手机模具工艺分析

rockston

手机壳体材料选择　　手机模具造价昂贵，产品所用的材料价格也不菲；手机中壳体的作用：是整个手机的支承骨架；对电子元器件定位及固定；承载其他所有非壳体零部件并限位。壳体通常由工程塑料注塑成型。
% a% N( J) D) ?$ c4 S' J1 e. @　　1、壳体常用材料(matrial)
5 l' }8 K$ K7 u3 V　　ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件(不直接受到冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性测试的部件)，如手机内部的支撑架(Keypad frame，LCD frame)等。还有就是普遍用在要电镀的部件上(如按钮，侧键，导航键，电镀装饰件等)。目前常用奇美PA-727，PA757等。
1 I. s8 G- b3 E2 D+ V  L　　PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。适用于绝大多数的手机外壳，只要结构设计比较优化，强度是有保障的。较常用GE CYCOLOY C1200HF。
4 o+ f  m. ~, v　　PC：高强度，贵，流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳(如翻盖手机中与转轴配合的两个壳体，不带标准滑轨模块的滑盖机中有滑轨和滑道的两个壳体等，目前指定必须用PC材料)。较常用GE LEXAN EXL1414和Samsung HF1023IM。
　　2、在材料的应用上需要注意以下两点：
　　避免一味减少强度风险，什么部件都用PC料而导致成型困难和成本增加；
8 A3 o& t* S4 j$ U" P# W: |　　在对强度没有完全把握的情况下，模具评审Tooling Review时应该明确告诉模具供应商，可能会先用PC+ABS生产T1的产品，但不排除当强度不够时后续会改用PC料的可能性。这样模具供应商会在模具的设计上考虑好收缩率及特殊部位的拔模角。
5 O! D! u2 Y0 D4 Y/ i. G9 _　　通常外壳都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素的影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮(面壳大于底壳)或底刮(底壳大于面壳)。可接受的面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。在无法保证零段差时，尽量使产品的面壳大于底壳。一般来说，面壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，一般选0.5%。底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%，即面壳缩水率一般比底壳大0.1%。即便是两件壳体选用相同的材料，也要提醒模具厂在做模时，后壳取较小的收缩率。
; ]" q- G$ ~; j( U　　3、数码相机模具制造上，很多也以ABS+PC料为主要依据来开发模具产品。 手机硅胶模具
　　手机硅胶模具制作的一般流程如下；
　　备料→橡胶压制→喷漆→冲压→镭雕→成品包装。
　　1.备料:其实就是把要制造的原始橡胶块和一些配料(主要是色粉和其他一些配剂,)充分合匀,然后挤压成板状,再切成所需要的条状的橡胶,以供后道压制所用.
4 ~$ Y& `0 w3 k' q+ P　　2.橡胶压制:为主要工序,很容易出意外,如果橡胶件的很薄或很窄,就有可能在取下的时撕破(原因可能是橡胶件的壁太薄太窄,当时模温高,大约100℃,所橡胶件太软,强度不够)范类见2024的buzzer的外密封件的一条边就是实例;同时也会有毛边(其后道工序冲压不能冲到的)象成型的这种毛边是去不掉的。
' ?% k# ]3 w6 d; @8 A: L- H　　3、喷漆:喷漆时要特别留意,一不小心报废率很高,一般要喷两道漆,是不同颜色的,以供后面的镭雕用.好来喷完,再来后一道工序.
　　4、冲压:就是把不要的飞边冲剪掉,留下需要的key,这道工序不能橡胶不能出现毛边；往往于过小的圆角会产生飞边,一不小于0.5mm。
: r  `7 I5 U! ]# n+ z. Q+ R　　5、镭雕:就是激光雕刻,就是把搞好的key放平,一般都有制具定位好,然后激光把key上面的一层漆雕掉,调出key上面的字样来,如数字键,就是透明的；如果是两层的漆只雕掉一层,留一层,如ok应答键,和开关键就是的,一个的一层漆是红色的,还有个是兰色的。
) E, u2 ?* f# a& [6 r6 v0 d2 u/ j　　硅胶按键字符制作方法
, c6 P, _3 [2 Y9 B3 C* `. N　　硅胶按键表面上的字符一般有以下几种制作方法：
/ w: d2 C' k! P3 b/ C, w. I　　1.丝印：分印面和印底，印面的时候一般先喷涂按键的表面，再在上面丝印字体和符号，再喷涂保护油。印底的一般都是透明按键，有丝印空心字盖底色和丝印实心字体盖底色两种。对于按键表明弧面较大的可以采用移印的方法，在钢板上腐蚀出字体，用胶头把油墨移印到按键的表面，移印在玩具行业用得很多。
* i. _4 B+ E! |; M　　2.如果字符要求有透光效果的，大部分还是采用喷涂和镭雕的方法，注塑透明的按键之后，在按键的表面喷涂油墨，再用激光镭射出可以透光的字符，再喷涂一层保护油即可。对于要求见红色符号，可以先在按键的顶面移印红色，需要印整个面，喷涂后再把表面的油墨打掉见红色，其他的颜色类似。
　　3.需要电镀效果的按键可以做水电镀和真空电镀，现在很多方向按键上需要做到阴阳纹效果的一般做电铸模，那样做出来的边界清晰，外观漂亮，是直接在模具上晒纹目前所不能达到的效果。双色注塑一般用在一个按键上需要有透光和电镀的按键上，PC是电镀不上的，abs才可以电镀，双色注塑的要求就是将pc和abs注塑到一起，电镀后abs的地方就是电镀效果，而pc的部分就可以透光。真空电镀目前也可以做出透光的符号，但是真空电镀的效果让人的感觉比较的浮，没有电镀的效果好。
　　手机按键表面雷雕是一般是在按键喷漆表面进行文字加工的处理方式.一般为直径0.04-0.06大小,然后我们将文字采用间距0.04-0.06的线条填充.这样我们就给激光制定了一个路径.激光随路径将油漆刻掉就可以了。
　　如果要做好镭雕,而且很重要的是速度要快,光是填充的方法是不够,另外的一种办法就是跟CNC那样给出激光走的路径,那样作出来的边界会比较清晰,因为激光在触发的时候能量很大,会带来激穿问题和边界出现锯齿状.手机模具、手机一般结构与工艺
9 S6 O+ I( C$ M" @　　一、手机从整体结构可以分为两种形式，从而大部分手机模具厂对手机模具开模针对此两种类型划分为几乎的模具价格，当然也有PDA或智能手机模具可能有稍小区别。
2 S4 x3 P6 s* J2 \+ f( J* K　　1.一体平面式2.折叠式
- C2 G3 g! h. r2 H　　A.平面式的前后盖分别称为---Front Housing and Rear Housing
% d8 \' O3 ~) w$ {* b' w4 a1 p　　B.折叠式首先分为两部分---Base and Folder
4 \$ W  q2 `1 V" r0 \　　Folder部分----装有LENS的盖子称为Folder Front Housing
　　贴有标牌的盖子称为Folder Rear Housing
　　Base部分----装有字键的盖子称为Base Front Housing
　　装电池的这面盖子称为Base Rear Housing
　　在手机模具制造中，Housing的材料一般都是----ABS+PC这两种材料有不同的优缺点。PC流动性差，但机械性能好。ABS流动性、电镀、喷涂效果好，但机械性能不如PC。如果有电镀要求，则材料中PC的含量不能大于30%，因为加PC后对电镀的附着力有影响。
　　电池盖
$ v- }6 h( j' Z1 Q9 H3 H: N　　材料一般也是pc + abs。
　　有两种形式：整体式，即电池盖与电池合为一体；分体式，即电池盖与电池为单独的两个部件。
　　在手机模具结构中，连结方式：通过卡勾+ push button(多加了一个元件)和后盖连结或采用超声波焊接
7 c9 B7 b  l. U* g# q+ K; g　　二、除了前后盖，手机还有以下几部分组成:
　　1.LCD LENS(镜片)—用来保护LCD，是一种光学镜片，也就是一片磨光的或注塑成型的玻璃或其他透明的物质，有两个相反的表面，其中的一个或两个都成曲面。
+ ]# T# Y; S# _" P; w- C# h. L　　材料：材质一般为PC或压克力；也可采用玻璃；现在手机模具中的外屏镜片很多都采用IMD技术。
2 m+ p  F' e( B! x/ I　　连结方式：一般用卡勾+背胶与前盖连结或者只用背胶与前盖连接。　2.按键按照材料的不同可以分为三种
* T# \8 w* L4 J　　1)完全是RUBBER，优点是成本比较低，可直接开硅胶模具或软胶注塑模具。
4 w! t7 Z* t3 {5 k' Y) s' d9 k. F　　2)完全是PC，
　　3)RUBBER+PC，
  @* {) n" A* P$ ^0 j" _  T: Y1 E3 O　　3.Dome分布在按键的下面，按下去后，它下面的电路导通，表示该按键被按下。
9 L/ U- Z# b, T4 G　　根据材料的不同分为两种：Mylar dome和metal dome，前者是聚酯薄膜，后者是金属薄片。Mylar dome便宜一些。
　　连接方式：直接用粘胶粘在PCB上。
: Y4 _8 P7 ]% z, P: d  c　　4.PCB板---我们用的PCB板一般都是双面板，也就是说中间夹层的两面都分布着铜线，这样PCB板的两面都可以布零件，这些零件包括电容、电阻、IC、CONNECTOR、LCD、Shilding Case、Metal Dome。
) p, K) x4 j0 y. j/ S! A: l　　5.天线
: V7 z% w1 K# b1 Q. D* k　　分为外露式和隐藏式两种，一般来说，前者的通讯效果较好；
0 i- u# I2 P5 C+ v( }　　标准件，选用即可。
　　连结方式：在PCB上的固定有金属弹片，天线可直接卡在两弹片之间。或者是一金属弹片一端固定在天线上，一端的触点压在PCB上。
　　6.Speaker、Microphone、Buzzer是三种于声音有关的装置，在Housing上要留出发生孔，所以在设计之前我们就要注意他们的位置。
　　Speaker(Receiver Speaker)
$ l; c4 x( V4 p$ B　　通话时接受发出声音的元件。为标准件，选用即可。
　　连结方式：一般是用sponge包裹后，固定在前盖上(前盖上有出声孔)；通过弹片上的触点与PCB连结。
- z! n/ R! w8 [6 Y　　Microphone
# E# b4 m4 t0 V　　通话时接收声音的元件。为标准件，选用即可。
　　连结：一般固定在前盖上，通过触点与PCB连结。
　　Buzzer
/ |8 e: [8 C# j; w5 H" M+ t　　铃声发生装置。为标准件，选用即可。
　　通过焊接固定在PCB上。
$ R! n3 ^& W* O　　7.Ear jack(耳机插孔)。
　　为标准件，选用即可。
# [# \( w' Q' N# {. b7 n: ]　　通过焊接直接固定在PCB上。Housing上要为它留孔。
6 i9 @3 _) m! T7 V, N  s% v: U　　8.Motor
　　motor带有一偏心轮，提供振动功能。为标准件，选用即可。
! `% y. k, v8 v' I  h  x　　连结：有固定在后盖上，也有固定在PCB上的。DBTEL一般是在后盖上长rib来固定motor。
　　9.LCD—我们将设计要求直接发给厂商
* L/ K0 Q" D5 b! J. U　　有两种固定样式：a.固定在金属框架里，金属框架通过四个伸出的脚卡在PCB上；b.没有金属框架，直接和PCB的连结：一种是直接通过导电橡胶接触；一种是排线的形式，将排线插入到PCB上的插座里。
2 |" ^0 o: }% a" E2 I' f# I　　10.Shielding case
7 Q5 z% i- Z) z! C　　一般是冲压件，壁厚为0.2mm。作用：防静电和辐射。
  ^/ j$ V* f1 X9 w! o6 h7 Q6 X　　11.其它外露的元件
　　test port
. |' r& X; i% }1 j2 s4 j" R! E　　直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。
　　SIM card connector
　　直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。
4 a& p' O! N% b% `) Q" y　　battery connector
　　直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。
4 w: I8 A% w3 c4 E5 @: m$ T　　charger connector
　　直接选用。焊接在PCB上。在housing上要为它留孔。
3 o: p/ @% Z5 Z4 k1 Q8 `% j　　12.LED发光二极管，为手机提供背光，可分为两组，一组在LCD上，提供显示屏幕的照明，一般有2-6颗。一组在键盘上提供按键部分的照明，一般有4-6颗。
　　现手机模具厂一般都把手机模具开模划分为三个等级的模具：高、中和低。高端手机模具一般都在30万以上，且要求模具质量和精度都非常高，所以对手机模具厂的设备要求苛刻，完全具备自主生产一条龙能力的模具厂还不是很多。

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塑胶模具中IMD技术
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　　塑胶模具上的IMD工艺：
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1 Z1 w% B5 p- q/ E+ g+ k　　IMD(In-Mould-Decoration)
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) }) |/ w/ M, U# o　　IMD(In-Mould-Decoration)它是指是把一个丝印有图案的FILM放到塑胶模具里进行注塑。此FLIM大致可分为三层，基材(一般为PET)INK(油墨)耐磨材料(多为一种特殊的胶)。当模具注塑完成后，film和塑胶融为一体，耐磨材料在最外面，在手机显示屏多采用这种工艺，塑胶材料多为PC, PMMA, PBT等，它主要有耐磨和耐刮伤的作用。还有一种叫IML(IN-MOUld-Lable)技术，和IMD大致相同，只是注塑后flim就像冲压的料带一样拉出，只是将印刷图案转印到塑胶件上，又称模内转印。

　　IMD有两大类，一类在注塑模腔里预置的是PC的，单片的。另一类是PET的，链状的(很像电影胶片或印好没裁的方便面口袋)。
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　　前者成品就MERGE了PC片，后者只把PET链上的油墨带走，但PET材料(链子，又称FOIL)不被MERGE进零件。

　　前者因PC厚，只可用丝网印，所以效果较粗糙，如MOTOROLA的V66的前盾牌形状已经算是很精致了，

　　后者因PET薄，可用胶版印，很细腻，尤其电镀和透明，金属及表面细腻纹理都很好，如MOTOROLA的V60的前电镀和黑色肌理效果。
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, F# ?' B" ?' A# D# l# q　　比如松下电饭煲模具上的控制面板就是典型的IMD，是把一个丝印好的PET薄膜放到注塑模具里进行注塑。材料一般是PC、透明ABS、PMMA。注塑后薄膜和塑料结合为一体。

　　如今手机的外屏镜片大部分采用了IMD技术，成本相应提高，手机模具特别是透明模具的要求也更为严格。
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( o, U$ x$ q% N, g1 q; T　　一般来讲用IMD有两个背景原因，

: X; u$ G. j5 a0 Y/ p  H　　1，有些效果用注塑是在难以模拟，比如胡桃木的汽车仪表板(汽车配件模具上的)。
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2 {6 m9 w* b5 c" U. Y) R! |/ r　　2，在小片零件上集成几种效果很难，比如MOTO V60模具的前三角片，集中了电镀，透明，丝网印，但本身又要求精致，试想用真实电镀，透明片分别注塑再拼接基本很困难。

　　还有一种方法实现就是在模具阶段做零件表面皮纹(TEXTURE)时件外表面光滑，内表面用粗糙纹路，但对模具有要求，因为粗纹理拔模角大。

1 r. e+ p1 I' [* s& ~! m　　相關概念説明

& h8 |% M+ F* e+ U7 V1 u　　1、IMD
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　　IMD的英文全稱是：In-Mould-Decoration。示意圖如圖1，油墨先附著在Inlay上，通過注射塑膠料夾在Inlay與注射料之間，由於外面有Inlay(一般是PC film，厚度0.125~0.75mm)作保護層，有良好的耐磨性。
手机现有产品分析
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# G6 w1 Y0 w- s. S( R　　手机外壳模具(折叠式-clamshell)
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7 q, N, O3 r6 V& O/ [, _　　1、组成：翻盖(folder)部分,主体(base)部分；两部分之间的结构连接通过旋转转轴Hinge来实现，翻盖部分和主机部分的电路连接通过柔性线路板FPC来实现。FPC穿过轴部位壳体的轴孔通道从主机PCB连接到翻盖部分的PCB上，翻盖的开合角度一般在160度左右，手机的开合状态的电路控制通过霍耳开关和磁铁的配合使用来。

4 {" Z" y3 F5 `& t; X% Y7 L9 L　　2、产品材料：一般采用PC+ABS,显示屏透明镜片一般采用亚克力(pmma)。

　　3、模具套数：9~15套，视具体产品具体情况而定，另有按键硅胶模具；
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　　4、模芯材料：NAK80，S136H，进口738 +热处理。

% b  A2 a+ `% f+ R4 J5 S; C! i  `( l　　手机外壳模具(直板式-candy bar)
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　　1、一般结构：对于不换外壳的直板机，通常是用4到6颗M1.6-M2.0的螺丝将前后壳固定，辅助以侧边和顶部4到6对卡勾Snap来增强壳体之间的连接和美工缝的均匀。壳体内部的螺丝柱会穿过PCB上对应的孔，并辅以加强筋Rib将PCBA定位和固定。显示屏支撑架是用于将显示屏LCD以及声学元器件Speaker，Receiver，照相机camera sensor等器件定位在PCB上并起增强强度的作用，有时侯还用于将LCD下面的PCB上电子元器件和LCD隔开，避免冲击损坏这些电子元器件。这个支撑架可以通过卡扣定在PCB板上。显示屏镜片用于保护显示屏并能透过它看见显示屏上的内容，常用双面胶固定在前壳上。键盘支承在PCB板或键盘支撑架上，内部周边用壳体内部的结构定位住，仅保持厚度方向的自由度，在厚度方向上的运动和回位导致的键盘电路接通和断开是靠按键弹性片Dome来实现的。电池是将电池芯及保护电路和接触弹片封装在壳体里，可以通过卡扣的方式固定在手机后壳的电池仓内。电池盖用于保护电池不外露和后壳壳体的完整性，通过滑入后壳壁的突出结构protrusion和侧边的卡扣hook固定在后壳上。

, J. ~4 H6 `/ u# m' M　　2、产品材料：一般采用PC+ABS,显示屏透明镜片一般采用亚克力(pmma);现超薄类型的手机按键一般都采用表面钢片+硅胶，所以手机模具可以少开一套。

　　3、手机模具套数：8~12套，视具体产品具体情况而定，另有按键硅胶模具；

* b7 e% J4 d1 r9 O　　4、模芯材料：NAK80，S136H，进口738 +热处理。

　　手机模具产品(折叠式-clamshell)

　　1、组成：上下两部分通过滑轨Slider连接。滑轨可以有两种方式的滑轨，一种是在滑盖部分和主机部分的两个壳体上分别做出滑轨和滑道，两个壳体通过轨道相互配合，壳体之间加上预压的弹簧片以增强滑动的手感。这种滑轨方式对于壳体模具的制造需要增加滑块，且对轨道的制造精度要求较高，但是可以将手机设计得较薄。另一种滑轨的方式是采用标准的滑轨模块，将滑轨和滑道分别固定在滑盖部分和主机部分的两个壳体上。两部分之间的运动和固定完全依靠滑轨模块来完成。优点是对壳体的制造没有要求，缺点是手机的厚度会增加大约2.7mm左右。滑轨模块有全手动和助力半自动两种，助力半自动又有磁铁式，塑料轨道式和锌合金式。

　　2、产品材料：一般采用PC+ABS,显示屏透明镜片一般采用亚克力(pmma)；滑轨为五金或赛钢料(pom)，视成本而定。

* g4 r5 W3 p) c" ]* S% [　　3、模具套数：10~16套，视具体产品具体情况而定，另有按键硅胶模具、五金模具(如果不采用标准件的话)等；

3 {5 A' w) C# W8 P　　4、模芯材料：NAK80，S136H，进口738 +热处理。

495624815

很好的东西.

模友better

太多了楼主看的眼花，但还是感谢楼主分享

f1632218

不错
我们部门的手机模具的模仁基本上是
8407 和 NAK80
& X6 e% _  q1 G4 ~5 N~!