挑選電子產品外殼時的十大訣竅

在展開一項新專案時，需要考慮許多要素，包括容納使用者元件的外殼。外殼不僅僅是產品門面，也是與消費者互動的介面，因此使用者期望確保外殼的品質能夠完全滿足應用的需求。

根據外殼製造商 Hammond Manufacturing 的經驗，挑選外殼時需要謹記十個常見卻極為重要的標準。

1.尺寸

理想情況下，應是先挑選合適的外殼，再設計 PCB。這樣可以確保電路板尺寸精準適配，若外殼內有安裝柱，還能確保安裝孔位處於恰當位置。但實際情況有時卻背道而馳，使用者必須為其電路板挑選外殼。

例如需考慮 PCB 尺寸有多大？水平安裝還是垂直安裝？許多塑膠外殼將插槽鑄於外殼側面，以便直接垂直安裝，或將 PCB 安裝凸台鑄於外殼頂部和底部，以便水平安裝。擠型鋁製外殼則通常在側面鑄有全長插槽，用於水平安裝 PCB。此外，還要考慮是否需要在外殼的外表面為指示燈、開關、連接器、纜線入口和類似元件預留空間以及預留多少空間 (如果有)？板上元件或多片水平電路板需要多少高度？

圖 1：Hammond 的 1591T 系列塑膠外殼，設有內部卡導軌。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

圖 2：Hammond 的 1455 系列擠型鋁製外殼，設有 PC 板插槽。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

2.安裝環境

使用者需要考慮產品將用於何處，是室內還是戶外？或是兩者兼具？安裝於戶外時，塑膠外殼可能會面臨 UV 穩定性的問題，聚碳酸酯是首選材料。針對道路和鐵路等移動式應用，需考量是否會有衝擊和振動。是否可能滲水或滲入灰塵 (參見下文第 5 點)？是否可能存在油或化學品等污染物？是否可能存在衝擊損傷問題？是否可能面臨極端高溫或低溫？

ABS 非常適合室內和手持式用途。而聚碳酸酯具有良好的耐溫性、UV 穩定性和抗衝擊能力，因此是戶外和眾多工業應用的理想之選。壓鑄鋁等金屬則具有出色的抗衝擊能力和耐溫性。

圖 3：Hammond 的 1554 系列聚碳酸酯外殼，設有透明蓋子。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

3.材質

小型外殼通常有兩種材質可供選擇，即塑膠材質 (包括 ABS 和聚碳酸酯) 或金屬材質 (包括壓鑄、折疊或擠型鋁材和鋼材)。聚碳酸酯通常適合用於戶外，其不像 ABS 那麼容易因日照而變得易脆或變色。

鋁製外殼雖然具有良好的抗衝擊性和導電性，但塗漆或陽極電鍍塗層不應蓋住配接區域，以保有整個外殼的連續性。有些擠型外殼採用特別設計，例如使用多個散熱片來增加表面積，改善散熱。壓鑄鋁製外罩則堅固耐用、抗腐蝕、導電性強、具有高電磁衰減性且易於加工。對於需要良好的抗衝擊性、電磁相容性或可能面臨高溫、灰塵或水環境的應用環境而言，壓鑄外殼是一個理想的低成本之選。

4.電磁相容性 (EMC)

塑膠外殼有個特定的弱點，即缺乏 EMC 衰減能力。如果內部電子元件發射的 EMI 或 RFI 或這些電子元件對外部磁場的易感性是個隱憂，則缺少屏蔽措施可能就會出問題。對此，可根據專案需求，在塑膠外殼的內表面塗上恰當材質的內部塗層以提供相應的衰減度。塗以不同厚度的材質，將可提供最划算、最符合技術要求的解決方案。

而金屬外殼，只要在頂部、基座和可拆卸面板之間保持電氣連續性，其電磁相容性水平對大多數商業應用來說可能就已足夠。外殼的兩半會利用導電墊片建立電氣連結。

5.環境密封

使用者需要考慮外殼是否將承受環境風險，例如滲水或灰塵？相關的國際標準是 EN 60529，該標準定義了 IPXX 等級，其中第一個 X 定義對固體物體的防護能力，第二個 X 定義對水分的防護能力。

通常情況下，IP54 等級外殼適用於一般用途。若外殼安裝的環境可能存在灰塵和水分，則通常會透過使用墊片來達到 IP66、67 或 68 防護級別。最高等級為 IP69K，可提供高壓下的蒸汽清潔防護。在北美地區，外殼的環境密封能力通常定義為一個美國電氣製造商協會 (NEMA) 的數字。此外，NEMA 等級還規定了 IP 等級未涵蓋的其他產品特性與測試，例如結冰條件下的功能性、纜線連接開孔等。

圖 4：有些外殼專為環境感測等應用設計，因而允許暴露於環境元素下，例如此圖中的 1551SNAP 系列外殼。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

6.五金件

外殼面板和護蓋必須固定至各自的配接部分；塑膠外殼和壓鑄外殼的固定方法主要有兩種。一種是將自攻螺絲直接固定至基座材料中，一種是將機器螺絲與基座中的螺紋式嵌件 (或襯套) 配接。如果設備在使用壽命期間常需開開關關，最好使用機械螺絲，而自攻螺絲適合固定後無需再調整的應用。

圖 5：Hammond 的 1591 系列不帶黃銅嵌件的經濟型塑膠外殼 (左)，和帶有黃銅嵌件的阻燃型塑膠外殼 (右)。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

7.外觀

美觀與否有時因人而異，但使用者對產品的外觀和質感通常會有大致的預期。塑膠外殼有多種不透明和半透明材質可選，顏色豐富，重量輕盈，很多還特別針對薄膜鍵盤和顯示器設計了內凹式蓋子。擠型外殼具有時尚的陽極電鍍塗層，能夠與彩色塑膠邊框等配件配搭，亮眼吸睛。壓鑄鋁製外殼可塗上各種不同的顏色，是吉他踏板等高度客製化產品的不二之選。但有時，使用者要的只是一款耐用、未經特殊加工的壓鑄外殼！

圖 6：Hammond 的 1590 系列塗漆「踏板效果器」壓鑄鋁製外殼。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

8.產品與支援的可獲得性

電子與電氣產業專用的標準外殼，由眾多專業製造商生產，尺寸、樣式及類型多種多樣。模製、擠型或壓鑄外殼也許看起來只是個簡單的盒子，但其實需要豐富的設計經驗才能製造出功能豐富、適用於各種不同應用與環境的外罩。經銷商需要備有大量的標準外殼庫存，而最新的趨勢是，經銷商也漸漸加入製造商行列，為客戶提供技術支援，協助客戶在應用的設計階段挑選最適合的外殼。

9.可供下載的繪圖和輔助資料

任何信譽良好的外殼製造商和經銷商，都會在自家網站上提供完整的技術資訊。可供下載的資源通常包括 PDF 和 CAD 格式的尺寸圖，有助於滿足設計和修改需求，提供技術細節及關鍵產品屬性。

圖 7：所有 Hammond 外殼的尺寸圖均可下載。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

10.客製化

所有外殼在使用前都需要進行一定程度的改造，例如增加連接器所用的孔洞，或印上標籤和標誌等。Hammond 提供內部加工與列印服務，且訂購數量的門檻很低。外殼類型不同，客製化方式也有所不同。例如，我們可以在金屬外殼中安裝隔離柱等壓入式五金件；客製化擠型鋁製外殼的長度；以及以自訂的顏色客製化模製塑膠外殼等。有關改造外殼的更多資訊，請造訪 DigiKey 的客製化外殼頁面。

圖 8：經客製化的 1455 系列擠型鋁製外殼，具有彩色的邊框、開孔及印刷字體。(圖片來源：Hammond Manufacturing)

結論

上述所有訣竅並不一定適用於每一個專案，但是如果設計人員能夠在挑選時進行考慮，將能獲得更全面的視角，不僅能瞭解特定外殼的短期和長期可用性，甚至還能評估下一個專案適用的完美外殼。設計人員仔細考量尺寸和技術要求以及可行性和美觀性後，將能確保每項專案從原型階段到推出階段都能最順暢。