電子產品常見防水設計方案及納米級防水應用

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陳洪福

2020-09-01

一、防水設計方案

1. 結構防水

結構防水是電子產品防水較為傳統(tǒng)的模式，達到疏水，導流，外部封裝與內部電氣部分的有效隔離。

優(yōu)點：在防水手機耳機孔，充電口采用防水蓋等設計方法，外部著手操作簡單實用，從而達到生活防水。

缺點：即便是從結構上做很多的改變依然無法更好的阻止水的浸入，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。

2. 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。

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℃間保持穩(wěn)定的機械和電氣性能。能對電路板全方位保護，很大提高電路板的使用壽命。

缺點：PCB板的散熱慢，產品不能返修。

3. 表面涂層防水

（1）三防漆類

三防漆也叫線路板保護油、披覆油、防水膠、絕緣漆、防潮漆等。

優(yōu)點：經濟實惠，加工簡單。

缺點：三防漆涂覆固化的這層膠膜只能防護潮氣和少量的水分；

不抗摔、不抗振動，受外力沖擊容易剝落；

三防漆的溶劑具有揮發(fā)性，對人體與環(huán)境有很大傷害。

（2）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。它的厚度僅2-4微米，肉眼看不到，在PCB表面形成一張很薄的“保護網”，有效降低PCB表面能，形成荷葉效應。

優(yōu)點：散熱性能好，不影響連接器正常導電，基本滿足生活防水標準，也可以防腐蝕，抗酸堿鹽。

缺點：不同原料的納米溶液和涂布工藝加工實現(xiàn)的功能不同，防水等級差異性大。

二、納米級防水應用

1. 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，從而從外部阻止水滴的進入，達到防水的效果。

優(yōu)點：操作簡單

缺點：抗磨損能力較弱，應對復雜的使用環(huán)境，損傷會大大加快，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滴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。

2. 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，提高效率。

缺點：需要購買一定數(shù)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，良率較低。

建議：要有比較好的設備，還要有好的防水劑。

3. PCBA浸泡式納米涂層

這種技術是目前趨勢所在，既將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。

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，使水滴與線路板表面的接觸角變大，形成荷葉效應，超疏水，絕緣，防腐，散熱性能好。

優(yōu)點：操作簡單，無需增加設備投入，無需真空環(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PCBA上，產品外觀的變形損傷不會對PCBA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PCBA納米涂層做到7級以上防水，只適用于生活防水。

為解決如上問題點，日津科技研發(fā)了PCBA納米溶液，其特點如下：

1.日津PCBA納米溶液，符合歐盟環(huán)保標準，有RoHS檢測認證。
2．日津研發(fā)的納米防水、防潮、防腐蝕系列納米材料與各種基材PCB板都有良好的結合能力。
3．可以讓電子元件表面形成一道強而有力的納米保護膜，有效阻止電子元器件涉水受潮以及被酸堿鹽腐蝕的情況。
4．個別元件返工后只需在相應位置用毛刷重新刷涂防水溶液即可。