手机结构分析.docx

手机结构分析.docx

《手机结构分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《手机结构分析.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

手机结构分析

手机结构分析

目录

手机结构授课讲义1

手机结构设计的一般准则3

手机结构设计指南之总体设计3

手机的一般结构4

手机结构设计标准6

手机结构设计经验点滴15

手机结构设计经验总结17

手机结构设计指南--壳体设计18

手机结构授课讲义

一、手机从整体结构可以分为两种形式：

　　1．一体平面式 

　　2．折叠式 

　　A．平面式的前后盖分别称为---Front Housing and Rear Housing 

　　B．折叠式首先分为两部分---Base and Folder 

　 Folder部分----装有LENS的盖子称为Folder Front Housing 贴有标牌的盖子称为Folder Rear Housing 

       Base部分----装有字键的盖子称为Base Front Housing 装电池的这面盖子称为Base Rear Housing 

      Housing的材料一般都是----ABS+PC 这两种材料有不同的优缺点。

PC流动性差，但机械性能好。

ABS流动性、电镀、喷涂效果好，但机械性能不如PC。

如果有电镀要求，则材料中PC的含量不能大于30%，因为加PC后对电镀的附着力有影响。

    电池盖 ：

    材料一般也是pc + abs。

　　有两种形式：

整体式，即电池盖与电池合为一体；分体式，即电池盖与电池为单独的两个部件。

　　连结方式：

通过卡勾 + push button（多加了一个元件）和后盖连结。

二、除了前后盖，手机还有以下几部分组成 

　　1.LCD LENS—用来保护LCD ，是一种光学镜片，也就是一片磨光的或注塑成的玻璃或其他透明的物质，有两个相反的表面，其中的一个或两个都成曲面。

　材料：

材质一般为PC或压克力； 

    连结方式：

一般用卡勾+背胶与前盖连结或者只用背胶与前盖连接。

　　2.按键按照材料的不同可以分为三种 

　　1）完全是RUBBER，优点是成本比较低 

　　2）完全是PC， 

　　3）RUBBER+PC， 

　　3.Dome分布在按键的下面，按下去后，它下面的电路导通，表示该按键 被按下。

　　根据材料的不同分为两种：

Mylar dome和metal dome，前者是聚酯薄膜，后者是金属薄片。

Mylar dome 便宜一些。

    连接方式：

直接用粘胶粘在PCB上。

　　4.PCB板---我们用的PCB板一般都是双面板，也就是说中间夹层的两面都分布着铜线，这样PCB板的两面都可以布零件，这些零件包括电容、电阻、IC、CONNECTOR、LCD、Shilding Case、Metal Dome。

　　5．  天线 

　　分为外露式和隐藏式两种，一般来说，前者的通讯效果较好，标准件，选用即可。

连结方式：

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。

　　6.Speaker、Microphone、Buzzer是三种于声音有关的装置，在Housing上要留出发生孔，所以在设计之前我们就要注意他们的位置。

Speaker（Receiver Speaker）通话时接受发出声音的元件。

为标准件，选用即可。

　　连结方式：

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。

　　7.Ear jack（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。

　　8.Motor 

　　motor 带有一偏心轮，提供振动功能。

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。

　　9.LCD—我们将设计要求直接发给厂商 

　　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PCB的连结：

一种是直接通过导电橡胶接触；一种是排线的形式，将排线插入到PCB上的插座里。

　　10.Shielding case 

　　一般是冲压件，壁厚为0.2mm。

作用：

防静电和辐射。

　　11.其它外露的元件 

　　test port直接选用。

焊接在PCB上。

在housing 上要为它留孔。

　　SIM card connector直接选用。

焊接在PCB上。

在housing 上要为它留孔。

　　battery connector直接选用。

焊接在PCB上。

在housing 上要为它留孔。

　　charger connector直接选用。

焊接在PCB上。

在housing 上要为它留孔。

　　12.LED发光二极管，为手机提供背光，可分为两组，一组在LCD上，提供显示屏幕的照明，一般有2-6颗。

一组在键盘上提供按键部分的照明，一般有4-6颗。

手机结构设计的一般准则

总原则：

结构设计力求合理，模具制作简单，装配方便，省时省料。

1.在满足设计要求的前提下，尽可能地采用Common件及Common结构，以缩短设计周期，降低成本。

需留意的是，在考虑采用Common件时，需了解该模具是否够用及寿命情况，并且需注意CommonPart尽量避免改模。

2.采用均匀壁厚设计，利于注塑以保证高质量的外表面，若一定要局部减胶，深度应小于该处壁厚的1/3并辅以圆角过渡，以免出现烘痕，影响表面质量。

3.胶件表面一般要求用蚀纹装饰，现在一般采用电火花纹。

火花纹能很好的掩饰表面注塑缺陷，

4.两配合壳体侧壁厚度至少一边建议设计到1.5~1.6mm以保证壳体强度。

5.Fliprear与Housingfront之间的间隙建议留到0.4mm以上。

6.所有零件要进行干涉和拔模检查。

手机结构设计指南之总体设计

总体布局

1.创建2D效果图。

所有外观线条尽量顺畅，2D要正确，不能出现与3D可能矛盾的作品。

此项工作由ID完成。

设计时需要以PCBLAYOUT为参照，尽量将使手机的外轮廓线包住pcb的外轮廓，并要保留一定的间隙。

2.绘制手机轮廓线。

首先将ID的2D效果图贴图至pro/e中，根据PCB的最大外轮廓，进行比例及位置的调整。

在高度方面，要考虑较高元件有足够的空间，如Receiver、Microphone、Speaker、Phonejack，camera等，确保装配空间足够，间隙合理。

画出“危险”截面图，保证扣位空间及位置正确。

根据贴图绘制手机的主轮廓线及侧面轮廓线。

如果2D效果图的轮廓线不能放置部分元件，可以适当调整PCB上元件如LCD、Shielding、Receiver、Buzzer、Microphone和电池有足够的空间。

在预留空间时要考虑Speak和Receiver的音腔和出声通道。

3.确定PartingLine。

首先创建Partingsurface，然后将轮廓线投影至partingsurface上生成partingline。

PartingLine在高度方向的位置要尽可能与PCB板相错位或远离PCB，以得到较好的ESD性能。

另外还要注意P/L与侧键在高度上的关系，一般是P/L线平分手机上的SideKey孔或位于sidekey空的一侧。

4.确定转轴的位置。

转轴的位置一般受ID的影响比较大，需依照ID的效果图确定大概位置。

在结构上，转轴必须保证足够的径向空间。

轴的壁厚一般不小于1.2MM，转轴壁与housingfront的间隙一般为0.3MM。

housingfront在轴处的壁尽量不要因为轴的位置偏低而透空。

所以轴心的高度应高于PCB板在轴区域最高元件2.2MM（最高元件处housingfront的壁厚透至0.6MM）。

此外，在进行结构设计时，需要设计轴的预压角度。

FLIP合上时,要有大约15-20度预压；张开时，大约5-10度预压。

手机的一般结构

手机结构一般包括以下几个部分：

   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；

   连结：

与下盖一般采用卡勾+螺钉的连结方式（螺丝一般采用φ2，建议使用锁螺丝以便于维修、拆卸，采用锁螺丝式时必须注意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：

采用卡勾+螺钉的连结方式与上盖连结；

   3、按键

   材料：

Rubber，pc+rubber，纯pc；

   连接：

Rubberkey主要依赖前盖内表面长出的定位pin和boss上的rib定位。

Rubberkey没法精确定位，原因在于：

rubber比较软，如keypad上的定位孔和定位pin间隙太小（<0.2-0.3mm），则keypad压下去后没法回弹。

   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。

   材料：

有两种，Mylardome和metaldome，前者是聚酯薄膜，后者是金属薄片。

Mylardome便宜一些。

   连接：

直接用粘胶粘在PCB上。

   5、电池盖

   材料一般也是pc+abs。

   有两种形式：

整体式，即电池盖与电池合为一体；分体式，即电池盖与电池为单独的两个部件。

   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、结构等方面都有较大变化；

   7、天线

   分为外露式和隐藏式两种，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、Motor

   motor带有一偏心轮，提供振动功能。

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PCB的连结：

一种是直接通过导电橡胶接触；一种是排线的形式，将排线插入到PCB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。

手机结构设计标准

手机结构设计标准

一．天线的设计

1， PIFA双频天线高度≥7mm,面积≥600mm2，有效容积≥5000mm3PIFA

2， 三频天线高度≥7.5mm,面积≥700mm2，有效容积≥5500mm3

3， PIFA天线与连接器之间的压紧材料必须采用白色EVA（强度高/吸波少）

4， 圆形外置天线尽量设计成螺母旋入方式非圆形外置天线尽量设计成螺丝锁方式。

5， 外置天线有电镀帽时，电镀帽与天线内部外壳不要设计成通孔式,否则ESD难通过。

6， 内置单棍天线，电子器件离开天线X方向10（低限8），天线尽量靠壳体侧壁，天线倾斜不得超过5度，PCB天线触点背面不允许有金属。

7，内置双棍天线如附图所示，效果非常不好，硬件建议最好不要采用

8， 天线与SIM卡座的距离要大于30MMGUHE电工天线，周围3mm以内不允许布件，6mm以内不允许布超过2mm高的器件，古河天线正对的PCB板背面平面方向周围3mm以内不允许有任何金属件

二．翻盖转轴处的设计：

1， 尽量采用直径5.8hinge，

2， 转轴头凸出转轴孔2.2，5.8X5.1端与壳体周圈间隙设计单边0.02,2D图上标识孔出模斜度为0

3， 孔与hinge模具实配，为避免hinge本体金属裁切毛边与壳体干涉，

4， 5.8X5.1端壳体孔头部做一级凹槽（深度0.5,周圈比孔大单边0.1），

5， 4.6X4.2端与壳体周圈间隙设计单边0.02,,2D图上标识孔出模斜度为0，

6， 孔与hinge模具实配，hinge尾端（最细部分）与壳体周圈间隙设计0.1

7， 深度方向5.8X5.1端间隙0，4.6X4.2端设计间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成

8， 壳体装配转轴的孔周圈壁厚≥1.0非转轴孔周圈壁厚≥1.2

9， 主机、翻盖转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2

10，壳体非转轴孔与另壳体凸圈圆周配合间隙设计单边0.05,不允许喷漆，

深度方向间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成

11，凸圈凸起高度1.5,壁厚≥0.8，内要设计加强筋（见附图）

12，非转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2，凸圈必须设计导向圆角≥R0.2

13，HINGE处翻盖与主机壳体总宽度，单边设计0.1,试模适配到喷涂后装入方便,翻盖无异音,T1前完成

14，翻转部分与静止部分壳体周圈间隙≥0.3

15,翻盖FPC过槽正常情况开到中心位，为FPC宽度修改留余量

16,转轴位置胶太厚要掏胶防缩水

17,转轴过10万次的要求，根部加圆角≥R0.3（左右凸肩根部）

18,hinge翻开预压角5～7度（2.0英寸以上LCM双屏翻盖手机采用7度）；合盖预压为20度左右

19,拆hinge采用内拨方式时，hinge距离最近壳体或导光条距离≥5。

如果导光条距离hinge距离小于5，设计筋位顶住壳体侧面。

三.镜片设计

1， 翻盖机MAINLCDLENS模切厚度≥0.8；注塑厚度≥1.0，设计时凹入FLIPREAR0.05

2， 翻盖机SUBLCDLENS模切厚度≥1.2；注塑厚度≥1.2（从内往外装配的LENS厚度各增加0.2）

3， 直板机LENS模切厚度≥1.2；注塑厚度≥1.4（从内往外装配的LENS厚度各增加0.2）

4， cameralens厚度≥0.6（300K象素以上camera，LENS必须采用GLASS）

5， LENS与壳体单边间隙：

模切LENS:

0.05;注塑LENS:

0.1LENS双面胶最小宽度≥1.2（只限局部）

6， LENS镭射纸位置双面胶避空让开，烫金工艺无需避空

7， LENS保护膜必须是静电保护模，要设计手柄，手柄不露出手机外形，不遮蔽出音孔

8， LENS在3D上丝印区要画出线，IMD/IML工艺LENS丝印线在2D图上标注详细尺寸，并CHECKIDARTWORK正确

9， LENS入水口在壳体上要减胶避开.（侧入水口壳体设计插穿凹槽，侧入水口插入凹槽，凹槽背面贴静电保护膜防ESD）

10，LENS尽量设计成最后装入，防灰尘.

四．电芯规格

1， 电芯规格和供应商在做ARCH时就要确定完成

2， 电芯3D必须参考SPEC最大尺寸

3， 电芯与电池壳体厚度方向单边留间隙0.2（膨胀空间0.1mm+双面胶0.1）

4， 胶框超声+尾部底面接触方式内置电池，电池总长方向预留8以上（如果电芯是聚合物型，封装口3MM不计算在内），宽度方向预留2。

左右胶框各1.0,前后胶框各1.5,保护PCB宽5.0。

5， 普通锂电芯四周胶框+正反面卷纸方式+尾部侧面接触方式内置电池，电池总长方向预留5以上，宽度方向预留3。

左右前3处胶框各1.5,后部3.5做保护PCB和胶框。

外置电池前端（活动端）与base_rear配合间隙0.15，后端配死

6， 外置电池定位要求全在电池面壳batt_front。

外置电池后面三卡扣，中间定左右（0.05间隙），两边定上下（0配0）。

外置电池前端左右各一个5度斜面定位（0.05间隙），外置电池前下边界线导C0.3以上斜角，方便装配。

电池壳前端小扣位顶面倒个大斜角，最小距离处与主机壳体间隙0.05，小扣位扣住0.35

7， 外置电池/内置电池/电池外壳设计取出结构（扣手位或BASEREAR设计2个弹片）

8， 内置电池靠近金手指侧设计两个扣插入壳体，深度方向间隙0，左右两个定位面，间隙0.05

9， 内置电池，壳体左右或上下（远离扣位）设计卡扣固定电池另一端:

卡扣设计成圆弧面与电池接触（可参考SHIELDING的卡扣）。

以方便取出为准。

10，内置电池要设计取出结构（扣手位）

11，内置电池与壳体X方向间隙单边0.1，Y方向靠近金手指侧0,另侧0.2

12，内置电池的电池盖按压扣手位，与后壳深度避空0.8，避空面积>140，避空位半圆的半径>8。

（参考Stella项目）

13，电池盖/或外置电池所有插入壳体的卡扣受力角必须有R0.3圆角，壳体对应的槽顶边必须有R0.3圆角，避免受力集中断裂

14，电池的卡扣要设在电池的接触片附近来防止电池变形过大

15，电池接触片（弹片处于压缩工作状态）要Batt_connector对正

16，尽量选用中间有接触凸筋或较窄的电池connector，保证connector弹片倾斜也不会接触壳

17，电池连接器在整机未装电池的状态下可以用探针接触（不要被housing盖住）

18，金手指间电池壳筋设计0.3宽，壳体周圈倒角C0.1X45度，保证电池金手指尽量宽（金手指宽度1.2）

19，金手指沉入电池壳0.1，要求金手指采用表面插入方式（不允许采用从内往外装配方式）保证强度

20，电池底要留0.1深的标签位，标签槽要有斜角对标签防呆

21，正负极在壳体上要画出来，并需要由硬件确认

22，电池超声线设计成整条（不要做成间断状，跌落易开）并设计溢胶槽。

（前部是最容易开的地方）.（可以通过超声线下面走斜顶方式防缩水）.电池的超声线尺寸底部宽0.40mm,高0.40mm，前后壳间隙为0.10mm，超声线熔掉0.30mm保证前后壳的结合强度

23，外置电池与电池扣配合的勾槽设计在外壳上，避免多次拆卸超声线损坏

24，内置电池扣手位设计在带电池插扣的壳上，避免多次拆卸超声线损坏

25，外置电池或电池盖应有防磨的高点

26，电池扣的参考设计？

？

？

？

（深圳提供）

五．胶塞的结构设计

1， 所有tpu塞全部放在塑胶模具厂（rubber塞子放在keypad厂）

2， 所有塞子要设计拆卸口（≥R0.5半圆形）

3， 所有塞子（特别是IO塞）不能有0.4厚度的薄胶位，因插几次后易变形

4， 所有的翻盖机都要有大档块，在翻盖打开与大档块接触时，翻盖面与主机面两凸肩的距离要在0.5MM以上，要求大档块与翻盖在小于翻开角度2度时接触，接触面为斜面，斜面尽量通过轴的法线

5， FLIP旋转过程中，转轴处flip与base圆周间隙≥0.3，大挡垫底面凹入壳体0.3,与周圈壳体周圈间隙0.05大挡垫设计两个或三个拉手，尽量靠边，倒扣高1.0（直伸边0.30）,勾住壳体单边0.3，否则难拉入

6， 壳体耳机处开口大于耳机插座（PLUG）单边0.3

7， 耳机塞外形与主机面配合单边0.05间隙

8， 耳机塞卡位如不是侧卡在壳体上方式的，设计椭圆旋转90度装配方式。

旋转前单边钩住0.2,旋转后单边钩住0.65

9， 耳机塞插入耳机座部分设计“十”筋形状，深度插入耳机座2.0，筋宽0.8,外轮廓与phonejack孔周圈过盈单边0.05。

“十”筋顶面倒R0.3圆角，方便插入。

如果耳机塞是采用侧耳挂勾在壳体方式的，靠近挂勾的筋顶面导C0.5斜角，保证塞子斜着能塞入。

连接部位，在外观面或内面做一个反弹凹槽（胶厚0.6，宽度0.7，）方便塞子弯折，（如果胶厚<=0.6，不需要设计反弹凹槽）

10，I/O塞与主机面配合单边0.05间隙

11，I/O塞加筋与I/O单边过盈0.05，倒C角利于装配.I/O塞加筋应避开I/OCONNECTOR口部突出部位－－－进行实物对照

12，RF测试孔ф4.6mm

13，RF塞与主机底0对0配合

14，RF塞设计防呆

15，RF塞和螺丝塞底部设计环形过盈单边0.1较深螺丝冒设计排气槽

六．壳体结构方面

1， 平均壳体厚度≥1.2，周边壳体厚度≥1.4

2， 壁厚突变不能超过1.6倍

3， 筋条厚度与壁厚的比例为不大于0.75，所有可接触外观面不允许利角,R≥R0.3

4， 止口宽0.65mm，高度≥0.8mm（保证止口配合面足够,挡住ESD）

5， 止口深度非配合面间隙0.15止口配合面5度拔模，方便装配

6， 止口配合面单边间隙0.05美工槽0.3X0.3，翻盖/主机均要设计。

设计在内斜顶出的凹卡扣壳体上。

（不允许设计在外滑块出的凸卡扣壳体上，避免滑块破坏美工槽外观）

7， 死卡（最后拆卸位置）扣位配合≥0.7；活卡扣位配合0.5mm（详见图）

8， 卡扣位置必须封0.2左右厚度胶。

即增加了卡扣的强度也挡住了ESD

9， 扣斜销行位不得少于4mm.在此范围内应无其他影响行位运动的特征

10,螺丝柱内孔φ2.2不拔模,外径φ3.8要加胶0.5度拔模，内外根部都要倒R0.2圆角

11,螺母沉入螺丝柱表面0.05螺丝柱内孔底部要留0.3以上的螺母溶胶位，内部厚度≥0.8.根部倒圆角

12,与螺丝柱配合的boss孔直径φ4，与螺丝柱配合单边间隙0.1（详见图14）

13,boss孔位置要加防拆标签，壳体凹槽厚度0.1

14,翻盖底（大LENS）与主机面（键帽上表面）间隙≥0.4

15,检查胶厚或薄的地方，防止缩水等缺陷（X\Y\Z方向做厚度检查）

16,主机面连接器通过槽宽度按实际计算，连接器厚度单边加0.3MM