電子產品常見防水設計方案及材料塗層介紹

很多時候一款產品需要做防水，結構「攻城師們」就忙的焦頭爛額，為了不耽誤工期，為了能通過驗貨，多少日日夜夜奮鬥在一線，研究各種模具，滿腦子注塑、密封、排氣、各種膠墊、導流，散熱，變形，開模成本等。如何讓產品防水工藝更簡單，需要我們去思考改進並大膽嘗試。

一、電子產品常見的三種防水設計方案1. 結構防水

結構防水是電子產品防水最為傳統的模式，也是大多數工程師們最先想到的辦法。

主旨：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，當然越是複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，充電口時候採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。

圖 手機防水設計

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。

2. 灌封防水

灌封方式防水目前常採用環氧樹脂灌封膠，是用於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、防黴菌、抗震、抗外力衝擊等。

環氧樹脂灌封膠優點：具有本體強度高、粘接力強、耐候性好、收縮率低、絕緣強度高、無毒環保等特性，灌封后能在-45-120℃間穩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。

圖 電子產品樹脂灌封膠防水

3. 表面塗層防水

（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、防潮漆，三防漆類產品防水效果並不好，主要有以下幾方面缺點：

普遍比較厚，散熱不好，粘稠度高；

三防漆塗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，受外力衝擊容易剝落；

目前很多三防漆依然使用揮發性溶劑，對人體與環境有很大傷害。

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。

圖 電路板三防漆

（2）PCB納米塗層

電路板納米防水塗層，是一種納米新材料，也叫納米塗層，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，抗酸鹼鹽。

圖 PCB納米塗層表面超疏水現象

二、三種電子產品防水防腐蝕材料

目前市場上的電子產品用的納米防水防腐蝕材料大體上分為以下三種，各有優缺點，在此小編簡要的總結一下幾種防水塗層的性能，為廣大即將要使用納米防水塗料的生產者提供一點參考。

1. 表面噴霧式納米防水塗層

採用表面噴霧的形式，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。

圖 手機防水噴塗

優點：操作簡單

缺點：抗磨損能力較弱，畢竟塗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，面對太多複雜的使用環境，損傷率會大大加快，並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

2. 鍍膜機真空噴霧式防水塗層

這種技術是採用真空鍍膜機將防水劑在真空條件下，採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。但由於各種產品的外觀結構不一樣，密封性也不一致，所以噴霧之後防水劑在產品內部形成的塗層往往不完整。

圖 手機防水真空鍍膜機

優點：可多台設備同時運作，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於實際應用效果，因此在很大程度上會受制於設備的性能，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。

3. PCBA浸泡式納米塗層

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後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，取出後自然常溫晾置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。

重中之重在於所使用的納米液的品質一定要過關，並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，利用氣相沉澱原理有效的降低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，由於塗層很薄，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，散熱和環保性能都要比TIS納米塗層差。

圖 手機納米防水

圖 PCB納米防水塗層-浸泡作業圖

優點：操作簡單，無須增加設備投入，無須真空環境，塗布均勻，只需要將PCBA在納米防水液中浸泡幾秒就可以，做完塗層後並不影響連接器的導電性，可以防酸鹼鹽腐蝕，因為直接塗布在PCB板上，產品外觀的變形損傷不會對PCB形成明顯的影響，由於是基於PCBA浸泡塗布的，所以幾乎適用於所有電子產品。

缺點：目前還無法單靠PCB納米塗層做到7級以上防水，只適用於生活防水

建議：納米防水液的選擇很重要，市場上各種納米防水塗料，價格差距很大，當然性能差距也很大，這就要求我們製造商要多測試同類型產品，對比性能，最終選擇質量優異的納米塗料。

不論納米塗層如何去塗布，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塗層的性能和質量，因此選擇質量可靠，口碑良好，並且經測試實驗性能表現穩定的納米防水塗料是廣大電子製造業廠家應該考慮的問題。

三、施工作業方式：刷塗表面漆

比如常見的三防漆、防水膠，還有目前的新材料納米塗層，都可以採用刷塗的方式施工作業，刷塗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塗覆。

圖 三防漆刷塗

對於納米塗層類材料也是可以採用刷塗的方式來作業，可應用於局部防潮防水，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，則可以採用刷塗的方式在維修過的位置重新塗布納米塗層。

當然還有其它不太常用的防水工藝，比如用石蠟塗布、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，發熱嚴重，成本昂貴，氣味太大，揮發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。

素材來源： 深圳市青山新材料有限公司，艾邦高分子井帥帥編輯

深圳市青山新材料有限公司簡介：

致力於納米技術新材料研發及推廣應用，在國內新型納米材料行業處於領先地位，是較早開始自主研發新材料的納米材料公司。主要經營新型納米材料、新型化工原料及新型智能設備。

#標籤#手機,其他工藝#

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