【日经BP社报道】本站刊登过很多有关拆解热gate产品,探索产品内部技术以及技术人员匠心的报道。最近,我们对“FOMA N703iμ”和“FOMA P703iμ”进行了拆解。两款手机都是全球最薄的W-CDMA制式折叠手机,厚度仅为11.4mm。拆解后让我们惊奇的是,两款手机在设计上竟然大相径庭。
在拆解前,笔者曾经认为“二者在部件配置等设计方法上应该非常相似”。看了内部才发现,在安装主要部件的主板配置位置及尺寸、部件的安装方法、机身、均热垫的使用方法、天线、扬声器、振动马达、电池容量以及副屏等很多部分,N703iμ与P703iμ都不相同。
比如,N703iμ的主板通过从传统的单面安装元件改为两面安装元件,在单芯片上集成原来属于不同芯片的应用处理器,使主板的面积缩小了一半左右。在键盘一侧的机身中,主板与电池安装在相邻位置。而在以前,主板由于面积大,与电池是重叠安装的。通过相邻安装,厚度得到了减小。
另一方面,P703iμ的主板为单面安装元件。因此,主板面积接近N703iμ的2倍。主板配备于液晶面板一侧的机身内,与液晶面板重叠。因为主板较薄,这样液晶面板一侧的机身就缺乏足够的强度。所以主板的部件安装表面全部用树脂进行了覆盖。在不使用金属框架等加固件的情况下,保证了液晶面板侧机身的高强度,没有增加机身厚度。除此之外,尽量减少连接器、大量采用异向性导电膜(ACF)进行电气性连接,也为主板的超薄化做出了贡献。原因是如果使用连接器会增加将近1mm的厚度。
参与N703iμ及P703iμ拆解的技术人员解释说,“在超薄化的手法上,N703iμ采用了正面进攻的方法,P703iμ则采用了冒险的方法”。除了折叠后厚度都号称“全球最薄”、主相机的像素一样外,二者可谓是完全不同的产品。
N703iμ和P703iμ等超薄手机今后又会怎样继续缩小厚度呢?在机身厚度不变的同时,增加单波段、FeliCa等各种新功能可谓难上加难。这是因为目前部件之间已经基本上没有缝隙了。不采用在印刷底板中嵌入LSI及被动部件的部件内置技术、PoP(package on pakage)技术、RF电路与基带电路的集成技术等,很难腾出位置安装新元件。目前,部件内置型底板、PoP、RF与基带的集成已应用于部分手机,在技术上是可以实现的。
与缩小主板,或者在同一底板上腾出位置增加LSI的方式相比,笔者认为有能够更加有效地让手机超薄化的方法。那就是电池的小型化。拆开N703iμ和P703iμ,电池的尺寸引人关注。使电池变薄或是缩小可谓是最有效的手段。
在手机配备的部件中,电池是最大的一类。其他手机也同样存在“电池尺寸太大”的情况,由于机身极薄,N703iμ和P703iμ中,电池尺寸的问题就更突出。电池方面,N703iμ使用“FOMA N702iD”的电池改进版,P703iμ使用的是“Prosolid”配备的电池。由于设计时间的缘故,这两款手机只能放弃新电池的开发,与前面提到的主板及其他部件的进步相比,电池的发展停滞不前。
电池应该怎样缩小呢?单纯减少电池容量会牺牲通话时间和待机时间。如果增加单波段接收的新功能,不仅调谐器会耗电,显示器点亮时间的增加还会使主液晶的耗电大幅度上升。在主液晶方面,随着最近使用照度传感器精细调节主液晶屏亮度的手机的增加,该问题的解决开始出现眉目。
但是,对手机超薄化最有效的还是电池的革新。去年至今,手机电池出现了一些故障问题。与冒险相比,优先保证电池的可靠性更为重要。不过,在问题逐渐解决的现在,是不是应该在保证安全的前提下,重新推进此前难以下手的电池小型化的开发呢?(记者:大久保 聪)
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原文
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日経エレクトロニクスでは,話題の機器を分解し,中身に盛り込まれた技術と設計者のこだわりを探る記事を数多く掲載してきました。最近では,「FOMA N703iμ」と「FOMA P703iμ」を取り上げました。いずれの機種も,W-CDMA方式に対応する折り畳み型携帯電話機としては世界最薄の11.4mmを誇ります。いざ分解すると,正直驚きました。設計手法があまりにも違っていたためです。
分解前は,「おそらく,部品配置などの設計手法はかなり近いだろう」と思っていました。しかし中身を見ると,主要部品を実装したメイン基板の配置場所や大きさ,部品の実装方法,筐体,均熱シートの使い方,アンテナ,スピーカ,振動モータ,電池容量,背面ディスプレイなど,数多くの部分でN703iμとP703iμは異なります。例えば,N703iμのメイン基板は従来の片面実装から両面実装に変更し,かつ従来は別チップだったアプリケーション・プロセサを1チップ化することで,メイン基板の面積を従来に比べて約半分にしました。そして,キーボード側筐体に電池と隣り合わせにして実装しています。従来はメイン基板が大きかったために,電池と重ね合わせていました。隣り合わせに置けた分,薄くできたということです。
一方,P703iμのメイン基板は片面実装を使っています。そのため,N703iμと比べてメイン基板の面積は2倍近くあります。その基板を液晶パネル側筐体内に,液晶パネルと重ねる形で配置しています。メイン基板は薄いので,そのままでは液晶パネル側の筐体の強度が不足します。そこで,メイン基板の部品実装面のほとんどを樹脂で覆っています。そのため,金属フレームといった補強材を使わずとも液晶パネル側筐体の強度を高く保てており,結果的に筐体を厚くせずに済ませています。加えて,コネクタを極力排除し,異方性導電フィルム(ACF)による電気的な接続を多用したこともメイン基板の薄型化に貢献しました。コネクタは,1mm近くの厚みになってしまうためです。
N703iμとP703iμの分解に協力してもらったある国内メーカーの技術者は,「正攻法で薄型化したN703iμ,冒険的な手法を採ったP703iμ」と例えました。あえて言うならば,折り畳み時の厚さが「世界最薄」ということとメイン・カメラの画素数以外は,ほとんど別物と言えます。メイン基板をはじめ,分解を通じて明らかにした両者の違いについては,「日経エレクトロニクス」の2007年4月9日号の特集に取り上げています。ぜひご覧ください。
N703iμとP703iμといった薄型携帯電話機は,今後どのようにして薄くしていくのでしょうか。筐体の厚さを変えずに,ワンセグ機能やFeliCa機能など新たな機能を盛り込むのは至難のワザに見えます。ほとんどすき間がないほど,部品が詰まっているためです。LSIや受動部品をプリント基板内に埋め込む部品内蔵技術や,PoP(package on pakage)技術,RF回路とベースバンド回路の集積といった手法を採らねば,新機能に使うLSIを実装する場所を作るのは難しそうです。部品内蔵基板やPoP,RFとベースバンドの集積は一部の携帯電話機で使っていますので,実現は不可能ではありません。
ただし,メイン基板を小さくする,あるいは同基板上にLSIを追加するための場所を確保する,といった取り組みよりも,端末の薄型化にもっと効果的な手法があるように思えてなりません。それは,電池の小型化です。N703iμとP703iμを分解すると,電池の大きさが目立ちます。ここを薄く,あるいは小さくすることが,最も有効な手段に見えます。
もともと,端末が搭載する部品の中で,電池は最も大きい部類に入ります。「電池の大きさが目立つ」というのは他の端末も同じなのですが,N703iμとP703iμは極端に薄型化しているために他機種以上に目立ちます。電池については,N703iμは「FOMA N702iD」で採用した品種を改良したもの,P703iμは「プロソリッド」で搭載したものを使っています。端末の設計期間の関係などで,新開発は見送らざるを得なかったとのことですが,前述のメイン基板やその他の部品が進化したことに比べると,電池はまるで時が止まっていたかのように見えてしまいます。
いざ電池を小さくするとなると,どうすれば良いのでしょうか。下手に電池容量だけを削ってしまうと,通話時間や待ち受け時間を犠牲にしてしまいます。新機能としてワンセグ受信を盛り込めば,チューナの消費電力だけでなく,ディスプレイを点灯する時間も長くなるのでメイン液晶の消費電力も一気に増えてしまいます。メイン液晶については,照度センサを使ってメイン液晶の画面輝度をこまめに調整する端末が増えつつあるので,何となく解決の糸口はありそうです。
でも,やはり効果があるのは,電池の一新ではないでしょうか。昨年から今年にかけて,端末に搭載する電池に不具合が生じる問題が起こりました。冒険より,一層高い信頼性を確保することが求められています。しかし電池問題が沈静化しつつある今,安全性が前提ですが,手を付けにくかった電池の小型化にあらためて取り組むのはいかがでしょうか。