做嵌入式硬件结构设计快十年,经手的小型显示类器件选型和结构适配少说也有上百款,这次还原的这款0.96英寸OLED显示模组,是目前便携检测设备、小型控制终端、穿戴类外设里用得极普遍的一款,核心驱动用的是SSD1315,分辨率128*64,和早年常用的SSD1306驱动屏引脚定义大多兼容,替换选型的时候不用大改PCB和结构固定位,这点在老产品迭代的时候省了不少事。
先从实际应用场景说,这类小尺寸OLED不像TFT屏需要背光,自发光的特性让它在低功耗手持设备里优势特别明显,比如便携气体检测仪的参数显示区、小型PLC手持编程器的状态提示屏、智能门锁的交互提示区、桌面小型3D打印机的状态显示模块,甚至很多开源硬件的开发板配套显示外设,都能看到同规格屏的身影。它没有背光层的结构,整体厚度可以做到极薄,不像同尺寸TFT要预留背光导光板的安装空间,对内部堆叠空间紧张的便携设备来说,这点厚度优势很多时候直接决定了结构方案能不能落地。
说到设计思路,这次建模完全是对照实际量产的Wisevision对应规格屏的机械参数来做的,没有做简化处理。首先是显示区的边界,有效显示区域的尺寸严格对应128*64分辨率的0.96英寸规格,黑边的宽度、玻璃基板的倒角都和实物一致,不会出现建模时显示区偏移、和面板开窗对不齐的问题。很多新手做结构适配的时候容易忽略玻璃基板的边缘公差,把固定压边做太窄,实际装配的时候容易压到玻璃边缘造成裂片,建模的时候特意把玻璃区的非显示边缘留了和实物一致的0.3mm安全边,结构工程师拿到模型直接做面板压筋的时候,就能直接参考这个边界做避让,不用再反复核对规格书的公差带。
然后是大家最容易出错的FPC排线部分,这款屏用的是侧出弯折排线,排线的金手指间距、弯折区的位置、补强钢片的尺寸都完全还原实物。很多人建模的时候把FPC做成刚性直片,实际装配的时候才发现排线弯折后会和旁边的电池、主板元件干涉,这次建模特意把排线的自然弯折形态做了出来,金手指的30Pin定义对应的焊盘宽度、相邻焊盘间距都和实物一致,做PCB封装的时候可以直接参考对位,不用再单独换算焊盘位置。排线末端的蓝色高温胶提拉位也做了还原,这个小结构是装配时用来对位插拔的,很多模型会漏掉这个细节,导致装配模拟的时候没法还原实际操作的干涉情况。
安装边界这块,做了两个层面的考量:首先是玻璃基板的固定位,这类屏一般是用双面胶粘贴在前面板内侧,建模时标注了玻璃背面的可粘贴区域,避开了玻璃上的驱动IC绑定区,要是胶层贴到IC绑定的黑胶区域,长期使用后胶层收缩可能会拉扯绑定线造成显示缺线。然后是FPC的弯折半径,排线弯折处的最小半径控制在1.2mm,和实际FPC的耐弯折要求一致,要是结构设计时把弯折半径压得太小,量产组装的时候很容易把排线内的走线折断路,造成屏不亮或者显示缺划的问题。另外屏的整体厚度,从玻璃表面到FPC背面补强钢片的总厚度控制在1.45mm,这个尺寸是实际量产屏的通用厚度,做面板开窗的沉台时,直接按这个尺寸留0.1mm的装配间隙就可以,不会出现屏凸出来或者凹进去太多的问题。
从功能特性来说,这款SSD1315驱动的屏相比老款SSD1306,内置的显存更大,低功耗模式下的电流可以控制在0.5mA以内,用在纽扣电池供电的设备里,续航优势很明显。而且它的可视角度接近180度,不像小尺寸TN屏侧着看就看不清内容,在工业现场的手持设备上,操作人员不用特意调整角度就能看清显示的参数,这点比同尺寸的LCD屏实用很多。建模的时候也把屏表面的偏光片质感做了还原,不是纯黑的平面,偏光片的轻微磨砂质感、边缘的封胶宽度都和实物一致,做产品渲染的时候能更真实地体现装配后的效果,不用后期再调整材质参数。
实际做结构适配的时候还要注意,这类OLED屏的玻璃是易碎件,固定结构不能有硬接触压到玻璃的有效显示区,建模时特意在玻璃四周留了0.2mm的装配间隙,对应的壳体筋位要做在玻璃边缘的非显示区,而且筋位的高度不能超过玻璃厚度的一半,避免挤压玻璃造成裂片。另外FPC排线和主板连接的位置,要预留至少1mm的排线松弛量,不能把排线拉得太紧,不然设备跌落的时候排线容易被扯脱,这些细节在模型里都通过排线的自然形态做了提示,结构工程师拿到模型做装配检查的时候,就能直观看到这些需要预留空间的位置,不用等打样回来才发现干涉问题。
很多刚入行的工程师做这类小屏的结构适配时,总觉得零件小就随便画个方块代替,结果打样回来要么是屏装不进去,要么是排线和其他零件干涉,反复改模耽误项目进度。这个模型把所有和装配相关的细节都做了还原,小到排线金手指的倒角、玻璃边缘的C角、绑定IC的凸起厚度,都和实物一致,不管是用来做产品结构堆叠的干涉检查,还是做装配工艺的模拟,都能直接用,不用再花时间对着规格书一点点核对尺寸。尤其是做便携类低功耗产品的选型阶段,直接把这个模型调入装配体,就能快速评估这个尺寸的屏能不能放进预定的壳体空间,和旁边的电池、主板、按键有没有干涉,比对着二维规格书估算尺寸效率高很多。
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- 系统要求: STEP / IGES,Rendering,Fusion 360
- 软件分类: 显示屏



