世界最薄手机解析

图1 从设计思想到每个元件实现了异曲同工之妙的两款超薄手机
图2 N703im主电路板的面积是P703im的一半
厚度只有11.4mm！日本无线通信运营商NTT DoCoMo公司 在2007年2月推出的由NEC制造的超薄手机FOMA N703im和松下移动通信制造的超薄手机FOMA P703im，是目前W-CDMA折叠机中最薄的机型，堪称世界最薄。分别称作“正面冲击性的N703im”和“冒险性的P703im”。由于可轻松放入胸前口袋中，其设计广受好评。两款手机上市后，马上开始相互角逐销售冠军的宝座。那么，这两款超薄机的内部究竟是怎么设计的呢？我们在有关电子厂商工程师的帮助下，拆开了它们。结果发现它们奉行的虽然都是超薄路线，但具体技术是各自独立的，从设计思想到元器件，两者基本没有共同之处，实在是达到了异曲同工之妙(见图1)。

设计思想
集中于下部的N，集中于上部的P
最初引人注意的是主电路板的配置，上面安装着RF电路、基带处理电路、应用处理器这几种主要芯片。 N703im的主电路板装在键盘侧机身处，P703im则是装在液晶屏侧机身处。

N703im液晶屏一侧的机身中安装的主要元器件，除液晶面板之外，只有扬声器及副显示屏使用的49个发光二极管(LED)。因此，与安装主电路板、电池、键盘等的键盘侧机身相比，液晶面板侧机身薄且轻。考虑到折叠手机的使用方式，NEC认为：“终端的重心在使用者手握的地方，所以很容易操作。”

另一方面，P703im则将主电路板配置在液晶面板侧，松下移动通信的解释是：“这样是为了提高液晶面板侧的强度。因为随着手机的薄型化，使用的液晶面板正变得越来越薄，液晶面板容易因受到外力而破裂。” 

液晶面板侧机身因为装配了主电路板，所以变重了。但是，键盘侧机身中因为装上了电池，所以较液晶面板侧机身要重。手机在使用时的重心靠手握的地方近，使用时没有问题。

主电路板
N是双面封装，P是单面封装
在N703im的键盘侧、P703im的液晶面板侧机身中安装的主电路板，在形状及元器件的安装方法上有着很大的不同(见图2)。

N703im的情况是，在键盘侧机身内，与电池紧邻配置。因为主电路板上可安装面积比较狭小，NEC采用了双面封装的方法，将芯片和无源器件高密度地安装在主电路板正面。并且，在安装面积相对较大的基带处理电路和应用处理器时，采用了单芯片“Medity1”。由于这些努力，印刷电路板的面积只有上一代产品的一半。

NEC在主电路板上采用的是非常现实的安装方法。P703im的主电路板则被认为相当冒险，在比液晶面板还大的主电路板上，元器件是单面安装的。并采用了全部用树脂固定的“板式塑封”。虽然制造成本提高了，但确保了强度，使液晶面板不会破裂，促进了薄型化。
P703im在用树脂塑封之外，也有其他考虑。安装面积相对较大的内存与应用处理器时，使用了PoP (package on package)的方法重叠，从而减少封装面积，以确保其他元件的安装空间。另外，去掉了与照相机的连接部分，使用异质性导电胶膜(ACF)取代较厚的连接器，与主电路板以外的元件连接。

机身
N是一体成形，P是分别组装
P703im采用普通方法在不同地方分别使用了不锈钢机身或树脂机身。N703im机身采用了不锈钢与树脂的一体成形工艺，以确保强度。由薄板状的不锈钢固定外框，在其周围注入树脂形成机身。这样，对于外部应力，先由富有柔性的树脂来承受，较大的外部应力由不锈钢部分承受，并且实现了机身的轻量化。在液晶面板侧面和键盘侧面分别使用了一体成形的机身，但是，在液晶面板一侧的树脂中加入了镁合金，强度更高。

均热层
散热的石墨层
对于主电路板的散热，两款手机采取了相同的方法：将热扩散的石墨层贴在电路板表面等处，可降低处理器与电流扩大器的温度。例如，使用了松下电子设备公司制造的25mm厚的产品。

石墨层由碳烧制成形。热传导率极高，是铜的4~5倍(厚度100mm的垫层是铜的4倍，为1600W/m·K)，贴在电路板与芯片的表面用来散热。还可用作屏蔽电磁噪声的防护部分。

P703im在主电路板表面贴垫层。松下移动通信公司表示：“在设计初期就决定使用石墨层，用以扩散主电路板表面产生的点状高温。”主电路板隔着垫层与液晶面板的反面相连。可通过垫层来降低对液晶面板的噪声辐射。

另外，在N703im机身面板的背面，贴有黑色的垫层，这是为了使用户在按键时不会感到热。

扬声器
薄型与音质，哪个优先
在扬声器上，两者的选择出现了分化。N703im使用了陶瓷材料的压电式扬声器，厚度仅为0.87mm。NEC解释道：“由于最先考虑的是薄型，所以压电型扬声器成了唯一的选择。”因为非常薄，所以，即使与液晶面板重叠安装在一起，整体也不显厚。

而松下移动通信公司更看重音质，采用的是电动式扬声器。该公司曾试过压电式扬声器，由于低音再现效果不是很好，所以放弃了。但是，电动式扬声器较压电式扬声器厚，这次的产品厚达2.7mm左右。为此，需安装在键盘侧机身的角落处，以避免与其他元件过多重叠。

天线
N采用的是金属板，P采用的是软管
两者的天线也有明显不同。N703im使用在树脂上粘贴金属板的天线，而P703im则使用柔性电路板材料的薄膜状天线。安装的位置都是靠近卷轴的机身背面。

从成本上来说，金属板类型具有较大优势。但是,天线体积因此变大了。N703im的机身卷轴部的背面有一突起部分，金属板天线就安装在这个部分上。

P703im使用的是体积小的薄膜状天线，没有从卷轴背面的机身中突出来。松下移动通信表示:“在与机身设计师讨论时，认为可以通过没有天线突出部分的简练设计方法，来强调它的新颖性。因此选用了柔性电路板天线。”另外，使用柔性电路板，还有容易根据信号特性调谐的优点。

电池
两者都沿用现有产品
对于电池的想法两者是一致的。松下移动通信公司解释说：“由于手机的开发时间很短，所以最好采用现有的电池。如果设计专用电池，可能会更薄。”

N703im采用的是上一代产品N702iD使用的锂离子电池，对电极位置等处作了改进，厚度为4.9mm，电流容量达830mAh。N703im的机身宽度放入这种电池后已显得没有富余空间了。因此，电池也在为提高机身强度起着一定作用。P703im采用了薄型手机prosolid的锂离子电池，厚度为3.8mm，容量为600mAh，这是为了薄型化而特意使用了小容量电池。与N703im相比，电池的使用时间变短了。从中可以看出其明确的“电池使用时间只要确保到一定程度就可以”的设计思路。P703im的电池很小，为了增强其强度，在电池周围安装了加固框。

其他
振动马达及副显示屏的不同
两款手机的振动马达及副显示屏等有很大不同。N703im采用了圆柱型振动马达，而P703im则采用硬币型振动马达。圆柱型振动量虽大，但较硬币型厚。在N703im中，将圆柱型振动马达装在了厚度方向有空间余地的卷轴上，解决了厚度问题。而在P703im中，把振动马达放在了远离重心的位置上，这是为了制造惯性力矩。

针对副显示屏，N703im使用49个LED来显示文字。不但显示出其新颖，而且机身比使用小型液晶屏更薄，功耗也与小型液晶屏相同。而P703im使用的是小型液晶屏。为了放置到超薄机身中，使主电路板的一部分凹陷，把屏幕置于其中。   [NIKKEI ELECTRONICS ?2005. Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.] (千江水译)