電子機器開発において防水・防滴処理を考える

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電子機器開発において防水・防滴処理を考える

ここ数年、需要が高まっている電子機器開発における防水・防滴処理。
フジプリグループでも、双明通信機製作所(以下、双明)、フェイスでも防水・防滴を主目的に新規でのお問い合せをいただくケースが多いので、それぞれの担当者から保有技術やそれぞれの手法の特徴などを聞いてみました。

泉水 尚樹 氏

コーティング・ポッティングのエキスパート!フェイス
フェイスでは、実装済みの基板にコーティング剤を塗布しその内側を保護するコーティング技術と、大きな圧力がかかる様な環境下では樹脂などの液体を流し込み固めることで、基板を圧力や水滴などから守るポッティングという技術がございます。

加藤 千恵子 氏

iPhoneで有名になった「IP67」などの保護等級に応じた防水・防滴筐体の設計・製作のエキスパート!双明
双明のルーツは精密板金であるため、電子機器の基板実装や組み立ても行っていますが、中でもIP等級に応じた電子機器筐体の設計・製作に関するご相談が多いです。スマートフォンだけではなく、ウェアラブル端末や、監視カメラなどの外部環境に常時設置することを前提とした電子機器が増えてきている背景が影響していると思います。

コーティング処理

  • ➀粉塵が舞うような環境下
  • ➁塩害が想定されるような場所

ポッティング処理

  • ➀水中環境下
  • ➁土壌内への埋め込み
  • ③工作機械内部等切削油の付着が懸念されるような場所

小型で防水筐体より安価

筐体での防滴・防水

  • ➀雨曝しの屋外に設置する場合
  • ➁水や粉塵が飛散する環境
  • ③災害時の洪水などが想定される場所
  • ④一時的に水が浸かる恐れのある場所
  • ⑤機器全体を防水・防滴したい場合

大型のものでもOK、
基板取り外し可能

コーティング処理とは?

基板全体を樹脂で覆うことで基板を保護する方法

シリコンコーティング

シリコンコーティング

より膜厚を確保する為には
→シリコンコーティング

メリット
  • ①防湿性に優れている
  • ②外部からの腐食から基板を守る
  • ③粉塵が多い現場で使用
どのような所で使用されているか
  • ①汚れが多い環境
  • ②高湿度の過酷な環境

フッ素コーティング

フッ素コーティング

水を弾く必要がある際には
→フッ素コーティング

メリット
  • ①水滴・湿気を遮断する
どのような所で使用されているか
  • ①車載・電子精密機器・モバイル機器・工学製品

【懸念事項】

  • ・マスキング処理の時間を要すること
  • ・コネクタの種類や位置を確認することが大事

ポッティング処理とは?

ケースに基板を組み込み樹脂を流し込むことで封止する方法

シリコンポッティング

シリコンポッティング

振動が発生するような場所には
→シリコン系の柔らかい樹脂選定
シリコンポッティング

メリット
  • ①深部硬化性があり加熱硬化も可能
  • ②振動に強い
どのような所で使用されているか
  • ①高圧環境
  • ②振動環境が想定される場所

エポキシポッティング

エポキシポッティング

耐油性、水中環境下では
→エポキシ系の堅い樹脂選定
エポキシポッティング

メリット
  • ①粘度が高い
  • ②硬度があるので様々な環境で使用可能
どのような所で使用されているか
  • ①水の中で使用可能
  • ②土の中で使用可能
  • ③海水で使用可能

【懸念事項】

  • ・筐体上部より樹脂を流し込むためケースが必要
  • ・ケースの構造検討段階からポッティングの作業性を意識した形状にすることが大事

フェイス株式会社の
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防滴・防水筐体とは?

外部からの水滴・水の流入を防ぐ筐体。いくつかのグレードによって区分される。

IP54・55標準防滴筐体

IP54・55標準防滴筐体

屋外設置を検討するのであれば
→IP54・55標準防滴筐体

IPX4防滴試験の様子

IPX4防滴試験の様子

メリット
  • ①比較的簡単な設計で水滴の流入を防ぐ
  • ②機器全体を内部に入れることで一度に防滴が可能
  • ③防水筐体に比べ安価に製造が可能
どのような所で使用されているか
  • ①屋外設置(自動販売機などと同じIPグレード)
  • ②水滴や油などの飛散が想定される現場

IP67標準防水筐体

IP67標準防水筐体

完全な防水が必要な場合は
→IP67標準防水筐体

IP67用試験水槽

IP67用試験水槽

メリット
  • ①外部からの水の流入を完全に防ぐ
  • ②水中に入れても水が流入しない
  • ③防水筐体に比べ堅牢な構造
どのような所で使用されているか
  • ①水に浸かることが想定される環境
  • ②水深が浅い場所で一時的に使用する場合

【懸念事項】

  • ・従来の筐体に比べると倍以上高価になる。
  • ・通常の筐体設計ではなく、防滴・防水・防塵専用の設計が必要
  • ・また、IPグレードに応じて設計・製造金額も上昇するため、適正なIPグレードの検討が必要

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