手机结构设计办法

1、94/94目录手机的一般结构手机可靠性测试标准手机结构测试标准手机结构设计流程手机结构设计手机结构设计时期性检查要求附录附录一 常用结构英文解释附录二 常用塑料缩写代码手机的一般结构目前市面上的手机五花八门，每年新上市的手机达上千款，造型各异，功能各有千秋。但从结构类型上来看，要紧有如下五种：直板式 Candybar折叠式 Clamshell滑盖式 Slide折叠旋转式 Clamshell & Rotary直板旋转式 Candybar & Rotary本设计手册的介绍将侧重于前四种比较常见的类型。一般手机结构要紧会包含几个功能模块:外壳组件(Housing)，电路板(PCBA)，显示屏(LCD

2、)，天线(Antenna)，键盘(keypad)，电池(Battery)。但随着手机的具体功能和造型不同，这些模块又会有所不同，下面以几种常见手机为例来简单介绍一下手机上的结构部件。图1-1是一款直板式手机的结构爆炸图。图1-1关于直板型手机，要紧结构部件有：显示屏镜片LCD LENS前壳Front housing显示屏支撑架LCD Frame键盘和侧键Keypad/Side key按键弹性片Metal dome(键盘支架Keypad frame)后壳Rear housing电池Battery package电池盖Battery cover螺丝/螺帽screw/nut电池盖按钮Button缓冲

3、垫Gasket/Foam双面胶Double Adhesive Tape/sticker以及所有对外插头的橡胶堵头Rubber cover等假如有照相机，还会有照相机镜片Camera lens和闪光灯Flash LED镜片有时依照外观的要求，还会有装饰件Decoration关于不换外壳的直板机，通常是用4到6颗M1.6-M2.0的螺丝将前后壳固定，辅助以侧边和顶部4到6对卡勾Snap来增强壳体之间的连接和美工缝的均匀。壳体内部的螺丝柱会穿过PCB上对应的孔，并辅以加强筋Rib将PCBA定位和固定。显示屏支撑架是用于将显示屏LCD以及声学元器件Speaker，Receiver，照相机camera

4、sensor等器件定位在PCB上并起增强强度的作用，有时侯还用于将LCD下面的PCB上电子元器件和LCD隔开，幸免冲击损坏这些电子元器件。那个支撑架能够通过卡扣固定在PCB板上。显示屏镜片用于爱护显示屏并能透过它看见显示屏上的内容，常用双面胶固定在前壳上。键盘支承在PCB板或键盘支撑架上，内部周边用壳体内部的结构定位住，仅保持厚度方向的自由度，在厚度方向上的运动和回位导致的键盘电路接通和断开是靠按键弹性片Dome来实现的。电池是将电池芯及爱护电路和接触弹片封装在壳体里，能够通过卡扣的方式固定在手机后壳的电池仓内。电池盖用于爱护电池不外露和后壳壳体的完整性，通过滑入后壳壁的突出结构protrus

5、ion和侧边的卡扣hook固定在后壳上。图1-2是一款折叠式手机的结构爆炸图。图1-2关于折叠型手机，我们能够认为它是由两个直板机构成的，一个构成翻盖部分，另一个构成主机部分。折叠型手机通过将显示屏放到翻盖部分，幸免了与键盘并排布置，能够减小手机的长度。两部分之间的结构连接通过旋转转轴Hinge来实现，翻盖部分和主机部分的电路连接通过柔性线路板FPC来实现。FPC穿过轴部位壳体的轴孔通道从主机PCB连接到翻盖部分的PCB上，翻盖的开合角度一般在160度左右，手机的开合状态的电路操纵通过霍耳开关和磁铁的配合使用来实现。同时，配合折叠手机的变型，还有旋转轴Rotary hinge。目前转轴能够分为

6、两种：Click hinge和Free stop，区不及特点会在转轴部分再加以介绍。图1-3是一款滑盖式手机的结构爆炸图。关于滑盖型手机，同样我们能够把它看作是由两个直板机构成的，两部分通过滑轨Slider连接。滑轨能够有两种方式的滑轨，一种是在滑盖部分和主机部分的两个壳体上分不做出滑轨和滑道，两个壳体通过轨道相互配合，壳体之间加上预压的弹簧片以增强滑动的手感。这种滑轨方式关于壳体模具的制造需要增加滑块，且对轨道的制造精度要求较高，然而能够将手机设计得较薄。另一种滑轨的方式是采纳标准的滑轨模块，将滑轨和滑道分不固定在滑盖部分和主机部分的两个壳体上。两部分之间的运动和固定完全依靠滑轨模块来完成。

7、优点是对壳体的制造没有要求，缺点是手机的厚度会增加大约2.7mm左右。滑轨模块有全手动和助力半自动两种，助力半自动又有磁铁式，塑料轨道式和锌合金式，具体区不会在滑轨部分再加以介绍。图1-3除了上述一些结构的部件，还有一些机电的元器件也属于结构设计要考虑的，图1-4是常见折叠式手机的机电元器件示意图。图1-4这些机电元器件要紧有：照相机camera sensor，喇叭speaker，振动器vibrator，受话器receiver，显示屏LCD，买克风microphone，背光灯LED，天线antenna，霍耳开关Hall IC，磁铁Magnet，屏蔽罩shielding case，侧按键side

8、 switch，射频连接器RF connector，SIM卡连接器SIMcard holder，系统连接器I/O connector，电池连接器battery connector，以及板与板(PCB或者FPCB)连接器B-B connector，柔性电路板FPC低/零插拔力连接器ZIF/LIF connector等。依照功能的要求，有时还会有触摸屏Touch panel，闪光灯Flash LED，耳机插座Audio Jack，存储卡插座SD/MMC card holder，USB插座等。关于上述各种结构部件及机电元器件的设计和选择，差不多上有经验可循的，只要多研究不人的设计，多学习新的工艺和结

9、构，遇到问题从多角度去分析并找到解决问题的正确方法，就一定能积存丰富的经验，使得在以后的设计过程中能得心应手。手机可靠性测试标准了解了手机的一般结构之后，在开始结构设计之前，需要清晰地明白一部手机要达到上市的要求需要通过哪些测试，达到什么样的标准。手机可靠性测试（PRT）的目的是在特定的可同意的环境下不断的催化产品的寿命和疲劳度，能够在早期预测和评估产品的质量和可靠性。手机结构设计工程师必须通晓可靠性测试的所有标准，在设计时期就必须采取正确的设计和选择合适的材料来幸免后续产品的质量和可靠性问题。手机的入网认证必须通过国家的可靠性测试，而且越来越严格，要求也越来越高，这就对我们的设计提出了更高的

10、要求。可靠性测试包括六个部分:加速寿命测试，气候适应测试，结构耐久测试，表面装饰测试，专门条件测试，及其他条件测试。2.1. 加速寿命测试ALT （Accelerated Life Test）样机标准数量： PR1：10台 PR2：12台 PR3：12台 PIR：12台试验周期： 10-12天振动测试振动测试 1hr/axis高温高湿 测试60 C /95%RH/60hrs 室温下参数测试 (2025 C)冷热冲击测试-30 C /70 C /90min/27cycles 1st 跌落测试6/8 faces / 1.5m 2nd 跌落测试6/8 faces / 1.5m静电ESD测试 4Kv

11、contact/ 8Kv Air室温下参数测试 (2025 C) 2.1.1 室温下参数测试 （Parametric Test）2.1.2 温度冲击测试（Thermal Shock） 测试环境：低温箱：-30 C ；高温箱：+70 C试验方法：手机带电池，设置成关机状态先放置于高温箱内持续45分钟后，在15秒内迅速移入低温箱并持续45分钟后，再15秒内迅速回到高温箱。此为一个循环，共循环27次。实验结束后将样机从温度冲击箱（高温箱）中取出，恢复2小时后进行外观、机械和电性能检查。关于翻盖手机，应将一半样品打开翻盖；关于滑盖手机，应将一半样品滑开到上限位置。试验标准：手机表面喷涂无异变，结构无异

12、常，功能正常，可正常拨打电话。 2.1.3 跌落试验（Drop Test）测试条件：1.5m高度，20mm厚大理石地板。（关于触摸屏手机,跌落高度为1.3m）试验方法：将手机处于开机状态进行跌落。关于直握手机，进行6个面的自由跌落实验，每个面的跌落次数为1次，每个面跌落之后进行外观、结构和功能检查。关于翻盖手机，进行8个面的自由跌落实验；其中一半样品合上翻盖按直握手机的方法进行跌落，另一半样品在跌正面和背面时须打开翻盖。跌落结束后对外观、结构和功能进行检查。试验标准：手机外观，结构和功能符合要求。 2.1.4 振动试验（Vibration Test）测试条件：振幅：0.38mm/振频：1030

13、Hz；振幅：0.19mm/振频：3055Hz；测试目的：测试样机抗振性能试验方法：将手机开机放入振动箱内固定夹紧。启动振动台按X、Y、Z三个轴向分不振动1个小时，每个轴振完之后取出进行外观、结构和功能检查。三个轴向振动试验结束后，对样机进行参数测试。试验标准：振动后手机内存和设置没有丢失现象，手机外观，结构和功能符合要求，参数测试正常，晃动无异响。 2.1.5 湿热试验（Humidity Test）测试环境：60 C，95%RH测试目的：测试样机耐高温高湿性能试验方法：将手机处于关机状态，放入温湿度实验箱内的架子上，持续60个小时之后取出，常温恢复2小时，然后进行外观、结构和功能检查。关于翻盖

14、手机，应将一半样品合上翻盖，一半样品打开翻盖；关于滑盖手机，应将一半样品滑开到上限位置。试验标准：手机外观，结构和功能符合要求。 2.1.6 静电测试（ESD） 测试条件：+/-4kV+/-8kV，开机并处于充电状态，+/-4kV接触和+/-8kV空气放电各10次。具体测试方法详见公司测试标准细则。测试目的：测试样机抗静电干扰性能 试验标准：在+/-4Kv 和 +/-8Kv时出现任何问题都要被计为故障。 2.2.气候适应性测试 （Climatic Stress Test） 样品标准数量：一般气候性测试 5 台； 恶劣气候性测试 3 台。共8台。测试周期：7 天。测试目的： 模拟实际工作环境对产

15、品进行性能测试。一般气候性测试 恶劣气候性测试 高温高湿高温高湿参数测试 +45 C /95%RH/48hrs 常温参数测试 2025 C高温功能测试-40 C /24 hrs 高温功能测试 +70 C /24 hrs 高温参数测试+55C/2hrs 低温参数测试 -25 C /2hrs灰尘测试灰尘测试 35C / 3 hrs 盐雾测试 35C /5%/48hrs A： 一般气候性测试： 2.2.1.高温/低温参数测试（Parametric Test）测试环境：-25 C /+55C；持续2小时；手机电池充满电，手机处于开机状态。测试目的：高温/低温应用性性能测试试验方法：关于翻盖手机，应将一

16、半样品合上翻盖，一半样品打开翻盖；关于滑盖手机，应将一半样品滑开到上限位置。试验标准：手机电性能参数指标满足要求，功能正常，外壳无变形。2.2.2.高温高湿参数测试（Parametric Test）测试环境：+45 C，95%RH；持续48小时；手机电池充满电，手机处于开机状态。测试目的：高温高湿应用性性能测试试验标准：手机电性能指标满足要求，功能正常，外壳无变形。 2.2.3.高温/低温功能测试（Functional Test）测试环境：-40 C /+70C，2小时，恢复至常温，然后进行结构，功能和电性能检查。测试目的：高温/低温应用性功能测试B：恶劣气候性测试 2.2.4.灰尘测试（Du

17、st Test）测试环境：室温，灰尘大小300目，持续3个小时。详细测试方法见公司测试标准细则。测试目的：测试样机结构密闭性试验标准：手机各项功能正常，所有活动元器件运转自如，显示区域没有明显灰尘。2.2.5.盐雾测试（Salt fog Test）测试环境：35C; 5%的氯化钠溶液；关机；合上翻盖；样机用绳子悬挂起来；48小时。测试目的：测试样机抗盐雾腐蚀能力试验标准：常温干燥后，手机各项功能正常，外壳表面及装饰件无明显腐蚀等异常现象。 2.3.结构耐久测试 （Mechanical Endurance Test） 样品标准数量：11 台。 HYPERLINK l _CONTENT 测试周期：

18、7 天。测试目的：各结构件寿命测试。结构耐久性测试结构耐久性测试充电插拔3,000次 充电插拔3,000次 cycles重复跌落 20,000 次翻盖/滑盖 50,000 次侧键测试 100,000次按键测试 100,000 次cycles笔插拔 20,000笔插拔 20,000次SIM卡插拔 1,000次耳机插拔 3,000 次电池/盖 2,000 次线摆动 3,000次线拉拽 100次线弯曲线摆动 3,000次线拉拽 100次线弯曲 3,000次触摸屏划线测试触摸屏点击测试触摸屏划线测试触摸屏点击测试2.3.1.按键测试（Keypad Test）测试环境：室温（2025 C）；2台手机；手

19、机设置成关机状态。测试方法：导航键及其他任意键进行10万次按压按键测试。试验标准：手机按键弹性及功能正常。2.3.2.侧键测试（Side Key Test）测试环境：室温（2025 C）；1台手机；手机设置成关机状态；10万次按压。试验标准：手机按键弹性及功能正常。2.3.3.翻盖测试（Flip Life Test）测试环境：室温（2025 C）；4台手机；手机设置成开机状态；6万次开合翻盖测试。试验标准：6万次后，手机外观，结构，及功能正常。2.3.4.滑盖测试（Slide Life Test）测试环境：室温（2025 C）；4台手机；手机设置成开机状态；6万次滑盖测试。试验标准：6万次后，

20、手机外观，结构，及功能正常,滑盖不能有松动。2.3.5. 重复跌落测试（Micro-Drop Test）测试环境：室温（2025 C）；7cm高度 ,20mmPVC板；2台手机；开机状态；4万次。测试标准：手机各项功能正常，外壳无变形、破裂、掉漆，显示屏无破裂，晃动无异响。2.3.6. 充电器插拔测试（Charger Test）测试环境：室温（2025 C）；2台手机。试验方法：将充电器接上电源，连接手机充电接口，等待手机至充电界面显示正常后，拔除充电插头。在开机不插卡状态下插拔充电3000次。检验标准：I/O接口无损坏，焊盘无脱落，充电功能正常。无异常手感。2.3.7.笔插拔测试（Stylu

21、s Test）测试环境：室温（2025 C）；2台手机；开机状态；2万次。 检验标准：手机笔输入功能正常，插入拔出结构功能、外壳及笔均正常。2.3.8.触摸屏点击试验 (Point Activation Life Test)试验条件：触摸屏测试仪（接触垫尖端半径为3.75mm；硬度为40deg的硅树脂橡胶）试验方法：2台手机；将手机设置为开机状态，点击同一位置250,000次，点击力度为250g；点击速度：2次/秒；检验标准：不应出现电性能不良现象；表面不应有损伤2.3.9.触摸屏划线试验 (Lineation Life Test) 试验条件：触摸屏测试仪，直径为0.8mm的塑料手写笔或随机附

22、带的手写笔试验方法：2台手机；将手机设置为关机状态，在同一位置划线至少100,000次，力度为250g，滑行速度：60mm/秒检验标准：不应出现电性能不良现象；表面不应有损伤2.3.10.电池/电池盖拆装测试（Battery/Battery Cover Test）测试环境：室温（2025C）；2台手机；将电池/电池盖反复拆装2000次。检验标准：手机及电池卡扣功能正常无变形，电池触片、电池连接器应无下陷、变形及磨损的现象，外观无异常。2.3.11. SIM Card 拆装测试（SIM Card Test）测试环境：室温（2025C）；2台手机；SIM卡插上取下反复1000次。 检验标准：SIM

23、卡触片、SIM卡推扭开关正常，手机读卡功能使用正常。2.3.12. 耳机插拔测试（Headset Test）测试环境：室温；2台手机；开机状态；耳机插入耳机插孔再拔出，3000次。 检验标准：实验后检查耳机插座无焊接故障，耳机插头无损伤，使用耳机通话接收与送话无杂音（通话过程中转动耳机插头），耳机插入手机耳机插孔时可不能松动（能够承受得住手机本身的重量）。2.3.13.导线连接强度试验（Cable Pulling Endurance Test） 测试环境：室温（2025 C）；实验方法：选取靠近耳塞的一段导线，将其两端固定在实验机上，用20N2N的力度持续拉伸6秒，循环100次。检验标准：导线

24、功能正常，被覆外皮不破裂，变形。2.3.14.导线折弯强度试验（Cable Bending Endurance Test）测试环境：室温（2025 C）；实验方法：分不选取靠近耳塞和靠近插头的一段导线，将导线的两端固定在实验机上，做0mm25mm折弯实验3000次。检验标准：导线功能正常，被覆外皮不破裂，变形。2.3.15.导线摆动疲劳试验（Cable Swing Endurance Test） 测试环境：室温（2025 C）；实验方法:分不将耳机和插头固定在实验机上，用1N的力， 以90120的角度反复摆动耳机末端3000次。检验标准：导线功能正常，被覆外皮不破裂。2.4 表面装饰测试 （D

25、ecorative Surface Test） 测试周期：4 天。样品标准数量：每种颜色6 套外壳。表面装饰测试表面装饰测试 紫外线照耀50C/48hrs紫外线照耀50C/48hrs摩擦测试RCA 300 次 油漆附着力简单圆弧复杂圆弧多义线复杂的点或面；最好不要直接在总装配中生成(Creat)单个Part，单个Part应该单独生成：如此能够拥有独自的Right、Front、Top基准面，而不是Datum1、Datum2等基准的名称。如此我们在建模和后续的结构设计的过程中，尽量采纳这些原始的基准面作为参照；拔模的方式尽量用扫描Sweep成面的方式，如此便于以后修改；假如手机的外形有变化时，能够

26、直接在Projectname_master.prt文件中修改，然后重新生成（Regenerate）其它.prt就行了。当一个部件.prt在一个文件夹中需要移到其它文件夹中时，一定要采纳Back up的方式，否则Projectname_master.prt文件可不能随之移动，如此.prt文件就不能重生；在建模初期，一般不可能把所有关系到其它零件的共有特征都在Projectname_master.prt文件中表达出来（特不是Keypad的Curve线），事实上是没关系的，照样能够接着进行。因为在建模的过程中是能够接着在master文件中添加特征的，各零部件只要重新生成一下就行了。Merge命令与C

27、opy命令的区不：关于将Projectname_master.prt中的信息拷贝到各个子零部件中的方式，我们认为Merge命令优于Copy命令。因为Merge命令只要不进行不同文件夹之间的移动，单个子零件通常是可不能与Projectname_master.prt失去联系的，只要重新生成，Projectname_master.prt文件中所有的特征都能融到单个的子零件中；但关于Copy命令，当在重新装配的过程中，经常会出现子零件与Projectname_master.prt失去相关关系，子零件会与Projectname_master.prt相互独立。也确实是讲在改动Projectname_mas

28、ter.prt零件时，单个的子零件可不能随之改动。而关于Merge命令，在不同文件夹中移动.prt时，就能够用上面提到的Back up的方式来幸免。然而Merge命令中只要改动一点Projectname_master.prt文件，所有的零件都会改动，专门可能会产生大的阻碍，反之Copy命令通常只与Copy的特征有关。5.2结构设计（Detai design）PID完成后就能够开始具体的结构设计了，结构设计之初需要考虑清晰：各零部件之间的装配，定位和固定；各零部件的材料，工艺；各零部件的强度，加工限制；本节按照上述三点对手机中常见结构件的设计作简单介绍。塑料壳体（Housing）手机中壳体的作用

29、：是整个手机的支承骨架；对电子元器件定位及固定；承载其他所有非壳体零部件并限位。壳体通常由工程塑料注塑成型。1壳体常用材料（Material）ABS：高流淌性，廉价，适用于对强度要求不太高的部件（不直同意到冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性测试的部件），如手机内部的支撑架(Keypad frame，LCD frame)等。还有确实是普遍用在要电镀的部件上（如按钮，侧键，导航键，电镀装饰件等）。目前常用奇美PA-727，PA757等。PC+ABS：流淌性好，强度不错，价格适中。适用于绝大多数的手机外壳，只要结构设计比较优化，强度是有保障的。较常用 GE CYCOLOY C1200HF，三星HI-

30、1001BN。PC：高强度，贵，流淌性不行。适用于对强度要求较高的外壳（如翻盖手机中与转轴配合的两个壳体，不带标准滑轨模块的滑盖机中有滑轨和滑道的两个壳体等，目前指定必须用PC材料）。较常用GE LEXAN EXL1414和三星 HF1023IM。在材料的应用上需要注意以下两点：幸免一味减少强度风险，什么部件都用PC料而导致成型困难和成本增加；在对强度没有完全把握的情况下，模具评审Tooling Review时应该明确告诉模具供应商，可能会先用PC+ABS生产T1的产品，但不排除当强度不够时后续会改用PC料的可能性。如此模具供应商会在模具的设计上考虑好收缩率及专门部位的拔模角。通常外壳差不多上

31、由上、下壳组成，理论上上下壳的外形能够重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素的阻碍，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可同意的面刮0.15mm,可同意底刮0.1mm。在无法保证零段差时，尽量使产品的面壳大于底壳。一般来讲，面壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，因此缩水率选择较大，一般选0.5%。底壳成型缩水较小，因此缩水率选择较小，一般选0.4%，即面壳缩水率一般比底壳大0.1%。即便是两件壳体选用相同的材料，也要提醒模具供应商在做模时，后壳取较小的收缩率。2壳体厚度(Wall Thickness)壳体设计的第一个步骤是抽壳（Shell），首先

32、要确定壳体的差不多壁厚。壳体的壁厚对部件的专门多关键特性的阻碍至关重要，包括结构强度，外观，成型及成本。设计时期优化的壳体厚度能够降低后续可靠性测试的风险，修模的成本以及成型的困难。简单地讲，关于平板状截面(Flat wall section)，每增加10%的壁厚，部件的刚性会增加33%左右；关于一个简单的塑料面，厚度增加25%能够使壳体的刚度增加一倍。但增加厚度会对手机的外观，部件的成型时刻，成本及整个手机的重量带来负面的阻碍。壳体厚度的设计上要注意以下几点：壁厚要均匀，厚薄差不尽量操纵在差不多壁厚的25%以内（低缩水率材料=0.8mm；F尺寸专门关键，是必须在装配图中明确标出的Insert

33、/Nut热熔后与基准面的距离，且每次新送样都要检验。H=螺柱外径+0.20mm。下壳螺柱底面与Insert/Nut面的距离为0.05mm；下壳螺柱外圈顶住PCB板处与PCB板的距离为0.05mm。用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则是：其外径应该是Screw外径的2.0-2.4倍。图5-4为M1.6x0.35的自攻螺丝与螺柱的尺寸关系。设计中能够取：螺柱外径=2x螺丝外径；螺柱内径(ABS,ABS+PC)=螺丝外径-0.40mm；螺柱内径(PC)=螺丝外径-0.30mm或0.35mm（能够先按0.30mm来设计，待测试通只是再修模加胶）；两壳体螺柱面之间距离取0.05mm。自攻螺丝螺柱孔深度尽量大于

34、3.0mm。图5-3 图5-4表5-1列出了常用自攻螺丝装配及测试（10次）时所要用的扭力值。自攻螺丝规格标准扭力(kg.cm)M1.4x0.450.90M1.6x0.51.30M1.8x0.62.00M2.0 x0.62.75表5-14止口（Lip）止口的作用：手机壳体内部空间与外界的导通可不能专门直接，能有效地阻隔灰尘/静电等的进入；上下壳体的定位及限位；壳体止口的设计需要注意的地点：嵌合面应有0.51的拔模斜度，端部设倒角或圆角以利装入。图5-5上壳与下壳圆角的止口配合，应使配合内角的R角偏大，以增大圆角之间的间隙，预防圆角处的干涉。图5-5止口设计要如图5-5将侧壁强（即图中上面的一个

35、壳）的一端的止口放在里边以抵抗外力。图5-5止口的设计，位于外边的止口的凸边厚度按0.6-0.8mm（至少大于壳体侧壁壁厚的一半）；位于里边的止口的凸边厚度按从大于0.50mm到壳体侧壁壁厚的一半来设计；B1=0.10mm；B2=0.20mm。5卡扣（Snap）设计完止口就该设计卡扣了。卡扣的应用在手机的壳体是专门普遍的，要紧是指上壳与下壳的扣位配合。在考虑扣位数量位置时，应从产品的总体外形尺寸考虑，要求数量平均，位置均衡，设在转角处的扣位应尽量靠近转角，确保转角处能更好的嵌合，从设计上预防转角处容易出现的离缝问题。卡扣设计需要注意的地点：直板机假如用4颗螺丝来固定前后壳体，那么在壳体上左右两

36、边两螺柱之间要各设计2个卡扣（每个卡扣的长度不要超过7mm，假如只能设计一个，卡扣的长度应该是10-12mm）；顶部设计2个卡扣（长度4mm左右），假如受元器件摆放位置的限制，如卡扣的内斜销运动过程中与Speaker/Receiver/Motor/Camera等元器件的定位/音腔发生干涉，顶部能够只设计1个卡扣（长度6mm左右）。直板机假如用6颗螺丝来固定前后壳体，那么在壳体上左右两边每两个螺柱之间要设计1个卡扣。其余与上相同。图5-6折叠机/滑盖机假如用4颗螺丝来固定上下壳体，那么在壳体上左右两边两螺柱之间要各设计1个卡扣（每个卡扣的长度应该在6-8mm之间，）；顶部设计2个卡扣（长度4mm

37、左右），假如受元器件摆放位置的限制，如卡扣的内斜销运动过程中与Speaker/Receiver/Motor/Camera等元器件的定位/音腔发生干涉，顶部能够只设计1个卡扣（长度6mm左右）。图5-6卡扣处注意防止缩水与熔接痕（Melt line）。朝壳体内部方向的卡扣，斜销运动空间留4mm；注意周边不要设计其他特征。卡扣细部设计按照图5-6来设计。A1=0.4-0.6；A2=0.10mm；A3=0.05mm；A4=0.10mm；A5=0.70mm；AA=0.40-0.55mm（视卡扣周边情况及壳体侧壁厚度，侧壁厚度大于1.5mm时AA取0.4mm；小于1.2mm时取0.55mm。没有把握时先

38、按小设计，待验证后再加胶）。6加强筋（Rib）上述螺柱，止口以及卡扣的作用差不多上用于装配及配合的，所有配合特征设计好了之后，就能够开始设计补强的特征了。加强筋是一种经济有用的加强壳体强度（Strength）和刚度（Stiffness）的特征，加强筋还起到对装配中元器件定位的作用；对相互配合的部件起对齐的作用；对机构起止位和导向的作用。图5-7表示达到2倍的刚性，通过设计加强筋仅需增加7%的材料，而通过加厚壁厚却需要增加25%的材料。加强筋的设计涉及到厚度(Thickness)，高度（Height），位置（Location），数量（Quantity），成型（Moldability）等五个方面。

39、厚度（rib thickness）专门关键，太厚会引起对面的表面上有缩水（Sink）和外观（Cosmetic）的问题。加强筋的设计要注意以下原则：表5-2为常用材料加强筋厚度设计通用参考（加强筋厚度=壳体壁厚的%），图5-8为加强筋设计时几个要紧尺寸之间的关系。图5-7图5-7 表5-2壁厚=1.5mm的薄壁零件同意加强筋的厚度比上表略厚一点，但应小于壳体壁厚的75%；壁厚=1.0mm的薄壁零件同意加强筋的厚度与壳体壁厚相同。高光面应该采纳薄的加强筋；能够用几个矮的加强筋来代替一个高的加强筋，要紧尺寸见图5-9。较多的加强筋会增强部件的强度和防止破裂，但实际上也可能会降低部件汲取冲击的能力。依

40、照模具上加筋比去除筋容易的原则，对加强筋的应用应该本着需要的原则来设计。加强筋的布置方向最好与熔料充填方向一致。图5-8 图5-97角撑（Gusset）通常我们还会设计一些角撑来加强螺柱，壳体折弯等部分。设计角撑的原则和加强筋是一样的，但要注意方形的角撑在尖角处容易形成气包。图5-10告诉我们如何来设计角撑。 图5-10 图5-118圆角（Radius）太小的圆角或没有圆角会导致应力集中，相反，太大的圆角会导致壳体表面缩水。图5-11所示为圆角和壳体壁厚的比例R/h与应力集中之间的对应关系。圆角与壳体壁厚的比例R/h为0.15时，补强效果（关于小的或中度冲击）和外观质量能够得到一个比较好的折衷

41、。9拔模角度（Draft）由于塑料壳体的成型特性，我们要对所设计的塑料件加上拔模特征（这项工作尽量在所有特征都建完之后再做），见图5-12。设计拔模特征时注意：要对所有平行于模具上钢铁分开（Steel separation）的方向的面进行拔模；外壳面拔模角度大于2.5度；除外壳面外，壳体其余特征的拔模角度以1度为标准拔模角度。特不的也能够按照下面原则来取；低于3mm高的加强筋拔模角度取0.5度，3mm-5mm取1度，其余取1.5度；低于3mm高的腔体拔模角度取0.5度，3mm-5mm取1度，其余取1.5度；表面要咬花的面拔模角度：1度+H/0.0254度（H=咬花总深度） 图5-1210底切（

42、Undercut）在设计塑料壳体时，会遇到需要有意底切的情况，如图5-13。当材料为ABS，PC+ABS或PC时，底切Undercut不要大于2%。%Undercut=(D-d)/D%图5-13 图5-1411超声波焊接（Ultrasonic welding）超声波焊接是一种快捷，洁净，有效的装配工艺，目前被运用于热塑性塑料制品之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结。 它取代了溶剂粘胶及其它的粘接工艺，是一种先进的装配技术。 超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。超声波焊接在手机壳体的设计中要紧用于：Lens与前壳的装配（从内往外装）；电池底壳和面壳

43、的焊接（牢固密封，防潮防水）；其他两件壳体之间的连接；超声波焊接是采纳低振幅，高频率振动能量使表面和分子摩擦产生热量，塑料熔化而使相连热塑性制件被焊接在一起。超声波焊接设计有两点专门重要：能量带的设计和溢胶槽的设计。图5-15图5-14所示为典型的超声焊接能量带的尺寸，适用于壳体壁厚在1mm以下的情况。我们规定能量带的宽度为0.30-0.40mm（即图中的0.25W）；高度也是0.30mm-0.40mm；夹角由宽度和高度确定。图5-15图5-15所示为能防止溢胶的Z形能量带设计，这种设计能关心两个零件定位，在使用时耐拉伸，提高了耐剪切性能，并能消除外部溢料。但这种设计对壁厚的要求在1.2mm以

44、上，外边肩膀部分的宽度和高度以能成型为基准，应大于0.40mm。三角形的能量带尺寸按照图5-14的要求来设计。X方向的滑动间隙取0.05mm；两件之间在厚度方向的间隙为0.40-0.50mm。另外还需注意一下超声线的长度，太长了塑胶超声时没地点跑，不容易压下去，需要用较大的振幅才能够，常做的超声线长度一般为3-4mm，中间间隔1-1.5mm。设计超声焊接时要注意两个零件的材料能否被超声焊接，图5-16列出了常用塑料材料相互超声焊接的性能好坏。（红色表示超声后强度好，兰色表示强度尚可，白色表示不能超声。）图5-1612.螺母设计Insert手机结构上用的螺母较小，要紧用两种结构的，一种是带法兰盘

45、的，一种是不带法兰盘的。1，带法兰盘螺母，推举用P.S.M的MINI-TECHTM系列的Headed Insert螺母。带法兰盘的螺母最大的好处确实是锁螺丝的时候因为PCB或对面的螺柱压着法兰盘，而可不能将螺母从螺柱中拉出。但其热熔的时候需要专门精确地调整压入的深度及平坦度。材料为黄铜Brass，长度能够定制，螺牙规格一般为：MA x 0.3(6H)，GB3103.1-82。适用射出成型或热熔加工，热熔加工时温度须低于母材熔点10-20度。热熔加工所须压力，时刻及速度，须视塑料材质及螺母大小而调整。下图为其结构图及常用大小的螺母对应的尺寸以及塑料壳孔对应表。塑料孔内孔拔模角度在0.5度以内，塑

46、料内孔上方可不必设计导角。螺丝直径（MA）mmThread size标准长度（B）mm头厚mm头外径（C）外径（D）圆头（P）Pilot end推举内孔直径（-0.00 +0.05）最小肉厚HMTEC-B-M2.101.701.750.70HMTEC-B-M01.750.70HMTEC-B-M1.43.00.43.02.500HMTEC-B-M1.63.00.43.02.500HMTEC-B-M23.002.602.650.80HMTEC-B-M2.54.00.44.03.602，不带法兰盘的螺母，推举用P.S.M的SONIC-LOKTM系列的SL螺母。这种螺母是全埋进塑料壳螺柱内的，上表面与

47、螺柱面平齐，对热熔工艺要求较低，但存在被拉出的风险。塑料孔径内拔模角度小于1度，上方不需要设计导角。热熔温度，压力，速度，及时刻同上。M2的螺母热熔到ABS塑胶壳里能够达到35kgf的拉力及6kgf.cm的扭力。下图为其结构图及常用大小的螺母对应的尺寸以及塑料壳孔对应表。（SL-B表示SL型号，B黄铜,OD表示外径）螺丝直径（MA）mm标准长度（B）mm外径（D）推举内孔直径(成型后下限值)推举塑料件内孔深度塑胶最小肉厚SL-B-M1.2-OD2.12.0/2.5/3.02.101.80 (+0/-0.05)2.5/3.0/3.50.80SL-B-M1.4-OD2.32.0/2.5/3.02.

48、302.00 (+0/-0.05)2.5/3.0/3.50.80SL-B-M1.6-OD2.51.8/2.0/2.35/3.02.502.25 (+0/-0.1)2.3/2.5/2.9/3.50.80SL-B-M2.0(牙距0.4)1.6/2.0/2.5/3.03.593.30 (+0/-0.05)2.6/3.0/3.5/4.01.30关于其他型号的参数能够与P.S.M北京办事处联络 TEL:64107006 常见表面处理介绍表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC料都有较好的表面处理效果。而PP料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年进展起来的模内转印技术（IMD）、

49、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。IMD与IML的区不及优势:IMD膜片的基材多数为剥离性强的PET,而IML的膜片多数为PC.IMD注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上3. IMD是通过送膜机器自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂1.1 外形设计关于塑胶件，如外形设计错误，专门可能造成模具报废，因此要特不小心。外形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。1.2 装配设计指有装配关系的零部件之间的装配尺寸设计。要紧注意间隙配合和公差的操纵。1.3 结构设计 在差不多厚度的设计上，不宜过薄，否则外客强度不

50、足，容易导致变、断裂等问题的出现，过厚则白费材料，阻碍注塑生产。一般外壳壁厚操纵在12mm。外壳整体厚度应平均过度，不得存在厚度差异变化大的结构，否则容易导致外观缩水，特不是在筋位底部和螺丝柱位。 为预防缩水，筋位厚度操纵在0.61.2mm。1.3.1面壳 键孔的设计。键孔的碰穿方式有三种选择。A方式利于模具的制作，但碰穿处的利边容易导致卡键；B方式则幸免了卡键问题，但当碰穿偏心时则键孔变小，产生利边。C方式增加了按键的倒入斜脚，同时保存了碰穿偏心的余量，有效的防止了问题的出现，现一般采纳B或C。1.3.2 按键设计间隙：按键设计时要注意按键与面壳键孔的间隙，一般来讲，假如按键采纳硅胶按键，则

51、按键与面壳键孔的间隙为0.20.3mm。假如按键采纳悬臂梁，则要考虑预留按动时偏摆的间隙。如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙的阻碍。水镀（电镀）镀层厚度一般为0.1mm，喷涂和真空镀一般为0.05mm。键顶圆弧：如虑按键表面需进行丝印等处理时，按键表面圆弧不宜过大，弓形高度小于0.5mm。圆角：按键顶部周边需倒圆角，幸免卡住按键。悬臂梁的不同设计对按键效果有不同的阻碍上图所示按键按动时偏摆较大，按键与面板键孔要预留较大的间隙上图所示按键按动时偏摆较小，按键要紧做垂直运动，按键与面板键孔预留较小的间隙另一方面，悬臂梁的长度和厚度也直接阻碍到按键的效果，假如是联体按键，则要幸免按键连动（

52、即按一个按键时，其它按键也跟着运动的现象，严峻时会发生其它按钮发生动作，造成误操作）按键手感：轻触式按钮的按动力量大小一般要求在100g200g，按动灵活，手感良好。按键寿命：按键寿命一般要求100000次，操纵变形：关于悬臂梁按键，生产、运输、储存时一定要操纵按键的变形，因为轻微的变形都可能导致按键的使用效果明显下降。建模时将硬件取零件图纸的最大值（NND 厂商通常将公差取为正负0.1,气死我了）设计尺寸差不多上为二次处理后的尺寸（NND 模具厂确信反对了，哈哈）手机的打开角度为150-155，开盖预压为4-7度（建议5度）。合盖预压为20度左右胶口的选择一定要考虑熔接线的位置，注意尽力减少

53、配合部分（然而不代表减少必要的配合）。音腔高度在1.2以上（实际情况应该是空间尺寸要足够大，对不同的产品其数值会不同，最好采纳MIC SPEAKER RECERVE的厂商建议值）。粘胶的宽度必须在4mm以上（大部分厂商能够作到3。5，然而为了安全起见，依旧留点余量好）（另外电铸件的胶宽能够作到1，原理也较为简单可行，假如有人用过的话请补充）。上下壳的间隙保持在0.3左右。防撞塞子的高度要0.35左右。键盘上的DOME 需要有定位系统。壳体与键盘板的间隙至少1.0mm.。键盘导电柱与DOME 的距离为0.05mm.（间隙是为了手感）,保证DOME 后的PCB 固定紧。导电柱的高度至少0.25mm

54、.直径至少1.8mm(韩国建议值为2.5-2.7mm).美工线的距离最好0.2-0.3mm.轴的部分完全参照厂商建议的尺寸。侧键嘛，不行做，间隙包括行程间隙，手感间隙0.05以及制造误差间隙0.1.最好用P+R 的形式FPC 的强度要保证。与壳体的间隙必须操纵在0。5以上INSERT 的装配需要实验数据的确认，然而数据要求每次T都检验。螺钉位置需要考虑拧紧时的状态，确定误差所在的位置。尽量少采纳粘接的结构。翻盖上壳的装饰部分最好不要作在曲线复杂部分。翻盖外观面一定要注意零件之间的断差，此处断差的方向最好指定。重要的位置拔模斜度与圆角必须作全，图纸与实物要相同。电池要留够PCB 布线的部分。尽量

55、底壳厚电与薄电通用。电池外壳的厚度至少0.6mm,内壳的壁厚至少0.4 mm.（假如是金属内壳，T=0.2）壳体与电池中间的配合间隙要留0.15mm电池的厚度要完全依照电池厂的要求制作。注意区分国产电芯与进口电芯的区不（国产电芯小一些,变形大一些）。卡扣处注意防止缩水与熔接痕，公卡扣处的壁厚要保持0。7以上（防止拆卸的时候外边露白）局部最薄壁厚为0.4mm，假如过薄会产生除裂痕外还有喷涂后的色差问题（韩国通常采纳局部挖通，然后贴纸的做法）可能的话尽量将配合间隙放大。天线部分有可能因为熔接痕而断裂，设计时考虑改善（此处缩水与断裂的可能性都专门大，请认真考虑）转轴处的上壳可能因为熔接痕而断裂，此处

56、结构设计注意。PMMA镜片的厚度至少0.7mm，切割的镜片厚度最小为0.5(此处的厚度应该留有余量，最好采纳厂商建议值)设计关键尺寸时考虑留出改模余量。行位要求在4mm以上（每家模具企业不同）配合部分不要过于集中。天线连接片的安装性能一定考虑。内LENCE 最好比壳体低0。05双面胶的厚度建议取0.15设计一定要考虑装配差不多模具制作时刻前后顺序 键盘模具比塑料壳体的模具制作时刻应该提早15天进行。 LCD与塑料壳体同时进行制作。 镜片与塑料壳体同时进行。 金属件与塑料壳体同时进行（金属件提早完成与壳体配合） 天线应该比壳体提早一周进行（要先开样品模，确认后开正式模具） 最好采纳下壳四棵螺钉，

57、上壳假如有两可的话一定要在靠近HINGE 处。后期的T1 装机需要提早将天线确认，并调节好之后装机。图纸未注公差为0.05mm;角度一、常出现的机构设计方面的问题。Vibrator vibrator安装位置的选择专门重要。其一，要看装在哪儿振动效果最好；其二，最好vibrator附近没有复杂的rib位，因为vibrator在ALT 时会有滑动现象，如碰到附近的rib位可能被卡住，致使来电振动失败。吊饰孔由于吊饰孔处要承受15磅的拉力，因此housing的吊饰孔处的壁厚要保证足够的强度。Sim card slot由于不同地区的sim card的大小和thickness有不，因此在进行sim ca

58、rd slot 的设计时，要保证最大、最厚的sim card能放到里面去，最薄的sim card能接触良好。Battery connector有两种形式：针点式和弹簧片式。前者由于接触面积小，有可能发生瞬间电流不够的现象而导致reset，但占用的面积小。而后者由于接触面积大，稳定性较好，但占用的面积大。薄弱环节在drop test时，手机的头部容易开裂。要紧是因为有结合线和结构复杂导致的注塑缺陷。Front housing的battery cover button处也易于开裂，因此事先要通过加rib和倒角来保证强度。和ID的沟通。机构完成pcb的堆叠后将图发给ID，由于这关系到ID画出来的外形

59、能否容纳所有的内部机构，因此在处理时要专门小心。Pcb上的所有的元件都要取正公差，所包含的元件要齐全，特不是那些比较大的元件；小处也不能忽略，比如sponge和lens的双面背胶等。缩水常发生部位boss与外壳最好有0.8-1mm的间隙，要幸免boss和外壳连在一起而导致缩水。housing 上antenna部分，由于结构需要（要做螺纹），往往会比较厚。备用电池备用电池一般由ME选择。在SMD时会有空焊和冷焊。定位备用电池的机构部分如设计得不行，则在drop test 时，电池会飞出来。和speaker 、buzzer、和MIC相关的housing部分的考虑其一、透声孔的大小。ID画出来的孔一

60、般会偏小，而为了声音效果，孔要达到一定的大小。例如speaker要达到直径1.5以上，声音才出得来。其二、元件前面和housing 的间隙，阻碍声音效果。在选用比较好的speaker等时才会考虑这些问题。用sponge包裹这些元件，形成共振腔，可达到好的声音效果。二、经验信息HingeHinge是个标准件。一般由sales依照市场要求选择。折叠式手机翻盖的打开和合上功能完全由它实现。Key pad有三种形式的key：rubber、pc + rubber、pc film。从rubber key到pc key，占用的空间越来越小，但本身的价格越来越贵。当选用不同的key时，要注意不同的key有不同