结 构 设 计 规 范
1、Lens
一般有三种方式:塑胶透明镜片、装饰片、PET薄片;也有部分产品LCD直接外露。
1.1.塑胶透明镜片
1) 一般厚度为1.50mm条件不足也可以是1.00mm;
注意:如果要丝印,尽量把丝印面做成平面;
2) 镜片要固定,通常用双面胶,双面胶需预留0.15-0.20mm的间隙;
3) 如果有防水要求,镜片可以用超声波焊接,不过结构上要预留超声波线间隙0.40mm以上。
隙
1.2.装饰片(PET、PC) 以上间
1) 一般采用0.30mm厚的PET片,0.50mm的PC片,表面丝印,背面背
胶,冲裁成形。
2) PET片的VA与面壳配合最窄处I为8mm,PC片的VA与面壳的配合最
窄处I为5mm;如果空间不足,那么在装饰片与面壳之间加镜片,以免用手按装饰片VA,使装饰片周边翘起。
装饰片
塑胶镜片
1.3.PET透明薄片
一般采用0.40mm厚的板料,冲裁成形;薄片与LCD框留0.50mm的间隙。
2.LCD
2.1.LCD通常做成方形,必要时可以切角,做成多边形;其厚度通常是
2.00mm,跟据不同的情况可以做成2.80mm和1.60mm;
2.2. LCD与主板的连接方式常用为导电胶条和热压斑马纸:其中导电胶
条要有预压量,通常预压为0.30-0.40mm,预压量太少LCD容易缺划;预压量太大LCD容易被顶红。
1) 导电橡胶条一般有YL(四面导通)和YS(两面导通)两种;一般采用
YS。
2) 导电橡胶条与面壳、LCD配合有以下两种方式:
的间隙
做成封闭框
框比螺丝柱低(0.30-0.50)如果空间允许,可以在框
上做出挡导电橡胶条的结构
2.3.热压斑马纸不需要预压,但成本较高,连接时要用热压啤机,PITCH
脚位密的还要用精密热压啤机。
2.4.LCD与LENS不能直接贴合,贴合容易产生水纹,也有LCD直接固
定在LENS上的情况,通常在LENS的VA显示区开一个凹槽,间隙留足0.30mm;
上开0.30的凹槽
如果LENS使用0.40mmPET薄片,那么LENS与LCD中间使用0.30-0.40mm的PET垫片隔开。
2.5.通常LENS外装,LCD内装,中间用面壳隔开,面壳局部胶厚至小
1.00mm,LCD与LENS之间要保持洁净,通常做成封闭结构。
2.6. 根据外观图提供的VA,来确定LENS、面壳、LCD的VA;
如:外观图提供VA
为(a*b)mm,则 LENS的丝印VA为(a*b)mm,面壳的VA为(a+0.5)*(b+0.5)mm,LCD的VA为(a+1)*(b+1)mm;保证LCD上不会露出黑边。
3.螺丝柱
3.1 螺丝柱的结构直接影响到整机的装配效果和可靠性。
3.2 螺丝柱的设计先要考虑整机受力情况,一般要求吃牙深度至少3圈以
上,孔内要预留容屑空间0.30mm以上。
3.3 小电子产品通常用1.40mm、1.70mm、2.00mm的螺丝,螺丝柱各部分
尺寸如表所示;螺丝柱间距视需求而定,外观上尽量看不到螺丝,必要时可以做到电池门内或藏在易拆件的下面,也可以以扣位取代一侧的螺丝。
h=g-g*(1/3) 防止螺丝柱底部缩水;i一般取(0-0.10)mm;j取(1.50-2.00)mm;k不低于1.50mm。
3.4 如果空间允许的话,长螺丝尽量做成尖头或破口螺丝;螺丝柱周围可
以做些加强肋,可以改善受力,还能使注塑时走胶顺畅。
3.5 在有发射和接收功能的电子元件旁边尽量避免使用螺丝固定。
3.6当螺丝柱在斜壁上时,不宜将螺丝柱设计的太长,因为如果螺丝柱太长,在啤塑的时候胶会把针冲变形,导至偏心,一边胶厚,一边胶薄。
3.7 如果产品需要防水,那么螺丝柱一定要做到防水槽外面,并在组装成
品机后,在螺丝头上加胶水,防止螺丝反松;如果只要求防滴,那么螺丝柱可以做在防水圈内,但面底壳螺丝柱要紧配。
螺丝柱在防水圈外
4.按键
通常按键有窝仔片、橡胶按键、塑胶按键、机械按键、机械推制,可根据空间大小,行程要求,手感要求来选择。
4.1 窝仔片行程短,一般为0.20mm-0.50mm,金属材质,可靠性好,占用
空间小,带脚的窝仔片可以配合PCB上的通孔定位安装。
4.2 橡胶按键行程长,一般为1.00-1.50mm,最低也要有0.50mm,橡胶材质,
可靠性不如窝仔片,占用空间大,优点是按键手感好,而且橡胶按键 连成一片,容易组装。
塑胶件上加肋位
4.2.1 Rubber Key 的设计
1) Key Pad 厚度a=1.0-1.50mm
2) KEY 斜壁角设计时一般取d=45°,但跟据不同的情况可以作适当的更
改。
3) 斜壁厚c=0.25-0.45mm。
4) 斜壁在水平面上的投影b,在垂直方向的投影e,设计时一般取1.00mm,
最短不应小于0.80mm。
5).参数g≤a
6).参数h≤a+e
4.3 Rubber 的按键力要求:100±50g.
4.4 在塑胶件上要加肋位压RubberKey Pad,如上图。
4.2.2 导电接触点的常用方式
1) 丝印导电油成本转低,但由于其阻值较大,且可能脱落,尽量不予采用。
2) 碳粒,碳点附着性好,但碳点尺寸及形式均受限制,亦需控制碳点含
硅油量.
3) 碳点的大小有规格,不能任意大小均可取
一般规格直径有:2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0。
4) 碳点厚度
一般取0.5-0.6mm,太薄则阻值偏高。
4.2.3 与胶件配合的结构设计
1) Keypad与胶件配合间隙,取单边为0.30mm。
2) 脱模角,胶件孔和KEY的脱模角一般都取1.0°。
3) 大Key 设计,由于有些Key 太长,应设计为两个接触点。
4) Key 之间的间距
Key与Key之间的距离不能小于1.50mm
4.3 塑胶按键
一般配合窝仔片,Rubber Key,机械按制,机械推制使用。
4.3.1 塑胶按键与面壳之间留单边留0.25mm间隙。
4.3.2 面壳和按键上要做防呆标志。
面壳上做肋位,按键上做缺口,防止按键装错、装反
4.3.3 面壳的按键孔和按键一般做1°拔模斜度。
4.4 机械按键,其实里面还是金属窝仔片,性能和窝仔片差不多,但有辅
助机构,按键手感比窝仔片容易调到最佳状态。
4.5 机械推制,可以加推制帽使用,但挡位不容易控制,装配间隙不足都
有可能影响挡位感。
按键结构有一点要特别注意,按下去不能被卡住,应该可以顺利回弹;这种不良情况多出现在行程长的橡胶按键上,对策是加高按键深度,如行程为1.00mm的橡胶按键,上面的塑胶按键要高出面壳表面1.00mm以上,如果塑胶按键帽高面壳不许超过1.00mm,也可在面壳的下面起围骨加深,效果一样。
5. PCB结构
5.1 一般小电子产品的PCB:FR4的厚度选用0.80mm,HB94选用
1.00mm。
5.2 如果LCD和PCB用导电胶条连接的,压导电胶条的螺丝之间的间距
不要超过15.00mm,以免出现少划。
5.3 PCB上的按键位置是需要受力的,可以的话应尽量离螺丝柱和卡槽
近点,必要时反面加支撑点。
5.4 在PCB上布线是要条件和时间的,一般在建模时就提供初步的PCB
尺寸图,给电子工程师试LAY,以确定PCB面积离要求不要相差太多;在结构设计的中间过程中,大元件和敏感元件的摆放也要和电子工程师进行沟通和协调,做完所有机构后再出正式的PCB尺寸图;
电子工程师LAY板的时候,结构这边在做手板,做完手板,PCB打板也差不多回来了,正式装功能样板,把问题解决在前面,这样会节约许多时间。
5.5 须注意静电保护,在有空间的情况下,PCB尽可能的远离边和孔,
一般保证在1.50mm以上。
6. 底、面壳的配合
6.1 底面壳采用止口配合,一般常用的止口有两种:标准止口和简化止口。
简化止口 标准止口
H2≥0.80mm H2≥0.80mm
H1-h1=0.10mm H1-h1=0.10mm
L1-l1=0.40mm L1-l1=0.40mm
6.2 两种止口的比较:标准止口外形美观,但在模具制造上相对来说较为
复杂;而简化止口在模具制造上较为简单。对于外观上没有特别要求的产品,我们可以采用简化止品以降低模具成本。
6.3 如果底面壳固定使用超声波熔接,那么在底面壳内使用定位柱,使底
面壳在超声波前不会错位。
面底壳超声波结构一般采用以下两种设计方式: a=(0.3-0.4)m b=60°
6.4 采用均匀壁厚设计,优先选用ABS料,建议采用1.50-2.0mm的薄壁
厚设计。如果要局部减胶,深度应小于该处壁厚的1/3,并辅以圆角过渡,以免出现熔接痕,影响表面质量。
7、 防水结构设计
7.1、 O-Ring即为常用的密封圈, 常用材料为 NBR, silicon等,以 NBR
为最常用。下面介绍 NBR 这种材料。
碃橡膠 (NBR), 俗名或商品 Nltrlleor Buna N 化學名
,, p8?,,,,ei
NltrlleButadi-ene
機械性質: 抗張強度(max psi) 3,500
AD,CAE,CAM,ICAX,idesign,模具7.1.1、一般的 O-Ring设计, 需要一些具体的参数, 参数的决定对防水
性的效果有很大的作用, 一般都要经过计算所得。 下面介绍一些计算O-Ring具体参数的公式和技巧。
RADCROSS SEADIAL
SS SECTION
TOP VIEW
CROSS SE
CTION
图 7-1
图 7-2
1) ID (O
-Ring Inner diameter)
www.iCAx.cnjG,Qg9D*a
Operating Point----- % ------------ S
www.iCAx.cnC1S[(\dxminimum --------------1% ----------- 0.01 maximum -------------5% ------------0.05 recommended ------2% ------------0.02
CAD/CAM/CAE综合资讯网站论坛,^ K
为了使O-Ring能很好和槽位配合,一般槽的Gd 比 O-Ring
的
ID 大 1%~5%,最佳值为 2%, 过大O-Ring 容易产生过分拉伸而容易老化。
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2) CS (Cross Section Diameter)(O-Ring 线径的选取)
^*d& C (O-Ring 横截面线径的压缩量)
可知:
则 O-Ring的 横截面线径压缩量为:
bbs.icax.cQ n\&A 一般来说, O-Ring横截面要压缩 20%--30%,这样才能够很好的保证防水和功能。从 槽的尺寸,以及选用的C, 我们就可以
计算出 CS(O-Ring横截面线径)了。
此外, 如有特别精密的场合, 需要验证各个公差对设计尺寸和效
果的影响。
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cn:Y1b C)t-}
3) Groove Width (槽宽)
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O-Ring槽的槽宽一般设计为 O-Ring 线径的 1.5倍。
4) Gland Fill (O-Ring压缩后在槽内体积的充满程度)
O-Ring 装入槽后压缩后, 一般设计值为占据了槽内 75%的空 间,即 O-Ring体积为 槽的体积的 75% 7.1.2、综上所述:
1) 对于某些装配件具有不规则的横截面, O-Ring的内径可能要设
计得小一点,以便能咬紧槽位而不容易掉。具体问题具体分析。
2) 第3,第4项一般只选用一项来计算便可,建议用 4. Gland Fill 来
计算实际一点。
3) 对于运动场合下 和 轴向放置的 O-Ring,需要考虑其实际的配合
情况, 一般ID不用太紧,CS就要保证有足够的压缩,还有充满
体,(Gland Fill)必须要保证有必要的剩余体积。
4) 对于四方形的槽位,角位要倒R, 考虑O-Ring的线径(CS)与
四个角位的R的配合是否有可能出现空隙。
5) 公差的影响, 必要时需要考虑最大公差和最小公差时候O-Ring
的装配情况,以保证设计的完善。
7.2、 目前我们所用的O-Ring的用途主要分为防水和防滴两方面。
主要用在上下盖,电池门,显示窗口及按键等位置。
7.2.1、上下盖,电池门之间的防水设计如下图所示:
Min 1.2MM From Underside Groove
一般的上下盖,电池门之间做防水设计须注意以下几点:
1) 防水槽的底面与壳之间的胶厚保证在2.0~1.5mm。考虑到产品厚度的 问题,最少胶厚不能小于1.2mm,否则上下盖会被O-Ring 顶变形,
即上下盖合不严或成波浪形。
2) 锁上下盖的螺丝之间的距离一般不超过25.0mm,螺丝尽可能选用1.7
自攻螺丝。如有个体的原因,螺丝最小也要用1.4自攻螺丝。
3) 底盖上的电池门做防水,防水槽底面的胶厚设计成2.0~1.5mm为宜, 最少1.3mm 胶厚。
4) 电池门的胶厚设计成1.5mm,最少也胶厚1.2mm,否则会变形。 5) O-Ring 与上下盖,底盖与电池门之间一定要有压缩量,一般设计高 度的预压量在0.2~0.3mm。预压过多上下会合不严或成波浪形。 6) 所用O-Ring的截面可以矩形,梯形,圆形直径在1.0mm比较好。螺 丝柱最好设计在防水圈的外面。 7.2.2、显示窗口处的防水设计如下图示:
1) 一般常用显示窗口的有两种方式做防水:一种是直截将O-Ring放在
面壳的U型中,上面加镜片,LCD,支架,如图7-4中的1所示:二种是镜片与面壳之间用超音波的方式,如图7-4中的2所示。 2) 用O-Ring密封圈时,一定要有0.2~0.3mm的预压量,支架间的螺丝
柱不能相距太远,一般识LCD的大小而定,柱子之间最好不能超过20.0mm。螺丝最小用直径是1.4mm的自攻螺丝。
7.2.3、按键防水通常用橡胶KEY作防水,所用材质Silicon;在铁轴上套
O-Ring 的形式,如下图所示:
1) 一般按键用RUBBER KEY直截作防水时,橡胶块周围最好设计成U
型的卡槽,槽的高1.0~2.5mm之间,橡胶块的胶厚最少要有1.0mm厚,如下图7-5的1所示。
2) RUBBER KEY 与PCB之间要有一定的压缩量,一般0.15~0.25mm之
间。注意不能在RUBBERKEY中间设有螺丝柱。
RUBBER
MIN 1.0mm1.RUBBER KEY
SPRING
2.O-RING
RUBBER ELECTRIC BLOCK
图 1-5
3) 在轴凹槽上套防水圈时,O-RING的内径一定要小于凹槽的外径,如
直径是1.0mm的橡胶圈与直径是1.2~1.4mm凹槽相配为宜。 7.3、 防滴与防水几乎相同,只是防滴的不能用于防水,而防水的都能应用
于防滴上面。如做防滴时,在显示区域或有些按键处可用双面胶纸来防滴。
7.4、 另外还可考虑用超音波来做防水,如图7-4-2所示。具体情况具体对
待。
8、 喇叭(SPEAKER),蜂鸣器(BUZZER)结构设计:
8.1、 目前我们所用喇叭,蜂鸣器种类多,故SPEAKER,BUZZER音孔的
开孔面积和共鸣腔的关系须符合以下计算公式:
8.2、 主要介绍一下Buzzer的结构 设计,如下图所示:
1) 装BUZZER的面一定是平面,此表面不能有凹凸不平,或批峰,尖点,
否则会会产生振音,或达不到所需的音量值。 2) 图示D1一定要比BUZZER外径在0.1~0.2mm。
3) 图示D3的直径根据所需BUZZER的大小,和音量的大小及上式公式
而定。例如,一般要达到90db以上时,需用D=27.0mm的不锈钢的蜂鸣器,且D3=5.5mm,方可达到要求。
4) 图示H1是BUZZER与腔体的高度,一定要保持在2.0mm高,且腔底
最好是与BUZZER平行的面。图示H2的高度设计成0.8~1.2mm之间为宜,太矮,用胶封不紧音,会产生振音,或达不到所需的音量值。 5) 图示H3是腔体底面的胶厚,此胶厚一般要在1.5~2.0mm之间,胶厚
太薄表面易产生烘痕,影响外观。
6) 如上图示在BUZZER的三方加烫柱,或厚骨。在适当的位置加一卡线
柱,防止组装时将焊线拉脱。
7) BUZZER的大小及材质的要求根据具体情况而定,组装蜂鸣器时一定
要用胶水(黄胶,红胶)封在上面。
9、 电池门,电池箱,电池正负片的结构设计
9.1、 电池门设计根据所所使用不同的电池而有所不同。按目前所用大概可
以分为扣位式,旋扣式;锁螺丝三种方式。 9.1.1、扣位式的电池门主要用在AAA,AA电池上。
1) 普通单粒电池,两头弹簧接触片预压接触,在电池箱两端须加限位骨
以防反装(9-1),电池箱底面还要雕刻上电池符。
2) 电池正片冲凸形,其凸出高度不超过1.0mm,负片弹簧式。 3) 电池门一般胶厚为1.5~2.0mm, 电池门前端大扣位与底壳的配合尺寸
如图9-2所示:
4) 如果电池门前端过大,在两边增加侧面直扣;在电池门后面加压骨,
防止电池上下串动;在电池门外面雕刻手感位,一般凹0.3mm,如图9-3所示:
5) 扣位式电池门大扣舌位长度不小于2.0mm,胶厚0.9-1.2mm,保证拉
开电池门的力度在800±300克力之间。
9.1.2、旋转式电池门,主要用在扭扣式电池上,如L44,2032等。 1) 一般扭扣电池直截放在PCB板上的负片上,负片根据空间的大小及
电池的大小而定,即负片的种类有多种,正片大多类似U形,或‘之‘字形间,依空间大小而定。
2) 扭扣式电池门一般胶厚在1.2~1.8mm之间,旋转角度在20~30度之间,
电池门的形式如图3-4所示:
3) 电池门与电池盒之间的配合尺寸如图9-5所示:
备注:其它型号的扭扣电池如图示L44的配合尺寸基本相同。依具体情况而略有差别。
4) 扭扣电池也可用扣位式电池门来做,如图9-6所示,其配合关系基本
同上9.1.1。
9.1.3、在电池门上锁螺丝。一般用在须防水的产品上面,有前端加一直扣,
后端打一粒螺丝;每个角上打一粒螺丝(针对矩形)。如图9-7所示:
9.2、 电池箱,目前我们主要用的电池就是上面所提的几种,现在主要来介
绍一下扭扣电池箱所要注意的地方。如图9-8所示:
1) 电池箱一般要比比标准电池的外径大0.5~1.0mm,电池箱的围骨胶厚
一般为1.2~1.5mm。
2) 如下图示,电池正片处一定不能有骨或柱子档住,以免电池片弹不动。
3) 无论什么样的正极电池片,电池片的上端最好有一遮挡块,防止正片
因装入不当而被压坏或变形。档块的大小不能影响到电池的装入。依实际情况而定。
9.3、 电池‘+’,‘-’片。
9.3.1、材料:对无弹性的电池片,一般用0.3mm厚的磷青铜片,表面镀镍;
对有弹性的电池片,一般用0.15~0.25mm厚的SUS-301钢片及弹簧钢,表面镀镍。
9.3.2、我们常用电池‘+’‘-’片的外形图如图9-9所示形式:
1) 图中a、b、c主要要用于‘AAA,AA’电池。
2) ‘+’片d和‘-’片f、g一般用于L43、L44电池上。
3) ‘+’片e和‘-’片h一般用于2032电池上。
9.3.3、目前我们使用最多的是扭扣电池,无论是哪种型号的电池,建议‘+’
‘-’片都采用最少两点接触比较可靠,如图示:d、e、f、g、h。
结 构 设 计 规 范
1、Lens
一般有三种方式:塑胶透明镜片、装饰片、PET薄片;也有部分产品LCD直接外露。
1.1.塑胶透明镜片
1) 一般厚度为1.50mm条件不足也可以是1.00mm;
注意:如果要丝印,尽量把丝印面做成平面;
2) 镜片要固定,通常用双面胶,双面胶需预留0.15-0.20mm的间隙;
3) 如果有防水要求,镜片可以用超声波焊接,不过结构上要预留超声波线间隙0.40mm以上。
隙
1.2.装饰片(PET、PC) 以上间
1) 一般采用0.30mm厚的PET片,0.50mm的PC片,表面丝印,背面背
胶,冲裁成形。
2) PET片的VA与面壳配合最窄处I为8mm,PC片的VA与面壳的配合最
窄处I为5mm;如果空间不足,那么在装饰片与面壳之间加镜片,以免用手按装饰片VA,使装饰片周边翘起。
装饰片
塑胶镜片
1.3.PET透明薄片
一般采用0.40mm厚的板料,冲裁成形;薄片与LCD框留0.50mm的间隙。
2.LCD
2.1.LCD通常做成方形,必要时可以切角,做成多边形;其厚度通常是
2.00mm,跟据不同的情况可以做成2.80mm和1.60mm;
2.2. LCD与主板的连接方式常用为导电胶条和热压斑马纸:其中导电胶
条要有预压量,通常预压为0.30-0.40mm,预压量太少LCD容易缺划;预压量太大LCD容易被顶红。
1) 导电橡胶条一般有YL(四面导通)和YS(两面导通)两种;一般采用
YS。
2) 导电橡胶条与面壳、LCD配合有以下两种方式:
的间隙
做成封闭框
框比螺丝柱低(0.30-0.50)如果空间允许,可以在框
上做出挡导电橡胶条的结构
2.3.热压斑马纸不需要预压,但成本较高,连接时要用热压啤机,PITCH
脚位密的还要用精密热压啤机。
2.4.LCD与LENS不能直接贴合,贴合容易产生水纹,也有LCD直接固
定在LENS上的情况,通常在LENS的VA显示区开一个凹槽,间隙留足0.30mm;
上开0.30的凹槽
如果LENS使用0.40mmPET薄片,那么LENS与LCD中间使用0.30-0.40mm的PET垫片隔开。
2.5.通常LENS外装,LCD内装,中间用面壳隔开,面壳局部胶厚至小
1.00mm,LCD与LENS之间要保持洁净,通常做成封闭结构。
2.6. 根据外观图提供的VA,来确定LENS、面壳、LCD的VA;
如:外观图提供VA
为(a*b)mm,则 LENS的丝印VA为(a*b)mm,面壳的VA为(a+0.5)*(b+0.5)mm,LCD的VA为(a+1)*(b+1)mm;保证LCD上不会露出黑边。
3.螺丝柱
3.1 螺丝柱的结构直接影响到整机的装配效果和可靠性。
3.2 螺丝柱的设计先要考虑整机受力情况,一般要求吃牙深度至少3圈以
上,孔内要预留容屑空间0.30mm以上。
3.3 小电子产品通常用1.40mm、1.70mm、2.00mm的螺丝,螺丝柱各部分
尺寸如表所示;螺丝柱间距视需求而定,外观上尽量看不到螺丝,必要时可以做到电池门内或藏在易拆件的下面,也可以以扣位取代一侧的螺丝。
h=g-g*(1/3) 防止螺丝柱底部缩水;i一般取(0-0.10)mm;j取(1.50-2.00)mm;k不低于1.50mm。
3.4 如果空间允许的话,长螺丝尽量做成尖头或破口螺丝;螺丝柱周围可
以做些加强肋,可以改善受力,还能使注塑时走胶顺畅。
3.5 在有发射和接收功能的电子元件旁边尽量避免使用螺丝固定。
3.6当螺丝柱在斜壁上时,不宜将螺丝柱设计的太长,因为如果螺丝柱太长,在啤塑的时候胶会把针冲变形,导至偏心,一边胶厚,一边胶薄。
3.7 如果产品需要防水,那么螺丝柱一定要做到防水槽外面,并在组装成
品机后,在螺丝头上加胶水,防止螺丝反松;如果只要求防滴,那么螺丝柱可以做在防水圈内,但面底壳螺丝柱要紧配。
螺丝柱在防水圈外
4.按键
通常按键有窝仔片、橡胶按键、塑胶按键、机械按键、机械推制,可根据空间大小,行程要求,手感要求来选择。
4.1 窝仔片行程短,一般为0.20mm-0.50mm,金属材质,可靠性好,占用
空间小,带脚的窝仔片可以配合PCB上的通孔定位安装。
4.2 橡胶按键行程长,一般为1.00-1.50mm,最低也要有0.50mm,橡胶材质,
可靠性不如窝仔片,占用空间大,优点是按键手感好,而且橡胶按键 连成一片,容易组装。
塑胶件上加肋位
4.2.1 Rubber Key 的设计
1) Key Pad 厚度a=1.0-1.50mm
2) KEY 斜壁角设计时一般取d=45°,但跟据不同的情况可以作适当的更
改。
3) 斜壁厚c=0.25-0.45mm。
4) 斜壁在水平面上的投影b,在垂直方向的投影e,设计时一般取1.00mm,
最短不应小于0.80mm。
5).参数g≤a
6).参数h≤a+e
4.3 Rubber 的按键力要求:100±50g.
4.4 在塑胶件上要加肋位压RubberKey Pad,如上图。
4.2.2 导电接触点的常用方式
1) 丝印导电油成本转低,但由于其阻值较大,且可能脱落,尽量不予采用。
2) 碳粒,碳点附着性好,但碳点尺寸及形式均受限制,亦需控制碳点含
硅油量.
3) 碳点的大小有规格,不能任意大小均可取
一般规格直径有:2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0。
4) 碳点厚度
一般取0.5-0.6mm,太薄则阻值偏高。
4.2.3 与胶件配合的结构设计
1) Keypad与胶件配合间隙,取单边为0.30mm。
2) 脱模角,胶件孔和KEY的脱模角一般都取1.0°。
3) 大Key 设计,由于有些Key 太长,应设计为两个接触点。
4) Key 之间的间距
Key与Key之间的距离不能小于1.50mm
4.3 塑胶按键
一般配合窝仔片,Rubber Key,机械按制,机械推制使用。
4.3.1 塑胶按键与面壳之间留单边留0.25mm间隙。
4.3.2 面壳和按键上要做防呆标志。
面壳上做肋位,按键上做缺口,防止按键装错、装反
4.3.3 面壳的按键孔和按键一般做1°拔模斜度。
4.4 机械按键,其实里面还是金属窝仔片,性能和窝仔片差不多,但有辅
助机构,按键手感比窝仔片容易调到最佳状态。
4.5 机械推制,可以加推制帽使用,但挡位不容易控制,装配间隙不足都
有可能影响挡位感。
按键结构有一点要特别注意,按下去不能被卡住,应该可以顺利回弹;这种不良情况多出现在行程长的橡胶按键上,对策是加高按键深度,如行程为1.00mm的橡胶按键,上面的塑胶按键要高出面壳表面1.00mm以上,如果塑胶按键帽高面壳不许超过1.00mm,也可在面壳的下面起围骨加深,效果一样。
5. PCB结构
5.1 一般小电子产品的PCB:FR4的厚度选用0.80mm,HB94选用
1.00mm。
5.2 如果LCD和PCB用导电胶条连接的,压导电胶条的螺丝之间的间距
不要超过15.00mm,以免出现少划。
5.3 PCB上的按键位置是需要受力的,可以的话应尽量离螺丝柱和卡槽
近点,必要时反面加支撑点。
5.4 在PCB上布线是要条件和时间的,一般在建模时就提供初步的PCB
尺寸图,给电子工程师试LAY,以确定PCB面积离要求不要相差太多;在结构设计的中间过程中,大元件和敏感元件的摆放也要和电子工程师进行沟通和协调,做完所有机构后再出正式的PCB尺寸图;
电子工程师LAY板的时候,结构这边在做手板,做完手板,PCB打板也差不多回来了,正式装功能样板,把问题解决在前面,这样会节约许多时间。
5.5 须注意静电保护,在有空间的情况下,PCB尽可能的远离边和孔,
一般保证在1.50mm以上。
6. 底、面壳的配合
6.1 底面壳采用止口配合,一般常用的止口有两种:标准止口和简化止口。
简化止口 标准止口
H2≥0.80mm H2≥0.80mm
H1-h1=0.10mm H1-h1=0.10mm
L1-l1=0.40mm L1-l1=0.40mm
6.2 两种止口的比较:标准止口外形美观,但在模具制造上相对来说较为
复杂;而简化止口在模具制造上较为简单。对于外观上没有特别要求的产品,我们可以采用简化止品以降低模具成本。
6.3 如果底面壳固定使用超声波熔接,那么在底面壳内使用定位柱,使底
面壳在超声波前不会错位。
面底壳超声波结构一般采用以下两种设计方式: a=(0.3-0.4)m b=60°
6.4 采用均匀壁厚设计,优先选用ABS料,建议采用1.50-2.0mm的薄壁
厚设计。如果要局部减胶,深度应小于该处壁厚的1/3,并辅以圆角过渡,以免出现熔接痕,影响表面质量。
7、 防水结构设计
7.1、 O-Ring即为常用的密封圈, 常用材料为 NBR, silicon等,以 NBR
为最常用。下面介绍 NBR 这种材料。
碃橡膠 (NBR), 俗名或商品 Nltrlleor Buna N 化學名
,, p8?,,,,ei
NltrlleButadi-ene
機械性質: 抗張強度(max psi) 3,500
AD,CAE,CAM,ICAX,idesign,模具7.1.1、一般的 O-Ring设计, 需要一些具体的参数, 参数的决定对防水
性的效果有很大的作用, 一般都要经过计算所得。 下面介绍一些计算O-Ring具体参数的公式和技巧。
RADCROSS SEADIAL
SS SECTION
TOP VIEW
CROSS SE
CTION
图 7-1
图 7-2
1) ID (O
-Ring Inner diameter)
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Operating Point----- % ------------ S
www.iCAx.cnC1S[(\dxminimum --------------1% ----------- 0.01 maximum -------------5% ------------0.05 recommended ------2% ------------0.02
CAD/CAM/CAE综合资讯网站论坛,^ K
为了使O-Ring能很好和槽位配合,一般槽的Gd 比 O-Ring
的
ID 大 1%~5%,最佳值为 2%, 过大O-Ring 容易产生过分拉伸而容易老化。
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2) CS (Cross Section Diameter)(O-Ring 线径的选取)
^*d& C (O-Ring 横截面线径的压缩量)
可知:
则 O-Ring的 横截面线径压缩量为:
bbs.icax.cQ n\&A 一般来说, O-Ring横截面要压缩 20%--30%,这样才能够很好的保证防水和功能。从 槽的尺寸,以及选用的C, 我们就可以
计算出 CS(O-Ring横截面线径)了。
此外, 如有特别精密的场合, 需要验证各个公差对设计尺寸和效
果的影响。
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3) Groove Width (槽宽)
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O-Ring槽的槽宽一般设计为 O-Ring 线径的 1.5倍。
4) Gland Fill (O-Ring压缩后在槽内体积的充满程度)
O-Ring 装入槽后压缩后, 一般设计值为占据了槽内 75%的空 间,即 O-Ring体积为 槽的体积的 75% 7.1.2、综上所述:
1) 对于某些装配件具有不规则的横截面, O-Ring的内径可能要设
计得小一点,以便能咬紧槽位而不容易掉。具体问题具体分析。
2) 第3,第4项一般只选用一项来计算便可,建议用 4. Gland Fill 来
计算实际一点。
3) 对于运动场合下 和 轴向放置的 O-Ring,需要考虑其实际的配合
情况, 一般ID不用太紧,CS就要保证有足够的压缩,还有充满
体,(Gland Fill)必须要保证有必要的剩余体积。
4) 对于四方形的槽位,角位要倒R, 考虑O-Ring的线径(CS)与
四个角位的R的配合是否有可能出现空隙。
5) 公差的影响, 必要时需要考虑最大公差和最小公差时候O-Ring
的装配情况,以保证设计的完善。
7.2、 目前我们所用的O-Ring的用途主要分为防水和防滴两方面。
主要用在上下盖,电池门,显示窗口及按键等位置。
7.2.1、上下盖,电池门之间的防水设计如下图所示:
Min 1.2MM From Underside Groove
一般的上下盖,电池门之间做防水设计须注意以下几点:
1) 防水槽的底面与壳之间的胶厚保证在2.0~1.5mm。考虑到产品厚度的 问题,最少胶厚不能小于1.2mm,否则上下盖会被O-Ring 顶变形,
即上下盖合不严或成波浪形。
2) 锁上下盖的螺丝之间的距离一般不超过25.0mm,螺丝尽可能选用1.7
自攻螺丝。如有个体的原因,螺丝最小也要用1.4自攻螺丝。
3) 底盖上的电池门做防水,防水槽底面的胶厚设计成2.0~1.5mm为宜, 最少1.3mm 胶厚。
4) 电池门的胶厚设计成1.5mm,最少也胶厚1.2mm,否则会变形。 5) O-Ring 与上下盖,底盖与电池门之间一定要有压缩量,一般设计高 度的预压量在0.2~0.3mm。预压过多上下会合不严或成波浪形。 6) 所用O-Ring的截面可以矩形,梯形,圆形直径在1.0mm比较好。螺 丝柱最好设计在防水圈的外面。 7.2.2、显示窗口处的防水设计如下图示:
1) 一般常用显示窗口的有两种方式做防水:一种是直截将O-Ring放在
面壳的U型中,上面加镜片,LCD,支架,如图7-4中的1所示:二种是镜片与面壳之间用超音波的方式,如图7-4中的2所示。 2) 用O-Ring密封圈时,一定要有0.2~0.3mm的预压量,支架间的螺丝
柱不能相距太远,一般识LCD的大小而定,柱子之间最好不能超过20.0mm。螺丝最小用直径是1.4mm的自攻螺丝。
7.2.3、按键防水通常用橡胶KEY作防水,所用材质Silicon;在铁轴上套
O-Ring 的形式,如下图所示:
1) 一般按键用RUBBER KEY直截作防水时,橡胶块周围最好设计成U
型的卡槽,槽的高1.0~2.5mm之间,橡胶块的胶厚最少要有1.0mm厚,如下图7-5的1所示。
2) RUBBER KEY 与PCB之间要有一定的压缩量,一般0.15~0.25mm之
间。注意不能在RUBBERKEY中间设有螺丝柱。
RUBBER
MIN 1.0mm1.RUBBER KEY
SPRING
2.O-RING
RUBBER ELECTRIC BLOCK
图 1-5
3) 在轴凹槽上套防水圈时,O-RING的内径一定要小于凹槽的外径,如
直径是1.0mm的橡胶圈与直径是1.2~1.4mm凹槽相配为宜。 7.3、 防滴与防水几乎相同,只是防滴的不能用于防水,而防水的都能应用
于防滴上面。如做防滴时,在显示区域或有些按键处可用双面胶纸来防滴。
7.4、 另外还可考虑用超音波来做防水,如图7-4-2所示。具体情况具体对
待。
8、 喇叭(SPEAKER),蜂鸣器(BUZZER)结构设计:
8.1、 目前我们所用喇叭,蜂鸣器种类多,故SPEAKER,BUZZER音孔的
开孔面积和共鸣腔的关系须符合以下计算公式:
8.2、 主要介绍一下Buzzer的结构 设计,如下图所示:
1) 装BUZZER的面一定是平面,此表面不能有凹凸不平,或批峰,尖点,
否则会会产生振音,或达不到所需的音量值。 2) 图示D1一定要比BUZZER外径在0.1~0.2mm。
3) 图示D3的直径根据所需BUZZER的大小,和音量的大小及上式公式
而定。例如,一般要达到90db以上时,需用D=27.0mm的不锈钢的蜂鸣器,且D3=5.5mm,方可达到要求。
4) 图示H1是BUZZER与腔体的高度,一定要保持在2.0mm高,且腔底
最好是与BUZZER平行的面。图示H2的高度设计成0.8~1.2mm之间为宜,太矮,用胶封不紧音,会产生振音,或达不到所需的音量值。 5) 图示H3是腔体底面的胶厚,此胶厚一般要在1.5~2.0mm之间,胶厚
太薄表面易产生烘痕,影响外观。
6) 如上图示在BUZZER的三方加烫柱,或厚骨。在适当的位置加一卡线
柱,防止组装时将焊线拉脱。
7) BUZZER的大小及材质的要求根据具体情况而定,组装蜂鸣器时一定
要用胶水(黄胶,红胶)封在上面。
9、 电池门,电池箱,电池正负片的结构设计
9.1、 电池门设计根据所所使用不同的电池而有所不同。按目前所用大概可
以分为扣位式,旋扣式;锁螺丝三种方式。 9.1.1、扣位式的电池门主要用在AAA,AA电池上。
1) 普通单粒电池,两头弹簧接触片预压接触,在电池箱两端须加限位骨
以防反装(9-1),电池箱底面还要雕刻上电池符。
2) 电池正片冲凸形,其凸出高度不超过1.0mm,负片弹簧式。 3) 电池门一般胶厚为1.5~2.0mm, 电池门前端大扣位与底壳的配合尺寸
如图9-2所示:
4) 如果电池门前端过大,在两边增加侧面直扣;在电池门后面加压骨,
防止电池上下串动;在电池门外面雕刻手感位,一般凹0.3mm,如图9-3所示:
5) 扣位式电池门大扣舌位长度不小于2.0mm,胶厚0.9-1.2mm,保证拉
开电池门的力度在800±300克力之间。
9.1.2、旋转式电池门,主要用在扭扣式电池上,如L44,2032等。 1) 一般扭扣电池直截放在PCB板上的负片上,负片根据空间的大小及
电池的大小而定,即负片的种类有多种,正片大多类似U形,或‘之‘字形间,依空间大小而定。
2) 扭扣式电池门一般胶厚在1.2~1.8mm之间,旋转角度在20~30度之间,
电池门的形式如图3-4所示:
3) 电池门与电池盒之间的配合尺寸如图9-5所示:
备注:其它型号的扭扣电池如图示L44的配合尺寸基本相同。依具体情况而略有差别。
4) 扭扣电池也可用扣位式电池门来做,如图9-6所示,其配合关系基本
同上9.1.1。
9.1.3、在电池门上锁螺丝。一般用在须防水的产品上面,有前端加一直扣,
后端打一粒螺丝;每个角上打一粒螺丝(针对矩形)。如图9-7所示:
9.2、 电池箱,目前我们主要用的电池就是上面所提的几种,现在主要来介
绍一下扭扣电池箱所要注意的地方。如图9-8所示:
1) 电池箱一般要比比标准电池的外径大0.5~1.0mm,电池箱的围骨胶厚
一般为1.2~1.5mm。
2) 如下图示,电池正片处一定不能有骨或柱子档住,以免电池片弹不动。
3) 无论什么样的正极电池片,电池片的上端最好有一遮挡块,防止正片
因装入不当而被压坏或变形。档块的大小不能影响到电池的装入。依实际情况而定。
9.3、 电池‘+’,‘-’片。
9.3.1、材料:对无弹性的电池片,一般用0.3mm厚的磷青铜片,表面镀镍;
对有弹性的电池片,一般用0.15~0.25mm厚的SUS-301钢片及弹簧钢,表面镀镍。
9.3.2、我们常用电池‘+’‘-’片的外形图如图9-9所示形式:
1) 图中a、b、c主要要用于‘AAA,AA’电池。
2) ‘+’片d和‘-’片f、g一般用于L43、L44电池上。
3) ‘+’片e和‘-’片h一般用于2032电池上。
9.3.3、目前我们使用最多的是扭扣电池,无论是哪种型号的电池,建议‘+’
‘-’片都采用最少两点接触比较可靠,如图示:d、e、f、g、h。