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产品结构设计·侧按键|手机设计指引-侧键结构设计

 一起学产品设计 2018-05-06

产品结构设计·侧按键|手机设计指引-侧键结构设计

侧键位于手机的左右侧面或者顶侧面,功能通常为音量键,拍摄键,开机键或者锁屏键等,在侧键按动的过程中,推动side_key_switch (或side_key_metaldome) 到一定的行程(一般为 0.20mm -0.25mm),从而达到使side_key_switch (或side_key_metaldome)电路导通的目的。在实际生产中,侧按键问题较多,如:缝隙大,手感弱,可靠性失效等,本文将着重介绍侧按键设计中的注意事项及参数。


➤ 侧按键与周边器件装配关系

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side_key与side_key_rubber通过胶水(通常为UV胶或瞬干胶)粘连在一起形成一个组件,胶水的厚度在0.05mm左右。为方便装配,一般先将side_key组件装配到hsg上再装pc板。

侧按键连接器分两种(side_key_switch和side_key_fpc)

  • 微动开关侧键(side_key_switch)

板上侧键的位置带定位柱贴片方式、破板贴片的方式固定(目前我司使用仅使用带定位柱贴片方式的侧按键;

优点:成本低。

缺点:设计累计公差大,按键手感一致性较差。

  • fpc侧键:(side_key_fpc)

在主板上预留FPC连接位置,采用焊接、BTB、ZIF等方式连接一个FPC侧键板,FPC侧键板折弯后朝着侧面,侧键板上的锅仔片可以感应触压。

优点:侧键的中心位置可以根据需要调整.、寿命长、手感好。

➤ 侧按键与周边器件装配关系

  • side_key与周边器件装配尺寸设计注意事项:

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side_key与side_key_switch及hsg装配尺寸关系

  1. side_key与hsg周边的间隙尺寸(A)为0.1mm,间隙尺寸过小,容易卡键;间隙尺寸过大则配合过松,影响外观且易上下摆动;

  2. side_key与hsg的装配间隙(B)可保留0.05mm空间;

  3. side_key外侧与hsg距离(C)应大于0.6mm,尺寸过小,手感不好;

  4. side_key_rubber导电柱与side_key_switch的装配间隙(D)控制在0.05-0.1mm之间,若间隙过大,按动时侧键容易下陷,手感不好,间隙过小,难装配且不利于后期调整;

  5. side_key_switch(或side_key_metaldome)的行程一般为0.20mm;

  6. side_key_rubber与hsg的装配避让间隙(E)应保证在0.4mm以上,因side_key_switch的行程为0.2mm,若避让间隙过小,会造成侧按键按不到底,影响按键功能;

  7. side_key_rubber与hsg的间隙(F)尽量做到0.3mm以上,尺寸过小,按键在按动过程中,side_key_rubber会碰到hsg,从而影响侧键手感;

  8. side_key与hsg配合导向面尺寸(M)保留在1.0mm;

  9. 为了便于装配side_key_rubber上倒C0.2x0.2(T)。

  • side_key_fpc与周边器件装配尺寸设计注意事项:

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side_key与side_key_fpc及hsg装配尺寸关系

  1. A、B、C、D、M的取值同上;

  2. side_key_fpc与hsg的间隙(F)为0.1mm,若尺寸过小,side_key_fpc_steel会顶住hsg,造成主机上下壳装配间隙,若尺寸过大,侧键按动过程中,side_key_fpc会上下晃动,造成手感不良;

  3. 主机上下壳定位筋间隙(G)保留在0.2-0.4mm之间,尺寸过小,会影响装配,尺寸过大,由于筋是用来支撑side_key_fpc_steel的,会减弱支撑效果,造成侧键手感不好;

  4. base_rear_hsg上的支持筋厚度(H)保留在0.7mm以上,尺寸过小,支持强度不够,影响侧按键手感;

  5. base_front_hsg上的支撑筋高度(I)约为1/3Kmm,(K为side_key_fpc的高度),I值过大,会造成侧键安装困难,I值过小,支撑筋作用不明显,会造成侧键手感不好;

  1. side_key与side_key_fpc及hsg装配尺寸关系

  2. 导电柱之间(φ)跟所用metaldome直径D相关,D=4mm φ=1.6-2.0mm;D=5mm φ=2.0-2.5mm;

  3. 导电基高度(S)建议在0.3-0.5mm

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  1. side_key_fpc支撑筋间隙(N)为0.1mm,尺寸过大,起不到作用;

  2. 支撑筋高度(P)约为3/4Kmm,(K为side_key_fpc的高度),尺寸过小,起不到安装定位作用,尺寸过大,侧键安装困难;

  3. 为方便安装,hsg上定位筋间隙尺寸R必须大于K为side_key外形尺寸Q。

➤ 定位方式

  • side_key与side_key_rubber的装配定位

  1. 在side_key_rubber上长凸起来与side_key装配定位。

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side_key与side_key_rubber装配周圈间隙(H)保留在0.05mm以内,若尺寸过大,造成定位不准,配合间隙(I)保留在0.2mm以上,同时side_key在支持导电基的位置长筋来之支撑side_key_rubber,防止side_key在按动过程中side_key_rubber陷入side_key里;

2.side_key上长定位筋来与side_key_rubber装配定位。

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side_key定位柱与side_key_rubber定位槽配合间隙控制住0.05mm以内,若尺寸过大,起不了定位作用。

  • side_key于hsg的装配定位

  1. side_key_rubber与keypad_rubebr连在一起

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这种情况下,hsg一般无须再长筋来固定side_key

2.side_key_rubber与keypad_rubebr是分开的,这种情况下,为了产线装机方便,hsg上就需要长筋固定侧按键

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  1. keypad_rubebr与hsg的装配定位间隙(a、b、d)保留在0.1mm,间隙尺寸过小,keypad_rubebr不易安装,间隙尺寸过大,定位效果不好;

  2. keypad_rubebr与hsg上定位筋的配合尺寸(c)保留在0.4mm以上,尺寸太小起不到安装定位作用。

➤ 常见侧按键定位示意图

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➤ 设计说明

  • side_key结构设计注意事项:

    常见的侧键为P+R结构

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  1. side_key壁厚(d)一般控制在0.7-1.0mm,局部可达到0.4mm以上;

  2. 键帽周边做一圈裙边,裙边尺寸a=0.3-0.5mm,b=0.35-0.5mm;

  3. side_key_rubber厚度(c)要求在0.25mm以上,通过胶水与side_key粘连在一起,胶水厚度约为0.05mm左右;

  4. 导电基尺寸(e、f)在尺寸空间允许的情况下尽量做大,因为,按键在安装和按动过程中,side_key_rubber难免会上下左右晃动,若导电基尺寸过小,会造成导电基与side_key_switch错位,影响按键手感;

  5. 键帽宽度(g)做到2.00mm以上,建议在2.5-3.5mm之间。

材料及技术要求

SIDE_KEY键帽通过注塑成型,要求飞边及分型线段差不得大于0.07mm,完成产品应清洁、无杂质,外表面应光滑无飞边、无划伤、缩水及其它瑕疵,表面工艺一般采用真镀或喷漆,厚度约为0.02-0.04mm;

键帽要求:

  1. 非电镀件--大多采用PC(牌号:Sabic PC1414),PC具有良好的耐冲击性和优良的耐温性(-100℃~+120℃),透光性好,

  2. 电镀件――大多用电镀级ABS(牌号:奇美757),ABS具有良好的流动性,耐磨性好,耐冲击,易于电镀,

  3. NCVM件,采用GE PC1414

  4. RUBBER: 采用硅胶(Silicon rubber),硬度在60±5SHA

  5. TPU : Bayer Texin 系列.硬度一般90度。


本文主要介绍手机结构设计中侧按键相关设计参数,设计时首选了解侧按键与相关元器件的装配关系,确定侧按键的定位方式,调整好侧按键与相关元器件的间隙尺寸,试产/量产时应该仔细核对装配工艺,同时应对不良问题及时分析,并找出根本原因,提出相应对策。

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