为了搞懂手机防水这件事,爱范儿参观了一家深圳的工厂

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2017-04-19 16:18

2010 年 10 月 1 日,当摩托罗拉推出第一款 IP67 级别的 Android 手机 Defy 的时候,人们开始意识到原来智能手机也能具备防水功能。

如今,包括 iPhone 7 在内,越来越多的智能手机开始支持防水功能。而除了摩托罗拉 Defy、iPhone 7 以及索尼 Xperia 系列等采用物理结构性防水的手机之外,手机行业中其中还存在着一种不需要改变手机结构设计的纳米防水技术。

(索尼 Xperia,图自:iDownloadBlog

上周五,爱范儿(微信:ifanr)就参观了一家做手机纳米防水技术的 P2i 公司深圳工厂,亲身体验了手机纳米涂层技术和工艺流程。

一层看不见的隐形涂层

提起 P2i 公司,可能很多人都没听过。这是一家成立于 2004 年的公司,目前华为、联想、摩托罗拉、诺基亚、TCL 等智能手机厂商均已采用 P2i 的纳米防水镀层技术,其中包含机型如华为 P9/P9 Plus、Moto Z 等。

在现场, P2i 提供了一张经过纳米涂层处理的纸巾,它能够像荷叶一样盛上水珠,而不会沾湿。

这张摸起来看起来与普通纸巾无任何区别的纸巾,其实已经发生了一些细微的变化,它的表面被加入了一层看不见的防水材料,从里到外都不会吸水。

实际上,P2i 在纸巾上和电子产品表面镀上的是一层相当于人类头发千分之一大小的化学聚合物(氟化物),这层聚合物以分子形式附着在产品表面,从而提供一个“隐形”保护涂层。液体一旦与涂层接触,就会凝结成水珠滚落,因而经过 P2i 处理过的产品都具有极佳的防油防水性能。

不过,这种手机上的纳米防水技术并不新奇,像一些户外运动产品,比如 Timberland 10061 小黄靴,甚至是一些用来保护爱鞋的防水喷雾,都是类似的原理,基于物理学上的毛细现象。

像做烤鸡一样,镀上这层隐形的膜

事实上,智能手机的生产工序非常复杂,即便是为了防水功能而手机开孔的部件上加入防水垫圈,都可能给手机的生产成本和流程带来影响,要让一部手机内外都具备防水功能,并非一件容易的事情。

按照 P2i 中国区总经理张华东的说法,用 P2i 这种防水技术量产手机,是一种更加方便高效的解决方案。张华东向爱范儿(微信:ifanr)解释,这种技术来加工手机就像做烤鸡一样简单,他做了一个形象的比喻,把需要处理的手机比作一只鸡。

你烤鸡的时候,把酱油什么都弄好了,把它处理好,然后把微波炉门打开,把鸡放进去,门一关,然后“叮”一开,你就到客厅看电视了,等一下“叮”一声响了,你就过来把门打开,把鸡拿出来,就开始吃饭。

在开始镀层之前,需要将这只鸡(手机)的表面处理干净并放进仪器中进行干燥处理。随后便可以将这只鸡(手机)放进 P2i 的仪器中(烤箱)。

在这个封闭的仪器中,系统首先会降压,射频 (RF) 等离子体激活产品的表面,确保在低压状态下阻碍结合的水和其他杂质可以被去除,并创建可结合的自由基点。

随后把单体的化学材料以气体的方式灌入,防水材料全方位地渗透到手机中,甚至渗透到手机内部的电路板上,并均匀地覆盖在手机的表面以及内部元器件的表面,形成一层几纳米的隐形薄膜。

最后等气压恢复,就可以拿出产品,然后就不用再做其他的加工,基本上就可以出锅了。经过 1 到 2 个小时的时间处理,这样一部手机便具备了防水功能。

P2i 表示,这层隐形的薄膜,完全不会影响到导通性或者是元器件的性能,电波的干扰。

考虑到手机的复杂加工流程,P2i 的设备通常会选择安装在客户的工厂里。根据客户的需求,配制所需的设备的数量,一套设备每次能处理 600 -700 台手机。

这个工序是在手机完成所有装备测试,即将进入包装程序之前。这样做对手机生产流程的影响最小。

张华东告诉爱范儿(微信:ifanr),目前深圳工厂只有 4 套系统,其中 3 套用于中小型客户的生产。大部分的设备,都是在客户的工厂中,技术人员会提供 24 小时的全球支持。

与结构性防水技术相比

经过 P2i 处理过的手机实际上只可以实现 IPX2 左右的防水级别,相比一般能实现 IPX6 以上的结构性防水手机,显然这种纳米防水级别并不算高。

(经过 P2i 处理后的手机在现场演示的淋雨测试)

但张华东认为结构性防水和 P2i 防水技术并不矛盾,即便是采用结构性防水的手机也存在意外进水的可能性。

目前一些手机厂商使用的是结构防水技术,主要是通过生产加工工艺,来实现防水。但实现上这种技术还是有其局限性。一是对于结构工程师的设计要求太高,甚至需要对某些功能、工艺作出折中;二是手机使用久了,不可避免出现摔跌磕碰,手机受到一些损坏,结构防水的功能会打折。

与机械物理密封相比,纳米防水涂层不仅能满足日常的防水需求,而且相较而言成本更低、更有效,同时克服了物理密封导致产品散热性能下降等问题。

P2i 表示他们拥有行业领先的斥水技术专利——防泼溅技术。防泼溅技术是通过斥水涂层覆盖产品所有表面,包括内部原件来保护设备。斥水表面能防止狭窄间隙的毛细现象,从而减少进入设备的水量,但对于耳机插孔或者 USB 接口等大孔依然无能为力。

按照 P2i 实验数据显示,这种防泼溅的保护层,在没有强酸强碱的破坏下,可以达到终身防水。

在 P2i 眼中,防水手机的意义

尽管目前 P2i 的防水技术不足以让手机浸泡在水中免受伤害,但他们认为这样的防水技术可以减轻手机厂商在维修成本上的压力。

据 IDC 数据显示,在所有送修的设备之中,液体侵入是继碎屏之后的第二大损坏原因,占比高达 35%。2015 年全球约有 3.28 亿部智能手机因为液体侵入而受损,由于液体侵入而造成的损失则高达 967 亿美元。

(图自:Huffington Post UK

因为手机或者是任何的电子产品,返修率虽然低,但每一台设备返修都要花钱的。像华为、摩托罗拉这样的厂商,一年是千万千万的出货,他的返修率其实是在 4%、3%,但对它来说是一个非常大的成本的损耗。我们的技术可以减少它的返修率。

P2i 公司首席运营官及亚洲区总裁黄茂原告诉爱范儿(微信:ifanr),P2i 的防水成本不到平均产品销售价格的 1%,但可以降低产品 40% 的返修率。

目前 P2i 的防水技术主要应用在一些中高端的智能手机产品中,而在中高端手机市场中,P2i 占据了 50% 的份额,到 2016 年底,他们为累计超过 1.75 亿多台的智能移动设备提供防水功能。

在未来,他们希望到 2020 年的时候,能够在每年为 3.2 亿台手机提供防水功能。同时黄茂原也透露,公司一直在进行下一代的技术的研发,实现抗菌、防指纹、防划伤的涂层,并将市场拓展到到国防、汽车、医疗保健等市场领域。

当谈到手机防水功能什么时候能够普及这个问题的时候,黄茂原说道,手机的拍照功能花了十几年的时间实现了普及,现在几乎所有的手机都具备拍照的功能。而指纹识别普及所花的时间更短。

手机防水在未来绝对会变成标配,因为手机本身在每一个人的生活里面,没有一个人可以离得开手机,手机不再只是一个通讯工具,是一个个人高价值的资产,无论你用多少钱购买,都是你的资产。你没有办法接受手机有一天会坏掉,这时候对于手机的品牌商来说,他有一种社会责任问题。

他认为手机防水功能会很快普及,它的普及速度可能会比拍照和指纹识别等功能更快。

 

题图自 CNET

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