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手机产品设计:手机堆叠结构设计

发布时间:2024-09-08 09:45:18人气:57

   手机堆叠结构设计是当代科技美学的杰出代表,它融合了精密工艺、创新理念和人性化设计。通过巧妙的堆叠技术,将各种功能模块巧妙地结合在一起,既保证了手机的轻薄便携,又实现了功能的多样化。这种设计不仅提升了手机的整体美感,还为用户带来了更加流畅的使用体验。手机堆叠结构设计不仅是对工程师们技术能力的挑战,更是对设计师们审美观念的考验。每一个细节的处理,都体现了设计师们对完美的追求和对用户需求的深入理解。这种珍贵的设计,值得我们每一个人去欣赏和珍惜。

一、PCB 板外形的设计

  1、一般PCB 边缘距*外边至少2.5mm,若是2.0mm 的话,则要考虑在主板上做扣位挖切!要详细计算这些地方需要进行主板挖切的尺寸,以求整机的空间利用率*优化。

  2、在主板设计时要注意Boss 孔的位置是否便于壳体结构的设计,螺钉打入的空间,孔周围的元器件禁布置区域。卡扣定位需要在主板设计中优先考虑卡扣以及卡扣支撑的合理位置,并设定元器件的禁布置区。

  3、主板的厚度一般为0.9mm,如果主板的元器件较少线路较少PCB 板厚度可以更小,比如滑盖机的上PCB板厚度选为0.8mm 厚度,双板中的键盘板厚度为0.5mm。

  4、 PCB 拼板设计外框四个角一定要倒圆角,以免锐利的直角损坏真空包装,导致PCB 氧化,产生功能不良,另外邮票孔的设计要充分考虑SMT 时的牢度和突出板边器件的避让。

  5、PCB 和DOME 的定位 ? 在硬件布线允许的情况下,*好能在主板上开两个或3 个贴DOME 的定位孔,位于主板的对角线方向,这样产线在贴DOME 的时候可以做一个夹具来保证贴DOME 的准确性. 在硬件布线不允许开孔的情况下,在主板DOME 上在*远位置放置两个或三个直径1. 0mm 的丝印点(或者用MARK 的中心露铜点,也为1.mm 直径),用于DOME 和主板的定位。



  二、电子接插件的选择

  因为每个公司都有自己的公司的接插件的共用件,在此不做描述;一般寻求共用,节省成本!优化管理!



  三、主板设计

  1、在键盘区域要求置放0.4mmLED,其它在键盘下不放置元器件。灯的排布根据ID 的造型且使透光均匀!

  2、注意键盘的唇边和距离唇边的间隙,需要做线表明禁布区域以及漏铜和ESD 区域;

  3、在上部键盘禁布区域之上和转轴之间的区域,建议做两条禁布区域,以便于在下前壳结构强度不够时可以加筋处理。

  4、螺钉孔的位置尽量考虑4 个,每边两个,对于外部天线的结构,*好在板的上端靠天线侧加一个螺钉孔,保证天线处抗摔能力。

  5,注意侧键焊盘和dome 的距离。

  6、由于电池卡扣常由于内置天线,摄像头等的影响会设计在下部,因此电池连接器要求如果放在下部就必须中间放置以防止电池间隙不均。

  7、sim 卡座的高度和基带的屏蔽罩有很大关系,直接影响整机高度,需要合理放置屏蔽罩内元器件的位置减低屏蔽罩高度和提高屏蔽罩的平面度和强度。在屏蔽罩内的拐角处不允许放置高度距离在屏蔽罩内顶面在0.2mm内的器件。且要考虑 sim 卡的出卡设计!


  四、PCBA 厚度设计

  1、外镜片空间 0.95mm,

  2、外镜片支撑壁 0.5mm

  3、小屏衬垫工作高度 0.2mm ?

  4、LCD 大屏玻璃到小屏玻璃*大厚度

  5、大屏衬垫工作高度 0.2mm

  6、内镜片支撑壁 0.5mm

  7、内镜片空间 0.95mm,

  8、上翻盖和下翻盖之间的间隙0.4mm

  9、下前壳正面厚度1.0mm

  10、主板和下前壳之间空间1.0mm,

  11、主板厚度1.0mm,主板的公差1.0 以下+/-0.1, 1.0 以上 +/-0.1T

  12、主板后面元器件的高度(含屏蔽罩)

  13、元器件至后壳之间的间隙0.2mm ?

  14、后壳的厚度0.8mm

  15、后壳与电池之间的间隙0.1mm

  16、电池的厚度:0.6mm 外壳厚度+电芯膨胀厚度+0.4 底板厚度(塑胶壳)(或0.2mm 钢板厚度)


  五、主板堆叠厚度

  主板堆叠厚度的控制: 总的原则:主板堆叠的高度要尽量平均,影响整机厚度的*高点(高度瓶颈)和其他地方高差要尽量小,尽量通过器件位置的调整实现宽度,高度,和长度方向的尺寸都尽量小.


  1、主板板厚设计尺寸0.9mm,在造型中做1mm(包含公差)以及焊锡的厚度; 

2、主板bottom 层对高度有影响的元器件主要有:耳机座;电池连接器;屏蔽罩;SIM 卡座;IO 连接器等,钽电容。

  3、电池电芯的放置主要和以下要点有关: 电芯在Z 方向主要是以下方面控制: (1) 下后壳顶面和电池底面的间距0.1mm; (2) 下后壳的顶面必须高出或平齐SIM 卡的锁紧机构; (3) 电池底面到电芯的距离:主要受到电池结构的影响,如果是全注塑结构,电池底部厚度至少0.45mm 包含0.1mm 的电池标贴的空间;如果电芯的底部采用不锈钢片结构,电池底部的厚度为0.3mm 包含0.1mm 的电池标贴的空间。

  (4)电池五金和主板电池连接器在工作位置接触,目前要求主板bottom 面到电池五金保留2.9mm 工作空间。

  (5)屏蔽罩的高度可能会影响SIM 卡座的高度,因为SIM 卡可能被放置在屏蔽罩上。屏蔽罩和SIM 卡保留0.1mm 间隙。 电芯一般放置在X 方向正中; 电池卡扣的位置控制Y 方向;电池分模线控制Y

  方向;

  1)上盖设计的时候要注意一般大屏背后会有按键的设计,如果有需要考虑如何作支撑的问题,小心坐压试验无

  法通过,这点俺教训惨痛

  2)大小屏理想情况不要背在一起,尤其不要为了减薄公用背光等设计,esd 和强度都会很差,

  3)泡绵部分建议厚度增加到0.3mm,镜片厚度注意不要降低,背胶要用到。15 左右的,否则黏结性不好低温

  跌落的时候容易镜片脱落

  4)按键部分可以根据选用的方式降低于主板的距离,但注意*好键盘可以作接地的设计

  5)天线局部净空是非常重要的,多有speaker,cam 放在附近的设计要考虑于射频的配合

  6)上下盖的配合,大屏的手机多有用镁铝制作的倾向,在转轴的选用上尽快用五金转轴,可以非常好的将上下壳的地有效连接对esd 很有好处在堆叠设计中,摄像头PIN 数的选择是根据摄像头的像素决定的,24PIN 的一般是30 万像素的;

  IO14PIN,是因为IO 是三合一(充电\下载\耳机)的,如果单纯做USB 的话,8PIN 足够!

  PIN 数的选择是依据功能来的,PIN 距据我了解,没什么原则的,方便就好!(分手工和SMT 不同)

  1. 满足产品规划,适合做ID

  (翻盖,直板,滑盖和旋转)

  2.充分考虑射频天线空间

  (内置天线的设计原则和可能影响天线性能的方方面面问题汇总)

  3.考虑ESD/EMI

  (电镀件效果的选择和电子方面提供的防EMI 方法)

  4.考虑电源供电合理

  (电池的厚度和电源连接器的类型和电池卡扣的设计预留空间)

  5.考虑屏蔽框简单

  (整体厚度的影响和屏蔽罩的上下壳封口方式选择的优缺点)

  6.考虑叠加厚度

  (是否有很好的格式表格来计算叠加厚度)

  7.考虑各个连接简单可靠

  (所有外接的元器件摆放位置是否跟ID 有干涉,是否影响结构的拆件)

  8.考虑各个定位孔,测试孔,螺丝孔,扣位避让,邮票孔等等

  (螺丝孔的摆放非常重要,尽量给不同的外观都能使用同一款平台)

  9.预留扩展性

  1, 首先 PCBA 大概的框架要符合定位的方案,选用什么样平台,评估出大概的长宽高及可行性。

  2,寻找相关的结构电子料规格书,哪些是新料哪些是通用料,新料要采购确认供应商的货源及商务

  的问题,还要从硬件那里需要确认相关的连接器多少PIN。

  3,真正开始堆叠PCBA, 不过在堆叠的过程中,要考虑ID 做造型的空间,MD 的实现性,可靠性,一些外接口,侧键的摆放是否符合人体习惯, layout 布线的简易性及足够空间摆放芯片(这点就要与layout 多沟通才行,比如说IO 口与电池连接器相对的摆放位置不要相隔太远,天线与RF 芯片不能相隔远了,且不可有导电金属件,有时候layout 为了自己走线方便,就不管MD 、ID 这些方面了,这个时候就需要你做出评估,如果有ID 的话*好叫上一起讨论,折优选择了)

  4,评估天线做哪种的,是单极还是PIFA 天线,单极天线要求的面积比PIFA 的要大些,且下方不可有导电件,没有高度要求,PIFA 天线要求的高度一般在6mm,不同的天线有不同的工面积和高度要求,这就要看按堆叠的PCBA 来定了,天线周边不可有导电的材质,这两种天线*常用。

  5,spk 位置摆放及音腔的的密封性,在SPK 周边尽理不要放置外接口

  6,要考虑到后面的兼容性比如需要替换结构电子料,以及后面的扩展,比如电池,SPK 等更换大的。

  堆叠看起来简单做起来确不是那么容易了,特别是做好,但是想要把一个方案做好,前期的堆叠却是关键,这就要看工程师对各方面的了解和把握了。希望和大家一起学习!一起进步。

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