电子产品的结构设计过程

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1.ID外型:

一个完备产物的计划进程,是从ID外型起头的,收到客户的原始质料(可所以草图,也可所以文字阐述),ID即起头形状的计划;ID绘制知足客户请求的形状图计划,交客户确认,渐渐点窜直至客户认可;也有的公司是ID绘制几种草案,由客户选定一种,ID再在此草案原形上绘制形状图;形状图的类别,可所以2D的工程图,含须要的投影视图;也可所以JPG彩图;无论是哪一种,个别需注名整个尺寸,至于表面工艺的请求则根据实践环境,尽可能完备;形状图断定今后,接下来的做事便是布局计划工程师(如下简称MD)的了;

趁便提一下,假如客户的创意较量完备,有的公司就不必ID直接用MD做形状图;

假如产物对内部布局有明白的请求,有的公司在ID绘制形状图同时MD就要参加加入扶助形状的调换;

MD起头启动,先是质料核查,ID给MD的质料可所以JPG彩图,MD将彩图导入PROE后描线;ID给MD的质料还可所以IGES线画图,MD将IGES线画图导入PROE后描线,这类办法精度较高;别的,假如是手机计划,还须要客户供给完备的电子计划,以至什物;

2.建模阶段:

以我的做事办法为例,MD根据ID供给的质料,先绘制一个原形形态(我习习用BASE做为文献名);BASE就象大楼的基石,全数的表面元件都要以BASE的曲面做为参考根据;

是以MD做3D的BASE和ID做的有所不同,ID偏重外型,不必理睬拔模角度,而MD不单要在BASE里做出拔模角度,还要知道各个零件的安装瓜葛,提议布部分的共事之间做一下小范畴的疏通,替换一下意见,免得走弯路;

详细做法是先河入ID供给的文献,要敬重ID的计划用意,不能随便更动;

描线,PROE是参数化的计划用具,描线的宗旨在于便利衡量和点窜;

绘制曲面,曲面要和实体尽可能一致,也是后续拆图的根据,能够的话尽可能调换成紧闭曲面部分不通畅的曲面还能够用曲面外型来补缀;

BASE告竣,请ID确认一下,这一步不要省略建摸阶段第二步,在BASE的原形上取面,拆画出各个零部件,拆分方法以ID的形状图为根据;

面/底壳,电池门只要做起头形状,内里掏完薄壳便可;

我做MP3,MP4的面/底壳壁厚取1.50mm,手机面/底壳壁厚取2.00mm,挂墙钟面/底壳壁厚取2.50mm,防水产物面/底壳壁厚能够取3.00mm;

另表面/底壳壁厚4.00mm的疗养器材我也做过,是宾客耽心强度屡次坚决的,原来3.00mm

曾经独特保险了,壁厚太厚很浅显缩水,也浅显构成内应力引发变形,耽心强度不够绝对

能够过程在内部拉增强筋处置,成效远好于浅显的增进壁厚;

建摸阶段第三步,制做安装图,将拆画出各个零部件按安装按序别离引入,抉择参及第心

重合的对齐方法;放入电子计划,如LCD,LED,BATTERY,COB。。。将各个零部件引入安装图时,根据须要将有些零部件先做成一个组件,而后再把组件引入安装图时。

譬喻做翻盖手机时,总安装图里惟有两个组件,上盖是一个组件,下盖是一个组件。上盖组件内里又分为A壳组件,B壳组件和LCD组件。下盖组件内里又分为C壳组件,D壳组件,主板组件和电池组件等。还能够再往下分

3、初始外型阶段:

分三个方面;

A:由外型工程师计划临盆物的整个外型(ODM);可由客户抉择计划或自助开辟。

B:客户供给计划质料,譬喻:IGS档(占多数)大概是图片(OEM)。

C:由原有的形状的原形上更动;可由客户抉择计划或自助开辟。

4.建摸阶段第四步,地方审查,个别元件的摆放是有地方请求的。

譬喻:LCD的地方能够云云推敲,镜片厚度1.50mm,双面帖厚度0.20mm,面壳部分掏薄厚度0.60mm,则LCD到最表面的间隔便是2.30mm;元件之间不精干与,且有间隔请求。如电波钟计划时,为保险采纳成效,采纳天线到电池之间的间隔请求大于20mm;为了计划便利,安装图内的元件最好配置为不同颜色,以便辨别;全数大元件摆放安妥今后,我仍旧提议,为保险起见,请ID再确认一次外构成效;

5.谈一下自助计划方法,便是上头的A计划:

a、由外型工程师做出油泥模子或用三维软件摹拟出外型并做一个发泡的什物模子,由多方施行评价(遵循UL或EN的准则断定用甚么材料,审查并断定收支风口通道的布局,收支风口的布局,出线窗的模样,开关和卷线按钮的机构,风量管的机构等。)后外型的计划断定,这阶段大抵须要一到两个月左右的光阴。

b、施行布局的计划:由上头获得的形状(油泥模子须要抄数,做好面)薄壳后做内部的布局;真空室的计划,真空室门锁的计划;进风过滤安装的计划,机电室的计划;出风布局的计划,卷线器室的计划等,这期间要与外型工程师,供给商和模具工程师要每每切磋一下,譬喻:形状与布局的争辩,材料的采用及布局方面是不是与模具备争辩等并能够用软件施行一些关系的解析。

c、以上计划过程评审及格后施行手板的制做,手板告竣后遵循安规请求做关系的测试,包含:功能,安装,布局,噪音,跌落等测试,并与计划输入相比后施行计划变动。

d、投模!过程40~50破晓(这期间要与模厂每每疏通,保证布局尺寸的无误性并准时操纵进度。)模具告竣。施行样本制做并发样给客户,况且还要测试。过程讯息的反应后在施行第二次中式三次的计划变动后能够量产。

6.咱们公司的实践环境:

a.客户给出他自身的idea,一张JPG图片格式大概是扫描出来的手画图

b.在AutiCAD里描线,构成产物各个角度的视图和剖截面以及尺寸

c.在三维软件如PRO/E里画出原形的形状,而后渐渐完备细节,拆分零件

d.将三维图挡交给模具厂加工

7.建模告竣,就象大楼的框架曾经建立好了,如今能够依靠框架由下而上,完备每一个楼层了;以一款电子产物为例,先容一下一个完备产物的布局计划进程。

这款电子产物的计划,我的做法是:

LENS布局-----LCD布局-----夜光布局-----通关柱布局-----防水布局------按键布局------

PCB布局-----电池布局-----扶助布局-----尺寸审查------手板跟进------模具跟进

LENS布局:

个别镜片请求1.5mm,前提不够也可所以1.0mm,手机镜片还能够再薄点;(注意:假如要丝印尽可能把丝印面做成平面;手机镜片受形状影响,双侧都是曲面的,能够用模内转印)镜片要静止,通罕用双面胶,双面胶需预留0.15-0.20mm的空间,也有镜片做扣静止的;假如有防水请求,镜片还能够用超声波焊接,不过布局上要预留超声波线;

LCD布局:

对电子产物来讲,LCD(液晶显示屏)就象她的眼睛,布局的利害直接影响到显示的成效;LCD个别做成方形,须要时能够切角,做成多边形;LCD厚度个别是2.70mm,超薄的也有1.70mm;单块的LCD需和主板(如下称COB)邻接才力显示,罕用衔接方法有导电胶条和热压斑马纸;个中导电胶条要有预压量,个别预压量为10%-15%,预压量太少LCD浅显缺画,预压量太多LCD浅显被顶绿;热压斑马纸不需预压,但成本较高,衔接时要用到热压啤机,PITCH足位密的还要用到精细热压啤机;LCD与LENS不能直接贴合,贴合浅显构成水纹.也有LCD直接静止在LENS上的环境,我在LENS的VA显示区开了一个方形凹槽,空隙留足0.30mm;个别LENS外装,LCD内装,中央用面壳间隔,面壳部分掏胶最少0.50mm;LENS到LCD之间也要坚决纯洁,个别做成紧闭布局,数码产物中LCD常做成组件,用铁框或塑料框包成一个整个,内有PCB,IC,记号由一片软性PCB输出,末了有插头,装拆便利.数码产物中LCD组件与面壳之间留0.30mm的空隙,用0.50mm的海绵间隔,也能够防尘;

夜光布局:

罕用的夜光光源有LAMP(灯),LED(发光二极管),EL片,罕用的夜光布局有反光罩,反光片,EL支架等;LAMP光较散,个别合营反光罩行使,反光罩成锅状,内喷白油,LAMP套上不同颜色的灯套,可获得红绿蓝等彩色成效.LAMP也可合营反光片行使;LED光路较为召集,个别合营反光片行使,为灵验升高亮度,反光片厚度最好大于2.0.反光片可做成楔型(横截面),后头喷白油,光线从侧面加入,可平匀反射到前方,假如想升高亮度,可在侧面也喷上白油(入光口除外),以削减光线散失.LED自身有红,橙,绿,蓝,紫等彩色供抉择;EL片的发光成效较量平匀,合营EL支架和EL导电胶条行使,有绿色,蓝色可供抉择,个别做成与LCD显示地区同样形态,同样巨细,EL片使历时,需用火牛升压供电,故成本较高;

札记本电脑的反光布局较非常,我见过一款札记本的反光布局,是用圆形的LED射入一根长的玻璃棒,玻璃棒平匀发亮再从反光片侧边平匀加入,获得相当不错的背光成效.反光片的后头尚有一些圆形布局的小凸点,光线在小凸点地方产生漫射,就象一个小光源同样亮,在挨近玻璃棒地方小凸点较量疏,而分离玻璃棒地方小凸点较量密,云云周全反光片的亮度都较量平匀了.手机和MP3的夜光布局直接做到OLED组件内里了,计划时方便不少;别的,投影钟把光阴直接投影到墙上,其布局是用高亮的赤色LED圆灯,照耀反白的LCD,获得光阴的显示,而后过程两个凸透镜夸大射到墙上,至于明白度则是调治两个凸透镜间的间隔告竣的;末了提一点,要用到夜光布局的LCD个别是半晶莹的或超晶莹的,通关柱结媾和防水布局:

通关柱是衔接面壳和底壳的螺丝柱,其布局直接影响到整机的安装成效和靠得住性;通关柱能够在布局计划的末了再做,但布局应当在建模的时分就思量知道,譬喻一款产物由于要做防水布局,防水圈是环绕通关柱配置的,是以先把通关柱地方定下来;通关柱的计划先要思量整机受力环境,个别请求吃牙深度最少在3圈以上,孔内要留容屑空间0.30mm以上;有通关柱的处所外壁较厚,易致使缩水影响表面,个别在螺丝孔底部减薄壁厚至1.00mm;挂墙钟通关柱通罕用2.60mm的螺丝,螺丝内径2.20mm,螺丝外径5.00mm,螺丝间距拉得较宽;小电子产物通关柱通罕用2.00mm的螺丝,螺丝内径1.60mm,螺丝外径4.00mm,螺丝间距视须要而定,表面上尽可能看不到螺丝,须要时能够做到电池门内或藏在易拆件的上面,也能够做扣代替某一侧的螺丝。电波钟在天线轴线方位上要尽可能避免螺丝,手机天线左近也要尽可能避免螺丝;譬喻一款防水钟用1.70mm的螺丝,螺丝内径1.40mm,螺丝外径3.60mm,由于要防水,故采纳不锈钢螺丝;曾有一款MP3整机只用一颗1.40mm的螺丝,螺丝内径1.10mm,螺丝外径2.60mm,另一侧做扣,螺丝藏在镜片上面;别的一款翻盖手机的A壳B壳在转轴地方下两颗1.40mm的螺丝,合营铜螺母行使,铜螺母外径2.50mm,加热后压入2.30mm的孔内。另一端做两个深1.00mm的死扣,A壳B壳双侧则用0.50mm的活结,便利拆卸;空间同意的话,长螺丝范畴能够拉些火箭足,除了革新受力,还能使注塑时走胶通畅;这款产物请求防水,整机防水能够用防水圈,按键防水怎样办呢?仍旧用防水圈,做成活塞布局,既能够防水,有能够挪动。用一根金属针,开一圈凹槽单边静止防水圈。金属针一头顶按键帽,另一头顶PCB板上的窝仔片,按下按键窝仔片就被按下,功能告竣。为保证防水成效,金属针与针孔空隙0.05-0.10mm,合营防水油行使,针孔请求滑腻;一款产物主防水圈横截面为直径1.20mm的正圆,预压量要大于30%,紧缩0.40mm,是以防水槽计划宽度为1.20mm,深度为0.80mm,0.80mm大于防水圈横截面直径,合营防水油行使,放入防水槽后翻转也不会掉出来;别的为保证防水成效,通关柱螺丝在防水圈外侧,通关柱之间的间隔不要超过20.00mm;有的防水产物电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,紧缩量0.40mm显然不够,最少0.60怎样办?人家有高着,横截面做成速效丸子形态,高低两个半圆,中央一端直升位,云云就能够增进紧缩量了;趁便提一下,假如防水请求不高的话,这款机的镜片还能够直接用双面胶粘接,粘接面滑腻,粘接时吹洁白异物便可;

有的防水产物电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,紧缩量0.40mm显然不够,最少0.60怎样办?人家有高着,横截面做成速效丸子形态,高低两个半圆,中央一端直升位,云云就能够增进紧缩量了;增进直升位的宗旨在于能够增进紧缩量,增进紧缩量更浅显防水;

(附图,紧缩量0.60mm比紧缩量0.40mm更浅显防水,轻微有点离壳变形没瓜葛的)

按键布局:

罕用按键有窝仔片,橡胶按键,机器按键,可根据空间巨细,路途请求,手感请求来抉择;

窝仔片路途短,个别为0.20mm~0.50mm,金属材质,靠得住性好,占用空间小,带足的窝仔片能够合营PCB上的通孔定位安装,这一款产物上用的便是带足的窝仔片。手机键盘也是用窝仔片,但不带足,粘接时需精断定位;

橡胶按键路途长,个别为1.00mm,也有0.50mm的,橡胶材质,靠得住性不如窝仔片好,占用空间大,长处是按键手感好。电话机里罕用橡胶按键,况且橡胶按键连成一片,便利安装;

机器按键,原来内里仍旧金属窝仔片功能和窝仔片差未几,但有扶助机构,按键手感比窝仔片浅显调换到最好形态,MP3,MP4个别采纳机器按键,况且还能够做成五位键;

趁便提一下机器推制,能够加推制帽行使,档位感谢绝易操纵,安装空隙不够都有大概影响档位感。我较量偏向于用塑胶推制,档位感浅显操纵,个别2.00mm一档,最小能够做到1.50mm一档;

按键布局有一点要独特注意,按下去不能被卡住,应当能够成功回弹,这类不良环境多浮现熟路途较长的橡胶按键上,对策是加高按键深度,如路途为1.00mm的橡胶按键,上头的塑胶按键帽要高露面壳表面1.00mm以上,假如塑胶按键帽高露面壳表面不准超过1.00mm的,也能够在面壳表面如下起围骨加深,成效同样;MP3,MP4个别会让按键高露面壳表面0.30mm;数码产物操纵时用户会把注意力更多的放在按键表面,是以计划师会在按键表面成效上极尽华美之能事。罕用的按键表面处置工艺有电镀,在模具上做文章能够做成雾面面成效,边沿处做成高亮成效,还能够做刀刻纹成效;

PCB布局:

PCB是电子元件附着的载体,个别小电子产物的推制板厚度采用0.80mm,主操纵板(如下简称COB)厚度采用1.00mm;个别大电子产物(如挂墙钟)的推制板厚度采用1.00mm,COB厚度采用1.20~1.60mm;假如PCB面积有限不够以知足布线请求,能够采纳增进跳线,单面板改双面板,双面板改多层板(如电脑的主板);PCB上的电子元件按巨细可分为个别元件和贴片元件,个别元件如线圈,火牛,大电容等;贴片元件如贴片电阻,贴片电容,贴片IC;小电子产物(如电子钟)的反光片和COB之间的空隙是要留给IC的,由于IC最好挨近LCD的PITCH地方以便利走线。IC过程邦定封胶,最少须要1.50mm的高度,前方说过反光片截面成楔形,也有益于摆放IC;假如LCD和COB之间是用导电胶条衔接的,压紧导电胶条的螺丝之间的间距不要超过15.00mm,免得浮现缺画;PCB上的按键地方是须要受力的,能够的话应尽可能离螺丝柱和卡槽近点,须要时背面加支柱点;

数码产物罕用到的电源插座和耳机插座也是要受力的,能够在PCB上插座对应的另一侧加支柱骨;在PCB上布线是须要前提和光阴的,我的做法是建模时就供给起头裁板图给电子工程师试LAY,以断定PCB面积离须要不要出入太多;布局计划的中央进程中,大元件,敏锐元件的摆放也要和电子工程师施行疏通和调解(如做蓝牙耳机时个别把天线放在挨近嘴的一端);做绝对数布局后再出正式的裁板图,电子工程师LAY板的时分,布局这儿在做手板,做完手板,PCB打板也差未几归来了,恰巧装功能榜样。把题目处置在前方,云云会俭朴很多光阴;就这一个小电子产物的布局计划进程而言,做完PCB就差告竣一半了,接下来是电池布局;(蓝牙耳机采纳机器按键,让按键高露面壳表面0.30mm,蓝牙耳机电池直接粘贴在PCB板上,没有题目,但底壳也要尽大概地起骨在锂电池侧边轻微定一下位,有利益的;厚度方位要预留空隙(个别为0.50mm),避免锂电池充电后膨胀

电池布局:

电池个别个别摆在PCB的后头或侧边,遵循形态可分为钮扣电池,干电池,锂电池等;电池箱体是根据电池形态和在机身内安插的方法而计划的,个别壁厚1.00mm,内里大围困做箱体,箱体内侧底部做电池安插请教的雕字,表面加盖做电池门。电池在PCB的后头,箱体个别做在底壳上。电池在PCB的侧边,箱体能够做在底壳上也能够做在面壳上;接下来安插电池片,钮扣电池和干电池罕用的电池片有五金片的,也有弹簧的;电池片个别跟箱体做在一同,在箱体外起螺丝柱静止电池片,在箱体上开缺口,电池片伸出来和电池导通;电池片到PCB的衔接能够飞线,也能够直接焊在PCB上,直接焊在PCB上须要在PCB上开孔,电池片插在PCB的孔内定位后再焊接;电池门的个别壁厚1.50mm,安装个别靠扣位,罕用主扣的有弹弓扣或按扣(另一侧合营内插扣),倒勾扣(另一侧合营龙门扣);

注意:无论是电池片仍旧扣位在箱体上开缺口,掀开电池门从机身表面能看到PCB,走线和电子元件都不雅,提议起围骨遮一遮,这也是抉择电池片地方的参考根据,尽大概的不让内部布局外露;蓝牙耳机的电池为可充电的锂电池,内置,毋庸做电池箱,电池到PCB的衔接直接飞线,但要在锂电池侧边起骨定位,厚度方位要预留空隙(个别为0.50mm),避免锂电池充电后膨胀;手机电池布局先从功能的须要起头施行,先根据功能的须要断定电池容量的规格,再根据容量的规格推算出电池芯适合的厚度长度和宽度,再在电池芯外侧做电池框;

扶助布局:

除了前方提到的罕见环节外,布局计划中尚有一些布局也是急迫的,品种较多,要靠个别的阅历累积,:

a挂勾通构,有的电子产物有挂钩,能够便利的挂在游历袋上,内里用到转轴和弹簧,转轴为塑料材耿直径2.50mm,单边空隙0.10mm,塑料转轴太细强度不够,太粗根部浅显缩水;计划时采用的弹簧为0.20mm,找供给商打板时,我同时要了0.15mm,0.20mm和

0.25mm三种规格,试装第一次就相比出了适合的规格,搞定;

b翻盖布局,有的产物有一面盖,不必时闭合,历时掀开,有的电子钟翻盖从机身下翻事背面,还能够当足仔起支柱效用,由于要受力,提议壁厚取1.50mm,也能够只在面盖边沿起骨增强;手机的翻盖布局的档位感多是靠机器转轴来告竣的,有现成的直径5.00mm或5.80mm的机器转轴可供抉择;一头套机器转轴,另一头做空芯轴过软性PCB(简称FPC),以掀开角度度为例,由于掀开角度在0度和度时,咱们请求有必定的预压,不能够方才好,不然行使一段光阴后大概会浮现开合不到位的环境,怎样办?我选费用的机器转轴,多出的30度,在紧闭时多转过20度(相当于预压了20度),在掀开时多转过10度(相当于预压了10度),云云题目就处置了。别的,根据回弹力的变动,机器转轴又左右之分,选历时需注意;

c挂墙孔布局,挂墙钟的挂墙孔计划成葫芦形态,螺钉头既能够塞出来又能卡住,但注意螺钉头伸出来太深有大概顶伤PCB,此处的技术是从底壳起围骨,包住螺钉头,但又不要做行位,做碰穿位,挂墙的电话也是采纳这类布局,尽管浅显,倒是一个很好的思绪,这类碰穿的技术在底壳上做配电池门的扣位时独特实用,倒勾扣,弹弓扣,龙门扣,反插扣均能够用到;

尺寸审查:

布局计划起头告竣,要施行一系列审查:

a干与审查,这是一个看似浅显,却又必不行少的环节,尽管是有阅历的工程师,尽管在拆图进程顶用到过截面施行过审查的,也未免浮现疏忽。在没有PRO-E以前,众人用2D软件做布局,安装图上全数布局零件都请求能在三个方位上看到,繁杂零件施行干与审查还请求绘制剖视图剖面图,相当烦琐。引入PRO-E今后,干与审查绝对交给电脑施行了,马上而又无误;

b最小壁厚审查,做扣位的进程中,摆放元件的时分,未免要掏胶减胶,这就会浮现部分壁厚过薄,最薄壁厚不要低于0.50mm,独特是受力的地方;

c扣位强度审查,做扣位不难,但题目每每出在强度上,假如够空间,加点支柱骨,哪怕支柱骨厚度惟有0.30mm,均能够使强度增进不少;

d疏通审查,弹弓扣的电池门在开合的进程中弹弓位不得撞到电池箱。摄像头在翻转进程中头部不会遇到支架。翻盖手机在开合的全进程都要保证A壳B壳不会撞到C壳转轴;

手板跟进:布局计划告竣后,个别请求做手板施行试装,由于良多安装题目在电脑上是呈现不出来的,须要借助于什物;手板材料个别采纳和布局零件相对应的材料,塑胶件手板个别用ABS板材,厚度采用比零件略厚一点的,采纳机器加工制做,高档一点的用CNC加工成型,多用于高精度的繁杂零件,如手机壳的手板;塑胶件手板也实用面粉(或石膏粉)为材料制做的,这类工艺在美国早就有了,面粉一层一层刷上来,每层约0.10mm厚,每刷一层,就在上头喷上胶水,胶水地点的地区,恰好是塑胶件实体在这一高度上的横截面形态,全数层都刷完后,胶水地点的地方恰好是塑胶件的形态,吹去有余地方上的面粉,就获得所须要的面粉板了,过程处置还能够获得较高的机器硬度;面粉板特色是须要专用征战,成型极快,成本低,但精度受温度湿度影响较大,不好操纵,表面打磨和喷油处置较费事;多用于低精度的繁杂零件,如个别电子产物的手板;再高档一点的就不必面粉而用塑胶,喷胶水也改成激光扫描,特色也是成型极快,但成本较高;有的手板厂曾经构成了较完备的财产链,手板厂供给全套的手板制做效劳,个别的如表面喷油丝印镌刻字,手板厂都自身做,再高档一点的如手机壳上的电镀,镭雕,刀刻纹,UV处置,金属片冲网格(须要电铸的雾面成效除外),手板厂都有关系的供给商配套效劳,个别均可觉得客户供给一站式效劳,效率高,原料也不错;由于手板是机器加工出来的,硬度强度上不要做太多奢求,扣位,螺丝柱也较弱,试装时要警惕,按键手感也会较差,没瓜葛,这些是小题目,能够在开模后再去配;手板要


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