電子機器における防水設計の基礎と設計手法 (中級編)

スマートフォンを中心とした電子機器への防水機能の付与は、一般的に広まっています。この取り組みにより、電子基板の保護や故障率の低下などが実現され、製品の品質と信頼性が向上しています。防水規格と試験は製品ごとに異なりますが、防水構造の基本を習得することで、それぞれの防水規格に適した設計が可能になります。 　現在、IoT/ICT機器が身の回りで増加しています。スマートフォンも技術が成熟し、防水技術に挑戦してきた結果、全機種が防水対応となりました。今後はあらゆる電子機器が防水構造を備えることが予想されます。そのために、皆様の部署においては、確固たる防水設計の知識を築いていくことが重要です。中級編では、各設計の詳細を掘り下げて解説していきます。

1. 電子機器と防水規格
   1. 電子機器と防水性
   2. 防水規格 (防塵規格)
   3. 防水規格別の製品群
   4. 防水規格別の試験設備
   5. 防水規格を得るには
   6. 防水規格の落とし穴と対処法
2. 電子機器の防水構造設計の検討方法
   1. 防水構造を考慮した筐体設計
   2. キャップ・カバー設計
   3. 防水膜・音響部
   4. スイッチ
   5. 防水モジュール
      • USB
      • スピーカーなど
3. 止水部品の設計
   1. ガスケット、パッキン
      • 一体型
      • ゲル使用
   2. Oリング (参照値と実使用)
   3. 防水両面テープ・接着剤
   4. 防水ねじ
4. 防水筐体の放熱設計
   1. なぜ放熱を考えるのか (密閉筐体による放熱特性の低下など)
   2. 熱の3形態と熱伝導
   3. 低温火傷を回避するコツ
   4. 放熱材料の種類と選択方法
   5. 費用対効果を考慮した放熱設計
5. 防水計算とCAEを用いた防水設計
   1. ガスケット・パッキン止水と隙間の確認
   2. 両面テープ 濡れ性
   3. スイッチの押し感 (クリアランス⇔干渉)
   4. 放熱シミュレーション
6. エアリーク試験の設定と対策方法
   1. エアリークテストの原理と測定方式 (JIS Z 2330:2012)
   2. エアリークテストの方法と閾値設定の考え方
   3. エアリークの原因解明と対策実施例
   4. エアリーク試験機の種類と代表的な機器
7. 防水設計の不具合例と対策手法
   1. ガスケット設計と外観不具合
   2. 防水テープクリープ現象
   3. 防水膜のビビリ音
   4. 防水キャップ/カバーの操作感度
8. 技術紹介・まとめ
   1. TOM:基板防水
   2. 撥水:簡易防水
   3. 設計支援
      • 一気通貫開発
      • フロントローディングプロセスの提案