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台湾专家称三星手机爆炸不全是电池原因

2016-11-08 10:48:18    中国质量万里行    文/本刊记者 雷玄    点击:

  三星Note 7手机发生电池爆炸事件持续发酵,尽管三星公司采取了相应的补救措施,但由此产生的市场影响和业内争议,仍然在持续。

  近日,长期从事半导体行业的台湾玺叡国际股份有限公司总经理詹定叡接受本刊专访时说,此次手机爆炸事件,主因应在于电池、芯片电源管理、手机软件的互动关系出了问题,即很可能是动态的电池监测系统管理出了问题,因此, “爆炸不太可能全是因电池本身造成。”

  詹定叡的公司专注于集成电路高端前沿侦错检测技术系统之开发设,他具有20多年高频、集成电路、材料及所有电子产品专业的检测技术与经验。

  詹定叡说,手机系统如此复杂与精密,仅计算机就需要包括CPU 等的不同的处理器来分工、协调、处理各项功能,更何况手机还有电源处理芯片,若单从手机处理器进行电源管理方面分析原因,未免有失偏颇。

  从这些手机爆炸的原因分析中,电池——被认为是频率比较高的原因。詹先生说:“电池因为是手机中最被人熟悉的配件,就成为众矢之的。”

  对此,詹定叡寻访了一些台湾相关产业的专家及电池厂商发现,目前没有任何电池厂商认可相关报道。他与这些台湾业内专家及电池厂商讨论后认为,电池以单项来看,现在的工艺已是与各项手机硬件达成了最佳平衡点,爆炸不太可能全是因电池本身造成。

  但因三星手机的爆炸,电池这一零部件反而成为众矢之的。目前报道中体现电池有问题的说法,仅以学术上的知识做推理,无法代表电池制造厂自己的声音。

  詹定叡认为,使用三星原装电池与国行版电池均发生爆炸事出有因。据他分析,同一款手机虽然使用了不同厂家的电池,但使用的是相同的电源管理芯片,表示此系列的爆炸在相同条件下,没有做好动态电池监测系统管理,才造成手机爆炸持续产生。

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  电池、芯片和手机软件三者联动故障才是爆炸主因

  在众多的手机零配件的上游群体里,詹定叡有过一些经历,美国卡内基梅隆大学化工系助理教授Venkat Viswanathan的观点与他的不谋而合,但没有做进一步的阐述。Galaxy Note 7 之所以会爆炸,很可能是因为电池的电压控制芯片发生故障,以及电池本身的材料品质不佳等问题。

  按照詹定叡的观点,手机是现代最精密又便利的系统。之所以称之为系统,主要是因为一支手机内包含许多芯片、软件、电池等很多硬件,爆炸问题绝非仅仅是手机与电池两者的关系。

  关于三星手机爆炸原因的分析,都止于单项电池方面,甚至苹果手机为电池开发了专利,但这些并非以整个系统的思考方向去分析原因与解决问题。一般消费者或专业人士,涉及三星手机爆炸的原因,往往只单方面考虑到电池、手机、设计等某一方面。但从系统考虑点而言,则应考虑手机电池、电池管理芯片及手机软件等方面的系统管理。

  他认为,目前出现的原因分析的报道都是单方面的观点,而非以系统的角度做分析。

  因为,在詹先生看来,即使电池、电池管理芯片及手机软件这三项分别达到现在的最高工艺水平,也需要经过数以万计的测试及磨合,才能到达手机的最佳质量状况。“电池只要有电,就有爆炸可能性。”目前所有电源管理芯片都没不具备动态电池监测系统,以此为基础再做防爆没有任何作用。手机软件无法预警,手机何时爆炸,也无法得到预警。

  因此,电池、电池管理芯片及手机软件三个环节,环环相扣,密不可分。除以系统观点看待电池、电池管理芯片及手机软件整合在一 起的互动关系,并须以动态的电池监测系统加以管理,才能达到问题事先预防的效果。

  与之相对应的是,原采分散风险的苹果手机,对芯片及组装供应链上紧发条,尤其担任多项芯片系统级封装(SIP)的日月光,监于系统级封装的技术整合难度高,且未来发生芯片差错,对整个企业产品形象有重大影响。

  消息人士透露,日月光与苹果已合作多年,双方合作关系相当紧密,不仅两代Apple Watch全数委托日月光进行各项芯片整合,苹果愈来愈多的芯片整合,也多数委托日月光进行。

  由于未来苹果技术蓝图,系统级封装比重会逐步提升,除借重台积电在处理器代工提供整合扇出型封装(InFO)技术,相关芯片整合,也必须要由有专业技术的封装厂进行。

  根据法人最新的研究报告,因苹果未来手机芯片整合度极高,出货数量庞大,需要强而有力的后段封测产能支持,日月光和硅品则是目前投入这项技术最积极且最有经验的封测厂,双方合并,加大研发能量,有助苹果加速克服手机芯片更轻薄、效能更佳的技术瓶颈。

  詹定叡说:“手机代工、封装,需要更高端更前沿的检测技术,才能达到现代技术所预期的更高质量的手机产品。至于电池爆炸的问题,已经牵扯到了许多产业和系统,也成为买卖双方关注的问题,除非中国大陆的品牌手机厂商带领相关产业做系统改善和预防,否则按照现有的状况,完全遏止爆炸是相当困难的事。”

  如何减少受伤害机率

  从目前看到的爆炸现场视频看,不同因素引发的电池爆炸的情况不一,从一两秒到几十秒不等,所以消费者能做的是尽量减少危险操作。

  理论上手机电池会经过130℃ 的高温热滥用测试才算合格。

  但在使用时,专家称超过60℃ 的使用温度就值得警惕(手机电池的规定使用温度一般都低于 6 0℃),例如手机放置在汽车前挡风玻璃附近温度很容易超过 80℃。

  经验告诉我们,一般手机在使用过程中表面温度也就40℃左右。但是在长时间播放视频、开启导航等情况温度可能会升高很多。

  此时,手机处理器芯片可能工作在60℃以上,这些热被分散传递出机身外;不过一旦手机结构设计不合理,温度集中到离电池比较近的地方,事情就变得不稳定了。有些手机爆炸事故可能就与高温下使用有关。

  另外,低温下放电时正负极之间可能会析出金属物质。这个过程较为漫长,而且不可逆;金属会慢慢地在正负极之间形成冰锥状物体,可能会刺穿电池,然后发生起火或者爆炸。专家建议-20℃下就不要开机了,而实际上很多手机也都带有低温自动关机的保护功能。

  按照专家的说法,不难总结为:比如手机受力弯折得比较严重时请尽量别再使用;电池出现鼓胀现象时,请立即通过正规途径更换电池;后如果有条件,手机充满电后还是尽量及早拔下充电器(虽然有保护电路可以防止过充电,但是电路存在失效的概率);发觉手机莫名其妙烫了就关机让它关机“冷静一下”;零下十几度尽量别操作手机,对手机好,手也暖和。私下里闲聊,专家戏称“睡觉时,把手机放洗手间会安全些”(国内外已经发生多起夜间由手机电池引发的安全事故)。

  除了手机产品以外,更让詹定叡觉得担忧的是,医疗电子也存在同样的隐患。目前,无论是老人照护或血压脉搏量测,许多装置都是直接装在人体,而且紧密贴身。这些设备也包括电池加电源管理芯片。他认为,若手机存在爆炸隐患,这类医疗设备也必定会有,加上运行过程中紧贴人身不断升温,所以,这类设备危害性更大。

  詹定叡说,电池与电源管理芯片之间的关联是密不可分的。“如果不能从真正的根本原因下手,我们只能眼睁睁看着手机、医疗电子、甚至波及整个物联网,爆炸的事情将再次重演。”

  全球业界对三星手机爆炸的 4种推测

  随着三星手机爆炸事件的不断升温,针对手机爆炸原因的分析,全球业内人士对Note 7的问题原因纷纷进行推测。

  原因一:制造工艺

  三星于9月15日宣布在美国召回Note 7。当时该公司表示,Note 7 中采用的来自三星SDI的电池存在缺陷。相对手机尺寸而言,电池体积太大,这可能导致了电池内部的短路、过热,甚至起火。

  三星随后放弃了来自三星

  SDI的电池,全部改用另一家供应商Amperex Technology的电池。然而彭博社报道称,即使后者的电池目前看来也存在问题。调查人员认为,对于Note 7近期发生的几起事故,根本原因与最初召回时不同。

  原因二:快充功能

  一种观点认为,问题出在了 Note 7的快速充电功能上。

  一名消息人士在与三星高管沟通后表示:“如果你尝试给电池快速充电,那么电池会变得更不稳定。如果你给发动机的压力太大,那么就会爆炸。这些设备是技术的奇迹,我们从这么小一块锂电池中能得到什么?”

  原因三:设计

  三星Note 7的设计可能也是导致起火爆炸的原因。这款手机采用了对称弯曲设计,而这也是三星在宣传中重点突出的一点。这可能给封装好的电池造成了压力,甚至引起短路。

  在第一次召回之后,来自韩国消费者保护部门泄露的文件显示,三星SDI的电池要比原先设计的略大。此外,用于隔离电极的隔离片靠得太近。Phone Arena网站认为,这样的设计导致在压力下电极容易短路。

  还有一种观点认为,制造工艺可能给这些隔离片造成了外部压力。隔离片被设置在电池边缘处,而当手机完成整体封装时,电池可能承受了额外压力。

  在第一次召回期间韩国消费者保护机构曾泄漏出一份文件,三星子公司SDI生产的Note 7电池要比ATL的稍大一些。在装配时存在公差,导致隔离阴阳两极的隔离板距离曲面屏幕边框太近。一旦受到外力压迫就可能造成隔离板塌陷,使电池短路发热自燃。

  至于采用ATL生产电池的所谓“安全版”为何也出现自燃情况,目前尚没有明确说明。有分析人士认为仍然是曲面屏设计结构的问题,再加上召回事件紧急生产线压力山大,新机在质检方面或许也没有经过严格测试。

  原因四:手机处理器

  来自英国伦敦《金 融 时 报 (Financial Times)》的一篇报道,引述了一个曾与三星高层交流过的匿名消息来源说法,指出:“该款手机的问题似乎是为了加快手机充电速度,而在处理器设计上做的一些调整。”该消息来源表示:“如果你尝试以太快的速度为电池充电,可能让它的状态变得更不稳定,而当加速力道推得太重,它就会爆炸。这样的事情不应该发生。”

标 签: 台湾    三星手机    电池    

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