第一章總體結構設計
一、手機總體尺寸長、寬、高的确定
(一)
寬度(W)計算:
寬度一般由LCD、主機闆、電池三者之一決定。
1、 LCD決定寬度W1:
W1 =A+2(2+0.5)=A+5
2、主機闆PCB決定寬度W2:
W2 =A+2(2+0.5)=A+5
3、電池決定寬度W3:
此為正常方案
W3=A+2(0.3+0.7+0.5+1)=A+5
W3=A+2(0.3+0.7+0.5+1)=A+5
此為手機變窄方案
W3=A+2(0.3+1)=A+2.6
然後比較W1、W2、W3的大小,其中值最大的為手機的寬度。
(二)、厚度(H)計算:
1、直闆手機厚度(H):
(1)、直闆手機的總厚度H:
直闆手機厚度H由以下四部分組成:
①電池部分厚度H1;
②電池與PCB闆間的厚度H2;
③PCB闆厚度H3;
④LCD部分厚度H4。
(2)、電池部分厚度H1:
H1=A1+1.1
(3)、電池與PCB闆間的厚度H2:
H2=屏蔽罩高度A+标簽0.2+與電池部分的間隙0.2=A+0.4。
(4)、PCB的厚度H3:
手機的PCB闆的長度大于80時,H3=1,否則PCB闆易翹曲變形;
手機的PCB闆的長度小于80時,H3=0.8。
(5)、LCD部分厚度H4:
H4=A2+1.9
2、翻蓋手機(翻蓋上裝有LCD)厚度H:
(1)、翻蓋手機(裝有LCD)的總厚度H:
H=H1+H2+H3+H4+H5
翻蓋手機的厚度H由以下五部分組成:
①電池部分厚度H1;
②電池與PCB闆間的厚度H2;
③PCB闆厚度H3;
④PCB闆與LCD部分的厚度H4;
⑤LCD部分(即翻蓋)的厚度H5。
(2)、電池部分厚度H1:
電池部分厚度與直闆手機相同,參考直闆手機的計算方法。
(3)、電池與PCB闆間的厚度H2:
電池與PCB闆間的厚度與直闆手機相同,參考直闆手機的計算方法。
(4)、PCB闆厚度H3:
PCB闆的厚度與直闆手機相同,參考直闆手機的計算方法。
(5)、PCB闆與LCD部分(即翻蓋)間的厚度H4:
(6)、LCD部分(即翻蓋)厚度H5:
LCD部分的厚度取決于LCD的放置方式,通常有以下兩種形式:
要求B≥0.6,是因為當小護鏡承受較大的力時,要保證小護鏡變形後,小護鏡不能接觸到 LCD,以免使LCD損壞。
3、翻蓋手機(沒裝LCD)的厚度H:
(1)、翻蓋手機(沒裝LCD)的總厚度H:
H=H1+H2+H3+H4+H5+0.5
翻蓋手機(沒裝LCD)的總厚度H由以下五部分組成:
①電池部分厚度H1;
②電池與PCB闆間的厚度H2;
③PCB闆厚度H3;
④LCD部分的厚度H4;
⑤翻蓋的厚度H5。
(2)、H1、H2、H3、H4:
這四部分的厚度與直闆手機的相同,參考直闆手機的計
算方法。
(3)、翻蓋的厚度H5:
H5≥A+1.6(通常A=3.4)
(三)、長度(L)計算:
手機長度主要由機芯、LCD、電池這三者之一決定的。
1、機芯決定手機總長度L1:
機芯部分主要考慮:
①A4——I/O連接配接器(I/O connector)與外殼間所留距離,當I/O連接配接器處無I/O口塞時A4≥0.4,有I/O口塞時A4=0.8~1.2,保證I/O連接配接器不超出手機外殼表面,同時又要保證I/O連接配接器能與充電器的I/O口塞子配合;
②A3——I/O連接配接器長度;
③1.2——I/O連接配接器與SIM卡間所留距離= I/O連接配接器與機殼的間隙0.5 + 機殼壁厚0.6 + 機殼與SIM卡的間隙0.1;
④A2=15——SIM卡長度,因為SIM卡為标準件;
⑤1.3——SIM卡與屏蔽罩間所留距離= SIM卡與機殼的間隙0.1 + 機殼壁厚0.7 + 機殼與屏蔽罩的間隙0.5;
⑥A1——布元器件主要區域長度,應與硬體工程師讨論決定,保證元器件能布下;
⑦2.5——PCB闆與機殼外表面距離= 間隙0.5+機殼壁厚2。
2、 LCD決定手機總長度L2:
(1)、要求受話器(receiver)四周封閉:
L2=A1+A2+A3+A4+B+2
①A1——翻蓋的轉軸部分長度,它由轉軸的直徑D決定:
其中0.5的間隙是為了保證翻蓋轉動時,不會與手機前殼發生幹涉。
②A2——螺釘部分長度:
(a)當螺釘部位與LCD的邊緣相交即C>0時,A2 = 3.8,如下圖所示:
(b)當螺釘部位與LCD邊緣不相交即C≤0時,A2=2:
A2=LCD與機殼的間隙0.5 + 機殼壁厚1.5。
③A3——LCD長度;
④A4——受話器部分長度:
A4=受話器的長度10+筋的厚度2*0.5+間隙0.5=11.5;
⑤B——Receiver的筋與機殼的間隙:
當倒扣在裡側時,B≥6,為倒扣處模具的側抽芯所留的空間;
當倒扣在外側時,B≥0.6,因為此時模具的側抽芯在機殼外側;
(2)、不要求Receiver四周封閉
L2=A1+A2+A3+A4+B+2≥A1+A2+A3+13.6
其中A1、A2、A3參照“要求receiver四周封閉”的計算方法。
3、電池決定手機總長度L3:
需考慮的尺寸:
①B1——由外觀決定;
②8~10——電池扣長度:保證電池扣的導向總長度不小于8,使電池扣的滑動可靠;
③2.2~2.3——電池扣與電池芯間的距離:
④A——電池芯的長度;
⑤≥8.8——電池芯與電池面殼外表面的距離:
(a)電池裡殼壁厚0.7:是為了保證超音波焊接後的熔接痕寬度;
(b)電池保護闆與電池裡殼的間隙0.5:比另一端的間隙大,主要因為該端存在電池保護闆與電池連接配接器之間的定位;
(c)電池保護闆的寬度要≥5。
⑥B2——由外觀決定。
二、
局部核算及注意事項:
(一)、寬度核算:
寬度方向需局部核算的地方是倒扣部位的寬度,要保證倒扣處有2.2的寬,詳細設計見普通倒鈎的結構設計。
(二)、厚度核算:
1、直闆手機的厚度核算:
直闆手機需厚度核算的主要有:
①SIM處的厚度核算;
②鍵盤處的厚度核算。
(1)SIM卡處厚度核算:
若H2<A+1.75,則考慮能否把電池芯與壓扣部位錯開,保證壓扣與電池部分不發生幹涉;< P>
若H2≥A+1.75,則SIM卡處厚度是足夠的。
(2)、按鍵處厚度核算:
H4≥2.15合格
2、 翻蓋手機(裝有LCD)的厚度核算:
翻蓋手機(裝有LCD)需厚度核算的地方:SIM卡處厚度核算。
其核算方法與直闆手機相同。
3、
翻蓋手機(沒裝LCD)的厚度核算:
翻蓋手機(沒裝LCD)需厚度核算的有:
①SIM卡處厚度核算;
②按鍵處厚度核算。
(1)、SIM卡處厚度核算:
翻蓋手機(沒裝LCD)在SIM卡處的厚度核算與直闆機相同。
(2)、按鍵處厚度核算
H4≥2.65合格
第二章零件設計
一、零件材料選擇
手機結構件主要用熱塑性塑膠。熱塑性塑膠中又以PC、ABS或者PC與ABS的混合材料用得居多。零件材料不同,零件的結構設計也有所不同,故在作總體結構和零件設計之前應确定手機零件的材料。
二、手機零件設計總體要求:
①滿足強度、剛度、韌性、硬度、沖擊性等實體性能的要求,實作使用功能;
②盡可能不改變外觀;
③零件容易加工;
④零件成本低;
⑤符合裝配工藝性;
⑥符合維修工藝性;
⑦盡可能标準化、通用化;
⑧符合設計規範;
⑨滿足零件檢驗、實驗要求,保證品質;
⑩符合手機使用壽命。三、零件結構設計
(一)、壁厚及間隙
①通常(PC、ABS料)壁厚選用0.8~1.5;
②與外觀相關的壁厚要大于等于0.6;
③SIM卡下面的機殼壁厚設計為0.4~0.5,多數情況下選用0.5;
④局部的不影響外觀、不受力、面積小于10mm2的地方:
(a)若四周有連接配接的,壁厚不允許小于0.3;
(b)若隻有兩面有連接配接的,壁厚不允許小于0.4。
⑤PCB闆元器件與機殼在長度、寬度方向的間隙要大于等于0.5,但允許局部(長度小于10)的地方間隙為0.3;在厚度方向的間隙至少留0.2,隻允許局部地方(如電池與SIM卡扣處的機殼的間隙可為0.1)。
⑥導航鍵、側鍵的間隙為0.15mm。
(二)、筋
根據筋的功能分類,筋主要有加強、定位筋和壓SIM卡的筋。
(1)加強筋
(2)定位筋
①電池面殼上用于定位的筋如圖(1);
②前後殼側面用于定位的筋如圖(2)。
如:A=A-0.030
B=A±0.02=(A+0.1)-0.08-0.12
即:間隙0.05,過盈0.02
圖(1)
圖(2)
(3)、壓SIM卡的筋
(三)、鑲件
鑲件的形式通常有以下兩種形式,一般選用第二種形式,它更可靠些。
(四)、電池扣
①要避免電池扣自鎖;
②電池扣的倒向槽總長度不得小于8;
③要保證電池扣容易裝進去,能夠取出來;
④電池扣的配合面無拔模斜度。
(五)、電池卡扣
要保證卡扣饒着A、B點能夠轉出,需核算該距離。
(六)、電池
電池設計三原則:
①電池與後殼配合的卡扣都做倒電池面殼上;
②電池保護闆不能小于5;
③超音波焊接做在電池裡殼上。
(七)、Metaldome的設計
metaldome可貼在PCB上,也可貼在鍵盤上。
貼在PCB闆上所具有的優點:①防靜電;②與PCB密封,可有效防灰塵等。但它的不足之處在于:①易損壞PCB上的元器件;②metaldome與按鍵間的裝配誤差大。
相反地,貼在鍵盤上則克服了上種情況的不足,但在防靜電、防灰塵方面又不如上種情況好。
一般metaldome的直徑為5,而與它接觸的按鍵上的凸台的直徑為2。要求按鍵上的凸台與metaldome之間的裝配誤差小于0.2。
metaldome在PCB上的焊盤設計如下:
(八)、裝飾條:
(九)、倒扣:
1、倒扣的位置:
2、倒扣的設計
①上端倒扣,前後殼滑動扣住時A=0.8~1.2;
②上端倒扣,前後殼靠倒扣的塑性變形扣住(如手機s288)時A=0.5~0.6;
③普通倒扣,A=0.4。
(十)、LCD的結構設計
A1——為LCD點陣區尺寸,由LCD規格書确定;
A2——為LCD最大可視區尺寸,由LCD規格書确定;
A3——在滿足條件下,A3越大越好,這樣LCD的可視面積較大。
LCD設計滿足以下條件:
A3—A1≥0.5;
A2—A3≥0.5;
A4—A3≥0.5;
A5—A4≥0.3最優,A5—A4=0極限;
A6—A4≥0.5最優,A6—A4≥0.2極限;
(十一)、按鍵設計
按鍵的上表面的面積要大于25mm2。
(十二)、倒扣與PCB闆幹涉處理:
前後倒扣處厚度有2.6mm,左右倒扣處厚度有2.2mm,若與PCB闆發生幹涉,解決方案之一:挖掉PCB闆。
(十三)、結構件的固定形式:
①螺紋;②倒扣;③熱鉚接;④超音波焊接;⑤不幹膠粘接;⑥膠水粘接;⑦緊配合。
(十四)、轉軸部位的設計
(十五)、膠、防塵圈的設計
1、材料的選擇,原則上選用“首選”的膠,若要選用“次選”的膠則要通過評審:
(1)護鏡上用的膠:
首選:Tesa4965(0.2厚),Tesa4967(0.16厚);
次選:3M9495LE(0.15厚),Tesa4965PV4。
(2)防塵圈材料:
首選:SR-S-40P(未壓縮0.5厚,加膠的厚度不超過0.05),Poron公司;
次選:Poron4790-92-25021-04-P(未壓縮0.53厚,加膠的厚度不超過0.05)、
Poron4790-92-30012-04P(未壓縮0.3厚,加膠的厚度不超過0.05)。
(3)熱熔膠:
首選:Tesa8401(0.2厚);
次選:3M615S(0.2厚)。
2、膠和防塵圈原則上用手工粘貼,是以要求膠和防塵圈的沖切工藝如下:
3、、在膠、防塵圈的設計圖紙中要表明包裝方式,參考如下:
4、對于膠的設計還應該考慮粘貼時便于勞工用鑷子去掉膠的保護膜,即要求在保護膜上有一條小縫:
(十六)、減震墊的設計
(十七)、I/O連接配接器處機殼設計
(十八)、屏蔽罩設計
A) 僅有屏蔽蓋 B1)屏蔽蓋上有孔(屏蔽罩和支架組合在一起後,貼片)
屏蔽罩的分類:
B) 屏蔽蓋+屏蔽支架組成 B2)屏蔽蓋上無孔(分開包裝,分開貼片)
屏蔽片設計規範:
1)
拔模斜度:2°~4°,設計尺寸應為開口端尺寸。(适用于A、B兩種情況)
2)
材料為鎳白銅 C7521R-H, 厚度為0.2mm。(适用于A、B兩種情況)
3)
屏蔽蓋 + 支架的互相配合尺寸(适合于B):
屏蔽罩有轉角時,要求屏蔽蓋和屏蔽支架互相錯開,保證裝配後轉角處無孔:H3=H1+H2-0.1~0.2
5)
屏蔽支架挖空的位置要有利于測試、維修。
6)
屏蔽支架要留合理的吸盤位置便于貼片(SMT),圓盤狀要求直徑≥Φ5,方形要求4X4。
第三章PCB布闆圖
PCB布闆圖是與硬體工程師交流的重要工具,其規範如下:
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