82mm的变形量。虽然实际受力条件与仿真计算条件不同，盖板的实际变形也没有那么大，但当密封盖板采用3mm铝板时，就表示两个固定螺丝孔中间的橡胶圈压缩量达不到20%，这样的密封效果是不理想的。如果将铝板厚度适当增加，并将紧固件数量增加，并使用O型密封圈，就会达到最理想的密封效果。
3防水设计新思路
能够弯折的柔软键盘：机械和电子电路用软性聚氨酯泡沫塑料外壳密封，直接用模具成型，可适用于饭店、游船和航海中，这些地方会遭受严重的水侵蚀破坏，密封表面可防止错误操作或清洁键盘时液体、食物、灰尘和污染物进入，可实现抗潮湿、抗水和抗泄漏目标。SwiMP3：把播放器放在脑后，采用套头佩戴方法，用触摸式设计键，MP3播放器戴在头上，这都是使游泳时方便操作的人性化操作的播放器设计。耳塞利用头和脸上的骨头作为传播声音的媒介，使其完全防水，且耳塞使用的是入耳式的耳贴设计，在同耳朵里骨组织进行接触时，避免耳朵进水，进而传播声源。
结束语：
现如今，我国科技飞速发展，电子产品得到持续发展，为此，防水设计变得日渐重要，随着更多的新防水创意持续涌现，也增加了很多防水设计方式，且让我们的电子产品变得日渐完善。
参考文献：
[1]卢璟,陶晋,李亦芒.电子产品的防水设计[J].机械,2008,35（7）:52-54.
[2]盛海华,王李芳.电子产品的防水方式设计[J].电子制作,2013(10):191-191.
[3]吴广峰,朱文坚.车载摄像头的防水结构设计[J].机电工程技术,2013(12):96-98.