首页 » 业界动态 » iPhone 3G详细拆解

iPhone 3G详细拆解

作者:佐伯真也 大森敏行 北乡达郎 浅川直辉 Phil Keys  时间:2009-08-15 16:53  来源:电子设计应用

苹果公司于2008年7月11日在全球22个国家发售了新一代的iPhone 3G手机。《日经电子》杂志社委托日本的技术工程师对日文版的iPhone 3G进行了拆解,并将其与2007年6月29日在美国上市的iPhone 2G的内部结构进行了比较和分析。

iPhone 3G拆解
在拆解过程中,令拆解工程师最为吃惊的是iPhone 3G对锂聚合物充电电池的处理。锂电池的形状与安装位置都与日本厂商生产的手机终端大不相同(见图1)。iPhone 3G的锂电池只使用一层复合薄膜(Laminate Film)将电池单元包住,而日本厂商通常会将电池单元藏在金属或树脂容器内。

锂电池被用胶带牢固地粘贴在手机的树脂后盖上。要将这一部分进行拆解,必须要取下主板,也就是需要松开近20个螺丝。这样的设计不利于更换电池,实际上,苹果公司提供的iPhone 3G的电池更换服务,就是需要更换整个机身。

iPhone 3G在锂电池的散热方面采取了比较周全的措施。在贴近锂电池的主板与后盖上贴有石墨散热片,用于将热量散发到主板一侧,防止锂电池的局部温度过高。

手机后盖上还安装了W-CDMA、GSM用的FPC(柔性印制板)主天线,以及金属制成的子天线,子天线是WLAN、蓝牙和GPS的共用天线(见图1)。

主板设计
iPhone 3G中只有一块电路板,RF电路、基带处理器、应用处理器等主要元器件都集中安装在靠近显示屏的一侧。靠近锂电池的一侧则安装了闪存、WLAN及蓝牙收发模块等。主板的外形尺寸约为84.3mm×53.8mm、厚约0.7mm(见图2)。

RF电路采用了英飞凌公司的芯片组,支持W-CDMA/HSDPA。主板上还安装了3块来自Triquint公司的功率放大器芯片以支持4个频段(800MHz /850MHz /1900MHz /2100MHz),这3块芯片分别是:TQM666032 WCDMA/HSUPA、TQM676031 WCDMA/HSUPA和TQM616035 WCDMA/HSUPA。

另外,可以看出iPhone 3G非常重视主板周边的EMI(电磁干扰)防护问题。应用处理器、显示接口IC、触摸屏控制器等芯片的安装部位都覆盖了不锈钢屏蔽层,屏蔽层内侧还附有一层铜箔,以加强EMI防护(见图3)。

iPhone 3G的液晶屏采用了夏普公司的产品,厚度约2.2mm。显示部的液晶屏与触摸屏的FPC上填充了导电膏,用于防止因电磁噪声而引起的显示不良和触摸屏的误操作等(见图4)。这可能与iPhone 3G的触摸屏控制器安装在主板上有关。拆解工程师表示:“由于触摸屏比较容易受到EMI干扰而产生误操作,所以触摸屏控制器通常都安装在尽可能靠近显示屏的FPC上。”

与2G版的比较
就手机的外观来看,iPhone 3G与iPhone 2G基本没有太大不同。但为了便于组装、减小面积并降低成本,手机内部的元器件安装方式有了彻底的改变。不过,主板上安装的元器件基本上还是2G版手机中采用的产品,在电路设计上可以说仍然沿袭了过往的设计。

充分考虑了组装的便利性
iPhone 3G终端的外形尺寸为115.5mm×62.1mm×12.3mm,iPhone 2G的大小为115mm×61mm×11.6mm,两者的尺寸基本相同。功能方面的区别仅在于:3G版支持W-CDMA/HSDPA,而2G版仅支持GPS。但在实际拆解两款手机后,就可发现机身内的元器件安装方式大不相同(见图5)。iPhone 2G采用的安装方法是在机身的中央部位设置金属框,以隔离主要元器件。电路板与外部连接端子的距离较远,连接这些端子的FPC则环绕在机身内。而iPhone 3G的机身后盖上重叠安装了元器件,且电路板也只有一块,与其它模块连接的FPC也比较短,明显提高了组装的便利性。

iPhone 3G的机身后盖采用树脂材料,使得天线的安装更为自由。W-CDMA、GSM的主天线安装在机身下部,而WLAN、蓝牙、GPS的子天线则安装在机身上部。而iPhone 2G有两片后盖,一个为金属材料,另一个是树脂材料,与树脂后盖相对的机身下部集中安装了各种天线。为了让机身上部的电路板与天线连接,2G版手机不得不在机身内使用了2根同轴电缆,并在电缆中间接地以屏蔽EMI。

两款手机中的电路板与锂电池的位置也发生了变化。iPhone 3G的电路板覆盖在锂电池上,因此采取的方式是在电路板上设置连接点,以连接电池和天线(主天线与子天线)。iPhone 2G的电路板与锂电池、天线是并排安装的,主板与电池之间使用了3根电缆进行连接。

未改变元器件厂商以降低成本
iPhone 3G只使用了一块电路板,并集中安装了所有主要元器件;而iPhone 2G是在两块电路板上分别安装了与应用功能和无线电路相关的器件(见图6)。如果按功能比较手机中采用的元器件,就会发现苹果公司基本没有改变元器件供应商(见表1)。

但是,iPhone 3G的电路板面积约为2G版两块电路板合计面积的1.5倍。其中支持3G功能的RF处理电路的实际面积约为原来的1.6倍。而WLAN、蓝牙的收发电路由于改用了村田制作所生产的模块,因此实际安装面积只有原来的2/5。此外,意法半导体公司的3轴加速度传感器、Linear公司的USB控制器/电池充电器IC,都采用的是与原有功能一样,但尺寸更小的产品。应用处理器的外形尺寸也由原来的14mm×14mm缩小为13mm×13mm。

外壳的变化较大
iPhone 3G的机身后盖使用了可自由安装天线的树脂材料,也达到了降低成本的目的。但是,iPhone 3G的机身后盖除了增加金属框外,还在成形后进行了切削加工(见图7)。切削加工是增加成本的主要原因,但这样使得机身外侧不易变形。

另一方面,机身前盖(显示部分)的变化更注重了对成本的控制。iPhone 3G的显示部分中,机身前盖、触摸屏、液晶屏都是独立的(见图8)。而iPhone 2G的机盖与液晶屏、触摸屏都用树脂贴合在一起,这种一体化方式能够更好地抑制外部入射光线及背光反射,从而提高显示性能。但目前,使用树脂粘贴显示屏的工艺的成品率仍不够理想。  [NIKKEI ELECTRONICS ?2008. Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.]  (南庭 译)

图1    锂聚合物充电电池被固定在手机后盖上

图2 主要元器件集中在电路板的一侧

图3    EMI防护

图4    显示部分也加强了EMI防护

图5 iPhone 3G和iPhone 2G的设计比较

相关推荐

业界最小的u-blox SARA 3G模组荣获年度最佳产品奖

3G  u-blox  导航  2014-09-15

u-blox推出具备3G/2G向下相容性的4G LTE模组 TOBY-L2

u‑blox  TOBY-L2  LTE  3G  2014-01-15

2013年移动处理器大盘点之苹果三星

苹果  移动处理器  2014-01-08

iOS 7越狱迷雾:一场欺骗与愚弄的闹剧

苹果  iOS  2013-12-25

苹果憋大招:iPhone 6/iWatch齐曝光

苹果  iPhone  iWatch  2013-12-24

4G宣传战铺天盖地 业内呼吁消费者理性对待

4G  3G  2013-12-24
在线研讨会
焦点