翻盖手机的设计

翻盖手机结构设计
•认识翻盖手机
•翻盖手机结构
•新材料新工艺
•认识翻盖手机
翻盖手机的一般结构，一般包括以下几个部分：
LCD LENS
材料：材质一般为PC、压克力或者玻璃；
连结：一般用卡勾+背胶与前盖连结。

翻盖面壳（A壳）翻盖底壳（B壳）主机面壳（C壳）主机底壳（D壳）
材料：材质一般为ABS+PC；
连结：面壳与底壳一般采用卡勾+螺钉的连结方式；
按键
材料：Rubber，pc + rubber，纯pc；
连接：Rubber key主要依赖前盖内表面长出的定位柱和骨位定位,定位间隙取0.1mm;
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。

电池盖
材料一般也是ABS+PC 。

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+ 电池推扭和后盖连结；
电池推扭
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；
天线
分为外露式和内置式两种，一般来说，前者的通讯效果较好；
连结：通常是天线金属弹片的触点压在PCB上。

Mic、Receiver、Speaker
MIC
通话时收录声音的元件。

为标准件，选用即可。

连结：一般是用橡胶包裹后，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。

Receiver
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。

Speaker
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。

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。

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。

LCD
显示作用；
和PCB的连结：一种是直接通过排线焊接；一种是排线插入到PCB上的插座里。

Shielding case
一般是冲压件，壁厚为0.2mm。

作用：防静电和辐射。

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。

翻盖手机结构
整体尺寸规划
硬件的固定
部件的连接方式
转轴的设计
按键的设计
天线的设计
ESD及测试等方面
整体尺寸规划
Ø 1.1简介
Ø A) 手机设计整体尺寸的规划主要
是根据硬件的尺寸及硬件排布后
的尺寸来初步确定设计机型的整
体的长,宽高的外形大小。

Ø B) 现以一翻盖手机的设计为例，
如右图1所示为设计机型所用的硬
件LCM ，PCBA 排布。

Ø C) 硬件的排布情况将会决定整体
机型的外围尺寸。

下页图2即为已
排布好了的硬件图
整体尺寸规划
•1.1-2尺寸链
•硬件排布的整体及局部放大的尺寸链
如右图2所示
整体尺寸规划
Ø 1.1-3尺寸的计算
Ø A）根据排好的硬件，及前所示尺寸链，加上相关的
配合间隙，以及翻盖顶壳与机身底壳所需的壁厚，既
可计算出设计手机所需的高度尺寸。

Ø B)长宽外围尺寸的确定。

长宽外围尺寸的确定的时候我们主要需考虑封装硬件
的HOUDING 需右足够的壁厚以满足其强度要求，此
外，需预留足够的空间以满足设计连接卡扣的空间需
要；
Ø C)一般的，预留2.5mm 的空间就可以满足上述的需
求。

Ø D)另外，从ESD及声学方面的因素考虑，壳与壳之间
的配合面尽量考虑设计环周止口。

整体尺寸规划
Ø 1.2主要零件的壁厚设计
Ø A) 经实践反复证明，以下主要的零部件的壁厚设计按
以下标准是比较经济且能满足其性能要求：
Ø B) Housing 设计壁厚(thickness)：1.2mm
Ø C) Lens 设计壁厚：玻璃或注塑件：0.8~1.0mm；其中
亚克力切割镜片要注意厚度尺寸是标准的,常用的有
0.5,0.6,0.8,1.0,1.2,1.5等;
IML：>=1.2mm 局部>=0.8mm以上
Ø D) 塑料装饰件：根据其大小，厚度0.6~1.0mm ,通常取
0.8mm
Ø E) 金属装饰件：铝装饰件为0.5~0.8mm，镍装饰件为
0.25mm,超薄金属片为0.1mm
2-1、LCM的固定
（1）LCD的周边与定位边间隙0.1，定位骨高不小于LCD高
的2/3，骨的厚度小于2/3基本壁厚；
（2）LCD的内外屏与翻盖底壳、翻盖面壳间要留0.3~0.5的
泡面间隙；
（3）LCD的内外屏与翻盖底壳、翻盖面壳间要加泡棉防
尘、防震；
（4）为防止跌落和冲击对外屏的破坏，面壳要有结构有效
的支撑。

硬件的固定
2.2-2, Speaker、Receiver、Motor、Camera等的固定
（1）Speaker、Receiver、Motor、Camera的周边与定位边留间隙0.1；（2）定位骨高度不小于元件高度的1/3,厚度小于2/3基本壁厚；
（3）为有效的压紧需有泡棉消除间隙;
（4）SPEAKER前音腔最小高度不小于0.5mm，需要泡棉完全密闭，璧厚要保证
0.8以上；后腔尽可能密闭，泄漏孔尽可能远，出音面积不小于元件出音面
积的1/3，一般为8～10mm2；
（5）摄像头开孔要保证通光区域不遮挡，并适当留有余量；
硬件的固定
2.2-3,Fpc的压紧
（1）FPC连接器要加泡棉有效的压紧，泡棉厚0.5~1mm空间为0.3~0.6mm；硬件的固定
2.2-4, PCB的固定
（1）主板的上下定位要以PCB板为定位面，一面定位，
另一面留0.1的间隙
（2）机身面壳、与机身底壳固定PCB的螺钉柱留0.05的
预紧间隙；
（3）周边定位一般以螺钉柱定位即可，间隙单边0.1 ；
（4）为防止主板受按压而变形，按压按键面时误操作，
主板要有有效的支撑;
（5）MIC周边要有定位边，高度不小于元件的2/3，间隙
Fpc连接的0.5以上，或者不定位，弹片式的用橡胶套紧
配；
硬件的固定
2.2-5电池battery
（1）电池面壳、底壳多以超声波焊方式封装；
（2）电池与机身的配合一般以底部卡扣面定位，考虑
跌落，不得以扣位定位！上部留0.1mm的间隙，
与机身底壳配合面一般为0.05mm间隙配合；
（3）电池连接器的弹片装配后压缩行程不小于1mm,
并考虑连接器弹片工作状态的中心位置,以此来
设计电池金属片的位置；
（4）电芯四周间隙0.2mm，厚度方向留0.3mm的膨
胀间隙；
硬件的固定
3.1 常规部件的连接
3.1-1 镜片的连接
（1）镜片一般用双面胶连结固定，双面胶通常选用3M胶，如3M9495 , 3M9449等，镜
片与壳
体配合的上下间隙通常为0.15mm；
（2）注塑镜片与壳体配合的周边间隙通常为0.10mm，切割的为0.05mm；（3）IML镜片因考虑其变形较大，一般采用背胶加热熔柱的方式固定；并保证表面腹
膜不外露；
部件的连接
3.1-2装饰件的连接
（1）双面胶也是装饰件固定连接方式的一种。

双面胶通常选用3M
胶，如3M9495,3M9448,装饰件与壳体的上下配合间隙通常为
0.15mm, 装饰件与壳体周边间隙通常为0.10mm（如图）；
（2）热熔柱焊接，通常0.8mm璧厚的装饰片取直径0.8~1.0mm的柱子,
柱子高度以高出热熔大面0.8mm以上（如图）；
（3）扣位连接，考虑可靠性，此连接应用较少（如图）；
（4）考虑连接的可靠性，通常装饰件的连接由以上几种方法组合，
比如双面胶跟扣位，热熔柱跟扣位等
（5）电铸镍片、金属标牌、铝片等一般用双面胶连接
部件的连接
3.1-3 电池的连接
电池的壳体连接多用超声波焊连接，超声波焊连接的壳体一般都作超声线，焊线尺寸
0.3X0.35的三角形,焊线段要合理分布，以每段3～5mm长度分布。

部件的连接
3.1-4 翻盖的连接
3.1-4-1卡勾连接方式
a) 卡勾分布要求：前端卡勾数2-3个，两侧各2-3个；
b) 卡勾卡接量：前端卡勾(如图14卡勾4)卡接量不少于1mm，两侧边卡勾，卡接量0.5mm~0.6mm；
c) 公扣与母扣配合间隙
3.1-4-2 螺钉的连接方式
a）螺钉分布要求
翻盖至少有两螺钉固定一般做在靠转轴处若此处没有位置必须在此处做大
卡勾,卡接要牢,同时在后端要有两螺钉固定；
b) 螺纹连接包括机牙螺丝(螺钉加螺母)和自攻螺丝两种连接方式,手机壳体的
螺纹连接多采用前者，螺母通常采用热压,超声,注塑等方式和壳体连接在一起；
部件的连接
3.1-5机身的连接
3.1-5-1 卡勾的连接方式
a）卡勾分布要求：转轴下端必须做两个大卡勾；侧边两螺柱之间必须做一个大卡勾由
于螺柱A与大卡勾4距离过远(超过20mm )所以两侧各加一小卡勾3，由于B螺柱距机
身下端过远,所以两侧各加一小卡勾2，卡勾原则上每隔20～25mm布置一个；
b) 卡勾卡接量：转轴下端大卡勾卡接量不少于1mm,两侧及下端卡接量
0.5~0.6mm；
c) 卡勾配合间隙同翻盖部分；
3.1-5-2 螺钉的连接方式
a）螺钉分布要求：机身至少有两个螺钉固定，一般是4个螺钉固定；
b) 螺纹连接包括机牙螺丝(螺钉加螺母)和自攻螺丝两种连接方式,手机壳体的螺纹连接多
采用前者，螺母通常采用热压,超声,注塑等方式和壳体连接在一起；
c) 螺钉螺母的配合(同翻盖部分）
部件的连接
转轴的设计
1、通常的转轴设计中，翻开角度我们一般取150度，根据情况也有取160度的；同时
要考虑预压角，一般取4~5度；
2、转轴设计同时还要考虑转轴的力度，通常这个力度由翻盖部分重量决定；
3、转轴与B壳的配合见下图；
4、为保证翻盖测试转轴的强度，转轴处B壳的厚度应有1.2mm；
按键设计
工艺说明：
目前公司设计翻盖手机主要是P+R按键：
定义
包括一个压缩模一个硅胶底和一个注塑的键帽。

这些特殊的组件能够用粘合剂或胶
水粘合在一起。

键帽则根据图纸要求进行喷印和镭射雕刻。

此后按键表面再涂上一
层U.V.保护层
1．优点：使用硅胶作为基底使得按键具有较高的柔韧性能够在较复杂和具有吸引力的
设计上获得较坚固的、能够适用于不同类型的键帽（如喷印，镭雕，底部丝印等）键的高度没有范围印刷表面至少可以达到80 RCA Cycles的表面磨损需求
2．缺点：相比于其他按键的制作过程, P+R的步骤比较繁琐，对印刷，镭射雕刻和装配
过程会有比较多的监控要求。

按键设计
以P+R为例
1.材料：PC＋RUBBER
2. 键的固定。

用UV胶将按键粘在rubber key-pad 上
3. 键与壳体的配合间隙为0.15mm，导航键配合间隙为0.2~0.25mm, 钢琴键为0.3mm;
4.表面处理：由表面处理文件作出规定
1、镭雕(Laser Etching)
2、丝印与移印
3、双色注塑
4、电镀（Plating）
5、IMD (In Mould Decortion)等
按键Rubber的设计
材料: 硅胶(Silicone rubber)
硅胶厚度: 0.35~0.4mm,最薄0.15~0.2mm
机械寿命: 200,000 circles
硬度: 65~70
天线的设计
设计要求
概述
1.1 外置天线
外置式天线可采用传统的螺旋线，软、硬PCB 等结构，外表采用塑料压铸成型技术进行封
装，外表可喷漆。

外置天线长度要求不小于16mm；在翻盖打开的状态下，天线与上翻盖最小
距离要求大于4mm，倾角大于15 度。

天线周围不能有金属和FPC 等对天线性能影响较大的物
体。

内、外置天线弹片与手机主板的触点接触要求与触点中心位置对齐，并接触紧凑而且要求
弹性较好，能重复装机使用。

1.2 内置天线
内置天线材料为铍铜等其他材料，具体支撑视结构而定。

内置天线性能的保证对结构要求较严，基本的要求如下，否则天线性能将受到较大影响，具体
影响程度视天线的类型而定。

一般PIFA 天线体积大、性能好；MOLOPOLE（单极天线）天线体积稍小、性能较差。

a．天线空间一般要求预留空间：20mm×30mm×6mm。

b．内置天线周围七毫米内不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。

c．内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电物质。

d．手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。

e．内置天线正上、下方不能有与FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。

f．内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。

1.3********天线
柱状天线，性能较好，但是价格昂贵，一般在一些空间较为紧张的机器选用，供应厂家少！
工艺、材料
塑胶电镀
电铸镍片、超薄金属
IML/IMD
双色注塑
塑胶电镀
电镀的定义：
电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的
金属层的过程，就叫电镀。

简单的理解，是物理和化学的变化或结合。

电镀工艺的应用我们一般
作以下几个用途：a．防腐蚀b．防护装饰c．抗磨损d．电性能：根据零件工作要求，提供导电
或绝缘性能的镀层
电镀的分类
a)化学镀（自催化镀）autocalytic plating
在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。

这是在我们的
工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为
塑件的前处理过程。

b)真空镀：
真空镀（vacuum plating）主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型；
它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金
属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层！
镀层厚度：
电镀后常见的镀层主要为铜、镍、铬三种金属沉积层，在理想条件下，各层常见的厚度如图所示，总体厚度为0.02mm左右，但在我们的实际生产中，由于基材的原因
和表面质量的原因通常厚度会做的比这个值大许多！
电铸电镀electroforming
通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉
积物分开）的过程。

这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面
效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般
采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其
表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模
具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上
会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀
纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作
设计。

如下图所见的棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会
达到良好的外观效果。

还有这个网站/forum-106-1.html
手机结构设计。