电子类产品结构设计标准

电子类产品

结构设计标准

目录

电子产品结构概述...................................................6

第一章塑胶零件结构设计.........................................6

1-K材料及厚度.................................................6

1.1、材料的选取..............................................6

1.2壳体的厚度.................................................7

1.3、厚度设计实例............................................8

1-2脱模斜度...................................................9

2.1脱模斜度的要点.........................................9

2.2常规斜度举例............................................10

1-3、力口强筋....................................................11

3.1、加强筋厚度与塑件壁厚的关系.............................12

3.2、加强筋设计实例.........................................12

1-4、柱和孔的问题..............................................12

4.1、柱子的问题.............................................12

4.2、孔的问题................................................13

4.3、“减胶”的问题.........................................14

1-5螺丝及螺丝柱的设计..........................................14

5.1公司常用塑胶螺丝规格及相应螺丝柱设计....................14

5.2用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则........................15

5.3不同材料、不同螺丝的螺丝柱孔设计值..................21

5.4常用自攻螺丝装配及测试...............................22

5.5螺丝分类(CLASSIFICATIONSOFSCREW).................22

5.6(1)螺丝材料(SCREWMATERIAL)........................23

5.6(2)常见表面处理代号(SURFACEFINISHINGS)...........23

5.7螺丝头型(SCREWTYPESOFHEAD)......................24

5.8螺丝槽型(SCREWTYPESOFDRIVEINSERT).............24

5.9螺丝牙型种类(SCREWTOOTHTYPES)....................25

1-6、止口的设计................................................26

6.1、止口的作用.............................................26

6.2、壳体止口的设计需要注意的事项.........................26

6.3、面壳与底壳断差的要求..................................29

1-7常见卡钩设计................................................30

7.1通常上盖设置跑滑块的卡钩，下盖设置跑斜顶卡钩...........30

7.2上下盖装饰线的选择......................................30

7.3卡钩离机台的角不可太远，否则角会翘缝...................31

7.4卡钩间不可间隔太远，否则易开缝。........................31

7.5“OPEN”标识偏中心的部品卡钩设计，如打印头盖...........31

7.6常见卡钩设计的尺寸关系................................33

7.7.其它常用扣位设计......................................34

1-8.装饰件的设计..............................................36

8.1、装饰件的设计注意事项...................................36

8.2、电镀件装饰斜边角度的选取...............................36

8.3、电镀塑胶件的设计......................................37

1-9、按键的设计................................................37

9.1按键(Button)大小及相对距离要求........................37

9.2按键(Button)与基体的设计间隙...........................38

9.3.1键帽行程...............................................39

9.3.2、键帽和硅胶/TPU的配合.................................40

9.3.3、支架和硅胶KEY台的配合...............................40

9.4圆形和近似圆形防转.....................................40

1-10.RUBBERKEY的结构设计....................................41

10.1RUBBERKEY与CASEHOLE的关系.........................41

10.2.CONTACTRUBBER设计要求............................41

10.3RUBBERKEY的拉出强度测试............................47

10.4RUBBERKEY固定方式..................................48

10.5RUBBERKEY联动问题...................................48

10.6长形按键(ENTERKEY)顶面硬度问题.....................49

1-11.METALDOME和MYLARDOME的设计...........................49

1T2超薄P+R按键...............................................50

1-13镜片(LENS)的通用材料.....................................52

1-14触摸屏与塑胶面壳配合位置的设计...........................61

1-15LCD的结构设计...........................................63

15.1LCD、DG视觉问题.......................................63

15.2DISPLAYPANELDG(FILTER)设计.........................66

1-16超声波结构设计............................................69

1-17电池箱的相关结构设计.....................................71

17.1干电池箱设计基本守则..................................71

17.2各类干电池的规格如图示.................................73

17.3电池门设计基本守则.....................................77

17.4纽扣电池结构设计.......................................80

17.5诺基亚电池型号.........................................90

1-18滑钮设计.................................................91

1-19下盖脚垫的设计..........................................105

第二章领金件的结构设计..........................................106

2-1镀金材质概述..............................................106

2-2银金件结构设计请参照银金件设计规范........................108

第三章PCB的相关设计............................................108

3T.pcB简介...................................................108

3-2.PCB上的结构孔.............................................109

3-3.PCB的工艺孔,块设计......................................110

3-4.PCB的经济尺寸设计........................................111

第四章电声部品选型及音腔结构设计................................113

4-1.声音的主观评价...........................................113

4-2.手机铃声的影响因素.......................................114

4-3.Speaker的选型原则........................................114

4-4.手机Speaker音腔性能设计................................117

4-5.手机Speaker音腔结构设计需注意的重要事项................126

4-6.手机用Receiver简介、选择原则及其结构设计...............127

4-7.Speaker/Receiver二合---体声腔及其结构设计............128

4-8.手机用MIC结构设计......................................129

4-9.迷你型音箱的结构设计(喇叭直径：25-45mm)...............130

第五章散热件的结构设计..........................................131

5T、热设计概述...............................................131

5-2,电子产品的热设计.........................................131

5-3、散热器及其安装...........................................132

第六章防水结构设计..............................................134

6-1防水等级..................................................134

6-2IPXX等级中关于防水实验的规定.............................135

6-3防水产品的一般思路........................................138

6-4电池门防水.................................................140

6-5按键位防水................................................141

6-6引出线部分防水............................................142

6-7.超声波（有双超声线的）.....................................145

6-8O-Ring或I-Ring防水....................................145

6-9螺丝防水..................................................146

第七章整机的防腐蚀设计.........................................147

77、防潮设计的原则...........................................147

7-2、防霉设计的原则：.........................................148

7-3,防盐雾设计的原则：.......................................148

第八章电磁兼容类产品结构设计（EMC）.............................148

8-1电磁兼容性概述.............................................149

8-2电子设备结构设计中常见的电磁干扰方式......................151

8-3电磁兼容设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地.................151

8-4搭接技术...................................................155

8-5防干扰设计的实施细则......................................156

第九章防震产品结构设计..........................................162

9-1防震范围...................................................162

9-2IK代码的特征数字及其定义.................................164

9-3一般试验要求..............................................164

9.4对机械碰撞防护试验的验证..................................166

9-5防震内容...................................................167

9-5防震结构...................................................167

第十章电子产品检测设计标准.....................................167

10-1表面工艺测试..............................................167

1.1.附着力测试..............................................167

1.2.耐磨性测试..............................................168

1.3.耐醇性测试..............................................169

1.4.硬度测试................................................169

1.5.耐化妆品测试...........................................170

1.6.耐手汗测试..............................................170

1.7.高低温存储试验.........................................171

1.8.恒温恒湿试验...........................................171

1.9.温度冲击试验...........................................171

1.10.膜厚测试...............................................172

10-2跌落试验..................................................172

10-3振动试验..................................................174

10-4高低温测试...............................................174

第十一章电子产品电气连接方式..................................175

第十一章电子产品包装设计标准...................................185

电子产品结构概述

信息科技、电子技术的迅猛的发展，电子市场的竞争越来越激烈。产品

的质量、产品的开发周期、产品的上市周期越来越受到各产品开发商的重视。

各产品开发商都争取在最短的时间内开发出功能、性能满足客户需求的产品，

并在最短的时间内将产品上市。否则，就可能被市场残酷的淘汰。在这种情况

下，〃电子产品的开发流程〃的建立、完善、优化，并使产品开发流程能够起到

保证产品功能、性能的情况下缩短产品开发周期，成为各产品开发商高层需要

重点考虑的问题。

电子产品的结构设计，主要任务是为电路提供一个保护外壳，是相对比较

简单的一种机械设计，但是它也有自身的特殊要求：电磁屏蔽、便于操作、容

易安装与拆卸、使外形具有商品的时代感等。在电子产品中，安装了电子元器

件及机械零、部件，使产品成为一个整体称为电子产品的结构系统。结构设计

在电子产品设计中有着举足轻重的地位,合理的结构设计，可以缩短开发周期,

节省成本，工作可靠、性能稳定，有利于批量生产等。

随着电子产品范围的不断扩大，其功能日趋复杂，结果是产品的组件数目、

体积、重量、耗电量和成本增加了，而可靠性却在下降。解决这个问题的主要

方法就是在产品中大量采用集成电路、功能集成件和系统功能集成件，这就导

致电子设备结构的变革，使产品组装电路的结构微型化，产品结构进一步组合

化。

第一章塑胶零件结构设计

1-K材料及厚度

1.1＞材料的选取

a.ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直

接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支

撑架（键板支架、LCD支架）等。还有就是普遍用在电镀的部件

上（如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等）。目前常用奇美

PA-757>PA-777D等。

b.PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。适用于作高刚性、

高冲击韧性的制件，如框架、壳体等。常用材料代号：拜尔T85、

T65o

c.PC：高强度，价格贵，流动性不好。适用于对强度要求较高的

外壳、按键、传动机架、镜片等。常用材料代号如：帝人L1250Y、

PC2405.PC2605o

d.POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕

变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性

等。常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用

材料代号如：M90-44o

e.PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、

滑轮等。受冲击力较大的关键齿轮，需添加填充物。材料代号如：

CM3003G-30o

f.PMMA有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%

的太阳光，室外十年仍有89%,紫外线达78.5%o机械强度较高,

有一定的耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，

质较脆，常用于有一定强度要求的透明结构件，如镜片、遥控窗、

导光件等。常用材料代号如：三菱VH001。

L2壳体的厚度

a.壁厚要均匀，厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内，整个部

件的最小壁厚不得小于0.4mm,且该处背面不是A级外观面，并

要求面积不得大于100mm2o

b.在厚度方向上的壳体的厚度尽量在1.2~L4nun,侧面厚度在

1.5〜1.7mm；外镜片支承面厚度0.8mm,内镜片支承面厚度最小

0.6mmo

c.电池盖壁厚取0.81.0mmo

d.塑胶制品的最小壁厚及常见壁厚推荐值见下表。

塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值（单位mm）

工程塑料最小壁厚小型制品壁厚中型制品壁厚大型制品壁厚

尼龙(PA)0.450.761.502.40~3.20

聚乙烯(PE)0.601.251.602.40~3.20

聚苯乙烯(PS)0.751.251.603.20~5.40

有机玻璃0.801.502.204.00~6.50

(PMMA)

聚丙烯(PP)0.851.451.752.40~3.20

聚碳酸酯(PC)0.951.802.303.00~4.50

聚甲醛(POM)0.451.401.602.40~3.20

聚飒(PSU)0.951.802.303.00~4.50

ABS0.801.502.202.40~3.20

PC+ABS0.751.502.202.40~3.20

材料名称阻燃级

通用级阻燃耐候耐热级透明PA66+25%阻燃

(图纸材阻燃级ABSABS+PC合阻燃FCPMMAPA66

ABSABSABSPC玻纤

料标注)金PA66

阻燃V0级.热阻燃V0级，阻燃V0阻燃V0阻燃V0

阻燃V0阻燃

性能简介普ilABS变形温度和热变形温度级，耐级，综合级不透透明

级V0级

软化点较低较高，耐候温高性能好明

三星三星拜尔首诺东丽

三星三星三星VE・

SR-NH-PCPA66CM30

SD-0150VH-08150860T

0330M1000T280521SPC04

奇美奇美奇美奇美杜邦杜邦

奇美奇美PA・奇美

PA-PC-PC-CM-PA66PA66-

PA-757765APC-540

材料牌号7770110N110205101LFR50

金发金发

金发金发金发金发

JH960PA66-

HP-126HF-606FW-620JH830

6100RG251

GEGEGEGERF

GEX17

GPM5500FR15EXL93301005Z250

1.3、厚度设计实例

塑料的成型工艺及使用要求对塑件的壁厚都有重要的限制。塑件的壁

厚过大，不仅会因用料过多而增加成本，且也给工艺带来一定的困难，如

延长成型时间(硬化时间或冷却时间)。对提高生产效率不利，容易产生

汽泡，缩孔，凹陷；塑件壁厚过小，则熔融塑料在模具型腔中的流动阻力

就大，尤其是形状复杂或大型塑件，成型困难，同时因为壁厚过薄，塑件

强度也差。塑件在保证壁厚的情况下，还要使壁厚均匀，否则在成型冷却

过程中会造成收缩不均，不仅造成出现气泡，凹陷和翘曲现象，同时在塑

件内部存在较大的内应力。设计塑件时要求壁厚与薄壁交界处避免有锐

角，过渡要缓和，厚度应沿着塑料流动的方向逐渐减小。

1-2脱模斜度

2.1脱模斜度的要点

脱模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验和依照产品的

深度来决定。此外，成型的方式，壁厚和塑料的选择也在考虑之列。

一般来讲，对模塑产品的任何一个侧壁，都需有一定量的脱模斜度,

以便产品从模具中取出。脱模斜度的大小可在0.2°至数度间变化,

视周围条件而定，一般以0.5°至1°间比较理想。具体选择脱模

斜度时应注意以下几点：

a.取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大

方向取得，外形以大端为准，符合图样，斜度由缩小方向取得。如

下图l-lo

图1-1

b.凡塑件精度要求高的，应选用较小的脱模斜度。

C.凡较高、较大的尺寸，应选用较小的脱模斜度。

d.塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。

e.塑件壁厚较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用较大的数

值。

f.一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内。

g.透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。一般情况下，PS料脱

模斜度应大于3°,ABS及PC料脱模斜度应大于2。。

h.带革纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应加3°~5°的脱模斜度，

视具体的咬花深度而定，一般的晒纹版上已清楚例出可供作参

考之用的要求出模角。咬花深度越深，脱模斜度应越大.推荐值

为1°+H/0.0254°（H为咬花深度）.如121的纹路脱模斜度一

般取3°,122的纹路脱模斜度一般取5°。

i.插穿面斜度一般为1°~3。。

J.外壳面脱模斜度大于等于3。。

k.除外壳面外，壳体其余特征的脱模斜度以1°为标准脱模斜度。

特别的也可以按照下面的原则来取:低于3mm高的加强筋的脱模

斜度取0.5。，3~5nlm取1°,其余取1.5。；低于3mm高的腔体

的脱模斜度取0.5°,3~5nmi取1°,其余取1.5°

2.2常规斜度举例

a.下盖BOSS的斜度

图

b.当外形线在87。线之外时,产品外形脱模不好，要求修正。

c.按键周边的脱模斜度

条件限制脱模斜度

按键较高，（常B

周边要咬花纹

周边不咬花，且按键不高r

图

1-3、加强筋

为确保塑件制品的强度和刚度，又不致使塑件的壁增厚，而在塑

件的适当部位设置加强筋，不仅可以避免塑件的变形，在某些情况下,

加强筋还可以改善塑件成型中的塑料流动情况。

为了增加塑件的强度和刚性，宁可增加加强筋的数量，而不增

加其壁厚。

3.1、加强筋厚度与塑件壁厚的关系

当A.,*ioo%<8%时，就不易缗水.

D

分析:

1.61-1.50

x100%=7.3%<8.0%

1.50

3.2、加强筋设计实例

J9LJIL

NGOK

l-4>柱和孔的问题

4.1、柱子的问题

a设计柱子时，应考虑胶位是否会缩水。

b.为了增加柱子的强度，可在柱子四周追加加强筋。加强筋的宽

度参照图3-1。

柱子的缩水的改善方式见如图4-1、图4-2所示：改善前柱子的胶太

厚，易缩水；改善后不会缩水。

分析:

x100%=8.9%>8.0%

图4-2

4.2、孔的问题

a.孔与孔之间的距离，一般应取孔径的2倍以上。

b.孔与塑件边缘之间的距离，一般应取孔径的3倍以上，如因塑

件设计的限制或作为固定用孔，则可在孔的边缘用凸台来加强。

c.侧孔的设计应避免有薄壁的断面，否则会产生尖角，有伤手和

易缺料的现象。

NG0K

图4-3图4-4

4.3、“减胶”的问题

减胶处应做斜角过渡或大圆弧过渡，斜度不小于30度。

平短过度，

不易出现气来

图4-5

1-5螺丝及螺丝柱的设计

5.1公司常用塑胶螺丝规格及相应螺丝柱设计

通常采取螺丝加卡扣的方式来固定两个壳体，螺丝柱通常还起着对

PCB板的定位作用。

公司常用塑胶螺丝规格及相应螺丝柱设计

常用螺丝规格手位：mm

,2.002.3。2.6城3.0"3.5

-0-TU03±0.03±0.03+0.0510.05

1直径d公差

1

牙教/inch3232282424

牙距0.790.790.9071.0581.058

1常用长度L4~104~125~155~155~18

---d粗力要求2.5Kg2.5Kg3.5Kg5.OKg5.OKg

常用螺丝柱设计

内筏D1尺寸诸恼见《胶件嫖孔段让尺寸一敢要求》

外役D204.2064.50。5.00成5.5006.00

高度L14.5-10.54.5-12.55.5-15.55.5-15.55.5-18.

常用壁耳L22.302.302.302.302.30

科位L31.201.201.201.201.20

倒角L4（60。)0.800.800.800.800.80

甘位高度L53.0-5.03.0-5.03.0-5.03.0-5.03.0-5.0

百位宽度L61.01.001.001.001.00

t-fe宽度L79.009.010.010.011.0

5.2用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则

1.如成品是以支柱收紧螺丝的时侯，在成品的上壳身必须要有支柱套

来作定位之用。

2.跟据一般的安全规格标准，螺丝头必须收藏于不能触摸的位置，所

以高度必须有2.5mm或以上

3.以及，因为加上支柱套后会有Shapeedge的关系，所以在每一个

支柱套上壳收螺丝的地方，必须加上R1.0或以上的roundfilleto

4.为方便生产装配时的导入，所以在每一个支柱套的底部都可以不多

不少的加上Chamfer作导入之用。

5.而且因为定位的关系，在支柱套底部必须要有至少1mm的深度来收

藏支柱。

3.BOSS柱高度、壁厚、孔径要适当，防止塑胶外观面缩水；

7.BOSS柱应有足够的强度，防止断裂及变形。

BOSS（空心柱）

（1）尺寸设计要点

A）,对于镶嵌铜螺母的BOSS柱

如图boss_01和图boss_撷株,‘短、镶嵌铜螺母（热熔，超声）的BOSS

柱，确定BOSS柱的内孔DO,外孔D1和铜螺母与BOSS柱上下两端的间隙GO,G1

很重要。图boss_02

D0=DN+0.05DN：Screw_NUT（铜螺母）下端导向之直径；

Dl=D0+2*（0.6T）其中数值（0.6T）是保证铜螺母热熔时BOSS柱壁不破

裂的最小壁厚，一般取0.6T为0.85~0.9mm；

G0=0.05mHi〜0.1mm;

G1£0.5mm（视空间而定）；

L=0.6^0.8T（此值一般是视空间和防缩水但反面不可有水印而设

置）；

H=2-5T,（视空间结构而定）；

注意：1,为了铜螺母热熔导向方便，一般在BOSS柱上端内孔上做0.2x0.2

的导角；

2,BOSS内孔拔模角不宜太大，以防铜螺母紧固力不够，一般取0.5度拔

模角；

3,BOSS外侧面拔模角取1.0度即可。

下图表单列出铜螺母以及塑胶壳对应的设计参考值。

螺母尺寸规格表

单位：mm

螺牙塑胶孔径(参考值)塑胶最小厚生E

外径A长度B直径C深度D

Thread仅供参考因塑料而异

此为成型后下限值视空间可略为缩短

1.82.8

2.03.0

Ml.4*0.32.32.00.8

2.53.5

3.04.0

2.03.0

2.53.5

Ml.4*0.32.52.20.8

3.04.0

3.54.5

B),对于不需要镶嵌铜螺母的BOSS柱而言，其主要用来定位、热熔固定、加

强等等作用，此时主要考虑的是其缩水和强度问题，如图boss_01,对此，

D0=d0+0.1mmdO为与DO配合的BOSS柱(或者实心圆柱)

外径；

Dl=D0+2*(0.4-0.6T)其中数值(0.4厂0.6T)一般取0.7mm;

H=2丁5T一般H取3T;

C),BOSS螺丝锁合之配合

如上图图boss_03所示，一般在螺丝柱上对PCBA进行定位，在

BOSS柱外周做RIB的上表面隔位PCBA之Z轴方向，X和Y轴方向可以利用BOSS

柱外周做出小RIB之外周樨跳ss_O3

Dp=Dl+Xc其中，Dp：PCBA通过BOSS柱的孔径；

Xc：PCBA与BOSS柱间隙，若PCB由此BOSS柱定位

X和Y轴方向,则Xc取0.1mm,即Cpb=0.5*Xc=0.05mm;若此BOSS不定位X和

Y轴方向，则Xc取0.3mm,即Cpb=O.5*Xc=0.15mm;

Dr3=Dl+0.2

Crp=0.1mm

Crb=0.1mm

Drl=MS+0.3mmMS：表示螺丝螺牙公称直径；

Dr2=DS+0.5mmDS：表示螺丝帽公称直径；

Lrf=0.6mm〜1.0mmLrf：表示螺丝BOSS配合距离;

为了使上下壳BOSS柱配合时顺利，一般应该在R/HSG上做出0.3x0.3C的倒角。

(2),BOSS柱防缩水的一般结构及说明

如图，图boss_04所示，一般在BOSS柱表面可能缩水的地方做“火

山口

“火山口

1T

图boss_04

当T1N0.8T0,H25TO时，上图的“火山口”防缩水形式是很有

效的，具体的尺寸及细部形状一般由模具厂商根据经验确定。

（3）,BOSS柱强度加强的一般结构及说明

如图图boss_05,所示，对于比较高的BOSS柱，即HN5T,

一般采用在BOSS柱加4个三角形RIB的结构来加强BOSS柱，如图

图boss06所示，RIB的宽度W=0.4丁0.6T（一般取0.7mm宽度即可），

Hc=0.5mm"1.0mm,（一般根据空间结构而定，建议RIB不要与BOSS上表面平）。

4个加强RIB

图boss_05图boss_06

H》5T;

Hc=0.5〜1.0；

B=1.5T〜4T,（一般取B=2T）;

W=0.4T〜0.6T,（一般取

W=0.7mm）;

Draft=0.5°~1.5°

图boss_07

用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则请参照表5-2＞表5-3所示设

计；两壳体螺柱面之间距离间隙取0.1mm。

5.3不同材料、不同螺丝的螺丝柱孔设计值

如表5-2＞表5-3所示。

普通牙螺丝

螺丝规格

02.002.302.602.803.003.5

工程塑料孔径公差孔径公差孔径公差孔径公差孔径公差孔径公差

+0*0.05♦0+0+0.05+0.05

ABS1.70-0.051.90-02.20-0.052.40-0.052.50-02.90-0.05

+0.05+0♦0*0.05*0♦0.05

PC1.70-02.00-0.052.30-0.052.40-02.60-0.053.00-0.05

+0.05♦0.05♦0.05+0+0.05♦0.10

POM1.60-01.80-02.10-02.30-0.052.40-02.80-0

+0.05+0.05+0.05+0+0.05♦0.10

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+0.05*0♦0+0.05+0♦0.05

PC+ABS1.70-02.00-0.052.30-0.052.40-02.60-0.053.00-0.05

快牙螺丝

螺丝规格

02.002.302.602.803.003.5

工程塑料孔径公差孔径公差孔径公差孔径公差孔径公差孔径公差

*0.05*0*0.05*0*0♦0.05

ABS1.60-01.90-0.052.102.30-0.052.50-0.052.90-0.05

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*0♦0.05♦0.05♦0.05+0.05♦0.05

POM1.60-0.051.80