5.Xmm超薄手机时代中天线技术突破
Time: 2018-05-28 Reads: 2943 Edit: Admin

超薄金属手机厚度这几年一直在变薄,天线频段一直在增加,可是手机射频指标确没有降低要求,天线信号是一个“场”,需要空间支撑,俗话说“站得高,看得远”,手机天线也一样,净空、天线与地线有一定距离,天线图案向3D方向延伸,这是做好指标的要点。手机超薄化,把天线图案压迫到一个近似平面的空间,再用传统的FPC(柔性线路板)来做天线,有一定难度。


3.1. FPC天线,将终止于5.X厚度时代,LDS技术将是主流工艺


手机塑胶沟道复杂,FPC不能共形贴合;FPC粘贴时侯,用到大量人力资源;FPC粘贴在塑胶上,有两个长期得不到解决的“癌症”:


其一是FPC基材边角容易翘起,尤其是过一段时间就有这个毛病,使得手机存在质量隐患。在厚机身时代,手机天线信号有裕量,即使少面积翘起来还不至于性能恶化,但是,超薄手机天线指标,多是接近出货及格线,一旦售出后,天线指标恶化,用户明显感觉信号不行。要解决FPC这个“癌症”,需用到一些价钱贵的胶和热压工艺,会大幅提升手机制造成本;


其二是人工粘贴时,耗费大量人力资源同时,粘贴误差轻易在200微米以上,使得天线指标也轻易恶化。目前华为等企业,手机天线图案在手机中空间定位精度都在50微米内,用FPC去做天线设计已经满足不了一线手机品牌商的产品设计。


因此,LDS技术(激光直接成型电路结构技术,立体电路制造的一种技术,天线直接做在塑胶壳体上),为何这么快就替换了FPC天线市场,既省组装的人工,又提升了天线指标的一致性。


3.2、手机天线在5.Xmm厚度时代的空间位置


手机进入5.X厚度时代,天线制造位置前盖板、底盖中、中框上(中板)。前盖中即手机“TP触摸屏+玻璃盖板+塑胶五金结构件”上,这种一体化组装TP盖板技术,是群创2016年6月推出的工艺。这种工艺提高了贴合速度20倍,良率也进一步提升到99.9%,而在这种一体化TP盖板上制造好GPS、wifi、蓝牙天线,更是一种创新的制程,其又省了组装成本和改善了手机行业另一个老大难问题:GPS天线信号难调到满意效果。很多型号手机,在给运营商测试时候,GPS定位时间长,因为天线增益低。GPS天线需要“见天”,最佳安装位置在面板听筒附近,而把GPS天线做在TP盖板上是最佳方案。

而底盖若是金属机身的话,手机天线制造在“纳米注塑结构件的塑胶上”,如图中红圈所示:

纳米注塑后的铝合金底壳上的塑胶部位,制造天线

若手机底盖采用非金属材料,则中框是金属的材质,天线制造在“金属包塑胶”结构的塑胶上,见下图:

图9:


3.3、超薄金属手机天线制造工艺


无论是一体化TP前盖板还是后盖板、中框,其有限露出的塑胶上制造天线,采用“增强型LDS工艺”,及E-LDS,这种工艺在含“金属-塑胶”结构上制造天线,金属是含铝、铜、锌、镁、钛等元素的合金。这种制程还有一个特点:


手机外边款中被分段的金属,可以直接与天线连接在一起,不需要通过螺丝或者导电泡棉连接,省了组装工序。因为,在后期化学镀药水中,金属馈电点可以与塑胶上天线线路在药水中“长”在一起。而特殊的保护工艺,使其它金属部分不被腐蚀。


这类天线制造工艺流程是:


先用“纳米注塑+LDS双功能塑胶”注塑或者用LDS塑胶包覆金属件模内注塑,再通过E-LDS制造流程在塑胶上做天线,E-LDS与所采用金属种类无关。


随着手机进入5.Xmm时代,以前金属框通常采用的铝、锌合金材质已经不能满足超薄手机的要求,锌镁合金、钛镁合金等高质量的合金材料会逐步推广。这些合金优势在于更轻,韧性更强。同时,合金+天线的技术会广泛使用,但是合金材料的电镀不良率一直是个行业难题。


手机归根结底是一种通信工具,用户更加需要均衡而具有特色的产品,舒适、方便、耐用才是首要考虑的因素。厚度不是唯一的选项,也不是最优选项,但确是一个永恒的卖点。


业内人士预计,不远的将来,迅速应用在超薄手机商的技术还有:


1.无线充电功能内置


尤其是10W(5V2A)的内置无线充电技术,需要占据0.3mm厚度。


2.高速近距离秒传视频技术,及UWB技术


目前芯片已经成熟,很多手机设计公司在测试中。闪传视频,可以与电视、车辆中显示屏同步动态共享视频节目。视频播放,可类似微信中共享导航位置功能一样使用。


以上这些功能,都需要新增加天线和或增加手机厚度。使得手机天线制造技术进一步“被逼迫”做到有限空间的塑胶上去。


总之新材料、新器件、新工艺不久将推动主流的手机演化到超薄的5.Xmm时代。


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