智能手机总体结构设计

金晓春

摘 要：自从2010年IPHONE4风靡全球之后，智能手机已成为人们必不可少的物件之一，它已经深深影响并改变着我们这一代人的生活方式，仅仅深圳就有数百万与手机相关的从业者。2014年以来超薄超窄边框成为设计的主流，做超窄边框的目的就是为了加大屏占比。超薄超窄边框总体方案设计就显得尤为重要。作为手机较早一批的手机设计者，希望将自己多年的实际工作经验写出来，给新设计者提供较为全面的设计理论。

关键词：长度核算；宽度核算；厚度核算；窄边框；屏占比

中图分类号：TH122 文献标识码：A

手机设计的第一步就是先确定手机的总体方案，总体方案就是确定手机的框架结构，是整个结构设计的灵魂。智能手机总体方案设计的精髓就是尺寸长、宽、高的确定过程。手机的屏占比要做大，就要尽量缩短手机显示区以外的黑边框部分。这样手机长度要尽量短，宽度尽量窄。

一、长度（L）核算

手机的长度一般由LCD或者PCB加电池决定的。

1 LCD决定长度L1，详细核算如图1所示。

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

2.5：指前后摄像头（CAM）距离机壳外表面的距离；

A1：前/后摄像头的长度尺寸；

0.8：由CAM与机壳固定筋的间隙0.1加上固定筋的最小壁厚0.6再加上固定筋与LCD的间隙0.1组成；

A2：LCD长度；

A3：天线净空长度；

A4：普通设计一般为0.2间隙加上电池面壳壁厚1.2，A4=1.4；如果要追求大屏占比，就要缩窄边框，机壳就要做金属外框，金属框可作为天线的一部分，这时A4=0

2 主板加电池决定长度L2，如图1所示。

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

2.5：指前后摄像头（CAM）距离机壳外表面的距离

A1：前/后摄像头的长度尺寸；

0.2：间隙；

LB1：PCB长度；

LB2：电池长度；

LB3：天线净空长度；

LB4：电池与PCB的间距；

A4：普通设计，A4=0，超窄边框设计A4=0；

然后比较L1、L2的大小，其中值最大的为手机的长度。

二、宽度（W）核算

宽度一般由LCD、主板、电池三者之一决定的。

1 LCD决定宽度W1，如图2所示。

W1=B1+2*（1.2+0.6+0.25）=B1+4.1

B1：LCD宽度；在手机的宽度方向，LCD是对称放置的。

1.2：前壳壁厚；

0.6：CTP点胶最小宽度；

0.25：LCD与机壳固定筋的间隙0.2。

2 主板决定宽度W2，如图2所示

W2=C1+2*3.65=C1+7.3

C1：主板宽度；在手机的宽度方向，一般情况下主板也是对称放置的。

在手机的两侧边，一般情况下，一侧有电源键，另一侧有音量键。所以PCB到机壳外边的宽度是有侧键决定的。

3.65是这样核算出来的：PCB到固定筋的间隙0.5，固定筋壁厚0.6，侧键FPC加上加强板、背胶、微动开关总厚度1.05，微动开关到机壳外表面1.5（与按键的间隙0.1，按键触点高度0.3，帽檐厚度0.3，帽檐處机壳壁厚0.8）。

3 电池决定宽度W3，电池两侧边一般留有固定前后壳的螺钉空间，其中一侧还会有连接天线的同轴线。如图3所示。

W3=4+D1+4.7=D1+8.7

D1：电池宽度；

4是这样核算的：螺钉柱及螺钉头的空间2.8加上机壳壁厚1.2。

4.7是这样核算的：电池到螺钉柱的中心距离1.4、螺钉柱的半径1.3、同轴线的直径0.8，、机壳壁厚1.2，这些总和为4.7。

然后比较W1、W2、W3的大小，其中值最大的为手机的宽度。

三、厚度（H）核算

手机的厚度由主板PCBA的厚度、电池这二者之一决定的。

1 主板PCBA决定厚度H1，如图2所示。

CTP厚度E1+胶厚0.18+ LCD厚度E2+0.3间隙+ PCBA厚度E3+0.2间隙+电池面壳壁厚1

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

2 电池决定厚度H2，如图3所示。

CTP厚度E1+胶厚0.18+ LCD厚度E2+0.3间隙+机壳厚度0.6+0.1间隙+电池厚度M+0.2间隙+电池面壳壁厚1

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

然后比较H1、H2的大小，其中值最大的为手机的厚度。

参考文献

[1]朱宏伟.N型全触摸屏手机结构设计和机械性能分析[D].哈尔滨工业大学， 2013.