【行業(yè)】LDS塑料，讓天線長到4G手機面蓋上！

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

新的手機天線對天線技術(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)。

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、防護等功能,以及由機械實體與導(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局部細線路制作。

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

LaserDirectStructuring制作技術(shù)是透過雷射機臺接受數(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:

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部件可采用其實際需要的形狀---功能服從形態(tài)。因為采用激光成型,改變電路圖案無需改變模具就能實現(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,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)手機部件。

產(chǎn)業(yè)鏈代表:

用戶代表:智能手機廠商(包括蘋果、三星、華為、小米、Oppo等知名手機廠商);精密電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠(筆記本、汽車電子、藍牙產(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技術(shù)的發(fā)展。

二是該項技術(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工藝在中國已實質(zhì)性失去專利保護。

在技術(shù)改進方面,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。