X光下的iPhone 12 MagSafe磁吸充電器：滿分！

2020 年 11 月 25 日
資訊
iPhone 12, MagSafe, 充電器, 無線充電

為了讓大家對蘋果iPhone12 MagSafe磁吸無線充電器有更加全面的了解，我們合CNAS授權的芯片分析實驗室西安半導體功率器件測試應用中心，共同對MagSafe磁吸無線充電器進行芯片級的分析。

西安半導體功率器件測試應用中心是國家CNAS授權的第三方實驗室，實驗室由四個科室組成，分別為半導體測試實驗室，主要進行半導體動態、靜態、熱參數的測試；半導體失效分析實驗室，主要進行各類半導體器件的失效分析；半導體可靠性實驗室，主要各類半導體器件提供全面的可靠性測試評估；半導體應用實驗室，主要從事器件在系統級應用、測試及分析。

蘋果MagSafe無線充電器的包裝盒仍然是典型的蘋果風設計，白色基調，形狀方正。盒子正面設有蘋果logo、MagSafe Charger和產品外觀圖，十分簡約。

紙盒內部採用紙槽用來放置充電板，中間卡紙固定線纜。整個包裝全部紙質化，可以說是蘋果環保行動的一個很好體現。

iPhone12 MagSafe磁吸無線充電器主電路由兩部分組成，分別為USB Type-C線頭單元電路及線圈發射單元電路。無論是線頭部分還是發射部分，整個充電器做工緊湊，體積極小，鋁型材後殼，科技感十足。

線圈發射部分外觀

線圈發射部分 X RAY圖

從發射部分的XRAY圖中可以清晰的看出16塊釹鐵硼強磁鐵拼裝成的環形磁鐵，同時線圈、電路板及線圈的焊接點均清晰可見。

USB-C部分外觀

USB-C部分 X RAY圖

從線頭XRAY圖可清晰看出其電感、線頭焊接點，電路板及輸出的三顆電容，拆解後經測量其容量為22μF。

USB Type-C線頭單元解剖後發現其主要IC有兩款，分別是同步BOOST IC 和Type-C接口控制IC。該兩款IC封裝形式均為FC-BGA（Flip Chip Ball Grid Array），該種倒裝技術較我們常用的WireBond封裝技術的芯片有較好的EMI特性及電性能，同時可將WireBond封裝芯片芯片的面積減小30%-60%，這種封裝方式特別適合MagSafe磁吸無線充電器這種對產品尺寸要求極高的產品，因此iPhone12 MagSafe磁吸無線充電器採用的主控IC均為FC-BGA封裝的IC。

BOOST採用TI的IC，絲印為2ASH。TI官網未查到相應型號，根據管腳功能及封裝形式推測該IC應該為TI為Apple定製的BOOST升壓IC，TI該款IC市場版本型號為TPS61178，為內部集成2顆16mΩ的同步BOOST IC。有強制PWM模式和輕載PFM兩款可選。

BOOST 升壓IC XRAY圖

BOOST 升壓IC DECAP 圖

結合XRAY、DECAP圖、電路板上測量、TPS61178規格書等信息可確認出其中見三個豎形銅框架分別為該款IC的Vout、SW、GND等功率管腳，從去除框架的的DECAP圖中可看出其中導電的三個管腳周圍形成的方框是兩顆同步升壓MOS管，左右兩側為IC的控制及保護電路。

TPS61178的典型應用如上圖所示，MagSafe磁吸無線充電器實際使用時電感採用3.3μH的電感，輸出採用了3顆22μF的電容並聯，取值也與TPS61178典型取值一致。

USB Type-C控制器採用的賽普拉斯的CYPD2104，賽普拉斯目前已被英飛凌收購。CYPD2014內部集成了32位的ARM Cortex-M0處理器，支持一個Type-C端口，符合PD標準。採用BGA封裝，體積極小。

賽普拉斯 CYPD2104 XRAY圖

CYPD2104 在線纜上的典型應用圖

CYPD2104 DECAP圖

在升壓線頭上面，除過上面兩個主控IC外，另外還有兩顆IC，絲印分別為1324V和2P，這兩顆IC的外觀及解剖圖分別如下：

絲印1324V的芯片和絲印2P的芯片外觀

1324V XRAY 圖

1324V DECAP圖

1324V從其DECAP的圖片來看，其有大面積銅框架左側部分很大可能是兩顆MOS，右側則是芯片電路部分，MOS管用於輸入過壓過流保護功能，保護接口和後級元件不被損壞。

2P XRAY圖

絲印為2P的IC則採用相對傳統的DFN封裝形式，從其XRAY圖片可以看到明顯的打線。

2P DECAP 圖

DECAP圖片放大

通過DECAP圖片看出這顆IC來自安森美，NCP715，低功耗寬輸入LDO。XDFN6封裝，結合絲印信息判斷是一顆3.3V穩壓。

線圈發射部分由兩部分電路組成，分別是連接認證控制部分和無線充電線圈發射部分，從充電頭網之前的解剖圖片中可以看出，兩部分分別被屏蔽罩蓋着。無線充電線圈外側是NFC線圈。線圈發射部分的控制採用的ST意法半導體的芯片，ST官網在無線充方嚮應用的發射芯片為STWBC-MC，而本次解剖的型號為STWPSPA1，應該屬於ST為Apple定製IC。

該IC直接採用晶圓級封裝（WL-CSP Wafer level Chip Scale Package），這種封裝的器件成品大小與芯片尺寸相同，與傳統封裝形式相比，該封裝最大程度的降低了封裝導致的體積增加，該封裝形式的優勢與FC-BGA的優勢類似；不同的是FC-BGA是關於管腳焊接的工藝角度來說，WL-CSP則是從芯片本身的角度來考慮，本次的線圈主控IC STWPSPA1則同時用到了FC-BGA和WL-CSP兩種技術，從而使得芯片封裝的體積最小化，Magsafe磁吸式無線充使用該種封裝的器件從而使得體積優勢最大化。

STWPSPA1 XRAY圖