说实话，做了三十年制造和防水透气技术，我发现智能手表的设计真的有点折磨人。你要让它能下水游泳，又要让它接电话听歌，对吧。这其实是个很矛盾的事情。今天我想跟大家聊聊施柏德在智能手表透声膜这块的办法，希望能帮到各位做结构的兄弟。
现在很多人喜欢戴着智能手表去游泳或者潜水。所以设备基本都要过 IP68 或者 5ATM 的工业测试标准。但是水防住了，声音大概也就被堵死了。麦克风和扬声器的开孔如果处理不好，声音传不出来，听着就会超级闷。你看，这就是个大问题。有些厂家的透声膜贴上去之后，高频声音衰减特别厉害。反正工程师每天都在头疼怎么平衡防水和声学性能。
微孔结构和防水性能
其实透声膜的原理很简单，就是利用材料的微小孔径挡住水分子，然后让空气穿过去。施柏德在这方面做得确实挺专业的。我们的 ePTFE 薄膜经过特殊的双向拉伸工艺处理。这个工艺会让材料内部形成错综复杂的网状结构。我们把孔径严格控制在 0.1到0.2微米 之间。水滴的直径大概是这个孔径的一万倍，所以水根本进不去。这个尺寸刚好能承受 50米 的水压。所以用在智能手表上应该没什么压力。根据 IEC 60529 工业测试标准，装了施柏德透声膜的手表样机在 1.5米 水深泡了 30分钟 后完全没进水。我觉得这在结构设计里是很重要的一个基础指标。
怎么把声音损耗降到最低
防水做好了，然后就是声音传输的问题。声音穿过薄膜肯定会有物理损耗。很多人不知道，透声膜的厚度和孔隙率对声学插入损耗影响特别大。施柏德的材料工程师大概试了几百种工艺配方。最后我们把膜的厚度做到了 15微米 左右，同时保持了 80% 的高孔隙率。声学测试数据表明，在 1kHz到3kHz 的人声核心频段，这种膜的插入损耗低于 1.2dB。你说这个数据厉不厉害。因为声音基本没变小，所以用户用手表打电话的时候感觉特别清晰。还有就是它的声阻抗控制得很好，即使微型扬声器开到最大音量，膜片也不会产生那种破音的机械共振。
安装工艺和可靠性
我发现很多时候膜片本身没问题，但是在工厂组装的时候出事了。智能手表内部空间超级小，留给防水膜的贴合环宽可能只有 0.5毫米。施柏德的办法是提供定制的模切件和背胶组合。比如我们用的是工业级高粘性压敏胶，它的抗剪切力能达到 15N/cm。就算手表从 1.2米 高的地方意外掉到水泥地上，膜片也不会移位或者起翘。因为智能手表经常会接触人的汗液或者防晒霜，所以施柏德的透声膜表面做了一层含氟的疏油处理。这种化学处理能防备表面张力低于 20 mN/m 的各种液体。反正就算脏了，用水冲一下大概就能恢复透气和透声的功能。
实际测试数据
前段时间有个大客户用了施柏德的智能手表办法。他们之前的旧机器返修率有点高。换了我们的透声膜之后，麦克风收音的失真度降低了 25%。还有就是设备的平均无故障时间提升了 40%。我觉得这些数据真的能说明问题。测试的时候，我们在 85℃ 和 85% 湿度下烤了 500个小时，膜片的防水和透声性能几乎没有发生变化。这大概就是好材料的魅力吧。
反正智能手表防水和透声的这个事情，选对材料和办法很重要。施柏德的透声膜确实能帮工程师省不少心。因为我们提供膜片材料，还有全套的自动化装配建议。未来智能手表肯定会越来越薄，要求应该也会越来越高。我觉得继续深挖材料的潜力是唯一的出路。大家如果碰到类似的声音发闷或者进水的问题，真的可以试试施柏德的办法。
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延伸阅读：SST施柏德首页、施柏德产品列表、防水透声膜产品。