5G時代手機塑膠外殼重生,這五種工藝必須知道

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5G時代手機塑膠外殼重生,這五種工藝必須知道 科技 第1張

LDS技術、IMR技術、IML技術、IMT技術、PC放玻璃註塑工藝 ,詳解5G時代手機塑膠外殼五大工藝。

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來源:文章參考自通達集團、知乎、百度、52RD,艾邦高分子團隊整理編輯

註:文內信息僅為提供分享交流管道,不代表本公眾號觀點

5G時代即將到來,手機外殼材料從塑膠到金屬,又到非金屬材質的輪回,塑膠因為成本低,受到中低端市場的青睞。

從IML延伸進化到IMT工藝,讓塑膠變得白富美,可以接近模擬玻璃後蓋的3D光學紋理,成為眾多CMF設計師的選擇。LDS在4G時代的塑膠後殼天線上已大量應用,但是否能適應5G時代的高端曲面玻璃3D後蓋,需要繼續布局研發。

IMT技術亦可以進一步延伸為IME技術,融合電氣及裝飾功能,應用於未來汽車智能表面。註塑透明PC背蓋作為一種更低成本、高效的制品形態,具備更好的衝擊強度及耐用性,正引起越來越多傳統塑膠廠的關注。

◤ LDS技術

LDS技術的原理是把含有金屬成分的塑膠外殼,通過鐳射激發其金屬粒子,並以環保電鍍技術把銅片浮現在塑膠之上,此銅片可於三維空間,並把手機外殼直接變成天線接收訊號。

LDS技術製作流程:

天線及結構件一體化設計→註塑→雷雕→化鍍→射頻測試→表面處理→組裝/後期裝飾

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(圖LDS部件)

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(圖LDS電路)

目前LDS一大應用在智慧型手機終端天線上,稱為LDS天線。普通的手機天線都被安裝在手機的主板上。而LDS天線技術就是雷射直接成型技術(Laser-Direct-structuring),利用計算機按照導電圖形的軌跡控制雷射的運動,將雷射投照到模塑成型的三維塑膠器件上,在幾秒鐘的時間內,活化出電路圖案。

這樣一種技術,可以直接將天線鐳射在手機外殼上,滿足手機輕薄化空間小的設計需求。

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(圖LDS天線工藝流程)

LDS技術的優勢:

移動設備(智慧型手機、平板電腦及手提電腦)趨向大屏、機身纖薄、一體多功能,對天線的要求亦日益嚴謹。 LDS天線技術提供具備彈性和複雜的三維設計,該技術在體積細小和在移動設備上已超越傳統實體天線(Flex-antenna)的技術應用,其優勢在於:

  • 整合不同類型的天線;如:全球行動通訊系(GSM)、碼分多址(CDMA)、無線網路(WiFi)、藍牙(Bluetooth)、頻率調變收音機(FM Radio)

  • 在纖薄和複雜的手提移動設備結構上節省空間

  • 減低在不同類型的天線干擾,減低用戶直接觸摸天線而導致信號下降的幾率

  • 可廣泛應用於智慧型手機、手提電腦及平板電腦

發展趨勢:

未來5G時代,高端智慧型手機終端天線需要做到3D玻璃後蓋上,3D玻璃的曲面結構不適合5G天線觸點的放置,目前是個技術難題。近期據媒體透露,比亞迪已具備在3D玻璃後蓋做5G天線的量產技術儲備,LDS天線是否適應曲面3D玻璃,需要繼續布局研究。

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◤ IMR技術

模內轉印工藝是模內裝飾的一種,由日本寫真印刷(Nissha Printing)從1980年代開始開發,從2006年起,和HP合作推出彩殼筆記本計算機,IMR工藝成為筆記本電腦外殼處理的主流工藝,並大量應用在手機終端。

IMR工藝制程的原理:

將油墨印刷於一PE薄膜上,其亦可以蒸著方式將金屬材質蒸著於PE薄膜上,成為整卷型式於成型機台加定位系統,將薄膜的印刷位置與模腔內欲印位置對位後,與塑膠成型,成型後,成型品與油墨結合但與薄膜分離繼續下一模的成型動作,成型後的成品經由UV照射後表面產生完成硬化。

IMR工藝可以做到不同的裝飾效果(皮、布、竹、石等),優勢在於更換薄膜,即可表現不同效果的圖案。小米4上應用的IMR後蓋,小米將其稱為「光柵紋後蓋」。

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(圖小米4「光柵格後蓋」)

除了光柵紋理效果,小米4配備木質、竹質、大理石、皮革等多種材質效果的後殼配件,用戶可以手動更換。

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(圖小米4布紋後蓋)

發展趨勢:

IMR產品開發最重要是包覆轉印成功條件,高度、轉角半徑及拔模斜度都有限制,所以之前採用IMR工藝的產品只能做成四個角都是圓的,我們叫做圓弧機,完全沒有側牆高度。2015年,戴爾新推出的Insprion New 17又重新採用了IMR,突破了之前無法做到的側牆高度,並且R角為12甚至更低(Nissha的標準是R20)。目前亞光、高光都已大量出貨,且在整個C鍵也使用了柔軟觸感的Soft touch皮革IMR,耐磨標準比油漆的更高。

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(圖 戴爾Insprion New 17,來源百度)

◤ IML技術

模內鑲件註塑(IML)技術的顯著特點是:表面是一層硬化的透明薄膜,中間是印刷圖案層,背面是塑膠層,由於油墨夾在中間,可使產品防止表面被刮花和耐摩擦,並可長期保持顏色的鮮明不易退色。

IML技術製作流程:

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(圖IML技術製作流程)

IML技術產品效果:

1. 印刷外觀效果的多樣化:通過轉印軟觸感與彩色、電鍍等印刷技術結合,做到多樣化各種外觀

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(圖IML外觀效果)

2. 超薄IML的研發,最薄可達到0.80mm,變形度小於0.5mm;6寸電池蓋變形度小於1.0mm;局部減膠厚度可做到0.6mm。

發展趨勢:

在IML技術的現有設備及工藝流程上,改進演化為更適應未來用戶需求及技術要求的IMT工藝,並由此重新激活傳統塑膠成型廠的發展空間。

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◤ IMT技術

模內裝飾(IMT)技術是模內鑲件註塑(IML)技術及模內轉印(IMR)技術的綜合併延伸而成的新工藝。

其技術應用了IMR技術的膜片與油墨的分離技術,並兼顧IML技術的單體成形及註塑製造方式,其多層保護膜能有效保護主體裝飾層的質量。

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(圖 IMT制品層次結構)

IMT工藝優點:

  • 產品厚度可薄至到0.70mm

  • 變形穩定

  • 無剝落風險

  • 通過工藝的延伸,如噴塗UV,能更好的做到產品表面的功能性要求,如防指紋、耐磨、光澤度,並可通過3D紋理印刷層並應用磁控濺鍍技術,做到3D光學紋理效果。

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(圖IMT 3D光學紋理效果)

目前IMT技術是智慧型手機背蓋的熱門解決方案,通達集團表示IMT項目非常成功,提供了玻璃背板之外的方案,未來會有更多IMT方案推出來配合中低端市場。

IMT工藝的出現將替代目前行業中的噴油,UV罩光,電鍍,真空彩鍍,絲印,移印與轉印等工藝,將會帶動產品外觀行業跨越性的創新,做到了三維立體,色彩漸變,R角等不規則產品外觀裝飾效果,同時給外觀工藝設計行業提供了更好的創新與平台做到。

新IMT工藝結合目前最流行的3D光學紋理+PVD的裝飾工法,與傳統相比顏值更高,弧度更大,當前IMT工藝,由新工藝的3D光學紋理+PVD基礎上變成了雙層+3D光學紋理+PVD。

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(圖: 左圖塑膠IMT的漸變效果(攝於裕鼎奈米),右圖華為P20 PRO 3D玻璃後蓋漸變效果)

發展趨勢:

OPPO A79採用IMT工藝已經在熱賣,目前IMT遇到的難題是直通率還需提高。在5G時代,IMT工藝有可能會變得非常熱門,據了解,國內多個廠家如通達、兆奕、聯懋、裕鼎奈米、比亞迪、景豐、環力等都在布局,並有些企業開始量產。

IMT技術未來能夠跟電子技術進行融合演變為IME技術,增加電路層並貼裝電子元器件,賦予膜片電子功能及多樣的視覺、觸覺、感官效果,應用於未來汽車的智能表面。

◤ PC放玻璃註塑工藝

註塑透明PC背蓋作為一種更低成本、高效的制品形態,具備更好的衝擊強度及耐用性,正引起越來越多傳統塑膠廠的關注,有望成為2019年主流的手機背蓋方案。

經了解,三景、碩貝德、通達、聯懋、比亞迪、東方亮彩、捷榮、秀強、勁勝、欣旺達、惠科等多個廠家正在加速布局註塑透明PC手機背蓋。三菱化學、Sabic等原材料廠家也在驗證PC註塑手機背蓋專用料,可以滿足高硬度、低應力無彩虹紋等要求。

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(圖三菱化學展出註塑成型PC後蓋樣板)

PC仿玻璃註塑工藝優點:

相較而言,PC仿玻璃註塑工藝更容易上量,且效率高,可以做到仿2.5D/3D玻璃外殼效果,通過噴塗(可以不用鍍膜)和貼膜的工藝進行裝飾。OPPO realme就是PC註塑仿2.5D玻璃外殼的試水之作。

發展趨勢:

2018年復合板作為仿玻璃手機背蓋方案已經大量應用,但目前產能受限、產品易變形、投資風險大、工藝提升和降本的空間都不大。而玻璃、陶瓷成本太貴又易碎,規模化生產和良品率使其更適用於高端機型。

在玻璃及3D復合板成本短時間內難以下降的情況下,塑膠註塑手機後蓋作為一種高效、低成本的替代方案應運而生,並迅速崛起。

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