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【设计规范_08】侧按键与壳体配合设计规范

 学习新知识tzh 2021-11-21
导读

 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,开机键或者锁定键等,在侧键按动的过程中,推动轻触开关侧键 (或FPC侧键) 到一定的行程(一般为 0.20mm -0.25mm),从而达到使电路导通的目的。在实际生产中,侧按键问题比较多,比如缝隙大,手感弱,可靠性失效等,本文主要介绍侧按键设计中的注意事项,提前规避后续生产中的问题;

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  侧键的分类

 主要有如下两大类:

1.1微动开关侧键:(SIDE_KEY_SWITCH)

    主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。

1.2 F P C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。

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  与周边器件装配关系

主要装配关系如下图:

图片

常用的侧按键主要有两种形式:

1)SIDE_KEY(键帽为塑胶)基本都采用双色注塑,一般是PC+TPU(80~85 SHA).  为了便于装配,一般先将SIDE_KEY组件装到HSG上,然后组装成整机。

2)SIDE_KEY(键帽为五金)与SIDE_KEY_RUBBER(要求60 SHA 以上)通过胶水(通常为UV胶、瞬干胶、点胶等形式)粘连在一起形成一个组件。胶水厚度预留0.05mm。

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 设计注意事项

3.1 SIDE_KEY _SWITCH

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1. 塑胶SIDE_KEY配塑胶HSG(按键孔模具成型)

SIDE_KEY与HSG周边的间隙尺寸(A)为0.10mm(喷涂)0.12mm(真空镀),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;实际开发过程中需要实测产品膜厚,达到成品间隙要求单边0.06 mm。

 2. 塑胶SIDE_KEY配塑胶HSG(按键孔CNC)

SIDE_KEY与HSG周边间隙尺寸(A)为0.08mm,由于按键表面处理工艺不一样,表面膜厚不一样,实际开发过程中需要实测产品膜厚,达到成品间隙要求单边0.06 mm。按键孔CNC后可能存在掉漆的问题,务必规避风险;

 3. 金属SIDE_KEY配HSG(按键孔CNC)

a.SIDE_KEY与HSG周边间隙尺寸(A)为0.04mm;

CNC加工,外形公差正负0.03mm,开发工程中都应有相应检具检查外形尺寸是否设计范围内。

b.SIDE_KEY与HSG的装配间隙(B)设计0.05mm间隙 

c.SIDE_KEY外侧与HSG距离( C )

 sidekey(电源键)凸出housing大面0.4mm,sidekey(非电源键)凸出housing大面0.5mm.

d.SIDE_KEY_RUBBER导电基与SIDE_KEY_SWITCH的间隙(D)

设计间隙0.05mm。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; 

e.SIDE_KEY_SWITCH(或SIDE_KEY_METALDOME)的行程一般为0.20-0.25mm;

f.SIDE_KEY_RUBBER与HSG的装配避让间隙(E)

安全间隙在0.5mm以上,因SIDE_KEY_SWITCH的行程为0.2mm-0.25mm,且按键按压时候软胶会变形,实际按压行程变大,若避让间隙过小,会造成侧键按不到底,影响按键手感。

g.SIDE_KEY_RUBBER(裙边)与HSG的间隙(F)

安全间隙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

h.SIDE_KEY与HSG配合导向面尺寸(M)

设计0.6mm以上

i.为了便于装配SIDE_KEY_RUBBER上倒C角0.2x0.2(T)

j.导电基软胶厚度小于0.3mm,软胶过厚,按压行程长,手感软;软胶过薄,跌落测试撞坏按键的风险高。

k.为保证侧SIDE_KEY手感及便于结构设计,堆叠过程中按键偏心不大于1/6外形尺寸。

l.侧按键本体长度、宽度设计:

音量键、电源键宽度设计尺寸1.3MM-1.8MM,电源键长度设计10MM;5寸-5.5寸以下音量键长度设计20MM-22MM,5.5寸-6寸音量键长度22MM-25MM

m.SIDE_KEY和壳体拔模斜度要在3d设计上给出,按键1度,壳体1度,并省出模面;

n.SIDE_KEY的外形尺寸、裙边、导电基的尺寸管控需在2D图中体现,外形尺寸(长、宽)要作为重点尺寸管控;同时HSG与SIDE_KEY配合的尺寸同样需要管控;

推荐管控公差:

按键: 

管控按键裙边厚度公差  +/- 0.03(尺寸小于2的公差可以直接参照公差表,+/-0.03mm。)

管控按键导电基高度公差 +/- 0.03

壳体: 

管控与按键裙边配合的直边尺寸 公差+/- 0.05

管控固定PCB的定位柱位置尺寸公差 +/- 0.05

管控固定PCB的定位柱大小公差 +/- 0.05

PCB板 

控制PCB定位孔位置尺寸公差 : +/-0.05

管控PCB定位孔径大小 公差: +/-0.03

管控Switch焊接孔径大小公差: +/-0.03

o.为防止锁螺丝对侧按键的影响,SIDE_KEY与HSG配合面附近的锁壳螺丝柱与PCB板或壳体Z干涉0.05mm。

3.2 SIDE_KEY_FPC

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a.A、B、C、M的取值同上switch;

b.SIDE_KEY_RUBBER导电基与SIDE_KEY_Metal DOME的装配间隙(D)

设计间隙0.05mm。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; 

c.SIDE_KEY_FPC与HSG的间隙(F)

设计间隙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会上下方向晃动,造成手感不良。

d.主机上下壳定位筋间隙(G)

设计间隙0.3mm,尺寸过小,会影响装配,尺寸过大,由于此筋是用来支撑SIDE_KEY_FPC_STEEL的,会减弱支撑效果,造成侧键手感不好。

e.BASE_REAR_HSG上的支撑筋厚度(H)保留在0.6mm以上,尺寸过小,支撑强度不够,影响侧键手感,

f.BASE_FRONT_HSG上的支撑筋高度(I)约为1/3 Kmm,(其中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,支撑筋支撑作用不明显,会造成侧键手感不好。

g.导电基直径(Ø)跟所用metal dome直径D有关,

D=4mm Φ=1.6~2.0mm

D=5mm Φ=2.0~2.5mm

h.导电基高度(S)设计大于0.3mm,软胶厚度小于0.3mm

i.图3(H)尺寸支撑结构五金件厚度要≥0.3mm(塑胶≥ 0.6mm),尺寸过小,支撑强度不够,影响侧键手感。

     本文主要介绍侧按键与壳体配合的设计规范,后面将介绍按键本体的设计要求,敬请期待……

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