世界第一支全金屬設計手機,在HTC One發布會上HTC打出了一個響亮口號。手機使用金屬材質製造不是什麼新鮮事,當年諾基亞曾使用不鏽鋼製造了一代名機6300,今天的iPhone5背蓋則是兩片塑料夾一片金屬外殼。HTC勇敢喊出如此口號在於HTC One不但使用了金屬Unibody背蓋,而且機身表面任何一處能使用金屬的地方都毫不客氣使用了鋁合金材質,務必達到高端、洋氣、上檔次!
設計草圖中的HTC One
手機全金屬外殼才新鮮
今天說到金屬外殼,言必Unibody,Unibody一詞出現最早可追溯到2008年蘋果發布的輕薄MacBook Air筆記本電腦上。在2008年之前,輕薄筆記本電腦市場可以說日本廠商一統天下,日本人依靠輕量化的鋁合金鑄造外殼、多層電路的小型化PCB板、柔性PCB板、非主流尺寸的硬碟內存,再加上日本本土人精密組裝,製造出了PR200、Q2010一系列價格高昂的輕薄筆記本電腦。但喬布斯大舉CNC工藝,在鋁合金板材上一體成型製造了MacBook Air外殼,大幅度減少零件、螺絲數量,簡化了組裝過程,最終實現了一台更輕、更薄的筆記本電腦。如果細心翻閱數據,會發現MacBook Air根本不是當年最輕薄的筆記本,但這不阻礙MacBook Air成為人們腦海中的最輕薄的筆記本,同時讓Unibody、SSD一系列名字名垂青史。
MacBook Air金屬Unibody機身
話題回到HTC身上,HTC One不是它第一台使用金屬外殼的智慧型手機,在與它名字相似的HTC One S,甚至時間更早的Sensation上我們都能看見金屬外殼的影子,因此HTC著重說明了HTC One是全金屬,要達成全金屬這個目標,難道何在呢,這話題要從手機外殼材料、製造工藝說起。
One S的金屬外殼
聚碳酸酯也好,聚甲基丙烯酸酯也好,在人民群眾的眼裡、嘴裡它們都是塑料的一員。塑料是手機外殼使用最多的一種材質,它加工形式多樣、簡單,製造手機外殼簡單的注塑即可,製作粗糙的一般稱為塑料拖鞋,如三星的Galaxy S系列,製作精良的可以砸核桃,如諾基亞的Lumia系列。有的為了提高手機外殼的耐磨程度,摩托羅拉在Razer刀鋒系列表面覆蓋了大概面積的碳纖維材料,但本質上依然是塑料外殼。也有的為了提高手機整體強度,在手機內部使用一塊焊接不鏽鋼板作為承力結構,外面以塑料外殼保護裝飾,如Find5。而iPhone5則使用一個半Unibody的金屬背蓋,再加上兩片塑料片讓WiFi、3G信號側漏,相比之下HTC One的Unibody金屬外殼更為徹底。
HTC One全金屬Unibody是如何煉成的
與注塑製作塑料材質手機相比,金屬材質Unibody外殼加工過程複雜得多,首先需要的是CNC工具機(Computer numerical control,計算機數字控制控制工具機)。CNC工具機一種由程序控制的自動化工具機,該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,通過計算機將其解碼,從而使工具機執行規定好了的動作,通過刀具切削將毛坯料加工成半成品成品零件,CNC工具機加工成本由被加工件的尺寸、複雜程度以及加工精度決定。
在HTC One發布後,HTC曾公布了一段含有HTC One外殼在CNC工具機加工片段的視頻,告訴我們HTC One金屬Unibody外殼是如何煉成的。在最初,HTC One外殼只是一塊銀色的長方狀鋁材板,在工具機上銑出外殼內側大致形狀,此時我們已經能看出外殼的圓角,不過在鋁材板的中間有兩個突起,這是後續加工中固定鋁材板與保證鋁材板強度時用的。
接下鋁材板會在銑床上接受橫向、豎向的銑削,削去多餘的鋁合金,刻畫出外殼的圓弧。
此步完成後,把外殼放在一個PVC或是石蠟夾具上,用小號的刀頭,刻出外殼上部與下部的裝飾的條紋,並修毛刺,接著將外殼的邊緣銑出亮晶晶的倒角。
等這些工序完後,即可銑去最初步驟中預留的突起,進入到清洗工序,為最後的陽極氧化處理做準備。
一個不容易察覺的鏡頭,這片金屬其實是HTC One正面的鋁合金面板,圖中正在接受打孔,揚聲器上密密麻麻的揚聲器孔就是如此出來的。
陽極氧化處理完成的金屬外殼,經過此工序HTC One金屬Unibody外殼才最終成型。下圖是HTC One金屬外殼展示圖,需注意的是外殼正面上下兩塊兩塊鋁合金面板並非與背蓋一體成型製造的,因此HTC One的Unibody是盤狀的金屬外殼,相比iPhone5的U型Unibody金屬外殼擁有更高強度,在出貨超過500萬支的今天仍未出現坐彎手機的悲慘事故。
在雙核時代手機發熱大已是一個達成共識的問題,在四核時代里這個問題絲毫沒有退減,既然HTC One使用了了金屬外殼,那就充分發揮金屬傳熱快的特性幫助手機散熱。從國外拆解中,可以看見HTC One剖面從正面至背面呈現如此結構:觸摸屏——液晶屏——鋰電池——PCB板——帶金屬屏蔽罩的IC晶片——銅薄片——金屬背蓋。在手機運行時IC晶片產生的大部分熱量通過金屬屏蔽罩、銅薄片傳遞到金屬背蓋中,再由金屬背蓋散熱到空氣中,這樣做一方面降低了鋰電池的溫度、減少鋰電池爆燃的可能性,另一方面能幫助IC晶片散熱,在HTC One運行時用戶能明顯感受到手機HTC One背面會快速升溫,而閒置時手機表面溫度快速降低。
金屬Unibody外殼利好不少,但不意味著沒有懲罰,相比鑄造、注塑工藝來說,CNC工具機加工時一種成本高、耗時長的工藝,它以加工耗時計算成本、加工步驟多、良品率不高,當年就傳出過蘋果為了製造MacBook Air外殼就占用了全球CNC工具機產能(當然這是扯談),但HTC One比早前傳聞晚發布部分原因可能源於此。而且金屬外殼不利於玩科技以換色為本,iPhone5黑色掉漆、黑色Unibody至今未見就很好說明這一問題。
相對iPhone5的金屬外殼,HTC One的金屬還多了一個問題——信號。手機要有接受/發送信號必須要有天線,但金屬會阻隔天線傳輸信號,而HTC One是全金屬外殼設計,除了攝像頭與螢幕外手機表面全被金屬覆蓋,而HTC在發布會上說HTC One的金屬外殼變成天線的一部分,不存在信號問題,那真相如何呢。
在拆解中可見,HTC One將NFC(近場通訊)的天線與壓力觸點布置在主攝像頭附近,NFC是一種13.56MHz頻道、工作最大範圍為20cm(典型使用距離位4至5cm)的長波通訊技術。
在子PCB板與主PCB板有天線電纜的連線,並且子PCB頂部有多個與彈簧觸點與背蓋上塑料覆蓋較多的地方接觸,再考慮到HTC One的Modem/RF是位於主PCB中,因此可以推斷HTC One的金屬外殼是扮演了一個共型天線的角色,Modem/RF通過子PCB中轉與其連通,而金屬外殼則通過陽極處理時形容的緻密氧化層達成絕緣,以減少人手干擾信號,HTC在發布會上的手法不假。
毫無疑問,HTC One是一台我們見過製造工藝最為精湛的HTC手機,市場上難有與之媲美的產品,金屬Unibody外殼賦予了它堅固的機身、良好的散熱、優異的質感,也不影響天線信號,只是不知HTC售後是否會為更換HTC One鋰電池感到頭疼,金屬Unibody外殼真是讓人無從下手拆解。
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