超薄电子产品设计总结0606

超薄电子产品设计总结

Designing Summary of the Ultrathin Consumer Products

摘要：

关键词：

Abstract:

1.引言

隨著時代的發展，傳統的電子設備越來越不能滿足人們的需求，傳統的電子產品的由於體積的關係，應用範圍局限在辦公室，學校機房，網吧，這些只能在室內應用的電子設備已經遠遠無法滿足人們的需求，人們需要一種可以在室外，比如公交車上，地鐵上，飛機上，餐桌上，咖啡廳，旅遊途中，站臺等待時可以應用的電子娛樂設備

自從2010年4月,蘋果的ipad公開發售以來，平板電腦就已經開始引領一個時代，一個更小，超輕，超薄，可以滿足人們戶外辦公，創作，閱讀，娛樂等全方位需求的個性化，舒適化時代。

同時，由於更小，更輕，更薄的要求，對於傳統電子產品的設計，生產工藝也提出了更高的要求，結構上，每個零件要更小，更輕更薄，而且整體的強度要能達到使用的要求，要能很好的支撐固定整個系統運行所需要的硬件，比如玻璃，觸摸屏，主板，電池，風扇等。這就促使很多新材料新工藝的進步。

2.外觀設計要點

外觀設計的時候，想法和設計感覺是最重要的，想法就是創意，設計感覺就是對美的感覺。

外觀設計首先要了解設計的電子設備的功能定位和消費群體的定位，針對該定位來整理自己的創作靈感，比如低端，高端之分，商務，辦公，智能，音樂，娛樂多媒體，分清了定位，就按照這些功能的訴求和特定消費人群的喜好來布線，構面，塑體，也就是說的線框圖，線框圖基本表達出該產品各部件的軟硬，虛實等感覺后，拆件，材質的合理應用就把特定的產品語言感覺表達出來了，當然，一個合格的產品設計師必須要對電聲，射頻，結構，材質等基礎知識有足夠的了解，只有這樣才不會把藝術創作和產品設計割裂開來，最後，要對設計藝術有孜孜不倦的追求。

針對超薄產品的外觀設計時，在保證產品美觀的同時，要充分考慮整個外觀的設計整體要保持超薄的特點，超薄不是指隨意想象，想多薄就可以多薄，要考慮產品的功能以及後續的結構，比如主板，電池，玻璃以及觸摸板的厚度，I/O 孔的布局及大小，通風孔以及進風孔的位置、大小及安規要求，腳墊的設置，攝像頭的大小及位置，按鍵的位置及功能。

3.主板堆疊要點

3.1设计出的主板堆叠要满足Layout的要求,把布元器件的面积留出,之后再与Layout工程师慢慢沟通调整,一些新功能要先和硬件及软件沟通确认能否实现,与厂商沟通好注意事项

3.2,主板堆疊厚度的控制：總的原則，主板堆疊的高度要儘量平均，影響整機厚度的最高點（高度瓶頸）和其他地方高度差要儘量小，儘量通過元器件位置的調整實現寬度，高度和長度方向的尺寸都儘可能小；另外结构要容易实现,堆叠之前整机尺寸要规划好，要注意預留夠基本的間隙值，不能產生干涉

3.3,设计出的堆叠尽可能降低PCBA的成本,做好结构料件的选用,尽量选用常用料件以便寻找替代料.外围器件也是一样,要选用常用的料件,尽量不要用偏料,一是价格高,二是供货有问题.另外天线的环境要好,确定好用PIFA天线还是单极天线,这两种天线对环境,高度,面积要是不一样的.电池容量要大,优先选用通用电池,其次选用现有电芯,电池和屏一样是比较重要的外围器件,受诸多因素影响交期不易控制。

3.4,堆叠时还要考虑主板ESD,EMI能否通过,哪些位置需要接地,哪些元件要屏蔽,屏蔽罩是否易于生产.喇叭和听筒声音够不够大,音腔能不能密封,由於超薄型產品空間有限，可能導致Speaker音腔比較小，影響音質，在盡可能的情況下，儘量給Speaker預留較大的空間，FPC面积要尽量简单,面积要小,FPC虽然是以壳体结构设计为最终的,但堆叠中要给出参考设计。

4.結構設計及材料選擇

4.1材料的選擇：

超薄型產品由於本身尺寸的限制，殼體和內部結構空間比較小，就導致了整體強度的問題，要解決這個問題，材料的選擇就變得尤為重要。

工程塑料有優良的耐熱耐候性，尺寸穩定性和耐衝擊性能，所以傳統的筆記本外殼都廣泛使用了工程塑料做筆記本機構件的外殼，但是他有本身的局限性，要保證強度，一般要求厚度至少在1.5mm以上，而且由於強度跟產品本身的大小成反比，故產品尺寸越大，殼體的厚度就要越厚，這樣與整體的超薄要求形成嚴重的矛盾，做出來的產品較厚，強度較差，另外工程塑料本身導熱性差，無法屏蔽電磁輻射。

爲了更好的解決這些問題，越來越多的鎂合金，鋁合金被應用在了超薄產品上面，铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足3C 产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一，同時良好的加工性以及尺寸穩定性，這些優點讓鎂鋁合金快速應用在很多電子產品上；缺点：铝镁合金成本较高，而且成型比ABS困难(需要用冲压或者壓鑄工藝)，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。

4.2從設計的結構上講，鎂鋁合金設計要注意以下幾點：

4.2.1由於鎂鋁合金的流動性比傳統的塑膠要差一些，所以圓角設計無處不在，否則會造成應力集中而不能成型。

當T1=T2時；若R2=R1+T1則R1=T1 ，若R2=0則R1=1~1.25 T1

當十字或Y型相接時

當Θ=90°時，則R1= T1

當Θ=45°時，則R1= 0.7 T1 & R2= 1.5 T1

當Θ=30°時，則R1= 0.5 T1 & R2= 2.5 T1

4.2.2壁厚盡可能保證平均肉厚，否則容易導致收縮不均勻的收縮應力，縮水，變形，開裂等不良產生，最小肉厚不要小於0.5mm，否則難以充填。

4.2.3孔徑與深度關係

4.2.4肋與壁厚關係

D≦4~5t 在此比例下應不會產生縮水痕，但非必要還是以力求壁厚平均為佳。

4.2.5拔模角度

一般拔模角度 精級拔模角度

5.散熱設計要點

5.1 電腦爲什麽要散熱

平板電腦,筆記本電腦,甚至台式電腦都離不開散熱,這是因為電子元件發熱會導致“電子遷移”現象,而“電子遷移”現象會損壞電子元件,從而導致壽命減少,甚至算壞。

"电子迁移属于电子科学的领域，在1960年代初期才被广泛了解，是指电子的流动所导致的金属原子的迁移现象。在电流强度很高的导体上，最典型的就是集成电路内部的电路，电子的流动带给上面的金属原子一个动量(momentum)，使得金属原子脱离金属表面四处流动，结果就导致金属导线表面上形成坑洞(void)或土丘(hilllock)，造成永久的损害，这是一个缓慢的过程，一旦发生，情况会越来越严重，到最后就会造成整个电路的短路(short)，整个集成电路就报销了。

C

L D /=)

/(8.0C L D =01746

.0/)/(L D =θ01746.0/)/(L D =θ