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嘉峪檢測網(wǎng) 2017-11-07 09:45
電子產品就像一個暴脾氣的鄰居：既不能經(jīng)受潮濕的環(huán)境，在其工作范圍內也不能有污染物（就像不能忍受小孩兒在花園里胡鬧一樣）。國際電工委員會（The International Electrotechnical Commission，簡稱IEC），制定了一套防護等級制度（Ingress Protection，簡稱IP），用以定義電子器件的防潮和抗污染等級。
本文討論了電子器件為何需要一個清潔的工作環(huán)境，并討論了污染物是如何進入電子系統(tǒng)的。本文還討論了IP標準和相關事例。
為何電子器件需要無污染環(huán)境
進入電子器件外殼或封裝的污染物會造成器件的損壞，他們可能導致器件壽命縮短，也可能導致器件的失靈。損壞的方式是多種多樣的，例如，灰塵在插座、接口、電路板的縫隙處過多的積累，則會導致接觸不良；灰塵也可能形成絕緣層，導致電路發(fā)熱；如果灰塵和污垢進入了接觸面之間，惡化的電導率會導致開關、繼電器和連接器出現(xiàn)一系列的問題；在高壓環(huán)境下，灰塵和污垢還會導致導線之間、導線與大地之間產生電弧。
潮濕，或者說水、濕氣，是電子器件，尤其是精密電子器件的敵人。不論是雷雨還是毛毛細雨，都會使產品暴露在不良的環(huán)境中。僅僅用清水清潔電路設備都會導致一系列的問題，更不用說高壓水流對設備造成的損壞了，自助洗車就是一個典型的例子，比如在洗車過程中用高壓水流清理引擎蓋底下的器件，則會導致器件的損害。更嚴重的是，潮濕的環(huán)境中凝結的水也會造成一系列的問題，當設備從低溫環(huán)境移動到室溫環(huán)境時，電路上會形成水氣。如果此時電路通電，則可能造成短路。
烈性化學物質、表面活性劑或清潔液體（如高壓噴霧清潔設備中使用的清潔液體）會對電子設備和電路產生腐蝕性破壞，銅、鋁和銀等化合物對此更為敏感。腐蝕效應削弱了材料固有的特性，導致電流承載能力下降。小尺寸的電子元件意味著小的導電面積和更低的抗腐蝕能力，因此小尺寸器件更為脆弱。
IEC IP 評級系統(tǒng)概覽
不要與互聯(lián)網(wǎng)中的IP協(xié)議混淆，IEC IP標準衡量的是入侵保護等級。隨著消費類電子產品的便攜化和對耐用性的要求，這個標準逐步變得流行。IP名稱（或代碼）由兩位數(shù)字構成，如IP67，IP68和IP69K：
• IP代碼的第一位數(shù)字表示設備對固體的防護等級。
• 第二位數(shù)字表示電子元件和電路中置于液體中保存的良好程度。
• 如表1所示，固體、液體的防護等級隨著級別的提高而增加。
表1：在IEC IP等級中，固體和液體保護等級隨著等級的提高而增加。
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1st Digit （第一位數(shù)字） |
Description（描述） |
2nd Digit （第二位數(shù)字） |
Description（描述） |
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0 |
Non-protected（無防護） |
0 |
Non-protected（無防護） |
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1 |
Protected against objects >50 mm（防護大于50mm的物體） |
1 |
Protected against drips（防水滴） |
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2 |
Protected against objects >12.5 mm（防護大于12.5 mm的物體） |
2 |
Protected against drips if the |
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3 |
Protected against objects >2.5 mm（防護大于2.5 mm的物體） |
3 |
Protected against spray-water（防噴水） |
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4 |
Protected against objects >1.0 mm（防護大于1.0 mm的物體） |
4 |
Protected against splash-water（防水濺） |
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5 |
Dust protected（防灰塵） |
4K |
Protected against splash water at increased pressure（防壓力較高的水濺） |
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6 |
Dust-tight（完全防塵） |
5 |
Protected against jet-water（防射水） |
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6 |
Protected against strong jet-water（防較高壓射水） |
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6K |
Protected against strong jet-water at increased pressure（防高壓射水） |
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7 |
Protected against the effects of |
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8 |
Protected against the effects of permanent submersion in water（可長期浸水） |
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9K |
Protected against water during high pressure/steam cleaning（可使用高壓水/水蒸氣進行清潔） |
IP評級結合了固體和液體評級：
P67 - 防塵，防止水中短暫浸入
IP68 - 防水，防止水中持續(xù)浸泡
IP69K - 在高壓/蒸汽清潔（除潛水）時，防塵，防水
“固體物體”包括從大于50mm的物體到灰塵微小斑點之間的所有物質。IP2_等級表示外殼防止兒童的手指或類似物體的伸入；任何小于手指的物體都可能會穿透外殼并造成傷害。IP等級IP6_表示設備防塵。
第二個數(shù)字表示外殼對液體的防護等級，范圍為0到9K。評級為3表示設備可防雨，8級表明設備可長期浸水。IP名稱為_9K表示設備具有最高的等級，表示可承受高壓/蒸汽清潔。值得注意的是，_9K評級并不一定意味著機柜可以長期浸水（IP_8）。
IEC IP 評級的系統(tǒng)應用
對于開過蓋的電子產品，不論是電腦或者汽車保險盒，灰塵都會進入。
低IP等級的設備主要防止諸如手指等突出物體的進入，5-6等級的設備主要防止灰塵入侵。評級為5的設備表明灰塵不會干擾設備的運行，評級為6的設備可以創(chuàng)造無塵環(huán)境。臺式計算機為了平衡成本、散熱和電路保護要求，需要達到5級。靈敏傳感器和電路經(jīng)常需要進行封裝或者使用“pot”型器件，以防止任何固體入侵，同時能達到IP6_標準。
液體可以以多種方式入侵外殼。
重力提供垂直沖擊所需的動力，通常指雨淋和水滴。室外使用的設備的防水標準通?？梢苑乐勾祟惾肭帧Х雷o的插座、安保攝像機、室外燈都是典型的例子。雨水和水滴由于水濺或噴灑可具有動力。比如自然界中的風，或者人類活動中機床噴灑的冷卻劑都具有這種動力。當液體被推入噴射嘴時，會產生噴射流。在日常生活或者工業(yè)環(huán)境中，常常會用到噴射嘴。
液體IP評級可以使用汽車的外殼作為例子加以說明。
外殼可以保護汽車在暴風雨中不進水（IP_3）。如果起風了，或者汽車駛入一個水坑濺起了水（駕駛員最好別開著車窗），這時需要達到IP_4防護。當車主在車道上用水管洗車時，需要達到IP_5防護。去一個洗車店則需要達到IP_6防護等級，才能使車內保持干燥，并且保護汽車的電氣系統(tǒng)不受損壞。
浸入式是入侵防護產品評級和資質的焦點。
個人電子產品中，首先提供此類防護的是腕表，然后是相機，最近能夠達標的設備是手機。在這個領馭中，“防水”通常有諸多解釋方式，但IP67和IP68則能提供更為精準的定義。浸入防護則通常應用于諸如水流中的傳感器，部分時間或全部時間工作于水下的通訊、感知、導航系統(tǒng)中的電子器件。由于它們的工作環(huán)境中有水壓的因素，它們通常需要更為精良的設計，比如加強的密封系統(tǒng)，以最大限度地保證設備的使用壽命。
工業(yè)環(huán)境中經(jīng)常使用高溫、高壓沖洗。
通常，此類操作的目的是消除食品設備或制藥設備上的細菌和污染物。在設備運輸或者日常維護時，通常會涉及到深度清潔。不要忘記前面提到過的使用高溫高壓去清洗引擎零件的暴力鄰居（希望他別再變得更暴力了）。在工業(yè)環(huán)境中（比如食品加工、藥品加工、石油化工、垃圾回收、灌裝、運輸），您常常會見到達到IP69K等級的設備。
來源：貿澤電子
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