基于防水性能的電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計研究獲獎科研報告摘要：隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)功能也不斷更新進步，同時也對電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計提出了更高的要求，電子產(chǎn)品的防水性能開始受到越來越多的重視和關(guān)注。基于此，本文首先對電子產(chǎn)品防水的重要性及防水等級進行分析，并對電子產(chǎn)品防水的結(jié)構(gòu)設計方面進行詳細闡述，以作參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設計；防水設計；電子產(chǎn)品；性能保障

一、電子產(chǎn)品防水的重要性及防水等級說明

電子產(chǎn)品的特性決定了其結(jié)構(gòu)比較復雜，設計過程中涉及到的相關(guān)工序也比較多。設計師在電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計過程中，要結(jié)合其功能訴求和具體應用要求，對其使用壽命、經(jīng)濟效益、環(huán)保、檢修和資源等相關(guān)要素進行考慮，將電子產(chǎn)品效益發(fā)揮到最大。電子產(chǎn)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(chǎn)品造成傷害，一旦遇水可能對電子產(chǎn)品部分元件短路造成功能障礙甚至無法使用。因此電子產(chǎn)品的防水性能愈來愈受到用戶及相關(guān)設計人員的重視。

根據(jù)產(chǎn)品使用環(huán)境不同，電子產(chǎn)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(chǎn)品的防水級別進行了規(guī)定，如下表所示：

二、電子產(chǎn)品防水性能的結(jié)構(gòu)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(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(nèi)容可以做出良好的把控，不會產(chǎn)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(yè)產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品設計時為防水材料的選擇提供更多的對比和依據(jù)。

2.2設計初期加強結(jié)構(gòu)對比，選擇最適合的產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)

從客觀角度來看，電子產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)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(fā)，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(yè)產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計過程中，必須要加強對結(jié)構(gòu)的對比和分析。第一，電子產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計過程中，不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的防水效果存在很大差異，如果僅僅是按照傳統(tǒng)的設計結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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?qū)Χ喾矫娴膬?nèi)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(chǎn)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(jù)產(chǎn)品防水需求，合理設計產(chǎn)品的防水方式

電子產(chǎn)品的防水設計越來越重要，電子產(chǎn)品的防水設計的方式也越來越多。在產(chǎn)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(chǎn)品進行防水設計時，必須要明確電子產(chǎn)品需要達到的防水等級。防水等級不同，采用的結(jié)構(gòu)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(yè)方式有兩種：一種為通過模具成型的彈性固態(tài)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(shù)和生產(chǎn)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(chǎn)品防水設計時，需要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)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(chǎn)品進行防水質(zhì)量的控制，但后續(xù)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(jié)合的，從而構(gòu)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的正常運行，不過在進行此類產(chǎn)品的設計時，考慮防水設計的同時必須考慮到電子產(chǎn)品的散熱，因為防水絕緣膠泥的導熱系數(shù)很低，會影響電子產(chǎn)品熱量的傳遞。

2.4做好產(chǎn)品使用環(huán)境說明和指引，讓用戶對產(chǎn)品防水有更多的認知

在電子產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計過程中，設計人員雖然會結(jié)合產(chǎn)品的使用環(huán)境進行設計，對產(chǎn)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(chǎn)品根據(jù)自身的使用環(huán)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(jié)構(gòu)宣傳和指導應用上做出良好的指引，確保大家對產(chǎn)品有一個正確的認知，不要按照極端環(huán)境進行應用。同時，電子產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計的落實，雖然是經(jīng)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(huán)境處于動態(tài)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(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計的應用過程中獲得更好的指引。通過對產(chǎn)品防水性能的說明，會讓用戶對產(chǎn)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(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計的發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段的社會發(fā)展速度不斷加快，為了使電子產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計體系更加健全，必須要努力從多個角度出發(fā)，大幅提升其可靠性、可行性。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗和當下的工作標準，筆者認為電子產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一，電子產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計的過程中，會進一步提高防水的綜合等級。現(xiàn)階段的很多產(chǎn)品研發(fā)，都必須要考慮到一些意外情況的出現(xiàn)。例如，正常的產(chǎn)品使用條件是干燥環(huán)境，但如果在潮濕環(huán)境下，水汽的侵襲效果表現(xiàn)為持續(xù)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(chǎn)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(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)設計研發(fā)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(jié)語

綜上所述，在電子產(chǎn)品設計及生產(chǎn)過程中，防水結(jié)構(gòu)設計是一項非常必要且很重要的工作，電子產(chǎn)品的防水性能會直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量水平甚至使用壽命。防水設計能夠有效減少短路現(xiàn)象，而且對產(chǎn)品的安全提升、性能方面的完美展現(xiàn)，都提供了較大保障。另外，在電子類工業(yè)產(chǎn)品防水結(jié)構(gòu)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(chuàng)新進步，不斷加強電子產(chǎn)品的防水性能，進一步促進電子產(chǎn)品的使用體驗及產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻：

[1]電子產(chǎn)品的防水方式設計[J].盛海華，王李芳.電子