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不止新按键,iPhone 16还藏了一个激光焊接的大商机

2024-10-18 10:45:38 来自: ITES深圳工业展 34

【导语】 苹果每年发布的iPhone都会引来一轮对于新制造工艺的热议,比如去年的钛合金边框。那这次的新机发布又带来了哪些商机?

苹果每年发布的iPhone都会引来一轮对于新制造工艺的热议,比如去年的钛合金边框。可从今年发布的新机来看,除了新增了一个按键外,似乎没有在机身构造上有所革新。但实际上,新iPhone的相机控制按键,和全新的电池设计,都创造了新的制造加工需求,尤其是激光焊接

 

激光焊接的相机控制按钮

新的iPhone依然采用了和上一代一样的5级钛合金边框,但不同的地方在于全新加入的相机控制按键。通过相机控制按钮,用户可以通过滑动手指和不同力度的点按来实现对相机的控制,苹果称未来还会在该按钮上集成视觉智能功能。

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相机控制按键 图片来源:苹果

与其他机身按键不同的是,iPhone16系列的相机控制按钮是采用激光无缝焊接集成在钛合金边框上的,属于不可拆卸零件。由于相机控制按钮将高精度的压力传感器、电容式感应器触感式开关等精密组件都整合到了一个小按键中,高精度的激光焊接成为了首选,从而保证多个方向的推块和压块都能做到无缝焊接。在完成自动化焊接后,还需要对按键和边框之间的高度差进行自动化检测,确保按键手感一致,保证按压精度。

可正因为是不可拆卸零件,相机控制按钮的维修成本也会更高,可能需要换掉一整个钛合金边框。根据iFixit的说法,这一代的新iPhone维修难易度从去年的4分提升至7分,但相应的维修费用也随之增加了。在苹果官方公布的数据中,除屏幕、背面玻璃、后置相机和电池之外的损坏,维修费用最高达到6099元

 

从软包电池到钢壳电池

新iPhone正式发售后,拆解视频已经满天飞了,不少人发现iPhone Pro系列破天荒地将软包电池换成了钢壳电池,并对其安全性表示质疑。事实上,钢壳电池本身就提供了更高的耐用性,苹果在其电池保护板位置也设有泄压阀,进一步为安全性提供保障。

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iPhone 16 Pro和15 Pro电池对比 图片来源:REWA

此外,iPhone 16 Pro的电池容量达到了3582mAh,相比上代增加了308mAh,但付出的代价就是重了7g左右。从拆机结果来看,由于金属外壳电池的电池仓利用率更高,内部电芯填满了整个钢壳,能量密度达到了764Wh/L,比上一代的739Wh/L有显著提升,也是四款新机型中能量密度最高的。从多方爆料来看,为iPhone16系列供应钢壳的主要为信维通信,电池制造商为惠州德赛电池,用到了ATL的高密度电芯。 

信维通信在其2024年半年报中也提到,随着客户产品智能化发展,公司的高精密结构件产品也取得新的业务进展,为配合终端设备更高密度电池的升级,公司已为客户提供可有效抵抗外部环境侵蚀和损伤且兼具轻薄性的不锈钢电池壳,这将帮助终端设备提高电池续航能力、带来更好的使用体验。

值得一提的是,在新的iPhone 16系列中,只有iPhone 16 Pro一款机型用到了钢壳电池,就连“超大杯”的iPhone 16 Pro Max仍在使用软包电池,只不过引入了新的粘合剂,可以通过低压解除粘结,方便维修。这也进一步佐证了电池能量密度要求提高,是苹果采用钢壳电池的主要原因。


钢壳电池逃不开的激光焊接

至于此次iPhone16 Pro换成钢壳电池,除了以上提到的那些优势外,也有立法推动的因素在内。2022年,欧洲议会通过了一项提案,禁止智能手机厂商在智能手机中使用牢固粘合的手机,让用户更容易拆卸电池。

软包电池要想提高到这样的电池密度并不难,比如小米所用到的金沙江电池,就选择了在负极材料上做出改进,能量密度可突破800Wh/L。可对于不愿意改进散热,却要提高能量密度,且需要满足易拆卸、不易变形等多种要求的苹果而言,软包电池势必会要增加厚度,这才最终选择了钢壳电池。

然而在手机这个出货量巨大的电子产品中,绝大多数电池还是以软包电池为主。这是因为过去智能手机的电池设计空间余量还没有触及瓶颈,也并没有任何任何的规定来限制其可维修性。可未来随着智能手机在AI功能上的发力,集成度势必将达到新的高度,为了保证不额外增加厚度,或许会有更多的手机厂商选择钢壳电池,尤其是在欧洲地区出货量更大的手机厂商,诸如三星、小米、摩托罗拉等。

不少笔记本电脑电池、新能源汽车圆柱电池等,也都纷纷采用了钢壳设计,在小尺寸3C电子设备中,诸如智能手表、TWS耳机等,都先一步换上了纽扣式钢壳电池,这其中也包括苹果的Apple Watch。

在纽扣电池的焊接上,铜材导电性好但属于高反光材料,对激光的吸收率较低,焊接效率较低,且在功率不够或受热过长的情况下,容易变形。而在顶盖密封焊接时,由于盖板连接处加工后厚度为微米级,必须要靠激光焊接来实现焊接精度,且对激光的功率控制要求极高。

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双工位纳秒激光焊接系统 图片来源:大族激光

在手机内部的结构中,诸如马达、天线、摄像头支架等组件,再到现在的钢壳电池壳体上,都已经用上了激光焊接。这种非接触加工的方式没有任何机械应力,热影响范围小,可以避免变形、刺穿等焊接事故。同时,激光光束更容易控制,焊接精度高且光洁度高,适用于集成度越来越高的3C电子产品。

传统的软包电池中也早已用到了激光焊接,主要是用于极耳和电芯、极耳与引线之间的焊接。而针对钢壳这类薄壳材料而言,采用激光焊接技术进行封装就成了首选,壳体供应商也会加大对激光焊接产能投资,购置更多专用于小型3C钢壳电池的激光焊接设备。

更多针对3C电子等行业的激光焊接解决方案,将于明年3月举办的2025 ITES深圳工业展上集中亮相,欢迎大家莅临现场参观!