手机设计、研发与制造全过程

手机设计、研发与制造全过程

现在的手机已经渐渐脱离了单纯通讯工具的身份，逐渐转变成为一个多媒体和信息的终端设备，未来日常的沟通、娱乐、理财等活动，都是可以透过手机来进行。当大家在每一次看到一部新奇而又拥有高性能、鲜亮的外观设计的手机出现时，各位是否有这样的好奇心，这样的手机到底是怎么设计和制造出来的呢？

所以今天我们尝试用一个技术的客观角度，来简单描述手机设计部门的构造与及部门与部门之间的关系，最后向大家展示手机由制造到面世前的种种测试，好让大家更进一步了解手机，更加珍惜你的爱机，或许你日后不会轻易的更换它了吧！

一、手机的结构和组成

一首先给各位讲一下手机的结构和组成部份:

1、评估ID图，确认其可行性，根据工艺、结构可行性提出修改意见；

2、建模前根据PCBA、ID工艺估算基本尺寸；

3、根据ID提供的线框构建线面。所构线面需有良好的可修改性，以便后面的修改。线面光顺、曲面质量好，注意拔模分析；

4、分件时要注意各零件要避免出现锐角，以免倒圆角后出现大的缝隙。各零件之间根据需要预留适当的间隙；

5、采用TOP-DOWN设计思想建立骨架文件，各零件间尽量避免出现相互参考的情况；

6、翻盖机的主要问题。要注意预压角的方向，以及打开和运转过程中FLIP和HOUSING之间的干涉。如果转轴处外观为弧形，需注意分件后FLIP转轴处过渡自然，以免与HOUSING上盖干涉；

7、如有手写笔，则建模前需讨论其固定方式以预留其空间。一般笔粗3～4mm，少数有到5mm的；

8、IO口不宜太深，否则数据线插入时，端口会与机壳干涉；

9、预留螺丝孔空间（ID设计FLIP时应充分考虑螺丝孔位，设计美观的螺丝孔堵头）

10、按键设计时需注意预留行程空间，让开螺丝孔位；

11、饰片不可压住螺丝孔，给以后的拆装带来不便（ID设计时注意避免）

12、滑盖机要根据滑轨的位置定上下滑盖的分割面；

13、设计滑盖机的数字键时需注意上滑盖滑开后不可遮挡数字键，不可做突出状的防盲点，以免阻碍滑动；

14、滑盖机的电池分割要注意尽量将螺丝孔放在电池里面，避免放在外观面上。

手机的一般结构

手机结构一般包括以下几个部分：

1、LCD LENS

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

2，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： Rubber key主要依赖前盖表面长出的定位pin和boss上的rib定位。Rubber key没法精确定位，原因在于：rubber比较软，如key pad上的定位孔和定位pin间隙太小（<0.2-0.3mm），则key pad压下去后没法回弹。

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，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：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 + push button（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 (麦克风)

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 (蜂鸣器)

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、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。

10、Motor (电动机)

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、Shielding case(隔离罩)

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

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。

结构了解了,下面了解一下在设计过程中必须注意的事项 :

1) 建模前应该先根据规划高度分析，宽度分析与长度分析，目的是约束ID 的设计。

2) 建模时将硬件取零件图纸的最大值（NND 厂商通常将公差取为正负0.1）

3) 设计尺寸基本上为二次处理后的尺寸（NND 模具厂肯定反对了）

4) 手机的打开角度为150-155，开盖预压为4-7度（建议5度）。合盖预压为20度左右

5) 壁厚必须在1.0以上(为了防止缩水，可以将基本壁厚作到1.5，此时一定要注意胶口的选择)。

6) 胶口的选择一定要考虑熔接线的位置，注意

7) 尽力减少配合部分（但是不代表减少必要的配合）。

8) 音腔高度在1.2以上（实际情况应该是空间尺寸要足够大，对不同的产品其数值会不同，最好采用MIC SPEAKER RECERVE的厂商建议值）。

9) 粘胶的宽度必须在4mm以上（大部分厂商可以作到3。5，但是为了安全起见，还是留点余量好）（另外电铸件的胶宽可以作到1，原理也较为简单可行，如果有人用过的话请补充）。

二、手机的设计流程

用一个较简单的阐释，一般的手机设计公司是需要最基本有六个部门：ID、MD、HW、SW、PM、Sourcing、QA。

1、ID(IndustryDesign)工业设计

包括手机的外观、材质、手感、颜色配搭，主要界面的实现与及色彩等方面的设计。[52RD.co]m] 例如摩托罗拉“明”翻盖的半透明，诺基亚7610的圆弧形外观，索爱W550的橙等。这些给用户的特别感受和体验都是属于手机工业设计的畴，一部手机是否能成为畅销的产品，手机的工业设计显得特别重要！

2、MD(MechanicalDesign)结构设计

手机的前壳、后壳、手机的摄像镜头位置的选择，固定的方式，电池如何连接，手机的厚薄程度。如果是滑盖手机，如何让手机滑上去，怎样实现自动往上弹，SIM卡怎样插和拔的安排，这些都是手机结构设计的畴。繁琐的部件需要MD的工作人员对材质以及工艺都非常熟识。

摩托罗拉V3以13.9mm的厚度掀起了手机市场的热潮，V3手机以超薄为卖点，因为它的手机外壳材质选择十分关键，所以V3的外壳是由技术超前的航空级铝合金材质打造而成。可以这样说，特殊外壳材质的选择成就了V3的成功。

另外有个别用户反应在使用某些超薄滑盖手机的时候，在接听时总能感觉到手机前壳的左右摇动，这就是手机结构设计出了问题，由于手机的壳体太薄，通话时的扬声器振动很容易让手机的机