E0ab81112a1735ec9c6dcfb0242d3bb1 不少人都知道電腦內部長什麼樣子,但卻很少一窺手機的內部構造,其實手機就是一台手微型電腦,也有CPUGPURAM、硬碟等零組件,桌上型電腦能做的事,手機基本上也能做,只是速度可能慢一點罷了。小編在此把手機拆解後,為大家介紹24個重要的組成元件。

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  1. 智慧型手機大部分解圖及說明
  2. 印刷電路板正面的重要零組件
  3. 印刷電路板反面的重要零組件

現今CPU已不再只是 CPU,還包含了顯示核心、記憶體控制器、I/O通道。後兩者是以往主機板晶片組北橋所負責的功能,現在整合進CPU,主機板上就只剩下南橋晶片,負責連結其他裝置與周邊。不過手機的處理器更厲害,把CPU、GPU、北橋、南僑都包在一顆晶片中,這種將整個系統(或部分系統)包在單一晶片裡的東西稱作SoC(System on a Chip系統單晶片),或是稱作應用處理器。因為這種高度整合性的作法,使得手機可以做到與桌上型電腦的功能(上網、玩遊戲、看影片、讀取USB隨身碟……),但是體積縮小至一個巴掌大而已。

現在智慧型手機主要可以分成5個部分

  1. 外殼(零件依附的結構體)
  2. 電池(供應手機電力)
  3. 電路板(手機運作的主要零件)
  4. 螢幕(用以顯示影像)
  5. 天線(包括3G、Wi-FI等無線模組)

這次拆解的手機是華碩PadFone,選擇它的原因為容易拆卸,只需要一支T5星型螺絲起子就可以拆完。同時也沒有使用雙面膠之類的材質來固定零件,我們研究之後可以無損組裝回去,還給廠商。拆開後可發現在電路板上,主要用來遮蔽EMI(ElectroMagnetic Interference,電磁干擾)的金屬防護罩僅以卡榫方式安裝,因此拆卸較為容易,可將手機大部分解看個清楚。首先我們會先圖解介紹手機的組成元件,並介紹各部分的功用,之後則是專注於電路板上,看看究竟是那些元件撐起一支智慧型手機。

備註:此台PadFone手機為工程試作機,並非最終上市版本,因此某些元件的選用會與市售版不同。不同廠商的應用處理器整合的功能也不盡相同,因此不同品牌、型號的手機,可能會發生晶片或多或少的情況。但是大致上元件與結構大同小異,仍有參考價值,在此先跟讀者說明。

智慧型手機大部分解圖

1、螢幕、前蓋

觸控式手機的螢幕為避免刮傷,會在螢幕最外圍加上一層高強度防刮表層,目前較為常用的是老字號玻璃廠商康寧所開發出的Gorilla玻璃,質薄又堅硬,表面硬度可達9H,足以抵擋大部分生活用品所造成的刮傷。

拆解的PadFone螢幕採用AMOLED,由於少掉傳統LCD的背光模組、擴散板、偏光板、液晶、彩色濾光片等的結構,厚度比較薄,有助於減少產品厚度。

2、金屬框體

比較特別的是,這支手機還採用了四方形的金屬框體,除了可以加強機身強韌度之外,金屬外露表層噴砂處理也可以增強手機的質感,電源鍵和音量控制鍵也在其上。

3、PCB(印刷電路板)

印刷電路板上集合了主要的電子電路和零件,等於是電腦裡的主機板,用以承載各種零組件,後面有較為詳盡的解說。

4、SIM、microSD卡槽

SIM卡為電信系統識別手機身分的重要依據,必須要有SIM卡,你才能打電話,當然,緊急求援電話除外。microSD記憶卡可以擴充手機儲存容量,你就可以安裝更多的程式、影片、和音樂。華碩把這2個卡槽做在一片軟質PCB上面,直接貼合在金屬EMI遮蔽罩。

5、電池

手機就是要邊走邊使用,利用電池作為產品運作時的電力來源,採用可重複充電使用的鋰離子電池,大多為方塊狀。這台手機採用1520mAh電量的電池,意即若消耗1520mA的電流,可持續放電1小時;760mA的電流則可持續使用2小時,依此類推。

6、背蓋

▲後蓋及背蓋

蓋住那些可更換的零件,提供內部零件與外在環境之間的保護。如果是不可更換電池的手機,這一層便無法拆下。在背蓋內部有一層含金屬的貼紙,也是作為阻擋EMI的用途,但並非每款手機都有。

7、觸控感應晶片

觸控感應可以簡單分為5種:光學、超音波、電磁、電阻、電容。螢幕旁放上一系列的光源和感應器,當手指接近時,會遮斷光源發射出來的光,感應器就會回報有觸碰動作產生,此為光學式。

超音波則是計算聲音碰到物體的衰減程度,來判別觸碰物體的遠近。電磁觸碰式曾經在Tablet PC流行過一陣子,在螢幕後方裝置一片感應板,再使用一支能夠發射訊號的電磁筆在螢幕上觸控,感應板感應電磁場的變化,計算出觸碰位置。這也是目前唯一能夠感應觸碰壓力的方式。

最後的電容式只需在螢幕前方加上1層電路,在表面形成微弱電場,當可導電的物質觸碰到時,被碰到的區域電容值會改變,藉以得知觸碰動作。

大多數的智慧型手機採用電容式觸控,這支手機也是,晶片採用Atmel MXT224E,最大支援到任何比例的7吋感應範圍,10點觸控。

8、後蓋諸元

除了可更換的零件外(SIM、microSD、電池),這一層提供了內部手機零件的隔離、保護。近期較為薄型的手機,會將天線直接貼合在外殼上,再透過接點連接至PCB上,例如Samsung Galaxy R。這種方式可以縮小產品體積,內部空間配置會更靈活。

9、擴音喇叭

使用免持聽筒、或是不接耳機享受多媒體時的聲音輸出裝置。由於發聲時會震動,四周圍常常會有橡膠材質填充,避免和四周圍零件碰撞造成異音(震動馬達也是如此)。有些低價手機並不會有這個零件,而是利用聽筒擴音。

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(後面還有:印刷電路板正面的介紹喔!)

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大家的回應

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1.  沒出息 (發表於 2012年9月17日 09:28)
台灣自以為豪的IC設計業跑去哪了
從PC平台轉到智慧手機平台居然全不見了
(好啦,InvenSense是台灣的)

股票漲的時候,把自已說的多神多神
說什麼高科技產業,原來全是豪洨的
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3.  skyman (發表於 2012年9月17日 15:54)
這台手機採用1520mAh電量的電池,意即若消耗1520mA的電流,可持續放電1小時;760mA的電流則可持續使用2小時,依此類推....寫反了吧?
R.F.
4.  R.F. (發表於 2012年9月17日 16:34)
※ 引述《skyman》的留言:
> 這台手機採用1520mAh電量的電池,意即若消耗1520mA的電流,可持續放電1小時;760mA的電流則可持續使用2小時,依此類推....寫反了吧?

1520mA x 1h = 1520mAh
760mA x 2h = 1520mAh
380mA x 4h = 1520mAh
304mA x 5h = 1520mAh
......以此類推
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5.  怒羅江門 (發表於 2012年9月17日 17:18)
很讚的文啊
只要報導得深入一些
大家就會看得很過癮

本期<電腦王雜誌>入手收藏預定!!
R.F.
7.  R.F. (發表於 2012年9月18日 10:00)
※ 引述《小烏賊》的留言:
> 小弟是電腦外行~很好奇封裝的那塊黑黑的板子拆掉長什麼樣子

請問是哪一塊呢? 小編才可以做解釋(≧▽≦)
Kannushi Link
8.  Kannushi Link (發表於 2012年9月18日 11:18)
※ 引述《怒羅江門》的留言:
> 很讚的文啊
> 只要報導得深入一些
> 大家就會看得很過癮
>
> 本期入手收藏預定!!

Sorry...可是這好像不是這個月的(≧▽≦) [前幾個月出的,PCADV和T客邦應該不會打我吧?]
Cecil
9.  Cecil (發表於 2012年9月18日 15:25)
14、亮度感應器
應該不是用光敏電阻, 應該是photo diode. 中間那個兩色小方塊是感光的開口, 有點像放大了的 Cmos Image Sensor.
R.F.
10.  R.F. (發表於 2012年9月18日 15:40)
※ 引述《Cecil》的留言:
> 14、亮度感應器
> 應該不是用光敏電阻, 應該是photo diode. 中間那個兩色小方塊是感光的開口, 有點像放大了的 Cmos Image Sensor.

感謝指正,內文修正
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11.  pass by (發表於 2012年9月18日 16:13)
(⊙ˍ⊙)
我對阻擋EMI這部分覺得很驚奇!
不過我是外行人。
金屬是什麼成份?
阻擋強度高嗎?
日常生活中有什麼東西會發出EMI?
不是每隻手機都很? 那整體比例是如何?
小烏賊
1人給推

12.  小烏賊 (發表於 2012年9月18日 20:52)
感謝rf大大~
像第一頁最後的圖
不是有一塊黑色的~上頭有編碼
ATMEL
WXI224E
WAFI-RQ
1H1686B
我很好奇這個拆掉是什麼?
<( ̄︶ ̄)>
15ed3168a551f9b193a3a3157a1d972f?size=48&default=wavatar
13.  硬梆梆幫主 (發表於 2012年9月19日 01:05)
※ 引述《pass by》的留言:
> (⊙ˍ⊙)
EMI的金屬材質大部分是銅鋁材 , 作用主要是在於遮蔽及阻斷電磁波外洩或干擾 , 遮蔽強度主要還是得看面積 ,
大部分的手機都會使用到EMI這個遮蔽材料



R.F.
1人給推

14.  R.F. (發表於 2012年9月19日 09:55)
※ 引述《小烏賊》的留言:
> 感謝rf大大~
> 像第一頁最後的圖
> 不是有一塊黑色的~上頭有編碼
> ATMEL
> WXI224E
> WAFI-RQ
> 1H1686B
> 我很好奇這個拆掉是什麼?
>

這個是螢幕觸控晶片,如果解焊下來的話就是底部的軟質印刷電路板(有點咖啡色偏橘色的那一片)。
如果再把軟質PCB撕下來的話,就會看到AMOLED的背面,這片AMOLED是三星的面板,礙於版面問題,這部分並未在雜誌上說明。
R.F.
15.  R.F. (發表於 2012年9月19日 10:03)
※ 引述《pass by》的留言:
> (⊙ˍ⊙)
> 我對阻擋EMI這部分覺得很驚奇!
> 不過我是外行人。
> 金屬是什麼成份?
> 阻擋強度高嗎?
> 日常生活中有什麼東西會發出EMI?
> 不是每隻手機都很? 那整體比例是如何?

基本上阻擋EMI這部分每個3C產品幾乎都會有,只是形式不同罷了。剛好PadFone使用一片貼紙貼附,容易觀察到,其他的手機會在電路板上採用金屬遮罩的方式(PadFone也有),外殼一蓋上就看不見了。
kirby
17.  kirby (發表於 2012年9月24日 10:26)
我怎麼覺得你寫的跟原本的意思一樣...?
並沒有寫反阿

※ 引述《R.F.》的留言:
> ※ 引述《skyman》的留言:
> > 這台手機採用1520mAh電量的電池,意即若消耗1520mA的電流,可持續放電1小時;760mA的電流則可持續使用2小時,依此類推....寫反了吧?
>
> 1520mA x 1h = 1520mAh
> 760mA x 2h = 1520mAh
> 380mA x 4h = 1520mAh
> 304mA x 5h = 1520mAh
> ......以此類推
羅華富
18.  羅華富 (發表於 2013年10月07日 22:19)
01 請問版主本人手機<華韋g525>不小心進水,處理之後一切功能正常,剩下螢幕最底層有水痕,尤其在螢幕反白時最明顯,感覺像面板最底層,不是液晶顯示層。
02 我對電腦算是熟悉,不知依法拆解,可否直達問題核心,一次解決,不吝賜教。

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