产品防水结构设计
产品三防设计
三防设计优化策略探讨
材料选择
选择具有优良耐候性、耐腐蚀性、耐磨损性的材料，提高产品的环境适应性。
密封设计
通过合理的密封设计，防止灰尘、污垢等进入产品内部。
结构优化
采用合理的结构设计，提高产品的抗冲击和抗震能力。
防护涂层
在产品表面涂覆防护涂层，提高产品的耐腐蚀性和耐磨损性。
02
防水设计
防水等级划分及要求
IPX0无防水要求 IPX1防滴水
IPX2防淋水
防水等级划分及要求
IPX3：防溅水 IPX4：防泼水 IPX5：防喷水
防水等级划分及要求
01
IPX6防海浪
02
IPX7防浸水
IPX8防潜水
03
防水材料选择与使用方法
防水材料
橡胶、塑料、金属、玻璃等
使用方法
涂抹、喷涂、浸泡等
防尘设计
家电产品通常采用防尘材料和结构设 计，以减少灰尘对产品的干扰和损坏 。
06
三防设计挑战与解决方案探讨
三防设计面临的挑战分析
环境适应性
产品在复杂多变的环境中，如潮湿、盐雾、高 温、低温等条件下，需要保持正常工作状态。
防尘防污
产品需要防止灰尘、污垢等进入内部，影响产 品性能和使用寿命。
耐冲击振动
防震要求
不同防震等级的产品需满足相应的抗 震能力、变形量等要求。
防震材料选择与使用方法
材料选择
选用具有较高弹性模量、较低泊松比、良好的阻尼性能的材料。
使用方法
根据产品结构和功能要求，合理选择材料的规格、尺寸和加工方法。
防震结构设计要点
结构布局
电子产品防水方案设计
电子产品防水方案设计电子产品防水方案设计一、电子产品常见的三种防水设计方案1. 结构防水结构防水是电子产品防水最为传统的模式，也是大多数工程师们最先想到的办法。
主旨：疏水，导流，外部封装与内部电气部分的有效隔离。
要点：产品的模具设计以及各种封堵，当然越是复杂模具的成本也不便宜。
比如前几年部分防水手机在设计耳机孔，充电口时候采用防水盖等设计方法，就是从外部着手去堵水，从而达到防水的目的。
图手机防水设计即便是从结构上做很多的改变依然无法更好的阻止水气的浸入，因为电子产品特别是手机、耳机类使用非常频繁，使用者对外观的破坏（人为或非人为）都是随时存在的，外观在使用过程中也会存在着自身变形的风险，外观结合处的缝隙也会随之变形，成为潜在的担忧。
2. 灌封防水灌封方式防水目前常采用环氧树脂灌封胶，是用于电子产品模组的灌封，可以将整个PCB板包裹其中，从而起到防水、防潮、防盐雾、防霉菌、抗震、抗外力冲击等。
环氧树脂灌封胶优点：具有本体强度高、粘接力强、耐候性好、收缩率低、绝缘强度高、无毒环保等特性，灌封后能在-45-120℃间稳定的机械和电气性能。
能对电路板全方位保护，极大提高电路板的使用寿命。
缺点：同时也存在一些比较致命的问题，比如PCB板的散热将会非常受影响，最麻烦的是产品几乎没有返修的可能，或者说返修成本过高。
图电子产品树脂灌封胶防水3. 表面涂层防水（1）三防漆类三防漆也叫线路板保护油、披覆油、防水胶、绝缘漆、防潮漆，三防漆类产品防水效果并不好，主要有以下几方面缺点：普遍比较厚，散热不好，粘稠度高；三防漆涂覆固化的这层胶膜只能防护潮气和少量的水份；不抗摔、不抗振动，受外力冲击容易剥落；目前很多三防漆依然使用挥发性溶剂，对人体与环境有很大伤害。
但是如果只要起到一个最基本的防护作用，是可以选用三防漆防护。
图电路板三防漆（2）PCB纳米涂层电路板纳米防水涂层，是一种纳米新材料，也叫纳米涂层，目前是一种较理想的三防漆替代品。
防水产品的结构设计
防水产品的结构设计防水产品的一般思路4 电池门防水.如果是普通干电池,建议采用下图结构.如果是钮扣电池,当空间足够时建议首选下图左图结构,右图为次选5 按键位防水上图的按键组合在很多钟表产品上都用过,一般都能达到IP46等级,防水效果符合多数要求.而且体积小,在许多钟表配件生产厂家是做为成品生产的, 从长度,最大外径,防水等级有多种规格供选择.在产品空间较小时建议用此结构方案.上图所示按键防水方式当产品内部空间足够时可适当采用,直接将硅胶按键用PCB板打螺丝固定在塑胶上盖,做这种结构时,螺丝柱的间距要均匀,由于塑胶件,按键,PCB板受力后弹性变形都较大,要尽量保证塑胶和线路板的结构刚性, 使弹性变化尽量反应在按键上,塑胶壁厚不宜薄,螺丝柱要有加强骨,固定线路板的螺丝柱数量要足够多.线路板的材料应用胶木板或刚性好的纤维板,厚度应在1.6mm以上,必要时可在线路板和按键中加垫一块钢板.6 引出线部分防水.由于某些电器元件引出线要另外加工后在跟线路板联接,这样的结构可采用箱式结构,既将需防水的各部分组件分别组装,再用外罩将几部分包在一起. 如下图所示产品可分为面罩,前盖,后盖组件几部分组成.类似下图这样,先将后壳组件和海棉,胶水防水密封成半成品, 在将面盖和后壳用O形圈联接,而引出线通过面盖上的碰穿孔和内部电器元件联接,并在面盖碰穿孔位打胶水密封,最后再用面罩通过扣位和前后盖半成品联接的方式,在一些潜水灯,鱼缸观赏灯上都用过,我们将类似的结构称为箱式结构. 当然,防水结构并不只有以上几种,好像二次啤塑,硅橡胶过盈挤压等.另外,很多产品尚须通过高低温测试,所以塑胶的材料选择也很重要,例如下图所示产品,面盖.底壳用PC较好,而面罩则用PC或阻燃ABS都可.因为PC的热变形温度130-140度,长时间耐热温度为120度,溶点为130-160而多数产品整机最高测试温度大约为80-90度.。
防水结构设计方法大全
防⽔结构设计⽅法⼤全防⽔很重要！！！防⽔也是产品设计⼯程师在进⾏产品设计时经常碰到的⼀个问题，本篇⽂章将会总结各⾏业各类产品的常见防⽔结构设计⽅法，希望能给⼯同导光⼀样，防⽔程师的防⽔结构设计带来⼀些启⽰。
⽤于开拓⼯程师的思路：以前想到防⽔结构设计，第⼀个想到的就是密封圈来防⽔；但是，除了密封圈来防⽔之外，也本⽂仅仅起着抛砖引⽟的作⽤，⽤于开拓⼯程师的思路许还有其它更合适的防⽔⽅法，例如密封胶黏剂、灌胶，现场发泡成型技术等，这些新型的防⽔⽅法在某些场合可能使得产品结构更为简单、成本更低，同时防⽔可靠性更⾼。
对于每⼀个防⽔⽅法是如何进⾏具体的设计，本⽂并没有具体展开。
如果⼯程师需要了解具体设计，可以参考我在公众号“降本设计”发表的资料搜索⽅法，⾃⾏去搜索相关资料。
在⽂末我分享了⼀些我收集的资料，如有兴趣也可以按要求去下载。
1. 密封圈和密封垫密封圈（O-ring）和密封垫（Gasket）是最常⽤的防⽔⽅法。
（密封圈）（密封垫）（iPhone 7 Plus 静⾳按钮通过密封圈防⽔）（iPhone 7电源按钮通过两个⼩的密封圈防⽔）（密封垫在连接器中的应⽤）（iPhone 7 lighting接⼝通过密封垫防⽔）（iPhone 7 Plus SIM卡通过密封垫防⽔）2. LSR⼆次注塑把液态硅胶LSR等弹性体通过⼆次注塑的⽅式与⾦属或塑胶件等结合成⼀体。
使⽤⼆次注塑可以把两个零件合并为⼀个零件，省去后续的胶粘等⼆次加⼯⼯序，同时在装配⼯程中不易脱落，可靠性较⾼。
iPhone8中SIM卡的防⽔就是通过液态硅胶与SIM⽀架注塑成⼀体来实现的。
3. 现场发泡成型现场发泡成型技术（Formed-In-Place Foam Gasket，简称 FIPFG）是通过点胶设备按照规划的密封路径直接在壳体上进⾏发泡，进⽽加⼯⽣产出软并有弹性的发泡密封条。
4. 灌封灌封就是将环氧、聚氨脂和硅胶等复合物⽤机械或⼿⼯⽅式灌⼈装有电⼦元件、线路的器件内，在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性⾼分⼦绝缘材料，达到密封、防⽔、防尘和涂覆保护的⽬的。
产品防水设计经验篇
。
防水测试结果分析与改进建议
数据分析
对防水测试数据进行统计和分析，找出产品的薄弱环节和问题所 在。
问题定位
根据数据分析结果，定位产品存在的问题和不足，为改进提供方 向。
改进建议
针对问题提出相应的改进措施和建议，提高产品的防水性能。
05
CATALOGUE
实际案例分析：成功与失败原 因剖析
成功案例介绍：产品防水设计亮点展示
格。
03
防水设计问题
防水材料选择不当，结构设计不合理，导致 在使用过程中出现水分渗透和电路损坏等问
题。
05
04
案例二
某智能手表产品
06
失败原因
对防水材料和结构设计的选择不够谨慎，没有 进行充分的实验和测试，质量控制不严格。
经验教训总结：如何避免类似问题发生
重视防水设计的重要性
进行充分的实验和测试
在产品设计和生产过程中，应充分考虑到 防水性能，确保产品能够在各种环境下正 常工作。
定义
防水设计是一种通过特定技术手 段，使产品在特定环境条件下能 够防止水分侵入的结构和功能设 计。
重要性
防水设计对于产品的可靠性和使 用寿命具有重要影响，特别是在 潮湿、水下或户外等环境条件下 。
防水设计原则与标准
原则
防水设计应遵循“以防为主，以排为辅，以堵为补”的原则，即通过合理的防 水结构和材料选择，有效防止水分侵入，同时设置适当的排水和堵漏措施。
挑战应对策略：持续创新、提升产品竞争力
持续创新
为了应对新材料、新技术的挑战，企业需要不断进行技术研发和创新，提高产品 的防水性能和使用寿命。同时，还需要关注市场动态和客户需求，不断优化产品 设计和服务，提升产品竞争力。
电子产品常规防水设计方案
硅胶
具有柔软、耐磨、防滑等 特点，常用作防水硅胶套 。
接口防护设计
防水插头
适用于有插拔功能的接口，如电源插头、音频插头等。
密封塞
适用于各类开口或连接部位，如USB接口、耳机插孔等。
内部线路防护设计
线路板防水涂层
在线路板表面涂覆一层防水涂层，以保护线路不受水汽侵蚀。
灌封胶
对线路板上的关键部位进行灌封，以增强线路的防水性能。
要点二
Fitbit Versa防水设计
Fitbit Versa采用了50米防水设计，使其能够在游泳时 佩戴，并且能够抵御水流的冲击。
无人机防水设计案例
大疆公司Phantom 4 Pro防水设计
Phantom 4 Pro采用了防水材料和防水结构的设计， 使其能够在小雨和雾霾等恶劣天气下飞行。
道通智能EVO Nano系列防水设计
可在潮湿基面施工，且不影响涂膜质量。
防水涂料
聚合物水泥防水涂料
可在潮湿基面施工， 且不影响涂膜质量。
具有高弹性和耐久性 ，对基层收缩和变形 具有适应能力。
防水膜
EPDM防水膜
01
02
具有优异的耐候性、耐臭氧性和耐化学腐蚀性。
适用于各种建筑物的屋面、墙体、水池等防水工程。
03
04
PVC防水膜
具有优良的防水性能和耐寒性能，适用于寒冷地区。
防水设计的主要目标是保护电子产品免受环境因素的影响，从而提高产品的可靠 性和稳定性。
防水设计重要性
随着电子产品技术的不断发展， 许多产品已逐渐融入人们的生活 中，如手机、平板电脑、智能手
表等。
这些产品在各种环境条件下使用 ，因此防水设计已成为电子产品
设计中不可或缺的一部分。
防水结构设计
防水结构设计(总9页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-小型化智能终端结构预研防水等级IP X71、面底壳防水2、镜片防水3、喇叭防水、mic防水4、主按键防水5、侧按键防水6、螺丝防水7、接口防水8、天线防水9、sim卡、保密模块防水10、电池防水一、面底壳防水方式1、方形防水圈压缩量15%-20%即可，比O形圈小。
方式2、O型防水圈压缩量30%方式3、骨架型密封圈方式4、O型防水圈侧压方式1-3均属正压型，装配方便。
但需注意boss柱均匀分布及壳体适当强度以保持压力和压缩量。
方式4装配有一定难度，对壳体强度及精度有较高要求。
二、镜片防水方式：防水双面胶对于手持通讯产品来说这种方式基本可以满足需求三、喇叭、mic等声学器件的防水方式1、器件本身防水比如防水喇叭、防水mic等。
这种方式器件装入壳体背面周圈打胶封住即可，见下图！周边打胶密封方式2、采用防水透气薄膜材料与方式1不同的地方在壳体开孔的地方背面先粘贴一层防水透气薄膜材料。
喇叭装配后与方式1相同打胶封住，另外喇叭本身能防潮即可。
（Mic与喇叭防水相同）四、主按键防水方式1、打胶将主按键软胶与面壳密封，面壳需设计储胶槽。
方式2、按键软胶直接做出密封圈，螺丝固定pcb板紧压硅胶固定于面壳上。
5、侧按键防水方式1、壳体采用双色注塑，按键直接采用壳体软胶部分。
方式2、钢件油压于软胶内，软胶于壳体干涉防水6、螺丝防水方式1、螺丝带凹槽装配密封圈防水方式2、螺钉设计在主体防水圈外围，即可达到防水目的。
7、接口防水方式：接口部分基本采用侧压方式来密封。
但具体做法有两种， 1、日本流行的tpu软胶直接套在接口盖子上2、接口盖与tpu注塑一体成型。
产品防水结构设计
产品防水结构设计在产品设计中，防水结构设计是一项重要的考虑因素，特别是对于电子产品、户外用品、建筑材料、汽车等。
防水结构设计的目的是确保产品在潮湿、多雨、水淹等环境下能保持其正常功能，防止由于水进入产品而导致损坏。
在进行防水结构设计时，需要考虑以下几个方面：1.材料选择：选择防水性能良好的材料，例如防水胶、密封胶、防水膜等。
这些材料应具备良好的密封性能，能有效阻隔水分的渗透。
2.结构设计：考虑产品的使用场景和功能需求，设计合理的防水结构。
包括封闭密封结构、接缝设计、防水涂层等。
封闭密封结构可以有效地阻止水分的渗透，接缝设计和防水涂层则能提高产品的整体防水性能。
3.排水设计：在产品设计中，通常也需要考虑排水的问题。
合理的排水设计可以避免水分在产品内部积聚和滞留，从而减少水分对产品的损坏。
4.防水测试：在产品设计完成后，进行防水性能测试是必不可少的一步。
可以使用水压测试仪等设备对产品进行防水性能测试，确保产品在设定的压力下能保持防水性能。
在实际的产品防水结构设计中，需要针对不同产品的特点和使用环境进行针对性的设计。
以下是几个常见产品的防水结构设计示例：1.手机防水设计：手机的防水设计通常会采用可拆卸式防水胶圈或防水膜，以及精密的接缝设计，确保手机在潮湿环境下不受损。
同时，手机还会采用防水涂层来增加其整体防水性能。
2.户外用品防水设计：户外用品如背包、帐篷等，在户外使用时需要具备较好的防水性能。
通常会采用防水涂层、防水拉链、封闭式接缝等设计，确保产品具备良好的防水功能。
3.建筑材料防水设计：在建筑材料中，防水性能是一个必须考虑的因素。
例如在屋顶、地下室等需要防水的区域可以采用防水膜、防水胶等材料进行防水处理，确保建筑物不会受到水渗透的影响。
4.汽车防水设计：汽车作为一种常见的交通工具，其防水设计尤为重要。
汽车通常会在车身接缝、车门密封条等部位采用防水胶条或防水膜，以确保车内的电器设备不受水分侵入的影响。
户外电子设备防水密封结构设计
户外电子设备防水密封结构设计摘要：户外电子设备一般需要在极端环境下工作，比如：低温、高温、高盐雾等环境，同时，在户外环境下电子设备受到的影响因素更多，其防水密封结构设计和性能要求就更高。
文章以户外电子设备为研究对象，对其防水密封结构设计进行了介绍。
关键词：户外电子设备；防水密封；结构设计1引言电子设备是一种应用非常广泛的电子产品，目前在各行各业都得到了广泛应用，但是电子设备在户外工作的过程中，不可避免的要受到各种恶劣环境的影响，比如：高低温、高湿度、强辐射、高盐雾等，这些恶劣环境会使电子设备工作性能降低甚至失效。
目前对于户外电子设备的防水密封设计研究主要集中在密封材料和密封结构上，目前常用的密封材料主要有硅胶、氟橡胶和硅橡胶等，硅胶由于其性能优异而被广泛应用于户外电子设备中。
但是硅胶也有其自身的缺点，比如：尺寸稳定性差、导热系数低、低温下容易变硬、耐压性能差等，为了弥补这些不足，近年来国内外研究人员致力于开发新的密封材料，比如：有机硅、聚四氟乙烯、氟橡胶和有机硅改性聚四氟乙烯等。
以下将对户外电子设备防水密封结构设计展开分析。
2户外电子设备机箱结构设计2.1 机箱结构（1）机箱通常是由钢板冲压而成，面板上有各种孔和螺钉。
在设计时要考虑其安装和维护方便性，要考虑到电子设备安装位置的特殊要求，要考虑到散热问题等。
为了提高机箱的抗腐蚀性和抗潮湿性能，通常在机箱面板上设计有各种防腐、防霉、防锈等结构，如防腐蚀、防锈处理等。
（2）机箱的设计目的是为电子设备提供足够的防护和散热空间，避免户外电子设备在恶劣环境中出现过热、过冷现象，从而影响电子设备的使用寿命。
（3）为提高机箱的机械强度，通常在箱体上加盖或加强筋。
在箱体上设计加强筋，使箱体的结构更加合理，避免箱体的变形。
同时，加强筋可以提高电子设备的抗冲击性能。
如采用铝加强筋或复合材料加强筋，既能提高机箱的机械强度又能保证机箱的外观美观。
（4）为使机箱具有较好的密封性，在箱体上加装密封结构。
电子产品常用防水设计和防水处理方法
电子产品常用防水设计和防水处理方法随着苹果三星等行业巨头把手机防水搬上舞台，电子产品防水又一次回到公众视野，虽然我们不能也不需要长期带着某种电子设备在水下工作和生活，但有时生活中的意外会电子产品瞬间殒命，比如现在跑步运动的人辣么多，运动耳机就成了慢跑伴侣，但汗水或者雨水时常会侵扰耳机，久而久之耳机pcba就会被腐蚀，同样的问题也存在于其它电子产品中，所以高品质的产品防水防潮防酸碱腐蚀应该成为一种标配。
但让产品防水实际上是个较复杂的工艺，需要外结合的设计，苹果就为了iphone7系列和iwatch上花了很多心思，终于实现ip68，青山新材料小编认为如何让产品防水工艺更简单，需要我们去思考改进并大胆尝试。
电子产品常见的防水设计方案一、结构防水结构防水是电子产品防水最为传统的模式，也应该是大多数工程师们最先想到的办法，主题思想是疏水，导流，外部封装与部电气部分的有效隔离，产品的模具设计以及各种封堵是要点，当然越是复杂模具的成本也不便宜。
比如前几年部分防水手机在设计耳机孔，充电口时候采用防水盖等设计方法，就是从外部着手去堵水，从而达到防水的目的。
手机防水设计即便是从结构上做很多的改变依然无法更好的阻止水气的浸入，因为电子产品特别是手机、耳机类的产品是使用非常频繁的产品，使用者对外观的人为非人为破坏都是随时存在的，外观在使用过程中自身也存在着变形的风险，外观结合处的缝隙也会随之变形，成为潜在的担忧。
二、灌封防水灌封方式防水目前常见的是采用环氧树脂灌封胶，是用于电子产品模组的灌封，可以将整个pcb板包裹其中，从而起到防水、防潮、防盐雾、防霉菌、抗震、抗外力冲击等，环氧树脂是饱和性树脂，以其为基材生产的环氧树脂灌封胶具有本体强度高、粘接力强、耐候性好、收缩率低、绝缘强度高、无毒环保等特性，灌封后能在-45-120℃间稳定的机械和电气性能。
能对电路板全方位保护，极大提高电路板的使用寿命。
但同时也存在一些比较致命的问题，比如pcb板的散热将会非常受影响，最麻烦的是产品几乎没有返修的可能，或者说返修成本过高。
产品防水结构设计总结
【概述】：防水产品结构设计总结,包括各种标准。
这贴写个小小的总结先贴俩个图片产品防水结构设计总结2009-9-19 23:46KB)产品防水结构设计总结2009-9-19 23:46贴一下防水等级日本的标准:电子测量仪器的防水级别同时也反映了仪器防潮和防尘的能力，特别是对于户外活动中，兔不了处于高湿或多尘沙的恶劣环境中，仪器的密封和防水能力对于保证仪器的安全运转和寿命就至关重要。
为此，国际上制订IEC529标准。
为了与此相适应，日本工业标准中将电子仪器的防水保护分为10个等级，分别以IPX1、IPX2……表示。
保护等级种类含义0 无保护1 防滴I型垂直落下的水滴无有害的影响2 防滴II型与垂直方向成15“范围内落下的水滴无有窑的影响3 防雨型与垂直方向成60度范围内降雨无有宾的影响4 防溅型受任意方向的水飞溅无有害的影响5 防喷射型任意方向直接受到水的喷射无有害的影响6 耐水型任意方向直接受到水的喷射也不合讲人内部7 防浸型在规定的条件下即使浸在水中也不全许人内部8 水中型长时间浸没在一定压力的水中照样能使用9 防湿型在相对湿度大90％以卜的湿气样能体用国际工业标准防水登记IP和日本工业标准的JIS防水等级是接近的,分0-8的9级,IP等级同样对防尘做了规定。
IPxx 防尘防水等级防尘等级 (第一个X表示)0 ：没有保护1 ：防止大的固体侵入2 ：防止中等大小的固体侵入3 ：防止小固体进入侵入4 ：防止物体大于 1mm 的固体进入5 ：防止有害的粉尘堆积6 ：完全防止粉尘进入防水等级 (第二个X表示)0 ：没有保护1 ：水滴滴入到外壳无影响2 ：当外壳倾斜到 15 度时，水滴滴入到外壳无影响3 ：水或雨水从 60 度角落到外壳上无影响4 ：液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响5 ：用水冲洗无任何伤害6 ：可用于船舱内的环境7 ：可于短时间内耐浸水（ 1m ）8 ：于一定压力下长时间浸水例：有秤或显示仪表标示为IP65，表示产品可以完全防止粉尘进入及可用水冲洗无任何伤害。
电子产品常规防水设计方案课件
02
电子产品防水设计技术
防水外壳设计
防水外壳是电子产品防水设计的重要 部分，可以有效防止水进入内部。
外壳设计应考虑到产品使用环境和防 水等级要求，以满足不同场景下的防 水需求。
外壳材质应选择防水性能好的材料， 如塑料、橡胶等，并确保外壳的接缝 和开口处具有良好的密封性能。
密封圈设计
密封圈是电子产品防水设计中常 用的部件，主要用于连接器和外
智能化控制
利用智能化技术，可以根据环境湿度、 气压等参数自动调整电子产品的防水 性能，提高产品的适应性和用户体验。
防水设计的关键是保证设备的气密性， 防止水分通过缝隙进入设备内部。
防水设计的材料选择
选择耐水材料
在防水设计中，应选择耐水材料，如硅胶、橡胶等，以增强设备 的防水性能。
注意材料的兼容性
在选择防水材料时，需要考虑材料与电子设备的兼容性，以避免对 设备性能产生负面影响。
考虑成本和加工工艺
在选择防水材料时，还需要考虑成本和加工工艺，以确保设计的可 行性和经济性。
智能手表防水设计案例
总结词
智能手表作为可穿戴设备，其防水性能同样 受到关注。
详细描述
智能手表防水设计通常采用与手机类似的IP 等级标准。一些高端智能手表如Apple
Watch Series 7和Garmin Fenix 6等，具 备较好的防水性能，能够抵御一定深度的水 下环境。此外，智能手表的防水设计还需特 别注意表带和表冠等部位的密封处理，以确
05
电子产品防水设计常见问 题及解决方案
如何解决密封圈老化问题？
密封圈材料选择
选择耐老化、耐腐蚀的材料，如 氟橡胶、硅胶等，以提高密封圈
的使用寿命。
密封圈结构设计
防水结构设计
关于防水产品的一般思路多数产品防水主要是上下壳防水,按键防水,电池门防水,传感器引出部分防水,常用的防水方法主要有打胶水,超声,二次啤塑,啤镶件,装O 型圈.防水不良的原因主要有塑胶变形;防水面不在一条线;O 型圈预压太松或太紧;结构刚度不够;螺丝分布不均匀或滑牙等.1塑胶变形的弊端是明显的,防止变形的方法也很多,如改进胶口,改运水,做加强骨,加大脱模斜度等.对于部分产品,引起变形的主要原因还是由于受外形限制导致前后壳需曲面分型,或内部空间太小导致塑胶件壁厚变化大产引起的.Example 1Rear coverFront cover如图1所示形状产品,由于塑胶啤塑残余应力的影响,容易产生变形,这类产品如果做防水,为减少变形,除增加加强骨,加大脱模斜度,相关位置增加顶出位外,必要时在产品刚啤塑出来时做夹具定位定型,并置于温水中自然冷却减少残余应力.当然,图示产品如果要做防水,不一定非要像图1右边那样做成上下盖结构,这里只是举类似的范例.Front cover Lens LCDThickness transition urgent Example2LCD LensFront coverPCBMetal bracket Thickness transition relax 如图2产品,在透明镜外有外壳,如果不需防水,左图结构虽然有少许变形,仍然可用.如果透明镜还要和后壳通过O 型圈防水,建议最好用右图接构,用0.15的金属罩将LCD 和PCB 包住,打螺丝固定在镜片上,这样的塑胶啤塑变形要小一些.当然,防水结构并不只有以上几种,好像二次啤塑,硅橡胶过盈挤压等.另外,很多产品尚须通过高低温测试,所以塑胶的材料选择也很重要,例如图12所示产品,面盖.底壳用PC较好,而面罩则用PC或阻燃ABS都可.因为PC的热变形温度130-140度,长时间耐热温度为120度,溶点为130-160而多数产品整机最高测试温度大约为80-90度.至于其它产品则须根据具体情况而定.我这里只是举常见的一些例子,欢迎各位提出更多更好的建议.。
电子类工业产品防水结构设计
电子类工业产品防水结构设计发布时间：2022-01-13T08:41:50.102Z 来源：《福光技术》2021年23期作者：刘锦科徐修山刘军生舒红玲[导读] 随着时代的快速发展、进步，电子类工业产品防水结构设计的方面都能够取得较好的成就，但各方面的工作也表现出了不足之处。
在今后的工作开展过程中，必须加强电子类工业产品防水结构设计的多元化分析，坚持在影响因素的应对、解决上，按照合理化的模式进行，努力创造出更高的价值，推动社会行业快速向前发展。
刘锦科徐修山刘军生舒红玲宁波麦度智联科技股份有限公司浙江宁波 315000摘要：随着时代的快速发展、进步，电子类工业产品防水结构设计的方面都能够取得较好的成就，但各方面的工作也表现出了不足之处。
在今后的工作开展过程中，必须加强电子类工业产品防水结构设计的多元化分析，坚持在影响因素的应对、解决上，按照合理化的模式进行，努力创造出更高的价值，推动社会行业快速向前发展。
关键词：电子类、工业产品、防水、结构、设计引言：实现电子产品结构设计需要综合考虑很多因素，只要电子设计人员准确把握电子产品结构设计的影响因素，才能实现电子产品的预期功效，使电子产品更加符合人们的需求，满足人们日益增长的使用需要，使电子企业在激烈的市场竞争中处于不败之地，获得长足发展。
1电子产品结构设计的要求与原则1.1电子产品的结构设计要求对于电子产品的结构设计要求主要表现在以下几点：首先，功能要求，其作为一种商品，需要能够在结构设计当中将自身的价值体现出来。
其次是产品的质量，需要其在美观使用的基础上确保其质量合格；其三，产品结构的优化，对于电子产品的结构设计，通常涉及到工艺、材料、联接方式、形状、位置、尺寸等结构设计元素，以此来对结构优化的最佳方案进行确认；第四，加强结构设计的创新力度，电子产品在实际的发展中需要和信息技术同步，在当前快速发展的社会当中，由于电子产品的更新速度快。
因此在进行电子产品结构设计中就需要创造性思维，运用最先进的电子技术和设备，以此实现其经济效益。
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产品防水结构设计随着用户体验要求不断的提升，手持电子产品对于设计的要求也越来越高，从早期的只要能开机，能用就能卖，到现在对外观的美感，人机工程，制造的精度，以及各种测试要求越来越高。
尤其是去年的iphone7上市，将三防这个概念推上大众，之前也就特殊行业才会用到的设计要求，现在却成了手机行业的标配。
毕竟对于我们日常生活中来说，手机已经是不可离手，必不可少的工具了。
走到哪里都会携带的物品，在行走中难免会有一些意外，造成磕磕碰碰。
毕竟我们上WC也要刷刷朋友圈的，看看新闻，是吧，万一一不小心将手机掉进茅坑了，又舍不得扔掉，总的捞起来，洗一洗，再用吧。
为了延长手机的使用寿命，就得防水防尘什么的，所以后续手机具备三防功能，再也不会是什么稀奇的黑科技了。
接下来我们根据三防手机案列来分享一下，防水结构设计如何去玩。
以下为正文：【一】什么是三防手机呢？所谓三防手机，就是具有轻微防尘、防震、防水和出色的抗摔、抗辗压性功能的手机,主要针对热爱户外运动的年轻用户或有特殊需要的专业用户，能够胜任异常恶劣的气候条件和特殊场合的应用。
一般，市面上的三防手机目前主要有两大类：1，普通三防手机属于生活轻微防水，比如洗手时，防止水花渐入到手机内部，造成功能性损坏，只能实现轻微的三防，这种手机一般造型时尚，与市面上的普通手机没有明显差异，属于IP54以下。
2，专业三防手机属于能够承受一定水压，外部挤压，能够放入水里浸泡和汽车碾压，比如手机从1层高的楼层直接掉落不会造成功能性损坏，或者将手机掉入1米深的水池里，30分钟不会造成功能性损坏。
它的目标受众是专业的户外登山涉水等探险运动的爱好者，也有一部分喜欢军事的人因为其独特的造型和强悍的体质而对其情有独钟。
【二】什么是三防IP防护等级？它是由IEC所起草，将电器依其防尘防湿气之特性加以分级，由两个数字所组成，第1个数字表示离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示防湿气、防水侵入的密闭程度。
数字越大表示其防护等级越高。
可见下表：第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度例如，防护等级IP57，IP为标记字母，数字5为第一标记数字，代表手机虽然不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入量不会影响手机的正常工作，7为第二标记数字，代表手机可以浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏。
【三】防水材料有哪些？1，TIS纳米涂层纳米涂层的原理如同在荷叶的构造，荷叶的表面上布满非常多微小的乳突，乳突的平均大小约为6-8微米，平均高度约为11-13微米，平均间距约19-21微米。
在这些微小乳突之中还分布有一些较大的乳突，平均大小约为53-57微米，它们也是由6-13微米大小的微型突起聚在一起构成。
乳突的顶端均呈扁平状且中央略微凹陷。
这种乳突结构用肉眼以及普通显微镜是很难察觉的，通常被称作多重纳米和微米级的超微结构。
这些大大小小的乳突和突起在荷叶表面上犹如一个挨一个隆起的“小山包”，“小山包”之间的凹陷部分充满空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。
水滴最小直径为1-2毫米（1毫米=1000微米），这相比荷叶表面上的乳突要大得多，因此雨水落到叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上“小山包”的顶端形成几个点的接触，从而不能浸润到荷叶表面上。
涂层厚度对比，左侧为没有涂层，右侧为TIS纳米涂层。
纳米涂层的加工方式一般以：全身浸泡，刷涂，淋涂，喷涂等方式。
批量生产时主要以浸泡方式加工，大约3-5秒钟左右，即可取出晾干，5-10分钟即可全部晾干，对于大批量量产来说，还是具备很强的竞争优势。
2，三防漆类三防漆也叫线路板保护油、披覆油、防水胶、绝缘漆、防潮漆，三防漆类产品普遍比较厚，基本上涂层厚度会达到50微米，散热不好，粘稠度高，一公斤产出比较低，干燥慢，甚至要一两小时才能干，三防漆是在电子产品pcb板上涂覆固化一层胶膜，用于电路板防潮、防腐蚀、防盐雾，但这层膜只能防护潮气和少量的水份。
如果电子产品完全浸入水中工作它就会失效，那么就是三防漆自身工艺原因。
因此不抗摔、不抗振动，受外力冲击容易剥落，对pcb板的防护作用非常有限，用肉眼直接观察很难看出来是否涂覆均匀。
目前很多三防漆依然使用挥发性溶剂，对人体与环境有很大伤害，这对于一些产品要出口欧美的制造企业来说环保不能达标。
3，灌封防水胶灌封方式防水目前常见的是采用环氧树脂灌封胶，是用于电子产品模组的灌封，可以将整个pcb板包裹其中，从而起到防水、防潮、防盐雾、防霉菌、抗震、抗外力冲击等。
环氧树脂是饱和性树脂，以其为基材生产的环氧树脂灌封胶具有本体强度高、粘接力强、耐候性好、收缩率低、绝缘强度高、无毒环保等特性，灌封后能在-45-120℃间稳定的机械和电气性能。
能对电路板全方位保护，极大提高电路板的使用寿命。
但同时也存在一些比较致命的问题，比如pcb板的散热将会非常受影响，最麻烦的是产品几乎没有返修的可能，或者说返修成本过高。
4，可压缩软胶类软胶防水圈有：橡胶，硅胶，TPU,TPE,PVC等，材料不同，最低硬度等级也不同，通常用在主体壳件防水用。
以O形橡胶，硅胶防水圈最为常用，有很多标准件，通常用在开关阀门上，或者防水设备上。
目前电子产品也常用，不过都属于根据结构形态进行定制。
以下为O形橡胶圈几种材料特性比较图以供参考:以下为材料硬度表以供参考:密封性结构防水圈的硬度一般在30-55度之间。
以下为材料特性表以供参考：5，防水辅料类防水辅料以防水双面胶，防水泡棉，防水膜等为主，手机TP粘贴有用到防水双面胶，比如3M5220，由于成本关系，现在很多厂商都采用点热胶工艺密封，另外如喇叭，麦口，有用到防水泡棉+防水透气膜的方式，即可防水，也可透气，还可以调节内部气压。
【四】三防手机结构设计案列分享一、主体壳料设计1、上下壳主体壳料厚度设计要求（1）上下壳硬胶大面胶厚需设计保证2.0mm以上，局部可做0.8mm。
如果做双色注塑外壳，则软胶部分胶厚设计1.2mm以上，局部可0.8mm，内部加强筋设计厚度为0.8-1.0mm。
（2）电池盖/SIM卡盖，胶厚需设计2.0mm以上，局部可做0.8mm，如做双色，软胶部分胶厚设计1.2mm以上，局部可做0.8mm，内部加强筋设计厚度为0.8-1.0mm。
2，主体壳料防水、固定方式（1）上下壳通常打螺丝固定，螺丝之间的距离约35mm为佳，两壳之间常用正压橡胶圈防水（如下图），防水圈尺寸设计为：W1.5mm/H1mm，硬度在45度左右，与下壳配合的面做干涉凸台设计，凸台尺寸为：W0.5mm/H0.3mm、即过盈0.3mm。
特殊情况下（两侧空间较少）也可用侧压防水。
见下图：3、电池盖/SIM卡盖防水、固定方式（1）电池盖固定方式为一端卡扣，另一端锁螺丝固定，见下图：防水圈多用侧压橡胶圈的方式，做直径1.5mm橡胶圈固定于电池盖侧面槽内，与电池仓四周骨位过盈0.2mm。
见下图：（2）SIM卡盖固定方式为一端卡扣，另一端锁螺丝固定，防水方式以正压橡胶圈为佳，橡胶圈宽度做2.0mm以上，以便有足够面积贴背胶与硬胶壳盖，与底壳防水面需做凸台，设计尺寸为：W0.5mm/H0.2mm、即过盈0.2MM。
见下图：（3）底壳电池盖卡扣处的防水，如果是直接走前模行位的则不需要另外做防水结构,见下图：（4）如果电池盖卡扣是做插穿结构则需加PVC片打胶防水.见下图：二、侧按键防水结构1、设计成橡胶防水件，防水配合部位单边过盈0.15-0.3左右，根据样品出来测试后再做微调整。
见下图：此种方式较为常用，适合按键外装，装配顺序见下图1，2，3步骤：2、设计成橡胶+五金防水件，采用粘贴方式贴合，五金材料一般采用0.3厚度的不锈钢，硬度为3/4H，这样才能保证按键的平整度，见下图：按键装配顺序见下图1，2，3步骤：3，壳料做双色的情况下，键帽可直接与外部软胶件做成一体，此种方式装配方便，防水性好，缺点是手感偏硬，见下图：按键的内部还需要设计一件软件材料当做按压支架，否则长度太长，模具不好处理，见下图：三、I/O口防水结构1、USB接口防水结构（1）自带防水的USB母头，见下图：USB直接与壳料配合防水，锁好螺丝，防水性较普通的USB母头可靠，见下图：（2）普通USB母头，USB母头不具防水功能，见下图：需利用外塞与壳料配合做防水结构，来实现防水功能，见下图：2、耳机座防水结构（1）自带防水功能的耳机座，见下图：耳机座直接与壳料配合防水，防水性较普通的耳机座可靠，见下图：（2）普通耳机座，见下图：耳机座本体不具防水功能，需利用外塞与壳料配合做防水结构，来实现防水功能，见下图：四、TP/前后摄像头镜片防水结构1、TP两侧贴胶面需保证2.5mm以上的宽度贴防水双面胶，双面胶厚度0.25mm,目前有0.1mm厚的防水双面胶，没测过，不知道效果怎么样，见下图：2、前/后摄像头镜片防水双面胶设计需要单边2.0mm以上的宽度，厚度为0.25mm，见下图：3、闪光灯镜片防水，直接在硬胶上面设计宽度0.5mm防水圈，与双色注塑的软胶配合，单边过盈0.1mm，如果没有软胶配合，则需要设计防水圈，或者点胶的方式防水，见下图：五、螺丝塞防水结构螺丝塞直接采用70度软胶材料，单边过盈0.1-0.25配合防水，见下图：六、喇叭/听筒/mic防水结构喇叭防水一般有两种；一种是贴防水膜，壳体需留2.5mm背胶宽度，防水膜在粘贴在泡棉的一侧，总厚度采用0.8mm左右，见下图：另一种是侧面周圈打胶密封，需要留0.5以上的点胶空间，见下图：【结语】1，防水结构方式的选择需根据产品定义，产品外形去做选择，如果定义为IP54，则无需采用IP68的结构方式去设计，不同的防水等级，所产生的结构材料不同，强度空间不同。
2，如果防水等级高，防水是否成功，需要不断的测试，有时产品装配好后，刚开始测试，可能通过了，但是经过高低温测试，跌落测试，水压测试等后，有可能就不防水了，所以需要不断调整才能达到最完美的效果。
3，高防水机内部一般都会采用调整气压的元件，如果没有，则必须要设计贴透气膜的出气孔，防止气压不同产生产品开裂问题。
4，以上所有结构设计数据，仅供参考，不可当做设计标准，不同的产品定义与外观，造就的结构方式不同，设计参数也不同。