5.Xmm超薄手機時代中天線技術突破
Time: 2018-05-28 Reads: 1704 Edit: Admin

超薄金屬手機厚度這幾年一直在變薄,天線頻段一直在增加,可是手機射頻指標確沒有降低要求,天線信號是一個“場”,需要空間支撐,俗話說“站得高,看得遠”,手機天線也一樣,凈空、天線與地線有一定距離,天線圖案向3D方向延伸,這是做好指標的要點。手機超薄化,把天線圖案壓迫到一個近似平面的空間,再用傳統的FPC(柔性線路板)來做天線,有一定難度。


3.1. FPC天線,將終止于5.X厚度時代,LDS技術將是主流工藝


手機塑膠溝道復雜,FPC不能共形貼合;FPC粘貼時侯,用到大量人力資源;FPC粘貼在塑膠上,有兩個長期得不到解決的“癌癥”:


其一是FPC基材邊角容易翹起,尤其是過一段時間就有這個毛病,使得手機存在質量隱患。在厚機身時代,手機天線信號有裕量,即使少面積翹起來還不至于性能惡化,但是,超薄手機天線指標,多是接近出貨及格線,一旦售出后,天線指標惡化,用戶明顯感覺信號不行。要解決FPC這個“癌癥”,需用到一些價錢貴的膠和熱壓工藝,會大幅提升手機制造成本;


其二是人工粘貼時,耗費大量人力資源同時,粘貼誤差輕易在200微米以上,使得天線指標也輕易惡化。目前華為等企業,手機天線圖案在手機中空間定位精度都在50微米內,用FPC去做天線設計已經滿足不了一線手機品牌商的產品設計。


因此,LDS技術(激光直接成型電路結構技術,立體電路制造的一種技術,天線直接做在塑膠殼體上),為何這么快就替換了FPC天線市場,既省組裝的人工,又提升了天線指標的一致性。


3.2、手機天線在5.Xmm厚度時代的空間位置


手機進入5.X厚度時代,天線制造位置前蓋板、底蓋中、中框上(中板)。前蓋中即手機“TP觸摸屏+玻璃蓋板+塑膠五金結構件”上,這種一體化組裝TP蓋板技術,是群創2016年6月推出的工藝。這種工藝提高了貼合速度20倍,良率也進一步提升到99.9%,而在這種一體化TP蓋板上制造好GPS、wifi、藍牙天線,更是一種創新的制程,其又省了組裝成本和改善了手機行業另一個老大難問題:GPS天線信號難調到滿意效果。很多型號手機,在給運營商測試時候,GPS定位時間長,因為天線增益低。GPS天線需要“見天”,最佳安裝位置在面板聽筒附近,而把GPS天線做在TP蓋板上是最佳方案。

而底蓋若是金屬機身的話,手機天線制造在“納米注塑結構件的塑膠上”,如圖中紅圈所示:

納米注塑后的鋁合金底殼上的塑膠部位,制造天線

若手機底蓋采用非金屬材料,則中框是金屬的材質,天線制造在“金屬包塑膠”結構的塑膠上,見下圖:

圖9:


3.3、超薄金屬手機天線制造工藝


無論是一體化TP前蓋板還是后蓋板、中框,其有限露出的塑膠上制造天線,采用“增強型LDS工藝”,及E-LDS,這種工藝在含“金屬-塑膠”結構上制造天線,金屬是含鋁、銅、鋅、鎂、鈦等元素的合金。這種制程還有一個特點:


手機外邊款中被分段的金屬,可以直接與天線連接在一起,不需要通過螺絲或者導電泡棉連接,省了組裝工序。因為,在后期化學鍍藥水中,金屬饋電點可以與塑膠上天線線路在藥水中“長”在一起。而特殊的保護工藝,使其它金屬部分不被腐蝕。


這類天線制造工藝流程是:


先用“納米注塑+LDS雙功能塑膠”注塑或者用LDS塑膠包覆金屬件模內注塑,再通過E-LDS制造流程在塑膠上做天線,E-LDS與所采用金屬種類無關。


隨著手機進入5.Xmm時代,以前金屬框通常采用的鋁、鋅合金材質已經不能滿足超薄手機的要求,鋅鎂合金、鈦鎂合金等高質量的合金材料會逐步推廣。這些合金優勢在于更輕,韌性更強。同時,合金+天線的技術會廣泛使用,但是合金材料的電鍍不良率一直是個行業難題。


手機歸根結底是一種通信工具,用戶更加需要均衡而具有特色的產品,舒適、方便、耐用才是首要考慮的因素。厚度不是唯一的選項,也不是最優選項,但確是一個永恒的賣點。


業內人士預計,不遠的將來,迅速應用在超薄手機商的技術還有:


1.無線充電功能內置


尤其是10W(5V2A)的內置無線充電技術,需要占據0.3mm厚度。


2.高速近距離秒傳視頻技術,及UWB技術


目前芯片已經成熟,很多手機設計公司在測試中。閃傳視頻,可以與電視、車輛中顯示屏同步動態共享視頻節目。視頻播放,可類似微信中共享導航位置功能一樣使用。


以上這些功能,都需要新增加天線和或增加手機厚度。使得手機天線制造技術進一步“被逼迫”做到有限空間的塑膠上去。


總之新材料、新器件、新工藝不久將推動主流的手機演化到超薄的5.Xmm時代。


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