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设计中心手机设计规范


手机结构设计手册――内部资料

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手机设计手册纲要

序言 随着公司的规模发展和行业发展的需要,客户及公司对于设计的 规范化和设计品质的一致性的要求也越来越高。在这种大形势下,制 定公司主营业务-手机设计的设计规范就显得格外的重要。通过这个 规范希望能达到以下的目的。 首先,提高公司的基本设计能力,确保设计质量的一致性。 其次,促进新进员工的成长,使之能尽快地进入工作角色。 第三,使一部分的设计内容规范化,标准化,提高部门工作的效 率。 当然我们的手机设计手册主要是想起一个指导的作用,给大家一 个设计的方向和方法, 对于一些新的结构方式和工艺就需要大家在工 作中不断的思考和总结,有这样的一份手册,依然需要大家的不断完 善和更新, 使之能符合市场和大家的需要, 才能真正的体现他的价值。

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目录 第一章 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 第二章 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 第三章 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 手机主要零部件明细说明。 手机主要零部件的命名规范。 结构部文件版本管理规范 设计文件分类规范参考 手机主要零部件的命名规范 直板手机零部件明细 折叠手机零部件明细(暂不写) 滑盖手机零部件明细(暂不写) 手机的设计开发流程 设计输入阶段 ID 设计阶段 外观建模及手板阶段 结构细节设计阶段 正式模具开发阶段 试产阶段 零部件的详细设计说明 壳体的设计 天线的设计 视窗及 LCM 部分的设计 按键的设计 各种胶塞的设计 侧面按键的设计 导光结构的设计 电池的设计 翻盖手机的转轴设计(暂不写) 滑轨手机的滑轨设计(暂不写) 各种装饰件的设计(暂不写) 音腔的设计 手写笔的设计 硬件与结构配合设计(暂不写)

第四章 其他设计注意事项 4.1 设计检查事项

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第一章

手机主要零部件明细说明

1.1 结构部项目文件命名规范 1.11 项目整体文件包命名 项目所有文件整体压缩包统一命名格式为: 项目型号-文件打包日期.RAR 示例如下: T900 -060721.RAR 1.12 项目 MD 设计文件包命名 项目 MD 设计文件的统一命名格式为: 项目型号-文件类型代码-文件版本号-文件打包日期.RAR 示例如下: T900-3D-V1.1-060721.RAR 常用的文件代码参考下面的表格
文件类型 三维文件 代码 3D 说明 外观或结构的三维文 件 包括了辅料工程图和 整机工程图和整机爆 炸图 包括了 BOM 表和装 配流程图,喷涂(电 镀)范围图等 该部分可以省略文件 版本 备注

工程图

2D

项目文件

FILE

注: 结构部释放的开模文件,如果客户无拆分的要求,则部门统一要求按三 维文件,工程图,和项目相关文件三个文件包发放 。 1.13 项目非标结构件文件命名 项目非标结构件文件(包括项目的三维结构文件和二维工程图文件)统一 命名格式为: 项目名称-结构件英文名称.文件格式 示例如下: T900 主机前壳的三维文件命应为: T900-FRONT.PRT T900 主机前壳的二维工程图文件名应为: T900-FRONT.DWG 项目的二维工程图通称还包括产品整机爆炸图和产品部件组立图, 这两个文 件的统一命名格式为: 产品整机爆炸图:项目名称-EXPLODED-文件版本号-制作日期.DWG 示例如下:T900-EXPLODED.DWG 产品部件组立图:项目名称-部件名称-ASM-文件版本号-制作日
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期.DWG 示例如下:T900-FRONT-ASM-V1.0-060721.DWG. 注:a)同一结构件的二维工程图文件名应与三维结构文件的名称一致 b)结构件英文名称每个单词字母都采用大写 c)常用结构件中英文明细请参考附表一 d)文件格式可依据项目的特殊要求更换为不通的文件格式如 STP,DWR 等。 1.14 项目其他常用文件命名 在项目中常用到的文件的命名主要有项目进度表,项目 BOM 表和检讨报告 等。 项目进度表的命名格式为: 项目名称-项目进度表-版本号-制作(更新)日期.MPP 示例如下: T900-项目进度表-V1.00-060721.MPP 项目结构 BOM 表的命名格式为: 项目名称-XXBOM-文件版本号-制作日期. XLS 示例如下: T900-外观手板 BOM-V1.00-20060721.XLS 注:在文件命名格式中 XX 中可以细分为外观手板 BOM 和结构 BOM 和开 模 BOM。 项目结构检讨报告的文件命名格式为: 项目名称-结构检讨报告(检讨人签名)-制作日期.PPT 示例如下: T900-结构检讨报告(ZWR)-060721.PPT 项目产品装配流程图的文件命名格式为: 项目名称-装配流程图-文件版本号-制作日期.XLS 示例如下: T900-装配流程图-V3.00-060721.XLS 注:A)文件版本号的规范请参考部门文件版本管理规范。 B)所有命名中的日期格式统一要求采用 YY/MM/DD。 1.2 结构部文件版本管理规范 部门所有文件的版本统一采用V X.XX V后的小数点前的数字用于区分文件外发时项目所处的开发阶段,小数点 后的两位数字用于表示文件发放的次数。 关于V后的小数点前的X定义如下: X=1,项目外观模型阶段,特指项目从立项起到细节结构设计开始前的这一阶 段(包括外观手板制作阶段所有文件) X=2,项目结构设计阶段,特指项目从细节结构设计开始到正式的开模文件释 放前这一阶段。 X=3,项目模具制作阶段,特指项目从释放的第一稿开模文件到后续项目结 束。
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小数点后的两位数字用于表示文件发放的次数XX,分别代表阿拉伯数字 0~9来表示,每一次外发文件给客户或供应商文件版本号依次加1。 例一:部门释放正式的开模文件的版本号应为:V3.00,以实际项目为例, 当部门释放T900的正式开模3D文件,项目的文件名应该为: T900-3D-V3.00-060925.rar 当模具厂检讨回来后, 结构完善后再次发放则文件的版本相应的更 改为: T900-3D-V3.01-060926.rar 例二:项目在总体设计阶段,释放于客户进行沟通的PCBLAYOUT图纸: T900-PCBLAYOUT-V1.0-060701.dwg 当项目进行到细节结构设计阶段时,主板还需要变化,重新更新 LAYOUTY文件的版本应相应调整为: T900-PABLAYOUT-V2.0-060716.dwg 注:二维工程图的版本更新除文件名需要更新外,文件表框的相应内容也 应随版本更新而做相应更新。 1.3 电脑文件分类规范参考
3D 档 2D 档 文件 项目名称 ID 效果图 元器规格书 手板资料 检讨报告 PCBA 和 3D 档(最好保留最近的 2-3 稿) 就是工程图(各零件\辅料\爆炸图\装配流程图等) 项目输入表\BOM 表\进度表\联系人表等等各种表格 ID 效果图\菲林图\工艺说明图 各元器件的规格书(在设计结构时要陆续收集到) 外观手板资料\结构外观手资料等 结构检讨报告\模具检讨报告\T0\T1\T2 检讨报告, 包括 后面改模的 3D(STP 档)

1.4

手机主要零部件的命名规范。

手机的主要零部件大致可分为结构非标准件及电子器件标准件。由于各种零部件的种 类繁多, 并且行业内的名称也是五花八门, 所以公司统一各零件的命名, 并制定相应的规范, 以确保公司内部的工作顺畅。 1.41 结构非标准件 通常为一些塑料注塑件, 五金件和辅料件, 这些非标准件的设计实际上也就是结构设计的主 要工作。通常有壳体,按键,及一些装饰件等。具体见下表。 中文名称 结构非标准件 1 壳体 housing 英文名称 说明

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按键 功能按键 装饰件 塞子 缓冲垫 电池 镜片 薄膜开关 导光灯 弹片(弹簧) 支架 螺母 螺钉 手写笔 卡扣 屏蔽盖 备胶 垫片 夹子 铭牌

keypad key Decoration(DECO) cover cushion battery lens Metal-dome Light-guide spring frame nut screw pen holder shell adhesive gasket clip nameplate

非标准件的命名需要遵循以下原则: 非标准零件名称必须具有唯一性和正确性, 不容易产生混淆。 通常可以通过增加说明性文字 来表达,具体可以从以下几个方面来说明: 1, 功能 例如,电源键,耳机孔塞等 2, 位置 例如,左装饰件,后盖装饰件等 3, 材质 例如,金属装饰件,透明装饰件等 4, 形态 例如,导光柱,圆形装饰件等 但是需要注意的是如果有可能发生混淆的时候,可以同时使用,例如左耳机孔,或是顶部导 光片等等。 1.42 电子器件 这里通常指的是和结构设计相关的一些硬件方面的器件。 这些器件通常都是标准件, 但有些 也可以单独定制。常见的器件见下表。 序号 中文名称 英文名称 说明

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主板组件 显示屏 触摸屏 轻触开关 电芯 天线 连接器 印刷电路板 柔性电路板 发光二极管 扬声器 受话器 麦克风 振动马达 备用电池 蜂鸣器 闪光灯 摄像头 USB 连接器 数据口 耳机口 测试口 SIM 卡连接器 T-FLASH 卡连接器

PCBA lcm Touch-panel switch cell antenna connector PCB FPC led speaker receiver MIC vibrator Back-up-bat buzzer flash camera USB I/O-connector Ear-jack Rf-connector Sim-connector T-FLASH-connector

电子器件通常为标准件,但是由于使用的习惯上差异,不同的厂家还是有不同的名称, 现公司统一命名主体为以上表格中所示, 对于一些在上表中为能清晰准确表达的或是更为细 致的分类,通常可以通过增加说明性文字来表达,具体可以从以下几个方面来说明: 1, 功能 例如,按键主板,摄像头 FPC。 2, 位置 例如,顶部 MIC,背面扬声器。 3, 形态 例如,圆形扬声器,方形 MIC。 以上的说明文字可以搭配使用。 1.43 关于零件命名的一些规定
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1,零件的中英文名称必须一致。 2,零件的英文名称中每个词之间用“_”连接。 3,零件的英文名称中,如果有缩写的单词,字母需要大写,其他均用小写。

1.5

直板手机零部件明细
简明可分为:前壳组-镜片-按键组-机芯组-侧按键-后壳组-电池组等

1.6 折叠手机零部件明细 1.7 滑盖手机零部件明细

第二章
2.1

手机的设计开发流程(主要是 MD 部门)

设计输入阶段 设计输入大概包括:任务说明书(功能说明等) 、项目立项表、开发进度表,当然越具体 越好, 特别注意设计师要主动去跟客索取 PCBA,如果由设计师堆叠设计的话,则要收集相关 的元器件规格及 3D 档,以便设计堆叠,要初步评估好整体的固定方式,考虑 PCB 板的让 位空间,天线的位置及空间,时刻与硬件设计师沟通可行性,并投图评估相关尺寸给 ID 设 计效果图。
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ID 设计阶段 此阶段主要是负责 ID 效果图评审,并反馈或建议修改方案,达到结构可实现工艺,注 意:要充分考虑结构风险性、可批量生产性。 2.3 外观建模及手板阶段(目前此阶段由 MD 负责) 2.2

资料收集:
ID 最新效果图、效果图工艺说明、套版图、外观建模输入确认表、PCBA 堆叠 3D 档. 外观建模总体分析(可与负责主管沟通确认) 主要是评估三大部份:外观件的拆件――总部件的工艺可行性――总部件的固定方式

外观建模:
外观大面的设计-外观建模大面确认修改-外观建模细节设计-ID/MD 审核确认(MD 主要是审核结构的可行性,要检查各区域的结构空间)

外观手板制作:
准备相关资料――外观手板 3D 档(STP 档)\手板 BOM 表\效果工艺说明图\效果图更新 用的线框图\制作外观手板菲林用线框图 菲林线框图特别注意:镜片 A-A 的线框也要投上去(经常会忘掉)

外观手板检讨及外观修改
完成了外观手板, 要给市场及客户确认, 一般情况下都会有修改, 修改直到客户确认 OK 为止,如果改动大建议再作一次外观手板。 结构细节设计阶段 这个阶段是 MD 最主要也是最重要的工作内容,好\差关系到产品的定位。大概有以下 几个小阶段: 结构总体设计方案分析―――可招集一个小团队共同分析结构的总体方案。 PCBA 的初步确认-――一种是方案商成熟的板,那要向他们索要结构设计注意要点说 明书。另一种则是设计师自己堆叠的 PCBA,则要跟方案商充分确认可行性(90%确认) 。 结构细节设计―――此阶段要完成资料:结构 3D 文档\结构 BOM \结构菲林投图\PCBA 最终确认档。一般要经过几道评审:1.依自检表完成自检修改;2.主管或经理及客户评审 结构手板制作―――准备资料:结构手板 3D 档\工艺说明\菲林用图\结构手板 BOM 等。 结构手板检讨―――要按实际装配情况实装验证一次,要把所有问题点记录汇总起来, 并完善 3D 档。 模具检讨――-把所有新开模的图纸归类(要包括相应的 BOM 表) ,发给相应模厂评估 检讨,并沟通完善 3D 图档。注意:要把所以相关问题点均汇总起来,后续可总结用,增加 设计经验。 PCBA 最终定稿(不影响结构可以待定) 。 2.4 2.5 正式模具开发阶段 发放开模图档(同样要归类发放)―――3D 档(STP 档)\BOM 表\工艺说明 工程图发放―――首先壳体喷涂区域制作\接着辅料工程图制作\五金件工程图制作\壳料 工程图制作\爆炸图制作\装配流程图制作等,注意:工程图要按照制作规范。 2.6 试产阶段 试模-检讨-修改或改模-再试模-检讨-再改模,达到可以试产,直到最终量产 2K 后为止,这期间要完成并汇总相关样品检讨报告\机器测试报告\修改及改模资料。 接着把相关资料转接生产工程部或客户(最终 3D 档、工程图、工艺说明、效果图、BOM
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表、菲林、装配流程图等等) 。 最后抽空完成设计总结报告。

第三章

零部件的详细设计说明

3.1、壳体的设计
3.11.手机常用的材料 了解手机常用材料的性能与特性, 有利于我们在设计过程中合理的选用材料,对于选材的 优先可以参考如下: 壳体工艺----整机性能----模具成型及材料成本;材料的差异直接影响 整机效果,简单举个例:水镀类效果一般选用ABS,那如果壳体刚性强度要求较高一般选用PC 或PC+ABC等等 那目前手机常用的材料有:PC、ABS、PC+ABS、PMMA、TPU、RUBBER 以及一些三防手机上 用到的材料PC+玻纤和尼龙+玻纤等。 简单的介绍一下材料其特性: PC 特性:PC 是高透明度(接近PMMA),非结晶体,耐热性优异;成型收缩率小(0.5-0.7%), 高度的尺寸稳定性,胶件精度高;冲击强度高居热塑料之冠,蠕变小,刚硬而有韧性;耐疲 劳强度差,耐磨性不好,对缺口敏感,而应力开裂性差。 用处:壳体\按键\镜片(镜片可背胶或超声波固定)等,常用到IML及IMD工艺,还有用到一 些底面或表面溅镀效果等等. ABS 特性: ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。是一种易加工性,外观特 性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 A (丙烯睛) --- 占20-30% ,使胶件表面较高硬度,提高耐磨性,耐热性 B (丁二烯) --- 占25-30%,加强柔顺性,保持材料弹性及耐冲击强度 C (苯乙烯) --- 占40-50%,保持良好成型性(流动性、着色性)及保持材料刚性。 用处:壳体\按键\装饰件,常用到电铸\电镀工艺,还一些按键既有电镀也有透光效果,这种 就是用到透明ABS(先电镀再镭雕). PC+ABS 特性: 综合了两者的优点特性,好比是提高了ABS 耐热性和抗冲击强度的材料,成型流行 动性强于PC. 用处:壳体\装饰件,可以与PC壳体超声波焊接. PMMA 亚克力聚甲基丙烯酸甲脂 特性: 类似PC,是具有很好的透明度及良好的导旋光性;在常温下有较高的机械强度;但表 面硬度较低、易擦花,故包装要求很高。 用处:镜片,优先选用板材冲切(厚度规格有:0.65mm\0.8\1.0\1.2等),注:周边倒C角只能 是均匀). TPU 聚甲醛 特性: 是热塑性弹性体,具有高张力、高拉力、强韧耐磨耐老化之特性, 且耐低温性、耐 候性、耐油、耐臭氧性能为强性纤树脂。 用处:塞子之类(注塑),例:USB塞\锁孔塞\RF塞;
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RUBBER 硅胶 特性:可分为粗孔硅胶和细孔硅胶, 硅胶既可吸附水分,又可吸乙炔和二氧化碳。随着温 度的降低,首先吸附是水分(常温即可,约为25℃),其次是乙炔和二氧化碳(温度越低,吸 附能力越强)。 再生温度较低,价格便宜. 用处:按键(一般讲按键P+R,那R就是硅胶)\密封圈; PC+玻纤和尼龙+玻纤 主要是用于一些特种机型,刚性要求比较高;壳体抗压抗击能力强;
3.12.壳体结构细节设计

首先了解一下手机一般设计顺序:抽壳---长唇---长锁柱\长卡扣---主板初定位(想好主 板要先装在那一壳体上)---再分前壳组和后壳组(可以分开作),结构包括主按键\液晶屏\受 话器\侧按键等----主板的固定及元器件的辟让,还有壳体对捌结构 (分布要均匀) 和加强 筋----最后干涉检查修改. 下面主要针对壳体的结构设计: 壳体抽壳 厚度 直板机侧壁厚度为1.2-1.6mm; 翻盖机壳侧壁1.2-1.6mm(转轴处壁厚1.1-1.2mm);其它部位 壳体厚度至少0.8mm以上;特殊要求(如三防手机\老人机\大哥大)壁厚1.6-2.5mm. 原则:有空间壁厚尽量作厚一些(要与PCB间距决定),确保整机刚性; 壁厚要均匀,厚薄 差别尽量控制在壁厚的25%以内,转角及壁厚过渡要平缓,这样可以避免壳体明显的翘曲、 缩水及外观缺陷等问题。 注意点:抽完壳一定要记的检查,不能现倒扣(要了解壳体出模方案),外观面最好保证3度 拔模. 长唇 长唇的目的:不仅是为了结构的紧密性、限位,也是为了防ESD。 注意点:上下壳,那一个相对低一些应该长公(增加高度,这样强度会得到相应的加强).

A:外侧间隙一般留到0.1-0.15为好。 B:内侧间隙要适当小一些,为了保证上下壳不出现断差,一般为0.05-0.1左右。 C:上下让位间隙为0.2-0.3,为确保不被顶到(上下产生间隙不均)。 D:唇大小一般不小于0.8*0.8mm;A配合尺寸处要拔模2-3度,B处配合尺寸也要拔模1-2度。
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E:是上下壳外观分型面,一般情况是0间隙,有些特殊要求会加上美工线(如下图1/2), 图1是一般常用的美工线方式,其尺寸大小:A*B=0.3*0.5mm,也有0.5*0.5mm.

长锁柱 一般情况下锁柱都是根据机芯(PCB板)上定好的锁柱让位孔来确定相应的位置,当然如 果是全新要设计PCB—LAYOUT,那也要先根据ID效果图确定PCB锁柱让位孔。 固定方式一般有两种情况: 1.打自攻螺钉,这种相对简单,成本低,但易滑牙,抗拉拔力小,一般用于低端机;锁 柱壁厚在0.8-1.2之间(根据壳的平均壁厚来定),螺钉固定咬合量一般是0.3-0.4mm(单边 0.15mm);举个例:壳体的平均壁厚为1.5mm,螺钉用ST1.4*5,那锁柱内径为1.1mm,壁厚为 0.9-1.0mm(外径大概是螺钉直径2-2.5倍). 2.锁柱上热熔螺母或锁柱上模内嵌螺母,前者效率更高,成本相对低一些,后者更牢固, 抗拉拔更强。如下图:

A.是螺钉让位通孔,尺寸一般设计为大于螺钉0.1-0.15mm(单边)。 B.后壳螺钉搭边的壳体厚度为0.8-1.2mm,最好能作到1.0mm以上.

C.这是针对热熔螺母而设计的一个台阶,目的是为了更易放置螺母,尺寸:直径一般是大 于螺母0.05mm(单边),深度是0.3-0.5. D.一般是小于螺母外径0.15mm(单边)。 E. 前壳后锁柱平的间隙, 一般是留0.1-0.15mm.其目的是为了防螺钉松动 (手机振动松动) 。 FG.螺母:外表面一般要斜滚花(花纹不一样,主要是为了满足螺母拉拔力要求),其壁厚 为0.5-0.7mm.长度为3.5-5.0mm. H.容余胶空间(热熔会有大部胶溢出),尺寸不小于0.15mm. 注意点:
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a) 应尽可能的远离侧壁,其一是为了模具设计更方便,刚度更好,二是可以勉免壁太 厚而造成缩水,三是为简易热容冶具,效率高,可换性强。 b) 锁柱周边一定要长筋条 (尽量有一条与壳外壁相连) 一方面是防热熔螺母时开列, , 另一方面是加强柱子抗拉拔力。如下图所示:

长卡扣 卡扣一般都是长在两锁柱间,分布一定要想办法尽量均匀,才能有效控制前壳的间隙。

1. 锁柱间距C超过45.0mm,那中间就要加一个卡扣。 2. 宽度方向:中间能加个卡扣就尽量去加一个。 3. 长卡扣跟前面提到的唇有关,一般两种方式:凸唇 上长母卡扣(卡槽),拆机比较容易;反之,凸唇 上的搭配公卡扣(卡勾),拆机比较困难,但装配 后整机比较结实;现在通常是选择第一种方式多 点。 4. 一个壳体上究竟是长卡勾还是卡槽,并不是随意 性,它还是有点讲究的,要尽量去弥补壳体变形, 所以我们要根据壳体变形的趋势搭配公母卡扣会 很好的纠正其变形。如果某壳体向外涨或此壳体局 部易受到外力推时,则此壳设计卡槽的好,因为卡 槽受到外力会越拉越紧。 普通卡扣设计

A、前后壳分型面的配合间隙一般为紧配合0.00mm。
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B、卡钩与卡扣之间的间隙设计一般为0.05mm 。 C、内钩与壁的距离设计为0.10mm 至0.15mm 之间,特别注意前壳此处要倒C角过度。 D、卡扣顶部让位一般为0.1-0.2mm. E、外钩与壁的距离设计为0.1mm 至0.15mm 之间。 F、这是内卡扣退出让位空间,要特别的注意去检查。 F、两扣的卡入量一般设计为0.5mm 到0.6mm 之间。 一定要注意设计卡扣本身强度。否则将失去作用,如下图一些常用结构:很多情这种打通的 卡扣很难保证卡扣强度,如右图加上0.3mm薄壁就会强很多。还有一些卡扣及卡槽的加强修 饰

作卡扣的同时,一定要考虑模具是否能出模,特别有些滑块行程不够,这些都比较容易忘。 主板初定位 一般情况主板的定位(XY 方向)基本上是靠前壳或后壳的锁柱(PCB 板会预留孔),锁柱 与 PCB 孔的配合间隙为 0.1(单边).

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Z 方向的限位以下注意点第 5 点。

注意点: 1. 要充分考虑上下左右是否准确定位,除了定位的地方,其它与壳体的间隙均要 0.2mm 以上. 2. 有空间一定要考虑把 PCB 板卡住,但配合量不大于 0.5(便于拆卸),这样与壳体形成一 体 ( 倒 过 来 不 会 掉 ), 确 保 装 配 方 便 . 如 下 图

3. 与机芯上的硬件元器件间的让位间隙至少 0.3mm.. 4. 壳体要注意让开 PCB 邮票口。 5. Z 方向的定位一般是在最后阶段设计,最好不要在板中间顶,只能长筋顶在周边,且上 下壳顶主板的筋尽量一一对应;或成三角顶住(即上壳某处长两个相距 10-20mm 的筋, 下壳在此两个筋中间长个筋就是了),这样就不会因为跌落过程局部受力太大而产生对 整机的破坏。 6. 壳体上要有导向结构;例如:LCD 周边的限位筋条一定要加 C 角导向,受话器周边的限位 筋也是。
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壳体加强筋和对捌筋 关于加强筋的原则: 1.加强刚度的办法是加筋,而不是增加壁厚。 2、筋的厚度为壁厚的50%至75%之间。 3、在筋与壁的结合处加圆角可以改善强度。圆角半径应是肋厚度的40%至60%之间, 4、筋的高度最好不应超过肋厚度的5 倍。 5.有些筋可能会交叉,如果交叉处的厚度太厚了,可以在中间搞个芯子 6.两筋间距应大于2倍壁厚,最好是3倍。

注意点: 前壳最弱的地方是 LCD 和按键处, 因中间切了一个大口, 所以要尽量去加强周边的强度; LCD 周边的限位筋尽量作到环形,并要加筋与壳体周边连接,按键处同样的道理;不过一般 情况是会有缺口,但缺口尽量不要对称(这样会破坏整体强度) 。

对捌筋: 目的:控制前后壳断差和整机刚性; 注意点:分布要均匀,大概 30mm 以内加一个,不要太靠近卡扣,距离至少大于 4.0mm. 对捌的量(高度方向)不小于 0.8mm.

方式 1 只是对一些空间相对比较小,筋的宽度在 1.2mm 以下(不是厚度)适用,这样作模 具强度相对差一些。一般情况是采用方式 2。
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结构设计一些特别注意的地方: 1.装配导向 一般情况设计每一处都要考虑装配导向问题,以下以图片说明:

2. 強?的改善 肉厚較薄之孔,把孔邊肉厚增加及高?增高以補強

角根設 R ,可改善強?,防止應?集中,變形破?

加設補強?

3.模具及外观改善 盡可能地使分模面變得容?,可使模具加工容?及毛邊,澆口?除容?
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銳角薄內部分,?使材?充填?足

斜向凸彀,使模具構造變為?雜,改善凸彀方向的形?,使成直角向之分模

尽量免除使用側向心型,使模具構造簡化

整机干涉检查 作完初稿后(各部分的结构完成了 90%左右,该固定、限位、让位基本都作到了) ,都 要自检 (对每个零件: 强度, 倒扣, 模具制作难度; 每两个零件: 干涉, 配合固定是否到位) ; 一般先分为前后组各自检查完,再与机芯一起整体检查;每个零件检查的同时一定要想到: 加 C 角导向,加圆角过渡。厚度落差较大要加 C 角过渡。

3.2、天线的设计
天线功能 无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁 波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部 分功率) ,并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重 要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。 手机不间断地与基站联系,依靠天线接受和发射天磁波,天线释放出的电磁辐射功 率约 440 微瓦/平方厘米,天线的设计在结构上需要考虑天线的效率和 SAR,对于各 频段天线效率基本要求在 30%以上。 天线的类型 一、按外观分类:内置天线和外置天线
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内置天线 1.可以集成到电路板或是外壳上,在手机内部,不额外增加整机的尺寸。 2.内置天线有机械刚性,同时受壳体保护,不易被损坏。 3.采用屏蔽技术来屏蔽天线,SAR 值非常小, SAR 其定义为:在外电磁场的作用下,人体内将产生感应电磁场。由于人体各种器官 。 均为有耗介质,因此体内电磁场将会产生电流,导致吸收和耗散电磁能量。 4.设计参数通过最优化手段实现体 积小,成本低,并能增加带宽,同时增加接收的灵敏 度,实现更好的全向辐射特性。 外置天线较内置的优、缺点 缺点: 1.不能集成到 PCBA 上,导致总体尺寸的增加(尤其是拉伸天线) ; 2.易于折断和弯曲; 3.天线的比吸收率(SAR 值)高,不易屏蔽,人体对天线的性能影响比较大; 4.仅有一种极化特性,在人体附件的场性能较差; (即 信号差) 5.螺旋天线加工不易达到精确控制和重复性,需要匹配电路,使成本和耗费都增加; 6.可伸缩外置天线还存在天线可伸缩次数的物理极限, 7.伸缩天线在处于某一处中间位置时,天线在电气上并未与手机相连。 优点: 1. 性能比较容易调试 2. 在信号很弱的情况,外天线尤其是长天线的信号死点门限将高于内天线,也就 是理 论上内天线手机比较容易在弱信号环境丢失信号 二、按手机通讯制式分为: GSM:900MHz DCS:850MHz PCS:1800MHz CDMA1X:800MHz WCDMA:2100MHz 内置天线主要种类 PIFA antenna( Planar Inverted F Antenna 平板倒置 F 天线 )

设计要点:

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a) 天线需要预留足够的空间:W(宽度) ,L(长度) ,H(高度) ,其中 W(15~25mm) , L(35~45mm) ,H(6~8mm) 。其中 H 和天线协振频率的带宽密切相关。W,L 决 定了天线的最低频率。天线的面积如下: 双频(GSM/DCS) 600x6~8mm 三频(GSM/DCS/PCS)700x7~8mm b) 内置天线最好远离周围马达,扬声器,受话器,等较大的金属物体。如果有摄像头 时,应考虑把摄像头这部分挖空,尽量做好摄像头 FPC 的屏蔽(镀银浆) ,否则会 影响接收的灵敏度。尽量避免 PCB 上微带,引线等与天线弹片平行。 c) 手机天线顶面区域不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。以及不要有喷涂导 电漆等导电物质。有环形的金属圈就要接地,装饰件通过导电布接地。 d) 内置天线的正上,正下方不能有于 FPC 重合的部分且互相边缘距离 3MM 以上。 e) 内置天线于电池包括电池连接器应该在 5MM 以上。 f) 手机的 PCB 长度对天线的性能有重要影响,目前直板机通常长度在 75~105mm 之 间这个水平 g) 馈点的焊盘大小应该不小于 2X3MM。馈点应该尽量靠近边缘。 h) 天线区域可以适当的开些定位孔,定位金属天线。 如果天线的高度不够, 可以通过挖空 PIFA 天线下方的 i) 在目前的一些超薄滑盖机中, 地,然后在其背面增加一个金属片,起到一个参考地的作用,达到满足设计带宽的 要求。 Monopole antenna(单级天线)

设计要点:

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内置天线的 3MM 范围内,不能有马达,扬声器,受话器,等较大的金属物体。 天线的宽度应该不小于 15MM. 内置天线附件的结构件(面)不要有喷涂导电漆等导电物质。 手机天线附件区域不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。 MOLOPOLE 必须悬空, 平面结构下不能 PCB 的地, 一般内置天线必须离主板 3MM , (水平方向) ,在天线的正下发到主板的地的高度必须在 5MM 以上(垂直方向) 具体见图例。可以把主板区域的地挖空。 (图例 f) 由于 MOLOPOLE 天线没有参考的地,SAR 一般比 PIFA 天线大,实际应用中受到 限制。但是效率一般比 PIFA 高。 g) 内置天线的正上,正下方不能有于 FPC 重合的部分且互相边缘距离 3MM 以上。 h) 内置天线于电池包括电池连接器应该在 5MM 以上。 a) b) c) d) e)

材料: 1、支架材料: 天线支架使用的材料主要有 ABS 、PC 、 二者比较,ABS 塑性好,PC 材料的硬 度高。材料会根据结构选用,亦可根据硬件要求,做成透明,以方便观察支架下的元器件。
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2、天线材料: 一般采用铍铜,磷青铜,硬度分为 H、H/2、H/4。厚度一般采用 0.2mm 或 0.15mm。 也可用不锈钢片和 FPC 外置天线 手机外置式天线根据内部的 RF 工作方式的不同,最常见可以分为单级天线(比如拉伸 天线)和螺旋天线。 外置天线的结构工艺 外置天线通常采用传统的螺旋线, 硬 PCB 等结构, 软, 外表采用塑料压接成型技术封装, 表面喷涂。还有一种外表采用注塑成型工艺,表面喷涂,将内部的螺旋线或是软硬 PCB 通 过点胶或是过盈配合的方式固定 结构方式 外置天线通常通过弹片方式连接,弹片通常采用磷青铜,铍铜等材料通过,落料,折弯 而成,表面镀镍或是镀金,其中又以镀金为主,以确保连接的可靠性。 常见的连接方式有以下几种:

设计要点: a) 外置天线的外形通常可以使回转体居多,也可以是非回转体的,或是折叠的, 但是设计时优先选择回转体天线。 b) 外置天线的长度不小于 16MM,回转体最好能直径在 9MM 以上,异型的需要 和天线厂家具体沟通合理尺寸。
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c) 天线周围不能有金属和 FPC 等对天线性能影响较大的物体。 d) 圆形天线尽量采用螺母旋入式的固定方式, 异形的外置天线尽量设计成螺丝固 定的方式,其次才考虑卡扣设计。 e) 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 难以通过。 f) 天线的接触弹片需要与接触焊盘的中心一致, 同时接触弹片和焊盘之间应该设 计有预压量,通常建议 0.5MM 以上。但是需要视具体的悬臂设计而定。 g) 回转体天线的螺纹直径最小 3MM 以上用于确保强度。 h) 天线的外形应该比壳体配合处单边小 0.1MM,防止出现错位。 i) 天线金属或是塑胶部分必须留有足够的导向段, 确保定位可靠, 并且增加强度。 j) 对于卡扣配合的天线,需要考虑增加沟槽配合防止转动。 k) 翻盖手机的天线在翻盖打开的状态下, 天线应该与翻盖保持最小 4MM 以上的 间隙,并且天线的倾角大于 15 度。

3.3、视窗及 LCM 部分的设计
屏常见有两种:普通屏和手写屏(包括纯平触摸) ,其结构方式如下:

3.31、普通屏的结构设计注意要点: a) 镜片:优先选用 PMMA 板材,屏在 2.0 英寸规格以下可以选用 0.65~0.8mm 厚的板 材,其它要选用 1.0~1.5 厚的板材。当然也可以用 PAAM 或 PC 注塑,其工艺下面 会详细说明。 b) 镜片背胶:优先选 3M-0.15 厚,注意外形公差是 0.2mm,所要要偏离壳边缘 0.2mm。 c) 前壳: 此处压屏的厚度要大于 0.6mm,透视区要比 A-A 区单边大 0.7mm 以上; 内部固定屏的周框内表面要加 C0.3 角导向,屏周边适当位置有加筋顶住 PCB 板,防 跌落之类压到屏。 d) 泡棉,一般情况至少要选 0.5mm 厚,压缩后 0.2mm,所屏与前壳厚度方向至 少有 0.2 间隙,优先保证 0.3mm 间隙。 3.32、纯屏的结构设计注意要点: 方案 1:除了镜片要求作到 1.5mm,其它结构基本与普通屏要点一样。 方案 2:如下图示,触摸镜片设计成台阶状,这样整机可以减少大约 1mm 的厚度,但 结构上要保证有足够镜片背胶空间。 目前是比较流行这种结构方式, 毕竟厚度对手机来讲要 求非常苛刻。
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方案 3:假纯平=薄片 PVC+手写屏,两者间隙留 0.2mm,由于 PVC 很薄,所以可以变 形触摸到手写屏,这种方式较触摸镜片成本会便宜一些,外观又可以达到相近,但屏的灵敏 度会差一些,毕竟是多隔了一层膜。如图所示:

3.33、手写屏的结构设计注意要点:

a) 前壳:此处厚度要大于 1.2mm,也不能超过 1.7mm,影响外观视觉(很深) ,透 视区要比 A-A 区单边大 0.5mm,外表面边缘要加斜面,保证角落及边缘可操作性。 同样内部固定屏的周框内表面要加 C0.3 角导向,屏周边适当位置有加筋顶住 PCB 板, 防跌落之类压到屏。 b) 泡棉,一般情况至少要选 0.5mm 厚,压缩后 0.2mm,所屏与前壳厚度方向至 少有 0.2 间隙,优先保证 0.3mm 间隙。 3.34 镜片设计: 1.视窗尺寸确定:首先要的 LCD 的规格书,确认 A-A、V-A 区,一般情况视窗就 是开在 A\A 与 V\A 区中间或者 A\A 区偏出 0.5mm。
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2.镜片的工艺:

Lens 作为手机的一个非常重要的部件,承载非常重要的任务:保护 LCD , 透光良好,外观装饰作用等 Lens 通用材料
1) PMMA:目前手机上的 LENS 都是用 PMMA 材料 透光性好≥91%,表面硬度高,通过表面硬化处理后可达到 3H 以上 2)PC:因其表面硬度不能达到要求,且透光性差于 PMMA 在手机上很少被采用。

Lens 常用的生产工艺
硬化:通常板材成形后的表面硬度较低,因此需要对镜片的表面进行硬化。可以单面硬化也 可以双面硬化。硬化原理是通过在树脂表面增加一层较硬的涂层来提高树脂表面的硬 度。镜片的硬化方式主要有:将镜片浸渍,在硬化液中和在镜片表面进行喷涂。喷涂 方式适合用在大型平板,但缺点是平整度不易控制。浸渍方式,可以控制到相当高的平 整度,适合用于较小的镜片。通过硬化,镜片的表面硬度可以提高2级以上。由于硬化 液的折/反射率和PMMA、PC不同,因此在强化后镜片表面容易出现彩虹的现象。PC上出 现彩虹的现象更为显著,而且很难避免。 镀膜:出于镜片装饰需要,镜片上会有一些镀膜。常见的镀膜方式有溅射镀膜和蒸发镀膜。 蒸发镀膜的生产周期更短。但是,和蒸发镀膜相比,溅射镀膜的镀膜层与基材的结合 力强,镀膜层致密、均匀。常见的溅镀效果有银色、亮银、金色、枪色等金属色。另 外,还可以溅镀成半透效果,在手机屏幕背光打开的情况下,为透明镜片。当背光关 闭后,手机屏幕变成镜子。 光学镀膜:光学镀膜在工件上交替镀上SiO2和TiO2,通过对镀膜厚度和镀膜层数的控制, 使镀膜层反射不同波长光波。这样使镀膜既有金属质感,也具有普通金属镀膜所不 具备的多变颜色。光学镀膜不但可以使镀层呈现彩色效果,而且还可以在镜片上镀 增透膜。通过增透膜,可以使镜片的光线透过率达到95%以上。

油墨:使用PMMA板材专用油墨丝印,可以做到拉丝、荧光(在暗处能发荧光)、半透明、
珠光等效果

镭射纸:通过镭射纸可以使镜片上的字符、LOGO的产生全息效果。通过烫金也 能够实现该效果 烫金:烫金可以烫金色、银色、镭射及拉丝等许多效果,可大大丰富镜片装饰效 果。
镜片的分类: 1. 平板镜片 2. 注塑镜片 3. 电铸镜片 4. IML 镜片 平板镜片

平板镜片是PMMA或PC经印刷及CNC切割而获得的镜片,主要材料有PMMA和PC。 如果对镜片镜片表面的硬度要求不高,甚至可以直接使用生板(未经过强化的板 材)作为平板镜片的材料,以降低成本。 PC:和PMMA相比,PC的冲击韧性更好、但在其他指标上和PMMA还存在差距,尤 其是表面硬度。在经过表面硬化处理后,硬度也仅为HB左右,镜片在使用过 程中极易被划伤。 如对镜片的耐冲击性能要求不高, 建议采用PMMA作为镜片 的材料。 PMMA:和PC相比,PMMA的透光率高,可达92%。耐候性好,不易氧化、开裂。
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表面硬度未经过硬化也可以达到H以上,经过硬化后,硬度可以达到4H以上。

平板镜片的结构

板材:由于原料板材的厚度限制,PMMA平板材料的常用规格(厚度)有0.65、 0.80、1.0、1.2、1.5mm。因此建议使用0.8mm以上厚度的板材作为镜片 材料。 设计要点: 受CNC切割刀具的影响,镜片上有内R角时,R角不宜小于0.5mm,内凹 的角度不能是尖角。 镜片表面可视区域尽可能避免使用CNC雕刻,CNC切割过的区域透光率 会大幅度下降,视觉效果大打折扣。 由于镜片厚度有规格限制。另外,平板镜片通常使用背胶黏贴。因此在 设计镜片时须充分考虑加工完后的镜片整体厚度(一般情况下每印刷一 层厚度增加6μ左右,背胶的厚度选择范围通常为0.1-0.20mm)。 产品最外圈最好不要是镀膜层,镀膜层容易因直接接触空气而被氧化。 尽可能在镀层外边增加一道油墨对镀膜层进行保护。

注塑镜片
注塑成型镜片是由PMMA和PC经注塑、硬化、印刷、修剪获得的镜片.

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设计要点: 如镜片需要进行硬化,为避免硬化药水残留,则镜片表面凸起的外形应 有斜角或R角,贯穿孔的直径应大于0.7mm。 为避免射出时应力集中及增加镜片的冲击强度,镜片厚度建议为1.2至 1.5mm。 镜片背面(丝印面)有弧度时,镜片高低面的落差应尽可能小,以免造 成印刷时,图案变形扩散。
IML 镜片

IML镜片由薄膜印刷、冲切、成型后,再注塑获得,IML镜片的薄膜材料主要 有PC和PET 目前MTL采用PET薄膜,PET薄膜的透光率可达89%以上,表面硬度达到H以上。 薄膜厚度范围通常在0.075至0.175之间。 由于镜片的装饰图案印在薄膜上, 因此图案看起来就像在产品的表面上一样, 但又不易被磨损。另外,在注塑完后还可以在镜片的背面再次印刷,使镜片上的 装饰图案富有层次感。

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设计要点 镜片的平均厚度建议不小于1.2mm,否则容易造成镜片变形及难注塑的问 题。 总厚度不大于6mm,外观拔模角至少是5度。 IML成型的外观轮廓无法做到锐角,应有一些弧度最少R0.3
3.35.Camera lens 装配关系及尺寸设计要点

B C

β A θ

Lens 外壳

D

F

G
泡棉

A:Camera Lens 可视区域一般是根据Camera的规格书中视角来定,简单的就是视角面与镜 片底面相关线再偏出0.3mm就可。 θ:Camera 视角 (一般在60°到70°) B:LENS 与外壳X。Y方向间隙, B=0.1mm. C:LENS 厚度, 切割为0.8或1.0mm ,注塑为≥1.0mm ,厚度根据不同工艺有不同要求。 D:双面胶厚度, D=0.15mm. E:双面胶与外壳外圈间隙 E=0.2mm. F:双面胶宽度F至少2mm。 G: Camera泡棉厚度,H≥0.2即可。只是为了防止灰尘,一般用超软泡棉. H:LENS表面与外壳表面的高度差,I约0.1mm 左右,防止刮伤镜面,导致拍照不清晰。 3.36.LENS 的固定安装方式 固定方式简单提一下:背胶固定\超声波\或热铆柱固定。 lens 需要做以下测试 1.表面硬度:3H 以上 2.耐磨 3.小屏镜片须做钢球冲击实验:
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H T
Lens 印刷区 双面胶

I

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4.透光率要求≥93%。 另有几项与贴 LENS 的双面胶相关的测试: 1.高温高湿:是否会有 LENS 浮贴现象,是否有水气进入 2.尘物实验:是否有灰尘进入 LCD 表面。 (要求 LENS 的双面胶必须一圈密封。

3.4、按键的设计
3.41.按键分类 纯 rubber 按键 P+R 按键+档光薄片(MALAR 片)或 P+R+钢片按键 (有空间建议用 PC 支架厚 0.6mm) 超薄钢片+R 按键或超薄 PVC 片+R 键键。 触控式按键 3.42.纯 rubber 按键 纯 rubber 按键由热压模具压制而成,价格便 宜,加工简单,周期很短。 适用场合:低端机\电话机\无绳电话机等

常用到的工艺:喷涂、印刷、镭雕、PU 设计基本尺寸

A-按键与壳体间隙:0.2mm B-按键弹性臂长:0.5mm 以上 C-导电基的高度:0.25mm 以上 D-底部连接,rubber 厚度:0.3mm, ,最少可以取 0.25mm
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E-按键与内壳间隙:0.05mm F-按键高出壳体表面:0.5mm G-导电基与 dome 顶部距离:0.05mm H-导电基直径:DOME 点直径是 4mm,则柱子直径为 1.8-2.1mm,如果是 5mm,则柱子直 径为 2.2-2.4mm 设计注意点: 1.壳体内部要长筋条挂住硅胶,4 边要均匀分布 2-3 个,如下图所示,防按键被拉出来; 2.按键要在适当的地方长支撑筋或支撑柱,防止按键下榻,但要象图示留有弹性臂至少 0.8mm; 3.按键拔模一般 1-2 度,在没有设计拔模情况下可以要求厂商减胶拔模 1 度为妥; 4.注意 LED 的避让,考虑按键工作行程(0.4mm 以上)中是否与 LED 干涉; 5.按键数字 5 要有盲点; 6. rubber 按键太高时,喷涂按键根部会喷不均匀,很容易漏光;漏光时底部垫个 0.07mm 黑色 MALAR 片; 7.为保证手感,keypad 导电柱中心设计时尽量在 key 的中心,导电基不能偏离键帽范围 太过 (不能超过导电基面积的 1/4) ,否则手感无法保证,如下图上下方向键的导电基基本已经 到达了偏离的极限了. 8.有时按键导电基位置并不处于键帽外形的正中心,而是偏向一边,则为了保证手感以及按 键不下塌,则要在相反方向增加支撑筋或支撑柱,撑到主板上,这样按压中下部时,整个 key 会 同时动作而保证手感。 设计支撑筋时,尽量设计在键帽的边缘部位,一般取 0.6~0.8mm,高 度方向与 metal dome 留 0.05~0.1mm 间隙,否则会造成按不动现象。

DOME 柱子有偏 心(1\4 内) 支撑筋 挂孔 LED 让位槽

DOME 与外观横向偏心太多, 另一边缘增加支撑柱

3.43.P+R 按键 (塑胶(Plasic)和硅胶(rubber)组成的按键) 适用场合:除了一些超薄机,其它均可用等
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常用的工艺:喷涂、印刷、镭雕、电镀,双色注塑、UV 设计基本尺寸

A-按键与壳体间隙:0.12-0.15mm;方向键与周边间隙 0.2mm; B-按键唇边与壳体间隙:至少 0.2mm; C-导电基的高度:0.3mm,最少可以取 0.25mm,但不建议取这个值; D-底部连接 rubber 厚度:0.3mm, ,最少可以取 0.25mm; E-按键与内壳间隙:0.05mm; F-按键高出壳体表面:0.3mm; G-导电基与 dome 顶部距离:0.05mm; H-导电基直径:DOME 点直径是 4mm,则柱子直径为 1.8-2.1mm,如果是 5mm,则柱子直 径为 2.2-2.4mm K-唇厚:0.4,至少 0.35mm;如果是钢琴键,则此唇边的空间改为支架,支架有两种: , 钢处(0.15-0.3)和塑料支架(0.6mm 以上) 设计注意点: 1.壳体内部要长定位柱穿过按键支架定位,也可防被拉出来; 2.P+R 按键主要靠导电基顶住,防止按键下榻,适当的地方长支撑筋或支撑柱, 但要留有弹性臂; 3.按键拔模一般 1-2 度,在没有设计拔模情况下可以要求厂商减胶拔模 1 度为妥; 4.注意 LED 的避让,考虑按键工作行程中是否与 LED 干涉; 5.按键数字 5 要有盲点; ; 6.容易产生误装的按键必须有防呆设计特别是圆形 OK 键(外观镭雕的字符不对称) 7.为保证手感,keypad 导电柱中心设计时尽量在 key 的中心,导电基不能偏离键帽范围 (不能超过导电基面积的 1/4) 太过 ,否则手感无法保证,如下图上下方向键的导电基基本已经 到达了偏离的极限了. 8.有时按键导电基位置并不处于键帽外形的正中心,而是偏向一边,则为了保证手感以及按
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键不下塌,则要在相反方向增加支撑筋或支撑柱,撑到主板上,这样按压中下部时,整个 key 会 同时动作而保证手感。 设计支撑筋时,尽量设计在键帽的边缘部位,一般取 0.6~0.8mm,高 度方向与 metal dome 留 0.05~0.1mm 间隙,否则会造成按不动现象。 3.44.超薄钢片+R 按键或超薄 PVC 片+R 键键 适用场合:超薄机直板\翻盖机\滑盖机等

常用工艺:镭雕\喷涂\丝印等 设计基本尺寸 1.装配方式一般情况是从正面装上去,但如果钢片折弯,那也有从内部装(内部用定位孔 拉着) 2.钢片厚度:0.15mm. PVC 厚度 0.3mm 3.硅胶总体设计基本与上面两种一样,尺寸也可以参考。 4.硅胶凸出透光的最小宽度为 0.25mm. 5.背胶宽度最小 2mm.
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6.总厚度:0.65-1.0mm 3.45.触控式按键

这种按键是一种时尚产品,简洁、高端。 工作原理简单来说,就是一个 IC 控制的电路,该电路包括一个能放置在任何介质面板后 的简单阻性环形电极组件,因此,按键的操作界面可以是一整块普通绝缘体(如有机玻璃一 般材料都可) ,不需要在界面上挖孔,按键在介质下面,人手接近界面和下面的电极片形成 电容,靠侦测电容量的变化来感应。温度,静电,水,灰尘等外界因素一般不会影响,界面 没有太多要求,可以加上背光,音效等,靠人手感应,整个界面没有按键的存在,便于清洁, 让产品在外观上更加高档美观,由于按键没有接点,使用寿命也是非常的长久,一般来说是 半永久性。 设计基本尺寸和设计注意点 1、一般情况按键和 lens 会是一个整体,而按键又必须透光,所以整个 Lens 必须是透明 件,可用 PMMA 或 PC,厚度在 1.0-1.5mm。 2、Lens 上不能有金属件或者带有金属效果的喷漆,以免影响按键的灵敏度; 3、按键必须做得足够的宽大,做小了很容易产生误操作,还要考虑到打电话的时候,按 键正好贴在人脸上,也会有感应动作,需要相应的方案解决; 4、如果此 lens 有弧度,则要考虑用 IML 工艺,因为背面肯定有结构。这就限制了 Lens 上的一些开孔的大小和 Lens 的厚度要求。 5、按键表面尽量平整,并且按键到 DOME 的距离是有限制的,不能太小,更不能太大, 一般在 1.5mm 以内 6、另外,在按键的结构上还要考虑感应 PCB 的贴装方式对感应效果、整机装配的影响以 及按键符号的透光的解决方案。

3.5.各塞子设计
3.51.侧塞子分类: 纯软胶(TPU)和 P+R。两者的区别:主要根据外观的需求,纯软胶是注塑免喷,而 P +R 的外观就比较丰富,喷涂、电镀、丝印等等均可,但成本较高。
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适用于侧边的 USB\耳机等外接口的保护。 结构方式可参考以下图片: 3.52.纯软胶(TPU) 设计要点: 1.平均厚度为 0.8mm 以上; 2.拉柱至少 1.0mm,一般是圆柱形,与孔间隙 0.1mm,如 果厚在 1.0mm 以下则要设计成椭圆形,否则易断,过不了 测试;反勾的尺寸要比柱子单边大 0.3mm,倒角导向;用 于拉出的长柱子直径要比孔小 0.2mm,拉进去装配后用斜 口钳剪掉。另一种则为简化模具直接在壳体开槽,

3 1

4 2

如左下图 2. 3.抠手位,主要是操作上的考虑,抠用位长至少 0.6mm,宽 3mm 以上,而且也壳间至少 0.3mm 间隙; 4 一般情况都要设计局部抱紧或所 5 卡,这样固定就不松动。左上图所示 是与 USB 座的按插孔塞紧(过盈 3 0.05mm 就可) 而左下图则是用卡扣 ; (卡扣量 0.2mm 就可) ,这种方式更 2 可靠一些,更容易调整模具。 5. 折 弯 处 的 减 胶 设 计 , 此 处 厚 度 0.6mm, 宽度 1.2mm 以上, 并加斜面 过渡。 3.53.P+R 侧塞子 设计要点: 1. “P+R “指的就是塑料 (硬胶 PC 或 ABS) +软胶 (TPU) , 两者间固定有两种:双料注塑和点胶固定,前者固定更牢 但模具贵;塑料的均厚 0.6mm 以上,TPU 均厚 0.4mm 以 上。 2.总体结构方式跟纯软胶一样,只不 P+R 的塞子是不能 折弯,只能拉出一段,然后转动 90 度以上,才能插拔使 用。所以拉柱的拉出长度(2mm)要保证塞子底面超过机 壳。

3.54.锁孔塞:

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锁孔塞作用:保证外观的完整性。 材料:TPU 和硅胶,优先选用 TPU,材质可以更硬一些,外观可以作到更接近塑料。 设计要点及注意点: 1.厚度:1.2-3mm, 2.外观:一般要底于大面 0.1mm,.周边倒 R0.2mm 3.撬开槽:主要作用是用针撬开不破坏外观,尺寸:0.8mm 半圆,深 0.8mm-2mm,不过可以 。 不用(多少有点影响整体外观有些客户不要) 4.配合:底面倒 C0.2,与壳孔过盈 0.1mm 紧配合,壳体底面垂直限位(高出螺钉头 0.1mm 以上) 。 5.防呆:如果不是完全对称,则要防呆设计,可以直接加一个或两筋条限位就可,限位筋上 端加 C 角导向。

3.6.侧按键设计
3.61.分类:P+R(塑料+硅胶,两者点胶固定)和 P (Plastic 塑料) ,也有直接与壳体双 料注塑(一般是用 TPU) 。 适用场合: 1. P+R 适用于侧按键是埚仔片,硅胶的柱子可适当保证埚仔片寿命(比如 10 万次) ; 2. P 适用于机械按键,保证手感。 ,适用于防水手机。 3. 双料注塑在壳体的按键部分是软胶(TPU) 3.62. P+R 侧按键设计要点及注意 点: 原则: 要有初固定 (在装机心之前, 初固定在壳体上,不会轻易 掉出 来)

1.按键帽:平均厚度在 0.6-1.0mm
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2.硅胶:厚度至少在 0.3mm 以上,可以不用考虑缩水问题。 3.挂勾:用于初固定。尺寸:厚度至少 0.8mm,高度 1.5mm,宽度 2mm 以上。 4.按键柱子,高度至少 0.15mm 以上,顺着按键装配方向要加 C 角导向 5.搭边:硬胶至少 0.3mm 宽,如果键帽是水镀,则软胶也要所键帽的搭边包住,防 ESD 测 试。 6.壳体挂勾筋:保证不缩水的情况下,尽量作强一些。 3.63.P (Plastic 塑料)侧按键 原则:要有初固定(在装机心之前,初固定在壳体上,不会轻易掉出来) ,要保证其弹性壁。

1.柱子:尺寸:直径 1.5mm-2.5mm,保证外观面不缩水就行。 2.弹性壁:厚度 0.6-0.8mm,宽度 2-3mm,。 3.挂台:要保证易装配,不易断,达到初固定不易掉就行。 4.唇边:厚度 0.4-0.8mm,宽至少 0.4mm. 3.64.与壳体双料注塑(按键部分是软胶 TPU) 原则:弹性壁的宽度至少 0.6mm 以上,按键面积要足够大,至少直径 6mm 以上。

1.按键帽:面积至少是直径 6mm 以上,尽量作大,保证手感。 2.按键柱子:要保证足够的强度,在不缩水情况下尽量作大。 3.弹性壁:厚度 0.4-0.6mm(根据宽度来定,宽一些就作 0.6mm),宽度至少为 0.6mm。

3.7.导光结构的设计
手机导光主要分类有:指示灯导光、手电筒灯罩、闪光灯灯罩、按键或屏的导光板。其它就 暂不说明。 3.71.材料 可采用 PC、PMMA、 、PS、AS、MS,均是透明料,前两较为常用,综合性能最高的是
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PC,透明度最好是 PMMA。 PC 是综合性能优良的透明工程塑料,PC 光学性能仅低于 PMMA。优、缺点: 热耐寒、硬度低,耐磨性差,双折射率高。 PMMA 俗称有机玻璃,是光学性能最好的塑料。优、缺点:光学性能较好、 力学性能一般,耐温差、吸湿性偏高、注塑流动性能差与 PC。 PS 聚苯乙烯、AS 苯乙烯丙烯腈、MS 苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物三者均 不常用。 3.72.指示灯光柱 根据 LED 与灯罩的位置可分为:直通型、错位型和圆弧型。

直通型结构设计要点及注意点 1. 导光柱与灯的上表面要有 0.5 左右的距离 2. 柱子导光面要尽量大一些,不小于直径 2.0mm. 3. 固定方式有卡扣式和柱子热铆式,如下图参考:

错位型结构设计要点及注意点 1. 首先要了解全反射原理:光从光密介质射入光蔬介质时,折射角大于入射角;随着入射 角增大,折射光线越来越偏离法法,越来越弱,反射光线越来越强。入射角增大到某一 角度时,折射角将等于 90 度,入射角再增大,折射将消失,只剩下反射光线,这种现 象称为全反射。所以入射角 Q 最好在 43 度以上,如下图所示。 2. 导光柱与灯的上表面要有 0.5 左右的距离 3. 柱子导光面要尽量大一些,不小于直径 2.0mm,出光范围最好在反射的范围内,并尽 量居中

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圆型结构设计要点及注意点:这种导光柱,比较少设计,总的原则就是内表面要全部切上倒 三角锥,这样产生不断折射,就可保证整条导光柱的亮度是均匀的. 3.73.手电筒的灯罩: LED 灯两种,一种是方形(体积很小)也便宜一些,一种是圆柱形,本身可有一定的聚光 效果。 原则:LED 灯与灯罩必须是对中,或者说:LED 灯面积均在灯罩外观面的面积区域内。 结构设计要点及注意点: 1.灯罩材料:PC 厚度 1.0mm 以上 2.凸球面: 根凸透镜聚光原理, 作成 R10-R15 的球面凸包。如果灯罩面积很大,则凸包周 边要加三角面,使光线折射,这样从外观面 就不易看到内部元器件(类似车灯) 。 3. 固 定 片 :要 充 分 固 定 壳 体 上 , 厚 度 至 少 0.6mm 以上。 4.LED 端面与灯罩间隙 0.3-1.0mm 3.74.闪光灯灯罩 结构设计要点及注意点:

1.

固定方式:优先选用背胶固定在壳体上,也有柱子热熔固定、卡扣固定等。

2. 为避免看到内部元件,特意内表面做锯齿面如上图所示。 3. 厚度 0.8mmc 以上。 3.74.导光板设计 LED 有侧发光和正发灯的两种,一般用于 LCD 背光(按键也有) 。 原则:保证整个面板透光均匀。 结构设计要点: 1. 利用导光板的点阵结构,可以使光线再次凝聚,使光能化整为零,从而形成一个一个小 小的点光源,注意导光板的正面和背面都是光面,而且点阵是做在靠LCD的那一面 2. 为了加强透光的均匀度,一般还会增加磨沙玻璃纸,靠LCD面为磨沙面,靠导光板是光
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3.

面, 光线在导光板和玻璃纸间来回反射后再透过, 比起直接漫反射的能量损耗要小得多。 导光板要比View Area大,为了避开入射口的强晕光,VA要离开入射口一段距离。

3.8

电池设计

3.81.电池形式可分两类: 内置式电池: 电芯不封装在电池外壳内,整机使用上电池与电池盖是两个不同的零 件。 外置式电池: 电芯封装在电池外壳内,电池作为一个组件(或零件)使用在整机上。 3.81.容量(锂电芯)大概计算方法:电池容量=电芯的体积*0.1;单位 mA.h 备注:尺 寸单位 mm 3.82.电芯种类及区别 锂电芯:结构方式――上端面是框架和保护板,下端面是一框架,侧边 4 个面均 用标签纸粘起来。 聚合物电芯:结构方式――周边必须是框架加固定保护,为了减小体积,框架可 以用钢片框架设计。 两者简单区别:1.同样体积,聚合物电池的容量可以大出快一半;2.在安全性上, 聚合物电池外包装为铝塑包装,有别于液态锂电的金属外壳,内部质量隐患可立 即通过外包装变形而显示出来,一旦发生安全隐患,不会爆炸,只会鼓胀;3.聚 合物价格较贵。

上图为内置电池分解图,分 4 大块:电池框架、电池电路板、电芯和电池外保护膜。
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了解之后对后继就评估容量是很有帮助,一般电池框架两侧的壁厚大概为 1.0-1.3mm,下 端要设计卡扣及抠手位,会厚一些为 1.5-1.8mm,上端留电路板空间要 2.8-3.2mm. 1. 电池连接片,要根据电池连接器一弹片而定位置及尺寸。这种是侧边压接,还一种 正下方压接。 2. 前电池卡扣,与后壳卡合量应该小于 0.5*0.5mm(便于拆卸)。 3. 抠手位,长度不小于 8.0mm。 4. 后电池卡,不能过宽,要小于 0.5mm.,卡合量为 0.2-0.3mm.

上图为外置电池分解图,也分 4 大块:电池盖上下壳、电芯和电池保护电路板。 下面重点介绍外置电池: a. 材料:通常选用PC-ABS,也可选用PC。 b. 电池上壳的平均壁厚通常不小于0.8MM。 c. 电池下壳的平均壁厚通常不小于0.5MM.为有效利用内部空间。 d. 电池内部厚度空间T≥电芯最大厚度T1+双面胶厚度T2(0.1)+绝缘片厚度T3(0.1)+接触铜 片T4(0.1)+0.20mm 的伸缩空间。 e. 上下壳用超声焊接,筋条通常设计为等腰三角形,宽度*高度为0.3*0.3mm。 f. 与机子后壳的配合:两侧间隙为0.1mm,底面留0.05-0.1mm间隙。

3.9. 翻盖手机的转轴设计(暂不写) 3.10. 滑轨手机的滑轨设计(暂不写) 3.11. 各种装饰件的设计(暂不写)

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3.12.音腔的设计
1.手机的声腔设计主要包括前声腔、后声腔、出声孔、密闭性、防尘网五个方面,每个方面 均对音质有一定影响。 如下图:

出声孔 防尘网 后声腔

SPEAKER

前声腔

图 1 声腔结构示意图

2.后声腔对铃声的影响及推荐值
后声腔主要影响铃声的低频部分, 对高频部分影响则较小。 铃声的低频部分对音质影响 很大,低频波峰越靠左,低音就越突出,就会比较悦耳。 一般情况下,随着后声腔容积不断增大,其频的曲线的低频波峰会不断向左移动,使低 频特性能够得到改善。但是两者之间关系是非线性的,当后声腔容积大于一定阈值时,它对 低频的改善程度会急剧下降, 如图 2 示 (横坐标是后声腔的容积 (cm3) 纵坐标是SPEAKER , 单体的低频) 。
1200 1000 800 600 400 200 0 0 2 4 6 8 10

图 2 后声腔容积对低频性 综合参考表:
SPEAKER直径(mm) 后声腔最小容积(cm3)后声腔推荐容积(cm3) 0.8~1 1.5 13 1.2~1.5 1.5 15 1.2~1.5 16 2 1.5~2 2 18 13X18 1.2~1.5 1.5

注:后声腔设计时,必须保证后 SPK 出声孔孔出气畅通,即后出声孔距离最近的挡板距离 应大于后出声孔径的 0.8 倍。
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2.前声腔对铃声的影响及推荐值
前声腔对低频段影响不大,主要影响手机铃声的高频部分。随着前声腔容积的增大,高 频波峰会往不断左移动, 高频谐振点会越来越低。 高频谐振点变化的对数值与前声腔容积的 增量几乎成线性关系,如图 3,横坐标为前声腔容积,单位cm3。纵坐标为高频

推荐参考值:前音腔的深度(SPK 与壳内壁的高度)0.3-1.5mm,也跟出声孔 大小也有一定关系,一般情况下,前声腔越大,开孔的位置、分布对声音的影响程度就
越小。目前没有专业的理论值。

3.出声孔对音质的影响及推荐值
出声孔的面积对声音影响较大,一般情况是 SPK 出声面积的 20%左右,出声孔位置要 尽量居中,经验值可参考如下: 直径 13mm 的 SPK--出声孔面积推荐值 9~15mm2; 直径 15mm 的 SPK--出声孔面积推荐值 10.5~15mm2; 直径 13*18 的 SPK--出声孔面积推荐值 10.5~15mm2; 直径 16mm 的 SPK--出声孔面积推荐值 12~20mm2; 直径 18mm 的 SPK--出声孔面积推荐值 15~25mm2;

4.后声腔密闭性对声音的影响
建议结构设计时,应尽可能保证后声腔的密闭,否则可能会严重影响音质 后声腔是否有效的密闭对声音的低频部分影响很大,当后声腔出现泄漏时,低频会出现 衰减,对音质造成损害,它的影响程度与泄漏面积、位置都有一定的关系。 一般情况下,泄漏面积越大,低频衰减越厉害。泄漏面积与低频谐振点的衰减成近似线 性的关系, 在同等泄漏面积情况下, 后声腔越小, 低频衰减越厉害, 即泄漏造成的危害越大。

5.防尘网对声音的影响 总的来说防尘网密封性越好对音质影响超大,特别是防水网对音量影响特别 大,有时还会产生振动声。

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3.13

手写笔的设计

手写笔一般常用的钢管规格尺寸有:¢2.5、¢3.0、¢3.5、¢4.0、¢4.4、¢5.0、¢ 5.2,最常用两种:一种直径为¢3mm,另一种直径是¢4mm(可伸缩)。如下图:

材料:笔尖为 POM,笔杆和伸缩杆为不锈钢,笔头为 PC 或 PC+ABC。 设计主要参数:笔杆直径、收缩后的长度,拉伸后总长度。 固定方式:一般都是靠笔槽与壳体上凸点配合固定。

1. 此处不能与笔卡槽太近了(不易变形,很难拔出),但不能太远(易松动,插拔没手感),一般间 距为 5-12mm. 2. 此处配合间隙 0.05-0.1mm,卡合量为 0.2-0.3mm,槽后端的间隙要适当大一些 0.2-0.3mm. 3. 笔杆与壳体配合孔间隙单边 0.1mm. 笔的卡点尽量作到能弹性变形,这样卡点寿命长,不失效. 手写笔一般要经过插拔30000 次测
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试, 但要通过很难,所以有些特殊要求就加一些耐磨材料作卡点(如不锈钢弹片或轴);如下图 比效:

一般设计

有弹性设计

第 4 章.其他设计注意事项 结构设计初稿完成后, 设计师必须进行设计自我检查工作, 具体的检查大致分为以下几 个方面: 1. 脱模斜度检查 2. 全局干涉分析 3. 对间隙分析 4. 最薄壁厚和最小壁厚分析 5. 模具结构可靠性检查 6. 模拟运动分析 脱模斜度检查 对于采用注塑工艺成型的零部件,需要进行脱模斜度的检查,通常分为定模脱模斜度, 动模脱模斜度,行位(斜顶)脱模斜度。对于塑料件而言通常要求: 设计的零部件前模必须有脱模斜度, 表面刨光处理的单边脱模斜度不小于 2 度, 表面细 皮纹的不小于 3 度。表面粗皮纹的,依据皮纹的粗细程度,最小要求 3 度以上。
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零部件的后模,对于一些器件或是结构件配合面,需要设计脱模斜度,最小脱模斜度单 边不小于 0.5 度。 零部件的后模对于一些大面需要设计脱模斜度,其他一些细节特征可以不做脱模斜度, 但是在工程图标注中必须注明未注脱模斜度的大小,通常设为 1 度。 零部件的行位的脱模斜度,需要依据实际的行位方向,设计脱模斜度,具体斜度要求同 前模的脱模斜度要求。 脱模斜度的检查通常可以通过 PROE 软件帮助来进行检查。具体的操作步骤如下(以 PROE 野火 3.0 为例) ; a) 打开待检查的零部件 b) 点击下拉菜单中的分析菜单—〉几何—〉拔模检测 c) 单击定义选项,设置相关的选项,然后点击确定。

说明:曲面:可直接选取(从目录树里点击零件名称) ,或是在窗口中直接点击所需 要检查的曲面。 方向:用于定义分型面的出模方向(要求必须是选取平面) 角 : 通过输入不同的数值,代表不同的脱模角度。同时能选择单或双向拔模。 d) 通过对颜色的判断,如果出现蓝色面为倒扣。 全局干涉分析 针对整个设计文件,运用全局干涉分析,通常可以查出若干的干涉,但是干涉通常根 据实际的设计要求,可以分为合理干涉,非合理干涉及。 1. 合理干涉,通常为设计是出于设计的需要,希望结构件之间是过盈的设计,或是一 些正常装配状态前的干涉。例如:

图中的弹片与主板的干涉为合理干涉,设计需要他们有一定的预压量,以确保接 触的可靠性。
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2.

a) b)

非合理干涉,通常是由于设计师的失误导致结构件发生体积干涉。 ( 具体干涉分型可以借助 PROE 的干涉分析功能来实现。 具体的操作如下: 以 PROE 野火 3.0 为例) 打开需要检查的组合件。 点击分析菜单——模型——全局干涉

c)

将结果导出为文 本文件, 然后依次 “两两间隙分析” 找出对应位置, 再 分析干涉类别, 并 相应的进行修改, 直至没有非合理 干涉。

对间隙分析 设计完成后,需要对相互有配合的结构件两两进行对间隙分析,其主要目的为: 1. 重新检查是否有非合理干涉? 2. 检查结构件之间的配合间隙是否合理?是否满足公司设计规范的要求。 具体的检查同样通过 PROE 软件实现。具体操作如下: (以 PROE 野火 3.0 为例) a) 打开组合件,通过目录树隐藏不相关的结构件,只保留需要检查的两件。 b) 点击分析菜单——模型——配合间隙

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c)

具体的窗口操作参考专门的参考书。

d)

对于显示的数字进行判断,是否符合要求。

最小壁厚和最大壁厚分析 设计中如果壁厚过小或是过厚都会导致零件成型时外观质量有缺陷, 设计完成后需 要对设计进行检验。通常规定,注塑件:不是外观面最小的壁厚不小于 0.5mm,如 果外观面侧不小于 0.8mm,最厚不大于 1.6T(T 为平均壁厚) 。 厚度不均过方式参考

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