作者：贸泽电子 Bill Schweber
电子产品就像一个暴脾气的邻居：既不能经受潮湿的环境，在其工作范围内也不能有污染物（就像不能忍受小孩儿在花园里胡闹一样）。国际电工委员会（The International Electrotechnical Commission ，简称IEC），制定了一套防护等级制度（Ingress Protection，简称IP），用以定义电子器件的防潮和抗污染等级。本文讨论了电子器件为何需要一个清洁的工作环境，并讨论了污染物是如何进入电子系统的。本文还讨论了IP标准和相关事例。
为何电子器件需要无污染环境
进入电子器件外壳或封装的污染物会造成器件的损坏，他们可能导致器件寿命缩短，也可能导致器件的失灵。损坏的方式是多种多样的，例如，灰尘在插座、接口、电路板的缝隙处过多的积累，则会导致接触不良；灰尘也可能形成绝缘层，导致电路发热；如果灰尘和污垢进入了接触面之间，恶化的电导率会导致开关、继电器和连接器出现一系列的问题；在高压环境下，灰尘和污垢还会导致导线之间、导线与大地之间产生电弧。
潮湿，或者说水、湿气，是电子器件，尤其是精密电子器件的敌人。不论是雷雨还是毛毛细雨，都会使产品暴露在不良的环境中。仅仅用清水清洁电路设备都会导致一系列的问题，更不用说高压水流对设备造成的损坏了，自助洗车就是一个典型的例子，比如在洗车过程中用高压水流清理引擎盖底下的器件，则会导致器件的损害。更严重的是，潮湿的环境中凝结的水也会造成一系列的问题，当设备从低温环境移动到室温环境时，电路上会形成水气。如果此时电路通电，则可能造成短路。
烈性化学物质、表面活性剂或清洁液体（如高压喷雾清洁设备中使用的清洁液体）会对电子设备和电路产生腐蚀性破坏，铜、铝和银等化合物对此更为敏感。腐蚀效应削弱了材料固有的特性，导致电流承载能力下降。小尺寸的电子元件意味着小的导电面积和更低的抗腐蚀能力，因此小尺寸器件更为脆弱。
IEC IP 评级系统概览
不要与互联网中的IP协议混淆，IEC IP标准衡量的是入侵保护等级。随着消费类电子产品的便携化和对耐用性的要求，这个标准逐步变得流行。IP名称（或代码）由两位数字构成，如IP67，IP68和IP69K：
• IP代码的第一位数字表示设备对固体的防护等级。
• 第二位数字表示电子元件和电路中置于液体中保存的良好程度。
• 如表1所示，固体、液体的防护等级随着级别的提高而增加。
表1：在IEC IP等级中，固体和液体保护等级随着等级的提高而增加。
|
1st Digit （第一位数字） |
Description（描述） |
2nd Digit （第二位数字） |
Description（描述） |
|
0 |
Non-protected（无防护） |
0 |
Non-protected（无防护） |
|
1 |
Protected against objects >50 mm（防护大于50mm的物体） |
1 |
Protected against drips（防水滴） |
|
2 |
Protected against objects >12.5 mm（防护大于12.5 mm的物体） |
2 |
Protected against drips if the |
|
3 |
Protected against objects >2.5 mm（防护大于2.5 mm的物体） |
3 |
Protected against spray-water（防喷水） |
|
4 |
Protected against objects >1.0 mm（防护大于1.0 mm的物体） |
4 |
Protected against splash-water（防水溅） |
|
5 |
Dust protected（防灰尘） |
4K |
Protected against splash water at increased pressure（防压力较高的水溅） |
|
6 |
Dust-tight（完全防尘） |
5 |
Protected against jet-water（防射水） |
|
6 |
Protected against strong jet-water（防较高压射水） |
||
|
6K |
Protected against strong jet-water at increased pressure（防高压射水） |
||
|
7 |
Protected against the effects of |
||
|
8 |
Protected against the effects of permanent submersion in water（可长期浸水） |
||
|
9K |
Protected against water during high pressure/steam cleaning（可使用高压水/水蒸气进行清洁） |
IP评级结合了固体和液体评级：
- IP67 - 防尘，防止水中短暂浸入
- IP68 - 防水，防止水中持续浸泡
- IP69K - 在高压/蒸汽清洁（除潜水）时，防尘，防水
“固体物体”包括从大于50mm的物体到灰尘微小斑点之间的所有物质。IP2_等级表示外壳防止儿童的手指或类似物体的伸入；任何小于手指的物体都可能会穿透外壳并造成伤害。IP等级IP6_表示设备防尘。
第二个数字表示外壳对液体的防护等级，范围为0到9K。评级为3表示设备可防雨，8级表明设备可长期浸水。IP名称为_9K表示设备具有最高的等级，表示可承受高压/蒸汽清洁。值得注意的是，_9K评级并不一定意味着机柜可以长期浸水（IP_8）。
IEC IP 评级的系统应用
对于开过盖的电子产品，不论是电脑或者汽车保险盒，灰尘都会进入。低IP等级的设备主要防止诸如手指等突出物体的进入，5-6等级的设备主要防止灰尘入侵。评级为5的设备表明灰尘不会干扰设备的运行，评级为6的设备可以创造无尘环境。台式计算机为了平衡成本、散热和电路保护要求，需要达到5级。灵敏传感器和电路经常需要进行封装或者使用“pot”型器件，以防止任何固体入侵，同时能达到IP6_标准。
液体可以以多种方式入侵外壳。重力提供垂直冲击所需的动力，通常指雨淋和水滴。室外使用的设备的防水标准通常可以防止此类入侵。带防护的插座、安保摄像机、室外灯都是典型的例子。雨水和水滴由于水溅或喷洒可具有动力。比如自然界中的风，或者人类活动中机床喷洒的冷却剂都具有这种动力。当液体被推入喷射嘴时，会产生喷射流。在日常生活或者工业环境中，常常会用到喷射嘴。
液体IP评级可以使用汽车的外壳作为例子加以说明。外壳可以保护汽车在暴风雨中不进水（IP_3）。如果起风了，或者汽车驶入一个水坑溅起了水（驾驶员最好别开着车窗），这时需要达到IP_4防护。当车主在车道上用水管洗车时，需要达到IP_5防护。去一个洗车店则需要达到IP_6防护等级，才能使车内保持干燥，并且保护汽车的电气系统不受损坏。
浸入式是入侵防护产品评级和资质的焦点。个人电子产品中，首先提供此类防护的是腕表，然后是相机，最近能够达标的设备是手机。在这个领驭中，“防水”通常有诸多解释方式，但IP67和IP68则能提供更为精准的定义。浸入防护则通常应用于诸如水流中的传感器，部分时间或全部时间工作于水下的通讯、感知、导航系统中的电子器件。由于它们的工作环境中有水压的因素，它们通常需要更为精良的设计，比如加强的密封系统，以最大限度地保证设备的使用寿命。
工业环境中经常使用高温、高压冲洗。通常，此类操作的目的是消除食品设备或制药设备上的细菌和污染物。在设备运输或者日常维护时，通常会涉及到深度清洁。不要忘记前面提到过的使用高温高压去清洗引擎零件的暴力邻居（希望他别再变得更暴力了）。在工业环境中（比如食品加工、药品加工、石油化工、垃圾回收、灌装、运输），您常常会见到达到IP69K等级的设备。
贸泽电子：提供专业防护
贸泽电子提供全系列产品，可抵御恶劣环境。坚固且密封的外壳可保护电子电路不受液体，颗粒物和干涉的影响。产品数据中标明了IP等级（代码IEC 60529）以及国家电气制造商协会（NEMA）等级。
需要查找适用于恶劣环境的产品，可以使用关键词搜索（或输入零件号）来搜索整个目录。您也可以浏览所有类别和厂商。如果您是注册用户，可以使用笔记功能来汇总和整理查询信息。
贸泽电子提供详尽的恶劣环境参考文档，可帮助您寻找适合的防水或防尘器件。在这里，您可以找到几千个电气外壳，盒子，箱子，机架和橱柜，它们都列出了相应的IP值。
IP代码的功能提供有关设备防尘，抗污和防水的能力的标准化信息。希望这个功能可以准确地告诉您，您孩子的iPhone手机是否能经得住来自暴脾气邻居的水管的冲洗。
原文链接：
https://www.mouser.com/applications/ingress-protection-matters/
该发布文章为独家原创文章，转载请注明来源。对于未经许可的复制和不符合要求的转载我们将保留依法追究法律责任的权利。
