談談激光對於手機到底是怎樣的絕密殺器
發布時間:2018-01-26 來源:傳感器技術 責任編輯:lina
【導讀】2017年下半年,隨著iPhone X對於人臉識別功能的開啟, VCSEL激光器也成為人們關注的重點。而蘋果跟進無人駕駛,激光雷達也開始被媒體圈熱議。有沒有感覺,似乎黑科技都 與激光染上了不解之緣。原因在於,激光測距的精度與準度,以及用戶傳感的靈敏度和穩定性,是目前已知光介質中效果 最好的,自然各行業也就想盡方法引入激光應用。

激光在手機製造的應用圖示
大眾用戶關注的更多是產品功能,大家看不到的是激光在生產製造環節的大量應用。激光加工具有切割質量好、切割效率高、切割速度快等特點,相較於傳統接觸式切削加工具有突出的優勢。 而這類優勢已經在通訊半導體工業、消費電子製造、汽車工業等需要高精度、 高效率的製造領域顯示出替代式應用的趨勢。
尤其是在手機製造環節中,手機的品牌 LOGO 打標、3D玻璃及OLED麵板切割、金屬中框以及手機內構件的焊接等(deng),全(quan)都(dou)離(li)不(bu)開(kai)激(ji)光(guang)加(jia)工(gong)設(she)備(bei)。除(chu)了(le)手(shou)機(ji)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)應(ying)用(yong)激(ji)光(guang)技(ji)術(shu),手(shou)機(ji)製(zhi)造(zao)流(liu)程(cheng)各(ge)環(huan)節(jie)也(ye)越(yue)發(fa)依(yi)賴(lai)激(ji)光(guang)設(she)備(bei),基(ji)本(ben)上(shang)沒(mei)有(you)激(ji)光(guang)不(bu)能(neng)完(wan)成(cheng)的(de)工(gong)藝(yi),以(yi)此(ci)激(ji)光(guang)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)手(shou)機(ji)製(zhi)造(zao)大(da)殺(sha)器(qi)。
本篇文章,就與大家聊聊激光對於手機到底是怎樣的絕密殺器。
激光打標:手機上的每個標記,都是用激光設備撰寫的
激ji光guang打da標biao是shi利li用yong高gao能neng量liang密mi度du的de激ji光guang對dui工gong件jian進jin行xing局ju部bu照zhao射she,使shi表biao層ceng材cai料liao汽qi化hua或huo發fa生sheng顏yan色se變bian化hua的de化hua學xue反fan應ying,從cong而er留liu下xia永yong久jiu性xing標biao記ji的de一yi種zhong標biao刻ke方fang法fa,具ju有you精jing度du高gao、速度快、標記清晰等特點。手機采用激光打標這種永久標記方式,可提高防偽能力,還能增加附加值,使產品看上去檔次更高,更有品牌感。
激光打標技術目前已經非常成熟其價格便宜,加工速度快,標記質量好,因此被廣泛采用,在手機領域中主要是應用在表麵的logo標記、文字標記,以及內部的電子元器件、線路板的logo、文字標記等。手機上的Logo、按鍵、外殼、電池以及手機飾品所見到的標記,目前都是用激光設備完成的。
激光切割:堅硬的、超薄的材料,全都交給激光

激光切割可對金屬或非金屬零部件等小型工件進行精密切割或微孔加工,具有切割精度高、速度快、熱影響小等優點。手機上常見的激光切割工藝有:藍寶石玻璃手機屏幕激光切割、攝像頭保護鏡片激光切割、手機Home鍵激光切割、FPC柔性電路板激光切割、手機聽筒激光打孔等等。
手(shou)機(ji)外(wai)殼(ke)中(zhong)的(de)激(ji)光(guang)切(qie)割(ge)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)是(shi)外(wai)殼(ke)的(de)切(qie)割(ge)和(he)屏(ping)幕(mu)玻(bo)璃(li)的(de)切(qie)割(ge),在(zai)屏(ping)幕(mu)切(qie)割(ge)上(shang)激(ji)光(guang)切(qie)割(ge)技(ji)術(shu)用(yong)的(de)更(geng)多(duo)一(yi)點(dian),而(er)外(wai)殼(ke)上(shang)很(hen)多(duo)公(gong)司(si)采(cai)用(yong)的(de)都(dou)是(shi)一(yi)次(ci)性(xing)成(cheng)型(xing)技(ji)術(shu)和(he)機(ji)械(xie)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)。譬(pi)如(ru),蘋(ping)果(guo)手(shou)機(ji)的(de)外(wai)殼(ke)就(jiu)是(shi)在(zai)一(yi)整(zheng)塊(kuai)厚(hou)的(de)鋁(lv)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)上(shang)通(tong)過(guo)衝(chong)壓(ya),一(yi)層(ceng)層(ceng)的(de)去(qu)掉(diao),保(bao)留(liu)那(na)一(yi)塊(kuai)的(de)凹(ao)槽(cao)。這(zhe)種(zhong)先(xian)進(jin)工(gong)藝(yi),也(ye)是(shi)售(shou)價(jia)高(gao)的(de)原(yuan)因(yin)之(zhi)一(yi)。
手機配置不斷迭代,手機外觀也為了配合更多新技術新元件的引入,也在與時俱進,3D玻璃、藍寶石鏡頭保護膜及OLED屏的應用,便是其中的典型。這些材料要麼超薄易碎,要麼硬度更高,因此隻能采用激光技術來做處理。

手機3D玻璃切割。以OLED麵板為主要材料的全麵屏,是當前以及未來2年手機主流,3D玻璃則是搭載 OLED 麵板的最佳選擇。由於 3D 玻bo璃li的de結jie構gou具ju有you特te殊shu性xing,同tong時shi厚hou度du過guo薄bo,傳chuan統tong的de切qie割ge方fang式shi會hui導dao致zhi成cheng品pin率lv低di。激ji光guang切qie割ge技ji術shu以yi非fei接jie觸chu切qie割ge方fang式shi進jin行xing加jia工gong,使shi局ju部bu升sheng溫wen產chan生sheng應ying力li,應ying力li軟ruan化hua產chan生sheng裂lie紋wen使shi玻bo璃li沿yan著zhe激ji光guang掃sao描miao方fang向xiang開kai裂lie,使shi得de切qie割ge邊bian緣yuan光guang滑hua平ping整zheng無wu裂lie紋wen。激ji光guang技ji術shu的de多duo自zi由you度du,尤you其qi適shi合he曲qu麵mian工gong件jian的de加jia工gong,解jie決jue了le手shou機ji 3D玻璃切割的工藝難題,是目前脆性材料加工的主流方向。
手機攝像頭藍寶石切割。在手機攝像頭方麵,雙攝像頭目前已經成為手機產品主流。手機攝像頭的鏡頭保護膜和 homejian,muguangguangfanshiyonglanbaoshicailiao,qixiangbiyuboliyougenghaodenaiguaxinghegenggaodeyingdu。zhezhongyingduyeshiputongjixiejiagongwufaduiqijinxinggaoxiaoqiege,zhiyoujiguangqiegejinengwanchengduiqidejiagong。
手機OLED麵板切割。OLED麵mian板ban作zuo為wei雙shuang側ce玻bo璃li結jie構gou的de超chao薄bo脆cui性xing材cai料liao,傳chuan統tong切qie割ge工gong藝yi會hui導dao致zhi其qi邊bian緣yuan的de斷duan裂lie和he崩beng邊bian。激ji光guang采cai用yong非fei接jie觸chu加jia工gong方fang式shi,對dui於yu薄bo玻bo璃li及ji超chao薄bo玻bo璃li均jun可ke加jia工gong。
激光打孔:肉眼看不到的地方,也能由激光打孔
激光切割技術在目前的手機製造工藝中是非常普遍的,對手機內部構造的切割,一般采用UV紫外激光技術精密切割,主要是切割FPC軟板、PCB板,軟硬結合板和覆蓋膜激光切割開窗等等。激光打孔,也算是激光內部構造切割的一部分。
激光打孔在手機應用中可用於PCB板打孔、外殼聽筒及天線打孔、耳機打孔等,具有效率高、成本低、變形小、適用範圍廣等優點。手機一個巴掌大地方聚焦200多個零部件,手機廠商對於手機製造過程中的打孔工藝,要求速度快、質量好、成(cheng)本(ben)低(di),隻(zhi)有(you)激(ji)光(guang)聚(ju)焦(jiao)光(guang)斑(ban)可(ke)以(yi)聚(ju)一(yi)波(bo)長(chang)量(liang)級(ji),在(zai)很(hen)小(xiao)的(de)區(qu)域(yu)內(nei)集(ji)中(zhong)很(hen)高(gao)的(de)能(neng)量(liang),特(te)別(bie)適(shi)合(he)於(yu)加(jia)工(gong)微(wei)細(xi)深(shen)孔(kong),最(zui)小(xiao)孔(kong)徑(jing)隻(zhi)有(you)幾(ji)微(wei)米(mi),孔(kong)深(shen)和(he)孔(kong)徑(jing)比(bi)可(ke)大(da)於(yu)50微米。
激光焊接:金屬中框以及手機零部件焊接,隻有激光能勝任

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源,使材料表層熔化再凝固成一個整體。熱影響區域大小、焊縫美觀度、焊接效率等,是判斷焊接工藝好壞的重要指標。激光焊接相比傳統點焊和弧焊,具有熱形變小、效率高、精密度好等眾多優勢,隻是目前價格相對較貴,滲透率較低。
shoujineibujiegoujingxi,liyonghanjiejinxinglianjieshi,yaoqiuhanjiedianmianjihenxiao,putonghanjie斱shinanyimanzuzhezhongyaoqiu,yincishoujizhongzhuyaolingbujianzhijiandehanjiedaduocaiyongjiguanghanjie。zaibuxiugangzhongkuangzaicihuiguipingguoshoujizhihou,hanjieyechengweileiPhone內部中板與外殼連接的不二之選。除了手機內部構造,手機上的很多芯片元器件,也必須使用激光設備來完成。
隨著蘋果、三(san)星(xing)的(de)手(shou)機(ji)采(cai)用(yong)金(jin)屬(shu)中(zhong)框(kuang)結(jie)構(gou),更(geng)多(duo)品(pin)牌(pai)手(shou)機(ji)也(ye)加(jia)入(ru)了(le)金(jin)屬(shu)中(zhong)框(kuang)行(xing)列(lie)。由(you)於(yu)玻(bo)璃(li)後(hou)蓋(gai)的(de)某(mou)些(xie)機(ji)械(xie)支(zhi)撐(cheng)能(neng)力(li)和(he)塑(su)形(xing)能(neng)力(li)弱(ruo)於(yu)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao),攝(she)像(xiang)頭(tou)等(deng)零(ling)部(bu)件(jian)仍(reng)需(xu)要(yao)金(jin)屬(shu)小(xiao)件(jian)作(zuo)為(wei)支(zhi)架(jia),金(jin)屬(shu)中(zhong)框(kuang)中(zhong)的(de)結(jie)構(gou)小(xiao)件(jian)能(neng)解(jie)決(jue)此(ci)類(lei)問(wen)題(ti)。 結構小件的引入意味著焊接工藝的增加,當然也隻有激光焊接能夠勝任。
激光蝕刻:高精度剝離,離不開激光
激ji光guang蝕shi刻ke主zhu要yao是shi手shou機ji屏ping幕mu導dao電dian玻bo璃li的de激ji光guang蝕shi刻ke。其qi作zuo用yong是shi在zai一yi整zheng塊kuai的de導dao電dian材cai料liao上shang,通tong過guo激ji光guang蝕shi刻ke工gong藝yi,將jiang其qi隔ge離li開kai,這zhe種zhong工gong藝yi的de精jing度du要yao求qiu高gao,人ren眼yan是shi無wu法fa識shi別bie的de,需xu要yao借jie助zhu放fang大da鏡jing才cai能neng看kan,他ta的de蝕shi刻ke精jing度du是shi正zheng常chang人ren頭tou發fa直zhi徑jing的de幾ji分fen之zhi一yi。
LDS激光直接成型:激光一次成型,最大程度節省空間
LDS激(ji)光(guang)直(zhi)接(jie)成(cheng)型(xing)技(ji)術(shu),現(xian)今(jin)已(yi)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)的(de)製(zhi)造(zao)中(zhong)。其(qi)優(you)勢(shi)在(zai)於(yu),通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)激(ji)光(guang)直(zhi)接(jie)成(cheng)型(xing)技(ji)術(shu)標(biao)刻(ke)手(shou)機(ji)殼(ke)上(shang)的(de)天(tian)線(xian)軌(gui)跡(ji),不(bu)管(guan)是(shi)直(zhi)線(xian)、曲線,隻要激光能到的地方,都能打造3D效果,能最大程度地節省手機空間,而且能夠隨時調整天線軌跡。這樣一來,手機就能做得更輕薄、更精致,穩定性和抗震性也更強。
手機的激光應用:投影、傳感、對焦無所不能,未來或會實現遠距離充電

除了在手機製造過程中需要激光參與切割、焊接、打標等生產工藝,其實現在手機對於激光的應用,也越來越多。首先是手機投影。大家知道Moto Z模塊手機是配有投影模塊的,用戶有需求的,隻要配上投影模塊就可以實現投影功能。而三星Galaxy Beam以及已經去年青橙手機的發布的VOGA V,都是主打激光投影。這幾款手機,都是激光在手機功能上的應用。
其次,3D傳感。iPhone X發布後火爆的3D傳感,主要應用於其人臉識別以及更強的增強現實體驗。事實上,3D傳感使用的是VCSEL激光傳感器。而且,iPhone X會引領更多手機搭載3D傳感,會造就一個千億級大市場。
第di三san,激ji光guang對dui焦jiao。手shou機ji通tong過guo記ji錄lu紅hong外wai激ji光guang從cong裝zhuang置zhi發fa射she,經jing過guo目mu標biao表biao麵mian反fan射she,最zui後hou再zai被bei測ce距ju儀yi接jie收shou到dao的de時shi間jian差cha,來lai計ji算suan目mu標biao到dao測ce試shi儀yi器qi的de距ju離li。在zaiLG G3首次使用此技術以後, iPhone 8、華為mate 10、榮耀V9、Moto z2等機型都引入了激光對焦技術。不過應用還是略有區別,譬如iPhone 8采用激光對焦主要還是為了增強AR功能。
第四,激光充電。2016年10月,俄羅斯“能源”火箭航天公司做了一項特別的實驗,在1.5公裏遠的距離外,用激光為手機充電。這項實驗是在兩座建築上進行,一座安裝了激光發射裝置,1.5公(gong)裏(li)外(wai)的(de)另(ling)一(yi)座(zuo)建(jian)築(zhu)物(wu)安(an)裝(zhuang)的(de)設(she)備(bei),可(ke)借(jie)助(zhu)專(zhuan)門(men)儀(yi)器(qi)將(jiang)激(ji)光(guang)能(neng)量(liang)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電(dian)能(neng)。當(dang)然(ran),實(shi)驗(yan)是(shi)為(wei)驗(yan)證(zheng)可(ke)行(xing)性(xing),最(zui)終(zhong)目(mu)的(de)是(shi)為(wei)其(qi)貨(huo)運(yun)飛(fei)船(chuan)充(chong)電(dian)。

總zong結jie起qi來lai,激ji光guang在zai手shou機ji製zhi造zao流liu程cheng中zhong的de應ying用yong,主zhu要yao用yong於yu手shou機ji外wai觀guan與yu內nei部bu構gou造zao的de材cai料liao切qie割ge與yu焊han接jie,以yi及ji鑽zuan孔kong與yu打da標biao。除chu了le手shou機ji製zhi造zao過guo程cheng應ying用yong激ji光guang,手shou機ji在zai功gong能neng是shi現xian實shi也ye越yue來lai越yue多duo的de應ying用yong激ji光guang。事shi實shi上shang,如ru果guo沒mei有you激ji光guang設she備bei的de應ying用yong,很hen多duo目mu前qian的de手shou機ji工gong藝yi是shi無wu法fa實shi現xian的de。
從手機外觀到手機內部構造,再到手機構件的製造,全都離不開激光設備。可以說,沒有激光就沒有現在的手機。
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