手機電池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.doc

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手機電池設(shè)計規(guī)范 目錄 一．概述 3 二．常用手機電池封裝方式介紹 4 三．各類封裝方案設(shè)計規(guī)范 8 1.框架工藝電池設(shè)計規(guī)范 8 2.點膠工藝電池設(shè)計規(guī)范 13 3.注塑工藝設(shè)計規(guī)范 19 4.MPACK電池設(shè)計規(guī)范 25 5.軟包工藝電池設(shè)計規(guī)范 28 6.激光點焊工藝設(shè)計規(guī)范 34 7.軟包電池自動化設(shè)計規(guī)范 37 8.部件尺寸公差設(shè)計規(guī)范 40 一．概述 全球通信行業(yè)飛速發(fā)展，一個嶄新的移動互聯(lián)時代正向我們走來，手機的需求量將更大。對手機電池而言，這將是一個充滿機遇與挑戰(zhàn)的大市場。近年來手機的功能和款式更新?lián)Q代雖然頻繁，但手機電池封裝工藝卻并沒有明顯的進(jìn)步。作為手機電池企業(yè)，如何才能在技術(shù)上取得突破？如何才能在國際競爭中爭取到更大的優(yōu)勢呢?封裝專業(yè)化將是手機電池封裝廠商的出路。 要成為專業(yè)的封裝廠商，必先在自身設(shè)計和工藝上形成具有專業(yè)性、規(guī)范性、前瞻性的指導(dǎo)文件。我司在手機電池封裝行業(yè)已經(jīng)拼搏十?dāng)?shù)年，累計下了豐富的設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗，擁有目前封裝行業(yè)所有的封裝工藝，并推出了兩項自主專利的封裝方式。本規(guī)范旨在為飛毛腿電子有限公司累計多年封裝檢驗，總結(jié)和規(guī)范封裝設(shè)計及工藝要求，滿足客戶要求，市場要求，成本要求，進(jìn)一步提升封裝水平。 二．常用手機電池封裝方式介紹 手機電池發(fā)展到今天，已經(jīng)形成多種封裝方式，其封裝難度、工藝成本、外觀尺寸各有優(yōu)勢，目前常用有七種封裝方式，詳見下文介紹： 一． 框架類 方案優(yōu)勢： 該方案適用面廣，過程工藝相對簡單； 適用范圍： 適用與電池長度方向尺寸極限，但寬度方向空間富余，可以將保護板放置在側(cè)面的方案； 二． 打膠類 方案優(yōu)勢： 電池空間利用率高，成品尺寸較?。? 方案不足： 因該方案公差易產(chǎn)生一定累積；而國產(chǎn)電芯尺寸的公差遠(yuǎn)大于進(jìn)口電芯，該方案不適用使用國產(chǎn)電芯方案. 三． 注塑類 厚度方向空間利用率高，生產(chǎn)工藝簡單，適合Polymer電芯封裝（注：由于高溫膠填充，視不同廠家電芯而異） 四、MPACK工藝類 新方案（上下鋼片方式） 前后殼+上下鋼片+上下雙面膠+填充硅膠+銘牌； PTC改為貼片在PCB上，點焊方便，工序簡單。鋁片更改為上下鋼片，裝配上更為簡單省時。 六、軟包類 該空間利用率高，工藝簡單，電池強度尚可。適用于內(nèi)置不可更換. 七、 激光點焊類 方案優(yōu)勢： 該方案工序簡單，封裝過程易實現(xiàn)自動化，產(chǎn)品一致性好； 適用范圍： 適用于電芯寬度較大的電芯封裝。 三．各類封裝方案設(shè)計規(guī)范 經(jīng)過上述介紹，在初步方案選型上能有大概的方向選擇，下文針對各種工藝在設(shè)計和工藝方面闡述詳細(xì)的設(shè)計規(guī)范： 1.框架工藝電池設(shè)計規(guī)范 工藝流程圖 A.工藝特點: 無需點膠，生產(chǎn)效率高；電池結(jié)構(gòu)強度高，適合各種鋰離子電芯橫、縱向封裝，過程相對簡單； 長度尺寸公差主要取決于電芯公差，適合一致性好的進(jìn)口電芯封裝；寬度方向空間利用率一般。 B.總體尺寸設(shè)計: (長、寬、厚公差+/-0.15） 長度：電芯實體最大長度L（含負(fù)極）+前蓋壁厚+PCB厚度+器件空間+支架厚度+后蓋厚度（共加3.5 ~ 4mm） 寬度：電芯最大寬度W +1.2mm（min）側(cè)壁厚0.5x2+銘牌0.1x2 厚度：電芯最大厚度T +0.3mm （3層銘牌厚度）標(biāo)出貨循環(huán)后的厚度 C.結(jié)構(gòu)件設(shè)計: 1.后蓋設(shè)計規(guī)范 2、前蓋設(shè)計規(guī)范 3、支架設(shè)計規(guī)范 異側(cè)結(jié)構(gòu) D.電路板設(shè)計 E.銘牌設(shè)計 1.銘牌材質(zhì)：全圓角電池首選0.08的PET覆啞油工藝。 小圓角電池首選0.08的珠光紙覆啞油工藝。 2.銘牌尺寸：銘牌在長度方向和前后蓋塑殼單邊間隙0.15。 其它方向和前蓋塑殼邊緣單邊間隙為0.25。 2.點膠工藝電池設(shè)計規(guī)范 工藝流程圖 A.工藝特點: 電池空間長、寬、厚方向利用率高，成品尺寸較??；電池強度高；工藝復(fù)雜，對電芯一致性要求高. 適用電芯：進(jìn)口鋰離子電芯 客戶群：國內(nèi)外中低端市場 B.總體尺寸設(shè)計: 電池厚度=電芯最大厚度T+3層銘牌厚度 電池寬度=電芯最大寬度W+2層銘牌厚度 電池長度=電芯實體最大長度L+前蓋壁厚+PCB厚度 +器件空間+支架厚度+后蓋厚度 C.結(jié)構(gòu)件設(shè)計: 1.后蓋設(shè)計規(guī)范 (1)后蓋無臺階結(jié)構(gòu) ① 后蓋打膠槽全空 1. 后蓋設(shè)計規(guī)范 (1)、后蓋無臺階結(jié)構(gòu) ② 后蓋打膠有加筋 (2)、后蓋有臺階結(jié)構(gòu) 2、前蓋設(shè)計規(guī)范 3、支架設(shè)計規(guī)范 a、橫向支撐結(jié)構(gòu) b、豎向支撐結(jié)構(gòu) D.電路板設(shè)計 E.銘牌設(shè)計 1.銘牌材質(zhì)：全圓角電池首選0.08的PET覆啞油工藝。 小圓角電池首選0.08的珠光紙覆啞油工藝。 2.銘牌尺寸：銘牌在長度方向和前后蓋塑殼單邊間隙0.15。 其它方向和前蓋塑殼邊緣單邊間隙為0.25。 3.注塑工藝設(shè)計規(guī)范 工藝流程圖 A:注塑填充工藝 1：注塑工藝 B:全低壓注塑工藝 2：注塑填充優(yōu)缺點： A：能夠很好的消除電芯來料公差尺寸而確保電池成品尺寸 B：注塑時不接觸五金確保五金外觀 優(yōu)點： C：面殼采用ABS+PC所以可確保面殼強度 A：對窗口位置有一定的要求，要靠中間 缺點： B：對PCB寬度要求高 3：全低壓注塑優(yōu)缺點： A：能夠很好的消除電芯來料公差尺寸而確保電池成品尺寸 優(yōu)點： B：工藝簡單產(chǎn)能高 A：由于面殼由注塑膠生產(chǎn)所以強度不夠 缺點： B：電池注塑后五金易出現(xiàn)擦傷現(xiàn)象 4：總體尺寸設(shè)計與結(jié)構(gòu)件設(shè)計 4-1：注塑填充工藝尺寸設(shè)計： A:頭部尺寸已塑殼尺寸為基準(zhǔn) A:長度：底殼厚度+電芯長度+面殼高度+填充膠厚度 B:電芯部份寬度以電芯實測值加貼紙厚度 B:寬度： C:尾部寬度一種以塑殼尺寸為基準(zhǔn)，另一種則以電芯實測寬度加貼紙厚度為基準(zhǔn) A:頭部厚度以塑殼厚度為基準(zhǔn) B:中間部份厚度以電芯規(guī)格書與實測相結(jié)合 C:厚度： C:尾部厚度一種以塑殼尺寸為基準(zhǔn)，另一種則以電芯實測厚度為基準(zhǔn) 4-2：結(jié)構(gòu)件設(shè)計 4-2.1:上蓋設(shè)計 A：上蓋長度設(shè)計： 1：前端設(shè)計時需比實際電芯寬度單邊小 0.05-0.1mm B:上蓋寬度設(shè)計： 1：上蓋寬度設(shè)計分為兩個部份一個是客戶要求外形尺寸這部份可直接按客戶要求尺寸設(shè)計 2：上蓋與電芯配合寬度這部份以電芯厚度實測為基準(zhǔn)需與電芯值一樣或都大0.03mm，主要防止注塑時溢膠 C:上蓋高度設(shè)計： 1：以電池成品長度減掉電芯與底殼尺寸后再減去0.25mm于下即為上蓋高度 D:上蓋內(nèi)槽設(shè)計： 1：為防止電池窗口跑膠PCB與上蓋內(nèi)槽配合尺寸為單邊放寬0.05mm 4-2.2:進(jìn)膠口設(shè)計 1：進(jìn)膠口設(shè)計成半圓形尺寸要求直徑1.2以上 2：進(jìn)膠口不可直接切到與面殼臺階平需留出0.2mm以上間隙 3:進(jìn)膠口需開在無防爆閥位置 4-2.3:支架設(shè)計 A:支架寬度設(shè)計 1:防止注塑時注塑膠流入防爆閥支架寬度 設(shè)計 以電芯實測寬度為基礎(chǔ)單邊縮小0.075mm B:支架底部設(shè)計 1：支架寬與電芯寬度單邊留0.1 2：支架與電芯槽面設(shè)計時需流一定的間隙 這樣才能使上部份支架臺階與電芯面完 全接觸并且保證下部份填充膠無法流入 （設(shè)計支架面與電芯面需在0.05mm以內(nèi)） 目的：為防止注塑膠流入防爆閥電芯臺階部份也需支架長膠填充 全低壓注塑 1：外觀設(shè)計要求 2：前蓋上端尺寸設(shè)計 3：銷釘設(shè)計： 4.銘牌設(shè)計： PET 珠光合成線 銘牌種類： 消銀龍 A:PET 1:PET粘貼鋰離子電池鋁殼電芯分別可采用0.1mm/0.08mm/0.06mm三種厚度銘牌（注0.1mm銘牌需表面復(fù)膜表面復(fù)油最厚采用0.08mm） B:珠光合成紙 1:珠光合成紙粘貼鋰離子電池鋁殼電芯分別可 采用0.12/0.1mm/0.08mm/0.06mm三種厚度銘牌 C:消銀龍 1:PET粘貼鋰離子電池鋁殼電芯分別可采用0.08mm/0.06mm三種厚度銘牌（注0.08mm銘牌需表面復(fù)膜表面復(fù)油最厚采用0.06mm） 4.MPACK電池設(shè)計規(guī)范 工藝流程圖 A.工藝特點: 一、優(yōu)點: 1、對電芯的保護性好：聚合物電芯外層包裹的是鋼片，硬度比鋁片好，對電芯的保護性更強； 2、外形尺寸穩(wěn)定易管控：上下鋼片是在模廠用沖床沖壓成型，尺寸的一致性非常好； （1）外觀：電芯外層包裹的是鋼片，電芯表面允許有不影響性能的凹坑； （2）對不同寬度電芯的包容性較好： 電芯是封裝在成型好的鋼片內(nèi)部，只要能放得下，不同寬度的電芯都能兼容,比如：Mi2電池目前用的是三家電芯，寬度尺寸各不同； 4、不會對電芯的內(nèi)部構(gòu)造及性能產(chǎn)生不良影響： 電池的前后端所填充的膠是從膠管擠出的，在常溫下進(jìn)行，對電芯也沒產(chǎn)生壓力作用； 5、電池外形美觀，質(zhì)感好； 6、工序簡單，可實現(xiàn)半自動化生產(chǎn)，直通率高； 二、缺點： 1、鋼片單價高； 2、不良品不易返修。 B.總體尺寸設(shè)計: 電池厚度（0.1）= 電芯最大厚度T+0.5（0.1） 電池寬度（0.1）= 電芯最大寬度W+0.7（0.1） 電池長度（0.1）= 電芯實體最大長度L+4（0.1） （PCB平放或PCB豎放的SONY、LG電芯） 電芯實體最大長度L+4.5（0.1） （PCB豎放的三星） C.結(jié)構(gòu)件設(shè)計: 1.后蓋+下鋼片組件設(shè)計規(guī)范 (1) 后蓋+下鋼片組件固定方式：兩者為模內(nèi)注塑成型，下鋼片尾部折 （2）后蓋：長度尺寸=下鋼片寬度 寬度尺寸=電池長度-0.3 最小厚度尺寸=1.1（下部要包下鋼片，上部要做U形槽用于勾住上鋼片如下圖紅色面） 左右兩邊各開個讓位槽，用于聚合物電芯尾部兩邊的讓位（見上圖紫色面） （3）下鋼片： A、尺寸： 寬度尺寸=電池寬度-0.25 長度尺寸=電池長度-前蓋頭部的a尺寸 高度尺寸根據(jù)電池厚度及R角情況來定 1. 后蓋設(shè)計規(guī)范 E.銘牌設(shè)計 1.銘牌材質(zhì)：全圓角電池首選0.08的PET覆膜工藝。 小圓角電池首選0.08的PET覆啞油工藝。 5.軟包工藝電池設(shè)計規(guī)范 工藝流程圖 工藝特點：該空間利用率高，工藝簡單，封裝成本較低。 總體尺寸設(shè)計： 長度L=電芯長度L1+2mm 寬度W=電芯寬度w+茶色膠0.06X2+銘牌0.1x2 厚度： T（電芯厚（4.3mm以上）=電芯厚度+0.3（（茶色膠+銘牌）x2）； T（電芯厚4.3mm以下）=（杜邦紙+茶色膠）0.13x2+板厚0.92+杜邦紙0.12+器件空間1.4+折彎0.3+鎳帶1.0+銘牌x2+0.5的反彈空間 PCB設(shè)計: 焊盤需要設(shè)計為2.5X0.8，間距0.6，便于工藝使用自動化焊接設(shè)備 FPC 設(shè)計 1、 FPC出線位置與BTB距離不宜過長，避免生產(chǎn)中造成折彎以及FPC傾斜不良。 如果因電路需求，考慮將FPC局部用茶色膠固定。 2、 針對BTB位置尺寸要求較高時，在FPC絲印標(biāo)示線條，方便目視檢驗尺寸。 如：長度尺寸為重點管控尺寸，在起規(guī)格上下限絲印線條標(biāo)示 銘牌設(shè)計： 1. 單面貼標(biāo)：厚度增加0.1mm 2. 兩面貼標(biāo)：厚度增加0.2mm，長度增加0.2mm，寬度增加0.2mm 3. 電芯表面印刷內(nèi)容，條碼使用二維碼噴碼 6.激光點焊工藝設(shè)計規(guī)范 A：生產(chǎn)效率高，成本低 1：激光點焊優(yōu)缺點： 優(yōu)點： B：工藝簡單 B：工藝簡單 A：PCB布局空間小,PCB要求精度高 缺點： B：貼片精度高，生產(chǎn)夾具精 度高 2：激光點焊工藝尺寸設(shè)計： A:頭部尺寸已塑殼尺寸為基準(zhǔn) A:長度：底殼厚度+電芯長度+成型鎳片高度+PCB厚度+塑殼厚度 B:電芯部份寬度以電芯實測值加貼紙厚度 B:寬度： C:尾部寬度一種以塑殼尺寸為基準(zhǔn)，另一種則以電芯實測寬度加貼紙厚度為基準(zhǔn) A:頭部厚度以塑殼厚度為基準(zhǔn) B:中間部份厚度以電芯規(guī)格書與實測相結(jié)合 C:厚度： C:尾部厚度一種以塑殼尺寸為基準(zhǔn)，另一種則以電芯實測厚度為基準(zhǔn) 此處需做170度斜角 3：成型Z型鎳片設(shè)計要求 與PCB相配合焊盤需開槽，增加鎳片與PCB焊盤強度（開槽為直徑0.5mm半圓） 激光點焊與成型鎳片邊緣需留0.5mm以上 4：激光點焊焊盤設(shè)計 激光點焊，焊點空間需滿足焊點直徑在0.8mm圓與圓之間可以相切但相求焊點離點焊焊盤邊緣0.5mm以上（焊點盡可能設(shè)計6個焊點空間，至少設(shè)計4焊點 5：激光點焊PCB設(shè)計 PCB兩端不可復(fù)蓋點焊焊盤，并且要求離焊盤0.5mm以上 激光點焊要求PCB厚度需滿足0.8mm以上 7.聚合物軟包電池自動化標(biāo)準(zhǔn)工藝設(shè)計 一．聚合物軟包電池自動化標(biāo)準(zhǔn)工藝設(shè)計： A、電芯周邊全部絕緣，采用卷狀茶色單面膠帶。 B、電芯與PCM組裝后全部采用茶色單面膠帶絕緣，并貼雙面膠定位。 具體說明如下： 1、電芯絕緣： 方案1說明：共貼7張茶色膠（頭部兩側(cè)2＋頭部上下面2＋電芯兩側(cè)2＋尾部1） ，針對客戶有特殊要求產(chǎn)品。 方案2說明：共貼5張茶色膠（頭部上下面2＋電芯兩側(cè)2＋尾部1），針對常規(guī)產(chǎn)品。 2、PCM絕緣（茶色膠絕緣+雙面膠定位）： 根據(jù)FPC的形狀不同，通常的3類包裹方式： 方式1 方式2 方式3 二、工藝設(shè)計方案差異點 類別 常規(guī)工藝 自動化工藝 工藝方案 1 外置PTC 貼片PTC 說明 外置PTC需要先進(jìn)行預(yù)加工修剪，然后與電芯負(fù)極點焊、整形，再與PCB點焊，工序復(fù)雜，耗時較多。難以上自動化生產(chǎn)線； PTC是貼片在PCB上，PCB上的正負(fù)極焊盤也是貼片成型鎳片，這些工序都是在SMT自動貼片完成，電芯只需要與PCB上的成型鎳片直接點焊即可，這樣的封裝效率高、一致性好。適合于自動化生產(chǎn)； 工藝方案 2 成型杜邦紙 卷狀茶色膠帶 說明 電池頭部使用成型杜邦紙絕緣保護，需要人工操作，無法使用設(shè)備自動化。也不利于物料的統(tǒng)一使用。 電池頭部使用卷狀茶色膠帶，分段組合粘貼，可以使用自動化設(shè)備； 工藝方案 3 PCB套塑料支架 PCB直接包裹 說明 某些特殊項目要求，電池PCB需要使用塑膠支架支撐，支架無法使用自動化設(shè)備裝配，耗時耗工； 電池頭部PCB反折到電芯杯狀凹槽后直接包裹絕緣膠帶，工序簡單，易于上自動化； 8.部件尺寸公差設(shè)計規(guī)范 物料類別 分類 序號 尺寸 公差 備注 襯墊 橡膠墊 1 外形尺寸 0.2 　 2 厚度尺寸 0.1 　 3 未注尺寸 按D級精度 　 硅膠墊 1 外形尺寸 0.2 硅膠材料容易變形，需帶離型紙測試尺寸 2 厚度尺寸 0.1 3 未注尺寸 按D級精度 PC片 1 外形尺寸 0.2 　 2 厚度尺寸 0.05 　 3 未注尺寸 按D級精度 　 茶色膠 1 外形尺寸 0.2 　 2 厚度尺寸 0.02 　 3 未注尺寸 按D級精度 　 杜邦紙 1 外形尺寸 0.2 　 2 厚度尺寸 0.05 　 3 未注尺寸 按D級精度 　 結(jié)構(gòu)件 塑殼 1 五金窗口 0.05 　 2 壁厚尺寸 0.03 　 3 外形尺寸 0.1 　 4 整機配合尺寸 0.1 　 5 組裝配合尺寸 0.05 　 6 未注尺寸 按C級精度 　 鎳片 1 外形尺寸 0.05 　 2 厚度尺寸 0.01 　 3 未注尺寸 按C級精度 　 線材 1 外形尺寸 0.5 　 2 端子尺寸 0.1 　 3 焊腳尺寸 0.5 　 4 未注尺寸 按D級精度 　 鋼片 1 外形尺寸 0.05 　 2 組裝配合尺寸 0.05 　 3 整機配合尺寸 0.1 　 4 厚度尺寸 0.01 　 5 未注尺寸 按B級精度 　 PCB 硬板 1 外形尺寸 0.1 　 2 厚度尺寸 0.4mm~0.8mm(-0.02~+0.12mm) 1.0mm~1.2mm(-0.02~+0.15mm) 1.4mm~1.8mm(-0.1~+0.15mm) 3 未注尺寸 按C級精度 　 軟板 1 FR4部分外形尺寸 0.1 　 2 FPC部分外型尺寸 0.15 　 3 FR4+FPC厚度尺寸 0.1 　 4 PI/鋼片+FPC厚度尺寸 0.05 　 5 未注尺寸 按C級精度 　 包裝 銘牌 1 外形尺寸 0.2 　 2 厚度尺寸 0.02 　 3 未注尺寸 按D級精度 　 泡殼 1 外形尺寸 2 　 2 內(nèi)槽尺寸 0.5 　 3 厚度尺寸 1 　 4 未注尺寸 按D級精度 　 紙箱 1 外形尺寸 5 　 2 厚度尺寸 1 　 3 未注尺寸 按D級精度 　 公差帶設(shè)計：