智能手機總體結構設計

金曉春

摘 要：自從2010年IPHONE4風靡全球之后，智能手機已成為人們必不可少的物件之一，它已經深深影響并改變著我們這一代人的生活方式，僅僅深圳就有數百萬與手機相關的從業者。2014年以來超薄超窄邊框成為設計的主流，做超窄邊框的目的就是為了加大屏占比。超薄超窄邊框總體方案設計就顯得尤為重要。作為手機較早一批的手機設計者，希望將自己多年的實際工作經驗寫出來，給新設計者提供較為全面的設計理論。

關鍵詞：長度核算；寬度核算；厚度核算；窄邊框；屏占比

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A

手機設計的第一步就是先確定手機的總體方案，總體方案就是確定手機的框架結構，是整個結構設計的靈魂。智能手機總體方案設計的精髓就是尺寸長、寬、高的確定過程。手機的屏占比要做大，就要盡量縮短手機顯示區以外的黑邊框部分。這樣手機長度要盡量短，寬度盡量窄。

一、長度（L）核算

手機的長度一般由LCD或者PCB加電池決定的。

1 LCD決定長度L1，詳細核算如圖1所示。

L1=2.5+A1+0.8+A2+A3+A4

2.5：指前后攝像頭（CAM）距離機殼外表面的距離；

A1：前/后攝像頭的長度尺寸；

0.8：由CAM與機殼固定筋的間隙0.1加上固定筋的最小壁厚0.6再加上固定筋與LCD的間隙0.1組成；

A2：LCD長度；

A3：天線凈空長度；

A4：普通設計一般為0.2間隙加上電池面殼壁厚1.2，A4=1.4；如果要追求大屏占比，就要縮窄邊框，機殼就要做金屬外框，金屬框可作為天線的一部分，這時A4=0

2 主板加電池決定長度L2，如圖1所示。

L2=2.5+A1+0.2+LB1+LB2+LB3+ LB4+A4

2.5：指前后攝像頭（CAM）距離機殼外表面的距離

A1：前/后攝像頭的長度尺寸；

0.2：間隙；

LB1：PCB長度；

LB2：電池長度；

LB3：天線凈空長度；

LB4：電池與PCB的間距；

A4：普通設計，A4=0，超窄邊框設計A4=0；

然后比較L1、L2的大小，其中值最大的為手機的長度。

二、寬度（W）核算

寬度一般由LCD、主板、電池三者之一決定的。

1 LCD決定寬度W1，如圖2所示。

W1=B1+2*（1.2+0.6+0.25）=B1+4.1

B1：LCD寬度；在手機的寬度方向，LCD是對稱放置的。

1.2：前殼壁厚；

0.6：CTP點膠最小寬度；

0.25：LCD與機殼固定筋的間隙0.2。

2 主板決定寬度W2，如圖2所示

W2=C1+2*3.65=C1+7.3

C1：主板寬度；在手機的寬度方向，一般情況下主板也是對稱放置的。

在手機的兩側邊，一般情況下，一側有電源鍵，另一側有音量鍵。所以PCB到機殼外邊的寬度是有側鍵決定的。

3.65是這樣核算出來的：PCB到固定筋的間隙0.5，固定筋壁厚0.6，側鍵FPC加上加強板、背膠、微動開關總厚度1.05，微動開關到機殼外表面1.5（與按鍵的間隙0.1，按鍵觸點高度0.3，帽檐厚度0.3，帽檐處機殼壁厚0.8）。

3 電池決定寬度W3，電池兩側邊一般留有固定前后殼的螺釘空間，其中一側還會有連接天線的同軸線。如圖3所示。

W3=4+D1+4.7=D1+8.7

D1：電池寬度；

4是這樣核算的：螺釘柱及螺釘頭的空間2.8加上機殼壁厚1.2。

4.7是這樣核算的：電池到螺釘柱的中心距離1.4、螺釘柱的半徑1.3、同軸線的直徑0.8，、機殼壁厚1.2，這些總和為4.7。

然后比較W1、W2、W3的大小，其中值最大的為手機的寬度。

三、厚度（H）核算

手機的厚度由主板PCBA的厚度、電池這二者之一決定的。

1 主板PCBA決定厚度H1，如圖2所示。

CTP厚度E1+膠厚0.18+ LCD厚度E2+0.3間隙+ PCBA厚度E3+0.2間隙+電池面殼壁厚1

H1=C1+0.18+C2+0.3+C3+1.2

2 電池決定厚度H2，如圖3所示。

CTP厚度E1+膠厚0.18+ LCD厚度E2+0.3間隙+機殼厚度0.6+0.1間隙+電池厚度M+0.2間隙+電池面殼壁厚1

H2= E1+0.18+E2+0.3+0.6+0.1+M+1.2

然后比較H1、H2的大小，其中值最大的為手機的厚度。

參考文獻

[1]朱宏偉.N型全觸摸屏手機結構設計和機械性能分析[D].哈爾濱工業大學， 2013.