硅胶包 FPC 在智能手环中的硅胶包覆防水设计需围绕 “密封结构强化、材料适配、工艺精准控制” 三大核心，通过多重屏障阻断水渗透路径，同时兼顾柔性穿戴需求，具体方案如下：

一、防水结构设计：多重密封屏障构建

1. 主密封层：硅胶与 FPC 界面无隙结合

全包裹边缘密封：FPC 边缘（含线路区、空白区）采用硅胶全包裹设计，包覆宽度≥0.5mm，厚度≥0.3mm。在 FPC 与硅胶结合处设计 “微锯齿形过渡”（齿高 0.1mm，齿距 0.2mm），增加接触面积与机械咬合力，避免因 FPC 弯曲产生间隙。

焊点 / 连接器全密封：FPC 裸露焊点（如传感器引脚）、连接器接口需被硅胶完全覆盖，覆盖厚度≥0.4mm，且硅胶与焊点表面形成 “包覆 - 填充” 一体结构（无气泡、无空洞），阻断水沿焊点爬渗路径。

2. 辅助密封：硅胶与手环壳体协同防漏

唇边过盈密封：在硅胶包覆层外围设计环形密封唇边（截面呈 “U 型”，高度 0.8mm，宽度 0.5mm），与手环塑胶 / 金属壳体的密封槽形成过盈配合（过盈量 0.1-0.2mm）。装配时唇边被压缩 30%-40%，通过硅胶弹性形变填充壳体微观缝隙，实现一级防水（IP68 级静水压 2m/30min 无渗漏）。

阶梯式防呆密封：壳体与硅胶结合面设计 0.2mm 高的阶梯台，硅胶对应位置形成 “阶梯嵌合” 结构，延长水渗透路径（从直线 1mm 增至折线 3mm），配合唇边密封形成双重屏障。

3. 薄弱区强化：FPC 弯折 / 接口处专项防护

弯折区柔性密封：智能手环腕带与主体连接的 FPC 弯折区（曲率半径≥5mm），采用 “硅胶 + 柔性加强筋” 设计，筋条厚度 0.3mm、宽度 0.4mm，沿弯折方向分布，既增强硅胶抗疲劳性（10 万次弯折无裂纹），又避免弯折时密封层开裂。

出线口密封：若 FPC 需从硅胶包覆区引出（如连接显示屏），出线口设计 “锥形密封套”（入口直径 Φ1.0mm，出口 Φ0.8mm），硅胶与 FPC 紧密贴合，配合灌封胶二次密封，确保出线处无渗水。

二、材料适配：防水性能与兼容性平衡

1. 硅胶材料选型

基础性能要求：选用 40-50 Shore A 的低压缩永久变形 LSR（如信越 KE-1310），硫化后压缩永久变形≤15%（150℃×22h），确保长期使用后唇边弹性不衰减；耐汗性达标（ISO 3768 人工汗液浸泡 500h，重量变化≤1%，无开裂）。

流动性优化：硅胶粘度控制在 3000-5000mPa・s（25℃），确保能填充 FPC 表面微观凹坑（Ra≤0.8μm），形成 “分子级贴合”，避免界面缝隙。

2. FPC 材料兼容性

覆盖膜与焊盘防护：FPC 表面覆盖耐硅氧烷的聚酰亚胺（PI）覆盖膜（厚度 25-50μm），焊盘采用沉金工艺（金厚≥0.8μm），避免硅胶硫化时的小分子腐蚀焊盘或覆盖膜，导致界面剥离。

基材耐温性：FPC 基材选用耐温≥180℃的 PI（如杜邦 Kapton®），适配硅胶硫化温度（120-160℃），避免高温导致基材收缩或线路老化。

三、工艺控制：精准包覆与无缺陷成型

1. FPC 预处理：增强界面附着力

等离子清洁活化：FPC 结合面经 Ar/O₂等离子清洗（功率 300W，时间 20s），去除油污、氧化层及有机残留，表面能从 35mN/m 提升至 50mN/m 以上，确保硅胶浸润性。

局部底涂强化：对 FPC 边缘、焊点等关键密封区，涂覆硅烷偶联剂底涂（如 KH-560，浓度 2%），形成化学桥接层（厚度 1-2nm），使硅胶与 FPC 附着力从 1.2N/cm 提升至≥2.5N/cm，避免水沿界面渗透。

2. 模具定位与注塑参数优化

微米级定位防移位：模具内置 Φ0.3mm 弹性定位销（公差 ±0.01mm），与 FPC 预设的 Φ0.32mm 定位孔过盈配合，配合真空吸附（-0.09MPa）固定 FPC，确保注塑时 X/Y 向位移≤±0.02mm，避免密封唇边错位。

低压梯度注塑：采用 “预填充 - 定型 - 补压” 三段工艺：

预填充：低粘度 LSR（3000mPa・s）以 5-8bar 压力快速填充 FPC 间隙（2s），排除空气；

定型：切换高触变 LSR（触变指数 3.5）以 10-12bar 压力填充型腔（5s），模具温度 140℃，确保硅胶在 FPC 表面快速凝胶；

补压：保压 8bar 维持 5s，消除收缩微缝，硅胶密度≥1.1g/cm³。

3. 排气与气泡控制

微排气槽设计：在 FPC 边缘、密封唇边末端开设 0.02mm 深、0.5mm 宽的排气槽，配合模具分型面抽真空（-0.095MPa），将型腔空气残留率控制在 0.1% 以下，避免气泡形成渗水通道。

四、可靠性验证与优化

1. 防水性能测试

IP68 静态测试：2m 水深浸泡 30min，通过显微镜观察 FPC 界面无渗水，电路绝缘电阻＞1000MΩ（初始值≥5000MΩ）。

动态防水测试：模拟日常使用场景，包括：

10 万次弯折（曲率半径 20mm）后浸水测试无渗漏；

85℃/85% RH 湿热循环 500h，密封唇边弹性保持率＞90%，无开裂。

2. 失效模拟与优化

截面显微分析：通过 SEM 观察硅胶与 FPC 结合面，确保无间隙、气泡，硅胶完全填充 FPC 表面微观沟壑（Ra≤0.8μm）。

压力冲击测试：10bar 水压冲击密封面 30s，无硅胶剥离或变形，验证极端场景可靠性。

典型案例

某智能手环防水方案：

结构：FPC 边缘 0.6mm 全包裹 + 0.8mm 高密封唇边（过盈 0.15mm）+ 焊点 0.5mm 厚硅胶覆盖；

材料：45 Shore A LSR（耐汗配方）+0.15mm 厚 PI 基材 FPC；

工艺：等离子清洁 + 定位销真空固定 + 三段注塑（5bar→10bar→8bar 保压）；

结果：通过 IP68 测试（2m/30min）、10 万次弯折无渗漏，量产防水合格率＞99%。

‌通过 “多重密封结构 + 材料界面强化 + 精准工艺控制”，硅胶包 FPC 的防水设计可实现智能手环在日常穿戴、短时浸水等场景下的可靠防护，同时兼顾柔性穿戴的舒适性与耐久性。

深圳市利勇安硅橡胶制品有限公司—专注液态硅胶制品精密技术研发24年，联系电话：134-2097-4883。