手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

2021-04-06 21:55:53 1点赞 5收藏 2评论

目前的消费类电子产品中,智能手机不论是从销量、还是人均拥有率来说,都属于王牌产品。随着技术的不断发展,和手机品牌之间的充分竞争。智能手机无论是在外观设计、材料,还是内部结构配置方面都已经相当完善。而由于对轻薄、防水等性能的需求,对于手机内部空间设计又提出了新的要求,推动着手机内部空间结构不断地精益求精。

近年来TWS耳机成为手机之后另一个飞速增长的消费类电子产品,TWS耳机的拆解我爱音频网已经做了500多期,其中TWS耳机产品的内部结构也在不断的变化。随着TWS耳机销量的快速增长、功能的不断丰富,对于其内部结构提出了更高的要求。

为了了解TWS耳机设计还将可以朝向哪些方面改进,我爱音频网决定购买一台智能手机产品,来研究一下手机的内部结构,看看TWS耳机可以在未来的发展中借鉴“前辈”智能手机身上的哪些优点。

为啥要选红米9A来做研究?

首先由于预算不多。。。于是我爱音频网在众多手机产品里选购了一款价格非常亲民只要599元,淘宝月销量5W多台,京东评价超过100多万条,受到了用户一致好评的产品红米9A。

红米9A手机屏幕配备了6.53英寸水滴屏,Helio G25 八核处理器,5000mAh大电池容量,以及1217 大音量扬声器和大尺寸听筒,主打中老年人群。镜头模组方面,采用前置500万+后置1300AI镜头组合,满足大龄家长日常使用。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

从小米的京东官方旗舰店红米9A产品详情页可以看出,累计评价数量超过了100万+,好评率超过了98%。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

购买红米9A的用户有些是当做备用机使用,而更多的则是买给老人使用。其中大屏幕、大音量、大电池等配置受到了众多用户的好评。

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淘宝页面信息可以看到,红米9A智能手机月销量5万+,累计评价也达到了11万之多。

拆开红米9A里面长啥样?

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红米9A包装盒延续着小米一贯的简洁设计风格,白色背景搭配底部渐变彩带。包装盒正面展示有小米MI品牌LOGO,产品名称:Redmi 9A,4GB+128GB存储组合。

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包装盒底部标签是产品的配置参数和出厂信息。

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包装盒内物品包括手机主机、电源适配器、USB数据线、取卡针、说明书和三包凭证。

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红米9A手机外观一览。

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沿后盖边缘加热,取掉后盖,内部为经典的三段式结构。

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卸掉PCB板的塑料盖板螺丝,顶部为主板单元,中间电池,下方为尾插小板。组件之间均通过FPC排线和BTB连接器连接。

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挑开所有BTB连接器,即可轻松取出主板和尾插小板。

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锂离子聚合物电池组型号:BN56;充电限制电压:4.40VDC;额定容量:4900mAh 18.8/19.2Wh(min/typ) 4900/5000mAh(min/typ);额定电压:3.85VDC;制造商:宁德新能源科技有限公司,中国制造。

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主板正面有大量金属屏蔽罩覆盖。右上角镜头模组排线贴有导电布接地固定。

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主板背面同样被大面积屏蔽罩覆盖,中间导电布覆盖区域为前置镜头排线,右上角是3.5mm音频接口,接口有橡胶套防护,起到缓冲和防水作用。

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撕掉导电布,前置镜头FPC排线通过BTB连接器与主板连接。

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后置镜头FPC排线也采用了BTB连接器与主板连接。

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前置和后置摄像头特写,通过BTB连接器让摄像头成为了一个标准元器件,从而实现模块化设计。让原本复杂的影像模块可以提前备料,提前生产,满足手机对时效性的极致追求,或方便直接使用在其他型号的产品上。

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联发科 Helio G25 手机CPU处理器,采用台积电的 12nm waFinFET 工艺制造,搭载了 8 颗 ARM Cortex-A53 CPU,时钟频率为 2.0GHz,图形方面采用 650MHz 的 IMG PowerVR GE8320 。支持 HD + 显示屏,支持高达 6GB 的 LPDDR4x 内存,eMMC 5.1储存。摄像头最高支持2100万像素。

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联发科 MT6357CRV 电源管理系统芯片,针对特定2G/3G/4G智能手机子系统优化,内部集成5路BUCK转换器和29路LDO,拥有全套高质量音频功能,支持上行/下行音频编解码器。

采用SPI接口和两个SRCLKEN控制引脚来控制BUCK转换器、LDO和各种驱动程序,提供了增强的安全控制和与基带握手的协议。用于支持过流和热过载保护、可编程欠压闭锁保护、柔性硬件PMIC复位功能、电源复位和启动定时器等功能。

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副板正面特写,Micro USB充电接口沉板焊接,橡胶套包裹做防水防护。其余还有多个金属弹片的连接器,用于连接天线和扬声器。

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副板背面同样有多个金属弹片,一颗通话MEMS麦克风,同轴天线母座和与主板连接的BTB连接器母座。

通过拆解了解到红米9A在内部结构上采用的经典的三段式结构,组件之间均通过连接器连接。上层主板单元元器件采用了屏蔽罩覆盖,两颗主要芯片CPU处理器和电源管理IC采用了联发科的产品。

虽然红米9A仅仅是一款入门级的智能手机产品,但从其内部结构可以看出,其模块化程度依旧非常之高,组件之间均通过BTB又或是金属弹片连接,从而最大程度上降低在生产过程中的人工参与,提升自动化程度。

俺们发现红米9A中大量采用BTB连接器

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红米9A主板和副板上总共使用了5处BTB连接器,包括镜头模组与主板连接、主副板连接、电池单元与主板连接等。

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后置镜头BTB连接器母座特写。规格:30pin,0.4mm间距,0.8mm合高,2.5mm宽。来自亚奇科技(OCN)。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

后置镜头BTB连接器公座特写。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

前置镜头BTB连接器母座特写,规格:24pin,0.4mm间距,0.8mm合高,2.5mm宽,来自亚奇科技(OCN)。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

前置镜头BTB连接器公座特写。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

电池单元与主板连接的BTB连接器公座特写。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

屏幕与主板连接的BTB连接器特写。

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主板与副板连接的BTB连接器特写。

由上图可以看到,红米9A的BTB连接器连接组件包括电池、屏幕、摄像头等,都属于手机内部最重要的器件,也体现出了BTB连接器优异的性能表现。

为啥手机中要大量采用BTB连接器?

首先介绍一下什么是BTB连接器,BTB连接器全称为板对板连接器(Board-to-board Connectors),用于板与板,板与线之间的连接,是当下小型智能硬件产品模块化组装下的最好选择,相较于其它类型的连接器,BTB连接器传输能力最强,支持大电流或密集针脚,并且具有超强的耐腐蚀性和耐环境性。

从拆解中可以了解到,目前的智能手机产品已经大量采用BTB连接器作为重要元器件之间的连接,从而实现了模块化设计,这样做有着多方面的优势。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

智能手机作为消费类电子产品,由于技术的快速进步使得新的产品层次不穷,老产品的优势不断下降,因此导致一款产品从发布到停产的时间周期相对较短。这便需要在优势周期内提升产能,从而满足市场的需求提升销量。BTB连接器的应用,最大程度上降低了在组装过程中人工的参与,实现自动化的生产,提高产能。

其次,BTB连接器不仅有着更强的传输能力,还具备轻薄、无需焊接、高频传输稳定等特点,更有利于产品品控。从而在一定程度上保障了手机的性能,降低了产品使用过程中意外磕碰导致内部连接出现问题的几率。

最后是在于售后维修阶段,BTB连接器实现了手机内部组件的模块化设计,更便于在售后过程中元器件的更换。降低售后服务需要的时间,提升用户的满意度。

TWS耳机如何抄作业?

TWS耳机近几年经历了快速稳定的发展,销量逐年攀升,成为智能手机后又一大市场增速最快的产品。但作为电子消费类产品,TWS耳机同样面临着如智能手机相似的产品生产周期短的问题,因此要求厂家在单位时间内不断提升产能。

同时TWS作为音频产品,其内部搭载了众多的声学器件,在生产组装的过程中容易受到人工装配的影响。因此,自动化生产便成为了TWS耳机在未来必须要达到的要求。手机的解决方法是从内部结构模块化设计下手,这也将逐步应用到TWS耳机的生产过程中。

手机是如何实现模块化设计的,TWS耳机可以借鉴吗?

从我爱音频网的拆解中了解到,目前的TWS耳机中已经有产品开始采用BTB连接器进行内部元器件的连接。虽然相较于传统的导线焊接连接方式,成本上会有所提升,但人工成本大大降低,同时也带来了许多的好处。

第一方面便是在于内部结构设计上。TWS耳机小巧的体积对于内部空间的利用有着很高的要求。BTB连接器的应用能够更好的解决产品外观设计与内部结构布局之间的冲突,产品内部堆叠更有序,简化了产品的装配工艺。

第二是单位时间内产能的提升。目前的TWS耳机虽然还无法达到如智能手机一样的自动化的生产,但BTB连接器的应用同样降低了产线上的装配时间,大幅度提高整机组装效率,提升产能。

第三是在产品的品控方面。TWS耳机由于其声学器件的独特性,在生产过程中需要经历多个方面的测试,保障成品的合格率。

在测试方面,采用了BTB连接器设计的TWS耳机产品,可以快速实现便捷的测试,同时也能够快速找到出现问题的部分,可以直接取掉替换,能够更好地把控成品的质量。

我爱音频网总结

从市场的发展来看,消费类电子产品都会经历从人工装配到自动化生产的过程。在朝向自动化生产的过程中,模块化设计成为了主要的途径。

手机在模块化发展的过程中,连接器起到了将模块化的器件连接的作用,在手机自动化生产的过程中占据着很重要的地位。BTB连接器由于传输能力更强、轻薄、高频传输稳、耐腐蚀等优势应用最为广泛。

随着TWS耳机的不断快速发展,在结构设计方面,也将逐步走向模块化设计,简化了产品装配工艺,促进TWS耳机自动化、半自动化生产,从而提升单位时间内的产能,以及更好地把控产品的质量。并且目前的TWS耳机大部分还属于一次性产品,届时模块化的设计也将更有利于产品售后的维修。

因此,未来TWS耳机生产中BTB连接器就显得尤为重要。BTB连接器在TWS耳机上的应用将使生产更加便捷,从而提升产能;还更加便于产品品质的把控和售后维修服务,从而推动着TWS耳机健康稳定的发展。

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