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基于防水性能的电子产品结构设计研究

作者:未知

  摘 要:随着电子产品的快速发展,电子产品的结构功能也不断更新进步,同时也对电子产品结构设计提出了更高的要求,电子产品的防水性能开始受到越来越多的重视和关注。基于此,本文首先对电子产品防水的重要性及防水等级进行分析,并对电子产品防水的结构设计方面进行详细阐述,以作参考。
  关键词:结构设计;防水设计;电子产品;性能保障
  一、电子产品防水的重要性及防水等级说明
  电子产品的特性决定了其结构比较复杂,设计过程中涉及到的相关工序也比较多。设计师在电子产品结构设计过程中,要结合其功能诉求和具体应用要求,对其使用寿命、经济效益、环保、检修和资源等相关要素进行考虑,将电子产品效益发挥到最大。电子产品的核心部件是由电子元器件组成,电子元器件对水特别敏感,一旦遇水接触,在通电的状况下瞬间被烧毁。我们平时生活中有很多潜在危险因素对电子产品造成伤害,一旦遇水可能对电子产品部分元件短路造成功能障碍甚至无法使用。因此电子产品的防水性能愈来愈受到用户及相关设计人员的重视。
  根据产品使用环境不同,电子产品的防水要求也不同,我国的GB4208- 2008外壳防护等级标准采用IP代码对电子产品的防水级别进行了规定,如下表所示:
  二、电子产品防水性能的结构设计要点分析
  2.1合理选用原材料,加强防水试验
  就电子产品防水结构设计本身而言,材料是必不可少的组成部分,其对设计工作的落实会产生特别大的影响。在今后的工作开展过程中,必须加强材料的有效运用,由此能够在未来工作的开展上按照综合性的手段完成,对多方面的内容可以做出良好的把控,不会产生太多问题。在材料应用的过程中,需要加强防水材料的合理搭配,进行再加工处理,这样才能在电子类工业产品防水结构设计层面不断获得更多的支持与肯定。需要值得注意的是,在产品材料选用初期,材料防水试验的过程中同样同样需要重视。通过不同产品材料防水实验分析,可以了解更多不同材料本身的防水性能,然后在进行产品设计时为防水材料的选择提供更多的对比和依据。
  2.2设计初期加强结构对比,选择最适合的产品防水结构
  从客观角度来看,电子产品防水结构设计的难度是比较大的,而且在很多工作的开展上都不能从单一的角度出发,这样并不能获得理想的工作成绩,还有可能在具体工作的开展上造成很大的偏差和不足。在电子类工业产品防水结构设计过程中,必须要加强对结构的对比和分析。第一,电子产品防水结构设计过程中,不同结构产生的防水效果存在很大差异,如果仅仅是按照传统的设计结构运作,肯定无法得到良好的效果,还有可能在具体工作的实施上造成较大的偏差和不足。第二,在结构分析过程中,应模拟不同的条件开展测试。这样操作的好处在于能够对多方面的内容给予较多的保障,整体上的工作效果是非常显著的,不会由此产生较大的偏差,且会对日后设计方向巩固提供更多的参考和指导。
  2.3根据产品防水需求,合理设计产品的防水方式
  电子产品的防水设计越来越重要,电子产品的防水设计的方式也越来越多。在产品设计过程中常用的防水设计方式有:防水圈方式的防水设计、止口方式的防水设计、二次啤塑方式的防水设计、超声波方式的防水设计、电路密封绝缘方式的防水设计。对电子产品进行防水设计时,必须要明确电子产品需要达到的防水等级。防水等级不同,采用的结构设计方式也不同。例如:止口方式的防水设计只能达到I4P,二次啤塑防水的防水设计可以达到IPS.防水圈方式的防水设计一般采用软性材料,如橡胶、硅胶、PvC、TPu等,防水圈一般使用在两个零件配合的缝隙处。防水圈的工业方式有两种:一种为通过模具成型的弹性固态体,例如0型圈;另外一种为在接缝处设计预留槽,将防水交替注人其中,在进行固化。对于第一种工艺:防水圈长度不宜过长,因为存在防水圈的合缝问题,不过在必须采用此方法进行防水并且防水圈过长时,也是可以通过二次啤塑的方法进行解决的,但需要较高的模具技术和生产成本;防水圈截面具有不同的形状,有圆形、椭圆形、方形、锯齿形、方波形等。在进行电子产品防水设计时,需要根据不同的结构形状以及不同的防水等级来确定使用哪种防水圈最佳。对于第二种工艺:目前使用也是比较普遍,通过点胶机对批量产品进行防水质量的控制,但后续维修不方便。电路密封绝缘方式的防水设计一般与其他防水方式的设计是相结合的,从而构成二重防水、三重防水等防水设计。目前电路密封防水方式的设计根据防水等级的不同,采用的密封材料也有所不同。普通的电子产品的电路板的密封绝缘方式一般都是在电路板的表面喷涂三防漆,主要目的是防潮,要求的防水等级低;有的产品需求防水等级为6到8的,可以采用防水绝缘胶泥,即使在外壳第一道防水失效的情况下,可以保证产品的正常运行,不过在进行此类产品的设计时,考虑防水设计的同时必须考虑到电子产品的散热,因为防水绝缘胶泥的导热系数很低,会影响电子产品热量的传递。
  2.4做好产品使用环境说明和指引,让用户对产品防水有更多的认知
  在电子产品防水结构设计过程中,设计人员虽然会结合产品的使用环境进行设计,对产品可能面临的一些水溅、水浸的影响因素做了考虑,但毕竟电子产品根据自身的使用环境需求会有不同的防水性能。例如笔记本电脑和潜水相机,这就需要在结构宣传和指导应用上做出良好的指引,确保大家对产品有一个正确的认知,不要按照极端环境进行应用。同时,电子产品防水结构设计的落实,虽然是经过多次试验完成的,但总有一些特殊情况是无法考虑到的,而且使用环境处于动态变化的条件下,不能一概而論。所以,加强用户的信息反馈,能够在电子产品防水结构设计的应用过程中获得更好的指引。通过对产品防水性能的说明,会让用户对产品防水有更多的认知在使用过程中合理做好必要的防水措施。
  三、电子产品防水结构设计的发展趋势
  现阶段的社会发展速度不断加快,为了使电子产品防水结构设计体系更加健全,必须要努力从多个角度出发,大幅提升其可靠性、可行性。结合以往的工作经验和当下的工作标准,笔者认为电子产品防水结构设计的发展趋势主要表现在以下几个方面。第一,电子产品防水结构设计的过程中,会进一步提高防水的综合等级。现阶段的很多产品研发,都必须要考虑到一些意外情况的出现。例如,正常的产品使用条件是干燥环境,但如果在潮湿环境下,水汽的侵袭效果表现为持续性的特点,再加上由水汽侵袭引起的其他物理反应、化学反应等,都会对产品本身造成一定的影响,这就需要提升防水的综合效用,最大限度地巩固防水的成效。第二,在电子产品防水结构设计研发过程中,还要考虑日后工作的进展效果。防水工作必须坚持从实践的角度完成,单纯按照理论标准操作,肯定无法达到预期目标。
  四、结语
  综上所述,在电子产品设计及生产过程中,防水结构设计是一项非常必要且很重要的工作,电子产品的防水性能会直接影响到产品的质量水平甚至使用寿命。防水设计能够有效减少短路现象,而且对产品的安全提升、性能方面的完美展现,都提供了较大保障。另外,在电子类工业产品防水结构设计的过程中,还必须深入考虑外界的一些综合因素,减少疏漏。在设计实践中不断创新进步,不断加强电子产品的防水性能,进一步促进电子产品的使用体验及产品质量。
  参考文献:
  [1] 电子产品的防水方式设计[J].盛海华,王李芳.电子制作.2018(10)
  [2] 高防水高密闭连接件提高电子产品可靠性[J].孔文.集成电路应用.2017(03)
  [3] 电子产品的防水设计[J].卢璟,陶晋,李亦芒.机械.2018(07)
  (作者身份证号码:410103197612131339;
  珠海格力电器股份有限公司)
论文来源:《科学导报·学术》 2019年10期
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