基于防水性能的電子產品結構設計研究

李輝

摘 要：隨著電子產品的快速發展，電子產品的結構功能也不斷更新進步，同時也對電子產品結構設計提出了更高的要求，電子產品的防水性能開始受到越來越多的重視和關注。基于此，本文首先對電子產品防水的重要性及防水等級進行分析，并對電子產品防水的結構設計方面進行詳細闡述，以作參考。

關鍵詞：結構設計；防水設計；電子產品；性能保障

一、電子產品防水的重要性及防水等級說明

電子產品的特性決定了其結構比較復雜，設計過程中涉及到的相關工序也比較多。設計師在電子產品結構設計過程中，要結合其功能訴求和具體應用要求，對其使用壽命、經濟效益、環保、檢修和資源等相關要素進行考慮，將電子產品效益發揮到最大。電子產品的核心部件是由電子元器件組成，電子元器件對水特別敏感，一旦遇水接觸，在通電的狀況下瞬間被燒毀。我們平時生活中有很多潛在危險因素對電子產品造成傷害，一旦遇水可能對電子產品部分元件短路造成功能障礙甚至無法使用。因此電子產品的防水性能愈來愈受到用戶及相關設計人員的重視。

根據產品使用環境不同，電子產品的防水要求也不同，我國的GB4208- 2008外殼防護等級標準采用IP代碼對電子產品的防水級別進行了規定，如下表所示：

二、電子產品防水性能的結構設計要點分析

2.1合理選用原材料，加強防水試驗

就電子產品防水結構設計本身而言，材料是必不可少的組成部分，其對設計工作的落實會產生特別大的影響。在今后的工作開展過程中，必須加強材料的有效運用，由此能夠在未來工作的開展上按照綜合性的手段完成，對多方面的內容可以做出良好的把控，不會產生太多問題。在材料應用的過程中，需要加強防水材料的合理搭配，進行再加工處理，這樣才能在電子類工業產品防水結構設計層面不斷獲得更多的支持與肯定。需要值得注意的是，在產品材料選用初期，材料防水試驗的過程中同樣同樣需要重視。通過不同產品材料防水實驗分析，可以了解更多不同材料本身的防水性能，然后在進行產品設計時為防水材料的選擇提供更多的對比和依據。

2.2設計初期加強結構對比，選擇最適合的產品防水結構

從客觀角度來看，電子產品防水結構設計的難度是比較大的，而且在很多工作的開展上都不能從單一的角度出發，這樣并不能獲得理想的工作成績，還有可能在具體工作的開展上造成很大的偏差和不足。在電子類工業產品防水結構設計過程中，必須要加強對結構的對比和分析。第一，電子產品防水結構設計過程中，不同結構產生的防水效果存在很大差異，如果僅僅是按照傳統的設計結構運作，肯定無法得到良好的效果，還有可能在具體工作的實施上造成較大的偏差和不足。第二，在結構分析過程中，應模擬不同的條件開展測試。這樣操作的好處在于能夠對多方面的內容給予較多的保障，整體上的工作效果是非常顯著的，不會由此產生較大的偏差，且會對日后設計方向鞏固提供更多的參考和指導。

2.3根據產品防水需求，合理設計產品的防水方式

電子產品的防水設計越來越重要，電子產品的防水設計的方式也越來越多。在產品設計過程中常用的防水設計方式有：防水圈方式的防水設計、止口方式的防水設計、二次啤塑方式的防水設計、超聲波方式的防水設計、電路密封絕緣方式的防水設計。對電子產品進行防水設計時，必須要明確電子產品需要達到的防水等級。防水等級不同，采用的結構設計方式也不同。例如：止口方式的防水設計只能達到I4P，二次啤塑防水的防水設計可以達到IPS.防水圈方式的防水設計一般采用軟性材料，如橡膠、硅膠、PvC、TPu等，防水圈一般使用在兩個零件配合的縫隙處。防水圈的工業方式有兩種：一種為通過模具成型的彈性固態體，例如0型圈；另外一種為在接縫處設計預留槽，將防水交替注人其中，在進行固化。對于第一種工藝：防水圈長度不宜過長，因為存在防水圈的合縫問題，不過在必須采用此方法進行防水并且防水圈過長時，也是可以通過二次啤塑的方法進行解決的，但需要較高的模具技術和生產成本；防水圈截面具有不同的形狀，有圓形、橢圓形、方形、鋸齒形、方波形等。在進行電子產品防水設計時，需要根據不同的結構形狀以及不同的防水等級來確定使用哪種防水圈最佳。對于第二種工藝：目前使用也是比較普遍，通過點膠機對批量產品進行防水質量的控制，但后續維修不方便。電路密封絕緣方式的防水設計一般與其他防水方式的設計是相結合的，從而構成二重防水、三重防水等防水設計。目前電路密封防水方式的設計根據防水等級的不同，采用的密封材料也有所不同。普通的電子產品的電路板的密封絕緣方式一般都是在電路板的表面噴涂三防漆，主要目的是防潮，要求的防水等級低；有的產品需求防水等級為6到8的，可以采用防水絕緣膠泥，即使在外殼第一道防水失效的情況下，可以保證產品的正常運行，不過在進行此類產品的設計時，考慮防水設計的同時必須考慮到電子產品的散熱，因為防水絕緣膠泥的導熱系數很低，會影響電子產品熱量的傳遞。

2.4做好產品使用環境說明和指引，讓用戶對產品防水有更多的認知

在電子產品防水結構設計過程中，設計人員雖然會結合產品的使用環境進行設計，對產品可能面臨的一些水濺、水浸的影響因素做了考慮，但畢竟電子產品根據自身的使用環境需求會有不同的防水性能。例如筆記本電腦和潛水相機，這就需要在結構宣傳和指導應用上做出良好的指引，確保大家對產品有一個正確的認知，不要按照極端環境進行應用。同時，電子產品防水結構設計的落實，雖然是經過多次試驗完成的，但總有一些特殊情況是無法考慮到的，而且使用環境處于動態變化的條件下，不能一概而論。所以，加強用戶的信息反饋，能夠在電子產品防水結構設計的應用過程中獲得更好的指引。通過對產品防水性能的說明，會讓用戶對產品防水有更多的認知在使用過程中合理做好必要的防水措施。

三、電子產品防水結構設計的發展趨勢

現階段的社會發展速度不斷加快，為了使電子產品防水結構設計體系更加健全，必須要努力從多個角度出發，大幅提升其可靠性、可行性。結合以往的工作經驗和當下的工作標準，筆者認為電子產品防水結構設計的發展趨勢主要表現在以下幾個方面。第一，電子產品防水結構設計的過程中，會進一步提高防水的綜合等級。現階段的很多產品研發，都必須要考慮到一些意外情況的出現。例如，正常的產品使用條件是干燥環境，但如果在潮濕環境下，水汽的侵襲效果表現為持續性的特點，再加上由水汽侵襲引起的其他物理反應、化學反應等，都會對產品本身造成一定的影響，這就需要提升防水的綜合效用，最大限度地鞏固防水的成效。第二，在電子產品防水結構設計研發過程中，還要考慮日后工作的進展效果。防水工作必須堅持從實踐的角度完成，單純按照理論標準操作，肯定無法達到預期目標。

四、結語

綜上所述，在電子產品設計及生產過程中，防水結構設計是一項非常必要且很重要的工作，電子產品的防水性能會直接影響到產品的質量水平甚至使用壽命。防水設計能夠有效減少短路現象，而且對產品的安全提升、性能方面的完美展現，都提供了較大保障。另外，在電子類工業產品防水結構設計的過程中，還必須深入考慮外界的一些綜合因素，減少疏漏。在設計實踐中不斷創新進步，不斷加強電子產品的防水性能，進一步促進電子產品的使用體驗及產品質量。

參考文獻：

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（作者身份證號碼：410103197612131339；

珠海格力電器股份有限公司）