【文章內容簡介】 標準化問題，利于大量生產。外置式款式多樣化，但由于塑膠方面的問題比較多，成本高，大量生產時容易出問題。一般用內置式的電池。 下面就內置式與外置式做比較： a) 內置式電池通用性好，同一個內置式電池可以同時應用于很多型號的手機上，避免了外置電池一般只能應用到一個手機上的局限性。 b) 內置式電池節(jié)約手機廠商的設計成本；同時內置式電池的塑膠殼相對外置塑膠（噴漆）價格要便宜，如此設計是降低手機成本的最佳選擇。 c) 有效避免了色差的問題：一般外置電池都要 考慮到電池殼的色差問題，是至今都很難解決的問題，而內置電池則不會出現(xiàn)這樣的情況。 d) 有效的避免了超聲波焊接的問題：外置電池的超聲波不良率直接影響到成本問題。而內置式電池不會因超聲波焊接等情況導致大量的不良品。 e) 外置式電池的里殼內嵌鋼片的方案，厚度方面比全部是塑膠的外置方案有優(yōu)勢，但是價格非常昂貴。 2．電池與殼體中的定位主要以電池上殼的側面與手機殼體上的筋來定位，這樣可以減少塑殼變形而帶來的誤差，并可以提高定位精度。電池上殼與手機殼體上筋的配合間隙： （雙邊），電池下殼與手機殼體的配合間隙： (單邊 ) 3．電池內部結構的設計 ① 電池空間的分配：（圖 31）根據(jù)圖上的尺寸是一般尺寸，根據(jù)實際情況，電池上殼下殼可以有所不同，另外電池芯的厚度要根據(jù)電池容量來確定。 ② 電池上下殼的定位與結合： 以超聲臺和止口定位，側面間隙 ～ .05mm，止口深度 ～ . 21 ③ 超聲工藝簡介： 一般是 20kHz 的震動頻率，通過線圈傳到鋁制上模，再傳到塑殼的超音線上，高頻的震動使超音線摩擦 而溶化，再經過保壓使電池上下殼熔接在一起?？梢哉{整振幅大小來改變輸出功率。 ④ 超音線的設計： 手機電池的超音線一般是△（三閉形截面），高度為 ～ . 料一般為 ， ABS料一般為。 如下圖 31 4．池與電池扣的設計 22 電池蓋的結構形式有兩種 ：整體式，即電池蓋與電池合為一體；分體式，即電池蓋為單獨的兩個 部件。本款手機電池蓋為分體式，它是通過卡勾和后殼連接。 材料一般也是 pc + abs。 分體式電池蓋 /池卡扣的設計 PCB板的裝配空間 ,盡量保證底殼與厚電 ,薄電通用 . ,電池蓋板的壁厚至少 .(如果用金屬電池蓋板 ,T=) . ,卡扣處的壁厚要保證 以上 ,防止拆卸時塑膠發(fā)白 ,斷裂 . ，要求它： 1）尺寸小，占用空間少，一般是無焊的壓緊式端接。 2）拔插循環(huán)次數(shù)高，大于 5000 次。3）有恒定的接觸力，保證電池連接牢固。 4）能承受激烈沖擊和震動。 5）也可以根據(jù)用戶要求定制。事實上每個具 體應用場合千差萬別，通常需要專門定制設計。 23 ，電池連接器可分兩種：懸式自由端和有罩式的。該款手機就是懸式自由端的連接器了，懸式自由端電池連接器是表面安裝的，接觸體的定位調準是利用手機的機殼，機殼也起保護接觸體不受損壞的作用。有罩式的電池連接器也是 SMT 的，但是接觸體簧片都排列在連接器坐體內， 并維持在預裝好的位置上，提供強的接觸力。 如圖懸式自由端： 塑料是一種一合成或天然的高分子化合物為主要成分 ,在一定的溫度和壓力條件下 ,可塑制成一定 形狀 ,當外力解除后 ,在常溫下仍能保持其形狀不變的材料 . (1)手機外殼的選材 由于手機的外殼要求強度較大 ,殼壁較厚 ,結構形狀也非常之復雜 ,還要求要有較高的耐熱性 ,耐寒性 ,耐磨性 ,最重要的一點是能夠耐摔 ,所以要求抗拉 ,抗彎強度較高了 ,而且還要考慮防水問題 .所以綜合考慮外殼要選用 ABS+PC. 如下表參數(shù) : 料別 適當模溫 料筒溫度 成形收縮率 射出壓力 PC 80～ 120℃ 260～ 320℃ ～ % 1000～ 1500 ㎏ /㎝㎝ ABS 50 ～ 70℃ 19 ～ 260℃ ～ % 500～ 1500 ㎏ /㎝㎝ POM 80～ 120℃ 19 ～ 240℃ ～ 2% 500～ 1500 ㎏ /㎝㎝ PMMA 59～ 80℃ 18 ～ 260℃ ～ % 700～ 1500 ㎏ /㎝㎝ LDPE 35～ 65℃ 140～ 300℃ ～ 5 % 300～ 1000 ㎏ /㎝㎝ HDPE 40 ～ 70℃ 150～ 300℃ ～ 5% 300～ 1500 ㎏ /㎝㎝ 24 PET 50 ～ 150℃ 290～ 315℃ 1 ～ 2 % 700～ 1400 ㎏ /㎝ ㎝ PP 20～ 80℃ 180～ 300℃ ～ % 400～ 1500 ㎏ /㎝㎝ AS 50 ～ 70℃ 170～ 290℃ ～ % 700～ 1500 ㎏ /㎝㎝ PA 40～ 60℃ 16 ～ 260℃ ～ % 500～ 1000 ㎏ /㎝㎝ 下面就重點介紹 PC及 ABS材料的性能特點 : PC 材料的性能特點 : ① 度高 (拉伸強度 69MPa,彎曲強度 96MPa)。 ② 耐高溫 (期使用溫度 130℃ ) ③ 透明性好 ,無毒 。 ④ PC 應選高流動性牌號 ,適用與翻蓋機和在惡劣環(huán)境下使用的手機 . ABS材料的 性能特點 : ① 強度低 (伸強度 43 MPa,彎曲強度 79 MPa) ② 不耐溫 (使用溫度 60℃ ) ③ 流動性 ,著色及表面噴漆和電鍍性能均好 . ④ ABS 材料 具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度 。 PC+ABS（ PC與 ABS的合成材料） 取前面二者之特點，具有優(yōu)良的成型加工性能，流動 性好，強度較高（拉伸強度 56MPa，彎曲強度 86MPa）。所以綜合考慮翻蓋手機外殼材料選用這種。 防塵網主要有兩個作用；防止灰塵和削弱低頻峰值，以保護喇叭。目前我們常用的防塵網一般在 250?！?350＃之間，它們的聲阻值都比較小，基本上在 10 歐姆以下，對聲音的影響很小，所以一般采用喇叭廠家提供的防塵網不會非常大。因此從防塵和聲阻兩個方面綜合考慮，建議采用 300＃左右的防塵網。我們以往采 25 用的不織布防塵網存在一個問題，由于不織布的不同區(qū)域密度不一樣，因此不同區(qū)域聲阻也不一樣，可能會造成同一批防塵網的聲阻一致性較差。但不織布的成本比防塵網低很多，因此在設計中綜合考慮性能和成本，在高檔機型中，盡可能不要采用不織布作為防塵網。 超聲 波是一種頻率為 20kHz 以上的聲波，通常超聲焊 接所用的聲波頻率為 15kHz，超聲波焊接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性塑料配件及一些合成構件的方法。目前被運用的塑膠制品與之間的粘結，塑膠制品與金屬配件的粘結及其他非塑膠材料之間的粘結。它取代了溶劑粘膠機械堅固及其他的粘接工藝，超聲波焊接不但有連接裝配功能，而且具有防潮，防水的密封效果。 1）節(jié)能 2）無需裝備散煙散熱的通風裝置 3）成本底，效率高 4）容易實現(xiàn)自動化生產。 超聲波焊接裝置通過一個電晶體功能設備將當前 50/60Hz的電頻轉變成 20kHz 或 40kHz 的電能高頻電能，供應給轉換器。轉換器將電能轉換成用于超聲波的機械振動能，調壓裝置負責傳輸轉變后的機械能至超聲波焊接機的焊頭。 焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產品的一種聲學裝置。振動通過焊接工作件傳給粘合面振動摩擦產生熱能使塑膠熔化，振動會在熔融狀態(tài)物 26 質到達其介面時停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時產生個強分子鍵，整個周期通常不到一秒鐘便完成，但是其焊接強度卻接近于一塊連著的材料！ 選材 原則 1．該款手機創(chuàng)新點就在這鍵盤上了。按鍵的設計也是 手機結構設計中非常重要的一個部分，按鍵設計好與否，不僅的關系手機美觀的問題，更關系到使用者的手感和操作的舒服程度，因此在做結構設計的時候需要格外注意了。最早出現(xiàn)的按鍵就是硅橡膠了， 目前 手機也大多數(shù)用戶界面鍵盤由硅橡膠或注模鍵盤組成 ,也有其兩者結合的 ,還有壓印圖形覆蓋板和平板圖形覆蓋板兩種技術用于手機鍵盤 .一般來說，采用硅橡膠按鍵，按鍵與面殼按鍵孔的間隙為 ～ 處理的影響了，電鍍層厚度一般為 ，噴漆和真空鍍一般為 。如果還要考慮按鍵表面需進行 絲印等加工工藝時，按鍵表面圓角不宜過大，弓形高度小于 。按鍵頂部周圍需倒圓角，避免卡住按鍵。所以硅橡膠按鍵需要與殼體有固定的設計。如下圖： 硅膠按鍵結構設計示意圖 2． 硅橡膠鍵盤 的特點： 27 ①. 我們所用的手機的鍵盤大多數(shù)是硅橡膠鍵盤了 ,它的特點幾是有柔軟的觸感和質地 ,成本非常低，硅橡膠下方使用半球層 ,可以阻擋塵埃 ,污垢和油脂的進入 .這一點就受到了廣大消費者的歡迎了 ,最重要的是價格合理 . ②. 雖然硅橡膠鍵盤有很好的觸感 ,但是這種設計方案的鍵盤高度比較厚 ,所以采取這種方式必須在特定的情況下應用 . 3． 鍵盤與殼體水平方向的間隙： (1）從各種機型來看，其間隙選擇范圍均較大。一般單向間隙為～ ㎜之間。如殼體和按鍵的制造水平較高，殼體模具 較準確。需要表現(xiàn)一種精密感時，應選擇較小的間隙。如研發(fā)周期短又要求低風險時，可選其偏大的間隙。所以數(shù)字鍵水平單向間隙值為： ～ ㎜。 (2）按鍵與 DOME 垂直方向的間隙： 按鍵與 DOME垂直方向間隙正確與否是按鍵質量的關鍵，應予以重點控制。垂直間隙過小時，按鍵過于靈敏，手感不好，并且容易發(fā)生按鍵連動現(xiàn)象；間隙過大會手感不好，有松動感覺，當按某一 鍵時可看到相臨鍵也隨之晃動，因此一般在垂直方向的觸點與 DOME 之間應有較小的過盈。 建議 數(shù)字鍵垂直間隙為： ～ 方向鍵垂直間隙為： 0～ (3）觸點的形狀和尺寸 1）觸點一般取圓盤狀，直徑為 ～ ф2mm,高度一般為～ (高度小于 時手感不好，當觸點附近有 LED 28 燈時，觸點高度應大于 ) 建議圓盤狀觸點的尺寸為：,硅膠硬度一般為： shore60～ 65. 2）方向鍵觸點形狀建議取 +SR4 球面 . 3） 盡量不采用硬質材 料的觸點直接接觸 DOME 的方案 (例如帶觸點的 PC 鍵和帶觸點的 ABS 電鍍鍵等 )，這種按鍵在批量生產中不良率很難降低。例如： CECT 貼牌 COOLPRD；K320； K6800 等機，其按鍵不良率均很高。 4） DOME：應選用不銹鋼鍍鎳，并帶有中心孔或中間有凸點的結構。不宜選用鍍銀 (電阻小但易氧化 ),無鍍層 (價格低但接觸不可靠 ),光面 (易接觸不良 )的 DOME。 5） 硅膠與鍵盤的粘接面應制成粗刀痕表面。既加大粘接面又可容納多余膠液使厚度尺寸更為準確一致。 ： 29 一 . 手機天線設計基礎 1. 手機天線設計需要考慮的因素 (1) 克服人體對電池吸收和散射引起接收特性的改變 (2) 多信道轉播一輻射指向性造成增益下降 (3) 天線要與 RF 模塊連接 ,要解決阻抗匹配 (4) 手機天線不同與一般固定天線 ,安裝在機殼內 ,貼近人體 ,邊移邊使用 . 二 .天線的設計要求 MOTOROLA模型手機設計 ,該種天線屬于外置天線 , 外置天線又分為卡扣固定和螺紋固定兩種，其中卡扣固定較好，但是結構相對復雜，而且適合非圓截面天線的固定安裝，螺紋固定式結構簡單而且適合圓形截面天線的固定。 所以這款手機是采用傳統(tǒng)的螺旋線 ,軟 ,硬 PCB 等結構 ,外表可噴漆 .外置天線的長度一般不小于 16mm,在翻蓋打開的狀態(tài)下 ,天線與上翻蓋最小距離要大于 4mm,傾斜角大于 15176。 .圓形外置天線盡量設計成螺母旋入方式 . 天線結構設計實例如下圖： 30 配合結構設計效果圖如下圖所示： 連接：如上結構的中心是一個埋入螺紋，與天線上的螺絲柱進行配合連接，拆卸方便。在 PCB 上的固定有金屬彈簧片，天線可直接卡在兩彈簧片之間，或者是一金屬彈片一端固定在天線上，一端的觸點壓在 PCB 上。 的類型 31 卡扣配合的種類較多 ,在手機結構上常使用的形式為懸臂梁卡扣 .其原理是用塑料本身的彈性以及結構上的變形來實現(xiàn)裝配和拆卸 ,因此該類卡扣可以多次使用 . 當回復角為 90176。時 ,就產生自鎖現(xiàn)象 ,這種情況是不容易拆卸 ,但是在設計中常使用 . 當回復角大于 90176。時 ,雖然容易拆卸 ,但是效果差 . ①卡扣在卡合時需要考慮卡扣變形時是否有足夠變形的空間 ,與其他部件是否存在干涉 . ②卡勾 存在截面面積突變時 ,這樣會在塑料成型時在背面產生應力痕 ,因此需要做一些倒角 ,使其平緩過度 . ③在保證結構功能的前提 下 ,卡合量應小一點 ,如太大就不方便拆卸 ,應給卡合量的增加留有一定的余量 . ④ 電池卡扣或