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【必收藏】激光在手机加工行业中的应用介绍

着2017年下半年iPhone X发布,Face ID人脸识别功能引发网友热议,这一黑科技其实就是激光在手机上的应用。而激光加工对于手机制造从业者来说并不陌生,相较于传统接触式加工的优势十分明显,所以应用非常广泛。今天,就让小编来简单介绍一下,激光加工在手机加工中的应用。


图 激光手机加工中的应用


一、激光打标(镭雕)

激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种标刻方法,具有非触摸雕琢、工件不变形、精度高、清晰度高、永久性好、耐磨损等特点,适于金属、塑料、玻璃、陶瓷等材料的标记。


激光打标技术目前在手机领域应用非常广泛,包括手机机身品牌LOGO、文字标记,手机内部的电子元器件、线路板的logo、文字标记,以及电源适配、耳机、移动电源的LOGO等,都是用激光设备完成的。



激光镭雕工艺目前已经有用在手机陶瓷后盖中,以下拍摄于三环集团展台。


图 镭雕工艺加工的陶瓷后盖

二、激光焊接

激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。


激光焊接相比其他焊接方式,具有热形变小、效率高、精密度好等特点,可用于难熔材料、异性材料焊接,但目前设备价格相对较贵,渗透率较低。


手机内部结构精细,利用焊接进行连接时,要求焊接点面积很小,普通焊接斱式难以满足这种要求,因此手机中主要零部件之间的焊接大多采用激光焊接,包括手机外壳、中框、摄像头模组、指纹识别模组以及电池外包等。除了手机内部构造,手机上的很多芯片元器件,也必须使用激光设备来完成。


图 激光切割、焊接及CNC等工序加工手机中框

 

图 激光焊接、打标及自动化装配

三、激光蚀刻

激光蚀刻主要用于蚀刻智能手机触摸屏的电路图。激光刻蚀的原理是通过调节高能激光束的焦点位置,使直接作用于ITO薄膜层,使得ITO层瞬间气化,从而达到蚀刻的效果,同时由于激光能量的可调性质,这就使得在加工过程中不会对底部的衬底材料造成影响。


与传统的化学蚀刻技术相比,激光蚀刻技术工艺简单、可大幅度降低生产成本,具有非接触、无污染和可实现微米线度精细加工的特点。


图 激光蚀刻触摸屏电路

四、LDS激光直接成型

LDS激光直接成型技术指利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动,将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上,在几秒钟的时间内,活化出电路图案。简单的说(对于手机天线设计与生产),在成型的塑料支架上,利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属pattern。


LDS激光直接成型技术主要应用于移动通讯领域,实现智能手机天线及手机支付这一部分的功能。其优势在于,通过使用激光直接成型技术标刻手机壳上的天线轨迹,不管是直线、曲线,只要激光能到的地方,都能打造3D效果,能最大程度地节省手机空间,而且能够随时调整天线轨迹。这样一来,手机就能做得更轻薄、更精致,稳定性和抗震性也更强。


图 运用LDS在手机后盖上制造的天线

五、激光切割

激光切割是将一定功率的激光束聚焦于被加工工件上,在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度,使材料熔化或气化,再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走,从而实现将工件割开。



手机上常见的激光切割工艺有:蓝宝石玻璃手机屏幕激光切割、摄像头保护镜片激光切割、手机Home键激光切割、FPC柔性电路板激光切割、手机听筒激光打孔等。诸如3D玻璃、陶瓷后盖、蓝宝石镜头保护膜及OLED屏等,这些材料要么超薄易碎,要么硬度更高,因此采用激光技术来做处理是较优选择。


但目前在手机玻璃及陶瓷后盖上以CNC物理切割为主,激光技术的应用还在不断研发中。


图 蓝宝石手机屏,拍摄于恒嘉晶体


手机3D玻璃切割、以OLED面板为主要材料的全面屏,是当前以及未来2年内手机主流。由于3D玻璃的结构具有特殊性,厚度过薄,传统的切割方式会导致成品率低。激光切割技术以非接触切割方式进行加工,使局部升温产生应力,应力软化产生裂纹使玻璃沿着激光扫描方向开裂,使得切割边缘光滑平整无裂纹。激光技术的多自由度,尤其适合曲面工件的加工,解决了手机 3D玻璃切割的工艺难题,是目前脆性材料加工的主流方向。


对于全面屏的加工,目前业界是以CNC的物理加工方式为主,激光加工目前得到行业认可并推广使用并不那么快。

六、激光打孔

激光切割技术在目前的手机制造工艺中是非常普遍的,对手机内部构造的切割,一般采用UV紫外激光技术精密切割,主要是切割FPC软板、PCB板,软硬结合板和覆盖膜激光切割开窗等等。激光打孔,也算是激光内部构造切割的一部分。


激光打孔在手机应用中可用于PCB板打孔、外壳听筒及天线打孔、耳机打孔等,具有效率高、成本低、变形小、适用范围广等优点。手机一个巴掌大地方聚焦200多个零部件,手机厂商对于手机制造过程中的打孔工艺,要求速度快、质量好、成本低,只有激光聚焦光斑可以聚一波长量级,在很小的区域内集中很高的能量,特别适合于加工微细深孔,最小孔径只有几微米,孔深和孔径比可大于50微米。


总结起来,激光在手机制造流程中的应用,从手机内部材料切割与焊接,到钻孔与打标,再到手机盖板切割、镭雕装饰等。激光加工在手机中的应用越来越重要。据悉目前很多激光企业正在不断拓进手机产业,比如玻璃盖板的切割、全面屏加工、陶瓷盖板切割及打孔、陶瓷后盖镭雕装饰等。


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