翻盖手机设计规范-

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翻盖手机设计规范一.翻盖手机外观部分设计.......................................................................................2二.翻盖手机开盖角度设计.......................................................................................3三、手机转轴部分设计...............................................................................................4四.主板上盖、翻盖底壳部分设计...........................................................................8五.FPC设计..............................................................................................................12六.翻盖FPC通道的设计.........................................................................................15七.霍尔器设计.........................................................................................................17
一.翻盖手机外观部分设计1.翻盖底壳与主板上盖之间的合盖间隙:0.4mm。2.主板上盖转轴位置的距离:21mm≤A≤25mm。3.翻盖底壳、主板上盖转转轴位直径≥9mm。4.翻盖与主机转轴部分轴向间隙:0.3mm。5.主板上盖转轴部分单边偏移0.5mm,做一个0.05mm高的凸台,凸台不能喷涂油漆,以免翻盖产生油漆磨擦声。5.翻盖与主机转轴部分横向间隙:(A-A”)/2=0.075mm(含主板上盖高度0.05的凸台)6.翻盖翻转过程中与主板上盖肩膀部位间隙≥0.3mm。7.翻盖底壳、主板上盖转轴四周倒圆角R0.4,可以方便翻盖装配,改善装配时掉油漆。8.翻盖底壳、主板上盖转轴上下两个面倒圆角R1,防止翻盖转轴位置开裂。9.翻盖底壳、主板上盖转轴端面倒圆角R0.3,防止翻盖转轴位置开裂。10.减震垫与翻盖底壳的间隙≥0.25mm。11.按键与镜片之间的间隙:0.6MM。12.按键低于主板上盖0.1mm。13.显示屏镜片低于翻盖底壳0.1mm。14.盲点与镜片间距离:0.45mm以上。1.显示屏镜片低于翻盖底壳0.12.主板上盖按键偏移2MM域内做一个0.2的沉台3.按键最高面到显示镜片的距离0.64.主板上盖长度方向中心位做两个2X0.6X0.4的支撑点
二.翻盖手机开盖角度设计1.1转轴打开角、翻盖手机的开盖角度、合盖预压角、开盖预压角、转轴装配角。1.2普通转轴打开角度一般为180º。1.3翻盖手机的打开盖角度:ID设计翻盖打开角度α(即翻盖与主板上盖之间的角度值一般为165º。1.4合盖预压角(装配角度):手机合盖状态转轴预压角:β=7º~9º。1.5开盖预压角:手机开盖状态转轴预压角:γ=(180-165-β)6º~8º。1.6装配角:δ=180-β。翻盖设计R0.3β主板上盖设计R0.3γ开盖状态:开盖角度α、开盖预压角γαβδ合盖状态:合盖预压角β转轴装配角:δ(无预压)
三、手机转轴部分设计转轴是翻盖手机的一个重要元器件,它将翻盖和主机连接起来后,由它来实现翻盖功能。1.转轴分类:1.1普通转轴:分左转轴、右转轴,左右通用转轴,一般常用左右通用转轴。普通转轴一般采用压缩转轴头部的方式装配。1.1.1普通转轴扭矩规格:5.5、5.0、4.5(单位kgf.mm。设计时根据翻盖重量、长度来选用合适的扭矩,步步高公司的手机一般选5.5、5.0Kgfmm较合适。1.1.2常用转轴直径规格:Φ5.8、Φ5.0;1.1.3选择原则:根据翻盖的重量选择合适扭矩的转轴、同样扭矩的转轴选择外形直径较小的转轴,把转轴孔的胶厚做大(注意防缩水处理),因为现在的翻盖手机打开的角度大,整机长度较长(BBK翻盖手机的长度基本上是100mm,夏普翻盖手机长100~110)开盖过程中塑胶件转轴位置受到的冲击力大,塑胶件转轴位置开裂已成了困扰翻盖手机的难题。1.2FreeStop转轴:一般可以左右通用。只能采用机械式装配,转轴头部无法压缩。1.3整体式转轴:与翻盖部分、主机部分采用螺钉连接,不存在孔轴配合关系。1.4双转轴:自带定位机构,左右各一个,翻盖FPC位于两个转轴之间。2.普通转轴与翻盖部分、主板上盖部分的配合关系如下:(单位为mmEBDGCADB'R1A"A'C'FA-A'=0.04;A-A"=-0.04B-B'=0.04;B-B"=-0.04C-C'=-0.2D-D'=-0.5βC0.3X0.3R0.3B"R10.05G'F-F'=0.04;F-F"=-0.04G-G'=0.04;G-G"=-0.04(H'-H/2=0.5G"HH'F"R0.3C0.3X0.310°凸台高度0.05,不喷涂。2.1转轴本体配合参数:2.1.1转轴本体与转轴孔根部单边过盈0.02,2.1.2转轴本体与转轴孔端部单边间隙0.02。由于转轴孔的尺寸精度要求高且不好检测,可以用转轴装入的压力进行检测,转轴装入的压力0.3KGF—1KGF都是OK的,转轴装入的最佳压力0.5KGF~0.7KGF。2.1.3转轴挡墙孔比转轴介子单边大0.2。2.1.4转轴定位挡墙厚度0.7~0.8。2.1.3转轴孔的深度比转轴本体长0.5(或按转轴规格书进行设计),便于拆转轴。2.1.4转轴本体孔端面倒0.3的C角,便于装转轴。2.2转轴头部配合参数:2.2.1转轴头部与转轴孔根部配合单边过盈0.02。2.2.2转轴头部与转轴孔端部配合单边间隙0.02。F'
由于转轴孔的尺寸精度要求高且不好检测,可以用转轴装入的压力进行检测,转轴装入的压力0.3KGF—1KGF都是OK的,转轴装入的最佳压力0.5KGF~0.7KGF。2.3主板上盖转轴部分直径单边偏移0.5,做一个凸台:2.3.1凸台高度0.05。2.3.2凸台直径:H’=H-1,凸台不能喷涂油漆,以免翻盖产生油漆磨擦声。2.4转轴接地:转轴通过弹片把主板、翻盖L板连接起来,使之成为一个导电整体。3.假转轴分类:3.1主板上盖直接设计假转轴。3.2GF的塑胶原材料与含GF的塑胶原材料之间相互摩擦,胶件会很快被磨损;含GF的塑胶原材料与不含GF的塑胶原材料之间相互摩擦,没加GF的部件胶件会很快被磨损,为解决此问题必须在主板上盖拆分出一个转轴套。4.假转轴设计。4.1.1主板上盖直接设计假转轴的方法:主板上盖K拨模1.0°K'拨模1.0°翻盖部分IJ'R0.2R0.3typJ"RJC0.3X0.3J-J"=-0.04,K-K'=0.24.1.2假转轴内径:I=4.5(FPC通道)4.1.3假转轴的厚度:0.95~1.1。4.1.4假转轴外径:J=6.4~6.7,拨模:1º。4.1.5假转轴高度:K=0.9~1.1。4.1.6FPC通道宽度:R=1.7~1.8。4.1.7为防止假转轴开裂,根部需倒0.3的圆角。5.假转轴与假转轴孔的配合关系:5.1假转轴与假转轴孔配合单边间隙0.025.2假转轴孔的深度比假转轴高0.2(K-K’=0.2。5.3因为假转轴根部有一个0.3的圆角,假转轴孔相应位置(端面)倒0.3X0.3的斜角。6.转轴套设计:6.1转轴套材料:为了保证转轴套有足够的刚性,防止受力变形,转轴套用不锈钢粉末冶金。
转轴套设计
Q
PMK
拨模1.0°
R
L
JI=4.5typR0.2J=I+2X(0.95~1.1)拨模1.0°J-J'=0.046.2转轴套内径等于:I=4.5FPC通道)6.3转轴套的厚度:0.95~1.1。6.4转轴套与翻盖配合外径:J=6.4~6.7,拨模:1º。6.5转轴套与主板上盖配合外径:L=6.6~6.9,拨模:1º。(L-J=0.2,此处是前后模分模面6.6转轴套与翻盖配合高度:K=0.9~1.1,推荐K=1。6.7FPC通道宽度:R=1.7~1.8。6.8为了防止转轴套受力变小,需要做两根定位骨进行固定:6.8.1两定位骨的距离:N=3.53.76.8.2定位骨的宽度:P=0.8~1.0。6.8.3定位骨的高度Q=0.4~0.6。7.主板上盖转轴套位置设计:7.1主板上盖转轴部分的直径:U≥97.2转轴套孔的胶厚大于1.2mm。7.3转轴套孔端面倒R0.1的圆角。8.转轴套与主板上盖的配合关系:8.1转轴套与主板上盖按单边过盈0.01配合。8.2定位骨内侧面与主板上盖按单边过盈0.01~0.015配合。8.3转轴套与主板上盖配合长度M=5.5~6..0(与FPC有关),转轴套装入的推力0.3~1.0KGF。IJ'N
T
R0.1U≥9.0、T=0.3、S≥1.0、L-L'=0.02、N-N'=-0.015、P'-P=0.05、Q'-Q=0.05、M'-M=0.039.转轴套与翻盖的配合关系:s
转轴套与转轴套孔配合转轴套M
K
拨模1.0°
K'
拨模1.0°
翻盖部分
L
JJ'拨模1.0°R0.2
typ
C0.3X0.3
J-J"=-0.04、K-K'=0.29.1转轴套与翻盖转轴套孔配合单边间隙0.029.2转轴套孔的深度比转轴套(配合部分)高0.29.3翻盖转轴套孔做0.3X0.3斜角,便于装配。J"IN'L'Up'M'主板上盖转轴套位置设计Q
四.主板上盖、翻盖底壳部分设计1.主板上盖按键装饰片低于主板上盖0.12.按键顶部优先设计成平面;为了增强手感,按键顶面需要设计成曲面,主板上盖按键偏移2mm区域高度降低0.150.23.主板上盖设计两个支撑点:3.1支撑点到转轴中心的距离:A=40~50。3.2两个支撑点的距离B大于显示屏镜片黑边2mm以上。3.3建议支撑点顶在翻盖底壳上。3.4支撑点的规格尺寸:长度≥2、宽度≥0.6、高度=0.2,要加圆角,防止括手。4.尽量把主板上盖、翻盖底壳、设计成主要受力件,转轴装在翻盖底壳或者主板上盖:4.1建议使用PC+20%GF与不锈钢拉伸件镶嵌注塑,类似索爱W508。4.2主板上盖、翻盖底壳需要有足够如的刚度,推荐刚度大于5.00X10Nmm。索爱W508的翻盖底壳、主板上盖,刚度大小分别为:7.19X10、6.9X10mm(I6翻盖底壳刚度:3.41X10552552主板上盖按键偏移2mm区域高度降低0.150.2AB支撑点规格:2X0.6X0.25.刚度的测量方法:以跨度L80mm支点支撑部件两端,在部件中间作用一个力F,在部件最大变形量ΔI3.5mm时,记录F的大小,刚度EI=F*L3/ΔI*48(Nmm26.建议不要把翻盖面壳作为主要受力部件(指把转轴、LCM、受话器装配在翻盖面壳),因为转轴位置结构难处理。(拆机组没有发现完全把翻盖面壳作为主件的手机)6.1翻盖面壳作主要受力部件外形需满足的条件:转轴中心位于翻盖中心,可以用翻盖面壳作主件。
6.2如果外形条件允许需,结构设计需注意:开盖静压力测试,翻盖面壳、翻盖底壳从转轴位置脱开。6.3建议在转轴位置布3—4颗螺钉,防止塑胶件松脱。转轴位置有4个螺钉,防止开盖静压力此处脱开。7.改善翻盖底壳、主板上盖装配困难的设计方法。7.1原因分析:因手机外形原因主板上盖转轴中间位置刚度非常大,主板上盖转轴中间位置无法变形,翻盖底壳装配主板上盖时,就会出现装不进去。7.2解决方法:7.2.1适当降低主板上盖转轴位置的刚度。主板上盖转轴位置刚度大,装配翻盖时,此处无法变形,翻盖装配困难。适当降低此处的刚度,可改善装配。7.2.2设计可以滑动复位的转轴套。
7.2.2.1设计滑动复位式转轴套关键点:7.2.2.2滑动复位式转轴套装入的推力0.3KGF1.0KGF;7.2.2.3滑动复位式转轴套定位可靠,用定位支架顶住转轴套的根部。定位支架顶位转轴套根部滑动复位式转轴套8.显示屏镜片:8.1显示屏镜片分类:无机玻璃、复合板、高抗板、注塑镜片8.2无机玻璃:表面硬度高,表面镀金钢膜后硬度更高,抗刮伤能力强,抗冲击能力差,厚度要0.81.0mm才能满足冲击性,空间允许的条件下可以使用。航空玻璃也属于无机玻璃,各方面性能都比较好,但价格昂贵,不建议使用。8.3普通复合板:一般是PMMPC挤压而成,具有PMMA的硬度和PC的韧性,外表是PMMA,硬度可达5H,内表面是PC(占整个厚度的80%以上表面硬度1H,厚度0.50.6,推荐使用。8.4高抗板:PMMArubber的混合材料,外表面硬度可达3H,抗冲击性差,价格低,不建议使用。8.5注塑镜片:存在水口切割难处理、加工尺寸偏差大,不建议使用。
五.减震垫、合盖震设计1.使用普通转轴的翻盖手机,为了防止手机在开盖时翻盖外壳直接撞击主机外壳,导致油漆脱落、或者外壳受损,需要增加减震垫。2.2减震垫一般加在主板上盖上,根据手机外形,减震垫有的可以隐藏(能隐藏的尽量隐藏)、有的外露,隐藏的减震垫一般高设计在主板上盖转轴位置,开盖状态翻盖压在减震垫的顶面,外露的减震垫设计在主板上盖的后端,开盖状态翻盖压在减震垫的侧面。2.3减震垫长度应大于6MM、翻盖旋转时减震垫与翻盖间隙大于0.25MM,外露的减震垫凸出主板上盖0.15-0.20MM;2.4减震垫通过倒扣结构固定,一般要2-4个倒扣结构;不宜超过4个倒扣,否则装配困难。3、翻盖手机开盖静压力测试,减震垫不能破裂。4、减震垫材料:一般用TPU,尽量不要选浅颜色的TPU,因为浅颜色的TPU易变黄。5.减震垫的硬度:TPU的减震垫一般为80-90度,最高可做到110度。6.为了避免翻盖与主机合盖时硬性接触,须要有合盖垫。7.合盖垫可通过扣位装在主板上盖,可以直接粘在主板上盖,也可以直接在按键上设计合盖垫。8合盖垫材料:可能是TPU、硅胶,硅胶硬度为75度左右,变软等缺陷。9.合盖垫预压量0.05mm。
五.FPC设计一.翻盖FPC(组件)的组成:软PCB、BTB插座、接地银箔层。二.单层FPC的组成:单层FPC由铜箔、双面PI、胶水组成,单层FPC厚度约0.05MM。具体如下图所示。1.PI:材料:聚酰亚胺;厚度规格:0.012mm。2.铜箔是构成FPC最基本的单元,铜箔质量决定整个FPC的质量,因此必须选择优秀的供应商生产的铜箔,推荐新日铁公司的铜箔。3.铜箔的分类:电解铜和压延铜。4.电解铜:化学电解成型,材料均匀性较好,性能稳定。新日铁公司代表当前电解铜行业最高水平。5.压延铜:物理挤压成型,通过外力把单元晶格强行挤压成更小的晶格,材料的韧性改善明显,但成本高,是电解铜的3倍,不建议使用。5.胶水厚度≥0.026,防止FPC来料折弯区粘胶。三.翻盖FPC连接固定方式:为了方便FPC拆装,保证FPC的可靠性,FPC只允许用BTB连接。四.翻盖FPC是通过单层FPC叠加而成,达到要求的走线数量;走线数量越少越好,建议通过布板(把摄像头、马达等电子元件放到主板上)把走线数量控制在30PIN以下。1.翻盖FPC层数:推荐用1+3+1式组合。2.第1层是银箔层,只起接地作用。3.2、3、4层走线。4.最外面一层是地线,只起接地作用。五.翻盖FPC单层设计。1.FPC推荐设计宽度为3.0。
ABCD铜线转角位置加粗,均匀过渡。FPC两边的铜线尽量做到左右对称。2.铜线到FPC边界的距离A≥0.3。3.铜线的距离C≥0.1,推荐0.1,目前不建议使用0.08。4.铜线的直径D≥0.1,推荐0.1,目前不建议使用0.08。5.电源线、地线(对电流有要求的铜线,如马达线)需要设计成加粗铜线,直径B≥0.2,推荐0.2。6.宽度为3.0mm的单层FPC,可以走12根普能铜线;8根加粗铜线;5根加粗铜线和5根普通铜线。7.铜线转角位置加粗,并均匀过渡处理。8.FPC两边的铜线要基本对称,不能把普通的铜线放在FPC的一边、加粗的铜线放在FPC的另一边。六.翻盖FPC结构尺寸设计:1.FPC长度方向的尺寸推荐L≥14.5,如果空间资源不够,此长度尺寸可适当减小,但L≥12.5。2.FPC宽度方向的尺寸M≥12.53.FPC的宽度K=3.0(可以小于3.0,但不能增加FPC的层数4.FPC接地附耳长度N≥6.05.FPC接地附耳宽度O≥3.06.FPC接地附耳金手指的长度P=3.0,金手指接地建议用螺钉连接,可靠、拆装方便。7.FPCBTB插座补强:用0.1的不锈钢(SUS301)进行补强,补强处厚度为Q=0.4~0.5。8.FPC转角内R=0.5。R太大,会导致FPC在翻盖过程中扭曲,R太小,会出现应力集中、拉扯易断。
9.FPC转角处铜线做粗,并与两端的铜线均匀过渡。10.FPC两边的铜线粗细要基本对称,可以减小FPC在转动过程中的扭曲量。
六.翻盖FPC通道的设计1.FPC两边的间隙:1.1FPC纵向单边间隙≥0.5FPC装配孔不要开缺口,缺口处易开裂。4FPC装配孔不要开缺口,缺口处易开裂,且限制FPC横向长度1.545.51.2FPC横向单边间隙:E=0.65~0.85。2.转轴套FPC通道宽度:F=1.7~1.8mm。3.FPC1#旋转轴线宽度尺寸:G=1.8~2.0mm,1#旋转轴线位置必须倒圆角,不能有披锋,结构设计(包括模具设计)此处最好不要有分模线。FEGFPC1#旋转轴线4.FPC2#旋转轴线宽度尺寸H=1.8~2.0mm。5.FPC装配孔尽量设计成通孔,不要设计成缺口,开缺口既限制FPC横向长度,又易出现翻盖开裂,FPC装配孔的宽度I=1.4~1.6(FPC插座处的总厚度1.1mm),装配孔的长度5.5mm,FPC通道(包括装配通道)所有位置都必须倒圆角,不能有披锋(避免装配过程中刮伤FPC)。
H
IFPC2#旋转轴线6.手机开盖165度,FPC相应地也要旋转165度,FPC1#旋转轴线、2#旋转轴线分别旋转82.5±20度,绝对不能只有一根旋转轴线能够转动。因为转动的角度越大,转动的R越小,FPC越容易疲劳。7.转轴套(假转轴的内径等于4.5mm,8.FPC须按转动轴线均匀转动,不能出现有瞬间堵塞、卡死的情况。9.FPC在整个运动过程中不能出现干涉、扭曲、磨擦等缺陷。
七.霍尔器设计1、霍尔器的工作原理:当一块通有电流的金属或磁-阻元件(P型、N型半导体薄片)垂直地放在磁场中时,薄片的两端就会产生电位差,这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U,其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数,I为薄片中通过的电流,B为外加磁场(洛伦慈力Lorrentz)的磁感应强度,d是薄片的厚度。由此可见,霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。1.2霍尔器的规格:步步高公司当前使用的霍尔器有两种,尺寸规格为:2X1.6X0.85;1.5X1.2X0.6,霍尔器的感应磁场强0.8~2.5。2、霍尔器的位置:2.1霍尔器件的位置:推荐在转轴下方,不要放置在SPK,马达旁边,因为喇叭、受话器等会干扰霍尔器。2.2霍尔器件的位置设计在转轴下方时,霍尔器件、磁铁与转轴的距离尽量远,要求霍尔器到转轴的距离≥9.0(中心距)这样才能保证翻盖打开时霍尔器件在磁铁作用范围外,减少翻盖INT的几率。3.霍尔器件结构设计遵循的原则:3.1翻盖打开磁力线迅速远离霍尔器件,要求:手机开盖角度12-85度,霍尔器能够感应。3.2翻盖闭合时:磁力线覆盖霍尔器件,要求:手机合盖角度8-80度,霍尔器能够感应。3.3翻盖完全打开后:磁力线不再覆盖霍尔器件。4.霍尔器与磁铁的相对位置:4.1尺寸规格为2X1.6X0.85的霍尔器与磁铁的相对位。BAC竖直方向中心距离A=3.05~3.2;横向距离B=0.00.4;高度方向的距离C=3.03.44.2.尺寸规格为1.5X1.2X0.60的霍尔器(目前只有i6使用,效果比较好)与磁铁的相对位置:EDF竖直方向中心距离A=0.5;横向距离B=2.0;高度方向的距离C=2.45.霍尔器的选择:从手机开盖角度、价格、发展趋势综合考虑推荐使用1.5X1.2X0.60的霍尔。

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