Proe/Creo产品设计-手机结构设计规范

第一章总体结构设计

一、手机总体尺寸长、宽、高的确定

(一) 宽度(W)计算：

宽度一般由LCD、主板、电池三者之一决定。

1、 LCD决定宽度W1：

W1 =A+2(2+0.5)=A+5

2、主板PCB决定宽度W2：

W2 =A+2(2+0.5)=A+5

3、电池决定宽度W3：

此为常规方案

W3=A+2(0.3+0.7+0.5+1)=A+5

W3=A+2(0.3+0.7+0.5+1)=A+5

此为手机变窄方案

W3=A+2(0.3+1)=A+2.6

然后比较W1、W2、W3的大小，其中值最大的为手机的宽度。

(二)、厚度(H)计算：

1、直板手机厚度(H)：

(1)、直板手机的总厚度H：

直板手机厚度H由以下四部分组成：

①电池部分厚度H1;

②电池与PCB板间的厚度H2;

③PCB板厚度H3;

④LCD部分厚度H4。

(2)、电池部分厚度H1：

H1=A1+1.1

(3)、电池与PCB板间的厚度H2：

H2=屏蔽罩高度A+标签0.2+与电池部分的间隙0.2=A+0.4。

(4)、PCB的厚度H3：

手机的PCB板的长度大于80时，H3=1，否则PCB板易翘曲变形;

手机的PCB板的长度小于80时，H3=0.8。

(5)、LCD部分厚度H4：

H4=A2+1.9

2、翻盖手机(翻盖上装有LCD)厚度H：

(1)、翻盖手机(装有LCD)的总厚度H：

H=H1+H2+H3+H4+H5

翻盖手机的厚度H由以下五部分组成：

①电池部分厚度H1;

②电池与PCB板间的厚度H2;

③PCB板厚度H3;

④PCB板与LCD部分的厚度H4;

⑤LCD部分(即翻盖)的厚度H5。

(2)、电池部分厚度H1：

电池部分厚度与直板手机相同，参考直板手机的计算方法。

(3)、电池与PCB板间的厚度H2：

电池与PCB板间的厚度与直板手机相同，参考直板手机的计算方法。

(4)、PCB板厚度H3：

PCB板的厚度与直板手机相同，参考直板手机的计算方法。

(5)、PCB板与LCD部分(即翻盖)间的厚度H4：

(6)、LCD部分(即翻盖)厚度H5：

LCD部分的厚度取决于LCD的放置方式，通常有以下两种形式：

要求B≥0.6，是因为当小护镜承受较大的力时，要保证小护镜变形后，小护镜不能接触到 LCD，以免使LCD损坏。

3、翻盖手机(没装LCD)的厚度H：

(1)、翻盖手机(没装LCD)的总厚度H：

H=H1+H2+H3+H4+H5+0.5

翻盖手机(没装LCD)的总厚度H由以下五部分组成：

①电池部分厚度H1;

②电池与PCB板间的厚度H2;

③PCB板厚度H3;

④LCD部分的厚度H4;

⑤翻盖的厚度H5。

(2)、H1、H2、H3、H4：

这四部分的厚度与直板手机的相同，参考直板手机的计算方法。

(3)、翻盖的厚度H5：

H5≥A+1.6 (通常A=3.4)

(三)、长度(L)计算：

手机长度主要由机芯、LCD、电池这三者之一决定的。

1、 机芯决定手机总长度L1：

机芯部分主要考虑：

①A4——I/O连接器(I/O connector)与外壳间所留距离，当I/O连接器处无I/O口塞时A4≥0.4，有I/O口塞时A4=0.8~1.2，保证I/O连接器不超出手机外壳表面，同时又要保证I/O连接器能与充电器的I/O口塞子配合;

②A3——I/O连接器长度;

③1.2——I/O连接器与SIM卡间所留距离= I/O连接器与机壳的间隙0.5 + 机壳壁厚0.6 + 机壳与SIM卡的间隙0.1;

④A2=15——SIM卡长度，因为SIM卡为标准件;

⑤1.3——SIM卡与屏蔽罩间所留距离= SIM卡与机壳的间隙0.1 + 机壳壁厚0.7 + 机壳与屏蔽罩的间隙0.5;

⑥A1——布元器件主要区域长度，应与硬件工程师讨论决定，保证元器件能布下;

⑦2.5——PCB板与机壳外表面距离= 间隙0.5+机壳壁厚2。

2、 LCD决定手机总长度L2：

(1)、要求受话器(receiver)四周封闭：

L2=A1+A2+A3+A4+B+2

①A1——翻盖的转轴部分长度，它由转轴的直径D决定：

其中0.5的间隙是为了保证翻盖转动时，不会与手机前壳发生干涉。

②A2——螺钉部分长度：

(a)当螺钉部位与LCD的边缘相交即C>0时，A2 = 3.8，如下图所示：

(b)当螺钉部位与LCD边缘不相交即C≤0时，A2=2：

A2=LCD与机壳的间隙0.5 + 机壳壁厚1.5。

③A3——LCD长度;

④A4——受话器部分长度：

A4=受话器的长度10+筋的厚度2*0.5+间隙0.5=11.5;

⑤B——Receiver的筋与机壳的间隙：

当倒扣在里侧时，B≥6，为倒扣处模具的侧抽芯所留的空间;

当倒扣在外侧时，B≥0.6，因为此时模具的侧抽芯在机壳外侧;

(2)、不要求Receiver四周封闭

L2=A1+A2+A3+A4+B+2≥A1+A2+A3+13.6

其中A1、A2、A3参照“要求receiver四周封闭”的计算方法。

3、电池决定手机总长度L3：

需考虑的尺寸：

①B1——由外观决定;

②8~10——电池扣长度：保证电池扣的导向总长度不小于8，使电池扣的滑动可靠;

③2.2~2.3——电池扣与电池芯间的距离：

④A——电池芯的长度;

⑤≥8.8——电池芯与电池面壳外表面的距离：

(a)电池里壳壁厚0.7：是为了保证超声波焊接后的熔接痕宽度;

(b)电池保护板与电池里壳的间隙0.5：比另一端的间隙大，主要因为该端存在电池保护板与电池连接器之间的定位;

(c)电池保护板的宽度要≥5。

⑥B2——由外观决定。

二、 局部核算及注意事项：

(一)、宽度核算：

宽度方向需局部核算的地方是倒扣部位的宽度，要保证倒扣处有2.2的宽，详细设计见普通倒钩的结构设计。

(二)、厚度核算：

1、直板手机的厚度核算：

直板手机需厚度核算的主要有：

①SIM处的厚度核算;

②键盘处的厚度核算。

(1)SIM卡处厚度核算：

若H2<A+1.75，则考虑能否把电池芯与压扣部位错开，保证压扣与电池部分不发生干涉;< P>

若H2≥A+1.75，则SIM卡处厚度是足够的。

(2)、按键处厚度核算：

H4≥2.15合格

2、 翻盖手机(装有LCD)的厚度核算：

翻盖手机(装有LCD)需厚度核算的地方：SIM卡处厚度核算。

其核算方法与直板手机相同。

3、 翻盖手机(没装LCD)的厚度核算：

翻盖手机(没装LCD)需厚度核算的有：

①SIM卡处厚度核算;

②按键处厚度核算。

(1)、SIM卡处厚度核算：

翻盖手机(没装LCD)在SIM卡处的厚度核算与直板机相同。

(2)、按键处厚度核算

H4≥2.65合格

第二章零件设计

一、零件材料选择

手机结构件主要用热塑性塑料。热塑性塑料中又以PC、ABS或者PC与ABS的混合材料用得居多。零件材料不同，零件的结构设计也有所不同，故在作总体结构和零件设计之前应确定手机零件的材料。

二、手机零件设计总体要求：

①满足强度、刚度、韧性、硬度、冲击性等物理性能的要求，实现使用功能;

②尽可能不改变外观;

③零件容易加工;

④零件成本低;

⑤符合装配工艺性;

⑥符合维修工艺性;

⑦尽可能标准化、通用化;

⑧符合设计规范;

⑨满足零件检验、实验要求，保证质量;

⑩符合手机使用寿命。

三、零件结构设计

(一)、壁厚及间隙

①通常(PC、ABS料)壁厚选用0.8～1.5;

②与外观相关的壁厚要大于等于0.6;

③SIM卡下面的机壳壁厚设计为0.4～0.5，多数情况下选用0.5;

④局部的不影响外观、不受力、面积小于10mm2的地方：

(a)若四周有连接的，壁厚不允许小于0.3;

(b)若只有两面有连接的，壁厚不允许小于0.4。

⑤PCB板元器件与机壳在长度、宽度方向的间隙要大于等于0.5，但允许局部(长度小于10)的地方间隙为0.3;在厚度方向的间隙至少留0.2，只允许局部地方(如电池与SIM卡扣处的机壳的间隙可为0.1)。

⑥导航键、侧键的间隙为0.15mm。

(二)、筋

根据筋的功能分类，筋主要有加强、定位筋和压SIM卡的筋。

(1)加强筋

(2)定位筋

①电池面壳上用于定位的筋如图(1);

②前后壳侧面用于定位的筋如图(2)。

如：A=A-0.030

B=A±0.02=(A+0.1)-0.08-0.12

即：间隙0.05，过盈0.02

图(1)

图(2)

(3)、压SIM卡的筋

(三)、镶件

镶件的形式通常有以下两种形式，一般选用第二种形式，它更可靠些。

(四)、电池扣

①要避免电池扣自锁;

②电池扣的倒向槽总长度不得小于8;

③要保证电池扣容易装进去，能够取出来;

④电池扣的配合面无拔模斜度。

(五)、电池卡扣

要保证卡扣饶着A、B点能够转出，需核算该距离。

(六)、电池

电池设计三原则：

①电池与后壳配合的卡扣都做倒电池面壳上;

②电池保护板不能小于5;

③超声波焊接做在电池里壳上。

(七)、Metaldome的设计

metaldome可贴在PCB上，也可贴在键盘上。

贴在PCB板上所具有的优点：①防静电;②与PCB密封，可有效防灰尘等。但它的不足之处在于：①易损坏PCB上的元器件;②metaldome与按键间的装配误差大。

相反地，贴在键盘上则克服了上种情况的不足，但在防静电、防灰尘方面又不如上种情况好。

一般metaldome的直径为5，而与它接触的按键上的凸台的直径为2。要求按键上的凸台与metaldome之间的装配误差小于0.2。

metaldome在PCB上的焊盘设计如下：

(八)、装饰条：

(九)、倒扣：

1、倒扣的位置：

2、倒扣的设计

①上端倒扣，前后壳滑动扣住时A=0.8~1.2;

②上端倒扣，前后壳靠倒扣的塑性变形扣住(如手机s288)时A=0.5~0.6;

③普通倒扣，A=0.4。

(十)、LCD的结构设计

A1——为LCD点阵区尺寸，由LCD规格书确定;

A2——为LCD最大可视区尺寸，由LCD规格书确定;

A3——在满足条件下，A3越大越好，这样LCD的可视面积较大。

LCD设计满足以下条件：

A3—A1≥0.5;

A2—A3≥0.5;

A4—A3≥0.5;

A5—A4≥0.3最优，A5—A4=0极限;

A6—A4≥0.5最优，A6—A4≥0.2极限;

(十一)、按键设计

按键的上表面的面积要大于25mm2。

(十二)、倒扣与PCB板干涉处理：

前后倒扣处厚度有2.6mm，左右倒扣处厚度有2.2mm，若与PCB板发生干涉，解决方案之一：挖掉PCB板。

(十三)、结构件的固定形式：

①螺纹;②倒扣;③热铆接;④超声波焊接;⑤不干胶粘接;⑥胶水粘接;⑦紧配合。

(十四)、转轴部位的设计

(十五)、胶、防尘圈的设计

1、材料的选择，原则上选用“首选”的胶，若要选用“次选”的胶则要通过评审：

(1)护镜上用的胶：

首选：Tesa4965(0.2厚)，Tesa4967(0.16厚);

次选：3M9495LE(0.15厚)，Tesa4965PV4。

(2)防尘圈材料：

首选：SR-S-40P(未压缩0.5厚,加胶的厚度不超过0.05),Poron公司;

次选：Poron4790-92-25021-04-P(未压缩0.53厚,加胶的厚度不超过0.05)、

Poron4790-92-30012-04P(未压缩0.3厚,加胶的厚度不超过0.05)。

(3)热熔胶：

首选：Tesa8401(0.2厚);

次选：3M615S(0.2厚)。

2、胶和防尘圈原则上用手工粘贴，因此要求胶和防尘圈的冲切工艺如下：

3、、在胶、防尘圈的设计图纸中要表明包装方式，参考如下：

4、对于胶的设计还应该考虑粘贴时便于工人用镊子去掉胶的保护膜，即要求在保护膜上有一条小缝：

(十六)、减震垫的设计

(十七)、I/O连接器处机壳设计

(十八)、屏蔽罩设计

A) 仅有屏蔽盖 B1)屏蔽盖上有孔(屏蔽罩和支架组合在一起后，贴片)

屏蔽罩的分类：

B) 屏蔽盖+屏蔽支架组成 B2)屏蔽盖上无孔(分开包装，分开贴片)

屏蔽片设计规范：

1) 拔模斜度：2°～4°，设计尺寸应为开口端尺寸。(适用于A、B两种情况)

2) 材料为镍白铜 C7521R-H， 厚度为0.2mm。(适用于A、B两种情况)

3) 屏蔽盖 + 支架的相互配合尺寸(适合于B)：

4) 屏蔽罩有转角时，要求屏蔽盖和屏蔽支架相互错开，保证装配后转角处无孔：H3=H1+H2-0.1～0.2

5) 屏蔽支架挖空的位置要有利于测试、维修。

6) 屏蔽支架要留合理的吸盘位置便于贴片(SMT)，圆盘状要求直径≥Φ5，方形要求4X4。

第三章PCB布板图

PCB布板图是与硬件工程师交流的重要工具，其规范如下：

说明：本设计规范中无特殊说明的，单位为毫米(mm)

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