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LDS塑料如何让天线长到4G手机面盖上?

LDS,让天线长到4G手机面盖上!

新的手机天线对天线技术提出了新的要求,也促使新的技术层出不穷。一种新的思路是直接将所有天线做在手机的外壳上,如出的HTCM8, iPhone6,都将天线做在金属外壳上,将天线与外壳直接一体成型。为此,一些新的技术被应用到天线制作中来,如LDS、LRP、3D打印等都在被使用。今天我们为大家介绍一下最常见的LDS技术。

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何为LDS?

LDS—Laser Direct Structuring 激光直接成型技术是一种专业镭射加工、射出与电镀制程的3D-MID(ThreeD-DimensionalmoulDedinterconnect Device)生产技术,其原理是将普通的塑胶元件/电路板赋予电气互连功能、支撑元器件功能和塑料壳体的支撑、防护等功能,以及由机械实体与导电图形结合而产生的屏蔽、天线等功能结合於一体,形成所谓3D-MID,适用於ICSubstrate、HDIPCB、LeadFrame局部细线路制作。

此技术可应用在手机天线、汽车用电子电路、提款机外壳及医疗级助听器。目前最常见的在于手机天线,一般常见手机天线内建方法,大多采用将金属片以塑胶热融方式固定在手机背壳或是将金属片直接贴在手机背壳上,LDS可将天线直接镭射在手机外壳上,不仅避免内部手机金属干扰,更缩小手机体积。

LaserDirectStructuring制作技术是透过雷射机台接受数位线路资料后,将PCB表面锡抗蚀刻阻剂烧除,之后再施以电镀金属化,即可在塑胶表面产生金属材的线路。

LaserDirectStructuring制程主要有四步骤:

1.射出成型(Injectionmolding)。此步骤在热塑性的塑料上射出成型。

2.镭射活化(LaserActivation)。此步骤透过镭射光束活化,藉由添加特殊化学剂镭射活化使物体产生物理化学反应行成金属核,除了活化并形成粗糙的表面,使铜在金属化过程中在塑料上扎根。

3.电镀(Metallization)。此为LDS制程中的清洁步骤,在仅用作电极的金属化塑胶表面进行电镀5~8微米的电路,如铜、镍等,使塑料成为一个具备导电线路的MID元件。

4.组装(Assembling)。

LDS工艺特点及优势:

1、工艺成熟稳定、产品性能优越、任意可激光入射三维面均可实现高精度布图。2、适用于三维表面,更广的设计空间、成本较FPC高,需化镀、需特定材料。

优点:

1.打样成本低廉。2.开发过程中修改方便。3.塑胶元件电镀不影响天线的特性及稳定度。4.产品体积再缩小,符合手机薄型发展趋势。5.产量提升。6.设计开发时间短。7.可依客户需求进行客制化设计。8.可用于镭射钻孔。9.与SMT制程相容。10.不需透过光罩。

LDS工艺与其它技术相比有两个主要优势。

第一,与柔性电路板天线和金属片天线相比,LDS部件具备完全的三维功能。LDS部件可采用其实际需要的形状---功能服从形态。因为采用激光成型,改变电路图案无需改变模具就能实现,非常适合生产不同种类的天线。

第二,LDS技术效率极高:产品生产周期短,激光系统耐用、少维护,适合7X24不间断生产,并且故障率低---是成功生产的理想选择。不仅仅适合于生产手机部件。

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产业链代表:

用户代表:智能手机厂商(包括苹果、三星、华为、小米、Oppo等知名手机厂商);精密电子产品生产厂(笔记本、汽车电子、蓝牙产品、LED灯底座等)、精密医疗设备生产厂(助听器、手持检测笔、血糖仪、牙科工具等)、可穿戴设备厂商、NFC设备以及无线充电厂商等。

材料商代表:DSMEMSSABIC IPTiconaEvonikBASFLanxess、三星、金发、锦湖日丽、中塑、蓝星广州合成、韩国乐喜、华力兴等


设备厂家代表:泛友科技、拓博瑞、斯普莱特、众叠光电以及其他相关设备厂商

LDS的发展和演变

LDS(激光直接成型)技术是由德国公司LPKF公司开发的一种专利技术,为生产手机天线提供了高柔性,给产品三维立体设计提供了极大灵活性。 LPKF-LDS技术使用激光在复杂三维部件表面上照射成型天线电路,这些三维部件是采用LDS树脂注塑成型的。该项技术的主要优势包括,效率极高,为快速变更产品设计提供了极高的灵活性,并且提供在三维部件表面成型天线电路的方法。LPKF相信,LPKF-LDS技术在电子和塑料产业的其它领域也可得到 广泛应用。

但是随着行业的发展,传统的LDS也暴露出其自身的不足。

一是专利的限制在一定程度上制约了这项技术的发展。

二是该项技术本身也存在一些不足,如必须要使用专用的塑料,这种材料使得外壳颜色受到限制。此外其制作良率也还不佳等等。

为此,为了避开LPKF-LDS的专利,一些厂家进行了专利抗诉和技术改良。如2012年泛友科技tontop 提交申诉LPKF的LDS技术核心专利导体轨道结构的制造方(CN02812609.2)无效。在2012年5月30日被中国知识产权局已正式宣告无效 ,LDS工艺在中国已实质性失去专利保护。

在技术改进方面,各公司也推出新的技术,如泛友科技推出 LRP:3D-MID创新工艺TP-LRP(Tontop Laser Restructuring Print)激光重构印刷是Tontop自主研发的专利技术,指通过三维印刷工艺,将导电图案高速精准的涂敷到工件表面,形成天线形状,然后通过三维控制激光修整,以形成高精度的电路互联结构。宣称:更广泛的可选材料。不再需要特定的激光诱导材料,无需化学镀更绿色的生产更合理的成本等。

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此外,如天线生产厂家太盟(Cirocmm)也宣称其推出有自专利的A-LDS技术,其技术特点是:

1、不需要专利塑料(塑料中含有机铜金 属),A-LDS没有材料的限制。

2、LPKF技术局限里外壳是黑色。A-LDS没有色彩限制。

3、A-LDS的制程良率高,达95%,而LPKF- LDS一般在60%-70%。

4,产品的耐热、耐冲击性比LPKF-LDS的要好。

5、成本比LPKF-LDS更具优势。

6、该项技术可以应用到玻璃等材料上。

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技术无止境,相信随着应用的越来越多,技术的优化也会使得天线技术更适合智能手机的发展。从而把更轻更薄信号更好的手机送到普通消费者手中。


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