手機翻蓋復位方式研討

朱友秀

摘要：一直以來很多公司的手機產品采用翻蓋的形式，使得手機外形非常美觀且體積較小，各公司在多年的實踐中對翻蓋手機的設計和生產積累了豐富的經驗，而手機在閉合與打開翻蓋將作為一種開關，而手機采取什么樣的方式來實現電氣上的開關功能稱為復位方式，現對各種手機翻蓋復位方式進行比較與分析。

關鍵詞：手機；翻蓋

1 各種折疊式手機外形對比

自從MOTOROLA推出世界上第一款折疊式手機--9900 以來，折疊式手機占據了市場的主導地位，深受消費者的青睞，市場上的折疊式手機大致可分為以下三類：

以上各種手機可以實現翻蓋或抽屜的功能，實際上是通過各種接近開關的裝置來實現的。

2手機翻蓋復位方式分類

在各種翻蓋手機中，實現翻蓋復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，被廣泛地應用于各種通信設備中。是利用磁場信號來控制的一種線路開關器件，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鐵質的彈性簧片電板，玻璃管中灌有惰性氣體。在平時玻璃管中的兩個簧片是分開的，當有磁性物質靠近玻璃管時在磁場磁力線的作用下，管內的兩個簧片被磁化而互相吸引接觸，使兩個引腳所接的電路連通。外磁力消失后，兩個簧片由于本身的彈性而分開，線路也就斷開，在實際運用中，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：

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

2.2霍爾開關與磁鐵的配合

對于干簧管來說霍爾開關傳感器更高級一些，其在手機中的作用和干簧管一樣，工作原理也非常相似都是在磁場作用下直接產生通與斷的作用。霍爾（HALL）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。

霍爾開關內部結構由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：

當磁場作用于HALL元件時產生一個微小的HALL電壓，經放大器放大和施密特電路后使三極管導通輸出低電平，而沒有磁場作用的時候（即翻蓋打開后）三極管截止輸出為高電平。

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

2.3復位柱與導電橡膠的配合：

此種方式在國產機型中使用較為廣泛，國內機型很多手機均使用此種方式實現翻蓋 功能，此種方式通過翻蓋閉合時復位柱壓迫導電橡膠，使得PCB上復位鍵被導通，當翻蓋敞開時，導電橡膠被釋放，PCB上復位鍵斷開，由此實現翻蓋功能 。

3各種翻蓋復位方式對比

3.1生產裝配過程對生產工藝的要求：

干簧管復位方式

A在生產時需要通過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，同時對焊接溫度的要求也較高。

B需要將磁鐵固定在翻蓋內部，一般采用過盈配合方式或者打膠的方式固定磁鐵。

復位柱與導電橡膠配合方式

A在生產時對翻蓋部分與主機面殼的配合尺寸要求較高，如果翻底復位柱與主面復位孔配合過深或者復位鍵的彈性過大將會引起翻蓋翹的問題，如果翻底復位柱與主面復位孔配合過淺或者復位鍵的彈性過小將會引起無翻蓋功能的問題。B對復位鍵的彈性及行程也有較高的要求，在生產過程中經常出現因復位鍵彈性和行程偏小引起復位鍵常通而出現顯示藍屏等問題。C對復位鍵導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。

霍爾開關復位方式

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

綜上對比可以證明：霍爾開關復位方式在生產工藝的簡便程度上明顯優于干簧管復位方式和導電橡膠復位方式。

3.2產品品質及可靠性方面的對比

翻蓋靈敏度。霍爾開關具有較高的靈敏度，正常充磁的磁鐵在接近霍爾開關1cm時開關將會動作，并且還具有較快的響應速度。

干簧管同樣也具有較高的靈敏度，但在響應速度方面要劣于霍爾開關。

導電橡膠完全是機械性的接觸方式在靈敏度及響應時間方面劣于以上兩種方式。

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

霍爾開關采用SMD封裝形式，同樣也能適應較大范圍的溫濕度變化。導電橡膠復位方式會受到環境溫濕度的影響，高溫高濕會加速導電橡膠的老化，會削弱橡膠的彈性。

根據調查在工廠QA例行的濕熱試驗中有0.2%的復位鍵常通或反應遲緩等原因引起的相關不良，而采用干簧管的8手機和采用霍爾開關手機則沒有出現此類問題。

跌落過程對產品的影響

30cm及1m的跌落實驗對導電橡膠復位的手機和霍爾開關復位的手機沒有造成太大影響，而跌落過程、劇烈的振動、擠壓等對干簧管則是嚴峻的考驗，在實際生產過程或可靠性的驗證中經常發生干簧管破裂的不良現象。

ESD對產品的影響

導電橡膠及干簧管對靜電均不敏感。而靜電可能會損壞霍爾開關中的霍爾傳感器，但只要和PCB上其他電子元件一樣采取適當的靜電保護措施，此問題可以在可控范圍之內。

綜上對比證明：霍爾開關復位方式在產品的質量和可靠性方面優于干簧管復位方式和導電橡膠復位方式。

3.3生產過程及客服退機中不良問題的對比

生產過程出現的問題

導電橡膠復位方式的機型經常出現與復位柱及復位鍵相關的問題，例如：翻蓋翹、無翻蓋功能、翻蓋時無效、復位鍵卡死在主面內、翻蓋后主屏無顯示等。

采用霍爾開關復位方式的機型沒有出現相關問題。

經過對三種翻蓋復位方式進行對比：從生產工藝的簡便程度、產品的品質水準等多方面相比，霍爾開關復位方式相比干簧管和導電橡膠復位方式具有明顯的優越性。

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

綜上：建議翻蓋手機的復位方式優先采用霍爾開關復位方式。