12.16“聚焦電子產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)提升高峰論壇”精華二：從手機(jī)整體性能提升 · 看仿真
12月16日，以“聚焦電子產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)提升高峰論壇”為主題，旨在增強(qiáng)我國(guó)制造企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)能力、縮短開(kāi)發(fā)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量及優(yōu)化開(kāi)發(fā)流程、降低開(kāi)發(fā)成本，推廣仿真技術(shù)在產(chǎn)品研制過(guò)程中的深入應(yīng)用，搭建交流平臺(tái)，促進(jìn)企業(yè)之間的交流與合作的會(huì)議成功舉辦。以下，將為大家分享會(huì)議上的精華二：從手機(jī)整體性能提升·看仿真。一、手機(jī)行業(yè)仿真發(fā)展現(xiàn)狀
1、手機(jī)行業(yè)引進(jìn)CAE仿真的原因
①產(chǎn)品更新?lián)Q代加速，設(shè)計(jì)周期壓縮
② 產(chǎn)品研發(fā)成本增加
③產(chǎn)品設(shè)計(jì)集成度越來(lái)越高
④設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)增多
⑤產(chǎn)品設(shè)計(jì)精細(xì)化程度越來(lái)越高
⑥元器件趨于精密化
⑦要求有數(shù)值模擬結(jié)果指導(dǎo)設(shè)計(jì)
結(jié)語(yǔ)：
① CAE仿真成熟度、認(rèn)可度越來(lái)越高；
② 各主流手機(jī)品牌廠商均已引入CAE仿真并建立成熟的仿真團(tuán)隊(duì)，并要求CAE仿真結(jié)果作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中必要的設(shè)計(jì)依據(jù)；
③ CAE仿真作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)已從產(chǎn)品“事后驗(yàn)證”逐漸發(fā)展到“CAE引領(lǐng)、指導(dǎo)設(shè)計(jì)”。
2、手機(jī)行業(yè)CAE仿真引入后開(kāi)發(fā)流程對(duì)比
傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程
引入CAE產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程
引入CAE后產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題收斂性
開(kāi)發(fā)時(shí)間對(duì)比
① 解決問(wèn)題：
能準(zhǔn)確評(píng)估設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)；
能提供合理的改善建議。
② 降低成本:
能降低產(chǎn)品的研發(fā)成本；
能降低產(chǎn)品的采購(gòu)成本；
能降低產(chǎn)品投入的人力成本。
③ 研發(fā)、生產(chǎn)制造：
能考慮產(chǎn)品生產(chǎn)中的問(wèn)題；
能考慮產(chǎn)品組裝中的問(wèn)題。
④ 時(shí)效性：
能有效縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，使產(chǎn)品更快地進(jìn)入市場(chǎng)，占領(lǐng)先機(jī)。
提升產(chǎn)品的可靠性，降低返修率。
結(jié)語(yǔ)：
從公司層面講，仿真能從財(cái)務(wù)、研發(fā)和市場(chǎng)等各個(gè)方面對(duì)公司做出一定的貢獻(xiàn)。
4、手機(jī)行業(yè)仿真發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
1、利用仿真解決殼體在跌落中破裂的問(wèn)題
殼體風(fēng)險(xiǎn)-仿真結(jié)果
從以上云圖可以看出,手機(jī)殼體在跌落過(guò)程中應(yīng)變較大(灰色區(qū)域),有斷裂風(fēng)險(xiǎn)。
殼體風(fēng)險(xiǎn)-實(shí)測(cè)結(jié)果
殼體風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)計(jì)變更
殼體風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)變仿真結(jié)果
后續(xù)的可靠性測(cè)試驗(yàn)證未出現(xiàn)前殼四角扣位斷裂失效問(wèn)題。
2、利用仿真解決TP在跌落中破裂的問(wèn)題
TP風(fēng)險(xiǎn)-仿真結(jié)果
TP風(fēng)險(xiǎn)-測(cè)試結(jié)果
上照片可以看出，TP在四個(gè)角跌過(guò)程中全部破裂，和仿真結(jié)果相符。
TP風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)計(jì)變更
TP風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)變仿真結(jié)果
TP風(fēng)險(xiǎn)-實(shí)測(cè)結(jié)果
3、利用仿真解決LCD玻璃在跌落中破裂的問(wèn)題
LCD玻璃風(fēng)險(xiǎn)-仿真結(jié)果
LCD玻璃風(fēng)險(xiǎn)-實(shí)測(cè)結(jié)果
LCD玻璃風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)計(jì)變更
原方案 后攝鋼片和前殼大面有0.15mm的高度差
改進(jìn)方案1 后攝鋼片和前殼大面有0.05mm的高度差
改進(jìn)方案2 后攝鋼片和前殼大面完全持平
原方案中，后攝鋼片和前殼有0.15mm的高度差，疑是造成LCD玻璃大應(yīng)變的原因；
改進(jìn)方案1中，后攝鋼片和前殼的高度差降為0.05mm；
改進(jìn)方案2中，后攝鋼片和前殼的高度差降為0.00mm。
LCD玻璃風(fēng)險(xiǎn)-仿真結(jié)果
原方案 后攝鋼片和前殼大面有0.15mm的高度差
改進(jìn)方案1 后攝鋼片和前殼大面有0.05mm的高度差
改進(jìn)方案2 后攝鋼片和前殼大面完全持平
原方案中，后攝鋼片和前殼有0.15mm的高度差，LCD玻璃所對(duì)應(yīng)后攝鋼片位置應(yīng)變較大，有破裂風(fēng)險(xiǎn)；
改進(jìn)方案1中，后攝鋼片和前殼的高度差降為0.05mm，LCD玻璃應(yīng)變變小,仍有潛在破裂風(fēng)險(xiǎn)；
改進(jìn)方案2中，后攝鋼片和前殼的高度差降為0.00mm，LCD玻璃應(yīng)變進(jìn)一步變小，破裂風(fēng)險(xiǎn)較小。
LCD玻璃風(fēng)險(xiǎn)-實(shí)測(cè)結(jié)果
供應(yīng)商1
供應(yīng)商2
從實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出，供應(yīng)商1提供的9片LCD中有1片在實(shí)測(cè)時(shí)玻璃破裂，占比約1/9，但其破裂位置在玻璃左側(cè)邊緣；而供應(yīng)商2提供的8片LCD在實(shí)測(cè)時(shí)沒(méi)有破裂。結(jié)論：后續(xù)項(xiàng)目LCD大面不得有局部凸起以規(guī)避局部應(yīng)力大導(dǎo)致屏裂。
4、利用仿真解決光敏傳感器在跌落中破損的問(wèn)題
Light Sensor風(fēng)險(xiǎn)-實(shí)測(cè)結(jié)果
光感本體
光感焊腳
PCB板應(yīng)變
另外，光敏傳感器所對(duì)應(yīng)的PCB板上應(yīng)變也很大，說(shuō)明PCB板在如圖所示的灰色區(qū)域變形較大。
Light Sensor風(fēng)險(xiǎn)-點(diǎn)膠后仿真結(jié)果
點(diǎn)膠前-光感焊腳 點(diǎn)膠后-光感焊腳
從仿真結(jié)果可以看出，光敏傳感器本體下的焊腳在點(diǎn)膠前部分區(qū)域(灰色)應(yīng)變較大，有脫焊風(fēng)險(xiǎn)；點(diǎn)膠后，光敏傳感器本體下的焊腳部分區(qū)域(灰色)應(yīng)變較大，但較之前情況好，趨勢(shì)明顯。
Light Sensor風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)變實(shí)測(cè)結(jié)果
5、利用仿真解后攝在跌落中受損的問(wèn)題
后攝風(fēng)險(xiǎn)-測(cè)試結(jié)果
右圖為原設(shè)計(jì)方案，后殼上的后攝保護(hù)鋼片厚度為0.2mm。
后攝風(fēng)險(xiǎn)-仿真結(jié)果
從右圖可以看出，后殼上的后攝保護(hù)鋼片部分區(qū)域(灰色)在跌落過(guò)程中應(yīng)力較大，沒(méi)能起到保護(hù)后攝的作用.
后攝風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)計(jì)變更
后攝風(fēng)險(xiǎn)-設(shè)變仿真結(jié)果
三、手機(jī)仿真行業(yè)發(fā)展展望
1、嵌入研發(fā)流程：真正把仿真嵌入產(chǎn)品研發(fā)流程，用仿真來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)；
2、提升準(zhǔn)確度：結(jié)合實(shí)驗(yàn)，對(duì)材料、產(chǎn)品各模組、整機(jī)進(jìn)行精細(xì)研究，提升準(zhǔn)確率，得出能夠指導(dǎo)實(shí)踐的結(jié)論；
3、多學(xué)科聯(lián)合仿真：在目前的單一仿真場(chǎng)景、多物理場(chǎng)分析、多步分析的基礎(chǔ)上能進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合仿真。
4、建立產(chǎn)品全生命周期，仿真數(shù)據(jù)管理：仿真經(jīng)驗(yàn)保留在系統(tǒng)里，方便查看產(chǎn)品仿真周期，指導(dǎo)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)。
電子行業(yè)是有限元分析應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著全球電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)越來(lái)越精細(xì)、復(fù)雜；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求電子產(chǎn)品在性能指標(biāo)大幅度提高的同時(shí)還要日趨小型化。電子產(chǎn)品跌落、新型電子材料的研發(fā)和制造、音頻設(shè)備聲場(chǎng)特性的設(shè)計(jì)和評(píng)估、電子產(chǎn)品的熱力仿真、芯片封裝的熱分析等的力學(xué)仿真是電子領(lǐng)域中很深入、復(fù)雜并極具挑戰(zhàn)性的課題，需要多門學(xué)科的理論和方法的綜合應(yīng)用。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，元王可以提供整體CAE解決方案。
