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如何为智能手机提供持续保护
1 引言
智能手机正在飞快地发展成为最普遍的电子消费品。最近的研究表明，半数以上（%）的美国手机用户拥有智能手机，而且预计这一比例还将持续增长[1]。与此同时，在全球手机业务中，智能手机所占比例已超过82%[2]。
如今的智能手机是一种越发复杂的无线设备，并且具备不断扩展的功能。它不仅可以用来打电话、发短信，还可以用来发邮件、即时通讯、上网、拍照、导航、看电影甚至是看电视。由于运行条件更加多样化，其使用寿命也在逐步延长，智能手机正在成为越来越多的人的最佳通讯工具。
要保证这样的产品能够长久为消费者和社会带来便利，最迫切需要解决的问题是：如何使智能手机不断更新的最新功能（包括高质量的音效）不管在哪里、不管如何使用都能够有可靠的保证？这种要求增加了对手机持久保护的需求。从设计的角度来看，设备空间内的每一毫米都显得异常珍贵。
2 智能手机面临的风险
智能手机面临着不断增加的因接触液体、颗粒物、温度、压力和腐蚀而受到损害的危险，因此对手机上相关装置的要求也随之提高。
事实上，在所有售出的智能手机中，有3%的手机在12个月内就会因接触液体而受到损坏[3]。智能手机的声音端口——麦克风、接收器和扬声器，如果没有受到恰当的保护，音质将会受损，最终设备会失效。图1展示了智能手机容易受到颗粒物、液体以及压力和温度上的突变影响的脆弱部分。

图1 智能手机的脆弱部分
3 智能手机的部件故障
通过对智能手机部件故障持续不断的测试，戈尔公司发现：水、温度、压力和腐蚀是造成智能手机损害的四大常见因素。手机的触感屏幕、高分辨率照相机、多声传感器以及外壳垫片和柔性接头等机电原件，都大大增加了对智能手机长期可靠性的挑战。常见的部件故障原因有：
（1）由环境条件造成的故障
1）水和颗粒物通过端口和连接器进入部件
2）灰尘、污垢和金属颗粒
3）静电放电
（2）由温度或高度变化造成的压差而导致的运行故障
1）键盘和屏幕膨胀
2）传感器的永久性偏差
（3）机械故障
1）由意外跌落造成的撞击
2）重复循环导致的疲劳
（4）其他

1）液体和颗粒的进入
2）风干扰
3）椎体上松散的金属颗粒
4）声学设计
4 为智能手机提供持续的保护
智能手机会受到雨水的影响，这是经常发生的意外之一。即使防水的传感器可以防止水进入设备的敏感部分，但水和颗粒物仍然会附着在传感器表面和周围。如果将网状保护材料覆盖于传感器之上，壳体内的电子原件仍会遭受到污染物的侵害。如果用无孔材料覆盖在传感器之上，传感器隔膜上会产生压力。
这种压力的聚集会减弱传感器再次精确产生声波的振动能力。压差主要由以下两种环境变化引起：剧烈的温度变化，例如把手机从温暖的汽车内拿到寒冷的室外；气压的改变，例如在飞机起飞或者降落期间。压力在声音腔体内聚集，在传感器的柔性表面产生