手机外壳材质对比分析与发展趋势展望

董杰

天津三星通信技术研究有限公司 天津 300385

手机从诞生一来不管是大哥大时代还是功能机时代，作为消费电子产品其外观一直是不同厂家及消费者非常重视的一个因素。自苹果手机开启大屏幕智能手机的潮流，各大手机厂商推出的手机趋于相同。各大厂商及供应商通过不断地努力研究新的外壳材质，并一次次推动行业发展。进入智能机时代CNC金属生产工艺、3D玻璃生产工艺得到大幅度发展，提供多样的材质供消费者进行选择。

1 手机外观结构概况

目前市场上的智能手机外壳材质大致分为工程塑料、金属、玻璃、陶瓷 等[1]。

（1）工程塑料。从功能机时代开始到智能手机早期以ABS及PC材质为代表的工程塑料占据了市场上手机外观材质的大半天下。其优越的可塑性、强度、可通过模具进行大规模生产、较低的成本等优点，被各品牌厂商最为常用的材质。

（2）金属。随着消费升级以及工业生产技术的进步，越来越多的手机采用金属材质设计手机外壳。其中以苹果iPhone 4手机为首采用不锈钢作为机身材质，提升产品质感，之后小米4手机采用奥氏体304不锈钢为机身边框材质。随着技术的发展铝合金称为目前手机中最常见的金属外壳材质，以其易加工、表面处理能力强等特点迅速成为行业热门材质。从五六千元的旗舰手机到千元机各厂商均使用金属来提升其机身质感。

（3）玻璃。在iPhone 4时代玻璃就作为背盖材质出现在世人面前，其特有的光学特性及手感深的用户喜爱。在金属手机发展到全金属结构不久，人们开始产生厌倦心里，网络上开始出现对手机同质化缺乏创新的责怪声音。而后由三星为代表开始大批量出现背盖材质为玻璃的智能手机，玻璃材质再次展现在世人面前。

（4）陶瓷。陶瓷材是由大众广为熟知是由小米公司Mix系列开始，之后又在Mix2系列将铝合金中框与陶瓷结合发挥到了极致，陶瓷以其独有的特性，展现了更加美观的光学性能及更加优越的手感。

2 各类手机结构材质的优势

（1）工程塑料。塑料材质的可塑性强，工业加工难度相对较低，通过模具成型可以大规模量产。以及成型后产品重量轻，可以通过注塑、喷涂、蒸镀等表面处理工艺展现不同的表面质感。以三星为例，通过不同工艺可以将塑料加工成皮纹、拉丝、镜面高光等不同的式样，展现出产品设计的多样化。

（2）金属。铝合金及不锈钢作为金属材质，其结构强度是工程塑料无法比拟的，可以有效提升手机整体强度。并且其特有的性能在手感方面也优越于塑料材质。铝合金以其特性可以通过CNC加工工艺体现多样的造型，再通过打磨、喷砂、阳极氧化等工艺表现出不同的质感及色彩。不锈钢因其强度高的特点可以进行打磨抛光实现镜面效果，去年推出的iPhone X旗舰手机就采用此工艺。

（3）玻璃。玻璃材质具有高透光学特性可以通过菲林印刷提供如渐变、反光等多种效果。目前市面普遍使用玻璃作为屏幕材质，这样一来前后材质的统一带来的手感上的提升毋庸置疑。

（4）陶瓷。陶瓷材质既有金属的光泽，并且具有较好延展性。其又具有比玻璃更高的硬度，耐磨性高，在日常使用当中不用担心划伤问题。陶瓷材质最大的优点是具有温润如玉的触感。

3 浅析各类手机材质的弊端

（1）工程塑料。塑料机身在质感方面一直处于劣势，相比其他材质与生俱来带着一股廉价感。虽然厂商在式样上不断更新加入花纹、仿皮革等不同的设计元素，但就手感而言依然有所欠缺。另外其散热效果也一般。

（2）金属。在使用铝合金材质时为了追求手机厚度采用轻薄设计，导致外壳结构强度薄弱。且金属弹性低于塑料在发生形变后无法恢复到原有状态。iPhone 6系列手机上市初期就出现了“坐弯门”，在使用7000系铝合金之后各厂商手机强度得到的有效的改善。不锈钢材质在此方面表现则好很多。此外金属材质在最大的弱点在其电磁屏蔽性能，因金属电磁屏蔽问题.市面上所有金属手机壳无一例外的采用将外壳分割当作天线使用。这导致外壳一体性遭到破坏。在出现微缝天线工艺后才稍微好转。

（3）玻璃。玻璃材质作为非晶体材料，分子结构缺乏稳定性，通俗一点的说法就是易碎。这导致不论生产过程中，还是消费者在使用过程中都需要小心翼翼，一不留神就可能破碎。这导致玻璃外壳无法经过过多的后加工处理。

（4）陶瓷。陶瓷材质在获得金属和玻璃的特性的同时，缺点也一并继承下来。此外陶瓷材质最大的问题是加工难度高，其生产过程中烧结工艺导致烧制前后产品有缩水现象并且无法找到规律，这表明无法控制其精密尺寸。手机外壳作为精密部件，其精度至少要打到0.01mm级别。以小米Mix手机为例，在经过一系列工艺改善之后良率一直保持在10%左右。

4 结语

通过以上对手机几种外壳材质的简要介绍，客观地说，手机作为消费电子产品需要保证其多样化的特性。通过几年的发展，手机材质也趋于单一，金属中框加上玻璃背盖的设计已占领80%以上的市场。未来还有那些材质可能会大规模出现在手机上呢?或许碳纤维是下一个厂商的目标，其特性具有高强度、质量轻、耐高温、耐磨等。碳纤维材质上世纪50年代出现在航空领域，目前在汽车领域也有很多涉及。对于手机行业而言，碳纤维的潜力在于其比肩金属的强度，又有塑料的高可塑性。其实碳纤维材质在手机行业中出现过，只不过因其高昂的成本没有大面积应用[2]。

除了碳纤维外，液态金属或许在未来也可能应用在手机行业。苹果公司中期的手机在SIM卡托生产工艺上使用过液态金属。此材质优点为在具有所有金属特性的情况下，又有塑料一般的可塑性，其生产性将得到大大提高。

希望在材料学科不断的发展下，以后有更多的先进材料应用到手机行业，为手机行业增添色彩。