目录第一章 的一般结构第二章 可靠性测试标准第三章 结构测试标准第四章 结构设计流程第五章 结构设计第六章 结构设计阶段性检查要求第七章 附录附录一 常用结构英文解释附录二 常用塑料缩写代码第一章 的一般结构目前市面上的五花八门,每年新上市的达上千款,造型各异,功能各有千秋但从结构类型上来看,主要有如下五种:1. 直板式 Candybar2. 折叠式 Clamshell3. 滑盖式 Slide4. 折叠旋转式 Clamshell & Rotary5. 直板旋转式 Candybar & Rotary本设计手册的介绍将侧重于前四种比较常见的类型一般结构主要会包含几个功能模块:外壳组件(Housing),电路板(PCBA),显示屏(LCD),天线(Antenna),键盘(keypad),电池(Battery)但随着的具体功能和造型不同,这些模块又会有所不同,下面以几种常见为例来简单介绍一下上的结构部件图1-1是一款直板式的结构爆炸图图1-1 对于直板型,主要结构部件有:² 显示屏镜片LCD LENS² 前壳Front housing² 显示屏支撑架LCD Frame² 键盘和侧键Keypad/Side key² 按键弹性片Metal dome² (键盘支架Keypad frame)² 后壳Rear housing² 电池Battery package² 电池盖Battery cover² 螺丝/螺帽screw/nut² 电池盖按钮Button² 缓冲垫Gasket/Foam² 双面胶Double Adhesive Tape/sticker² 以及所有对外插头的橡胶堵头Rubber cover等² 如果有照相机,还会有照相机镜片Camera lens和闪光灯Flash LED镜片² 有时根据外观的要求,还会有装饰件Decoration 对于不换外壳的直板机,通常是用4到6颗M1.6-M2.0的螺丝将前后壳固定,辅助以侧边和顶部4到6对卡勾Snap来增强壳体之间的连接和美工缝的均匀。
壳体内部的螺丝柱会穿过PCB上对应的孔,并辅以加强筋Rib将PCBA定位和固定显示屏支撑架是用于将显示屏LCD以及声学元器件Speaker,Receiver,照相机camera sensor等器件定位在PCB上并起增强强度的作用,有时侯还用于将LCD下面的PCB上电子元器件和LCD隔开,避免冲击损坏这些电子元器件这个支撑架可以通过卡扣固定在PCB板上显示屏镜片用于保护显示屏并能透过它看见显示屏上的内容,常用双面胶固定在前壳上键盘支承在PCB板或键盘支撑架上,内部周边用壳体内部的结构定位住,仅保持厚度方向的自由度,在厚度方向上的运动和回位导致的键盘电路接通和断开是靠按键弹性片Dome来实现的电池是将电池芯及保护电路和接触弹片封装在壳体里,可以通过卡扣的方式固定在后壳的电池仓内电池盖用于保护电池不外露和后壳壳体的完整性,通过滑入后壳壁的突出结构protrusion和侧边的卡扣hook固定在后壳上图1-2是一款折叠式的结构爆炸图图1-2 对于折叠型,我们可以认为它是由两个直板机构成的,一个构成翻盖部分,另一个构成主机部分折叠型通过将显示屏放到翻盖部分,避免了与键盘并排布置,可以减小的长度两部分之间的结构连接通过旋转转轴Hinge来实现,翻盖部分和主机部分的电路连接通过柔性线路板FPC来实现。
FPC穿过轴部位壳体的轴孔通道从主机PCB连接到翻盖部分的PCB上,翻盖的开合角度一般在160度左右,的开合状态的电路控制通过霍耳开关和磁铁的配合使用来实现同时,配合折叠的变型,还有旋转轴Rotary hinge目前转轴可以分为两种:Click hinge和Free stop,区别及特点会在转轴部分再加以介绍图1-3是一款滑盖式的结构爆炸图 对于滑盖型,同样我们可以把它看作是由两个直板机构成的,两部分通过滑轨Slider连接滑轨可以有两种方式的滑轨,一种是在滑盖部分和主机部分的两个壳体上分别做出滑轨和滑道,两个壳体通过轨道相互配合,壳体之间加上预压的弹簧片以增强滑动的手感这种滑轨方式对于壳体模具的制造需要增加滑块,且对轨道的制造精度要求较高,但是可以将设计得较薄另一种滑轨的方式是采用标准的滑轨模块,将滑轨和滑道分别固定在滑盖部分和主机部分的两个壳体上两部分之间的运动和固定完全依靠滑轨模块来完成优点是对壳体的制造没有要求,缺点是的厚度会增加大约2.7mm左右滑轨模块有全手动和助力半自动两种,助力半自动又有磁铁式,塑料轨道式和锌合金式,具体区别会在滑轨部分再加以介绍图1-3除了上述一些结构的部件,还有一些机电的元器件也属于结构设计要考虑的,图1-4是常见折叠式的机电元器件示意图。
图1-4 这些机电元器件主要有:照相机camera sensor,喇叭speaker,振动器vibrator,受话器receiver,显示屏LCD,买克风microphone,背光灯LED,天线antenna,霍耳开关Hall IC,磁铁Magnet,屏蔽罩shielding case,侧按键side switch,射频连接器RF connector,SIM卡连接器SIMcard holder,系统连接器I/O connector,电池连接器battery connector,以及板与板(PCB或者FPCB)连接器B-B connector,柔性电路板FPC低/零插拔力连接器ZIF/LIF connector等 根据功能的要求,有时还会有触摸屏Touch panel,闪光灯Flash LED,耳机插座Audio Jack,存储卡插座SD/MMC card holder,USB插座等 关于上述各种结构部件及机电元器件的设计和选择,都是有经验可循的,只要多研究别人的设计,多学习新的工艺和结构,遇到问题从多角度去分析并找到解决问题的正确办法,就一定能积累丰富的经验,使得在以后的设计过程中能得心应手。
第二章 可靠性测试标准了解了的一般结构之后,在开始结构设计之前,需要清楚地知道一部要达到上市的要求需要通过哪些测试,达到什么样的标准可靠性测试(PRT)的目的是在特定的可接受的环境下不断的催化产品的寿命和疲劳度,可以在早期预测和评估产品的质量和可靠性结构设计工程师必须通晓可靠性测试的所有标准,在设计阶段就必须采取正确的设计和选择合适的材料来避免后续产品的质量和可靠性问题的入网认证必须经过国家的可靠性测试,而且越来越严格,要求也越来越高,这就对我们的设计提出了更高的要求可靠性测试包括六个部分:加速寿命测试,气候适应测试,结构耐久测试,表面装饰测试,特殊条件测试,及其他条件测试2.1. 加速寿命测试ALT (Accelerated Life Test) u 样机标准数量: PR1:10台 PR2:12台 PR3:12台 PIR:12台u 试验周期: 10-12天振动测试 1hr/axis高温高湿 测试60° C /95%RH/60hrs 室温下参数测试 (20~25° C)冷热冲击测试-30° C /70° C /90min/27cycles 1st 跌落测试6/8 faces / 1.5m 2nd 跌落测试6/8 faces / 1.5m静电ESD测试 4Kv contact/ 8Kv Air室温下参数测试 (20~25° C) 2.1.1 室温下参数测试 (Parametric Test)2.1.2 温度冲击测试(Thermal Shock) ² 测试环境:低温箱:-30° C ;高温箱:+70° C² 试验方法:带电池,设置成关机状态先放置于高温箱内持续45分钟后,在15秒内迅速移入低温箱并持续45分钟后,再15秒内迅速回到高温箱。
此为一个循环,共循环27次实验结束后将样机从温度冲击箱(高温箱)中取出,恢复2小时后进行外观、机械和电性能检查对于翻盖,应将一半样品打开翻盖;对于滑盖,应将一半样品滑开到上限位置² 试验标准:表面喷涂无异变,结构无异常,功能正常,可正常拨打 2.1.3 跌落试验(Drop Test)² 测试条件:1.5m高度,20mm厚大理石地板对于触摸屏,跌落高度为1.3m)² 试验方法:将处于开机状态进行跌落对于直握,进行6个面的自由跌落实验,每个面的跌落次数为1次,每个面跌落之后进行外观、结构和功能检查对于翻盖,进行8个面的自由跌落实验;其中一半样品合上翻盖按直握的方法进行跌落,另一半样品在跌正面和背面时须打开翻盖跌落结束后对外观、结构和功能进行检查² 试验标准:外观,结构和功能符合要求 2.1.4 振动试验(Vibration Test)² 测试条件:振幅:0.38mm/振频:10~30Hz;振幅:0.19mm/振频:30~55Hz;² 测试目的:测试样机抗振性能² 试验方法:将开机放入振动箱内固定夹紧启动振动台按X、Y、Z三个轴向分别振动1个小时,每个轴振完之后取出进行外观、结构和功能检查。
三个轴向振动试验结束后,对样机进行参数测试² 试验标准:振动后内存和设置没有丢失现象,外观,结构和功能符合要求,参数测试正常,晃动无异响 2.1.5 湿热试验(Humidity Test)² 测试环境:60° C,95%RH² 测试目的:测试样机耐高温高湿性能² 试验方法:将处于关机状态,放入温湿度实验箱内的架子上,持续60个小时之后取出,常温恢复2小时,然后进行外观、结构和功能检查对于翻盖,应将一半样品合上翻盖,一半样品打开翻盖;对于滑盖,应将一半样品滑开到上限位置² 试验标准:外观,结构和功能符合要求 2.1.6 静电测试(ESD) ² 测试条件:+/-4kV~+/-8kV,开机并处于充电状态,+/-4kV接触和~+/-8kV空气放电各10次具体测试方法详见公司测试标准细则² 测试目的:测试样机抗静电干扰性能 ² 试验标准:在+/-4Kv 和 +/-8Kv时出现任何问题都要被计为故障 2.2.气候适应性测试 (Climatic Stress Test) u 样品标准数量:一般气候性测试 5 台; 恶劣气候性测试 3 台。
共8台u 测试周期:7 天u 测试目的: 模拟实际工作环境对产品进行性能测试一般气候性测试 恶劣气候性测试 高温高湿参数测试 +45° C /95%RH/48hrs 常温参数测试 20~25° C高温功能测试-40 °C 。