造手機(jī)要用哪些材料
2025.05.20 14:23 9
制造手機(jī)需要用到多種材料,主要包括以下幾類:
結(jié)構(gòu)材料
- 金屬材料
- 鋁合金
- 特點(diǎn):具有密度低、強(qiáng)度較高、良好的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn),其密度約為2.7g/cm3,相比一些重金屬能有效減輕手機(jī)重量,便于攜帶,鋁合金經(jīng)過特殊的加工工藝處理后,強(qiáng)度可以滿足手機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)支撐需求,同時(shí)其良好的導(dǎo)熱性有助于手機(jī)內(nèi)部熱量散發(fā),保證手機(jī)的穩(wěn)定性。
- 應(yīng)用部位:常用于手機(jī)的中框,如蘋果iPhone系列手機(jī)的中框多采用鋁合金材質(zhì)。
- 不銹鋼
- 特點(diǎn):強(qiáng)度高、硬度大、耐磨損性能優(yōu)異,不銹鋼有多種類型,如常見的304不銹鋼,其含鉻量約為18%,含鎳量約為8%,這種成分組合使其具有良好的耐腐蝕性和機(jī)械性能。
- 應(yīng)用部位:一些高端手機(jī)的邊框或特定部件會使用不銹鋼,如三星部分手機(jī)型號采用不銹鋼邊框,不僅提升了手機(jī)的質(zhì)感,還增強(qiáng)了手機(jī)整體的堅(jiān)固程度。
- 鈦合金
- 特點(diǎn):具有高強(qiáng)度、低密度、良好的生物相容性和耐腐蝕性等特性,它的強(qiáng)度比鋁合金高很多,同時(shí)密度相對較低,約為4.5g/cm3左右,鈦合金還具有良好的抗疲勞性能,能承受多次外力沖擊而不損壞。
- 應(yīng)用部位:在一些對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求極高的高端手機(jī)或?qū)I(yè)手機(jī)(如戶外探險(xiǎn)手機(jī))中,鈦合金可能會用于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件,如手機(jī)的骨架結(jié)構(gòu)等,以確保手機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。
- 鋁合金
- 塑料材料
- 聚碳酸酯(PC)
- 特點(diǎn):具有良好的透明度、機(jī)械性能和耐沖擊性,PC材質(zhì)的透明度較高,可達(dá)到90%以上,外觀美觀,它的沖擊強(qiáng)度高,能承受較大的外力沖擊而不易破裂,同時(shí)具有較好的加工成型性能,可以通過注塑等工藝制成各種復(fù)雜形狀的手機(jī)部件。
- 應(yīng)用部位:常用于手機(jī)后蓋、屏幕保護(hù)罩等部件,小米部分手機(jī)型號的后蓋采用聚碳酸酯材質(zhì),不僅成本相對較低,而且可以通過多種工藝實(shí)現(xiàn)不同的外觀效果,如磨砂、高光等。
- 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)
- 特點(diǎn):綜合性能良好,具有高的強(qiáng)度、韌性、剛性和優(yōu)良的加工流動(dòng)性,ABS材質(zhì)可以在注塑過程中快速成型,并且成型后的產(chǎn)品尺寸精度較高,它還具有較好的表面光澤度,容易進(jìn)行涂裝、電鍍等表面處理,能賦予手機(jī)部件豐富的外觀質(zhì)感。
- 應(yīng)用部位:廣泛應(yīng)用于手機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件,如手機(jī)主板支架、電池蓋卡扣等,起到支撐和固定手機(jī)內(nèi)部元件以及連接不同部件的作用。
- 熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)
- 特點(diǎn):具有高彈性、耐磨性、耐油性和良好的低溫性能,TPU材質(zhì)的彈性模量較低,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率較高,能夠在手機(jī)受到輕微碰撞或擠壓時(shí)起到緩沖保護(hù)作用,它的耐磨性也很好,可抵抗日常使用中的摩擦和磨損。
- 應(yīng)用部位:常作為手機(jī)的保護(hù)套材料,為手機(jī)提供防護(hù),在一些手機(jī)的按鍵、密封件等部位也會使用TPU,利用其彈性和密封性能確保按鍵操作靈敏且防止內(nèi)部元件受潮。
- 聚碳酸酯(PC)
顯示材料
- 液晶材料(LCD)
- 特點(diǎn):通過液晶分子的排列變化來控制光的透過和阻擋,從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示,具有成本較低、技術(shù)成熟、視角較寬等優(yōu)點(diǎn),常見的LCD屏幕有TN(扭曲向列型)、VA(垂直排列型)和IPS(平面轉(zhuǎn)換型)等不同類型。
- 應(yīng)用部位:在中低端手機(jī)市場廣泛應(yīng)用,如紅米等品牌的部分手機(jī)型號采用LCD屏幕,其中IPS技術(shù)的LCD屏幕在色彩表現(xiàn)、可視角度等方面表現(xiàn)較好,被許多中低端手機(jī)選用。
- 有機(jī)發(fā)光二極管材料(OLED)
- 特點(diǎn):自發(fā)光,無需背光源,具有對比度高、響應(yīng)速度快、可實(shí)現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)勢,OLED屏幕的每個(gè)像素都能獨(dú)立發(fā)光,黑色顯示更加純粹,對比度可達(dá)到1000000:1以上,其響應(yīng)速度極快,能有效減少拖影現(xiàn)象,適合顯示動(dòng)態(tài)畫面。
- 應(yīng)用部位:在高端手機(jī)市場應(yīng)用廣泛,如華為P系列、蘋果iPhone系列等手機(jī)多采用OLED屏幕,其中AMOLED(有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管)是目前主流的OLED技術(shù),三星在AMOLED屏幕技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位,為眾多手機(jī)廠商提供屏幕,柔性O(shè)LED技術(shù)使得屏幕可以實(shí)現(xiàn)彎曲等特殊形態(tài),為手機(jī)的外觀設(shè)計(jì)帶來更多創(chuàng)新可能。
電路材料
- 印刷電路板(PCB)材料
- 特點(diǎn):作為手機(jī)電路的基板,用于承載電子元件并實(shí)現(xiàn)它們之間的電氣連接,常見的PCB材料有覆銅板,一般由絕緣基板材料和銅箔組成,絕緣基板材料具有良好的絕緣性能、機(jī)械性能和耐熱性等。
- 應(yīng)用部位:是手機(jī)主板的基礎(chǔ)材料,不同層數(shù)(如單層、雙層、多層)的PCB適用于不同復(fù)雜度的手機(jī)電路設(shè)計(jì),智能手機(jī)由于功能復(fù)雜,通常采用多層PCB來容納更多的電子元件和布線。
- 半導(dǎo)體材料
- 硅(Si)
- 特點(diǎn):是目前最主要的半導(dǎo)體材料,廣泛應(yīng)用于集成電路制造,硅具有良好的半導(dǎo)體性能,通過摻雜不同的雜質(zhì)元素可以精確控制其電學(xué)特性,從而制造出各種功能的半導(dǎo)體器件,如二極管、三極管、場效應(yīng)管等。
- 應(yīng)用部位:幾乎所有的手機(jī)芯片(如CPU、GPU、基帶芯片等)都是基于硅基半導(dǎo)體制造的,高通驍龍系列芯片采用硅作為基礎(chǔ)材料,通過復(fù)雜的光刻、蝕刻等工藝在硅片上制造出高度集成的電路。
- 化合物半導(dǎo)體材料
- 特點(diǎn):包括砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)等,砷化鎵具有較高的電子遷移率,適用于高頻、高速電子器件;氮化鎵具有更高的擊穿電場和電子遷移率,在功率器件方面表現(xiàn)出色。
- 應(yīng)用部位:在手機(jī)的射頻前端模塊中,砷化鎵常用于制造高頻功率放大器、低噪聲放大器等器件,以提高手機(jī)的信號收發(fā)性能,氮化鎵則開始逐漸應(yīng)用于手機(jī)的快充充電器等功率轉(zhuǎn)換器件中,能夠?qū)崿F(xiàn)更高功率的快速充電功能。
- 硅(Si)
電池材料
- 鋰離子電池正極材料
- 鈷酸鋰(LiCoO?)
- 特點(diǎn):具有較高的比容量和良好的充放電性能,是最早商業(yè)化應(yīng)用的鋰離子電池正極材料之一,其理論比容量可達(dá)274mAh/g,在實(shí)際應(yīng)用中,鈷酸鋰電池能提供較好的能量密度,使手機(jī)在有限的空間內(nèi)獲得較高的續(xù)航能力。
- 應(yīng)用部位:曾廣泛應(yīng)用于早期的手機(jī)鋰離子電池,如蘋果iPhone初代產(chǎn)品就采用鈷酸鋰電池,但鈷資源有限且價(jià)格較高,同時(shí)鈷酸鋰電池在安全性方面存在一定隱患,隨著技術(shù)發(fā)展,其應(yīng)用逐漸減少。
- 錳酸鋰(LiMn?O?)
- 特點(diǎn):成本較低,資源豐富,安全性較好,其比容量相對較低,循環(huán)壽命較短,通過改進(jìn)材料的結(jié)構(gòu)和摻雜等方法,可以提高其性能,尖晶石型錳酸鋰具有較好的高溫性能和倍率性能。
- 應(yīng)用部位:在一些對成本較為敏感的手機(jī)電池中仍有應(yīng)用,同時(shí)也常用于一些對安全性要求較高的特殊應(yīng)用場景,如部分智能穿戴設(shè)備的電池。
- 磷酸鐵鋰(LiFePO?)
- 特點(diǎn):具有較高的安全性、良好的循環(huán)壽命和熱穩(wěn)定性,其理論比容量為170mAh/g左右,雖然比容量不是最高,但在實(shí)際應(yīng)用中,磷酸鐵鋰電池可以在多次充放電循環(huán)后仍保持較高的容量保持率,它的充放電平臺較為平坦,過充過放安全性好。
- 應(yīng)用部位:廣泛應(yīng)用于各類手機(jī)電池,尤其是對安全性要求較高的中低端手機(jī)以及一些強(qiáng)調(diào)長循環(huán)壽命的應(yīng)用場景,小米部分手機(jī)型號采用磷酸鐵鋰電池,以滿足用戶對電池安全性和耐用性的需求。
- 三元材料(LiNixCoyMnzO?)
- 特點(diǎn):通過調(diào)整鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)的比例,可以優(yōu)化材料的性能,具有較高的比容量,能量密度較高,是目前應(yīng)用較為廣泛的正極材料之一,當(dāng)鎳含量較高時(shí),電池的比容量會相應(yīng)提高,但同時(shí)也會對安全性等方面產(chǎn)生一定影響,因此需要合理控制各元素比例。
- 應(yīng)用部位:在高端手機(jī)電池中應(yīng)用較多,能夠滿足手機(jī)對高能量密度和長續(xù)航的要求,如華為、三星等品牌的部分高端手機(jī)采用了不同配比的三元材料鋰電池。
- 鈷酸鋰(LiCoO?)
- 鋰離子電池負(fù)極材料
- 石墨
- 特點(diǎn):具有良好的導(dǎo)電性、較低的嵌鋰電位和較高的比容量,天然石墨和人造石墨都廣泛應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極,石墨的層狀結(jié)構(gòu)有利于鋰離子的嵌入和脫出,在充放電過程中能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的鋰離子存儲和釋放。
- 應(yīng)用部位:是目前鋰離子電池負(fù)極的主流材料,幾乎應(yīng)用于所有商業(yè)化的手機(jī)鋰離子電池中,通過對石墨材料進(jìn)行表面處理和優(yōu)化粒徑等工藝,可以進(jìn)一步提高其性能,如改善充放電效率和倍率性能等。
- 石墨
- 鋰離子電池電解液
- 特點(diǎn):作為鋰離子電池內(nèi)部的離子傳輸介質(zhì),通常由鋰鹽、有機(jī)溶劑和添加劑等組成,鋰鹽一般采用六氟磷酸鋰(LiPF?)等,有機(jī)溶劑多為碳酸酯類化合物,如碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等,電解液需要具備良好的離子導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等。
- 應(yīng)用部位:填充在電池正負(fù)極之間,在電池充放電過程中,鋰離子在電解液中遷移,實(shí)現(xiàn)電池的電化學(xué)反應(yīng),其性能對電池的充放電效率、循環(huán)壽命和安全性等都有重要影響,不同的電解液配方會根據(jù)電池的具體設(shè)計(jì)和應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整,以優(yōu)化電池的整體性能。
其他材料
- 玻璃材料
- 蓋板玻璃
- 特點(diǎn):主要用于保護(hù)手機(jī)屏幕,通常采用高強(qiáng)度的化學(xué)強(qiáng)化玻璃或大猩猩玻璃等,這類玻璃具有較高的硬度和耐磨性,能夠抵抗日常使用中的刮擦,康寧大猩猩玻璃經(jīng)過特殊的離子交換工藝處理,表面硬度大幅提高,可以有效防止鑰匙等尖銳物體對屏幕的劃傷。
- 應(yīng)用部位:覆蓋在手機(jī)屏幕表面,是手機(jī)屏幕的第一道防護(hù)層,不同品牌和型號的手機(jī)可能會采用不同代次的大猩猩玻璃或其他類似的高強(qiáng)度蓋板玻璃。
- 背板玻璃
- 特點(diǎn):用于手機(jī)后蓋,具有良好的外觀質(zhì)感,可實(shí)現(xiàn)多種外觀效果,如透明、磨砂、漸變色等,玻璃背板的光澤度高,能提升手機(jī)的整體美觀度,一些玻璃背板還具備無線充電功能,通過特殊的鍍膜工藝可以實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng),支持手機(jī)進(jìn)行無線充電。
- 應(yīng)用部位:作為手機(jī)的后蓋材料,近年來在中高端手機(jī)中應(yīng)用越來越廣泛,華為P系列、OPPO Find系列等手機(jī)都采用了玻璃背板設(shè)計(jì),為用戶帶來了出色的視覺體驗(yàn)。
- 蓋板玻璃
- 膠粘劑
- 特點(diǎn):用于手機(jī)部件的粘接和固定,不同類型的膠粘劑具有不同的特性,如環(huán)氧樹脂膠粘劑具有高強(qiáng)度、高粘接強(qiáng)度和較好的耐化學(xué)腐蝕性;丙烯酸酯膠粘劑具有固化速度快、粘接強(qiáng)度較高等特點(diǎn)。
- 應(yīng)用部位:在手機(jī)組裝過程中,膠粘劑用于固定屏幕、電池、攝像頭模塊等各種部件,將屏幕與手機(jī)中框粘接在一起,確保屏幕的穩(wěn)定性和密封性;固定電池,防止其在手機(jī)內(nèi)部晃動(dòng)等。
- 涂料
- 特點(diǎn):用于手機(jī)外觀的涂裝和防護(hù),如手機(jī)外殼的噴漆、塑料部件的表面涂裝等,涂料可以賦予手機(jī)不同的顏色和質(zhì)感,如啞光、高光、金屬質(zhì)感等,一些涂料還具有防護(hù)功能,如防腐蝕涂料可以保護(hù)手機(jī)金屬部件免受氧化和腐蝕。
- 應(yīng)用部位:廣泛應(yīng)用于手機(jī)外殼、按鍵等部位的表面處理,通過不同的涂裝工藝和涂料配方,可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)外觀的多樣化設(shè)計(jì),滿足消費(fèi)者對個(gè)性化的需求,一些手機(jī)的邊框采用金屬質(zhì)感的涂料,使其看起來更加高檔。