蓝牙耳机结构设计规范.docx

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蓝牙耳机结构设计规范

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第一章综述 2

第二章公司产品简介 2

第三章结构设计规范——材料篇 5

第四章结构设计规范——设计篇 14

第一节上下面壳的设计规范 14

第二节按键的设计 85

第三节导光柱（LIGHTPIPE）的设计 146

第四节MIC声腔、RCV声腔的设计 150

第五节天线 183

第六节电池 184

第七节模切件 184

第八节装饰片 193

第九节螺丝螺母 202

第十节屏蔽罩 213

第五章表面处理 213

第一节塑胶件表面处理工艺介绍 213

第二节喷漆（PAINTING） 213

第三节电镀、NCVM（VM） 231

第四节印刷 234

第五节镭雕 234

第六章耳挂设计 235

1 定义分类 277

第七章与结构相关的测试设计要点（ESD、盐雾等） 284

第一章综述

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一、目的

Ø为了使结构设计规范化，有章可循；

Ø逐步积累结构设计生产中遇到的经验教训，提高整体结构设计水平。

二、范围

本规范仅适用于歌尔公司蓝牙耳机的结构设计；仅供CEAP-MD部门的设计人员参考使用。

三、保密等级

机密。

（严禁外泄，违者必究）

第二章公司产品简介

一、蓝牙技术

蓝牙耳机是指采用蓝牙技术（Bluetooth）进行数据传输的无线耳机，可以同其它具有蓝牙语音功能的设备配对使用，如蓝牙耳机、电脑等。

其最大的优点是“安全健康”，因为它的辐射很小，同蓝牙耳机等产品相比，其对人体造成的伤害可以忽略不计。

一般情况下，蓝牙的使用频段为：

2402MHz~2483MHz，通讯距离要求在100m以内。

我公司的蓝牙产品主要是蓝牙耳机，有以下几点需要注意：

1、性能参数：

详见表一：

2、常用芯片：

常用的芯片选择有两种情况（具体规格见相关的spec及公司标准库）：

1.1单声道耳机可用方案：

CSR:

BC03MM/BC03AF/BC04A11（低端耳机）/BC05MM（高端耳机）

/BC06AR ;BroadCOM:

BCM2044

1.2立体声耳机可用方案：

CSR:

/BC03MM/BC03AF/BC05MM（高端耳机） ; BroadCOM:

BCM2047

3、常用蓝牙天线：

冲压天线、印制天线、Chip天线（详见《蓝牙耳机结构设计规范——天线设计》）

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项目

指标

-6~+4dBm

声学

频响

Rx:

10±5dB；Tx:

-21±4dB

失真

THD＜5%

静态噪声

Rx＜45dBspl；Tx＜-50dBv

TCLW

14dB以上特殊要求的为19dB以上

待机时间

200小时

通话时间

5~6小时

电池

单声道

80mah （满足3、4要求时的最小电池容量）

立体声

150mah （满足3、4要求时的最小电池容量）

表一

二、公司产品

简介

目前，公司的蓝牙产品主要有以下4类：

1、GBH系列蓝牙耳机

头戴单声道蓝牙耳机，体积小、重量轻，便于携带。

结构上主要由上下面壳、按键（包括多功能按键、侧按键）、导光罩、MIC胶套、RCV胶套、耳挂（或领夹）、PCB板及电池等几部分组成。

下图是GBH100蓝牙耳机的外观图。

GBH100 GCK800

2、GCK蓝牙耳机

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车载蓝牙耳机由于采用了耳机和扬声器自由分合的设计理念，在结构上包括耳机主体部分和车载（Carkit）部分，所以它除了具有GBH耳机的功能外,还可以放到车上使用,具有免提功能，方便随意。

上右图是GCK800车载蓝牙耳机的外观图。

3、GSH蓝牙耳机

立体声蓝牙耳机采用双声道技术,有两个耳塞,声音效果好。

下图是GSH300耳机的外观图。

GSH300 GBDU60

4、蓝牙适配器（BluetoothDongle）

4.1GBDU

一种具有蓝牙功能的数据传输收发装置,通过USB接口装到没有蓝牙功能的设备上,如电脑,使其和具有蓝牙功能的设备如蓝牙蓝牙耳机、蓝牙耳机之间进行无线数据传输。

上右图是GBDU60的外观图。

4.2GBDA

蓝牙音频适配器,装到不具有A2DP音频输出功能的设备上，使其能传出立体声效果的蓝牙音频信号。

下图是GBDA60的外观图。

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GBDA60

第三章结构设计规范——材料篇

1、零件材料的选择

我公司目前常用的材料可分为：

塑胶材料、可塑性软胶、硅胶、五金、泡面、双面胶、粘胶类、防水网类（防尘网类）等。

下面就塑胶材料、可塑性软胶材料等材料详细介绍。

1.1塑胶材料

GOER公司常用的塑胶材料为

PC、ABS、PC+ABS、PMMA、POM、PP、TPE、TPU、TPR、PA6、PA66+GF10%（或GF15%）、SIR、

环保PVC等。

1.1.1PC（聚碳酸酯）

属于工程塑料,具有突出的冲击韧性，有很高的耐热性，耐寒性也很好，抗弯强度与尼龙相当，并有较高的延伸率和弹性模量，收缩率小，尺寸稳定性好，成型的零件可达很精密的公差，耐磨性与尼龙相当，并有一定的抗腐蚀能力，但注塑流动性差,对模具表面的摩擦大,价格高。

有些牌号的PC材料（如GE的PC141R）具有较好的透光性，透光率较好，但次于PMMA。

一些要求不高的透明件如导光柱等零件可以选择此种材料。

PC的缩水率为0.5-0.8%,常取0.5%,密度为1.2g/cm3,注塑成型时模温为70-90℃,注塑机料筒温度为260-300℃,溢边值0.06mm,因此模具排气槽的深度一般为0.03-0.04mm，注塑前要求干燥时间长，约3-4H，干燥温度为：

80-120℃。

对于所有塑胶原材料来讲，干燥时间不能过长，温度不能太高，否则原材料容易结快，还会影响透明度，容易发黄、发黑，主要是原材料分解造成。

耳机的上下壳体及带有卡扣的零件常选用PC做为原材料，导光柱也常用PC做原材料，材料厂商主要为：

美国GE：

PC1414、PC141R、940A-116、943A-116、940A-701、943A-

701、923NC、923BK、141R-111945、920NC、920BK、500R、3412R、3413R、3414R

台湾：

110

日本出光：

IR2200 三菱：

S2000VR、S3000VR 帝人：

1250Y、1225Y、2250G、2250Y、G-

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3420R、G-3430R、G-3410R 陶氏：

201-10、201-15、301V-15

德国拜耳：

2805、2807、2605、2405、2858、2865、2857、6555、6485。

1.1.2ABS丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚体

属于通用工程塑料，具有良好的综合性能，高冲击韧性和良好的机械性能，优良的耐热耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定，表面可电镀（最好为电镀级ABS，如：

台湾奇美ABS 727），易注塑成型，同PC相比价格便宜。

ABS的缩水率为0.3-0.8%,常取0.5%,密度为1.05g/cm3,注塑成型时模温为50-80℃,注塑机料筒温度为200-240℃,溢边值0.04mm,因此模具排气槽的深度不能大于0.04mm，一般为0.03mm，注塑前要求干燥时间短，约2-3H，干燥温度为：

70-80℃。

耳机的按键等要求强度不高的零件常选用ABS做为原材料，材料厂商主要为杜邦公司、台湾奇美公司等。

1.1.3PC/ABS

PC/ABS树脂为塑料合金（Alloy），是同时具有ABS的加工性，耐冲击性，加工性优点和PC工程塑料的理想物性的优良的塑料合金树脂。

此树脂尤其热稳定性，尺寸稳定性，耐候性优良，并且具有仅次于ABS的作业性，后加工性，价格界于ABS和PC之间。

通用级PC/ABS的缩水率为0.5-0.7%,常取0.5%,密度为1.12g/cm3，PC/ABS合金的熔融温度比普通ABS树脂提高了10℃左右，成型温度提高20--30℃，模具排气槽同ABS，注塑前要求干燥时间短，约3-4H，干燥温度为：

105-110℃。

要求不太高的耳机的上下壳体及带有卡扣的零件常选用PC/ABS做为原材料，材料厂商为：

美国GE：

C2950-111、C2950HF-111、C2950-701、C2800-111、C2800-701、C6200-

111、C6200-701、C6600-111、C6600-701、C1200-100、C1200HF-100、C1200-701、C1110-

111、C5400-701；

韩国三星：

NH-1000T；

德国拜耳：

T45、T65、T85、FR2000、FR2010、FR3000、FR110 、FR3005。

1.1.4PMMA聚甲基丙烯酸酯（又叫亚克力或有机玻璃）

属于工程塑料，有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5%。

机械强度较高，有一定的耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好，

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尺寸稳定，易于注塑成型，价格比PC便宜，但质较脆，易熔于有机溶剂，表面硬度不够，易擦毛，使用时表面通常要UV加硬。

PMMA的收缩率0.2-0.8%，常取0.5%，密度为1.19g/cm3，注塑成型时模温度为65-80℃，注塑机料筒温度为225-245℃，溢边值0.03mm，模具排气槽深度一般为0.02，注塑前要求干燥时间短约2-4H，干燥温度为70-80℃。

材料厂商主要为：

日本三菱：

MF001、VH001 日本：

GF1000、GF1000S、GH1000S 日本旭化成：

560F、80N住友：

LG2

台湾奇美：

CM-211、CM-205、CM-207日本旭化成：

560F、80N住友：

LG2

1.1.5POM聚甲醛（又叫赛钢）

注塑性能较好，强度、刚度高，减磨耐磨性好，适于制作减磨耐磨零件,传动零件如齿轮等。

比重:

1.41-1.43 g/cm3，成型收缩率:

1.2-3.0%，常取2% 注塑成型时模温度：

170-200℃

，注塑机料筒的温度为：

190-210℃，干燥条件：

80-90℃，3-5小时。

极易分解，分解温度为

240度。

分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。

故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。

溢边值

0.03mm，模具排气槽孔深度不得超过0.02mm,宽度在3mm左右。

主要厂商为：

台丽钢：

FM090日本：

东丽S761

1.1.6PP聚丙烯

PP的拉伸强度和刚性都比较好，但冲击强度较差，特别是低温时耐冲击性差。

表面硬度：

PP的表面硬度在五类通用塑料中属低等，仅比PE好一些。

当结晶度较高时，硬度也相应增加一些，但仍不及PVC、PS、ABS等。

PP的耐热性是最好的。

PP塑料制品可在100℃下长时间工作，在无外力作用时，PP制品被加热至150℃时也不会变形。

PP是所有合成树脂中密度最小的，仅为0.90~0.91g/cm3，成型收缩率:

1.0-2.5%，注塑成型时模具温度为:

30-50℃，注塑机料筒的温度为：

200-300℃。

加工性能良好，成型加工流动性良好，特别是当熔体流动速率较高时熔体粘度更小，适合于大型薄壁制品注塑成型。

模具温度

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低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形。

溢边值0.03mm，模具排气槽深度一般为0.02mm

1.1.7PA（尼龙，聚酰胺）

1.PA是一类主链上有许多重复酰胺基团的高分子化合物

2.工艺特性：

（1）吸水性：

部分PA的吸水情况

树脂品

种

PA6

PA9

PA11

PA12

PA13

吸水性%

1.2-3.0

0.15-0.25

0.5-1.0

0.6-1.5

0.5-0.8

树脂品

种

PA66

PA610

PA612

PA1010

PA1313

吸水性%

0.9-2.0

0.4-0.5

0.5-1.3

0.2-0.4

0.2-0.3

部分PA的熔点温度

流动性；

（3）

结晶性：

除透明尼龙外，其余大都是结晶性高聚物

（2）

树脂

品种

熔点

215-221

220-223

152

210-215

185-187

178-180

180

树脂品种

610

612

613

1010

1313

熔点

260-265

220-225

205

210

200-205

170-174

部分PA品种的成型收缩率

收缩率：

PA收缩率较大

（5）

热稳定性：

PA热稳定性比PP，PE等差得多

（4）

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树脂品

种

PA6

增强

PA6

PA9

PA11

PA12

收缩率%

0.8-2.4

0.3-0.7

1.5-2.5

1.2-2

1-1.6

树脂品

种

尼龙66

增强尼龙66

尼龙6/9

尼龙

610

增强尼龙610

收缩率%

1.5-2

0.2-0.8

1-1.5

1.2-1.8

0.4-0.7

树脂品

种

PA612

PA6/66

PA1010

增强

PA1010

透明PA

收缩率%

1.0-1.1

0.6-1.5

1-2.3

0.3-0.5

0.5

性，壁厚小于5mm的制品一般用冷却水控温的

加热控温装置的要求是能够在120℃以下几种PA的最高模温

模具温度：

一般制品壁厚大于5mm应采取加热控温方式，对于具有一定柔软

（4）

下

排气：

PA树脂的溢边值在0.03左右，所以排气孔，槽应控制在0.025mm以

（3）

穴；主流道的斜度为4º-6º；分流道的直径等于或大于制品的厚度，梯形流道的截面高度为上

底的2/3，下底宽为上底的3/4；浇口直径一般为制品壁厚的2/3-3/4，但最小不得小于0.8mm

流道与浇口：

除PA66等少数品种外大部分可用热流道模具；应有足够的冷料

（2）

制品厚度：

制品一般不低于0.8mm，1-3.2mm是尼龙类制品常用的范围

（1）

制品与模具设计：

成型设备：

设备生产螺杆头子应配有止回环；头子一般应是字自锁式喷嘴

树脂品种

模具温度℃

树脂品种

模具温度℃

PA6

110

PA610

100

PA11

PA612

PA12

100

PA1010

110

PA66

120

PA干燥工艺参考表

原料准备：

干燥方法

温度℃

时间h

料层厚度

备注

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真空干燥

95-105

12-16

＜50

真空度>

95KPa

热风循环干

燥

90-100

15-20

＜25

负压沸腾干

燥

100-110

15-

30（min）

一次加料量

40-80kg

制品壁厚与模具温度的关系

模具温度：

波纹，冲模不足等问题

注射速度：

对尼龙而言注射速度以略快为宜，可防止因冷却速率过快而造成的

（3）

注射压力：

可根据制品情况而选择压力一般在60—120MPa选取

（2）

料筒温度：

根据原料选择料温

（1）

成型工艺：

制品壁厚mm

模具温度℃

制品壁厚mm

模具温度℃

＜2

20-40

6-10

60-90

3-6

30-60

>10

>100

（i）热处理：

制品可在无氧的情况下可用红外线，热风循环处理；但常用的办法是放

入（矿物油；甘油；液体石蜡等）液体有一定温度中进行的；热处理的温度应高于制品的使用温度10-20℃处理的时间视制品的厚度而异，厚度在3mm以下为10-15分钟，厚度为3-6mm时间为15-30分钟经热处理的制品需缓慢冷却至室温

制品的后处理：

（4）

安全须知：

PA树脂开机是首先开启喷嘴温度、然后开启料筒的电源，

（3）

脱模剂的使用：

使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善或消除作用

（2）

（i）再生料数不宜过多，最好不要超过三次

（ii）使用量应控制在新料的25%以下；混合后必按工艺要求进行干燥，方可使用

再生料的使用：

（1）

成型中的注意事项：

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（ii）调湿处理：

调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的，其办法有两种：

一是沸水调湿法；二是醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为1.25：

1，沸点121℃）前者操作方便，只要将制品放置在相对湿度65%的环境下以使其达到所要求的平衡湿度量就可以了，但由于此方法耗时较长，故一般采用后者；调湿处理的温度为80-100℃，处理的时间主要取决于制品的厚度，当壁厚为1.5mm时约2小时，3mm为小时，6mm的为16-18小时。

1.2热塑性软胶

1.2.1TPE热塑性弹性体

TPE属于热塑性弹性体，是一种兼具热塑性塑料和传统硫化橡胶优异性能的材料，弹性好，抗震防滑，手感柔软，耐热性较好（100℃），常和硬胶材料如PC，PP等一起双色注塑，用做耳挂。

TPE密度为0.89~0.98g/cm3，缩水率为1.2～2.0%，注塑成型时模具温度35～65°C，注塑机料筒的温度为160-200°C，物料一般无需干燥,表面要求高部件可烘50°C约2～4小时，可任意比例加入回收料。

溢边值 mm，模具排气槽深度一般为

主要厂商为：

1.2.2TPU

TPU（热塑性聚氨酯弹性体）有卓越的高张力﹑高拉力﹑强韧和耐老化的特性，是种成熟的环保材料。

目前，TPU已广泛应用与医疗卫生及体育等方面。

强度高﹑韧性好﹑耐磨﹑耐寒（-40~-70℃）。

长期使用温度为80～90℃，短时间可达120℃左右。

产品能获得较好的外形，尺寸稳定，变形小。

其缺点是湿表面摩擦系数低、容易打滑。

长时间的日光照射下会变色发暗，物理性能逐渐降低。

酶菌也会导致聚氨酯的降解，因此工业生产中使用的聚氨酯橡胶中都添加了防老剂、紫外线吸收剂、防酶剂等。

此外,TPU成本也较高。

（TPU/8792 A/德国拜耳/48500元/吨，TPU/NX-85A/台湾高鼎/35500元/吨）

TPU材料的缩水率随着材料的牌号的不同一般在0.5%～2.0%的范围内波动。

1）干燥温度和时间

硬度90A以下80—90℃×3-4小时硬度95A以上90—100℃×3-4小时

低硬度品干燥温度过高会相粘结块，而且干燥时间过长，会容易产生黄变。

2）射出机射出成型温度参考（单位℃）

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规格

喷嘴

85A

175

180

185

185-190

95A

180

185

190

190-195

64D

190

195

200

200-205

72D

195

205

210

210-215

耳机的的usb盖、耳塞胶套常用。

目前市场主要有德国拜耳，美国诺誉，美国AES公司的

Santoprene系列，台湾高鼎，台湾三晃，牌号繁多。

1.2.3TPR

TPR综合了橡胶的性能和良好的可加工性,而且与传统热固性橡胶相比,TPR还具有可回收再用,加工制品的性能均匀,尺寸容易准确控制等优点.因此,在汽车、建筑、医疗器械、包装、家用电器和消费品等领域

TPR的縮率0.5～1.2%（SBS）1.2～2.0%（SEBS），料筒为160～210℃，喷嘴为180～230℃，模具温度的范围应设计定在30～40℃之间。

在高温下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。

耳机的的usb盖、耳塞胶套常用。

目前市场有AES公司的Santoprene系列，国内TPR厂家众多。

1.2.4PVC

PVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。

规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，被广泛运用于生产和生活中。

一般的PVC树脂塑料制品突出优点是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体水汽低渗漏性好。

此外综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热、消声、消震性也好，是性能价格比最为优越的通用型材料。

缺陷是热稳定性和抗冲击性较差，无论是硬性还是软质PVC使用过程中容易产生脆性，PVC在成型过程中易释放出有毒气体。

PVC的收缩率相当低，一般为0.2~0.6%，熔化温度：

185~205℃，模具温度：

20~50℃，通常不需要干燥处理。

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主要生产厂家国外Formosa、Shintech、Solvay、Geon、Eve等、国内上海氯碱化工股份

有限公司、齐鲁石化公司氯碱厂、天津大沽化工厂、北京化工三厂等。

1.3硅胶

常用的硅胶材料为SIR，弹性好，手感柔软，抗震防滑，其硬度按邵氏硬度SHORE有

20、30、40、50、60、70、80、90。

耳塞硅胶套用SHORE20、30，MIC硅胶套常选用SHORE30，没有特殊要求的零件如堵头用SHORE60。

不能注塑成型，可以压铸成型。

1.4金属材料

1.4.1不锈钢

常用的不锈钢牌号为SUS301、302、303、304，歌尔公司常用不锈钢做弹簧、金属压片的原材料。

1.4.2铜

铜的导电性能良好，常选用铜做为天线的原材料。

1.5泡面

1.6双

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