手机的一般结构及设计指南

手机设计系列-手机的一般构造手机设计系列-手机的一般构造一、手机构造手机构造一般包括以下几个局部：1、 LCDLENS材料：材质一般为PC或压克力；连结：一般用卡勾+背胶与前盖连结。分为两种形式：a.仅仅在LCD上方局部区域；b.与整个面板合为一体。2、 上盖〔前盖〕材料：材质一般为ABS+PC；〔螺丝一般承受、拆卸，承受锁螺丝式时必需留意Boss的材质、孔径。Motorola的手机比较钟爱全部用螺钉连结。下盖〔后盖〕材料：材质一般为ABS+PC；连结：承受卡勾+螺钉的连结方式与上盖连结；3、 按键材料：Rubber，pc+rubber，纯pc；Rubberkey主要依靠前盖内外表长出的定位pinbossribRubberkey没法准确定位，缘由在于：rubber比较软，如keypad上的定位孔和定位pin间隙太小<0.2-0.3m，则keypad三种键的优缺点见林主任讲课心得。4、 Dome按下去后，它下面的电路导通，表示该按键被按下。Mylardome和metaldomeMylardome廉价一些。连接：直接用粘胶粘在PCB上。5、 电池盖材料一般也是pc+abs。件。连结：通过卡勾+pushbutton〔多加了一个元件〕和后盖连结；6、 电池盖按键材料：pom种类较多，在使用方向、位置、构造等方面都有较大变化；7、 天线分为外露式和隐蔽式两种，一般来说，前者的通讯效果较好；标准件，选用即可。连结：在PCB上的固定有金属弹片，天线可直接卡在两弹片之间。或者是一金属弹片一端固定在天线上，一端的触点压在PCB上。8、 Speaker通话时发出声音的元件。为标准件，选用即可。连结：一般是用sponge包裹后，固定在前盖上〔前盖上有出声孔；通过弹片上的触点与PCB连结。Microphone通话时接收声音的元件。为标准件，选用即可。连结：一般固定在前盖上，通过触点与PCB连结。Buzzer铃声发生装置。为标准件，选用即可。通过焊接固定在PCB上。Housing上有出声孔让它发音。9、 Earjack(耳机插孔)。为标准件，选用即可。通过焊接直接固定在PCB上。Housing上要为它留孔。10、 Motormotor带有一偏心轮，供给振动功能。为标准件，选用即可。连结有固定在后盖上也有固定在PCB上的DBTEL一般是在后盖上长rib来固定motor。11、 LCD直接买来用。有两种固定样式：a.固定在金属框架里，金属框架通过四个伸出的脚卡在PCB上；b.没有金属框架，直接和PCBPCB上的插座里。12、 Shieldingcase一般是冲压件，壁厚为0.2mm。作用：防静电和辐射。13、 其它外露的元件testport直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。SIMcardconnector直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。batteryconnector直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。chargerconnector直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。PID完成后就可以开头具体的构造设计了，构造设计之初需要考虑清楚：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；本节依据上述三点对手机中常见构造件的设计作简洁介绍。一．塑料壳体〔Housing〕全部非壳体零部件并限位。壳体通常由工程塑料注塑成型。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〔不直承受到冲击，不承受牢靠性测试中构造耐久性测试的部件，如手机内部的支撑架(Keypadframe，LCDframe)等。还有就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，只要构造设计比较优化，强度是有保障的。较常用GECYCOLOYC1200HF。PC：高强度，贵，流淌性不好。适用于对强度要求较高的外壳〔如翻盖手PC材料GELEXANEXL1414SamsungHF1023IM。在材料的应用上需要留意以下两点： 避开一味削减强度风险，什么部件都用PC料而导致成型困难和本钱增加；在对强度没有完全把握的状况下，模具评审ToolingReview时应当明确PC+ABS生产T1不够时后续会改用PC虑好收缩率及特别部位的拔模角。通常外壳都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际小不全都，即面刮〔面壳大于底壳〕或底刮〔底壳大于面壳。可承受的面刮<0.15mm,可承受底刮<0.1mm。在无法保证零段差时，尽量使产品的面壳大于底壳。一般来说，面壳因有较多的按键孔，成型缩水较大以缩水率选择较大，一般选0.5%。底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，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一样的材料，也要提示模具供给商在做模时，后壳取较小的收缩率。壳体厚度(WallThickness)〔Shell〕地讲，对于平板状截面(Flatwallsection)，每增加10%的壁厚，部件的刚性会增加33%25度会对手机的外观，部件的成型时间，本钱及整个手机的重量带来负面的影响。壳体厚度的设计上要留意以下几点： 壁厚要均匀，厚薄差异尽量把握在根本壁厚的25%以内〔低缩水率材料<0.5%〕，可以避开明显的翘曲，填充及外观缺陷等问题。 对于直板机，在厚度方向上壳体的厚度尽量在1.1-1.2mm，侧面厚度1.5-1.7mm0.8mm，整个部件的最小壁厚不得小于0.4mm，且该处反面不是A100mm2。 对于折叠机和滑盖机，在厚度方向上壳体的厚度1mm，侧面厚度1.2mm。外镜片支承面厚度0.8mm，内镜片支承面厚度最小0.7mm，转轴处壁厚1.1-1.2mm，滑轨滑道面1.0mm,整个部件的最小壁厚不得小于0.4mm，且该处反面不是A100mm2。电池盖Batterycover折叠机和滑盖机壁厚取0.9-1.0mm，直板机取1.0mm。螺丝柱〔Boss〕抽壳之后就要确定好壳体之间如何固定固定两个壳体。螺丝柱通常用于装配螺丝Scre〕或螺丝嵌件Insert/Nu，螺丝柱通常还起着对PCB4-6机的主机局部尽量用42颗。假设是2颗，要尽量靠近转轴。在螺丝柱的设计上需要留意以下几点： 为了避开螺丝柱反面的外表缩水，螺丝柱壁厚〔Boss-wallthickness〕与壳体壁厚的关系应当保持和加强筋厚度〔Ribthickness〕与壳体壁厚的关系〔见下面关于加强筋的介绍-1 假设螺丝柱壁厚相对于壳体壁厚的比例关系超过了推举的比例，可以考虑在其根部设计一圈凹坑来削减缩水的可能。见图5-1。 在螺丝柱底部加倒圆角可以削减应力集中和潜在0.2-0.4mm的倒圆角会增加螺丝柱的强度而不会造成螺丝柱反面的外表缩水。Insert/Nut热压的螺丝柱的设计根本原则：其外径应当是Insert/Nut外径的1.5倍。但是我们在手机的图5-2中M1.-0.的Insert/Nut2.5m，设计中螺丝柱的外径设计为3.70mm3.90mm会更加牢靠〔0.70m。 Insert/Nut热熔在螺柱里后要能承受2.5Kg的扭力和15Kg的拉力。 图5-3中所示的Insert/Nut与螺丝柱尺寸关系为：E>=0.8mm；F尺寸很关键，是必需在装配图中明确Insert/Nut热熔后与基准面的距离，且每次送样都要检验。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：其外径应当是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。设计中可=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〔可以先按0.30mm来设计，待测试通不过再修模加胶；两壳体螺柱面之间距离取0.05mm。图图5-4

5-3 〔10次〕时所要用的扭力值。自攻螺丝规格自攻螺丝规格M1.4x0.3M1.6x0.35标准扭力(kg)0.901.30M1.8x0.35M2.0x0.40

表5-1

2.002.75止口〔Lip〕止口的作用：手机壳体内部空间与外界的导通不会很直接，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留意的地方： 嵌合面应有0.5~1角以利装入。 上壳与下壳圆角的止口协作，应使协作内角的R，以增大圆角之间的间隙，预防圆角处的干预。 5-5-〔即图中上面的一个壳〕的一端的止口放在里边以抵抗外力。图5-50.6-0.8mm〔至少大于壳体侧壁壁厚的一半0.50mm到壳体侧壁壁厚的一半来设计；B1=0.10mm；B2=0.20mm。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很普遍的，主要是上预防转角处简洁消灭的离缝问题。卡扣设计需要留意的地方： 直板机假设用4间要各设计2〔每个卡扣的长度不要超过7mm，假设只能设计一个，10-12m2个卡扣〔4mm左右，假设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/音腔发生干预，顶部可以只设计1个卡扣〔长度6mm左右。 直板机假设用6壳体上左右两边每两个螺柱之间要设计1个卡扣。其余与上一样。 折叠机/滑盖机假设用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个扣〔6-8mm之间；顶部-个卡扣〔4mm左右位置的限制，如卡扣的内斜销运动过程中与Speaker/Receiver/Motor/Camera等元器件的定位/音腔发生干预，顶部可以只设计1个卡扣〔长度6mm左右。卡扣处留意防止缩水与熔接痕Meltlin。4mm；留意周边不要设计其他特征。卡扣细部设计依据图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〔视卡扣周边状况及壳体侧壁厚度，侧壁厚度大于1.5mmAA取0.4mm；小于1.2mm时取0.55mm。没有把握时先按小设计，待验证后再加胶。加强筋〔Rib〕上述螺柱，止口以及卡扣的作用都是用于装配及协作的，全部协作特征设计好了之后，就可以开头设计补强的特征了。加强筋是一种经济有用的加强壳强筋还起到对装配中元器件定位的作用；对相互协作的部件起对齐的作用；对机构起止位和导向的作用。图5-7表示到达2倍的刚性，通过设计加强筋仅需增加7%25%的材料。加强筋的设计涉及到厚度(Thickness)，高度〔Height，位置〔Location，数量〔Quantit，很关键，太厚会引起对面的外表上有缩水〔Sink〕和外观〔Cosmetic〕的问题。加强筋的设计要留意以下原则： 表5-2为常用材料加强筋厚度设计通用参考〔加强筋厚度5-8为加强筋设计时几个主要尺寸之间的关系。表5-2 壁厚<=1.5mm壳体壁厚的75%； 壁厚<=1.0mm的薄壁零件允许加强筋的厚度与壳体壁厚一样。 高光面应当承受薄的加强筋； 可以用几个矮的加强筋来代替一个高的加强筋，主要尺寸见图5-9。较多的加强筋会增加部件的强度和防止裂开，但实际上也可能会降低部用应当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全都。图5-8 图5-9角撑〔Gusset〕通常我们还会设计一些角撑来加强螺柱，壳体折弯等局部。设计角撑的原则5-10告知我们如何来设计角撑。图5-10 图5-11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外表缩水。图5-11所示为圆角和壳体壁厚的比例R/h比例R/h为0.15〔对于小的或中度冲击和外观质量可以得到一个比较好的折衷。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〔这项工作尽量在全部特征都建完之后再做5-1。设计拔模特征时留意： 要对全部平行于模具上钢铁分开〔Steelseparation〕的方向的面进展拔模； 外壳面拔模角度大于2.5度； 1可以依据下面原则来取； 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； 外表要咬花的面拔模角度：1度+H/0.0254度〔H=咬花总深度〕图5-12底切〔Undercut〕5-1或PC时，底切Undercut不要大于2%。[%Undercut=(D-d)/D%]图5-13 图5-14welding〕防水的密封效果。超声波焊接在手机壳体的设计中主要用于：Lens与前壳的装配〔从内往外装；电池底壳和面壳的焊接〔结实密封，防潮防水；其他两件壳体之间的连接；能量带的设计和溢胶槽的设计。图5-14所示为典型的超声焊接能量带的尺寸壳体壁厚在1mm以下的状况。我们规定能量带的宽度为0.30-0.40mm〔0.25W〕；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，这种设计能帮助两个零件定位，在使用时耐拉伸，提高了耐剪切性能，并能消退外部溢料。但这种壁厚的要求在1.2mm以上，外边肩膀局部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依据图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。 另外还需留意一下超声线的长度，太长了塑胶超声时没地方跑，不简洁3-4mm。设计超声焊接时要留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5-16手机设计系列-常消灭的机构设计方面的问题手机设计系列-常消灭的机构设计方面的问题一、常消灭的机构设计方面的问题。Vibratorvibratorvibrator四周没有简洁的rib位，由于vibratorALTrib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，所以housing的吊饰孔处的壁厚要保证足够的强度。Simcardslot由于不同地区的simcard的大小和thickness有别，所以在进展simcardslot要保证最大、最厚的simcardsimcardBatteryconnector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droptestFronthousingbatterycoverbuttonrib保证强度。ID机构完成pcb的堆叠后将图发给IDIDPcb上的全部的元件都要取正公差，所包含的元件要齐全，特别是那些比较大的元件；小处也不能无视，比方spongelens缩水常发生部位boss0.8-1mm的间隙，要避开bosshousing上antenna局部，由于构造需要〔要做螺纹，往往会比较厚。前后壳不匹配收缩率。这是由于两者的注塑条件不同，后壳需要较大的注塑压力。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局部如设计得不好，则在droptestspeaker、buzzer、和MIC相关的housing其一、透声孔的大小。ID画出来的孔一般会偏小，而为了声音效果，孔要到达确定的大小。speaker1.5以上，声音才出得来。housingspeaker这些问题。sponge二、阅历信息１．HingeHinge是个标准件。一般由sales依据市场要求选择。折叠式手机翻盖的翻开和合上功能完全由它实现。２．Keyp