??? 以前智能手機(jī)材料清一色的只有工程塑膠（聚碳酸酯）或是金屬機(jī)殼，但隨著智能手機(jī)尺寸越來越大、消費(fèi)者逐漸追求輕薄的大趨勢(shì)之下，各種新型材料也開始出現(xiàn)在智能手機(jī)上。智能手機(jī)材料選用的考慮為何？未來哪一種材料有望成為新趨勢(shì)？

??? 除了觸控屏幕之外，智能手機(jī)的外殼可能是使用者最常接觸的部分。外殼可說是整支手機(jī)的支撐骨架，更攸關(guān)手機(jī)內(nèi)各種電子零件的定位及固定、同時(shí)對(duì)各種外來物體的撞擊或滲漏時(shí)給予保護(hù)。過去手機(jī)的外殼材料僅侷限于工程塑膠與金屬合金，然而隨著消費(fèi)者對(duì)智能手機(jī)的要求越來越高、各種先進(jìn)材料也逐漸納入手機(jī)品牌公司的考慮。

??? 過去的手機(jī)外殼外殼通常都是由上殼與下殼組成（部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)種還有中殼），理論上來說、上下殼的外形可以重合。早期的手機(jī)外殼殼體通常由工程塑膠注塑成型，原料主要為聚碳酸酯（Polycarbonate、簡(jiǎn)稱 PC）以及丙烯-丁二烯-苯乙烯塑膠（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene、簡(jiǎn)稱 ABS）。其中聚碳酸酯具有透明性極佳、常溫耐沖擊強(qiáng)度高、耐高溫與高剛性的特性，早已普及于消費(fèi)者日常生活中如光盤，眼鏡片，水瓶，防彈玻璃，護(hù)目鏡、銀行防彈玻璃、車頭燈等、寵物籠子等應(yīng)用范圍。聚碳酸酯還被用來制作登月太空人的頭盔面罩、Apple iPod 音樂播放器和 iBook 筆記型電腦外殼也是使用聚碳酸酯制作而成。

??? 而誕生時(shí)間更早的 ABS 樹脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槠嚒㈦娮与娖骱徒ㄖ牧?，汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門把、保險(xiǎn)桿、通風(fēng)管等，在消費(fèi)性電子市場(chǎng)則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器、電腦、影印機(jī)等產(chǎn)品。ABS 樹脂的好處是塑形容易同時(shí)價(jià)格低廉，適用于對(duì)強(qiáng)度要求不太高的零件（不直接受到?jīng)_擊，不承受可靠性測(cè)試中結(jié)構(gòu)耐久性測(cè)試的零件，如手機(jī)內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)（Keypad frame，LCD frame）以及需要電鍍的零件（如按鈕、側(cè)鍵、導(dǎo)航鍵、電鍍裝飾件等）。過去多數(shù)公司選擇搭配使用兩種工程塑膠材料，但隨著以 SAMSUNG 為首的韓國(guó)公司率先全面換用以聚碳酸酯為手機(jī)外殼材料，目前看來中高端手機(jī)產(chǎn)品都開始降低 ABS 樹脂的使用比例。

??? 鎂鋁合金（金屬材料）外殼的優(yōu)劣性在工程塑膠之外，手機(jī)品牌公司第一個(gè)考慮其他材料就是金屬合金材料，過去曾由 NOKIA 及 Apple iPhone 第一代產(chǎn)品掀起了一股金屬機(jī)殼的風(fēng)潮。從事金屬合金批發(fā)的上海艾荔艾金屬材料有限公司總裁林正則介紹說，目前以金屬材料為主的機(jī)型所謂鋁合金材料主要原料是鋁金屬再摻入少量的鎂或是其它的金屬材料來加強(qiáng)其硬度，依據(jù)添加金屬的不同而稱為鎂鋁合金或鈦鋁合金。鋁合金材料既有金屬的強(qiáng)度，而且重量輕、也易于散熱、同時(shí)抗壓性較強(qiáng)，在機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性有了極大的提升。

??? 林正則經(jīng)理強(qiáng)調(diào)說，鎂鋁合金材質(zhì)應(yīng)用于智能手機(jī)產(chǎn)品的最大優(yōu)勢(shì)在于導(dǎo)熱性能和機(jī)械強(qiáng)度，其硬度是傳統(tǒng)塑膠機(jī)殼的幾倍，因此過去被用于中高端超薄型或尺寸較小的智慧型手機(jī)產(chǎn)品上。鎂鋁合金外殼還可通過表面處理工藝上色為粉藍(lán)色和粉紅色，可使產(chǎn)品更美觀同時(shí)增加價(jià)值感，其“易上色”的特性是工程塑膠以及碳纖維材料所無(wú)法企及的。由于鋁鎂合金的散熱性遠(yuǎn)優(yōu)于塑膠材料，能將智能手機(jī)內(nèi)應(yīng)用處理晶片在高負(fù)荷運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的大量熱量及時(shí)傳導(dǎo)至外界。作為金屬材質(zhì)的另一特色是對(duì)于外界的電磁干擾有著良好的屏弊作用，不過此一特色是有利有弊：在對(duì)外界電磁干擾屏弊的同時(shí)，手機(jī)內(nèi)收發(fā)無(wú)線信號(hào)的各式天線性能也大大降低，這也就是 Apple iPhone 第一代或 HTC 金屬機(jī)殼機(jī)種都要在上下方搭配使用塑膠材料（于該處安置天線）的原因。

??? 許多消費(fèi)者（尤其是男性使用者）十分喜愛以鋁合金材料作為智能手機(jī)外殼，主要是認(rèn)同金屬材料的穩(wěn)重以及價(jià)值感。然而手機(jī)品牌公司選用鋁合金材料的缺點(diǎn)也十分明顯：它的成本較高，不耐磨且易掉漆，隨著使用時(shí)間的增加，原先在表面噴涂的顏色仍會(huì)磨去并露出其暗灰色的本來面目；另外使用者如果不小心劃傷的話、其刻痕也會(huì)非常的顯眼，很多鎂鋁合金的智能手機(jī)與筆記型電腦如果平常不加易保養(yǎng)，在用過一段時(shí)間之后會(huì)變得滿是劃痕慘不忍睹。

??? 從手機(jī)生產(chǎn)角度來看，鋁金屬外殼成型要比 ABS 困難得多（需要用衝壓或者壓鑄工藝），舉例來說，Apple 的零件供應(yīng)商可成甚至擁有數(shù)千臺(tái) CNC 機(jī)臺(tái)專門作為加工生產(chǎn)使用，每個(gè) iPad 鋁鎂合金元件需要從2公斤的鋁錠，經(jīng)過復(fù)雜的挖槽、沖壓、切割過程才能完工。但由于金屬機(jī)殼比工程塑膠機(jī)殼的強(qiáng)度更高、散熱性能更好，又比鈦合金、碳纖維等其他材料更便宜，對(duì)于搭載?4.5 寸以下觸控屏幕的智能手機(jī)產(chǎn)品來說，以鋁鎂合金材料做為外殼材料仍是很好的選擇（不過更大尺寸機(jī)種則可能會(huì)導(dǎo)致手機(jī)重量過重）。

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碳纖維材料未來或有望擴(kuò)大占有率

??? 2007年問世的 iPhone 引領(lǐng)通信行業(yè)進(jìn)入了“觸控屏幕”時(shí)代，從此之后智能手機(jī)產(chǎn)品不斷挑戰(zhàn)屏幕尺寸的極限、從3.5 寸、3.7 寸、4.3 寸到 4.7 寸，2011 年 SAMSUNG 推出的 GALAXY Note 更將主流智能手機(jī)的屏幕尺寸推進(jìn)至 5 寸的門檻，許多消費(fèi)者也以手機(jī)尺寸作為產(chǎn)品定位的衡量關(guān)鍵（尺寸越大、產(chǎn)品越高端）。在前述的大趨勢(shì)之下，大尺寸智能手機(jī)若采用全金屬外殼、其重量將讓使用者感到不便。其他先進(jìn)復(fù)合材料因此納入了手機(jī)品牌公司的考慮范圍內(nèi)，而納米碳纖維就是其中之一。

??? 多數(shù)人對(duì)納米（nm）長(zhǎng)度單位并不陌生，一納米指的是十億分之一米。在達(dá)到納米級(jí)別的狀況下，由于物質(zhì)中電子和原子的相互作用將受到尺寸大小的影響非常大，因此材料將呈現(xiàn)與過去不同的特性，其基本性質(zhì)如熔點(diǎn)、磁性、甚至顏色都能夠改變、而且還不需要改變物質(zhì)的化學(xué)成份。例如用超微粒子燒制成的陶瓷硬度可以提高，透過納米技術(shù)制造出來的碳纖維材料其強(qiáng)度比以前的碳纖維提高十倍以上，還將大大減小磨損率并增長(zhǎng)使用壽命。

????碳纖維具有一般碳素材料的特性如耐高溫、耐磨擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，碳纖維其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合而成的復(fù)合材料其強(qiáng)度在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料無(wú)人能出其右。也就是因?yàn)槠洳牧咸?/span>性，碳纖維從上個(gè)世紀(jì) 一九五零 年代初開始應(yīng)用在航空太空領(lǐng)域?；鸺こ處?/span>發(fā)現(xiàn)太空梭重量每減少1 公斤，就可使運(yùn)載火箭減輕500公斤燃料。飛機(jī)重量的減輕也可以節(jié)省油耗并提高航速。美國(guó) JSF 先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)上的碳纖維復(fù)合材料已占全機(jī)重量的 25%，占機(jī)翼重量的 33%。隨著科技的發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)技術(shù)上不斷進(jìn)步、成本也越來越低。除了前述的航太應(yīng)用之外，也廣泛應(yīng)用于體育器械、紡織、化工機(jī)械及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

??? 從手機(jī)品牌公司的角度來看，碳纖維材質(zhì)是很有潛力的外殼材料：它既擁有鋁鎂合金高雅堅(jiān)固的特性，又同時(shí)擁有 ABS 工程塑膠的高可塑性，其外觀類似塑膠但是強(qiáng)度和導(dǎo)熱能力又優(yōu)于普通的 ABS 塑膠。IBM公司很早就采用了碳纖維材料作為筆記本電腦的外殼材料，最具代表性的IBM 600系列已在全球銷售突破200萬(wàn)臺(tái)。IBM 工程師的研究數(shù)據(jù)顯示碳纖維的強(qiáng)韌性是鋁鎂合金的兩倍而且散熱效果最好。由于碳纖維是一種導(dǎo)電材質(zhì)，因此可起到類似金屬材料的遮罩作用（ABS 塑膠外殼則需要另外鍍上一層金屬膜作為遮罩），采用碳纖維材料還有一個(gè)好處：如果它的表面被油性較重圓珠筆、油性水筆等留下的痕跡可被輕松抹掉。

??? 從種種物理特性來看，碳纖維材料完全有望取代傳統(tǒng)塑膠外殼的材料，不過其最大缺點(diǎn)是目前碳纖維材料的生產(chǎn)成本仍十分昂貴。另外碳纖維外殼的成型技術(shù)目前不如 ABS 外殼那樣成熟、加上表面處理與上色技術(shù)難度也較高，因此碳纖維機(jī)殼的形狀一般都比較簡(jiǎn)單缺乏變化、外觀上也欠缺時(shí)尚。碳纖維機(jī)殼還有一個(gè)使用上的小缺點(diǎn)，就是如果接地不好會(huì)有輕微的漏電感。不過以 Apple 為首的消費(fèi)性電子品牌公司仍積極探索大量使用碳纖維材料的可能性，市場(chǎng)上也一直有傳言下未來的 Apple MacBook Pro 和 iPhone 很有可能采用碳纖維材料或是液態(tài)金屬材料。

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其他先進(jìn)復(fù)合材料也開始獲得采用

??? 除了我們前面提及的 ABS、PC、鋁鎂合金還有尚未普及的碳纖維材料，智能手機(jī)品牌公司在機(jī)殼材料上一直不斷創(chuàng)新，其中很多先進(jìn)的復(fù)合材料也被引入智能手機(jī)產(chǎn)品內(nèi)，包括功夫龍（Kevlar）、液態(tài)金屬與陶瓷材料等。

??? 功夫龍（Kevlar）是化工大廠杜邦（DuPont）在芳族聚醯胺類有機(jī)纖維材料的注冊(cè)商標(biāo)名稱。該種纖維是繼玻璃纖維、碳纖維、硼纖維之后的先進(jìn)復(fù)合材料、由杜邦公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。功夫龍纖維最大的特性是具有極高的強(qiáng)度（約為22cN/dtex，其強(qiáng)度是相同重量鋼絲的五倍以上、是高強(qiáng)度工業(yè)尼龍和玻璃纖維的兩倍以上）。同時(shí)功夫龍纖維的熱性能極佳而且熱穩(wěn)定性好，還有良好的絕緣性和抗腐蝕性，因此贏得“合成鋼絲”的美譽(yù)。功夫龍纖維最早被用來制作軍用防彈衣與防彈頭盔，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于車輛輪胎強(qiáng)化材料、網(wǎng)球拍、汽車安全氣囊、安全帶、防彈衣、防火衣，運(yùn)動(dòng)衣物，手套，鞋子及戶外背包等領(lǐng)域。

??? 2012年 MOTO 率先推出使用功夫龍纖維材料作為后蓋的智能手機(jī)產(chǎn)品Droid RAZR，延續(xù)了過去 MOTO RAZR 系列的纖薄時(shí)尚整體設(shè)計(jì)風(fēng)格，該機(jī)厚度僅為 7.1毫米。機(jī)身正面搭載 4.3寸的觸控屏幕，而且手機(jī)背部采用了厚度僅 0.3毫米厚度的功夫龍纖維涂層。雖然功夫龍纖維的重量輕、而且強(qiáng)度高于玻璃纖維、碳纖維和硼纖維，但目前在消費(fèi)性電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用還比較少，主因在于其壓縮強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度都較低、同時(shí)吸水性較高，因此在機(jī)殼設(shè)計(jì)上的局限性很大，另外昂貴的成本也是一大阻力。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不斷在新款產(chǎn)品上嘗試各種新材質(zhì)，先前外界一直傳聞 SAMSUNG 準(zhǔn)備使用強(qiáng)化陶瓷技術(shù)作為其旗艦產(chǎn)品的外殼材料。強(qiáng)化陶瓷技術(shù)是將極精細(xì)的氧化鋯粉末通過高壓注入到模具內(nèi)，然后在攝氏 1000 多度的高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)形成陶瓷零件，目前瑞士鐘表品牌 Rado 的表帶就是運(yùn)用這種材料。然而最后SAMSUNG GALAXY S III i9300 背蓋仍是工程塑膠（聚碳酸酯）材質(zhì)。

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工程塑膠引進(jìn)新技術(shù)提升性能

??? 在材料科技的進(jìn)步之下，其實(shí)工程塑膠（聚碳酸酯）的加工與表面處理已經(jīng)到了新的境界，最明顯的例子就是 NOKIA N9、NOKIA Lumia 900、 HTC One X 及 SAMSUNG GALAXY S III i9300 都不約而同的采用聚碳酸酯材料。隨著3D輔助建模和注塑科技的革命，越來越多手機(jī)設(shè)計(jì)師相信工程塑膠并不一定比金屬的質(zhì)感要差。塑膠材質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)卻更復(fù)雜的加工程序，還有更精確的鉆孔與更快速的生產(chǎn)速度。

??? 由于對(duì)手持式電子產(chǎn)品輕量化的需求越來越高，人類對(duì)工程塑膠材料的改進(jìn)從未停止。目前 Intel 工程師正在將過去 NASA 太空梭的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到工程塑膠機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而降低 Ultrabook 超薄筆記本電腦的價(jià)格。超薄筆記本電腦結(jié)合了筆記本電腦和平板電腦的優(yōu)勢(shì)，但由于價(jià)格過高而無(wú)法擴(kuò)大其銷售量。為此 Intel 華盛頓研發(fā)中心的工程師研發(fā)出一套新技術(shù)，可以使得塑膠外殼的筆記本電腦像更昂貴的金屬外殼一樣堅(jiān)固。Intel 研發(fā)主管 Ben Broili 表示此種技術(shù)將使得超薄筆記本電腦的成本降低 25 美元至 75 美元。而前述技術(shù)可能大量使用高玻纖機(jī)殼，所謂高玻纖機(jī)殼就是塑膠機(jī)殼的玻璃纖維含量達(dá)到 50%，這樣的機(jī)殼強(qiáng)度和厚薄度都可以做到和金屬機(jī)殼不相上下，但成本卻預(yù)估只有金屬機(jī)殼的三分之一，甚至是四分之一。隨著新技術(shù)的導(dǎo)入，工程塑膠機(jī)殼有望在智能手機(jī)產(chǎn)品上重新取得主流地位。