整个2018年,国内手机厂商在设计上有了很大的突破,也不再是盲目的跟风和模仿,在先进技术和创新设计上,甚至领先于国外的厂商。厂商的旗舰机也有着更高的标准,同时为了应对出海过程中海外消费者的使用习惯,以前国产厂商基本上都抛弃的部分,目前都开始采用了,代表型机型就是华为Mate 20 Pro的IP68级别防尘防水。

考虑到目前全球手机厂商的出货量排行,所以我们日常大部分人所使用的具备IP68级别防尘防水功能的手机都是三星的。而防尘防水可以说是三星手机的标配了,三星s系列和Note系列的防尘防水等级达到ip68(6为防尘等级,8为防水等级) ,可以最大程度上避免我们日常生活中因为不小心导致的手机意外。

绝大部分人对于手机的防尘防水设计都一知半解,这里我们拿三星S系列最新的机型S9来探究它的原理。

S9机身并不是全封闭的,包括我们可见的充电孔、3.5mm耳机孔、听筒、扬声器、降噪麦克风、sim卡槽等6个可见孔位,还有电源键,音量键,bixby键也是存在缝隙并与内部元器件相连的。如此多的孔位,怎么能做到最高标准的防水等级勾起了所有人的好奇心。

下面我们从按键、听筒、扬声器、耳机孔、充电孔和sim卡槽6个方面探究以S9为代表的大部分安卓手机的防水机制。

首先来看SIM卡槽防水,这在整部手机防水设计中算是最筒单的一部分,只需要在SIM卡槽上垫上一圈防水硅胶垫即可。(如下图所示)

除了SIM卡槽的防水设计可以通过从外部添加防水垫解决外,其它的防水设计都需要从手机内部结构出发,我这里找到了ifixit的的拆解图。

对比上下两张图片,没有涂色的部位为手机内部,防水即阻止水进入手机内部,但是红色部分水是可以进入的。

按键防水思路

按键处的结构设计

大致原理图

一般的按键是直接挤压锅仔片,三星的防水思路则是在这之中加一层防水橡胶膜。

防水橡胶膜

听筒和扬声器防水思路

由于听筒和扬声器本质上属于同一种零部件,所以我们这里以扬声器为例。

在扬声器腔体和扬声器外部开孔之间存在如上图的结构。该结构由一层滤网以及周围的一圈防水硅胶组成。滤网的作用是让空气,声音可以从内部传出,而外部的水进不到里面。

我们可以这样理解,自然界中的水都以水分子团形式存在,只要滤网的孔径小于水分子团就好了。我们可以做一个很简单的实验。在听筒出观察可以看出一层滤网,你可以尝试滴一滴水在上面,可以发现水是进不去的。

但是万一水压过大,水还是可以透过滤网,因此橡胶圈的存在可以防止水进入手机内部。所以就算进水,也只是进入扬声器腔体,这部分水完全可以自然挥发。另外也可以让声音只透过滤网向外传播。

充电孔防水设计

充电孔本身存在天然的优势,和手机内部并不联通。因此充电孔并不存在特殊的设计结构,要解决了的一点是如何让进入到充电孔的水更好地排出去,防止内部金属触点腐蚀。三星的做法是采用一种特殊涂料gore Tex,这种涂层可以降低水的附着能力。

最后一点,三星在保留3·5mm的同时做到ip68的防水。这也是防尘防水中设计最难的一点了,包括国产手机华为Mate 20系列也是直接取消了3.5mm耳机孔。但并不是说保留耳机孔做不到防水的。

耳机孔和充电孔也都是死胡同的结构。

但耳机孔孔径小,且深。因此需要在耳机孔里面涂上疏水涂层。

这里一圈橡胶圈防止水从缝隙进入

以上就是以三星为代表的大部分安卓手机的IP68防尘防水的设计思路。虽然目前国产手机当中具备IP68标准的少之又少,抛开国产三防手机,可能只有一部华为Mate 20。但随着国产手机厂商向海外扩展的深入,未来我们国产高端手机可能都会搭载采用这项标准。也许只有实现了这一点,才能真的被称为旗舰手机。

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