拆4個計算器記事本，揭秘90年代晶圓直焊PCB的硬核工藝

上次撿的好幾個計算器，這次都拆完，放到EEWorld論壇上，大家慢慢看，還是有點東西的，就這玩意，要是放在沒有手機的那個年代，能玩一玩。（原貼鏈接：https://www.eeworld.com.cn/a1mfr1O）

這兩個都是90年代非常經(jīng)典的電子記事本/掌上組織器（Electronic Organizer），當(dāng)時算是一種很流行的“前智能手機”工具，主要給旅行者、學(xué)生或商務(wù)人士使用，功能比普通計算器豐富很多，但遠不如今天的手機。

卡片是夏普計算器原來帶的，英文翻譯過來的意思是： 放下你的憂慮，即使懷疑和沮喪包圍著你，希望和解脫變得黯淡，也要記住，有人告訴你，要把所有的憂慮都交給他。

Casio JD-5000 My Magic Diary（卡西歐 我的魔法日記）

也是90年代（大概1990–1995年左右）的產(chǎn)品，明顯走青少年/兒童/少女路線，充滿卡通和趣味感。

主要功能包括：電話簿 / 生日管理，日程表（Schedule），備忘錄 / 數(shù)據(jù)，世界時間，計算器

特別有趣的功能：Fortune Telling（占卜/算命）、Matchmaker（配對/戀愛測試）、Secret（密碼隱藏區(qū)），還有可愛的留言顯示、魔法日記風(fēng)格界面。

整體設(shè)計非常夢幻、粉嫩，鍵盤布局也更像玩具，90年代很多女生會把它當(dāng)“電子日記本”或“秘密筆記本”來玩。

電池是兩顆CR2032的紐扣電池。

這一臺是Sharp EL-6330 Travel Organizer 600（夏普旅行管理器600）

1992年左右推出的型號，定位是旅行者專用電子記事本。

主要功能包括：

電話簿（Telephone Directory）

世界時鐘 + 家鄉(xiāng)時間（World / Home Time）

日程表（Schedule）

備忘錄（Memo）

基本計算器 + 貨幣/單位換算（Calc/Conv）

比較商務(wù)/實用風(fēng)，適合大人或經(jīng)常出差的人用。

用兩顆CR2016紐扣電池（一顆主電源、一顆備份）。

夏普的翻蓋上方有世界時間，型號EL-6330 3V電池，0.003W功率，兩個CR2016電池。

卡西歐這邊明顯要比夏普功能多一些。

兩塊計算器的底殼與蓋板。

夏普蓋子好像還有簽名與電話，兩個都打開后殼，兩個電池倉，其中一粒使用貼紙蓋住，就是讓更換一顆電池，另一個是用來存儲數(shù)據(jù)，不要兩顆一起取下來，那樣之前存儲的電話，記事本，都會清除。

卡西歐這邊電池旁邊有個開關(guān)，打開后才可以取出電池。標簽的意思，此電池為存儲器供電。至少每三個月更換一次。更換此電池時，請撕下此貼紙。

這個夏普也是存儲電池，請查看背部說明。

先拆卡西歐吧，打開后殼，居然還有兩顆芯片，而不是牛屎，拆過好多計算器，大部分都是牛屎顆粒。

這臺內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常典型90年代初Casio低功耗電子記事本的設(shè)計，整體做工精致但很簡單，適合低成本量產(chǎn)。

上蓋內(nèi)部（藍色的塑料殼內(nèi)側(cè)）

喇叭/蜂鳴器（圓形帶銅線的那塊）：這是經(jīng)典的壓電蜂鳴器（piezo buzzer），用來發(fā)報警聲、按鍵音、鬧鐘、占卜時的“叮叮”聲或可愛提示音。線很細，直接焊在主板上。

螺絲孔、卡扣位和定位柱：殼體設(shè)計得很緊湊，防止晃動，典型的翻蓋式掌上設(shè)備結(jié)構(gòu)。

LCD柔性排線連接區(qū)（金色）：這是連接主板和液晶屏的FPC排線（柔性電路板），很常見，容易因折疊老化而接觸不良。

蜂鳴器是那種很老的壓電蜂鳴器。電池上的那個開關(guān)，也是有觸點，可能是打開這個電池，就自動切換另一個電池供電了。

黑色這塊，很像是散熱，有點像石墨烯散熱那種。

我去，長見識了，果然散熱片下面才是真正的處理器。這是裸芯片封裝（Chip-on-Board, COB） 或 glob-top封裝（也叫環(huán)氧樹脂滴膠封裝），90年代初Casio很多低成本電子記事本、計算器、PDA都用這種方式：

芯片die（硅片核心）直接焊在PCB上。

用黑色環(huán)氧樹脂（epoxy resin）滴膠覆蓋保護die，防止氧化、灰塵、靜電和機械損傷。

外面不包傳統(tǒng)塑料外殼（像現(xiàn)代IC的黑方塊），而是直接“滴”一層黑膠，這個方方正正、表面有點反光/藍紫色虹彩的黑色塊。

四周的細密“柵欄”其實是引線框架（lead frame） 或 bonding pads 的外露部分，連接到PCB走線。

左邊大芯片：Toshiba TC531000 系列 Mask ROM（掩膜只讀存儲器）

完整標記：TC531000BA 或類似變體（照片顯示 TC531000IA / TC5313100BA 等，但核心是 TC531000 家族）

Toshiba TC531000 / TC531001 是 1Mbit (128K × 8 bit) CMOS Mask ROM，也就是 128KB 的只讀固件存儲器。

這是工廠在芯片制造時就把程序“燒”進去的ROM，不能改寫。Casio 把整個固件（操作系統(tǒng) + 所有功能代碼：電話簿、日程、計算、占卜、Matchmaker、秘密模式、顯示消息等）都放在這里。

封裝：28-pin DIP 或 SOP（照片里是標準28腳塑料封裝）。日期碼/批次：C067（可能是1993年第6周或類似）、9322（1993年第22周生產(chǎn)）。

右邊大芯片：Sanyo LC3564 系列 Static RAM（靜態(tài)隨機存儲器）

標記：LC3564AM QM 或 LC3564 357-（照片里 LC3564AM 后有 357M-85 或類似）。

Sanyo（現(xiàn)ON Semiconductor部分產(chǎn)品線）LC3564 是 8K × 8 bit = 64Kbit（8KB） 的低功耗SRAM。

訪問時間后綴如 -85 表示85ns。

封裝：也是28-pin DIP/SOP。

作用：用戶數(shù)據(jù)RAM。存放你輸入的電話簿條目、日程、備忘錄、秘密區(qū)內(nèi)容、世界時間設(shè)置等。電池備份（CR2032備份電池）就是保這個RAM不丟數(shù)據(jù)。

再來看這個處理器。

左邊部分，對應(yīng)底部電池位置。是一個開關(guān)。只要更換電池，就會打開這個開關(guān)，切換備用電源嗎。我也是這么理解。還有一個復(fù)位按鈕。白色塑料貼紙，作為電池絕緣。

芯片看引腳圖，左右上方的引腳直接連接到屏幕上了。

取下上層板，可以看到芯片是直接焊接在晶圓吧。特別細的引腳。

第一次看到這種鏈接方式，引腳焊接在晶圓上。。。

四方的晶圓，內(nèi)部就看不到連接點了，很細很細的引腳。

這顆芯片應(yīng)該是直接負責(zé)屏幕的顯示。

屏幕反過來，已經(jīng)老化嚴重，但是按鍵磨損很輕，畢竟三十多年前的產(chǎn)品，屏幕老化很正常。

取下按鍵，看到這種觸點，通過按鍵的導(dǎo)電膠來確認按鍵。

屏幕應(yīng)該是沒有背光的，沒看到任何燈光元件，背部那顆芯片直接貼在屏幕的玻璃上，有助于散熱吧。

按鍵的背部是這種硅膠按鍵底部預(yù)先模壓出一個小圓柱/半球狀的黑色導(dǎo)電凸起（直徑通常2–5mm，常見3–3.5mm）。

按下時這個黑粒直接壓在PCB的金色電極（你看到的橢圓/圓形對電極）上，橋接兩個電極 → 電路導(dǎo)通。

再來看另一個，也是有蜂鳴器，背部的海綿已經(jīng)老化的一動就散了。屏幕排線已經(jīng)發(fā)黃。

一個蜂鳴器，后殼中間一塊結(jié)構(gòu)，用于按壓時候不會對后殼變形。

這個做工就不去上一個，右邊電池附近的元件感覺像是手工焊接，焊點非常大。

主芯片是 LH5168SHN-T（或?qū)懽?LH5168SHN-T），由 Sharp（夏普） 制造。

它是一顆 CMOS 靜態(tài)隨機存取存儲器（Static RAM，簡稱 SRAM），具體規(guī)格如下：

容量：64Kbit（8K × 8 bit，即 8192 字節(jié)）

組織方式：8,192 字 × 8 位

封裝：28 引腳 SOP（Small Outline Package，貼片型），從照片看是 450-mil 寬的 SOP-28

電池左上角的按鍵，復(fù)位按鍵。

牛屎顆粒，旁邊一顆小晶振。

取下來，主板，這個功能也沒有上一個多，不是全鍵盤。只有右上角6個功能按鍵，主要是計算器功能。

這個鍵盤跟上一個不一樣，上一個是圓形，這個像是葉子，中間觸點往外，外面往內(nèi)部交叉。

屏幕上已經(jīng)有很多灰塵，用手碰一下，厚厚一層，上一個密封比這個要好多了。

拆下來的螺絲，還有這個標簽。

拆的不過癮，再來兩個，還是他兩家的對比，夏普與卡西歐。

左邊的是 Sharp EL-509L（科學(xué)計算器），右邊的是 Casio FC-100V（金融顧問計算器）。

Sharp EL-509L（左邊那個，深藍色）

類型：科學(xué)計算器（Scientific Calculator），帶 Advanced D.A.L.（Direct Algebraic Logic，直接代數(shù)邏輯），支持輸入類似紙筆的表達式。

年代：大約1990年代中期到后期（約1996年左右中國產(chǎn)版本）。

主要功能：基本科學(xué)運算、三角、指數(shù)、對數(shù)、分數(shù)、統(tǒng)計（1-2變量）、隨機數(shù)、角度轉(zhuǎn)換（度/弧度/梯度）、超函數(shù)（hyp）、常數(shù)π/e等。函數(shù)數(shù)量約150+個。

顯示：2行顯示，上行顯示表達式（約12字符），下行顯示結(jié)果（10位+2位指數(shù)）。

電源：通常2顆LR44紐扣電池（部分類似型號用太陽能+電池混合，但這個是純電池）。

Casio FC-100V（右邊那個，銀灰色 Financial Consultant）

類型：專業(yè)金融計算器（Financial Calculator），專為MBA、金融、會計、投資學(xué)生/從業(yè)者設(shè)計。

年代：2000年代中后期推出（FC-100V是經(jīng)典款，后來有FC-100V-2升級版）。

主要功能：時間價值（復(fù)利、年金、現(xiàn)金流NPV/IRR）、債券計算、折舊、成本-銷量-利潤分析、統(tǒng)計（包括回歸）、5變量求解、日期計算等。支持4行全點陣顯示，便于參數(shù)滾動編輯。

顯示：4行點陣LCD（更清晰，參數(shù)顯示友好），10+2位精度。

電源：1顆AAA電池（R03），壽命很長（約1-2年或17000小時）。

兩個計算器的內(nèi)殼（后蓋內(nèi)側(cè)）功能表/快速參考表，這是經(jīng)典設(shè)計：Sharp 把常用示例印在內(nèi)蓋上，Casio 則把符號列表和模式恢復(fù)說明印在內(nèi)蓋上，方便用戶快速查閱而不用翻手冊。

先來拆卡西歐，大黑色圓形“穹頂”物體（中央那個黑球/黑帽，照片最顯眼）：是 Chip on Board (COB) 封裝的主芯片/ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）。Casio 在很多中低端計算器（尤其是金融/科學(xué)系列）用這種黑膠滴封方式把 CPU + ROM + RAM + LCD 驅(qū)動 + 鍵盤掃描 等功能集成到一個裸 die 上，然后用環(huán)氧樹脂滴膠保護。

為什么是圓形穹頂？滴膠固化后自然形成半球形，防潮、防塵、防止逆向工程（看不見 die 標記）。

功能：處理所有金融計算（NPV、IRR、年金、攤銷等）、4行點陣顯示驅(qū)動、按鍵輸入、蜂鳴器驅(qū)動等。Casio 自己設(shè)計，不對外公開型號。

LCD 連接部分的內(nèi)部視圖，重點展示了 LCD 與主板之間的連接方式，以及電池倉、主板局部。銀灰色/灰色條紋扁平帶（LCD 下方那條“梳子”狀排線，帶橫紋）：這就是經(jīng)典的 Zebra Connector（也叫 Elastomeric Connector、導(dǎo)電橡膠條、斑馬條、硅膠導(dǎo)電條）

T101：晶振（陶瓷諧振器），給芯片提供時鐘信號。通常 4-8 MHz 左右（計算器常見值），讓機器正常運行和計時。

小方塊電容（C1~C11 等）：濾波 + 去耦 + 升壓用。AAA 電池 1.5V，要升到 3V+ 驅(qū)動 LCD 和芯片，這些電容幫穩(wěn)壓和濾噪聲。

D1：二極管，防電池接反燒芯片。

KI / KO 焊盤：鍵盤矩陣線（輸入/輸出），連按鍵。

SP+ / SP-：蜂鳴器焊點，按鍵音用。

RESET：復(fù)位點，短接清內(nèi)存。

BT+ / BT-：電池焊點。

P9 / P20 等：電源或測試點。

下面沒芯片、沒大元件，就焊盤 + 走線 + 標記。背面基本是用來測電壓、調(diào)試、質(zhì)檢的。

這個最后裝上電池顯示非常完美，成色幾乎99新，可以留下來使用。

最后拆的這個夏普計算器，兩顆LR44電池已經(jīng)有綠色銹跡。后殼一個復(fù)位按鍵。

打開后殼，除了牛屎芯片，簡單的除了一個C1一個R1沒有元件了。

右上角還有一個C2電容，牛屎上半部分供屏幕顯示，下半部分按鍵，這個LR44我昨天去買了兩顆，8毛一顆，回來安裝上以后，屏幕是顯示不全的，應(yīng)該是屏幕連接的排線有問題，所以顯示不全，畢竟已經(jīng)是30多年前的計算器，留著沒啥用，直接丟了，卡西歐計算器是屏幕完好的，留著使用，其他的都已經(jīng)丟了。

就這樣吧，歡迎各位點擊閱讀原文到EEWorld論壇一起討論或在下方留言，若分析有錯的地方，歡迎指出。

請將我們設(shè)為“星標”，這樣就會第一時間收到推送消息。

歡迎關(guān)注EEWorld旗下訂閱號：“機器人開發(fā)圈”

掃碼添加小助手回復(fù)“機器人”

進群和電子工程師們面對面交流經(jīng)驗