Project 1

主 機 外 殼 設 計

 

上蓋設計

下蓋設計

前框設計

控制面板設計

磁碟機座設計

磁碟機遮蓋板設計

門的設計

風扇機座設計

 
 

5-1 上蓋設計

5-1.1 基本設計要求

 

上蓋之基本設計要求需達到EMI(Electromagneric Interference)之防制效果,且能結合前框及下蓋,使成為完整的組合,而且亦能支托螢幕及其他物品之重放置。

 
 

5-1.2 實例研究

 

上蓋與前框結合時,折角處要平整,以免凸出造成前框有間隙,如圖5-1所示。

 

上蓋與下蓋結合時,能互相重疊(Overlap)並接觸,以達EMI防制效果,如圖5-2所示。

 

上蓋兩側之角度,因應結構需要,應特別要求角度公差,如圖5-3所示。

 

上蓋與下蓋組合,在四周應有搭接或扣接之強度需求,如圖5-4所示。

 
 

5-1.3 標準設計建議

 

面板固定在下蓋時,上蓋前緣之設計宜採插入式(插入面板)處理,如圖5-5所示。

 

面板固定在上蓋時,上蓋前緣之設計宜採平貼式(用螺絲固定)處理,如圖5-6所示。

 

上蓋從前方裝入時,其後緣的設計則貼合下蓋之內側,如圖5-7所示。

 

上蓋由後方套入時,其後緣的設計則貼合下蓋之外側,如圖5-8所示。

 

上蓋兩側,採用由上而下的跨接後搭接,結構強度及EMI防制效果佳。如圖5-9所示。

 

上蓋與下蓋之貼合面,要以上蓋的內面為準,以達接觸最佳的效果,如圖5-10所示。

 

上蓋與下蓋結合用的螺絲孔位,建議採用長圓孔,以吸收上蓋或下蓋,因組合後所產生的微量偏移,如圖5-11所示。

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5-2 下蓋設計

5-2.1 下蓋基本設計要求

 

下蓋之強度必須能承受所有零組件之重量而不變形,且與上蓋之結合能達到EMI之防制效果,而且散熱孔須能滿足空氣流量及合乎Safety要求。

 
 

5-2.2 案例研究

 

在一大平面上抽引凸肋,可增加平面強度,如圖5-12所示。

 

在邊緣處加折角,亦可增加強度,保持平面度,如圖5-13所示。

 

下蓋之前後板特別要求角度公差時,須加連接桿(Link bar)或支架(Bracket),以維持其直角度,如圖5-14所示。

 

下蓋在點焊與支架(Bracket)組合時,可用治具或在組合件上做固定凸點及固定孔來定位。若以固定凸點及定位孔作業時,不可將點焊放在定位孔上,否則易脫落,如圖5-15所示。

 

PC在運作時,溫度會升高,為了使溫度不致太高,則需要適量的散熱孔使空氣對流,以降低溫度。但Safety要求其孔不能太大,造成不必要之危險。依UL、CSA要求圓孔內經不可大於φ2m/m,若為SLOT則寬不可大於l.5m/m,長不可大於2Om/m,如圖5-16所示。

 

上蓋與下蓋為了EMI問題,緊密接觸時,則組立困難,若無干涉,無接觸時,則EMI過不了。故可在每隔一段距離加一彈片來作上蓋及下蓋之間的接地。但若將彈片點焊在下蓋上,則烤漆作業困難,生產線上作業時易脫落。若將彈片做成扣插式於生產線上組台上、下蓋時再加上彈片,可避免重修(Rework)之困擾。

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5-3 前框設計

5-3.1 前框之基本設計要求

 

前框係結合控制板及磁碟機面板。以達造形設計之外觀要求,同時與上蓋及下蓋組合成為完整之系列。前框之設計需能達到EMI之防制效果,且能夠合乎USER之操作使用要求,而且在外觀上須具有美觀與品牌及型號標示之要求。

 
 

5-3.2 案例研究

 

上蓋與下蓋組合後,正面只可見前框,不可讓鐵殼(Case)有露出之情形,如圖5-17所示。

 

表面不得有縮水或明顯之熔合線或毛邊之現象,如圖5-18所示。

 

前框設計製造時,表面不可有尖銳角度之情形,以避免會刮傷操作者之情形,造或FCC缺點,如圖5-19所示。

 

前框與電源開關按鍵之組合時,其間隙及操作性須詳加考慮,以防止因間隙太大造成鬆動或因間隙太小,造成卡鍵之現象,如圖5-20所示。

 

燈號顯示板(Led board)之裝配,儘可能以裝配在前面框(Bezel) 上,儘量避免在下蓋上,以防止LED無以對準燈罩(Lens) ,造成外觀上之缺陷,又LED與LED間,最好設計四方框(LIP)擋光,以避免光線漫射,造成外觀上之顯示不確實,如圖5-21所示。

 
 

5-3.3 前框之標準設計建議

 

前框固定在上蓋時,前框上面宜在內部設計四方框(LIP),一則定位,一則防止上緣因長度太長造成凹陷,如圖5-22所示。

 

前框固定在下蓋時,在與下蓋組合後,其上緣之間隙不宜太大,以使上蓋插入後能支撐其上緣面,防止凹陷,如圖5-23所示。

 

為使成型品能自型模中取出,型模必需分模,而產生之細線狀之分模線。開始設計前框需選定分模線位置,並注意下列各點:

 

 

分模線最好保持同一平面,若實際需要,不能同一平面,則需注意保持一斜度,以利脫模,如圖5-24所示。

 

 

避免位於明顯位置,以影響形狀、外觀,分模線位置會影響形狀。裝配後,可隱藏住不會露於外觀面,如圖5-25所示。

 

 

應位於加工容易之位置。

 

 

應對澆口位置及形狀考慮。

 

 

較特殊之形狀或複雜區域應考慮在外形上能允許有因鑲塊或滑塊而產生之接合線存在,如圖5-26所示。

 

脫模角度(Draft angle):為使成型品在型模中,脫出容易,脫模斜度(或稱Taper)為必需者。

 

 

不妨礙外觀及形狀情形下,範圍愈大愈佳。

 

 

適當之脫模角度約為1/10~1/30(1°~ 2°)。

 

 

實用之最小值為1/120(約1/2°)。

 

 

表面有咬花之處理,以咬花粗細決定脫模斜度,一般為咬花深度(Texture depth)O.00lINCH(O.025mm)時,脫模斜度至少l°以上。

 

肉厚: 肉厚以各處均一為原則。並需考慮構造強度及能均勻分散衝擊作用力,儘量避免稜銳部薄內部之產生,以防充填不足。於實際產品設計上,常因結構及經濟原因,需作肉厚變化及形狀。階梯形厚度變化常易於外觀面形成變形現象,此點可由加R角或斜角改善之。應有不一致的內厚時,應如下表所示,逐步減低為佳。

 

內圓角及外圓角(Radii and dillet)圓角作用為消除應力集中現象,製造出較大結構強度,並提供了流線形的流路,使其從模具頂出容易,節省模貝加工的優點。我們建議R最小為0.5mm,圓角R對於應力集中因素的影響,可看出最佳的圓角設計為R/T=0.6,超過這點之後,R即使再增加,也只能小部份減少應力集中現象,如圖5-27所示。

 

:凸緣或肋可用來增加成型品強度而不增加肉厚。這些設計不僅提供了強度,而且也在冷卻時避免了扭曲。一般說來,肋與肉厚之關係如圖5-28所示,如此凸出肋的後面才不致形成凹陷的外觀面。肋的方向最好與GATE同向。另外增強肋間之間隔儘可能在壁厚之2倍以上,如圖5-29所示。

 

凸轂(B0SS):凸轂為穴之補強及組合時之嵌入或為支撐其他東西之 用。轂部的高度值限制於其直徑的兩倍以內,以求獲得結構強度。凸轂過高,由於空氣聚集,容易引起氣孔及充填不足,如必需有較高轂部則應於凸轂之側面設置增強肋,使材料流動容易。為避免凸轂根部外觀面有縮水,可於凸轂周圍偷料(削減肉厚),但不可切削太深,否則外觀面亦會有痕影產生,如圖5-30所示。

 

熔合線:熔合線位置儘量不要於外觀面出現,可利用澆口大小、形狀、數目或於澆口附近擋料,來決定熔合線位置為材料流動最後會合地方,故其結構強度較弱,應避開成品LOAD之處,如圖5-31所示

 

欲加裝LED或其他配合物之孔或開口時,開口之四周應有倒角或圓角以利裝配,如圖5-32所示。

 

若有前後殼或土、下蓋配合的地方,儘量做後殼(下蓋)是嵌入前殼(上蓋),以防止由使用者一方,即可看到間隙(如圖5-33)。

 

前框與鐵殼(CASE)組合時 前框之全周外部尺寸,最好稍大於CASE(約每邊O.5mm),以防止組立後,或落下試驗時之相對外移,而從正面看到鐵殼(CASE)露出。前後嵌合時應留意以下重點:

 

 

必須確實鉚合,以防於落下試驗時,有彼此之相對位移。

 

 

角落部份的圓角最好大些,而且儘量削掉角落前後殼嵌合之重疊(Overlap)面積。

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5-4 控制面板(Control panel)設計

5-4.1 控制面板基本設計要求

 

控制面板基本上含有電源開關(Power switch),重新設定開關(Reset switch)、指示燈(Indicate led),以及鎖(Key lock),由控制面板(Control panel)固定而成一個裝配組合。

 

控制面板需能承受ESD(Electric Static Discharge)之測試,而不會導致電路之破壞。

 

控制面板具有控制(Control)及指示(lndicate)雙重作用。

 

指示燈(Indicate led)可顯示電源(Power)、執行速度(Speed)及硬式磁碟機(HDD)之功能。

 

(Key lock)可鎖定重新設定開關(Lock reset switch)、鍵盤(Keyboard)、電源開關(Power switch)及外殼(Housing)之功能。

 
 

5-4.2 案例研究

 

設計電源按鍵時(Power knob),避免直接套在電源開關(Powerswitch)之傳動桿(Lever)上,應採用間接傳動,如圖5-34所示。

 

設計重新設定鍵蓋(Reset key cap)時,亦應避免直接套在重新設定鍵開關(Reset key switch)上,應以間接傳動方式,以避免卡鍵,如圖5-35所示。

 

指示燈(Indicate led)不要直接外露,以避免ESD之破壞,如圖5-36所示。

 

控制面板(Control panel)與下蓋(Lower case)之組配,應以定位梢定位,以避免控制面板歪斜,如圖5-37所示。

 
 

5-4.3 控制面板標準設計建議

 

電源按鈕(Power knob)設計時,採浮動設計或間接傳動設計,以避免因尺寸誤差或電源開關傳動桿(Power switch lever)偏擺,所造成之卡鍵現象。浮動設計之電源開關按鈕(Power switchknob),如圖5-38所示。

 

電源按鈕(Power knob)可設計成,利用連接桿(Link bar)帶動電源開關(Power switch),此時之電源開關與電源器外殼(Sps housing) 結合在一起,此型式之設計有避免安全規定(Safety)及電磁波干擾(EMI)困擾之好處,但必須考慮其作業性是否良善。

 

重新設定鍵開關(Reset key switch)為防ESD之破壞,建議使用間接傳動方式,以保持相當距離,且為避免重新設定鍵開關(Resetkey switch)之卡鍵,則承載開關之印刷電路板(Switch PCB)之平面度,必須特別注意。

 

指示燈(Indicate led)避免ESD破壞,建議採用燈面板(Led plate)或燈罩(Lens)隔離。

 

燈面板(Led plate)之面積大小除配合外觀設計之外,希望能再考慮其貼付面積之大小,不要因貼忖面積太小,而易掉落,影響品質。

 

燈面板上之燈(LED),明視範圍應較燈面為小,以吸收兩者中心尺寸之偏差,並以半透明印刷處理,以使燈之光線均勻透出。

 

燈罩(Lens)之設計,其截面應較燈截而為小,並將其表面霧狀處理,以使燈光線均勻透出。

 

燈面板上之鎖(Key lock)沖孔,應較控制面板(Control panel)上之靠破孔為小,以吸收兩者中心線之誤差。

 

控制面板(Control panel)本身之設計應注意與下蓋之結合,必須有定位梢與定位孔之配合,以避免控制面板組合之歪斜,且與前面框(Bezel)之定位也需同時考慮,如圖5-39所示。

 

控制面板組合(Control panel unit)與下蓋(Lower case)之固定,亦可採用浮動方式,使控制面板組合有自動對正之效果(如固定處加裝墊片)。

 

控制面板與印刷電路板(Control PCB)之間,必須有定位構造設計,以免印刷電路板歪斜,導致重新設定鍵開關卡鍵之可能。

 

控制面板組合若有加支架(Bracket)之設計,則控制面板與支架之間,需以定位梢定位,避免歪斜。

 

控制面板上固定印刷電路板(PCB)之凸轂(Boss)尺寸建議如圖5-40所示。

 

(Key lock)若為了共用(Multi-purpose),需考慮其傳動之微動開關(Microswitch)之間的相關位置尺寸,其傳動之傳動桿(Lever) 考慮具彈性之形狀設計,吸收傳動桿與微動開關間之尺寸誤差,但其反彈力不可太大,以避免傳動桿反彈,以致鎖(Key lock)不會上鎖(Lock)之現象發生。

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5-5 磁碟機座(Disk driver mounting)設計

5-5.1 磁碟機座基本設計要求

 

磁碟機座設計是要能達到電磁干擾(EMI)之防制效果,且能使拆裝容易,模組的互換性佳。

 
 

5-5.2 案例研究

 

磁碟機座與下蓋(Lower case)組立時,須防止傾斜或變形。

 

組立時,能考慮相互配合間以定位點定位,防止移位。

 

磁碟機(Driver)與機座(Mounting)間固定,儘可能直接接觸,如不直接接觸時,考慮以金屬及金屬接觸,達到EMI要求。

 

磁碟機(Driver)與機座(Mounting)固定後,儘可能在外緣再加上一個外蓋(Cover)防止電磁波干擾(EMI)(裝軟式磁碟機時,才需加裝外蓋)。

 
 

5-5.3 磁碟機座標準設計建議

 

機座(Mounting)固定於下蓋時,螺絲儘量減少。

 

磁碟機與機座間之配合,設計結構須易拆換。

 

機座四週邊緣須加補強肋,防止變形。

 

點焊機座(Spot mounting)時須以治具配合,防止產生變形。

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5-6 磁碟機遮蓋板(Dummy cover)設計

5-6.1 磁碟機遮蓋板基本設計要求

 

美觀:產品完整性,提昇產品形象。

 

易裝度:提昇設計層次,配合自動化裝配。

 

成本低:製模簡單,成型容易。

 
 

5-6.2 案例研究

~~~51/4"遮蓋板與31/2"遮蓋板的比較~~~

51/4"與31/2"遮蓋板整個組合比較,可發現31/2"遮蓋板,在產品美觀的完整性與裝配的設計層次,都比較理想,但模具製作成本上則相差無幾。

 
 

5-6.3 磁碟機遮蓋板標準設計建議

 

遮蓋板(Dummy cover)儘量避免螺絲組配,採取直接卡入設計。

 

肉厚與補強肋(RIB):平均一般肉厚lmm l.5mm即可,肋的補強,儘量減少,以降低成型成本。

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5-7 門(Door)的設計

5-7.1 肉厚

 

一般平均由2.5mm至3.5mm狹長形,最佳為2.5mm,寬長形或面積較大時為3mm(門會軟一點).3.2mm及3.5mm(較易跑料時用。

 
 

5-7.2 入料口之選定

 

入料:

 

 

 

因門之面積均為中上,且有整齊線及外觀要求,對於流痕及變形都有影響入料處為成品之1/3處,如圖5-41所示。依經驗,請不要由中心及側面中心入料,其情形如圖5-42所示。

 

結合線及流痕:

 

 

結合線儘量移到非外觀區或外觀面積小的區域內,請勿留在中心或肉小的地方(易折斷)方式:(1)擋料; (2)入料位置; (3)增加跑料方向肉厚等。

 

 

流痕為直接入料與頂珍入料最需擔心之事,因門面積不像前面板,且一定為平坦形,跑料迅速才產生的流痕,如圖5-43所示。

 

 

對策方式如圖5-44。

 

 

 

加一凹溝,阻擋冷料迅速進入。

 

 

 

門最好側面有一道肉厚,再由上入料。

 

 

 

冷料堆積,多幾處。

 

 

 

母模流道處加熱溫(有油、電)。

 
 

5-7.3 強度補強

 

補強方式如加肋(RlB),加多強度夠,但變形愈大,由肋拉過,所以補強之肋並非愈多愈好,一旦變形運用治具也壓不回,肋之厚度最好為1.3mm拔模到lmm。

 
 

5-7.4 斜梢

 

門之設計,大體為轉軸式,所以會有斜梢之行走,其構造對於成品之設計,需注意到:

 

 

退模。

 

 

是否需要加頂針頂住。

 

 

考慮如何在試模後量軸心之尺寸。

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5-8 風扇機座(Fan mounting)設計

5-8.1 風扇機座基本設計要求

 

風扇機座是結合風扇與下蓋之組合,須能易裝、易拆。

 

風扇機座之材質硬度之要求,須能略低於組合之螺絲(用自攻螺絲時)。

 

風扇之型號(Model)不同時,須能共用風扇機座。

 

風扇機座材質之使用,亦須考慮須表面處理及是否接地。

 

需考慮降低成本(cost down)之可行性(含材質、加工製程)。

 
 

5-8.2 案例研究

結合風扇與下蓋用帶頭螺絲(Tap screw)時,螺絲之強度須特別要求,否則螺絲易滑牙,無法鎖定。

 
 

5-8.3 標準設計建議

可以設計成用卡的方式,如橡膠腳墊(Rvbber foot),或支撐墊片(Support spacer),使療養易裝易拆,如圖5-45所示。

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