产品结构设计(手机详细结构)流程与工艺说明.ppt

2008/05/29MD科V0页码：1/73产品产品结构设计流程与工艺说明结构设计流程与工艺说明2008/05/29MD科V0 产品（一组将输入转化为输出过程的结果）设计是由产品造型设计、结构设计和模具设计共同组成，形成相连关系，相互影响，不可分割的整体。基本原则:设计的产品需要满足产品的功能。工业产品造型设计的主要特征：工业产品造型设计的主要特征：产品功能的实用性，产品功能的科学性和造型设计的艺术性。结构设计结构设计:介于产品造型设计和模具设计之间，主要满足产品造型基础上实现产品的结构设计，需达到方便生产和安全的要求。（方便生产包括：注塑成型、喷油、丝印、镭雕和装配等）模具设计模具设计:主要是对产品设计进行模具设计，并向产品设计者提供改良的方案。一个合格的产品设计工程师，是要求知识面非常广泛。以下是一套手机产品设计的方法，希望在大家的工作中有一定的指导意义。页码：2/732008/05/29MD科V0 Stacking与ID是有关联性的，一个有经验的结构设计工程师要准确的理解一个Stacking的含义，拿到一个新的Stacking，必须了解Stacking设计结构时哪里固定主板，哪里设计卡扣，哪里设计螺丝柱，按键结构空间是否足够，ESD接地的防护等等，这些我们都要有一个清楚的轮廓和较深的理解，当然好的堆叠工程师也会考虑到整机的结构设计。结构工程师拿到一个新的ID图时，首先要分析各零件及分拆后的工艺可行性，或者用怎么样的工艺才能达到ID的效果，这就须同ID工程师沟通，有的我们可以做到ID效果，但要考虑结构和工艺风险性，所以不要一味的迁就ID，要知道一个产品的质量的好坏，最后追究的责任，结构工程师占比例较大，没人去说ID的不是，所以是结构决定ID，而不是ID来左右结构，当然做结构的尽量保持ID的创意，最后检查各零件及结构空间是否足够。Stacking(Stacking(堆叠）与堆叠）与IDID设计设计页码：3/732008/05/29MD科V0以下为结构工程师对以下为结构工程师对IDID工程师建模时提出几个建议：工程师建模时提出几个建议：1 1、ID工程师建模时首先把stacking与主文件以缺省方式组装到总装图中。2 2、ID工程师要作骨架图档，即我通常说的主文件，骨架图档不管是曲面或实体，我建议首先要以线来控制外形和各个零件的位置，这样后期有修改只需调整主文件中相应的线既可。3 3、ID工程师必须把此产品所有的零件各壳体的分模线位置在图中画出。4 4、所有的零件图档必须第一个特征是外部复制骨架图档过来的，然后进行下一步，坚决反对在总装图中直接参考一个零件生成另一个零件。5 5、ID建模时的图档禁止参考Stacking中的任何零件，防止stacking更改后ID图档再生失败.6 6、主文件设计要简单化，易修改，相应零件尺寸设计要有关连性，壳体的零件要能实现自身抽壳。这是我对ID工程师建模文件的几点要求。只要做到以上几点，后续的结构就可直接进行下去了，如ID须调整外形及位置也会比较容易。页码：4/732008/05/29MD科V0 壳体的结构设计壳体的结构设计1 1、手机产品常用材料的选择、手机产品常用材料的选择 要了解手机产品常用材料的性能和特性，有利于我们在设计过程中合理的选用材料，达到产品的功能与外观要求。目前手机产品常用的材料有：目前手机产品常用的材料有：PCPC、ABSABS、PC+ABSPC+ABS、POMPOM、PMMAPMMA、TPUTPU、RUBBERRUBBER、PC+PC+玻纤等等。玻纤等等。选材的原则及三个步骤：选材的原则及三个步骤：（1）、根据应用的目的。（2）、根据部件的功能与外观要求。（3）、最后通过部件的性能要求与材料性能的比较来确定候选材料。页码：5/732008/05/29MD科V01、高温下PC对微量水份即敏感，必须充分干燥原料，使含水量降低到0.02%以下，干燥条件：100-120，时间12小时以上。2、PC对温度很敏感，熔体粘度随温度升高而明显下降，料筒温度250-320，（一般不超350）,适当提高料筒温度对塑化有利，模具温度控制85-120。模温宜高以减少模温及料温的差异，从而降低胶件的内应力，模温高虽然降低了内应力，但过高会易粘模，且使成型周期长，流动性差，需用高压注射，但需顾及胶件残留大的内应力（可能导致开裂）.3、注射速度：壁厚取中速，壁薄取快速，必要时内应力退火，烘炉温度125-135，时间2小时，自然冷却到常温。4、模具方面要求较高，设计尽可能粗而短弯曲位少的流道，用圆形截面分流道及流道研磨抛光等可降低熔料的阻力，注射浇口可采用任何形式的浇口，但入水位直径不小于1.5mm。5、材料硬，易损伤模具，型腔、型芯经淬火处理或镀硬。PC/PC/聚碳酸脂聚碳酸脂化学和物理特性化学和物理特性：PC是高透明度（接近PMMA），非结晶体，耐热性优异；成型收缩率小（0.5-0.7%),高度的尺寸稳定性,胶件精度高，冲击强度高居热塑料之冠，蠕变小，刚硬而有韧性，耐疲劳强度差，耐磨性不好，对缺口敏感，而应力开裂性差。注塑工艺要点：注塑工艺要点：页码：6/73下面列举了常用材料的特性：下面列举了常用材料的特性：2008/05/29MD科V0以下是以下是ABSABS材料的三种化学单体的组成比例及性能：材料的三种化学单体的组成比例及性能：A、（丙烯腈）-占20-30%，使胶件表面有较高硬度，提高耐磨性，耐热性。ABS/ABS/丙烯睛丙烯睛/丁二烯丁二烯/苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物化学和物理特性化学和物理特性：ABS是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种化学单体合成，每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性，丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。ABS收缩率较小（0.4-0.7%)，尺寸稳定，并且具有良好的电镀性能，也是所有塑性中电镀性能最好的；从形态上看，ABS是非结晶性材料，三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物。一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相，ABS的特性主要取决于三种单体的比率及二相中的分子结构，这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种的不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。页码：7/732008/05/29MD科V0B、（丁二烯）-占25-30%，加强柔顺性，保持材料弹性及耐冲击强度C、（苯乙烯）-占40-50%，保持良好的成型性（流动性和着色性）及保持材料刚性注塑工艺要点：注塑工艺要点：吸温性较大，必须干燥，干燥条件85，3Hrs以上（如要求胶件表面光泽，更需长时间干燥）温度参数：料温180-230（一般不宜超过250，因过高温度会引致橡胶成份分解，反至使流动性降低）模温40-80正常，若要求外观光亮则模温取较高，注塑压力一般取70-100MPa。保压取第一压的30-60%，注射速度取中、低速；模具入水采用细水口及热水口。一般设计细水口为0.8-1.2mmPC+ABSPC+ABS化学和物理特性：化学和物理特性：综合了PC与ABS两者优点,改进了两者性能.含ABS 及PC 化学成分,具ABS好的流动性及成型加工性能,PC抗冲击及耐冷热循环变化.页码：8/732008/05/29MD科V0 高结晶，乳白色料粒，很高刚性和硬度，耐磨性及自润滑性仅次于尼龙，价格比尼龙便宜，并且有较好韧性，温度湿度对其性能影响不大；耐反复冲击性好过PC及ABS；耐疲劳性是所有塑料中最好的。注塑工艺要点：注塑工艺要点：结晶性塑料，原料一般不干燥或短时间干燥（100 ，1-2Hrs);流动性中等，注射速度宜用中，高速，温度控制：料湿170-220，注意料湿不可太高，240以上会分解出甲醛单体（熔料颜色变暗）使胶件性能变差及腐蚀模腔模温：80-100,控制运热油；压力参数，注塑压力100Mpa,背压0.5Mpa，正常啤压采用较高的注射压力，因流体流动性对剪切速率敏感，不宜单靠提高料温来提高流动性，否则有害无益；赛钢收缩率很大（2-2.5%）须尽量延长保压时间来改善缩水现象，模具方面，POM具高弹性材料，浅的侧凹可以强行出模，注射洁口宜采用大入水口流道整段大粗为佳。POM/POM/聚甲醛聚甲醛化学和物理特性：化学和物理特性：页码：9/732008/05/29MD科V0注塑工艺要点：注塑工艺要点：原料必须经过严格干燥，干燥条件：95-100 ，时间6Hrs以上，料干后应持续保温以防回潮，流动性稍差，宜高压成型（80-100MPa)，宜适当增加注射时间及足够保压压力（注射压力的80%）补缩，注塑速度不能太快以免气泡明显，但速度太慢会使熔合线变粗，料温，模温需取高。以提高流动性，减少内应力。改善透明性及机械强度。料温参数：200-230度。中215-235，后140-160；模温30-70 ，模具方面：入水口要采用大水口，够阔够大；模腔、流道表面应光滑，对料流阻力小；出模斜度应尽量大以便顺利出模，考虑排气，防止出现气泡、银纹（温度太高影响），熔接痕等。PMMA极易出现啤塑黑点，请从以下方面控制，保证原料洁净，定期清洗模具，机台清洁。PMMA/PMMA/亚克力亚克力 聚甲基丙烯酸甲脂聚甲基丙烯酸甲脂化学和物理特性：化学和物理特性：具有最优秀的透明度及良好的导光性，在常湿下有较高的机械强度，但表面硬度较低，易擦花，故包装要求较高；表面做硬化处理则不易擦伤.页码：10/732008/05/29MD科V0TPU/TPU/聚甲醛聚甲醛 TPU是热塑性弹性体,具有高张力、高拉力、强韧耐磨耐老化之特性，且耐低温性、耐候性、耐油、耐臭氧性能为强性纤树脂。主要特性：主要特性：高耐磨性；硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性；机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出；耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能；加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注射、挤出、压延等。同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金；环保：可循环再造、可分解、再生利用性好，且防毒、防腐、防臭。符合国际环保要求；耐油、耐水、耐霉菌。页码：11/732008/05/29MD科V0RUBBERRUBBER/硅胶硅胶硅胶的原料组成：硅胶的原料组成：硅胶原料成份包括硅胶、硅粉、架桥剂、色胶；其中硅胶比例占99%、硅粉比例占0.5%、架桥剂比例占.25%、色胶比例占0.25%.硅胶的成型条件：硅胶的成型条件：机台：150-200T 上模温度：180度 下模温度：150度 压力：150kg/cm 排气：2次页码：12/732008/05/29MD科V02 2、结构设计的顺序：、结构设计的顺序：手机壳体部分结构设计是有顺序的，手机中分为：壳体，主按键、侧按键、塞子、镜片、装饰件及辅料等。如果随意先设计哪个零件都会导致后面的设计很碍手。设计一般步骤：设计一般步骤：第一是：第一是：抽壳；第二是：第二是：止口；第三是：第三是：BOSS（螺丝柱）；第四是：第四是：卡扣；第五是：第五是：按键、塞子和装饰件的固定结构；第六是第六是：主板的固定；最后是：最后是：辅料的设计、硬件的避让和所有零件的干涉检查。1.4-1.8mm页码：13/732008/05/29MD科V0 抽壳抽壳直板机：侧壁厚一般做到1.4-1.8mm。翻/滑盖机：A/D壳壁厚一般做到1.3-1.6mm,B/C壳至少侧壁做到1.2-1.5mm,其它部件的厚度尽量做到0.8-1.2mm.转轴处的壁厚做到1.1-1.2mm。抽壳的原则抽壳的原则 壁厚壁厚要均匀，差别尽量控制在基本壁厚的三分之一以内，转角和侧壁过渡处一定要平缓顺滑，这样可以避免壳体后续的变形、缩水及其它外观缺陷问题，非外观面大面积的厚度不可小于0.5mm.抽壳后一定要做拔模分析，不许有倒扣现象，内侧拔模需大于1度以上，外观面拔模需大于2度以上。随手机的潮流超薄超小的趋势，抽壳的厚度不要设计太薄，还是结实点好。胶厚：胶厚：1.00-1.30mm若为直板机胶厚为若为直板机胶厚为1.6mm左右；若左右；若为翻盖机或滑盖机胶厚为为翻盖机或滑盖机胶厚为1.4mm左右。左右。页码：14/732008/05/29MD科V0止口止口 止口设计止口设计的目的，不仅可增加结构的紧密性及壳体的限位，同时可方便通过ESD测试。止口的厚度至少需设计到0.5X0.5mm以上（请见附图）。页码：15/732008/05/29MD科V0螺丝柱螺丝柱 螺丝柱螺丝柱是固定整机最强的结构之一，所以要排布合理和均匀，螺丝柱多为热压铜螺母和自攻螺丝两种。螺丝柱的壁厚要做到0.7-0.8mm（热压铜螺母的柱子具体尺寸见附图）。页码：16/732008/05/29MD科V0自攻螺丝的螺丝柱设计原则自攻螺丝的螺丝柱设计原则页码：17/73BOSSBOSS外径外径B B是自攻螺钉外径是自攻螺钉外径D D的的2.0-2.42.0-2.4倍倍,一般取一般取2 2倍倍;BOSSBOSS内径内径A A等于自攻螺钉外径减等于自攻螺钉外径减去去0.3-0.4MM;0.3-0.4MM;具体数据由材质不同具体数据由材质不同而定而定:材质为材质为ABSABS、PC+ABS:PC+ABS:A=A=D-D-0.4MM;0.4MM;材质材质PC:PC:A=A=D-0.3MMD-0.3MM螺钉攻入螺钉攻入BOSSBOSS深度以深度以2-32-3MMMM最佳最佳.2008/05/29MD科V0遵循要点遵循要点 螺丝柱螺丝柱的结构设计请参照长扣的设计思路，宁可多一两个步骤也不要随便COPY曲面或在总装图中参考一个零件设计。复制曲面或曲线千万不要出现满天飞的COPY来COPY去的，请大家必须遵从以下几点，我相信不会出现整个设计中的COPY大乱：1、如果大件（A/B/C/D壳）COPY时，不要相互COPY来COPY去，尽量只从一个零件到另一个，并且COPY的曲面或曲线是关键尺寸，其它无关的东东不要COPY。2、对要COPY为另一个零件的曲面，必须先复制出曲面，不要直接到另一个零件中去COPY实体面，以免后期此面被修改，重生会特征失败。3、四大件与其它小零件配合的地方，建议不要COPY小零件的曲面或曲线，只能是先设计好四大件后，在COPY相应配合的曲面或曲线给小零件作参考。4、当单个零件的P/L面和外形有改动时要养成重生总组装图的习惯。只要大家遵从以上几点，COPY命令的使用，我相信对于你的设计会有很大的帮助，特征失败的机会会相当的少，即使有许多特征失败也容易恢复，COPY命令可以帮我在设计中省去很多时间，这也是PRO/E软件在设计中的优点。页码：18/732008/05/29MD科V0卡扣卡扣卡扣的目的：卡扣的目的：方便壳体装配和保持壳体之间的间隙均匀.基本原则：基本原则：卡扣的数量和位置，应从整机的部件结构考虑，排布的数量和位置均匀对称，两个BOSS柱之间最好有个长扣，两个长扣的中心距离或到螺丝的中心距建议在25mm以内，长扣尽量设计时靠近转角和侧按键处，确保此处间隙均匀，但是一定要考虑到拆机方便。页码：19/732008/05/29MD科V0 卡扣设计技巧卡扣设计技巧 卡扣的设计在PRO/E中是有点技巧性的，在这里我也顺便介绍一下：卡扣设计的步骤：卡扣设计的步骤：运用此方法我觉得很得心应手，也易懂，下面的方法仅供大家参考：1、一般卡扣是成对的设计，首先要分析在哪个区域可以合理的布置卡扣后，开始设计母卡扣（有些人先设计公卡扣，这个依个人习惯）卡扣设计完成后，复制母卡扣的装配曲面一遍，再用出版几何把这个复制的曲面包含，或用局部组把这个曲面包含，把它起一个自己和别人都能看懂的名字（比如：TO-B-HOOK/B壳卡扣用的）。2、然后打开设计公扣的壳体，用外部复制几何把壳母卡扣的曲面复制过来，并命名一个自己和别人都能看懂的名字（比如：FROM-A-HOOK/B壳卡扣用的）。3、最后根据此复制的卡扣曲面，来设计公卡扣（或是母卡扣）。页码：20/732008/05/29MD科V0 壳体上卡扣形式壳体上卡扣形式 一个壳体上究竟是长卡勾还是卡槽，并不是随意看设计者而定的，它还是有点讲究的。实际注塑出来的壳体再完美也会有点变形的，所以我们要根据壳体变形的趋势和壳体的空间搭配公母卡扣会很好的纠正其变形。如果某壳体向外张或此壳体外力推时，则此壳设计卡槽的好，因为卡槽受到外力会越拉越紧。（故以前外置天线的手机，D壳头部两个卡扣往往是卡槽，就是防止消费者拿手 机用拇指推压天线，而造成壳体张开。）页码：21/73 当上壳向外变形或受到内当上壳向外变形或受到内力，则卡槽会越拉越紧（当力，则卡槽会越拉越紧（当上壳向内变形或受到外力，上壳向内变形或受到外力，则卡槽会与下壳分开，側下则卡槽会与下壳分开，側下壳需设计反止口结构）壳需设计反止口结构）2008/05/29MD科V0卡扣与止口的关系卡扣与止口的关系 卡扣的公母其实和止口的设计是有关系的，凸止口上长母扣（卡槽），拆机比较容易(图一)；反之，凸止口上搭配公卡扣（卡勾），拆机比较困难，但装配后整体比较结实(图二)；现在通常情况下还是选择第一种方式多点，只是需在壳体相应位置加反插骨。当采用第二种方式时，须注意使卡扣同侧边止口的距离大于5mm.页码：22/735mm图一：凸止口上长母扣图一：凸止口上长母扣图二：凸止口上长公扣图二：凸止口上长公扣2008/05/29MD科V0主板固定主板固定主板的固定一般由BOSS固定住其X/Y/Z轴的方向，具体见下图：X/YX/Y方向固定：方向固定：在整个主板上光是四/六个BOSS定位主板是不够的，必须同时两壳体上设计筋顶住主板才行；设计筋固定X/Y方向，只需在壳体周边合理布置几个筋压住主板即可。（如下图）：（如下图）：（注意：压住主板的筋注意要避开主板上的邮票孔）（注意：压住主板的筋注意要避开主板上的邮票孔）页码：23/73主板主板PCB主板主板PCB上/下壳体2008/05/29MD科V0 Z Z方向固定：方向固定：在Z方向固定主板是不能随意的，切忌在主板中间设计筋顶主板，只能设计筋顶住主板周边，且上下壳顶主板的筋一一对应；或成三角顶柱（即上壳某处长两个相距10-20mm的筋，下壳在此两个筋中间长一条筋既可），这样就不会因为跌落过程局部受力太大而产生对整机的破坏。一般成一一对应的方式是很少的，多数是成三角顶住主板（如下图）：页码：24/73XY方向主方向主板定位骨板定位骨螺丝柱偏心时，螺丝柱偏心时，也可做小骨顶也可做小骨顶住住PCB此筋为固定顶住主此筋为固定顶住主板的筋，一般不要板的筋，一般不要单独一根筋，要两单独一根筋，要两个或三个为一组来个或三个为一组来固定主板的好。固定主板的好。PCB主板在主板在XY方向的固定方向的固定2008/05/29MD科V0 当然固定主板Z轴方向，也有好的是直接在一个壳体上长几个卡勾勾住主板，这 样也利于组装（MIC的定位一般同主板在同一个组件），但要考虑拆卸的可行性，卡合量不宜大于0.5mm，一般先做0.3MM,同时也应该在适当的地方设计筋加强对主板的固定。页码：25/73上下壳长筋一上下壳长筋一一对应顶住主一对应顶住主板的方式板的方式上下壳长筋三上下壳长筋三角顶住主板的角顶住主板的方式方式主板主板卡扣卡扣扣合量扣合量0.3-0.5MM2008/05/29MD科V0加强筋加强筋 加强筋的设计原则：加强筋的设计原则：加强筋的厚度与壳体壁厚、材质有如下关系：若为PC和PC+ABS，加强筋厚度为壳体壁厚的50%-60%；若为ABS，加强筋厚度为壳体壁厚的40%-60%；但加强筋厚度不得超过壳体壁厚的75%如果壳体表面要求高光面，加强筋只能取偏小的值，取40%的壳体壁厚最佳；加强筋不要有尖角，因为尖角容易产生气泡，可以在尖角处倒个C角；在BOSS处、壳体拐角处最好可将加强筋连上壳体，有利于结构牢固。页码：26/73反插骨反插骨 如壳体钢料够强，两条筋之间连接一体。2008/05/29MD科V0硬件避让硬件避让 我们在结构设计前期，硬件小的元器件往往是没有或不完整的，我们只是在堆叠图中的线条知道哪些表示是禁布区域和哪些给硬件区域。所以我们要等到硬件器件出来后，才能进行相应避让。避让硬件元器件，我建议在总装配图中对相应零件进行减胶，减胶不要参照硬件器件，或者你参照了作好2D区域就把参照关系删掉。因为硬件往往在我们设计过程中会更改位置的。页码：27/73电阻类的元器件电阻类的元器件XY方向一般避胶方向一般避胶0.3MM以上以上,如果如果是是SIM卡与卡与T卡卡则要求至少则要求至少0.5MM以上以上电阻类的元器电阻类的元器件件z方向一般避方向一般避胶胶0.3MM以上以上（并注意焊接（并注意焊接区域的避让）区域的避让）2008/05/29MD科V0手机按键设计手机按键设计1.概述概述 本文件描述了在键盘KEYPAD的结构设计中需要大家遵守的规范。2.目的目的 本文件为键盘 KEYPAD 设计提供相应的理论和实践依据，保证项目开发设计过程中数据的统一性，互换性，高效性,降低低级错误的重复发生概率。3.具体内容具体内容3.1 KEYPAD 的功能：的功能：手机按键是人与手机交互中最直接的操控装置。当手指按压键盘，把力传递到 Dome 上，通过 Dome 的弹性变形就会使得电路导通，松开手指时 Dome 弹起断开电路。键盘的功能是传递输入信息，并兼外观修饰的功能。3.2 KEYPAD 的类型：的类型：键盘按使用的材料和工艺可分为:纯 rubber 键盘塑胶硅胶键盘（P+R）金属(PC)片超薄键盘IMD 键盘3.3 KEYPAD 设计基本点：设计基本点：3.3.1 纯纯 rubber 键盘键盘 纯 rubber 键盘由硅胶油压成型,然后再喷漆镭雕，该种键盘以模具价格低,模具 周期短(7-10天),单件价格低的优势,目前在超低端手机上仍有大量使用.其设计要点如下图所示:页码：28/732008/05/29MD科V01.外圆半径大于 0.3mm 2.外半圆孔最小半径取 0.3mm 3.最小内圆角半径为0.2mm4.定位孔至外边缘距离建议不小于0.60mm5.最小定位孔径为1.0mm6.悬臂梁a大于 0.8mm7.导电基直径b取2.0 至2.5mm8,c尺寸的高度差一般取0.2mm9.悬臂梁壁厚e最小取0.2mm10.键面圆角半径不小于 0.2511.键面顶边圆角半径不小于 0.2mm12.按键与壳体的配合间隙设计 0.25mm（因为 rubber 键一般较高，要注意拔模角度3度及壳体拔模分型线应在壳体厚度约1/3处两边拔模，以避免外观上键盘与壳体间隙过大。设计预留0.25mm 的间隙也是为了防止键盘按下后回弹时卡键)3.3.2 塑胶硅胶键盘（塑胶硅胶键盘（P+R）这种按键主要由注射成型的塑胶（plastic）和油压成型的 rubber 两部分通过胶水粘合组成，塑料材料多用透明PC、ABS或PMMA。PC和ABS表面硬度较低，通常只能达到 500g 1H，但是抗冲击性好，设计厚度可以最薄到 0.70mm；PMMA 硬化好，但是抗冲击性差，设计厚度不能小 于 1mm。PC需采取 UV 硬化，ABS常用于电镀，P+R 产品具有下列特点:页码：29/732008/05/29MD科V0和外壳的配合间隙较小3.3.2.1普通的普通的P+R键盘键盘 这种 P+R 键盘在键与键之间有壳体隔开，优点是壳体的强度比较好，键盘可以设计唇边防止键盘 被拉出，详见3.10的按键粘结强度测试，缺点是占用的空间比较大。(图一)设计基本要点（如图二示）：Matel dome 跟 rubber 导电柱间隙 A=0-0.05mm(导电柱较长，rubber 较软时可设计为 0;导电 柱较短时设计值 0.05.(图一)(图二)塑料制品表面效果处理非常丰富；可以将键盘做薄，利于手机薄型化；产品手感，质感好；良好的耐环境测试；可以制造任意形状的键形页码：30/732008/05/29MD科V0 键帽与rubber之间的胶水厚度一般为0.05mm左右;keypad rubber或键帽跟Pcb上元器件要留0.6mm以上间隙，rubber空间不够时可以破孔，但要注意漏光问题。如果硅胶背面周边有支撑柱时,一般情况下其高度与导电柱平齐 导航键裙边及中心键与导航键之间的唇边的设计关系见下图描述:此类键有时因为较厚,会出现硅胶与硬键套KEY的现象,其要求见下图描述.键帽裙边跟壳体间隙 B=0.2-0.3mm;厚度方向跟壳体间隙 H=0.05-0.10mm.普通键帽跟壳体周边拔模后最小间隙,建议做到0.15mm(已经考虑壳体喷漆厚度 0.025mm，品质检验要求是单边间隙不大于0.20mm);导航键与壳体周边的间隙建议最小做到0.20mm 导电基的高度最小E0.25,常取值为0.3.不宜太高.如果太高,需做台阶,或做成大锥度的形状.键帽裙边F0.3-0.4 裙边宽度G=0.3-0.5;导电柱直径跟所用metal dome直径D有关，D=4mm=1.7-2.0mm;D=5mm=2.0-2.3mm页码：31/732008/05/29MD科V0如下图:绿色为方向键,红色为中心键,蓝色为数字键,紫色为硅胶,黑色为面壳.相关的尺寸控制要求如下:A约为0.1-0.15mm;B尺寸为0-0.05mm,此尺寸为点胶时胶水所预留的空间,要求A-C高度差约为0.1mm;C为0.15-0.20mm,数字键与硅胶的X/Y方向的均匀定位是靠贴合治具定位的,此间隙过小,加之硅胶尺寸不稳定,反而影响装配;D为中心键与方向键的间隙,建议为0.15mm,E 为中心键裙边相对方向键的行程,设计为0.4mm左右 F为方向键与面壳的相对行程,建议为0.4mm左右.注意,硅胶点胶贴合面应为平面.不能为弧面和斜面.页码：32/732008/05/29MD科V03.3.2.2 随着市场上手机的整体尺寸越来越小，给键盘的区域也越来越小，就出现了如下图所示的钢琴 键，其优点是键与键之间没有壳体隔开，整个键盘区域可以比普通键盘小很多，市场上所见到的钢琴键也有几种形式。（1）钢板钢琴键钢板钢琴键 这种钢琴键为了保证整个键盘的平整度，以及防止在使用或跌落测试过程中键盘鼓出来，采用了在键帽与 rubber 之间加薄钢片的设计(钢片正面喷漆黑色,同时起到遮光片的作用,如果局部范围钢片无法达到遮光,则另加遮光片)。键盘与壳体通过钢片上的定位孔定位，钢盘片可以在键帽与 RUBBER 之间活动，具体结构如下图所示：硅胶顶部和按键需有导向的C角0.25页码：33/732008/05/29MD科V0 键帽的厚度按照打键测试要求，PMMA 最薄应设计为 A=1.0mm，PC 最薄 0.70mm，一般情况下:数字键应高出面壳0.5mm，方向键面应高出数字键0.2mm 键帽底面到RUBBER大面的距离B0.6-0.75mm(钢片的活动空间0.50-0.60mm,建议大于0.45mm)导电基的厚度 C=0.25mm,常见为0.3mm,常取值为0.3.不宜太高.如果太高,需做台阶,或做成大锥度的形状.钢片的厚度D=0.15-0.2mm 点胶的厚度E为0.05mm,键与键的间隙F拔模后一般为0.15mm，键与壳之间间隙一般为0.15mm,但方向键与其它键间或方向键与壳体间间隙建议为0.2mm左右,可做到0.25mm.粘胶面积G为键帽底面面积的50-80，最好为75左右以便通过按键粘接强度的测试。钢片最窄地方的尺寸H可以做到0.8mm,但是钢片如果同时做为遮光片时,钢片与按键的重叠一般为0.5mm(但不能挡住字符的透光区域),如果小于0.3mm时,就难以起到遮光的作用.同时经了解，此钢片现一般为蚀刻加工,（如需折弯,则后折弯),因此从钢片的加工工艺上讲对钢片的宽度要求并不是很高.弹性臂尺寸M要做到1.0mm以上 钢片与RUBBER的间隙N保留0.2mm以上 钢片下面Rubber的厚度为0.25-0.30mm 如果硅胶背面周边有支撑柱时,一般情况下其高中与导电柱平齐页码：34/732008/05/29MD科V0（2）PC支架钢琴键支架钢琴键 采用了在键帽与 rubber 之间加PC支架的设计。键盘与壳体通过PC支架上的定位孔定位，PC支架可以在键帽与 RUBBER 之间活动，支架一般注塑为黑色，同时起到遮光片的作用，如果局部范围支架无法达到遮光,则另加遮光片,具体结构如下图所示：如图：绿色为硬键帽，紫色为PC支架，蓝色为RUBBER硅胶 尺寸A为支架的宽度，建议在1mm以上,如果同时做为遮光片时,支架与按键的重叠一般为0.5mm,(但不能挡住字符的透光区域),如果小于0.3mm时,就难以起到遮光的作用.B尺寸为支架的厚度,一般大于0.8mm,其厚度要求满足注塑成型的要求,同时要满足强度和刚性,不变形.页码：35/732008/05/29MD科V0C尺寸为支架的活动空间,要求为0.50-0.60mm.最小为0.45mm.其余尺寸可以参照钢板钢琴键的结构.用TPU胶片经印刷后（一般印刷所需的遮光区域）与硅胶热压贴合在一起，TPU片的厚度一般为0.1mm,与硅胶热压贴合的厚度为0.3mm,由于TPU有好的抗拉强度,因此此类按键在硅胶和硬键中间不需要钢片(或PC支架),整体按键相对来说可以做得比较薄。红色示意为红色示意为TPU+硅胶，硅胶，总厚总厚0.3mm,直接与硬直接与硬键粘贴键粘贴,中间不需钢片支中间不需钢片支撑撑,周边有九个定位孔作周边有九个定位孔作支撑支撑.（3）TPU钢琴键钢琴键页码：36/732008/05/29MD科V0TPU+硅胶硅胶,总厚总厚0.30mm,红色面为红色面为TPU热压之前印刷黑热压之前印刷黑色色,作为遮光作用作为遮光作用.3.3.2.3 其它相关设计其它相关设计1)硅胶导电基偏位的设计:.为保证手感,keypad导电柱中心设计时尽量在key的中心,但有时共用pcb板及ID造型原因，导电柱中心会偏心很多，这就会造成用户按该key 中下部位时手感不良或无手感，同时外观上会容易歪斜,一般情况下,偏移硅胶正面台阶50%以内,否则可能会手感不良.以下几种改善方法供参考 改善措施改善措施1:可将偏可将偏移出去的导电基正面移出去的导电基正面长台阶长台阶,但此处会漏光但此处会漏光.页码：37/732008/05/29MD科V0改善措施改善措施2:将硅胶正面将硅胶正面的凸台做小的凸台做小,正对导电基正对导电基上方上方,但硅胶凸台太小，但硅胶凸台太小，会造成会造成key晃动晃动改善措施改善措施:机壳上限位，限制按机壳上限位，限制按键导电基偏位的另一侧，下到一定键导电基偏位的另一侧，下到一定行程就不能下去了行程就不能下去了页码：38/732008/05/29MD科V0改善措施改善措施4:是加一宽约是加一宽约0.6mm支撑支撑rib,这样按压中下部时，整个这样按压中下部时，整个key会同时动作会同时动作而保证手感。设计支撑筋时，尽量设计在而保证手感。设计支撑筋时，尽量设计在键帽的边缘部位，高度方向与硅胶导电低键帽的边缘部位，高度方向与硅胶导电低于于0.1mm，否则会造成按不动现象。，否则会造成按不动现象。2):按键防晃动的设计按键防晃动的设计 此处所谓的晃动,即压位按键的一边时,另一边易翘起的现象.因此,有裙边的产品,不会存在此种现象红色点为防晃红色点为防晃动设计动设计,直径直径0.8mm,高比导电高比导电基高基高0.1mm,此此设计没有影响设计没有影响到功能到功能红色部分为防晃红色部分为防晃动设计动设计,因面积因面积太大太大,太宽太宽,因此因此要求其高度低于要求其高度低于导导基导导基0.1mm,否则会影响按键否则会影响按键的手感的手感页码：39/732008/05/29MD科V03):漏光的设计漏光的设计1,如果硬键四周有裙边时,是不会出现漏光的.2,无裙边的产品需借助遮光片或钢处或支架或硅胶印刷来遮光,而且应保证在与硬键重叠0.5mm以上时才能起到遮光的作用3,在机壳设计时,由于镙丝柱的影响,按键裙边和遮光板被切除,容易出现漏光,需注意评审.4):钢片物触点设计钢片物触点设计按键的使用时会产生静电。如果用钢片作为支架时,防止静电过大，按键可以通过钢片的触点，把静电导地。此处角度建议大于此处角度建议大于110度度此处为圆点接触此处为圆点接触页码：40/732008/05/29MD科V05):防呆设计防呆设计 按键有方向性，且尺寸大小不同。但凭肉眼无法判断时，必须制作防呆或方向性标志以辨别方向。中间四键尺寸相中间四键尺寸相同。避免排错同。避免排错 键，中间四键增键，中间四键增加防呆加防呆。但凭肉眼但凭肉眼无法判断无法判断时，必须时，必须制作防呆制作防呆或方向性或方向性标志标志下图是几种常见的防呆设计：防呆设计有三种情况:A:零件之间相互作结构进行防呆;B:其次考虑零件作结构与装配治具配合进行防呆;C:在零件上作方向标志,此标志可为模具直接作出,也可以是丝印上去.要求,优先考虑第一种防呆方式.并且需注意的是，标志只能指示零件的装配方向，不能对零件进行准确的定位。页码：41/732008/05/29MD科V0椭圆形，圆形，方形键等对于表面外形或丝印镭雕后有方向性(在开模前必需完全了角按键的表面工艺)时都需要考虑防呆的设计，避免键盘厂装配时出错或装配偏位。当然，很多键盘厂也采取了电脑扫描检查的办法，但这毕竟是检查而不是在设计上就遵循较少出错的机率的办法。3.3.2.4 P+R按键常见的表面工艺按键常见的表面工艺1,双色注塑+水电镀,一般用于方向键和红绿电话键。方向键的箭头或装饰圈是透光，但其余部分是水镀面，亮面不透光；电话键的图案是透光红色或绿色，其余部分是水镀面。(如右图)双色注塑工双色注塑工此零件外形上有此零件外形上有美工线美工线,同时镭雕同时镭雕后有方向性后有方向性,必需必需要有装配管位要有装配管位,防防止装反装偏止装反装偏.6):有些小装饰件前期需考虑冲模的设计有些小装饰件前期需考虑冲模的设计此产品在此两处此产品在此两处进行搭底入水进行搭底入水,但实际中但实际中,由于由于中间骨位的影响中间骨位的影响,无法进行冲模的无法进行冲模的设计设计.页码：42/732008/05/29MD科V0 双色注塑设计要点：双色注塑设计要点：双色模内腔模字符笔画 0.3mm，箭头、字母等细处R0.1mm(防止二次注塑时变形);透明部分设计先注塑 2、电铸+电镀，一般常用于方向键、功能键和侧键，电铸模可以做出产品清晰的磨砂纹，CD纺，拉丝纹等，再通过水镀，可达到很强的装饰效果。3、蒸镀或普通水镀键:用蒸镀工艺使按键表面或底面变成亮面，可以镭雕各种透光箭头、图案或装饰圈,在水镀按键面上，可以镭雕各种透光箭头、图案或装饰圈，具有同双色电镀按键类似的美观效果，且具有模具成本低、图案可随意变动等优点。电铸电铸CD纹与纹与亮雾面后水镀亮雾面后水镀蒸镀后镭雕图案蒸镀后镭雕图案水镀后镭雕图案水镀后镭雕图案页码：43/732008/05/29MD科V04.喷漆镭雕键:在按键表面喷涂各种颜色效果、亮雾度效果的油墨，然后镭雕出透光字体或图案，最后再喷上UV保护层，这是最普通的P+R按键使用工艺。5.背面丝印按键,在透明的按键背面印刷上各种颜色效果的字体或图案，按键具有玻璃质感，且字体永不磨损。注意此类按键正面和反面都需UV,正面UV为喷涂工艺,反面UV为丝印工艺.模具不能使用搭底入水,只能侧入水.且背面一定为平面.6.水晶按键:在注塑时添加特殊色母，用印刷镜面油墨或蒸镀做背景，可以做出有水晶效果的按键,注意此类按键正面和反面都需UV,正面UV为喷涂工艺,反面UV为丝印工艺.模具不能使用搭底入水,只能侧入水.且背面一定为平面.7.点漆:在电镀键的下凹图案内点漆，使金属质感的按键上的符号有各种颜色，更增加按键图案的醒目感。表面喷漆镭雕键表面喷漆镭雕键背面丝印键背面丝印键水晶按键水晶按键图案内点漆图案内点漆页码：44/732008/05/29MD科