众所周知,智能手机大屏化后,需要加载镁铝合金支撑,防止手机“软骨病”,金属件的加载,使手机中射频接收环境变差,天线被逼迫到外壳上是大势所趋,而LDS天线可以大幅度减小天线尺寸,成为智能手机主流的天线工艺。
作为手机天线制作工艺的LDS,在4G时代已经应用成熟了。那么在5G时代,体积小、设计灵活的LDS天线工艺又有哪些新的应用呢?

围绕LDS技术的产业链可分为三大块

(一)设备;(二)原材料;(三)下游应用。

 

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。

 

材料商代表:DSM、EMS、SABIC IP、Ticona、Evonik、BASF、Lanxess、三星、中塑、金发等。

 

应用领域:

(1)射频及通信行业: 手机天线、笔记本天线等

 

LDS天线技术及应用领域详解

LDS天线支架解剖

 

中塑开发的LDS材料凭借其良好的性能特点,使得5G手机天线性能优越,信号发射强度高,穿透力强,为5G的实现提供了坚实的材料保障。该材料已经得到华为、三星、LG、OPPO、中兴等手机厂商的认可,并已经应用到华为Mate系列、P系列;三星Galaxy A系列、OPPO Reno、MOTO等产品上。

(2)蓝牙耳机,中塑LDS材料在哈曼、BOSE等TWS终端品牌上成熟应用

 

LDS天线技术及应用领域详解

LDS天线是FPC天线进一步的升级。虽然FPC天线已经能够很大程度的利用耳机内部空间,但依旧需要平整的平面给予其依附。

LDS天线是利用按照天线的形状,将激光投照到塑料外壳上,在几秒钟的时间内,化镀形成金属天线。其天线可以直接做到外壳背面,这样天线的净空区大,天线效率更高。

(3)华为儿童手表4X-中框,中塑LDS材料,赋能智能穿戴

 

LDS天线技术及应用领域详解

这款儿童手表采用中塑特殊玻纤增强LDS材料,信号稳定,通话顺畅。

具有优异的机械性能,可达到50米水深的5ATM防水要求。儿童手表在使用环境中难免接触护肤品及洗手液等化学溶剂,此款材料具有良好的耐化学性能,为保障手表其优异性能护航。


(4)
汽车及运输设备制造行业,体现在减轻重量、提供耐用性

 

LDS天线技术及应用领域详解

(5)电子电气领域,实现结构件与功能件的整合设计,降低系统成本

 

LDS天线技术及应用领域详解

(6)医疗设备领域,适用于高密度医疗器械的集成式小螺距

 

LDS天线技术及应用领域详解

LDS天线技术及应用领域详解

关于LDS技术和LDS工艺优势、工艺流程

 

LDS技术

LDS-激光直接成型技术,是指利用数控激光直接把电路图案转移到模塑塑料原件表面上,利用立体工件的三维表面形成电路互通结构的技术。

 

LDS材料是一种内含有机金属复合物的改性塑料,经过激光照射后,使有机金属复合物释放出粒子。

LDS工艺优势

相比较传统的加工工艺,LDS技术拥有以下几个优点:

1)   成品体积小,符合现代社会产品向小型化、微型化发展的趋势;

2)   制程简化:塑胶射出-镭射活化-化镀-成品出货;

3)   研发制造时间短,制程稳定;

4)   符合环保要求,无需添加酸洗活化剂;

5)   电路的最小线宽线距可精确至150µm;

6)   镭射可作导穿孔,深度可达50µm。

LDS工艺流程

LDS通常需要3~4个工艺步骤,具体如下:

•注射成型       •激光活化       •化学镀/金属化     •SMT贴装(可选)

 LDS天线技术及应用领域详解

总的来说,LDS技术实现的关键因素包括三个,首先是必须有对镭雕激光敏感的LDS专用料作为基材;二是电路设计及激光雕刻系统;最后是良好有效化镀系统及过程控制。

作为用户,该怎样选择LDS专用料?

首先,材质选择需考虑LDS的加工需求,如材料的热膨胀系数、吸水性、机械特性、可焊性后制程的加工特性也是选择的考量因素(如:镭射、超声波焊接等…..)。

 

其次,材料的规格特性也是选择材质的一个重要考量因素,在开发阶段也可以参考材料供应商的模流分析、产品尺寸调整的一些经验。

针对已确定材质的LDS专用料来说,终端用户和模厂在选用LDS专用料时要兼顾下面四个因素:

 

1、首先要关注材料的加工热稳定性。LDS专用料中添加有可对基体树脂催化降解的金属化合物,很容易在塑料粒子挤出加工和注塑过程中发生热降解反应。热稳定性差的专用料会在注塑过程中存在明显的料花和析出现象,注塑件表面发黄发暗,材料的熔融流动指数很高。

 

2、注塑件的镭雕和化镀程序的良率高,一般要求注塑件镭雕的良率在98%以上,化镀良率在96%以上。镭雕和化镀的良率与LDS专用料的结构和性能密切相关,是LDS技术得以实现的前提和基础。

 

3、材料的机械加工性能必须满足终端客户的使用要求。

 

4、材料必须通过终端客户的应用要求测试,如手机天线材料终端产品的切片测试、附着力测试、恒温恒湿实验、高/低温存储测试和冷热交替冲击测试等。

最后要强调的,LDS技术的产业链长,关键影响因素多,任何环节的不足甚至缺失都会成为整个产业发展的短板。从上游的LDS功能助剂的合成、LDS专用料的制备,到中下游激光镭雕设备的推广和应用、化镀药水的配制和化镀良率的提升,需要我们整个产业链的通力合作。

 

材料厂商中塑开发出了系列LDS工艺制程专用材料,并取得德国 LPKF专利授权。公司建有完善的生产和服务网络。产品涵盖工程塑料、塑料合金、热塑性弹性体和功能性工程塑料等十几个系列,数百个规格。

依托高效的研发和创新体系优势,公司已形成完整成熟的产品布局并实现可持续的创新升级能力,产品广泛应用于消费类电子、工业电气、家电、建筑、机械、汽车和航空航天等领域。

 

LDS天线技术及应用领域详解

原文始发于微信公众号(塑库网):LDS天线技术及应用领域详解

作者 ab

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