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戶外防水盒電路板保護策略報告

戶外防水盒電路板保護技術報告

Outdoor Enclosure Electronics Protection Technical Report


1. 問題背景 / Problem Background

在戶外環境中,電子控制板容易受到水氣、雨水及溫差影響而腐蝕,即使盒子兩端使用橡膠圈密封,實際測試中仍可能因溫度變化導致水汽滲入。

原因

  1. 溫差造成內部氣壓波動(正壓/負壓),吸入外部水汽。
  2. 盒內原有濕氣未排出,遇冷凝結水珠。
  3. 傳統密封只能阻止液態水,但無法解決氣態水蒸氣滲入。

2. 解決方案概述 / Solutions Overview

為長期防護電子元件,建議綜合以下方案:

2.1 防水透氣膜 / Waterproof Breathable Membrane

  • 材質:PTFE微孔膜
  • 功能
    1. 平衡盒內外氣壓,避免溫差造成負壓吸水
    2. 阻擋液態水入侵
  • 規格
    • 孔徑:0.2–0.5 μm
    • 氣透率:≥ 2000 g/m²/day
  • 貼裝
    • 疏水面朝外,保護膜朝內
    • 可使用環氧膠或矽膠固定
    • 工業量產可採熱熔貼膜方式,大孔設計確保透氣效率
  • 注意事項
    • 熱熔時均勻加熱,避免破壞微孔
    • 膜邊應大於孔,形成完整封邊區

2.2 PCB 防潮塗層 / Conformal Coating

  • 塗層選項
    • Acrylic、Polyurethane、Silicone
  • 功能
    • 阻隔濕氣直接接觸元件
    • 配合乾燥劑使用,提高可靠性
  • 注意
    • 避免影響散熱或元件接觸,均勻塗佈

2.3 乾燥劑 / Desiccant

  • 選擇:矽膠、分子篩
  • 功能:吸收盒內殘留水氣,降低結露風險
  • 安裝
    • 放置盒內空間上方或底部
    • 定期檢查與更換

2.4 盒體材質與結構 / Enclosure Material & Structure

  • 材質
    • PC / ABS + UV穩定劑,耐溫範圍廣
  • 結構設計
    • 儘量減少盒內空氣空間
    • 橡膠圈選用高等級IP67/IP68,耐溫範圍符合戶外使用
    • 雙層密封:內橡膠圈 + 外矽膠膠條
    • 接線孔使用防水套管 + 防水膜

2.5 進階方案 / Advanced Options

  • 真空或氮氣充填,降低初始水分
  • 加熱絲防結露(極端溫差場合)
  • PCB 全灌封(PU / Epoxy / Silicone),不可維護,但最可靠

3. 防水膜貼裝方法比較 / Membrane Installation Comparison

方法 特點 優點 缺點
膠固定 膜稍大,使用環氧/矽膠固定 易維護,更換方便 透氣效率受孔大小限制
熱熔/熱壓 膜大於孔,熱熔貼合盒體 透氣效率高,量產自動化 不易維護,需控溫防破壞微孔
膠 + 小孔 DIY、維護型 簡單,成本低 氣壓平衡慢,孔太小可能負壓仍明顯

4. 技術結論 / Technical Conclusion

  1. 單靠密封橡膠圈不足以防止水汽滲入戶外盒子。
  2. 防水透氣膜是核心解決方案,可平衡氣壓、阻擋液態水。
  3. 搭配 PCB 防潮塗層與乾燥劑可長期保護電子元件。
  4. 工業量產建議採用熱熔大孔膜,DIY或維護型建議膠固定膜。
  5. 高級應用可選灌封或氮氣充填,滿足極端戶外環境。

5. 建議的設計流程 / Recommended Design Flow

  1. 確定盒子尺寸與內部空氣容量
  2. 選擇適合防水膜孔徑、大小及固定方式
  3. 塗覆 PCB 防潮塗層
  4. 放置乾燥劑
  5. 裝入盒子,安裝膜及固定
  6. 測試溫差循環、雨水衝擊、濕度環境
  7. 根據測試結果調整孔徑或膜數量
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