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【深度解析】4.5G|5G时代,手机天线究竟应如何制作?

艾邦高分子  · 公众号  · 化学  · 2017-06-05 19:17

正文

导读

自从3D玻璃大火了之后,很多技术性的问题也接踵而来,近期比较热门的一个话题就是手机天线的制作问题,大体上分为两种观点,一种是在玻璃或陶瓷后盖上整合天线,一种是无需整合,按照传统手机天线厂原来的逻辑。那么未来究竟往哪个方向走?今天,我们将两种观点比较一下。

注:本篇文章参与修改的企业有蓝思科技、微航,感谢大家!文章属于艾邦及各企业原创文章,未经允许,禁止转载,违者必究!


一、4.5G|5G时代来临意味着什么?

1非金属盖板时代来临

4.5G|5G时代来临,来自金属的干扰非常厉害,PCB线路板与金属物体之间需要保持一定距离的净空。2017年玻璃及陶瓷代替金属后盖的趋势已起。


2 天线数量增多

在设计4.5G|5G终端时候,天线安装的位置一开始就要合适,使其易于寻找合适的频段。在手机终端中,最适合5G天线的位置是两端,尤其是上端部,这就意味着其它天线需要移位至其它地方。

目前所说的4.5G是4x4MiMO,继4.5G之后出现的4.5Gadvance8x8MiMo,手机中分别多了24副天线,天线数量大幅增加,位置需求也变多,到了5G时代,如果处于高频毫米波段还会增加天线数量。便会出现如此多的天线位置无法安置的情况。


二、手机天线应如何制作?

分别阐述一下目前出现的两种手机天线的制作方式及各自的论点。

1手机后盖整合天线方案

在2016年展会上,蓝思科技就提出在玻璃后盖制作天线回路,可节省手机内部空间,实现产品轻薄化,可能会是未来手机主要天线制作方案之一。

 自韩国贴膜技术渗透到国内来发展之后,行业崛起了膜片、镀膜、贴膜等一批企业,玻璃后盖贴膜工艺,其金属质感到达了乱真的程度。

出于以下几个因素考虑,提出了在这种贴膜的后盖上制造电路(天线和触摸电极)的方案。

一) 4.5G|5G时代的来临,会导致天线数量大幅增加,位置需求变多,因此选择在后盖上制造电路;

二) 手机摄像头若增加,手机中原来最佳天线位置被占据,天线需移位;

三) 天线性能在后盖可以提升;

四) 时钟副屏和无线充电组件的增加,都需要把后盖变成一体化的组件,因此很多手机品牌商开展后盖天线的预研;

五) 在5G时代毫米波段,天线可以设计在外表面(陶瓷和玻璃的),当然是在有美化的前提下;

六) 4.5G系统的MIMO天线中一个很重要指标是隔离度测试,需要天线之间有空间距离,4个天线和4.5Gadvance 8个天线在空间上对称分布。甚至还需要有“中和线”连接来改善隔离度,因此天线工程师希望在后盖上来做,因为是一个连续的空间。


2基于LDS和FPC3D天线的制作

这种属于比较传统的方式,持有此种观点的朋友认为未来玻璃或陶瓷后盖整合天线的概率微乎其微,手机天线厂原来的逻辑没有变化。

我们知道,现行的LDSFPC天线是把天线的馈电点或接地点的焊盘放置在一个和PCB板平行的小的台阶上,以便使用弹片对天线和PCB板进行有效并且稳定的连接;

而玻璃后盖,只能在玻璃后盖的平面处上布置天线的馈电点,具有一定弧度的玻璃边缘或3D玻璃后盖是无法布馈电点的,原因在于,用于加工天线的玻璃装饰膜必须对玻璃后盖进行整体的覆盖,很难实现后盖内侧带有小台阶的3D结构,因此,2D2.5D还有可能这么做,3D玻璃后盖根本无法整合天线。

图 iphone6上半部分的天线馈电点

有些朋友认为在传统的LDSFPC天线中就不存在上面的这个问题。在处理天线的馈电点与PCB板的连接上,LDSFPC天线有很大的优势,天线该怎么做怎么做,后盖该怎么做怎么做,反而后盖整体都换成非金属后,天线的设计更加自由了。

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注:虽然FPC也是要进行粘贴的,但是由于FPC天线不是对整个手机后壳进行粘贴,只是对天线支架进行局部的粘贴,所以还是可以把FPC天线的馈电点放置在和PCB板平行的小台阶上的。

图 LDS天线中的用于放置馈电点的3D小台阶

玻璃或陶瓷等非金属后盖不仅不会整合掉天线,反而还将会给LDS和FPC天线重返手机天线领域带来新的机会,如下图所示,采用玻璃后盖的三星S8中同时使用了LDS和FPC天线,NFC天线和WPC充电线圈为FPC工艺,其余天线为LDS工艺。S8是无数不多的已上市的4.5G手机(4x4 MIMO)。这种使用LDSFPC天线的趋势将手机的两侧布置5G天线时得到更加充分的体现。

图 玻璃后盖的三星S8中使用的LDS和FPC天线

从提高天线的性能、节省天线的空间、天线制作的灵活性和成本等因素的考虑,基于LDSFPC3D天线的制作将比玻璃&陶瓷上做天线更有优势,良品率更有保障。

 

小百科:LDS天线与FPC天线

LDS天线

LDS天线技术就是激光直接成型技术,利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动,将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上,在几秒钟的时间内,活化出电路图案。

这种天线的好处是天线更加稳定、也可以避免内部元器件的干扰,同时也可以节省出更多的设计空间,让手机做得更加纤薄。

FPC天线

FPC一般指柔性电路板,是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

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艾邦点评:

手机3D玻璃时代的来临势必会革新一些技术与工艺,在天线领域,虽然更多的朋友认为,LDSFPC5G天线没市场,后盖整合天线是趋势,但究竟谁对谁错,这里不能肯定的论述,后盖整合天线是否真会革了传统天线工艺的命?众多研发手机天线后盖一体化的企业们是否会在3D玻璃上取得成功?这里小编做个市场调研,看看哪些技术趋势是大家比较赞同的,希望看过这篇文章的朋友们都来参与一下,看一下大家的判断力!

注:本文旨在论述事实技术观点及做行业未来技术趋势调研,并无门派观点之分,更无任何攻击性目的,希望大家冷静对待,有想法想交流的朋友欢迎加小编微信polytpe06,有更专业的人士共同探讨!

内容部分来源:王莉看科技、艾邦高分子、微航磁电技术。本篇文章参与修改的有蓝思、微航,感谢大家!文章属于艾邦及各企业原创文章,未经允许,禁止转载。

 

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