【無(wú)線射頻天線】-應(yīng)用于4G手機(jī)面蓋 LDS天線技術(shù)詳解

----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----應(yīng)用于4G手機(jī)面蓋LDS天線技術(shù)詳解新的手機(jī)天線對(duì)天線技術(shù)提出了新的要求,也促使新的技術(shù)層出不窮。一種新的思路是直接將全部天線做在手機(jī)的外殼上，如出的HTCM8，傳奇中的iPhone6，都將天線做在金屬外殼上，將天線與外殼直接一體成型。為此，一些新的技術(shù)被應(yīng)用到天線制作中來(lái)，如LDS、LRP、3D打印等都在被使用。今日我們?yōu)榇蠹医榻B一下最常見(jiàn)的LDS技術(shù)。

何為L(zhǎng)DS？

LDSLaserDirectStructuring激光直接成型技術(shù)是一種專業(yè)鐳射加工、射出與電鍍制程的3D-MID（ThreeD-DimensionalmoulDedinterconnectDevice）生產(chǎn)技術(shù)，其原理是將一般的塑膠元件/電路板給予電氣互連功能、支撐元器件功能和塑料殼體的支撐、防護(hù)等功能，以及由機(jī)械實(shí)體與導(dǎo)電圖形結(jié)合而產(chǎn)生的屏蔽、天線等功能結(jié)合於一體，形成所謂3D-MID，適用於ICSubstrate、HDIPCB、LeadFrame局部細(xì)線路制作。

此技術(shù)可應(yīng)用在手機(jī)天線、汽車用電子電路、提款機(jī)外殼及醫(yī)療級(jí)助聽(tīng)器。目前最常見(jiàn)的在于手機(jī)天線，一般常見(jiàn)手機(jī)天線內(nèi)建方法，大多采納將金屬片以塑膠熱融方式固定在手機(jī)背殼或是將金屬片直接貼在手機(jī)背殼上，LDS可將天線直接鐳射在手機(jī)外殼上，不僅避開(kāi)內(nèi)部手機(jī)金屬干擾，更縮小手機(jī)體積。

LaserDirectStructuring制作技術(shù)是透過(guò)雷射機(jī)臺(tái)接受數(shù)位線路資料后，將PCB表面錫抗蝕刻阻劑燒除，之后再施以電鍍金屬化，即可在塑膠表面產(chǎn)生金屬材的線路。

LaserDirectStructuring制程主要有四步驟：

1.射出成型(Injectionmolding)。此步驟在熱塑性的塑料上射出成型。

2.鐳射活化(LaserActivation)。此步驟透過(guò)鐳射光束活化，藉由添加特別化學(xué)劑鐳射活化使物體產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)行成金屬核，除了活化并形成粗糙的表面，使銅在金屬化過(guò)程中在塑料上扎根。

3.電鍍(Metallization)。此為L(zhǎng)DS制程中的清潔步驟，在僅用作電極的金屬化塑膠表面進(jìn)行電鍍5~8微米的電路，如銅、鎳等，使塑料成為一個(gè)具備導(dǎo)電線路的MID元件。

4.組裝(Assembling)。

LDS工藝特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

1、工藝成熟穩(wěn)定、產(chǎn)品性能優(yōu)越、任意可激光入射三維面均可實(shí)現(xiàn)高精度布圖。2、適用于三維表面，更廣的設(shè)計(jì)空間、成本較FPC高，需化鍍、需特定材料。

優(yōu)點(diǎn)：

1.打樣成本低廉。2.開(kāi)發(fā)過(guò)程中修改便利。3.塑膠元件電鍍不影響天線的特性及穩(wěn)定度。4.產(chǎn)品體積再縮小，符合手機(jī)薄型進(jìn)展趨勢(shì)。5.產(chǎn)量提升。6.設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)間短。7.可依客戶需求進(jìn)行客制化設(shè)計(jì)。8.可用于鐳射鉆孔。9.與SMT制程相容。10.不需透過(guò)光罩。

LDS工藝與其它技術(shù)相比有兩個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。

第一，與柔性電路板天線和金屬片天線相比，LDS部件具備完全的三維功能。LDS部件可采納其實(shí)際需要的外形---功能聽(tīng)從形態(tài)。由于采納激光成型，轉(zhuǎn)變電路圖案無(wú)需轉(zhuǎn)變模具就能實(shí)現(xiàn)，特別適合生產(chǎn)不同種類的天線。

其次，LDS技術(shù)效率極高：產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，激光系統(tǒng)耐用、少維護(hù)，適合7X24不間斷生產(chǎn)，并且故障率低---是勝利生產(chǎn)的抱負(fù)選擇。不僅僅適合于生產(chǎn)手機(jī)部件。

LDS的進(jìn)展和演化

LDS（激光直接成型）技術(shù)是由德國(guó)公司LPKF公司開(kāi)發(fā)的一種專利技術(shù)，為生產(chǎn)手機(jī)天線供應(yīng)了高柔性，給產(chǎn)品三維立體設(shè)計(jì)供應(yīng)了極大敏捷性。LPKF-LDS技術(shù)使用激光在簡(jiǎn)單三維部件表面上照耀成型天線電路，這些三維部件是采納LDS樹(shù)脂注塑成型的。該項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)包括，效率極高，為快速變更產(chǎn)品設(shè)計(jì)供應(yīng)了極高的敏捷性，并且供應(yīng)在三維部件表面成型天線電路的方法。LPKF信任，LPKF-LDS技術(shù)在電子和塑料產(chǎn)業(yè)的其它領(lǐng)域也可得到廣泛應(yīng)用。

但是隨著行業(yè)的進(jìn)展，傳統(tǒng)的LDS也暴露出其自身的不足。一是專利的限制在肯定程度上制約了這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)展。二是該項(xiàng)技術(shù)本身也存在一些不足，如必需要使用專用的塑料，這種材料使得外殼顏色受到限制。此外其制作良率也還不佳等等。

為此，為了避開(kāi)LPKF-LDS的專利，一些廠家進(jìn)行了專利抗訴和技術(shù)改良。如2023年泛友科技tontop提交申訴LPKF的LDS技術(shù)核心專利導(dǎo)體軌道結(jié)構(gòu)的制造方(CN02812609.2）無(wú)效。在2023年5月30日被中國(guó)學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)局已正式宣告無(wú)效，LDS工藝在中國(guó)已實(shí)質(zhì)性失去專利愛(ài)護(hù)。

在技術(shù)改進(jìn)方面，各公司也推出新的技術(shù)，如泛友科技推出LRP：3D-MID創(chuàng)新工藝TP-LRP（TontopLaserRestructuringPrint）激光重構(gòu)印刷是Tontop自主研發(fā)的專利技術(shù)，指通過(guò)三維印刷工藝，將導(dǎo)電圖案高速精準(zhǔn)的涂敷到工件表面，形成天線外形，然后通過(guò)三維掌握激光修整，以形成高精度的電路互聯(lián)結(jié)構(gòu)。宣稱：更廣泛的可選材料。不再需要特定的激光誘導(dǎo)材料。無(wú)需化學(xué)鍍更綠色的生產(chǎn)。更合理的成本等。

此外，如天線生產(chǎn)廠家太盟（Cirocmm）也宣稱其推出有自專利的A-LDS技術(shù)，其技術(shù)特點(diǎn)是：

1、不需要專利塑料（塑料中含有機(jī)銅金屬），A-LDS沒(méi)有材料的限制。

2、A-LDS沒(méi)有顏色限制。

3、A-LDS的制程良率高，達(dá)9