【iPhone 7 Plus拆解】展露十年磨一剑的锋芒

2016-10-110阅读0

  苹果公司的智能手机“iPhone”将在2017年迎来问世10周年。第一代iPhone的登场曾令世界为之疯狂,直到今天,每当新款iPhone上市,Apple Store也是热闹非凡。iPhone也一直在智能手机的世界引领着新材料、新设计和新技术的发展。令笔者这样的“拆解专业户”感兴趣的话题也数不胜数。

  接着上次的iPhone 7,笔者这次拆解了配备5.5英寸屏幕的iPhone 7 Plus(本站报道“【拆解】iPhone7拼命走高档路线,暗示苹果的危机意识”)。下面就来介绍一下拆解过程中发现的iPhone当中“令人吃惊的一面”。

  

iPhone 7 Plus的外观

  一大特点是背面的主摄像头采用了双摄像头

  

背面记载的信息

  虽说此前在Apple Watch中有过先例,但iPhone 7/7 Plus还是第一款采用“Y字螺丝”的iPhone。在拆解时,为Apple Watch准备的Y字螺丝刀派上了用场。

  iPhone的螺丝除了Y字螺丝外,还有星形螺丝和十字螺丝,一共3种。星形螺丝在Lightning连接器的两边各有一个,拧掉螺丝可以拆下显示屏。iPhone 7/7 Plus为了防水,在保护玻璃与机壳之间设置了高粘性的密封垫片,笔者就像撕开塑料薄膜一样拆下保护玻璃,打开了机壳。

  机壳内不仅有十字螺丝,还使用了几十颗Y字螺丝。螺丝总数有60个。Y字螺丝主要用来接合显示屏防护罩和覆盖连接器的金属板,其他的部件使用十字螺丝固定。

  iPhone的螺丝安装方式从全球来看也是绝无仅有的。除了垂直于机壳用于固定的以外,安装在机壳侧壁上的螺丝也不少。有的甚至与机壳形成了45度夹角,安装方式非常复杂。

  很多智能手机都是大量使用双面胶和粘合剂来固定部件。像iPhone这样大量使用螺丝的智能手机应该是独一份。

  

拆解iPhone 7 Plus

  附在显示屏(左端)上的柔性电路板(FPC#3)上有类似IC的部件。推测是用来控制触摸面板的IC组

  

主摄像头采用的双摄像头

  iPhone 7 Plus的最大特点是配备了2个后置摄像头。二者均使用1200万像素的CMOS图像传感器。其中一个摄像头配备了OIS(光学防抖装置)。另一个配备了像望远镜一样的细长透镜,估计是用来感测深度和进行各种修正

  iPhone 7/7 Plus配备的最先进处理器“A10”的外面覆盖着金属屏蔽罩。屏蔽罩像贝壳一样夹在处理器的两面。组合之后便无法取下重新设置屏蔽罩。估计没有考虑修理的因素。

  拆下金属屏蔽罩,到处都没有A10处理器的标识。好像被黑色的“墨水”结块盖在了下面。用手触摸处理器的表面,极其柔软的黑色结块碎成了粉末。指尖就像拿过素描铅笔一样黑。

  一般来说,这种地方会使用名为弹性体的白色导热膏,用来连接处理器的顶面与屏蔽罩板。而这次换成了纯黑色的粉末。

  因为没有分析成分,这种粉末的详细情况目前还不清楚,但推测应该是用导热特性良好的碳石墨的粉末制成的结块。在笔者拆解过的那么多智能手机中,iPhone 7/7 Plus还是第一部会掉“粉末”的手机。

  

拆下主板(PCB#1)的EMI屏蔽罩之后的状态

  掉落了一些黑色粉末。触感类似淀粉

  大到保护玻璃,小到不到1mm的极小部件,iPhone 7 Plus的部件总数超过了1500个。一般的小型笔记本电脑(上网本)的部件总数约为1500个,也就是说,iPhone的部件数量已经追上了上网本。

  L形的主板形状从iPhone 4开始就基本没有改变。宽的部分比口香糖片略大一点,在这部分挤满了因为追加功能而新增加的部件。

  

主板(PCB#1)的显示屏侧(1)

  左下方比较大的IC是高通的功率放大器用电源IC,即Envelope Tracker。尺寸是过去的几倍

  

主板(PCB#1)的显示屏侧(2)

  电子部件中,数量最多的是多层陶瓷电容器(MLCC),占部件总量的一半。MLCC中用量最大的是0.4mm×0.2mm(0402尺寸)的产品,共配备了427个。使用当时能够采购到的最小的部件早已成为了苹果产品的风格。

  不过,在2016年秋季发布的iPhone 6s/6s Plus中,用量最大的却是大了一圈的0603尺寸(0.6mm×0.3mm)的MLCC。这种MLCC叫“3端子型MLCC”,1个顶过去的许多个,是一种万能MLCC。iPhone 7/7 Plus只在电源部和需要确保接地的地方配置了这种0603尺寸3端子型MLCC,其他地方都使用0402尺寸的MLCC。

  

主板(PCB#1)的电池侧(1)

  

主板(PCB#1)的电池侧(2)

  笔者在拆电池的时候经常失败,导致电池烧毁。这次拆解iPhone 7 Plus的时候电池也起了火,把机壳表面烧得坑坑洼洼。不过,只要加入苹果的有偿支持服务“AppleCare”,电池也在可更换范围内。既然如此,应该会有任何人来操作都能完好取出电池的方法。

  想到这里,笔者仔细观察电池,发现了一个疑点,那就是电池的短边(手机底部)贴有双面胶带,与3M公司推出的揭下海报不会伤及墙壁的“高曼无痕胶条”非常相似。只要使劲拉拽胶带的顶端,就可以轻松取下电池。电池既没受伤,也没弯曲或变形。在此之前,笔者还没有见过采用这种固定方式的手机。

  

电池的短边(手机底端)

  拉拽像无痕胶条一样的双面胶带的顶端,就可以完好地取出电池

  iPhone 7/7 Plus的防尘防水等级为“IP67”。IP是IEC(国际电工委员会)规定的电子产品的防尘防水保护等级。IP67指产品短时间浸泡在一定深度的水中功能不会受损。作为一款容纳1500多个部件,产量以亿计的产品,如此之高的防水功能着实令人吃惊。

  防水的方法主要有两种。1种是在防水结构周围缠绕被称作“密封垫片”的树脂橡胶垫,另1种是使用防水片。比如,Lightning连接器的顶端覆盖着黑色的防水片,连接器插口从机壳内侧向外侧用螺丝锁紧,用密封垫片与机壳紧密贴合,以防止渗水。防水片应用在扬声器孔等开口面积比较大的部分,透气但不透水。

  一般来说,增加防水功能会使成本上涨5美元左右。但防水部件的材料成本并没有这么高。增加防水功能的成本绝大多数用在了获取IP等级认证和保证费用上面。

  

Lightning连接器的防水对策

  使用密封垫片、防水片和双面胶带实现

  

柔性电路板(FPC#3)

  形状复杂的FPC包含了正面的副摄像头,上面有住友电工的LOGO

  iPhone 7/7 Plus的机壳使用的铝合金非常坚硬。制作出内部像盘子一样的形状,通常要借助使用钻头的切削工具。最近钻头的结构似乎有了进化,只要根据需要更换刀头,只使用1台工具就可以加工出外壳。

  这缩短了铝合金机壳的成型时间,现在不到15分钟就能生产出一部手机的机壳。即使加上背面的喷砂加工,时间也比原来大大缩短。

  

耳机(左)和转换插头(右)

  因为去掉了耳机插孔,所以标配使用Lightning连接器连接耳机的转换插头

  

显示屏的放大图

  韩国LG显示器公司制造。周围肤色的线估计是构成3D Touch的结构物

  英国调查公司IHS Markit推测iPhone 7/7 Plus的组装成本为5美元。但也有人质疑,认为“Apple Watch的估测组装成本为7美元,比这更便宜于理不通”。

  虽然随着自动化程度的提升,组装成本会逐渐降低,但目前的组装成本应该在10美元左右。顺便一提,第一代iPhone的组装成本估计为12美元。

  2017年,iPhone将迎来诞生10周年。众多粉丝都期待苹果在这值得纪念的一年推出倾尽全力的新产品,甚至出现了“部分款式可能将会采用玻璃机身”等很具体的预测。历经10年的岁月,iPhone依然锋芒不减。对于其未来的发展,仍需继续关注。(特约撰稿人:柏尾南壮,Fomalhaut Technology Solutions)

  

iPhone 7 Plus的框图(包含部分推测数据)

  

iPhone 7 Plus的性能参数

  作者简介

  柏尾南壮

  Fomalhaut Technology Solutions总监

  1974年出生于泰国曼谷。1994年10月成立Fomalhaut Technology Solutions,客户多数为海外企业。业务涉及广泛,覆盖文理工各个领域。文科领域的代表作是1999年之前出品的《鲁邦三世》系列电影的英文翻译。在主力的理工领域,提供信息通信设备到空调等众多产品的拆解调查、分析、成本计算。还从事使用移动通信的商务模式的研究,获得了移动广告相关技术的日本专利第4729666号。

  著作有《iPhone惊人的内部》(日本实业出版)、《智能手机部件和材料的技术与市场》(合著,CMC出版)。除向《日经电子》供稿外,还担任日经BP社主办的研讨会讲师等。

  (全文完)