I hate moisture!
相信很多的电子产品忠实用户都遇到过类似的情况:电子手表不防水,多洗几次手,手表屏幕就显示失灵了;买手机时,看到广告宣传手机的防水等级可达到IP67;过完春节回家,便发现家里的电视机超长开机,差点让你赶不上元宵晚会的播出;梅雨季节来临时,不管袜子还有几双能穿,都要先将一个个长焦镜头,广角镜头擦拭一遍放到防潮盒里……
种种迹象让我们得出一个共识——电子产品害怕潮湿 / 水!
电子产品的元器件少不了金属成分,如引脚、接头、焊点、电阻/电容器、晶体管引脚、集成电路、散热片等等。潮汽或者是飞溅水滴一旦进入到电子产品的零部件内部,狭小空间往往不能将水汽或水滴排除干净,因此会导致这些金属部分会发生腐蚀。
以下,我们细数一下它们产生危害:
电气性能下降:金属引脚和焊盘的腐蚀会导致接触不良,增加电阻,降低电流传输效率,甚至导致断路。这会影响整个电路的正常工作;
短路风险:腐蚀产物可能会导电,导致不同引脚之间发生短路,从而损坏电路或引发故障;
机械性能下降:金属部件的腐蚀会削弱其机械强度,可能导致引脚断裂或松动,影响元件的物理稳定性;
热性能恶化:散热片和金属外壳的腐蚀会降低其散热效果,导致电子元件过热,加速老化,缩短使用寿命;
化学反应:腐蚀过程中产生的化学物质可能会进一步侵蚀周围的材料,如塑料和绝缘层,导致更多的故障,尤其是海上运输的盐雾环境,会导致更快的金属腐蚀,产生电解作用。尤其是元器件内不同金属部件的组合,如果没有控制好电位差在0.5V之内会产生电蚀反应;
可靠性降低:金属腐蚀会逐渐积累,使电子设备的可靠性大幅下降,增加维护成本和故障率;
发胀变形:元器件的材料受潮吸湿会发胀变形,金属腐蚀同样会改变结构导致结构变形,如此会导致内部压力以及机械应力增加,尤其是电池产品,容易导致电池课题变形破裂以及内部化学物质的泄漏产生安全风险;
霉菌滋生:温度25~35℃,相对湿度≥80%的环境会促使霉菌的迅速繁殖生长。而狭小的电子产品内空间通常因静电吸附而堆积一定的灰尘,再加上水汽聚集以及设备运行时自身的温度造就了适宜霉菌生长的温床。霉菌代谢过程中会产生酸性物质,这些物质同样会腐蚀电路板的金属部件导致电气连接失效;破坏电路板的绝缘层,降低绝缘性能,增加漏电风险;又或者是造成高清高精材料表面的损伤,让你痛心的镜头发霉!
电子产品的防潮工艺有哪些?
防潮问题同样困扰着电子产品的开发工程师们,他们不仅需要精打细算控制成本,还需绞尽脑汁地设计出防潮的工艺来提高电子产品的稳定性以及防潮防水性能。
以下介绍一些常见的防潮工艺:
密封设计:分别有防水密封圈与密封外壳的设计。前者在设备的接口、按钮、显示屏等部位使用防水密封圈,防止水分通过这些部位进入内部;后者采用密封性能好的材料和结构设计,确保设备外壳能够有效阻挡水分。但密封圈的使用会随时间老化导致水汽进入,所以防止水汽的能力视密封圈的材料性能而定;
涂层技术:分别有防水涂层以及纳米涂层。防水涂层是在电路板和关键电子元件上涂覆一层防水涂料,从而形成一层保护膜,防止水分直接接触电子元件,如三防漆(防潮、防盐雾、防霉);而纳米涂层则是使用纳米级别的防水材料,通过浸渍或喷涂的方式在设备表面形成一层超薄的防水膜,以提高设备的整体防水性能。但通常会因为一些工艺条件不成熟或运输过程的抖动,造成掉漆或接口处未完全被涂层包裹而导致金属腐蚀;
结构防水:在设备内部设计防水结构,如防水隔板、防水槽等,将不同的功能模块隔离,减少水分在内部的扩散;或在设备底部设置排水孔,一旦有水分进入,可以通过排水孔排出,减少内部积水。一般这种方式只能防止飞溅水滴以及流体水,防潮性能一般;
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