MS Surface Book 3

전자부품
1. 컴퓨터
  1. 노트북
    1. 2020년 05월 출시 노트북, MS Surface Book 3 - 이 페이지
  2. 참고
    1. 태블릿 컴퓨터
정보
1. 나무위키 https://namu.wiki/w/Surface%20Book%203
2. 위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_Book_3
3. 2022/10/04 넥스벨 회사로부터 기증받음
외형
1. 외관
2. 태블릿 컴퓨터 베이스(뒤판)는 모두 알루미늄이다. 4측면에 방열구멍이 있다. 알루미늄 본체 4측면 중에서 3측면은 기계가공으로 일정한 배열을 갖는 방열구멍을 뚫었다.
  - 상단 측면은 WiFi 안테나 때문에 수지 막대기를 풀로 붙였다.
전원
1. 어떻게 키보드 독에서 태블릿 컴퓨터쪽으로 전원이 연결되는지 아직 파악하지 못했다.
2. 키보드 독에 전원 커넥터가 꼽힌다.
  - 자석으로 붙는다.
3. SMPS상자
  1. 라벨
    - Microsoft Model 1706, 15V 4A 65W, 5V 1A(USB A)
  2. 라벨쪽 뚜껑(윗쪽이라고 하자)
    1. 분해
    2. 위쪽 방열 분해
  3. 아랫쪽
    1. 상자 뜯으면
      - >PC<
    2. 아랫쪽 방열 분해
  4. 감전되어 살펴보니
    - 고전압 방전회로가 없어 방전되지 않는다.
  5. 주요 반도체. 쇼트키 정류다이오드 가 없다. ???????
    - GBP408 800V 4A 브리지다이오드, Alpha & Omega Semiconductor WF15S65, 650V 15A MOSFET
    - 045N10 100V MOSFET (5V 1A 출력용)
  6. 권선부품
    1. 노랑 테이프로 감싼 3개의 코일은 모두 Hi-Pot pass 라고 적혀 있음. high potential test 통과인듯. 내전압계로 측정했던지, 아니면 더 정교한 임펄스테스터로 측정했음을 의미함.
    2. AC 전원선을 PCB에 고정
      - 커넥터와 PCB는 쉽게 흔들리도록 전선으로 연결
      - PCB 홀 직경이 커 쉽게 뒤로 빠진다.
    3. SMPS용 트랜스
      - Hi-Pot pass
    4. CMF
      - AC전원용 CMF Hi-Pot pass, 절연판으로 분리된 AC전원용 CMF, 즉, CMF 두 개를 사용했다.
      - 첫번째 CMF는 두 코일선이 서로 만나므로 절연튜브를 씌웠다.
      - 두번째 CMF, 흔들리지 않게(?) 밑면에 절연판을 끼웠다.
  7. 기판 층수가 4층이다. 비싸기 때문에 SMPS용으로 거의 사용하지 않는데...
  8. PCB 밑면에서
    1. 전체
      - 040N03L MOSFET
    2. 고압 단판C 대신에 High Voltage MLCC를 사용. Dielectric thickness vs. rated voltage for a typical ceramic dielectric used in MLCCs; source: Venkel
      - 6.0x3.0mm, 720pF 1MHz
      - 8개 직렬 floating pattern이 4개 있다.
    3. spark gap
      - 리드부품을 웨이브 솔더링할 때 뾰족한 동박부터 땜납이 적셔지기 쉬운듯.
    4. ???? 좁아지는 경로를 위한 동박. 쓰루홀을 뚫었다. ???????
  9. Microsoft Surface Connect 분해
    1. 자석접촉방식으로 강한 잡아당김에 쉽게 분리된다. 분리되지 않으면 본체가 케이블에 끌려가 낙하할 수 있기 때문이다.
      1. 대칭이므로 180도 돌려 꼽아도 된다.(?)
      2. 대응하는 본체 포트에는 PCI-e 커넥터(20개x양면=40개 단자)도 겸용하고 있다.
    2. 커넥터
      - 테이퍼 구조
      - 양쪽에 자석
    3. 전선
      - 내부 커넥터
      - 전선 구조
키보드 독
1. 외형
2. MS에서는 Dynamic Fulcrum Hinge(동적 받침대 힌지)라고 부른다.
  - 자석으로 붙는다.
3. 내부
  - 오른쪽은 USB와 SD카드
  - 키보드,키보드백라이트,터치패드
4. USB 통신포트와 SD카드 리더기 보드
  1. USB 3.1 Gen 2 포트 2개를 사용.
    - 접점. 위 4개를 전형적인 접점. 아래 5개는 RX-+,접지,TX-+
    - 커넥터가 납땜되는 PCB 뒤면에 실드 깡통
  2. Genesys Logic GL3590 configurable USB 3.1 Gen 2 hub controller, RealTek RTS5314 SD card reader
    - USB 컨트롤러 IC용 Xtal세라믹 공진기
  3. USB 포트 ESD 보호소자 및 잡음제거용 CMF 부품. 한 포트에 경로가 3개이지만, 이 부품들은 Rx 쪽에만 있을 것이므로 2쌍만 존재하는 듯
    - TVS다이오드
  4. SD카드 리더기와 연결되는 커넥터에서 ESD 보호소자
    - TVS다이오드
  5. 외장그래픽장치를 위한 옵션 전원케이블(?)
    - 외장그래픽장치를 위한 옵션 전원케이블(?)
    - 굵은 전선과 낮은 접촉저항을 제공하기 위한 커넥터
  6. 메인보드에서
    1. 키보드 독에서 떼내어 뒤집어 촬영
      - 전원, USB IC, K24 MCU, PS8468 DisplayPort repeater
    2. 수동부품
      - 전류검출용 저저항 R010 R001
      - 퓨즈 및 (퓨즈용?) 점퍼
    3. 키보드 독 좌측에 있는 포트 2가지
      - USB 3.2 Gen 2x1 Type-C 포트에서 ESD 보호소자
      - Microsoft Surface Connect 포트. PCI-e 커넥터를 겸하므로 ESD 보호소자가 많다.
5. 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 상태이다. ??????????????
      1. 키보드 독에 있는 키보드, USB는 그러므로 모두 WiFi 및 BT로 통신한다.
    2. 아래 태블릿 컴퓨터에 있는 접점은 GPU가 있는 또 다른 키보드 독 모델에 꼽았을 때, 고성능 데이터 통신(특히 비디오 통신)을 하기 위해서 필요하다.??????
      - 뽑히지 않게 철사 고리가 있다.
    3. 키보드 독을 분해하면 알 수 있겠다. ??????????
  2. 내부
    - 결합
    - 분리
  3. 자물쇠
    - 빨강선은 자석
    - dead bolt(중앙부위가 약간 꺼졌다.)
    - 액추에이터
    - 액추에이터에 있는 롤러 베어링
  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
      - 매우 단단한 에폭시 접착제로 자석을 본체 프레임에 붙였다.
      - 이런 NS 구조가 가장 결합력이 높은 듯.
  5. Muscle Wire 라고 부르는, Nitinol 재료를 사용한 형상기억합금 액추에이터
    1. 단열 커버를 벗기면.
      1. 사진
        
        Chariot Act(uator?)
        
        259231 5V eFuse+FET
      2. 동작실험
        
        2A가 흐르게 하였다.
        
        FET 스위치를 쇼트시켰다.
      3. 동영상
    2. 전원공급 방법은 마치 카드에지 커넥터와 같다.
    3. NTC 온도센서
      - 전류가 많이 흐르므로 접촉저항에 문제가 있으면 PCB가 뜨거워진다. 이를 감지하여 보호한다.
    4. Muscle Wire 저항온도계수 TCR 측정
      1. 2022/10/11
      2. 측정 방법
        
        1.42Ω @25'C
      3. 1차 실험
        
        온도프로파일
        
        저항변화율
      4. 2차 실험 40~100도씨 사이에서 더 정밀하게 측정함.
        
        온도프로파일
        
        저항. 상변화(phase transition)이 일어나므로 저항값이 급격히 변한다.
      5. 상변태 온도 (더 넓은 온도 범위로 더 천천히 실험해봐야겠다.)
        
        고온에서 저온으로 냉각될 때. 마텐사이트가 된다.
        
        Mf: 마텐사이트(M) 종료온도 finish 는 약 55도씨
        Ms: 마텐사이트(M) 시작온도 start 는 약 ??도씨
        
        저온에서 고온으로 가열될 때. 오스테나이트가 된다.
        
        As: 오스테나이트(A) 시작온도 start 는 약 70도씨
        Af: 오스테나이트(A) 종료온도 finish 는 약 80도씨
6. 화면
  1. 13.5" 해상도 3000x2000 267PPI 95um/dot
  2. 연결 커넥터
    - 주변이 초록색인 커넥터는 LCD 디스플레이, 왼쪽 깡통속은 터치스크린용
  3. 두 개의 유리판으로 분리된다. LCD 회면이므로 액정이 주입된 빈공간으로 쉽게 분리된다.
    - 위쪽 컬러필터+터치스크린, 아래쪽 LCD 패널
  4. 컬러필터+터치스크린
    1. 접착구조
    2. 컬러필터
      - LCD 셔터가 형성된 유리판으로부터 살짝 떨어지기 위한 스페이서 기둥이 있다.
    3. 터치스크린용 IC, 1999년 설립된 N-Trig 회사가 Microsoft 회사에 인수되었다.
      - Microsoft 커스텀 IC 4개.
      - X904169 06 / CL2014 22-17,18,19, X904163 011 CL2022, Macronix MX25U1635F 16Mb serial flash
  5. LCD 셔터 패턴이 그려진 유리판
    1. 전체
      - 왼쪽에 수직 DDI가 붙어 있기 때문에, 왼쪽 가장자리가 넓다.
    2. LED 백라이트
      - 맨 뒤 알루미늄 프레임, 맨 앞 LCD 유리, 그 사이에 6개 층이 있다.
      - 1번 LCD, 7번 반사시트, 6번 도광판
      - 아래쪽에 LED가 붙어 있는 도광판
      - LED 도광판에 찍힌 확산점 분포
    3. LCD 셔터. 이 앞쪽으로 액정이 채워져 있고, 그 위로 컬러필터 유리가 덮힌다.
    4. PCB
      - D8184 PM ic
      - NOVATEK NT71394MBG, LCD 채널 driver(?)
      - 수평회로 DDI
7. 와이파이
  1. WiFi 안테나
    1. 태블릿 컴퓨터 두께 방향으로 전파가 들어오게 하기 위해서
      - 4측면에 방열구멍이 있다. 3측면은 알루미늄 본체에 뚫었다. 상단 측면은 WiFi 안테나 때문에 수지 막대기를 붙였다.
    2. 화면 방향 앞으로 전파가 가장 크게 들어 온다.
      - FIT, Merapi MIMO antenna
      - 세라믹 블록이 보인다.
    3. 전극 패턴을 뜯어내면. ***** 이런 방식의 안테나를 더 조사해보자. *****
      1. 사진
        
        왼쪽 5.8GHz 안테나는 직접 급전하고, 오른쪽 2.4GHz는 접점이 없다.
        
        2.4GHz 안테나 도체 밑에 세라믹 유전체(참고:유전체필터) 블록이 있다.
        
        유전체 세라믹 블록이 양면접착제로 붙어 있어 안테나 패턴과 C 커플링되어 있다.
      2. C 커플링 안테나(그러면 capacitance coupling pannar patch antenna가 된다.????)를 사용하는 이유
        
        고주파 대역에서 매칭 대역폭이 넓어진다.
  2. WiFi모듈 + 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. 분해
      - WCSAX201, Gig+ AX201용 칩
      - 종전에 비해 부품수가 많이 줄었다.
8. 메인보드 분리
  1. 이 모델은 팬이 없다.
  2. 사진
    - 메인보드 뒷면 방열
9. 파우치 2차-리튬
  1. 위에 있는 메인보드에서 방출되는 열을 위해 방열(열전도)을 위한 조금 두꺼운 검정색 테이프가 있다.
  2. 배터리 밑면 방열 구조
    - 거울면과 거울면이 서로 닿으면 안되므로 그 사이에 검정테이프를 붙였다.
  3. 접점 및 충방전 회로(???)
  4. 왼쪽 4군뎅에서 spark gap이 보인다.
10. 메인보드에서
  1. CPU를 위한 방열
    - 나사 4개로 고정시킨다.
    - 서멀 그리스가 도포된 부근을 제외하고 검은색 적외선 흡수 테이프를 붙였다.
  2. 서멀 그리스 도포 방법
    - 서멀 그리스는 무조건 얇게 발라야 한다. 그렇게 하기 위해서는 이렇게 칠한다.
  3. 구리방열판과 나사가 걸리는 스테인리스과의 접합.(왜 스테인리스판을 사용할까? 변형에 따른 스트레스를 흡수하기 위해서 일듯)
    - 납땜으로 접합하였다.
  4. CPU, Intel Core i5-1035G7, BGA1526, 1.2GHz, 10nm, 15W (Integrated graphics:Intel Iris Plus)
    - SRGKJ
  5. DRAM, K4U6E3S4AA-MGCL, 16Gbit, LPDDR4X, 4개 사용하므로 모두 8Gbyte
  6. SSD
    1. 위치하는 곳
    2. 방열
      - 최대 7W 전력소모하므로 방열을 잘해야 한다.
      - 뒤쪽 깡통 방열은 비교적 두꺼운 알루미늄 시트로. 진한회색 도전성 양면접착테이프인듯
    3. M.2 SSD NVMe PCIe, 폼팩터 M.2 2230 S3
      - SK hynix, HFM256GDGTNG-87A0A BA, 3.3V 2A, 256GB
      - 방열을 위한 적외선 흡수가 잘되는 듯. 뜨거움 표시
    4. 256GB 용량이므로, 3D로 여러 층을 쌓았기 때문에 좁은 면적에서 열이 집중화 되므로, 방열에 매우 신경쓰는 듯
11. 노트북용 스피커, Front-facing stereo speakers with Dolby Atmos
  1. 보드를 살펴보면 코일 두 개가 병렬 연결되어 동작한다.
    - (오른쪽 박스, 좌상단에 배출구가 있다.) 스피커박스에 코일이 두 개이다. 왜?
    - 두 코일 위상차를 180도로 연결
  2. 어느 한 스피커에서 임피던스 측정 엑셀 파일
    1. 임피던스 그래프
    2. 의견
      1. 얇고 넓은 진동판을 하모닉없이 기본모드로 진동시키기 위해 코일을 두 개 사용하는 듯.
      2. 만약 두 코일이 서로 반대방향으로 움직이면(극성 교차해서 병렬) 공진주파수는 저주파로 이동된다. 실제 소리를 들어보면 음량이 무척 작아진다.
12. 화면을 덮으면 동작하는 홀스위치를 위한 영구자석(덮는 각도를 구분하기 위해 두 개를 사용)
  - 태블릿 컴퓨터 화면 좌측에 영구자석이 두 개 있다.
  - 방향 표시를 한 영구자석
13. 카메라
  1. 전면 카메라, (5.0MP front-facing camera with 1080p HD video)
  2. 후면 카메라, (8.0MP rear-facing autofocus camera with 1080p HD video)
    1. 사진
      - Ball Stitch On Ball(BSOB) Au 볼 와이어본딩
    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.
        
        약 +15mA에서 이동가능거리의 50%에 위치하는 듯
      2. 2차 측정. DC -10mA에서 +35mA까지
        
        +25mA 흘리면 렌즈가 밑바닥과 부딪힌다. 선형적으로 움직이는 지점은 +5mA~+25mA 사이이다. 이 지점에서 촛점이 맞춰져야 한다.
        
        앞 그림의 3차원 그래프
14. 전면 카메라 연결 부근에서
  - 왜 바깥은 검정색칠을 하고
  - 안쪽은 노랑테이프를 붙였을까?
15. 공통
  1. 전도성 실드 테이프에서
    - 전기가 통하는 검정,구리,천,스폰지 4개 층 사이에는 (전기가 통하지 않는??????) 접착제가 붙는다. 확인할 것.