【行業(yè)】LDS塑料，讓天線長到4G手機(jī)面蓋上！

2016-11-03 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

新的手機(jī)天線對天線技術(shù)提出了新的要求,也促使新的技術(shù)層出不窮。一種新的思路是直接將所有天線做在手機(jī)的外殼上,如出的HTCM8, iPhone6,都將天線做在金屬外殼上,將天線與外殼直接一體成型。為此,一些新的技術(shù)被應(yīng)用到天線制作中來,如LDS、LRP、3D打印等都在被使用。今天我們?yōu)榇蠹医榻B一下最常見的LDS技術(shù)。

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何為LDS?

LDS—Laser Direct Structuring 激光直接成型技術(shù)是一種專業(yè)鐳射加工、射出與電鍍制程的3D-MID(ThreeD-DimensionalmoulDedinterconnect Device)生產(chǎn)技術(shù),其原理是將普通的塑膠元件/電路板賦予電氣互連功能、支撐元器件功能和塑料殼體的支撐、防護(hù)等功能,以及由機(jī)械實(shí)體與導(dǎo)電圖形結(jié)合而產(chǎn)生的屏蔽、天線等功能結(jié)合於一體,形成所謂3D-MID,適用於ICSubstrate、HDIPCB、LeadFrame局部細(xì)線路制作。

此技術(shù)可應(yīng)用在手機(jī)天線、汽車用電子電路、提款機(jī)外殼及醫(yī)療級助聽器。目前最常見的在于手機(jī)天線,一般常見手機(jī)天線內(nèi)建方法,大多采用將金屬片以塑膠熱融方式固定在手機(jī)背殼或是將金屬片直接貼在手機(jī)背殼上,LDS可將天線直接鐳射在手機(jī)外殼上,不僅避免內(nèi)部手機(jī)金屬干擾,更縮小手機(jī)體積。

LaserDirectStructuring制作技術(shù)是透過雷射機(jī)臺接受數(shù)位線路資料后,將PCB表面錫抗蝕刻阻劑燒除,之后再施以電鍍金屬化,即可在塑膠表面產(chǎn)生金屬材的線路。

LaserDirectStructuring制程主要有四步驟:

1.射出成型(Injectionmolding)。此步驟在熱塑性的塑料上射出成型。

2.鐳射活化(LaserActivation)。此步驟透過鐳射光束活化,藉由添加特殊化學(xué)劑鐳射活化使物體產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)行成金屬核,除了活化并形成粗糙的表面,使銅在金屬化過程中在塑料上扎根。

3.電鍍(Metallization)。此為LDS制程中的清潔步驟,在僅用作電極的金屬化塑膠表面進(jìn)行電鍍5~8微米的電路,如銅、鎳等,使塑料成為一個具備導(dǎo)電線路的MID元件。

4.組裝(Assembling)。

LDS工藝特點(diǎn)及優(yōu)勢:

1、工藝成熟穩(wěn)定、產(chǎn)品性能優(yōu)越、任意可激光入射三維面均可實(shí)現(xiàn)高精度布圖。2、適用于三維表面,更廣的設(shè)計空間、成本較FPC高,需化鍍、需特定材料。

優(yōu)點(diǎn):

1.打樣成本低廉。2.開發(fā)過程中修改方便。3.塑膠元件電鍍不影響天線的特性及穩(wěn)定度。4.產(chǎn)品體積再縮小,符合手機(jī)薄型發(fā)展趨勢。5.產(chǎn)量提升。6.設(shè)計開發(fā)時間短。7.可依客戶需求進(jìn)行客制化設(shè)計。8.可用于鐳射鉆孔。9.與SMT制程相容。10.不需透過光罩。

LDS工藝與其它技術(shù)相比有兩個主要優(yōu)勢。

第一,與柔性電路板天線和金屬片天線相比,LDS部件具備完全的三維功能。LDS部件可采用其實(shí)際需要的形狀---功能服從形態(tài)。因?yàn)椴捎眉す獬尚?改變電路圖案無需改變模具就能實(shí)現(xiàn),非常適合生產(chǎn)不同種類的天線。

第二,LDS技術(shù)效率極高:產(chǎn)品生產(chǎn)周期短,激光系統(tǒng)耐用、少維護(hù),適合7X24不間斷生產(chǎn),并且故障率低---是成功生產(chǎn)的理想選擇。不僅僅適合于生產(chǎn)手機(jī)部件。

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產(chǎn)業(yè)鏈代表:

用戶代表:智能手機(jī)廠商(包括蘋果、三星、華為、小米、Oppo等知名手機(jī)廠商);精密電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠(筆記本、汽車電子、藍(lán)牙產(chǎn)品、LED燈底座等)、精密醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)廠(助聽器、手持檢測筆、血糖儀、牙科工具等)、可穿戴設(shè)備廠商、NFC設(shè)備以及無線充電廠商等。

材料商代表:DSM、EMS、SABIC IP、Ticona、Evonik、BASF、Lanxess、三星、金發(fā)、錦湖日麗、中塑、藍(lán)星廣州合成、韓國樂喜、華力興等

設(shè)備廠家代表:泛友科技、拓博瑞、斯普萊特、眾疊光電以及其他相關(guān)設(shè)備廠商

LDS的發(fā)展和演變

LDS(激光直接成型)技術(shù)是由德國公司LPKF公司開發(fā)的一種專利技術(shù),為生產(chǎn)手機(jī)天線提供了高柔性,給產(chǎn)品三維立體設(shè)計提供了極大靈活性。 LPKF-LDS技術(shù)使用激光在復(fù)雜三維部件表面上照射成型天線電路,這些三維部件是采用LDS樹脂注塑成型的。該項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢包括,效率極高,為快速變更產(chǎn)品設(shè)計提供了極高的靈活性,并且提供在三維部件表面成型天線電路的方法。LPKF相信,LPKF-LDS技術(shù)在電子和塑料產(chǎn)業(yè)的其它領(lǐng)域也可得到廣泛應(yīng)用。

但是隨著行業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的LDS也暴露出其自身的不足。

一是專利的限制在一定程度上制約了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。

二是該項(xiàng)技術(shù)本身也存在一些不足,如必須要使用專用的塑料,這種材料使得外殼顏色受到限制。此外其制作良率也還不佳等等。

為此,為了避開LPKF-LDS的專利,一些廠家進(jìn)行了專利抗訴和技術(shù)改良。如2012年泛友科技tontop 提交申訴LPKF的LDS技術(shù)核心專利導(dǎo)體軌道結(jié)構(gòu)的制造方(CN02812609.2)無效。在2012年5月30日被中國知識產(chǎn)權(quán)局已正式宣告無效 ,LDS工藝在中國已實(shí)質(zhì)性失去專利保護(hù)。

在技術(shù)改進(jìn)方面,各公司也推出新的技術(shù),如泛友科技推出 LRP:3D-MID創(chuàng)新工藝TP-LRP(Tontop Laser Restructuring Print)激光重構(gòu)印刷是Tontop自主研發(fā)的專利技術(shù),指通過三維印刷工藝,將導(dǎo)電圖案高速精準(zhǔn)的涂敷到工件表面,形成天線形狀,然后通過三維控制激光修整,以形成高精度的電路互聯(lián)結(jié)構(gòu)。宣稱:更廣泛的可選材料。不再需要特定的激光誘導(dǎo)材料,無需化學(xué)鍍更綠色的生產(chǎn)更合理的成本等。