MS Surface Book 3

Togotech (토론 | 기여)님의 2022년 10월 26일 (수) 16:49 판

MS Surface Book 3

  1. 전자부품
    1. 컴퓨터
      1. 노트북
        1. 2020년 05월 출시 노트북, MS Surface Book 3 - 이 페이지
          1. 마이크로소프트 모델 1706 직류전원장치
      2. 참고
        1. 태블릿 컴퓨터
  2. 정보
    1. Microsoft Model: 1908
    2. 나무위키 https://namu.wiki/w/Surface%20Book%203
    3. 위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_Book_3
    4. 2022/10/04 넥스벨 회사로부터 기증받음
  3. 외형
    1. 외관
    2. 재질: 태블릿 컴퓨터의 베이스(뒤판) 및 키보드 독 앞면/뒷면 모두 마그네슘 합금이다.
      1. CPU가 있는 태블릿에서 4측면에는 바람 구멍 방열을 위해 많은 구멍이 뚫어져 있다.
      2. 이를 위해 마그네슘 합금 본체 4측면 중에서 3측면은 기계가공으로 일정한 배열을 갖는 방열구멍을 뚫었다.
      3. 대표사진
  4. SMPS 전원장치 및 소켓
    1. 마이크로소프트 모델 1706 직류전원장치 에서 자세히 분석
    2. 키보드 독 우측에 MS전용 전원커넥터가 꼽힌다.
  5. 키보드 독
    1. 타블릿(화면)을 열리고 닫히는 메커니즘을 MS에서는 Dynamic Fulcrum Hinge(동적 받침대 힌지)라고 부른다.
    2. 내부
    3. 외장그래픽장치를 위한 옵션 전원케이블. 이 곳 키보드 독에 고성능 그래픽장치가 설치된다.
    4. USB 통신포트와 SD 메모리카드 리더기 보드
      1. SD 메모리카드 리더기용 카드접점
      2. USB 커넥터, USB 3.1 Gen 2 포트 2개를 사용.
      3. IC
      4. Xtal세라믹 공진기, USB 컨트롤러 용
      5. USB 포트에서
        1. ESD 보호소자TVS다이오드를 4개만 사용하고 있다.(신호선은 6개인데) 고속통신포트에만 사용하는가?
        2. 잡음제거용 CMF 부품. 이 고속 USB 포트에는 경로가 3개(전선은 6개)이지만, CMF는 Rx 쪽에만 사용할 것이므로 두 개만 존재한다.
          1. 납땜된 외관
          2. 동박 패턴을 갖는 PCB 시트에 아래쪽 자성체인 페라이트 조각을 붙였다. 자르고 측면전극을 형성하였다. 낱개 상태에서 접착제를 바르고(붙이고) 위쪽 페라이트 조각을 눌러 붙였다.
      6. SD 메모리카드 리더기와 연결되는 커넥터에서
    5. 키보드 독의 메인보드
      1. 뒤집어 촬영
      2. 위 사진에서 오른쪽에 있는, 충전 및 PCI-e 겸용 DC커넥터 소켓
        1. 뜯어내면
        2. 이 소켓에 마이크로소프트 모델 1706 직류전원장치 플러그가 꼽힌다.
      3. 메인보드의 기판 층수 6층이다.
      4. SMD타입 전류검출용R. 외부 전원을 받아들이므로 각종 DC 전압으로 변환시켜야 하므로, 3개 사용한다.
        1. 각각 R010 R001로 마킹 제품
        2. R010, 10mΩ 저항. 검정색 수지는 발연질산에 빠르게 녹지 않아 불에 태운 후 깨뜨려 제거했다.
        3. R001, 1mΩ저항
      5. 점퍼 및 퓨즈(1.6x0.8mm)
        1. 전체
        2. 알루미나 기판에 만든 SMD퓨즈
        3. 칩점퍼
    6. 터치패드
      1. 기술
        1. 6선 케이블로 연결
        2. 아래쪽 공간을 이루는 간격에 변화가 생기면, 정전용량 영향을 받기 때문에 간격을 많이 띄우고, 튼튼하게 고정한 듯
        3. 누르면 아래쪽 택타일 스위치가 동작하도록, 판 스프링으로 밀어 올리고 있다.
      2. Synaptics TM-P3272 모듈
      3. 접착제로 붙어 있는 터치패드 (플라스틱)표면을 뜯어내어, 센서 표면을 살펴봄
      4. 센서 표면 분해
    7. 키보드
      1. 키보드 백라이트
      2. 키 하나하나 동일한 밝기를 내기 위해 정교하게 반사점이 설계된 도광판
        1. 광도파용 도광판 전체
        2. 최상단 배열
        3. 어떤 수평 배열
      3. 키를 누르는 힘을 받는 금속 아랫판을 으로 고정했다. 키보드 수리가 불가능하므로 키보드 독 전체로 교환해야 한다.
      4. 키 구조. 멤브레인 스위치이므로 접점 속으로 물은 쉽게 들어가지 않는다.
    8. Dynamic Fulcrum Hinge(동적 받침대)라고 부르는 힌지 분해
      1. 키보드 독에서 고정
      2. 힌지를 떼어내면
      3. 3개 원통 분해
      4. 회전하는 원통끼리 마찰 베어링, 아세탈 수지 재질로 추측됨.
      5. 태블릿을 고정시키는 래치 및 래치 쪽 분해
      6. 힌지. 마찰에 의해 고정되어야 하므로 단단한(무거운) 강철 구조이다. (많이 접었다 폈다하여) 마모되면 화면이 고정되지 않을 것이다.
  6. 태블릿에서
    1. Detachable Notebook, 2-in-1 구조(태블릿 컴퓨터와 키보드 독)이므로 결합 및 분리 원리
      1. 도킹 접점에서, PCB에 RF케이블 연결 및 커넥터
        1. 현재 이 모델에서는 키보드 독에 있는 접점이 제거된 상태에서 입수되었다. 수리센터에서 버린 것으로 추정된다.
        2. PC용 동축케이블
        3. 태블릿 컴퓨터에 있는 많은 접점은 GPU가 있는 또 다른 키보드 독 모델에 꼽았을 때, 고성능 데이터 통신(특히 비디오 통신)을 하기 위해서 필요하다.
          1. GPU 옵션이 없어도 평상시 키보드 독에 있는 USB 3.1 Gen 2 포트 2개, USB type C, PCIe 등 고속 디지털통신을 해야 하므로 PC용 동축케이블을 사용해야 한다.
      2. 결합 및 분리 원리
      3. 자물쇠
      4. 결합용 자석
        1. 왼쪽 두 개 화살표는 도킹 접점용, 오른쪽 및 (사진에서 나오지 않지만 사진 바깥쪽 왼쪽)은 키보드 독과 결합용 자석
        2. 키보드 독과 결합용 자석
      5. Muscle Wire 라고 부르는, Nitinol 재료를 사용한 형상기억합금 액추에이터
        1. 단열 커버를 벗기고 구조 파악
        2. 동작실험
          1. 방법
          2. 동영상
        3. 전원공급 방법은 마치 카드에지 커넥터와 같다.
        4. NTC 온도센서
        5. Muscle Wire 저항온도계수 TCR 측정
          1. 2022/10/11
          2. 측정 방법
          3. 1차 실험
          4. 2차 실험 40~100도씨 사이에서 더 정밀하게 측정함.
          5. 상변태 온도 (더 넓은 온도 범위로 더 천천히 실험해봐야겠다.)
            1. 고온에서 저온으로 냉각될 때. 마텐사이트가 된다.
              1. Mf: 마텐사이트(M) 종료온도 finish 는 약 55도씨
              2. Ms: 마텐사이트(M) 시작온도 start 는 약 ??도씨
            2. 저온에서 고온으로 가열될 때. 오스테나이트가 된다.
              1. As: 오스테나이트(A) 시작온도 start 는 약 70도씨
              2. Af: 오스테나이트(A) 종료온도 finish 는 약 80도씨
    2. 노트북 LCD
      1. 13.5" 해상도 3000x2000 267PPI 95um/dot
      2. 연결 커넥터
      3. 두 개의 유리판으로 분리된다. LCD 회면이므로 액정이 주입된 빈공간으로 쉽게 분리된다.
      4. 컬러필터+ 정전식 터치스크린
        1. 접착구조
        2. 컬러필터
        3. 정전식 터치스크린용 IC, 1999년 설립된 N-Trig 회사가 Microsoft 회사에 인수되었다.
      5. LCD 셔터 패턴이 그려진 유리판
        1. 전체
        2. LED 백라이트
        3. LCD 셔터. 이 앞쪽으로 액정이 채워져 있고, 그 위로 컬러필터 유리가 덮힌다.
        4. PCB
    3. 와이파이
      1. 노트북 안테나 WiFi 안테나
        1. 태블릿 컴퓨터 두께 방향으로 전파가 들어오게 하기 위해서
        2. 화면 방향 앞으로(금속이 없는 유전체 유리뿐이므로) 전파가 가장 크게 들어온다.
        3. 전극 패턴을 뜯어내면. ***** 이런 방식의 안테나를 더 조사해보자. *****
          1. 사진
          2. C 커플링 안테나(그러면 capacitance coupling pannar patch antenna가 된다.????)를 사용하는 이유
            1. 고주파 대역에서 매칭 대역폭이 넓어진다.
      2. M.2 WiFi 카드 + BT 5
        1. CRF(Companion RF): 아날로그 처리부분만 M.2 폼 팩터에 넣는 인텔 기술.
        2. intel AX201D2W, 2x2 Wi-Fi 6, OFDMA 및 1024QAM 160MHz 대역폭으로 2.4Gbps속도. (종래에 비해 3배 또는 4배 늘어났다.) 폼팩터 M.2 1216
        3. 모듈을 분해하면
        4. 다이를 분해하면
        5. 다이
    4. 파우치 2차-리튬
      1. 기술
        1. 파우치 셀 두 개를 직렬(8.7V 전압이라고 적혀 있다.)로 사용했다.
        2. 비교적 작은 면적의 셀을 사용해(?) 부풀어 오르는 문제를 줄이기 위해서인 듯.
      2. 위에 있는 메인보드에서 방출되는 열을 위해 방열(열전도)을 위한 조금 두꺼운 검정색 테이프가 있다.
      3. 배터리 밑면 방열 구조
      4. 배터리 팩 모델: G3HTA044H
      5. 배터리 셀
        1. 모델: CA306291HV, 2435mAh, 3.8V, 두께 3mm 폭 62.1mm 높이 91.6mm
        2. 같은 용량에서(또는 같은 두께를 갖는) 타 제품과 접은 횟수를 비교해보자. 즉, 배터리 부풀음 문제를 해결하기 위해, 용량을 희생하고 적게 접었는지.
      6. BMS(battery management system)
        1. 전체
        2. 단자 접점에 spark gap이 보인다. 사용전압이 낮아서 아무런 역할을 못할 것 같다.
        3. NTC 온도센서
        4. TCO퓨즈
    5. 메인보드에서
      1. 이 모델은 이 없다.
      2. 메인보드 분리
      3. 메인보드에 CPU가 납땜되는 부근에서 기판 층수는 10층이다.
      4. CPU를 위한 방열
      5. 서멀 그리스 도포 방법
      6. 구리방열판과 나사가 걸리는 스테인리스과의 접합.(왜 스테인리스판을 사용할까? 변형에 따른 스트레스를 흡수하기 위해서 일듯)
      7. CPU, Intel Core 10세대, i5-1035G7, BGA1526, 1.2GHz, 10nm, 15W, 2019년 8월 출시
        1. 제품 코드 SRGKJ, 왼쪽이 SoC(~11.44mmx~10.71mm 10nm) 오른쪽이 PCH;platform controller hub(~5.69mmx9.45mm 14nm)
        2. BGA1526, ball grid array 갯수가 1526개일 것이다.
        3. low ESL MLCC
        4. 4회선 어레이 초크 인덕터
          1. 외관
          2. 디솔더링하여 뒤집어보면
          3. 주파수 특성 데이터
            1. LCR미터로 1MHz까지 임피던스 측정하니
            2. 네트워크 분석기로 8.5GHz까지 통과특성을 측정하니
          4. 분석 의견
            1. 페라이트 가루와 접착제로 시트를 만들어 잘라 만든 듯.
            2. 한 패키지 내에 SoC와 (PCH;platform controller hub)가 같이 있기 때문에, 다양하고 복잡한 신호체계 및 신호동작 때문에 초크 인덕터가 필요한듯.
        5. CPU용 인터포저 기판 층수는 10층이다.
        6. (불에 탈 정도로 열을 가해) 다이를 뜯어보면. 빈공간이 있으면 열전도율 매우 낮아지므로 언더필을 채웠다. 빈틈없이 솔더볼이 빽빽하다. 100x100=1만개는 넘을 듯
        7. 솔더볼을 걷어내면
      8. DRAM, K4U6E3S4AA-MGCL, 16Gbit, LPDDR4X, 4개 사용하므로 모두 8Gbyte
      9. SSD
        1. 위치하는 곳
        2. 방열
        3. M.2 SSD NVMe PCIe, 폼팩터 M.2 2230 S3
        4. 256GB 용량이므로, 3D로 여러 층을 쌓았기 때문에 좁은 면적에서 열이 집중화 되므로, 방열에 매우 신경쓰는 듯
      10. 카메라 조명용, 와이어본딩된 플래시LED
    6. 노트북용 스피커, Front-facing stereo speakers with Dolby Atmos
      1. 위치
      2. 커넥터가 설치된 메인 보드를 살펴보면 코일 두 개가 병렬 연결되어 동작한다.
      3. 만약 두 코일이 서로 반대방향으로 움직이면(극성 교차해서 병렬). 임피던스 측정 엑셀 파일
        1. 실험
        2. 실제 소리를 들어보면 음량이 무척 작아진다. 그러나 기계적인 진동에는 큰 영향이 없어 임피던스 그래프에는 (매우)큰 변화가 없다.
      4. 분해하면
      5. 의견
        1. 큰 소리를 위해서 스피커박스에 스피커가 두 개이다.
        2. 백볼륨을 늘리기 위해 프레스로 타발한 (저렴한)스폰지를 사용하고 있다.
    7. 핸드폰용 이미지센서를 카메라로 사용함. 태블릿이므로 들고 들고 다니므로 다양한 용도로 3개 카메라를 사용한다.
      1. 전면 카메라, (5.0MP front-facing camera with 1080p HD video)
      2. 우면 적외선 카메라
      3. 후면 카메라, (8.0MP rear-facing autofocus camera with 1080p HD video)
        1. 사진
        2. 카메라 액추에이터 임피던스 측정 엑셀파일
          1. DC bias 전류에 따른 임피던스 그래프. DC 전류에 의해 렌즈가 앞뒤로 움직인다. 초기에는 렌즈가 거의 위로 붙어있다. +전류를 가하면 아래로 내려간다.
          2. 2차 측정. DC -10mA에서 +35mA까지
  7. 공통
    1. 자석
      1. 자석 고정 방법
        1. 위치 1
        2. 위치 2
      2. 화면을 덮으면 동작하는 홀스위치를 위한 영구자석(덮는 각도를 구분하기 위해 두 개를 사용하는 것으로 추측했으나, 키보드 독 쪽에 아무런 회로가 없다.
    2. 전도성 실드 테이프에서
    3. ESD 보호소자, CMF
      1. USB 커넥터 USB 3.2 Gen 2x1 Type-C 포트
      2. Microsoft Surface Connect 포트. PCI-e 커넥터를 겸한다.
      3. SSD용 PCI-e 포트에서
      4. 키보드 독과 연결되는 곳에 CMF, TVS다이오드 등이 보인다.
    4. 실드 깡통. 내부에는 캡톤 접착테이프를 붙였다.
      1. 전면 카메라 연결 부근에서