แม่เหล็กของสมาร์ทโฟน: คู่มือ SQE สำหรับ MagSafe, VCM และ Haptic Motors

iPhone 15 Pro Max เป็นตัวอย่างที่มีประโยชน์ Apple ยืนยันว่ามีการชาร์จ MagSafe ระบบป้องกันภาพสั่นไหวแบบออปติคอลแบบเซ็นเซอร์ และการตอบสนองแบบสัมผัส นอกจากนี้ การแยกส่วนยังแสดงส่วนประกอบที่เป็นแม่เหล็กในชุดการชาร์จ กล้อง ลำโพง และ Taptic Engine อย่างไรก็ตาม Apple ไม่ได้เผยแพร่จำนวนแม่เหล็ก เกรด หรือน้ำหนักแม่เหล็กทั้งหมดที่แน่นอน ดังนั้นตัวเลขออนไลน์ เช่น "แม่เหล็ก MagSafe 36–40 ชิ้น" หรือ "มากกว่า 35 กรัมต่อโทรศัพท์หนึ่งเครื่อง" จึงควรถือเป็นการประมาณการ ไม่ใช่ข้อมูล BOM อย่างเป็นทางการ

ความแตกต่างนี้ไม่ได้เปลี่ยนบทเรียนด้านคุณภาพ: แม่เหล็กเป็นตัวขยายประสบการณ์ การยึดติดที่อ่อนแอ ช่องอากาศของกล้องที่ไม่สม่ำเสมอ หรือรูปแบบหลายขั้วที่ไม่ถูกต้อง จะกลายเป็นปัญหาที่ผู้ใช้มองเห็นได้อย่างรวดเร็ว การตรวจสอบทั่วไปที่ครอบคลุมเฉพาะลักษณะ ขนาด และการอ่านเกาส์พื้นผิวเพียงครั้งเดียวนั้นไม่เพียงพอ

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงระบบแม่เหล็กหกระบบที่พบในสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่ โหมดความล้มเหลว การทดสอบ IQC ที่แนะนำ และลำดับความสำคัญในการตรวจสอบซัพพลายเออร์

ข้อจำกัดใดๆ ที่กล่าวถึงในที่นี้เป็นตัวอย่างทางวิศวกรรม ไม่ใช่ข้อมูลจำเพาะของ Apple หรือเกณฑ์การยอมรับสากล ขีดจำกัดที่แท้จริงต้องมาจากแบบร่าง ข้อมูลจำเพาะที่ได้รับอนุมัติ การวิเคราะห์ระบบการวัด และการตรวจสอบความถูกต้องของผลิตภัณฑ์

เหตุใดเกาส์มิเตอร์จึงไม่เพียงพอ

เกาส์มิเตอร์วัดความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กเฉพาะที่ ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโพรบ ช่องว่างอากาศ รูปทรงแม่เหล็ก ความสามารถในการทำซ้ำของฟิกซ์เจอร์ และผลกระทบของขอบ ไม่สามารถตรวจสอบเกรดแม่เหล็ก ความบังคับภายใน โมเมนต์แม่เหล็กทั้งหมด หรือแรงยึดสุดท้ายได้อย่างอิสระ

ฟลักซ์มิเตอร์ที่มีคอยล์ Helmholtz ที่เหมาะสมสามารถวัดโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กได้โดยใช้หลักการที่อธิบายไว้ใน IEC 60404-14 สำหรับแม่เหล็กขนาดเล็ก มักจะให้การวัดความสอดคล้องของล็อตที่เป็นตัวแทนมากกว่าจุดสนามพื้นผิวจุดเดียว

แผนควบคุมเชิงปฏิบัติโดยปกติจะใช้:

• ล็อตประจำ: ลักษณะ ขนาด ขั้วไฟฟ้า และฟลักซ์แม่เหล็ก/โมเมนต์

• ส่วนประกอบเชิงหน้าที่: การทดสอบแรงดึง แรงดึง เสียงหรือไดนามิก

• ตัวอย่างเริ่มต้นและการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ: อุณหภูมิ การเคลือบ และการตรวจสอบวัสดุ

• จำนวนที่มีการโต้แย้ง: เส้นโค้ง BH องค์ประกอบ หรือการวิเคราะห์ความล้มเหลว

1. อาร์เรย์แม่เหล็ก MagSafe

ระบบประเภท MagSafe จะวางโทรศัพท์ให้ตรงกับที่ชาร์จหรืออุปกรณ์เสริมและรักษาการเชื่อมต่อไว้ ผลลัพธ์ถูกสร้างขึ้นโดยวงจรแม่เหล็กที่สมบูรณ์: ส่วนแม่เหล็กหลายส่วน การจัดเรียงเสา วัสดุรองรับ กาว ชั้นป้องกัน ช่องว่างอากาศ และวงจรด้านอุปกรณ์เสริม

ลักษณะสำคัญ

• ลำดับขั้วและทิศทางแม่เหล็ก

• แรงดึงและการกระจายแรงของการประกอบ

• ความสม่ำเสมอของฟลักซ์แม่เหล็ก/โมเมนต์

• ความต้านทานต่อการล้างอำนาจแม่เหล็กที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

• ตำแหน่งแม่เหล็ก ขนาด การเคลือบ และความน่าเชื่อถือในการยึดเกาะ

ความล้มเหลวทั่วไป ได้แก่ ส่วนที่กลับด้าน การบีบบังคับไม่เพียงพอ ความหนาของกาวที่มากเกินไป ความเสียหายของสารเคลือบ และการเปลี่ยนแปลงวัสดุที่ไม่ได้รับการอนุมัติ ส่วนประกอบสามารถผ่านการตรวจสอบพอยต์เกาส์ได้ในขณะที่ชุดประกอบยังคงมีแรงดึงดูดที่อ่อนหรือไม่สม่ำเสมอ

IQC ควรตรวจสอบรูปแบบขั้ว ฟลักซ์/โมเมนต์เป็นชุด และแรงดึงด้วยส่วนประกอบการผสมพันธุ์ที่ได้รับการควบคุม ข้อกำหนดด้านแรงจะมีความหมายเฉพาะเมื่อมีการกำหนดช่องว่าง วัสดุผสมพันธุ์ ความเร็วในการดึง ทิศทาง และอุณหภูมิเท่านั้น

ในระหว่างการตรวจสอบ ให้ตรวจสอบการพิสูจน์ข้อผิดพลาดในการประกอบ การควบคุมอายุการใช้งานฟิกซ์เจอร์ การตรวจสอบย้อนกลับของล็อต การบ่มด้วยกาว การควบคุมการเคลือบ และการวิเคราะห์ระบบการวัดแรงดึง

2. กล้อง VCM และแม่เหล็ก OIS

แอคทูเอเตอร์ของกล้องใช้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างขดลวดกับสนามแม่เหล็กเพื่อเคลื่อนเลนส์หรือเซ็นเซอร์ภาพเพื่อโฟกัสอัตโนมัติและป้องกันภาพสั่นไหว Apple ระบุว่า iPhone 15 Pro Max ใช้ระบบป้องกันภาพสั่นไหวแบบออปติคัลการเลื่อนเซ็นเซอร์รุ่นที่สอง แต่วงจรแม่เหล็กโดยละเอียดยังคงเป็นกรรมสิทธิ์

สำหรับแอคทูเอเตอร์เหล่านี้ ความสม่ำเสมอของสนามและความสมมาตรอาจมีความสำคัญมากกว่าสนามพีค ความเสี่ยงที่สำคัญ ได้แก่ :

• การกระจายสนามไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดแรงและการตอบสนองที่แปรผัน

• ข้อผิดพลาดมุมแม่เหล็ก ทำให้เกิดแรงนอกแกน

• การเบี่ยงเบนมิติหรือตำแหน่งการเปลี่ยนช่องว่างอากาศ

• การดริฟท์โมเมนต์แม่เหล็กแบบล็อตต่อล็อต

• การบิ่น รอยแตก หรือการเคลือบอนุภาคภายในกลไก

IQC พื้นฐานควรรวมถึงขนาด โมเมนต์/ฟลักซ์แม่เหล็ก ทิศทางการเกิดแม่เหล็ก และข้อบกพร่อง โปรแกรมที่มีความแม่นยำสูงอาจต้องมีการสแกนภาคสนามหรือการตรวจสอบระดับโมดูลของแรงคงที่ ความเป็นเส้นตรงของการกระจัด และการตอบสนองแบบไดนามิก

อย่าใช้พิกัดความเผื่อหนึ่งค่า เช่น ±0.02 มม. กับแม่เหล็ก VCM ทุกอัน ค่าที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับขนาด ความสามารถในการประมวลผล ช่องว่างอากาศ และสแต็กพิกัดความเผื่อของโมดูล

การตรวจสอบซัพพลายเออร์ควรครอบคลุมถึงการวางแนวในระหว่างการกด การควบคุมล็อตเตาหลอม การบดชิ้นส่วนขนาดเล็กและความสะอาด การบำรุงรักษาฟิกซ์เจอร์แม่เหล็ก และความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลแม่เหล็กและประสิทธิภาพของโมดูล

3. แม่เหล็กของลำโพงและตัวรับ

แม่เหล็กของลำโพงสร้างสนามที่มั่นคงในช่องว่างวอยซ์คอยล์ แม่เหล็ก NdFeB พลังงานสูงรองรับการออกแบบที่กะทัดรัด ในขณะที่เฟอร์ไรต์มีต้นทุนที่ต่ำกว่าและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แต่มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่ามาก

การทดแทนวัสดุถือเป็นความเสี่ยง แต่ปัญหาที่พบบ่อย ได้แก่ การลดระดับเกรด ขนาดผสม การทำให้เป็นแม่เหล็กที่ไม่สมบูรณ์ และการเปลี่ยนแปลงของการประกอบวงจรแม่เหล็ก

การควบคุมที่แนะนำได้แก่:

• วัสดุ ขนาด การเคลือบ และการตรวจสอบเอกสารล็อต

• ความสม่ำเสมอของฟลักซ์แม่เหล็ก/โมเมนต์

• การทดสอบความหนาแน่น องค์ประกอบ หรือ BH เมื่อมีการโต้แย้งเรื่องอัตลักษณ์

• การสูญเสียฟลักซ์กลับไม่ได้หลังจากการสัมผัสกับอุณหภูมิที่กำหนด

• การทดสอบความไวระดับแอสเซมบลี การตอบสนองความถี่ การบิดเบือน และเสียงรบกวน

โปรดจำไว้ว่า Br คือคุณสมบัติของวัสดุที่วัดจากกราฟการล้างอำนาจแม่เหล็ก การอ่านเกาส์พื้นผิวของแม่เหล็กที่เสร็จแล้วไม่ใช่ Br และไม่สามารถเปรียบเทียบโดยตรงกับข้อกำหนด N35 หรือ N45 Br

ในระหว่างการตรวจสอบ ให้ตรวจสอบการแยกวัสดุ การควบคุมปัญหา หลักฐานความอิ่มตัวของแม่เหล็ก ความสะอาด และการคัดกรองการทำงาน แรงดันไฟฟ้าสนามแม่เหล็กที่บันทึกไว้เพียงอย่างเดียวไม่สามารถพิสูจน์ความอิ่มตัวของสีได้เต็มที่

4. แม่เหล็กตัวกระตุ้นแบบสัมผัสเชิงเส้น

แอคชูเอเตอร์แบบสัมผัสของสมาร์ทโฟนผสมผสานแม่เหล็ก คอยล์ สปริง และมวลที่กำลังเคลื่อนที่ Apple ใช้ชื่อ Taptic Engine ในขณะที่โทรศัพท์อื่นๆ ใช้สถาปัตยกรรมแกน X หรือแกน Z ที่แตกต่างกัน ไม่มีข้อกำหนดการนับ เกรด หรือเวลาตอบสนองของแม่เหล็กสากล

แม่เหล็กหลายขั้วและอาร์เรย์แม่เหล็กจำเป็นต้องควบคุมขั้ว ระยะพิทช์ของขั้ว ความสมดุลของสนาม ความขนาน และช่องว่างอากาศ ความล้มเหลวทั่วไป ได้แก่:

• ลำดับขั้วหรือตำแหน่งขั้วไม่ถูกต้อง

• ความแตกต่างระหว่างขั้วมากเกินไป

• แม่เหล็ก เหล็กด้านหลัง หรือการเคลื่อนที่แบบกาว

• การสูญเสียเอาต์พุตที่ไม่สามารถย้อนกลับได้หลังการให้ความร้อน

• พันธบัตรล้มเหลว การเคลื่อนไหวหรือการสั่น

ใช้การถ่ายภาพโพลหรือการสแกนภาคสนามสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีหลายโพล แทนที่จะอาศัยเฉพาะฟลักซ์ทั้งหมด การทดสอบแม่เหล็กตามปกติควรมีความสัมพันธ์กับการสั่นสะเทือน การตอบสนอง และเสียงรบกวนในระดับแอคชูเอเตอร์

ตรวจสอบฟิกซ์เจอร์ที่ใช้แม่เหล็กหลายขั้ว การประเมินรูปคลื่น การสึกหรอของฟิกซ์เจอร์ ระยะห่างของแม่เหล็ก การควบคุมกาว และการทดสอบการสูญเสียอุณหภูมิ

5. คู่มือฟลักซ์การชาร์จ NFC และไร้สาย

โดยทั่วไปแผ่นป้องกัน NFC และแผ่นป้องกันการชาร์จไร้สายจะเป็นวัสดุแม่เหล็กอ่อน ไม่ใช่แม่เหล็กถาวร โดยจะนำทางสนามไฟฟ้ากระแสสลับ ลดการสูญเสียจากกระแสไหลวน และจำกัดการรบกวนกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในบริเวณใกล้เคียง

ลักษณะหลักของพวกเขาคือ:

• การซึมผ่านที่ซับซ้อน, μ′ และ μ″

• การสูญเสียสนามแม่เหล็กขึ้นอยู่กับความถี่

• ความหนาและความสม่ำเสมอ

• การแตกร้าวและความยืดหยุ่น

• ความน่าเชื่อถือในการเคลือบและการยึดติด

ความสามารถในการซึมผ่านจะต้องระบุด้วยความถี่ รูปทรงของตัวอย่าง ความหนา และวิธีการทดสอบ ค่าเช่น “μ ≥ 2,000 ที่ 1 MHz” ไม่ใช่ข้อกำหนดสากล

IQC อาจใช้เครื่องวิเคราะห์ความต้านทาน การวัดความหนา และการทดสอบการโค้งงอที่กำหนดไว้ ข้อมูลวัสดุควรมีความสัมพันธ์กับประสิทธิภาพการชาร์จ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และระยะการอ่าน NFC

การตรวจสอบซัพพลายเออร์ควรตรวจสอบองค์ประกอบ การควบคุมอนุภาคหรือริบบิ้น ความสม่ำเสมอของการขึ้นรูป การอบชุบด้วยความร้อน รอยแตกร้าว และช่องว่างในการเคลือบ

6. บานพับและแม่เหล็กปิดโทรศัพท์แบบพับได้

แม่เหล็กอาจรองรับการยึดการปิด การตรวจจับตำแหน่ง หรือตัวช่วยบานพับ อย่างไรก็ตาม บานพับแบบ free-stop จำนวนมากอาศัยลูกเบี้ยว สปริง และแรงเสียดทานเป็นหลัก ดังนั้นโทรศัพท์แบบพับได้บางรุ่นจึงไม่ได้ใช้แม่เหล็ก "โฮเวอร์"

ในกรณีที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็ก ให้ประเมิน:

• พฤติกรรมมุมเทียบกับแรงบิดในการประกอบที่สมบูรณ์

• ตำแหน่ง ทิศทาง และความสม่ำเสมอของแม่เหล็กซ้าย-ขวา

• แรงบิด เสียง และการเคลื่อนไหวหลังจากการพับทนทาน

• เอฟเฟกต์สนามเร่บนเซ็นเซอร์ฮอลล์ จอแสดงผล กล้อง และสไตลัส

• ความสมบูรณ์ของพันธะหลังการทดสอบอุณหภูมิ การตก และการกระแทก

ผลลัพธ์ของเกาส์หรือแรงดึงเดี่ยวไม่สามารถแสดงถึงฟังก์ชันบานพับแบบเต็มได้

รายการตรวจสอบการตรวจสอบ SQE

กระบวนการควบคุมขาเข้าที่ใช้งานได้จริง

1. แปลฟังก์ชันเป็น CTQ

เริ่มต้นด้วยฟังก์ชันสุดท้าย เช่น แรงดึง แรงผลักดัน ความดันเสียง เวลาตอบสนอง ประสิทธิภาพการชาร์จ หรือแรงบิดของบานพับ จากนั้นจึงระบุคุณลักษณะทางแม่เหล็กที่สัมพันธ์กัน

2. สร้างมาตรฐานอุปกรณ์จับยึดและตัวอย่างอ้างอิง

กำหนดทิศทางการทดสอบ ช่องว่าง อุณหภูมิ และคำแนะนำในการทำงาน รักษาตัวอย่างทองคำ ตัวอย่างขอบเขต และข้อมูลมาตรวัด R&R เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบผลลัพธ์ของลูกค้าและซัพพลายเออร์ได้

3. ใช้การตรวจสอบแบบเลเยอร์

• คุณสมบัติ: ประสิทธิภาพของวัสดุ ความสามารถของกระบวนการ และความน่าเชื่อถือ

• ล็อตเริ่มต้นหรือล็อตที่เปลี่ยนแปลง: เกรด การกระจายตัวของสนาม อุณหภูมิ และการเคลือบ

• การผลิตตามปกติ: ฟลักซ์/โมเมนต์ มิติ ทิศทาง และฟังก์ชันที่สัมพันธ์กัน

• ข้อพิพาท: เส้นโค้ง BH, องค์ประกอบ, หน้าตัด และการวิเคราะห์ความล้มเหลว

4. ควบคุมกระบวนการของซัพพลายเออร์

คุณลักษณะที่สำคัญต้องปรากฏในแผนการควบคุม, PFMEA, คำแนะนำการทำงาน, การอนุญาตพารามิเตอร์, แผนปฏิกิริยา และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับของล็อต ไม่เพียงแต่ในเอกสารการตรวจสอบที่เข้ามาเท่านั้น

5. ติดตามแนวโน้ม

แนวโน้มของ SPC สำหรับโมเมนต์ ขนาด แรงดึง และเอาท์พุตแบบไดนามิกสามารถระบุการสึกหรอของเครื่องมือ การเคลื่อนตัวของเตาหลอม การเคลื่อนที่ของฟิกซ์เจอร์ การเปลี่ยนแปลงแนวพันธะ หรือการแปรผันของวัตถุดิบก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว

คำถามที่พบบ่อย

เกาส์มิเตอร์สามารถระบุเกรด NdFeB ได้หรือไม่

มักจะไม่ การอ่านค่าจะได้รับผลกระทบจากเรขาคณิต ระยะทาง และสถานะสนามแม่เหล็ก การตรวจสอบเกรดต้องใช้ข้อมูลการล้างอำนาจแม่เหล็ก การทดสอบ BH หรือวิธีการระดับวัสดุอื่นที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว

เกาส์พื้นผิวที่สูงขึ้นหมายถึงแรงดึงดูด MagSafe ที่แข็งแกร่งขึ้นหรือไม่

ไม่จำเป็น. แรงยังขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเสา ช่องว่างอากาศ เหล็กด้านหลัง พื้นที่สัมผัส ชั้นป้องกัน และวงจรด้านอุปกรณ์เสริม ทดสอบการประกอบทั้งหมด

จำเป็นต้องมีการทดสอบ BH สำหรับทุกล็อตหรือไม่

มักจะไม่ เหมาะสมกับคุณสมบัติ การเปลี่ยนแปลง การตรวจสอบตามระยะ และข้อพิพาทมากกว่า ล็อตประจำสามารถใช้การทดสอบฟลักซ์ ทิศทาง มิติ และการทำงานที่สัมพันธ์กันเร็วขึ้น

OEM จะป้องกันการดาวน์เกรดเกรดแม่เหล็กได้อย่างไร

กำหนดเกรด Hcj หรือการสูญเสียอุณหภูมิที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ในข้อตกลง ต้องได้รับอนุมัติการเปลี่ยนแปลงและสามารถตรวจสอบย้อนกลับล็อตเตาหลอมได้ ตรวจสอบล็อตที่มีความเสี่ยงสูง และติดตามแนวโน้มในช่วงเวลาแม่เหล็กและฟังก์ชันสุดท้าย

บทสรุป

ส่วนประกอบแม่เหล็กของสมาร์ทโฟนทำหน้าที่ต่างกัน และไม่ควรแชร์แผนการตรวจสอบ "รูปลักษณ์ ขนาด และเกาส์พื้นผิว" ทั่วไปแผนเดียว

• MagSafe ต้องใช้การควบคุมรูปแบบเสาและแรงในการประกอบ

• แอคชูเอเตอร์ของกล้องต้องมีฟิลด์ที่สม่ำเสมอและการตรวจสอบแบบไดนามิก

• ลำโพงต้องมีการตรวจสอบวัสดุ วงจร และเสียง

• แอคชูเอเตอร์แบบสัมผัสต้องการการควบคุมแบบหลายขั้วและรูปคลื่น

• NFC และแผ่นชาร์จจำเป็นต้องทำการทดสอบแม่เหล็กอ่อนตามความถี่

• กลไกแบบพับได้จำเป็นต้องมีการประเมินแรงบิด ความทนทาน และการรบกวน

การตรวจสอบซัพพลายเออร์ที่มีคุณค่าจะเชื่อมโยงฟังก์ชันขั้นสุดท้ายเข้ากับวัสดุ การกด การเผาผนึก การตัดเฉือน การทำให้เป็นแม่เหล็ก การประกอบ และการวัด และทำให้แน่ใจว่าซัพพลายเออร์ควบคุมห่วงโซ่นี้ด้วยกระบวนการที่มีความสามารถและข้อมูลที่ตรวจสอบย้อนกลับได้

หากคุณกำลังพัฒนาแม่เหล็ก NdFeB แบบกำหนดเองสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค โมดูลกล้อง ชุดประกอบเสียง ตัวกระตุ้นระบบสัมผัส หรือระบบชาร์จไร้สาย IT-MAG สามารถรองรับการตรวจสอบการออกแบบเพื่อการผลิต การพัฒนาตัวอย่าง และการควบคุมความสม่ำเสมอของล็อต ส่งแบบของคุณ กำหนดเป้าหมายพารามิเตอร์แม่เหล็ก หรือตัวอย่างเพื่อหารือเกี่ยวกับโซลูชันแม่เหล็กที่เหมาะสม