手机金属弹片设计建议

手机金属弹片设计建议

一、目的和范围

目的：规范手机金属弹片的设计，给设计师提供参考。

范围：适用于全部自主研发的机型金属弹片。

二．金属弹片的材质选择

针对目前射频对于弹片接地电阻要求，建议弹片采用铍青铜，牌号C17200,SMT金属弹片建议用厚度

0.15mm,而热熔的金属弹片建议厚度0.2mm,需要镀金处理。

2.1铍青铜的属性描述

铍青铜是一种含铍铜基合金（Be0.2～2.75%wt%），在所有的铍合金中是用途最广的一种，?其用量在当今世界已超过铍消费总量的70%。铍青铜是沉淀硬化型合金，固溶时效处理后具有很高强度、硬度、弹性极限和疲劳极限，弹性滞后小，并具有耐蚀（铍青铜合金在海水中耐蚀速度：（1.1-1.4）×10-2mm ／年。腐蚀深度：（10.9-13.8）×10-3mm／年。）腐蚀后，铍青铜合金强度、延伸率均无变化，故在还水中可保持40年以上，铍铜合金是海底电缆中继器构造体不可替代的材料。在硫酸介质中：铍青铜在小于80％浓度的硫酸中（室温）年腐蚀深度为0.0012-0.1175mm，浓度大于80％则腐蚀稍加快。

、耐磨、?耐低温、无磁性、高的导电性、冲击无火花等特点。同时还具有较好的流动性和重现精细花纹的能力。由于铍铜合金的诸多优越性能，使其在制造业获得了广泛的应用。

铍青铜的牌号:

1.中国:QBe2, QBe1.7

2.美国(ASTM):C17200, C17000 （厂商给我们的牌号就是ASTM命名规则）

三．金属弹片分类

按贴片与否分为贴片的金属弹片和热熔的金属弹片，贴片金属弹片主要应用在FPC或者LDS天线的连接,目前弹片的工作高度有2.5mm、1.7mm和1.2mm3种，而热熔的金属弹片主要用来和金属部件接地。

四．贴片金属弹片结构形式和设计注意事项

目前结构形态主要有两种，在高度较高的需要弹片在预压机构和防止过压的机构，低的弹片需要做最大压缩量的保护。目前公司规格没有1mm以下的，一般这个高度也不会用于电源和天线类的连接，建议用PCB GASKET来实现。

图1 带预压角的贴片弹片

图2

右端压下弹片提供预压角的机构同样也是过压保护的机构，弹片最多只能压缩到2.1就被挡住了，不能继续往下按。

图4

四．金属热熔弹片设计注意事项

4.1 主板侧接地点选择

尽量选择主板，第一是接地效果比较好，另外便于统一弹片，减少种类，第二选择是屏蔽罩，其它主板上面的器件请尽量减少使用，不容易统一高度。

4.2金属件侧的接地点选择

尽量选择从顶面接地而不是侧面（最好是平面，如果有的话），侧面的接触，电池盖装配时候多了横向的干涉，接触点只能是凸出球面，才能在装配时候顺利将弹片压缩至工作位置，金属件弹片滑动区域需要做光滑处理。

4.3. 热熔金属弹片结构设计设计建议

按照功能我们先将弹片分为三个部分：连接主板或者固定金属部分，弹片固定部分和连接活动金属部分。

4.3.1 连接主板或者固定金属部分

连接主板部分设计相对比较简易，从固定端开始做个勾，如果距离到板子的距离比较远，导致弹片需要做很长，空间不够，可以做一段直的，然后再做变形臂的部分；如果弹片到板子距离太近，可以先往远离主板方向做一段，然后折回。A角度推荐值30-60度（最好小于45度，），如果弹片到主板距离非常近，而不能往回折，材料建议使用不锈钢，铍铜容易失效；B角度推荐值60-90度，顶部最好做凸包，避免因为主板有赃物影响接地。弹片工作状态，角度A不能压平或者为负值，与主板干涉量在0.3-0.8mm。

图4

4.3.2中间固定部分

固定部分，建议使用2个以上的圆形热熔柱，

图6

4.3.3 连接活动金属件部分

连接活动部分是弹片设计中目前最大的问题是接触不可靠，在对比其他家的弹片后，觉得原因在于不锈钢弹片的变形部分的角度太大，不容易压变形，导致滑动时候刮擦很厉害，另外和电池盖接触点不是平面，实际是弹片的折弯尖角和电池盖接触，滑动时候特别刺耳；再就是我们没有设计预压角，很多弹片热熔后，弹片顶部没有达到设计的预定位置，或者是在位置也是比较松垮，建议设计3-5度的预压角，在预压下，弹片行程推荐0.4-0.8mm,另外也可以阻止弹片向外过多弹出；铍青铜的弹片热熔后，如果顶部是开放的(接地弹片上一般都是被后盖挡住，不存在这个问题)，建议增加最大压缩量的一个止位，不让弹片过多的变形，以保证使用的寿命。

4.3.3.1顶面接触形式：

滑动为保障其可靠性建议由以下部分构成：

1.变形部分

2.预压角部分

如图7所示，

图7

勾形和金属件接触。如果是不锈钢材质，建议角度A比较小30-45度，而铍青铜可以从45-60度，角度B 在45-75度，而角度C在60-120的，角度A端的变形臂长度在1.5mm以上，干涉量建议在0.3-1.0mm,不锈钢取较小值，铍铜取大值。除了固定部分外，弹片其他地方的臂宽度不大于1.5mm，外露部分宽度甚至可以到1mm以下，推荐顶面接触弹片臂的宽度在1和1.5mm。最常用1mm，1.5用于弹片对应电池盖有弧面，需要做凸包的情形，建议做条线凸包0.2-0.3mm。1mm宽的弹片不建议做凸包，加工处理容易比较尖锐，容易导致刮擦问题。

图10中弹片和电池盖接触的实际为尖点，而弹片到电池仓的距离只有0.1的间隙，而电池盖在该处弧度很大，不建议做顶面接触的弹片。

4.3.3.1侧面方式的接地

侧面接地方式作为第二选择，如果侧边距离不够做顶面接触方式时候，才能使用，因为需要从左右和上下两个方向让开电池盖，接触点必须是平面上的球形面（不能做勾形做凸包，容易干涉），需要足够的高度，接触点附件的弹片有足够大的面积，弹片接触点的宽度C需要在2mm以上，凸点的高度A建议至少做0.5mm 以上的球形，高度需要小于球径，这样避免加工出来比较尖锐，从而滑动时候很大的刮擦声。弹片可以根据电池盖的外形成一定的倾角，弹片的折弯方向需要顺着扣和电池盖的方向，任何其他方向需要做预压角，一个起提供初始压力，另外也是防止弹片向外拱起，导致电池盖无法下扣，不推荐，弹片会复杂很多。后盖拔模角小于10度的，电池盖接地弹片尽量做在顶面。

图11

图12

图13

五．其他类连接方式

5.1 POGPIN

POGPIN推荐可以使用在掀开式的电池盖上的接地，滑动的电池盖不建议使用POGPIN，POGPIN会在滑动时候有很多摩擦力，会将POGPIN弄松，从而影响寿命。而放在电池盖刚装入未滑动时的电池盖和后盖中间，是绝对不允许。

5.2 PCB GASKET

可以贴片用的导电cushion,目前已经在**4和**5上用来连接扬声器。适合我们的使用的主要有两种规格SMR_TS和JSM-TSS两种，尺寸件图13和图14

图14

图15

六．总结

1. 材料选择上，除了铝件接地和SMT弹片以外，建议使用不锈钢，降低成本

2. 热熔弹片接地建议两种形式顶面的和侧面，顶面的采用勾形去接触金属件，弹片需要顺着电池阖上的方向，需要有一定的预压角和合适的备压行程，臂的宽度在1或者1.5mm，1.5宽的建议加条形凸包；侧面形式的采用平面上球形凸包和金属件接触，弹片倾角需要顺着电池盖扣下方向，弹片宽度建议取2mm，凸包高度在0.5mm以上，凸包高度小于球径。

3. 如果可能出现过压，需要设计过压保护。