手機(jī)翻蓋復(fù)位方式研討

朱友秀

摘要：一直以來很多公司的手機(jī)產(chǎn)品采用翻蓋的形式，使得手機(jī)外形非常美觀且體積較小，各公司在多年的實(shí)踐中對(duì)翻蓋手機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，而手機(jī)在閉合與打開翻蓋將作為一種開關(guān)，而手機(jī)采取什么樣的方式來實(shí)現(xiàn)電氣上的開關(guān)功能稱為復(fù)位方式，現(xiàn)對(duì)各種手機(jī)翻蓋復(fù)位方式進(jìn)行比較與分析。

關(guān)鍵詞：手機(jī)；翻蓋

1 各種折疊式手機(jī)外形對(duì)比

自從MOTOROLA推出世界上第一款折疊式手機(jī)--9900 以來，折疊式手機(jī)占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，深受消費(fèi)者的青睞，市場(chǎng)上的折疊式手機(jī)大致可分為以下三類：

以上各種手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)翻蓋或抽屜的功能，實(shí)際上是通過各種接近開關(guān)的裝置來實(shí)現(xiàn)的。

2手機(jī)翻蓋復(fù)位方式分類

在各種翻蓋手機(jī)中，實(shí)現(xiàn)翻蓋復(fù)位功能有以下三種方式：

2.1干簧管與磁鐵的配合：

干簧管是一種無源電子元件，被廣泛地應(yīng)用于各種通信設(shè)備中。是利用磁場(chǎng)信號(hào)來控制的一種線路開關(guān)器件，又叫“磁控管”。干簧管的外殼一般是一根密封的玻璃管，在玻璃管中裝有兩個(gè)鐵質(zhì)的彈性簧片電板，玻璃管中灌有惰性氣體。在平時(shí)玻璃管中的兩個(gè)簧片是分開的，當(dāng)有磁性物質(zhì)靠近玻璃管時(shí)在磁場(chǎng)磁力線的作用下，管內(nèi)的兩個(gè)簧片被磁化而互相吸引接觸，使兩個(gè)引腳所接的電路連通。外磁力消失后，兩個(gè)簧片由于本身的彈性而分開，線路也就斷開，在實(shí)際運(yùn)用中，通常使用永久磁鐵在控制這兩根金屬片的接通與否，所以又被稱為“磁控管”。

其工作原理如下：

干簧管在手機(jī)中常常被用于手機(jī)翻蓋電路中，尤其是摩托羅拉手機(jī)使用得最多，使用干簧管與磁鐵的配合方式，通過翻蓋的動(dòng)作，使翻蓋上的磁鐵控制干簧管閉合或者斷開，從而實(shí)現(xiàn)接聽或者掛斷電話的功能。

2.2霍爾開關(guān)與磁鐵的配合

對(duì)于干簧管來說霍爾開關(guān)傳感器更高級(jí)一些，其在手機(jī)中的作用和干簧管一樣，工作原理也非常相似都是在磁場(chǎng)作用下直接產(chǎn)生通與斷的作用?；魻枺℉ALL）傳感器是一種電子元件，屬于有源器件，其外型封裝和三極管非常相象。

霍爾開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)由HALL元件、放大器、施密特電路以及集電極開路輸出三極管組成。

工作原理：

當(dāng)磁場(chǎng)作用于HALL元件時(shí)產(chǎn)生一個(gè)微小的HALL電壓，經(jīng)放大器放大和施密特電路后使三極管導(dǎo)通輸出低電平，而沒有磁場(chǎng)作用的時(shí)候（即翻蓋打開后）三極管截止輸出為高電平。

一般在手機(jī)翻蓋中安裝一個(gè)永磁體，在手機(jī)主板電路中裝一霍爾開關(guān)，翻蓋的敞開與閉合決定了永磁體與霍爾開關(guān)的接近與否，由磁場(chǎng)的存在與否引起霍爾開關(guān)輸出高電平/低電平。

2.3復(fù)位柱與導(dǎo)電橡膠的配合：

此種方式在國(guó)產(chǎn)機(jī)型中使用較為廣泛，國(guó)內(nèi)機(jī)型很多手機(jī)均使用此種方式實(shí)現(xiàn)翻蓋 功能，此種方式通過翻蓋閉合時(shí)復(fù)位柱壓迫導(dǎo)電橡膠，使得PCB上復(fù)位鍵被導(dǎo)通，當(dāng)翻蓋敞開時(shí)，導(dǎo)電橡膠被釋放，PCB上復(fù)位鍵斷開，由此實(shí)現(xiàn)翻蓋功能 。

3各種翻蓋復(fù)位方式對(duì)比

3.1生產(chǎn)裝配過程對(duì)生產(chǎn)工藝的要求：

干簧管復(fù)位方式

A在生產(chǎn)時(shí)需要通過SMT貼片的方式將干簧管焊接于PCB板上，由于干簧采用玻璃封裝，在貼片過程中容易破損，同時(shí)對(duì)焊接溫度的要求也較高。

B需要將磁鐵固定在翻蓋內(nèi)部，一般采用過盈配合方式或者打膠的方式固定磁鐵。

復(fù)位柱與導(dǎo)電橡膠配合方式

A在生產(chǎn)時(shí)對(duì)翻蓋部分與主機(jī)面殼的配合尺寸要求較高，如果翻底復(fù)位柱與主面復(fù)位孔配合過深或者復(fù)位鍵的彈性過大將會(huì)引起翻蓋翹的問題，如果翻底復(fù)位柱與主面復(fù)位孔配合過淺或者復(fù)位鍵的彈性過小將會(huì)引起無翻蓋功能的問題。B對(duì)復(fù)位鍵的彈性及行程也有較高的要求，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)因復(fù)位鍵彈性和行程偏小引起復(fù)位鍵常通而出現(xiàn)顯示藍(lán)屏等問題。C對(duì)復(fù)位鍵導(dǎo)電橡膠的表面電阻率要求較高，正常情況下表面電阻在150歐姆以下較為理想。

霍爾開關(guān)復(fù)位方式

霍爾開關(guān)在生產(chǎn)過程中可以和正常的SMD（surface mounting device）元件一樣貼片焊接于PCB上，對(duì)生產(chǎn)工藝沒有特殊要求，另外和干簧管復(fù)位方式一樣需要固定磁鐵于翻蓋內(nèi)。

綜上對(duì)比可以證明：霍爾開關(guān)復(fù)位方式在生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)便程度上明顯優(yōu)于干簧管復(fù)位方式和導(dǎo)電橡膠復(fù)位方式。

3.2產(chǎn)品品質(zhì)及可靠性方面的對(duì)比

翻蓋靈敏度?；魻栭_關(guān)具有較高的靈敏度，正常充磁的磁鐵在接近霍爾開關(guān)1cm時(shí)開關(guān)將會(huì)動(dòng)作，并且還具有較快的響應(yīng)速度。

干簧管同樣也具有較高的靈敏度，但在響應(yīng)速度方面要劣于霍爾開關(guān)。

導(dǎo)電橡膠完全是機(jī)械性的接觸方式在靈敏度及響應(yīng)時(shí)間方面劣于以上兩種方式。

溫濕度對(duì)產(chǎn)品的影響。干簧管采用玻璃全封閉加惰性氣體的封裝形式，能適應(yīng)較大范圍的溫濕度變化。

霍爾開關(guān)采用SMD封裝形式，同樣也能適應(yīng)較大范圍的溫濕度變化。導(dǎo)電橡膠復(fù)位方式會(huì)受到環(huán)境溫濕度的影響，高溫高濕會(huì)加速導(dǎo)電橡膠的老化，會(huì)削弱橡膠的彈性。

根據(jù)調(diào)查在工廠QA例行的濕熱試驗(yàn)中有0.2%的復(fù)位鍵常通或反應(yīng)遲緩等原因引起的相關(guān)不良，而采用干簧管的8手機(jī)和采用霍爾開關(guān)手機(jī)則沒有出現(xiàn)此類問題。

跌落過程對(duì)產(chǎn)品的影響

30cm及1m的跌落實(shí)驗(yàn)對(duì)導(dǎo)電橡膠復(fù)位的手機(jī)和霍爾開關(guān)復(fù)位的手機(jī)沒有造成太大影響，而跌落過程、劇烈的振動(dòng)、擠壓等對(duì)干簧管則是嚴(yán)峻的考驗(yàn)，在實(shí)際生產(chǎn)過程或可靠性的驗(yàn)證中經(jīng)常發(fā)生干簧管破裂的不良現(xiàn)象。

ESD對(duì)產(chǎn)品的影響

導(dǎo)電橡膠及干簧管對(duì)靜電均不敏感。而靜電可能會(huì)損壞霍爾開關(guān)中的霍爾傳感器，但只要和PCB上其他電子元件一樣采取適當(dāng)?shù)撵o電保護(hù)措施，此問題可以在可控范圍之內(nèi)。

綜上對(duì)比證明：霍爾開關(guān)復(fù)位方式在產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性方面優(yōu)于干簧管復(fù)位方式和導(dǎo)電橡膠復(fù)位方式。

3.3生產(chǎn)過程及客服退機(jī)中不良問題的對(duì)比

生產(chǎn)過程出現(xiàn)的問題

導(dǎo)電橡膠復(fù)位方式的機(jī)型經(jīng)常出現(xiàn)與復(fù)位柱及復(fù)位鍵相關(guān)的問題，例如：翻蓋翹、無翻蓋功能、翻蓋時(shí)無效、復(fù)位鍵卡死在主面內(nèi)、翻蓋后主屏無顯示等。

采用霍爾開關(guān)復(fù)位方式的機(jī)型沒有出現(xiàn)相關(guān)問題。

經(jīng)過對(duì)三種翻蓋復(fù)位方式進(jìn)行對(duì)比：從生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)便程度、產(chǎn)品的品質(zhì)水準(zhǔn)等多方面相比，霍爾開關(guān)復(fù)位方式相比干簧管和導(dǎo)電橡膠復(fù)位方式具有明顯的優(yōu)越性。

另外從材料的成本方面比較：霍爾開關(guān)的成本相對(duì)其他兩種材料的成本稍高；但如果計(jì)算制造過程的成本、不良品的報(bào)廢成本、客服退機(jī)的返修成本，則采用霍爾開關(guān)的產(chǎn)品的綜合成本與其他兩種產(chǎn)品相比則更低。

綜上：建議翻蓋手機(jī)的復(fù)位方式優(yōu)先采用霍爾開關(guān)復(fù)位方式。