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電子產品常用的不同防水方案特點

2020-09-10 15:38:49分類:技術專題3455

  結構防水
  結構防水是電子產品防水最為傳統的模式,通過疏水,導流,外部封裝與內部電氣部分的有效隔離。

  要點:產品的模具設計以及各種封堵,當然越是復雜模具的成本也不便宜。比如前幾年部分防水手機在設計耳機孔,充電口時候采用防水蓋等設計方法,就是從外部著手去堵水,從而達到防水的目的。

  即便是從結構上做很多的改變依然無法更好的阻止水氣的浸入,因為電子產品特別是手機、耳機類使用非常頻繁,使用者對外觀的破壞(人為或非人為)都是隨時存在的,外觀在使用過程中也會存在著自身變形的風險,外觀結合處的縫隙也會隨之變形,成為潛在的擔憂。


藍牙耳機結構防水

  灌封防水

  灌封方式防水目前常采用環(huán)氧樹脂灌封膠,是用于電子產品模組的灌封,可以將整個PCB板包裹其中,從而起到防水、防潮、防鹽霧、防霉菌、抗震、抗外力沖擊等。

  環(huán)氧樹脂灌封膠優(yōu)點:具有本體強度高、粘接力強、耐候性好、收縮率低、絕緣強度高、無毒環(huán)保等特性,灌封后能在-45-120℃間穩(wěn)定的機械和電氣性能。能對電路板全方位保護,極大提高電路板的使用壽命。

  缺點:同時也存在一些比較致命的問題,比如PCB板的散熱將會非常受影響,最麻煩的是產品幾乎沒有返修的可能,或者說返修成本過高。


灌封防水

  表面涂層防水

  三防漆類

  三防漆也叫線路板保護油、披覆油、防水膠、絕緣漆、防潮漆,三防漆類產品防水效果并不好,主要有以下幾方面缺點:

  普遍比較厚,散熱不好,粘稠度高;

  三防漆涂覆固化的這層膠膜只能防護潮氣和少量的水份;

  不抗摔、不抗振動,受外力沖擊容易剝落;

  目前很多三防漆依然使用揮發(fā)性溶劑,對人體與環(huán)境有很大傷害。

  但是如果只要起到一個最基本的防護作用,是可以選用三防漆防護。


表面涂層防水

  PCB納米涂層

  電路板納米防水涂層,是一種納米新材料,也叫納米涂層,目前是一種較理想的三防漆替代品。

  它的厚度僅2-4微米,肉眼看不到,在PCB表面形成一張極薄的網,有效降低PCB表面能量,形成荷葉效應,散熱性能好,不影響連接器正常導電,防水可以達到IPx5,基本滿足生活防水標準,也可以防腐蝕,抗酸堿鹽。


PCB納米涂層

  表面噴霧式納米防水涂層

  采用表面噴霧的形式,使手機或者平板電腦表面形成一層納米膜,從而從外部阻止水氣的進入,達到防水的效果。

  優(yōu)點:操作簡單

  缺點:抗磨損能力較弱,畢竟涂層是在產品的外殼部分,外殼是各種物品接觸最密切的部分,面對太多復雜的使用環(huán)境,損傷率會大大加快,并且產品在使用的過程中外觀有變形的風險,一旦變形就無法保證水氣對內部電路板的影響。

  建議:可使用到一些短期需要防水功能的產品上
 

  鍍膜機真空噴霧式防水涂層

  這種技術是采用真空鍍膜機將防水劑在真空條件下,采用噴霧的形式從產品外觀的隙縫中噴入產品內部,目的還是為了讓防水劑更廣泛的去接觸電路部分。但由于各種產品的外觀結構不一樣,密封性也不一致,所以噴霧之后防水劑在產品內部形成的涂層往往不完整。

  優(yōu)點:可多臺設備同時運作,加快效率

  缺點:需要購買一定數量的設備,首先設備的質量會影響鍍膜的質量,況且有些設備的宣傳效果遠大于實際應用效果,因此在很大程度上會受制于設備的性能,按照其原理來看,不同的手機,不同的密封程度都會對產品內部的噴霧效果有不同的反應,很容易造成覆膜不完整,良率不好保證。

  建議:要有比較好的設備,還要有好的防水劑。
 

  PCBA浸泡式納米涂層

  這種技術是目前趨勢所在,即將PCB上的元器件全部貼裝完成后在生產線加入一道工序,就是將線路板直接在納米防水液中浸泡,浸泡時間只需3-5秒,取出后自然常溫晾置10分鐘左右即可裝殼,非常方便,無須購置鍍膜機之類的設備,結膜也很完整。

  重中之重在于所使用的納米液的品質一定要過關,并且能達到國際市場對產品品質的要求,這種產品膜厚只有2-4微米,肉眼不可見,微觀上由非常細微的納米顆粒組成一張防水網,但納米顆粒間有空隙,利用氣相沉淀原理有效的降低PCB板表面能量,使水滴與線路板表面的接觸角變大,形成荷葉效應,超市疏水,由于涂層很薄,因此散熱性能很好,而目前市面上常見的三防漆類產品,普遍膜厚50微米左右,散熱和環(huán)保性能都要比TIS納米涂層差。

  優(yōu)點:操作簡單,無須增加設備投入,無須真空環(huán)境,涂布均勻,只需要將PCBA在納米防水液中浸泡幾秒就可以,做完涂層后并不影響連接器的導電性,可以防酸堿鹽腐蝕,因為直接涂布在PCB板上,產品外觀的變形損傷不會對PCB形成明顯的影響,由于是基于PCBA浸泡涂布的,所以幾乎適用于所有電子產品。

  缺點:目前還無法單靠PCB納米涂層做到7級以上防水,只適用于生活防水

  建議:納米防水液的選擇很重要,市場上各種納米防水涂料,價格差距很大,當然性能差距也很大,這就要求我們制造商要多測試同類型產品,對比性能,最終選擇質量優(yōu)異的納米涂料。

  不論納米涂層如何去涂布,其核心是納米防水液,納米防水液的科技含量將直接決定納米涂層的性能和質量,因此選擇質量可靠,口碑良好,并且經測試實驗性能表現穩(wěn)定的納米防水涂料是廣大電子制造業(yè)廠家應該考慮的問題。
 

  刷涂表面漆

  比如常見的三防漆、防水膠,還有目前的新材料納米涂層,都可以采用刷涂的方式施工作業(yè),刷涂方式操作起來比較靈活,適合表面積比較小的線路板或者元器件單獨涂覆。

  對于納米涂層類材料也是可以采用刷涂的方式來作業(yè),可應用于局部防潮防水,比如單個元器件,另外在產品進行返修的時候如果更換過某些元器件,則可以采用刷涂的方式在維修過的位置重新涂布納米涂層。

  當然還有其它不太常用的防水工藝,比如用石蠟涂布、用白凡士林灌封、使用超密封機盒、硅橡膠灌封等,但都會存在維修不便,發(fā)熱嚴重,成本昂貴,氣味太大,揮發(fā)物有害等大大小小的問題,需要工程師根據產品特性及品質要求來選擇合適的工藝和材料。
 

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