「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

注:此文主體由我以問答形式首發於知乎,在頭條發表的有根據頭條特點作適當修改


iPhone X是最近的網紅機器,內部使用了兩塊電池,這個問題也是由兩塊電池引出的,但是實話兩塊電池並沒有什麼技術含量,我會在本文講講兩塊電池背後的故事。

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

網紅機器iPhone X

首先,兩塊電池對於供應商來說是作為一塊電池出貨的,看起來是兩塊電芯+保護板,在生產線上組裝的時候也是作為一顆組件使用,如下圖ifixit電池拆機(真相)圖:

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

iPhone X電池拆機圖

再來,聽到“三段式設計”這個說法,我不禁發出了槓鈴般的笑聲。

我們先看一張來自ifixit的X的拆機圖:

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

使用了業內先進慣孔堆疊工藝的主板

這張圖如果你略懂行,你就會知道這其實就是蘋果對全世界手機生產廠商的群嘲。

因為放眼全世界的手機廠商,敢讓代工廠量產這種製造工藝的廠商,我估計就蘋果一家,頂多再加Google一個(但Google好像並沒有類似製造工藝的產品出來),我在之前一個回答裡說蘋果對供應鏈的drive非常深入,從這塊PCB板可見一斑。

所以蘋果控制下的代工廠的製造能力,確實是世界第一梯隊無疑。

這邊我要強調一下:其實我對蘋果並沒有什麼特別的好感,但是這些製造工藝的量產,講真我確實是佩服的。


言歸正傳,我們大概說說手機主板擺件的歷史...

最開始,手機的擺件是這樣的:

電池模組堆疊在主板上方,可以看到由於電池模組疊在PCB主板的上方,成品手機的厚度會比較厚,同時這種設計也是比較簡單粗暴的設計,你看到後面的設計就知道為何是簡單粗暴了。

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

第一種擺件方式

再後來,由於手機在追求更薄的厚度,因此設計就變成這樣了:

這種有人叫沉板,有人叫破板,殊途同歸不影響,反正就是電池嵌入主板預留的凹槽內,手機更薄了。

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

第二種擺件方式

但是,這種設計也有缺點,在生產製造階段,上圖我紅色雙箭頭標的位置,(兩頭大中間弱)很容易斷,因為這個位置要走線,斷了之後整塊主板就報廢了,報廢成本很高,工廠跟研發之間很不和諧~

所以,再再後來,就衍生出兩種新的擺件方式:

有一種是:你不是容易斷嘛,那我設計時就預先給你斷掉。

那麼現在的紅色箭頭位置就不容易斷了嗎?未必。

不過講真,斷掉的幾率確實要比上一種低很多了,因此這種設計方針指導下,工廠跟研發倒也相安無事,暫時和諧了...

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

第三種擺件方式

但是啊,我上面說了,雖然斷掉的幾率降低了,但是耐不住工廠的小哥哥小姐姐摧殘啊,還是會斷,那怎麼辦呢?神奇的研發GGJJ們就整出來另外一種擺件方式:

這一種就是題主說到的三段式,如下圖,綜合上邊分析的優缺點,這種擺件方式優點有如下兩個,

  • 生產製造過程中由於設計產生主板報廢的幾率大大滴降低了(工廠跟研發大和諧~);

  • 電池的空間由於這個設計變大了許多,可以放更大的電池;

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

第四種擺件方式

不用說了,現在主流的手機設計都是這種糙性,哦不...都是這種造型。

請注意有個細節:從成本方面來看,這些擺件方式從上往下,不算很嚴謹地說,成本其實是越來越高的。

那麼為啥到了iPhone X這裡就變成這樣了?

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

iPhone X擺件方式

我覺得從物理上講:由於他們透過新的製造技術近似地將主板摺疊了(參考本回答一開始的說明),所以多出一小塊電池模組的空間(畢竟透過技術莫名其妙地生出一些電池空間何樂而不為呢?)

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

iPhone X近似摺疊主板的製造工藝

p.s. 蘋果iPhone最近幾年是不存在小板(sub board)的概念的,基本都是軟板(rigid-flex),而這些軟板,都是蘋果另外掏錢請軟板製造商另外生產製造的,成本不低。

還有下圖是另一方面的原因(看FPC連接的位置,當然這個是基於預先的設計):

「淺析」iPhone X主板設計及電池擺放

FPC位置也會限制主板的外形

其實每部新手機硬件部分從立項到量產,都是硬件/結構/天線3個團隊達到大和諧的結晶啊~

這裡面確實有一些特別的學問。

而在我看來,這些比較未來的製造工藝也是值回票價的一部分。


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