超声波焊接技术在电子产物防水气密处理上的应用

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超声波焊接技术在电子产物防水气密处理上的应用

来源： | 发布日期：2021-12-24

随着工业化进程的发展，越来越多的电子产物融入到人们的生活当中，为人们的生产、生活提供了极大的便利。比如人手必备的手机、笔记本电脑、数码相机、各种家用电器，还有用于公共安全监管户外摄像机、车载摄像机等等。但是电子产物的自身特殊性，决定了其核心部分集成电路板不能够接触到水，否则就会对产物造成不可逆的损害。因此，电子产物的防水设计就成了重中之重，是必须考虑的问题。

根据产物使用环境不同 , 电子产物的防水要求也不同。目前国际认可的外壳防护等级标准有 “ 日本 JIS 标准（JISC0920）” 和 “ 国际标准防护等级IP标准（IEC60529）”。我国的相关国标为GB4208-2008 外壳防护等级，我国国标主要内容与国际工业标准外壳防护等级IP相同。外壳防护等级标准中，主要对产物的防尘和防水两个方面做出了明确的规定。就人们日常对于防水的定义来讲，防水性好的产物，防尘性能也是非常好的。因此在电子产物设计时，考虑更多的是产物防水性。

超声波焊接技术在电子产物防水气密处理上的应用

电子产物一般由外壳、PCB 板、紧固件、辅助零件和线材五个基本部分组成。外壳由于裸露在外部，所以一般来说承担防水性能的都是外壳以及相关的辅助零件。目前电子产物防水方式有以下五种：1）弹性元件；2）密封胶；3）防水双面胶；4）超声波焊接；5）二次注塑。
超声波焊接技术从二十世纪问世到现在，因其经济、环保、应用灵活的特点而在汽车、电子、电器、医疗器械制造等领域中得到广泛应用。

产物需要达到水密或气密的功能要求时，对产物上下胶壳的定位、超声波导熔线的结构、产物的壁厚结构、产物塑料的材质以及超声波的频率和功率都是要有严格的要求。

水密或气密的超声波焊接设计要求：

1.塑料有足够的壁厚，用于设计凸凹槽式超声波焊接线；
2.塑胶材质的可焊性，具有良好超声波传导特性的塑料有利于超声波能量的有效传递；
3.复杂的产物表面将不利于超声波能量的传递，平面的形状是理想焊接结构，并且平面距离焊接线距离较近。大幅度凸凹不平，落差较大的产物表面结构，将大大影响超声波能量的传递；焊接面距离焊接线太远也会影响对超声波能量造成衰减，甚至对塑料结构造成破坏；
4.水密、气密要求是有专用的超声波熔接线的，由于塑胶产物结构的限制，不能够合理设计超声波焊接线，将造成不能防水防气。水密型超声波熔接线一般做成凸凹槽结构，超声波上模产物面一般做成凸，另外一半做成凹。凸出来的尺寸大于凹型的深度大于0.5-1尘尘，根据材料和具体情况，此超声波线高度各不相同；凹槽的开口角度大于凸边的角度大约3度---5度，融化的塑料将填补槽底部的空隙，从而达到水密气密。

5.对超声波焊接设备的要求：要求有足够大的振幅和功率，按照产物大小和塑胶材质，选择不同频率的超声波焊接机。