TWS耳机整体防护方案浅析

时间：

伊彬

2020-11-23

近年来，智能穿戴产品取得了突飞猛进的发展，功能逐渐完善，亮点日益增多，越来越受到广大消费者的青睐。尤其是以苹果Airpods 为代表的TWS真无线蓝牙耳机的出现，由于摆脱了线材的束缚，使蓝牙耳机的使用更加方便，应用场景也更加丰富，常常会贴身伴随着使用者出现在各种场所，包括日常起居、厨房卫浴、体育健身、户外活动、旅游休闲等等。而问题也随之产生，使用环境的多样化和复杂化，对这类产品的自我防护功能提出了严峻的挑战。因为长时间和皮肤“亲密”接触，尽管TWS耳机都会在结构工艺上进行一些防水设计，但精密而紧凑的外形限制了密封胶/圈的尺寸和效能，平时汗液的腐蚀、外壳磕磕碰碰和温度变化引起的热胀冷缩，都会在一定程度上导致密封结构失效，造成TWS耳机主板故障率较高。

对此，各个TWS耳机品牌厂商都尝试在外观结构上进一步优化设计，以降低产品的售后返修率、提升客户满意度。而在出厂检验环节，也加强了可靠性测试，例如把TWS耳机整机浸泡在汗液当中，以期把控产品应对液体侵蚀的能力。但这种测试往往不能完全模拟产品在日常使用中的真实情况，就算通过了这个测试，产品投放市场后仍然有很高的返修率。原因有三：

一、TWS耳机机壳经常会出现碰撞、挤压、拉扯等情况，经过时间的累积作用，会造成密封失效。而这种失效，往往是肉眼所不可见的，也是无法通过质检规避的。

二、TWS耳机在实际使用过程中是多种环境因素在同一时间共同作用的，而浸泡测试只是单一环境因素的测试，前者比后者的环境要严苛得多。就算用一个产品做多种可靠性测试（盐雾、高温高湿、冲击、振动）也不能等效于实际使用环境。必须进行各种可靠性单项的两两甚至三三的组合测试，才能满足实际使用要求。

三、浸泡测试使用的人工汗液为液态形式。溶液表面张力较强，分子链较长且分子间相互作用力较大。相对来说，渗入TWS耳机机壳的难度较大。而实际使用场景中，出汗中或出汗后，很大一部分或全部汗液以蒸汽形式分布于产品周围，形成气液混合态或气态。气态的水分子间相互作用力很小，都以单分子的状态存在。单个水分子的直径很小，普通的结构防护很难完全避免水分子的侵入。日子久了，TWS耳机的主板就会出现腐蚀失效的现象。

从上面的分析中，我们可以认识到，单纯通过结构工艺的手段是无法完全避免TWS耳机主板被侵蚀的，必须增加对TWS耳机PCBA单独防护的专项解决方案，才能给产品的品质进行双保险。

针对这个问题，天津日津纳米溶液解决方案恰恰能够为PCBA提供全方位的防护，其应用原理是以纳米溶液的形式在PCBA表面覆盖一层复合高分子保护层，待保护层固化后就是一层干燥的薄膜，能隔绝PCBA与外界液体、气体的接触，从而达到防水、绝缘、防氧化、耐腐蚀的效果。同时，针对智能电子产品小型化、高精密、元器件紧凑等特点，该纳米防护溶液及其固化后形成的薄膜，还具有膜层薄(微米级)、固化快、散热性好、耐高低温、加工处理简便等特性。其对PCBA的防护能力处于业内领先水平，保证PCBA通电情况下在汗液中正常工作48小时。同时，能让PCBA经受住多轮不同单项可靠性要求的组合测试。