手机结构设计手册模板.doc
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1、目录第一章 手机通常结构第二章 手机可靠性测试标准第三章 手机结构测试标准第四章 手机结构设计步骤第五章 手机结构设计第六章 手机结构设计阶段性检验要求第七章 附录附录一 常见结构英文解释附录二 常见塑料缩写代码第一章 手机通常结构现在市面上手机五花八门,每十二个月新上市手机达上千款,造型各异,功效各有千秋。但从结构类型上来看,关键有以下五种: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本设计手册介绍将侧重于前四种比较常见类型。通常手机结构关键会包含多个功效
2、模块:外壳组件(Housing),电路板(PCBA),显示器(LCD),天线(Antenna),键盘(keypad),电池(Battery)。但伴随手机具体功效和造型不一样,这些模块又会有所不一样,下面以多个常见手机为例来简单介绍一下手机上结构部件。图1-1是一款直板式手机结构爆炸图。图1-1对于直板型手机,关键结构部件有: 显示器镜片LCD LENS 前壳Front housing 显示器支撑架LCD Frame 键盘和侧键Keypad/Side key 按键弹性片Metal dome (键盘支架Keypad frame) 后壳Rear housing 电池Battery package 电
3、池盖Battery cover 螺丝/螺帽screw/nut 电池盖按钮Button 缓冲垫Gasket/Foam 双面胶Double Adhesive Tape/sticker 和全部对外插头橡胶堵头Rubber cover等 假如有摄影机,还会有摄影机镜片Camera lens和闪光灯Flash LED镜片 有时依据外观要求,还会有装饰件Decoration对于不换外壳直板机,通常是用4到6颗M1.6-M2.0螺丝将前后壳固定,辅助以侧边和顶部4到6对卡勾Snap来增强壳体之间连接和美工缝均匀。壳体内部螺丝柱会穿过PCB上对应孔,并辅以加强筋Rib将PCBA定位和固定。显示器支撑架是用于将
4、显示器LCD和声学元器件Speaker,Receiver,摄影机camera sensor等器件定位在PCB上并起增强强度作用,有时侯还用于将LCD下面PCB上电子元器件和LCD隔开,避免冲击损坏这些电子元器件。这个支撑架能够经过卡扣固定在PCB板上。显示器镜片用于保护显示器并能透过它看见显示器上内容,常见双面胶固定在前壳上。键盘支承在PCB板或键盘支撑架上,内部周围用壳体内部结构定位住,仅保持厚度方向自由度,在厚度方向上运动和回位造成键盘电路接通和断开是靠按键弹性片Dome来实现。电池是将电池芯及保护电路和接触弹片封装在壳体里,能够经过卡扣方法固定在手机后壳电池仓内。电池盖用于保护电池不外露
5、和后壳壳体完整性,经过滑入后壳壁突出结构protrusion和侧边卡扣hook固定在后壳上。图1-2是一款折叠式手机结构爆炸图。图1-2对于折叠型手机,我们能够认为它是由两个直板机组成,一个组成翻盖部分,另一个组成主机部分。折叠型手机经过将显示器放到翻盖部分,避免了和键盘并排部署,能够减小手机长度。两部分之间结构连接经过旋转转轴Hinge来实现,翻盖部分和主机部分电路连接经过柔性线路板FPC来实现。FPC穿过轴部位壳体轴孔通道从主机PCB连接到翻盖部分PCB上,翻盖开合角度通常在160度左右,手机开合状态电路控制经过霍耳开关和磁铁配合使用来实现。同时,配合折叠手机变型,还有旋转轴Rotary
6、hinge。现在转轴能够分为两种:Click hinge和Free stop,区分及特点会在转轴部分再加以介绍。图1-3是一款滑盖式手机结构爆炸图。对于滑盖型手机,一样我们能够把它看作是由两个直板机组成,两部分经过滑轨Slider连接。滑轨能够有两种方法滑轨,一个是在滑盖部分和主机部分两个壳体上分别做出滑轨和滑道,两个壳体经过轨道相互配合,壳体之间加上预压弹簧片以增强滑动手感。这种滑轨方法对于壳体模具制造需要增加滑块,且对轨道制造精度要求较高,不过能够将手机设计得较薄。另一个滑轨方法是采取标准滑轨模块,将滑轨和滑道分别固定在滑盖部分和主机部分两个壳体上。两部分之间运动和固定完全依靠滑轨模块来完
7、成。优点是对壳体制造没有要求,缺点是手机厚度会增加大约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,具体区分会在滑轨部分再加以介绍。图1-3除了上述部分结构部件,还有部分机电元器件也属于结构设计要考虑,图1-4是常见折叠式手机机电元器件示意图。图1-4这些机电元器件关键有:摄影机camera sensor,喇叭speaker,振动器vibrator,受话器receiver,显示器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 swi
8、tch,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,和板和板(PCB或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。依据功效要求,有时还会有触摸屏Touch panel,闪光灯Flash LED,耳机插座Audio Jack,存放卡插座SD/MMC card holder,USB插座等。相关上述多种结构部件及机电元器件设计和选择,全部是有经验可循,只要多研究她人设计,多学习新工艺和结构,碰到问题从多角度去分
9、析并找四处理问题正确措施,就一定能积累丰富经验,使得在以后设计过程中能得心应手。第二章 手机可靠性测试标准了解了手机通常结构以后,在开始结构设计之前,需要清楚地知道一部手机要达成上市要求需要经过哪些测试,达成什么样标准。手机可靠性测试(PRT)目标是在特定可接收环境下不停催化产品寿命和疲惫度,能够在早期估计和评定产品质量和可靠性。手机结构设计工程师必需通晓可靠性测试全部标准,在设计阶段就必需采取正确设计和选择适宜材料来避免后续产品质量和可靠性问题。手机入网认证必需经过国家可靠性测试,而且越来越严格,要求也越来越高,这就对我们设计提出了更高要求。可靠性测试包含六个部分:加速寿命测试,气候适应测试
10、,结构耐久测试,表面装饰测试,特殊条件测试,及其它条件测试。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 (2025 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 (202
11、5 C) 2.1.1 室温下参数测试 (Parametric Test)2.1.2 温度冲击测试(Thermal Shock) 测试环境:低温箱:-30 C ;高温箱:+70 C 试验方法:手机带电池,设置成关机状态先放置于高温箱内连续45分钟后,在15秒内快速移入低温箱并连续45分钟后,再15秒内快速回到高温箱。此为一个循环,共循环27次。试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、机械和电性能检验。对于翻盖手机,应将二分之一样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将二分之一样品滑开到上限位置。 试验标准:手机表面喷涂无异变,结构无异常,功效正常,可正常拨打电话。 2.1.3
12、跌落试验(Drop Test) 测试条件:1.5m高度,20mm厚大理石地板。(对于触摸屏手机,跌落高度为1.3m) 试验方法:将手机处于开机状态进行跌落。对于直握手机,进行6个面自由跌落试验,每个面跌落次数为1次,每个面跌落以后进行外观、结构和功效检验。对于翻盖手机,进行8个面自由跌落试验;其中二分之一样品合上翻盖按直握手机方法进行跌落,另二分之一样品在跌正面和后面时须打开翻盖。跌落结束后对外观、结构和功效进行检验。 试验标准:手机外观,结构和功效符合要求。 2.1.4 振动试验(Vibration Test) 测试条件:振幅:0.38mm/振频:1030Hz;振幅:0.19mm/振频:30
13、55Hz; 测试目标:测试样机抗振性能 试验方法:将手机开机放入振动箱内固定夹紧。开启振动台按X、Y、Z三个轴向分别振动1个小时,每个轴振完以后取出进行外观、结构和功效检验。三个轴向振动试验结束后,对样机进行参数测试。 试验标准:振动后手机内存和设置没有丢失现象,手机外观,结构和功效符合要求,参数测试正常,晃动无异响。 2.1.5 湿热试验(Humidity Test) 测试环境:60 C,95%RH 测试目标:测试样机耐高温高湿性能 试验方法:将手机处于关机状态,放入温湿度试验箱内架子上,连续60个小时以后取出,常温恢复2小时,然后进行外观、结构和功效检验。对于翻盖手机,应将二分之一样品合上
14、翻盖,二分之一样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将二分之一样品滑开到上限位置。 试验标准:手机外观,结构和功效符合要求。 2.1.6 静电测试(ESD) 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。具体测试方法详见企业测试标准细则。 测试目标:测试样机抗静电干扰性能 试验标准:在+/-4Kv 和 +/-8Kv时出现任何问题全部要被计为故障。 2.2.气候适应性测试 (Climatic Stress Test) u 样品标准数量:通常气候性测试 5 台; 恶劣气候性测试 3 台。共8台。u 测试周期:7 天。u 测试目标: 模拟实际工作环境
15、对产品进行性能测试。通常气候性测试 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 2025 C高温功效测试-40 C /24 hrs 高温功效测试 +70 C /24 hrs 高温参数测试+55C/2hrs 低温参数测试 -25 C /2hrs灰尘测试 35C / 3 hrs 盐雾测试 35C /5%/48hrs A: 通常气候性测试: 2.2.1.高温/低温参数测试(Parametric Test) 测试环境:-25 C /+55C;连续2小时;手机电池充满电,手机处于开机状态。 测试目标:高温/低温应用性性能测试 试验方法:对于翻盖手机,应将二分之一
16、样品合上翻盖,二分之一样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将二分之一样品滑开到上限位置。 试验标准:手机电性能参数指标满足要求,功效正常,外壳无变形。2.2.2.高温高湿参数测试(Parametric Test) 测试环境:+45 C,95%RH;连续48小时;手机电池充满电,手机处于开机状态。 测试目标:高温高湿应用性性能测试 试验标准:手机电性能指标满足要求,功效正常,外壳无变形。 2.2.3.高温/低温功效测试(Functional Test) 测试环境:-40 C /+70C,2小时,恢复至常温,然后进行结构,功效和电性能检验。 测试目标:高温/低温应用性功效测试B:恶劣气候性测试 2.2.
17、4.灰尘测试(Dust Test) 测试环境:室温,灰尘大小300目,连续3个小时。具体测试方法见企业测试标准细则。 测试目标:测试样机结构密闭性 试验标准:手机各项功效正常,全部活动元器件运转自如,显示区域没有显著灰尘。2.2.5.盐雾测试(Salt fog Test) 测试环境:35C; 5%氯化钠溶液;关机;合上翻盖;样机用绳子悬挂起来;48小时。 测试目标:测试样机抗盐雾腐蚀能力 试验标准:常温干燥后,手机各项功效正常,外壳表面及装饰件无显著腐蚀等异常现象。 2.3.结构耐久测试 (Mechanical Endurance Test) u 样品标准数量:11 台。 u 测试周期:7 天
18、。u 测试目标:各结构件寿命测试。结构耐久性测试充电插拔3,000次 cycles反复跌落 20,000 次翻盖/滑盖 50,000 次侧键测试 100,000次按键测试 100,000 次cycles笔插拔 20,000次SIM卡插拔 1,000次耳机插拔 3,000 次电池/盖 2,000 次线摆动 3,000次线拉拽 100次线弯曲 3,000次触摸屏划线测试触摸屏点击测试2.3.1.按键测试(Keypad Test) 测试环境:室温(2025 C);2台手机;手机设置成关机状态。 测试方法:导航键及其它任意键进行10万次按压按键测试。 试验标准:手机按键弹性及功效正常。2.3.2.侧键
19、测试(Side Key Test) 测试环境:室温(2025 C);1台手机;手机设置成关机状态;10万次按压。 试验标准:手机按键弹性及功效正常。2.3.3.翻盖测试(Flip Life Test) 测试环境:室温(2025 C);4台手机;手机设置成开机状态;6万次开合翻盖测试。 试验标准:6万次后,手机外观,结构,及功效正常。2.3.4.滑盖测试(Slide Life Test) 测试环境:室温(2025 C);4台手机;手机设置成开机状态;6万次滑盖测试。 试验标准:6万次后,手机外观,结构,及功效正常,滑盖不能有松动。2.3.5. 反复跌落测试(Micro-Drop Test) 测试
20、环境:室温(2025 C);7cm高度 ,20mmPVC板;2台手机;开机状态;4万次。 测试标准:手机各项功效正常,外壳无变形、破裂、掉漆,显示器无破碎,晃动无异响。2.3.6. 充电器插拔测试(Charger Test) 测试环境:室温(2025 C);2台手机。 试验方法:将充电器接上电源,连接手机充电接口,等候手机至充电界面显示正常后,拔除充电插头。在开机不插卡状态下插拔充电3000次。 检验标准:I/O接口无损坏,焊盘无脱落,充电功效正常。无异常手感。2.3.7.笔插拔测试(Stylus Test) 测试环境:室温(2025 C);2台手机;开机状态;2万次。 检验标准:手机笔输入功
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