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5G时代,智能手机去金属化会遇到哪些难点?

云合金B2B 2020-08-19

选手机除了功能,还看造型,美丽的外表更让人着迷。今天来谈谈手机机身上金属结构材料的功与过,是与非。

 

采用金属材质,最大的好处当然就是能让产品拥有金属独有的光泽与触感。

 

金属独有的冰凉而细腻的触感来自于其良好的导热性与致密的原子排列结构,而美丽的金属光泽则是因为金属内部的自由电子在吸收外部光线之后,再释放出的光线大部分是可见光。

 

在这样火热的夏天,因为手机散射不好,自己手上再拿小的“加热炉”是不是一件很发火的事情呢?金属手机外壳就能给你带来冰凉的快感。

 

Iphone早期采用铝合金后盖。Iphone5采用铝合金一体成型。Iphone6首次采用7系铝合金。

 

金属的密度要比塑料或其它材质高,所以金属手机外壳给人以厚重的感觉。手机边框金属材质,用铝合金和不锈钢材质的较多。Mate20手机就是用的铝合金中框。镁铝合金在强度接近的情况下就比钢要轻,但是镁铝合金的价格就比钢要贵多了。



金属手机边边框虽然强度,但其加工难度是非常大的,有的需要十几道工序,包括成型、机加工、抛光、喷砂和阳极氧化等,工序十分精密和繁杂。一般塑料材质的成型仅需要一个模具就能搞定。不仅在加工工艺上要求更高,加工时间也远远超过塑料。


 

金属材料硬度较塑料高很多,因此它抗划伤与刮伤。相比于塑料,金属手机的着色成本更高而且难度也更大,但如果在漂亮的金属光泽上再加上颜色的渲染,会让整机的质感更上一层楼。

 

金属外壳最大的难点是如果处理不好它会严重影响手机信号。说到这里,您可能发现,唉呀,我手机信号总不好,是不是我手机上用了金属,对不起,可能是因为你的楼间距过小或楼层过高。移动电话,移动打,站起来,走动一下信号就好了。

 

过去,手机最大的功能就是打电话和发信息,都离不开信号。现在智能手机用途更多了,更离不开信息传输。金属是良好的导体,它很大程度上影响手机天线的性能,这也是金属做手机外壳材料的劣势。

 

目前采用金属外壳(无论是边框,中框还是后盖)的手机,一般都会选择采取用其他非导体介质(如橡胶)来对金属部分进行隔断,从而让信号可以良好通过。但即便这样能改善信号问题,但是对于隔断材料的选择,隔断宽度、隔断位置等方面的判断也要花费大量的研发成本。即便花了这么大代价,这其中也很容易出现问题,其中最著名的例子就是iPhone4的“天线门”事件。


 

iPhone4采用的解决方案是直接将不锈钢边框充当两部分的天线,一部分是WIFI/GPS/蓝牙天线,另一部分则是3G天线,而中间就是我们很熟悉的那条握住就没信号的“缝”。由于苹果的设计缺陷,一旦用手去握住手机,人体这个良导体就会将两个原本隔开的“边框天线”短路,从而改变天线工作长度(天线长度很大程度上决定了其谐振频率,所以会影响到信号的发射与接受)。并且由于人体直接接触到了天线,这会让天线阻抗产生极大的改变,进而产生天线与终端的阻抗适配问题,这也会让整个天线的工作效率大幅下降。所以,“死亡之握”就成为很自然的事情了。

 

目前其他厂商采取的解决方案是要么是直接将天线内置,不让人体接触到天线;另外要做外部天线的的话,就要对金属表面进行阳极氧化处理,形成一层致密的氧化层以消除人手的干扰(氧化层是绝缘的)。当然,也有其他的做法,比如苹果的iPhone 4S就是采用的双天线智能切换和改变“隔断”位置来解决的信号问题。所以我们可以看出,采用金属外壳对于手机的天线设计是有很高要求的。这样的设计成本与风险,有很多厂家是不愿意去承担的。


5G时代,用的是毫米波。毫米波是指波长在毫米数量级的电磁波,其频率大约在30GHz-300GHz之间。



按照通信行业的预期,5G应当实现比4G快十倍以上的传输速率,即5G的传输速率可实现1Gb/s。这就意味着用5G传输一部1GB大小的高清电影仅仅需要10秒!


对金属很敏感,如果5G手机使用金属机壳,那么会直接屏蔽信号。另外,5G时代可能手机会使用无线充电,金属外壳会直接阻碍电磁波的传输,将无线充电屏蔽掉。

 


有人说,5G时代,手机要去金属化,陶瓷材料在手机上会有更多应用,喜爱金属手机外壳的朋友们是不是会很伤身呢?有没有什么方法能够解决上述两大难题,使5G手机使用金属材质,给人更厚重,更高科技的感受呢?


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