【導(dǎo)讀】2017年下半年，隨著iPhone X對于人臉識別功能的開啟， VCSEL激光器也成為人們關(guān)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。原因在于，激光測距的精度與準度，以及用戶傳感的靈敏度和穩(wěn)定性，是目前已知光介質(zhì)中效果 最好的，自然各行業(yè)也就想盡方法引入激光應(yīng)用。
激光在手機制造的應(yīng)用圖示
大眾用戶關(guān)注的更多是產(chǎn)品功能，大家看不到的是激光在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的大量應(yīng)用。激光加工具有切割質(zhì)量好、切割效率高、切割速度快等特點，相較于傳統(tǒng)接觸式切削加工具有突出的優(yōu)勢。 而這類優(yōu)勢已經(jīng)在通訊半導(dǎo)體工業(yè)、消費電子制造、汽車工業(yè)等需要高精度、 高效率的制造領(lǐng)域顯示出替代式應(yīng)用的趨勢。
尤其是在手機制造環(huán)節(jié)中，手機的品牌 LOGO 打標、3D玻璃及OLED面板切割、金屬中框以及手機內(nèi)構(gòu)件的焊接等，全都離不開激光加工設(shè)備。除了手機越來越多應(yīng)用激光技術(shù)，手機制造流程各環(huán)節(jié)也越發(fā)依賴激光設(shè)備，基本上沒有激光不能完成的工藝，以此激光已經(jīng)成為手機制造大殺器。
本篇文章，就與大家聊聊激光對于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(shè)備撰寫的
激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標記的一種標刻方法，具有精度高、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(chǎn)品看上去檔次更高，更有品牌感。
激光打標技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟其價格便宜，加工速度快，標記質(zhì)量好，因此被廣泛采用，在手機領(lǐng)域中主要是應(yīng)用在表面的logo標記、文字標記，以及內(nèi)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(shè)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(yōu)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。
手機外殼中的激光切割技術(shù)主要是外殼的切割和屏幕玻璃的切割，在屏幕切割上激光切割技術(shù)用的更多一點，而外殼上很多公司采用的都是一次性成型技術(shù)和機械加工技術(shù)。譬如，蘋果手機的外殼就是在一整塊厚的鋁合金材料上通過沖壓，一層層的去掉，保留那一塊的凹槽。這種先進工藝，也是售價高的原因之一。
手機配置不斷迭代，手機外觀也為了配合更多新技術(shù)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(yīng)用，便是其中的典型。這些材料要么超薄易碎，要么硬度更高，因此只能采用激光技術(shù)來做處理。
手機3D玻璃切割。以O(shè)LED面板為主要材料的全面屏，是當(dāng)前以及未來2年手機主流，3D玻璃則是搭載 OLED 面板的最佳選擇。由于 3D 玻璃的結(jié)構(gòu)具有特殊性，同時厚度過薄，傳統(tǒng)的切割方式會導(dǎo)致成品率低。激光切割技術(shù)以非接觸切割方式進行加工，使局部升溫產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力軟化產(chǎn)生裂紋使玻璃沿著激光掃描方向開裂，使得切割邊緣光滑平整無裂紋。激光技術(shù)的多自由度，尤其適合曲面工件的加工，解決了手機 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。在手機攝像頭方面，雙攝像頭目前已經(jīng)成為手機產(chǎn)品主流。手機攝像頭的鏡頭保護膜和 home鍵，目光廣泛使用藍寶石材料，其相比于玻璃有更好的耐刮性和更高的硬度。這種硬度也使普通機械加工無法對其進行高效切割，只有激光切割機能完成對其的加工。
手機OLED面板切割。OLED面板作為雙側(cè)玻璃結(jié)構(gòu)的超薄脆性材料，傳統(tǒng)切割工藝會導(dǎo)致其邊緣的斷裂和崩邊。激光采用非接觸加工方式，對于薄玻璃及超薄玻璃均可加工。
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(shù)在目前的手機制造工藝中是非常普遍的，對手機內(nèi)部構(gòu)造的切割，一般采用UV紫外激光技術(shù)精密切割，主要是切割FPC軟板、PCB板，軟硬結(jié)合板和覆蓋膜激光切割開窗等等。激光打孔，也算是激光內(nèi)部構(gòu)造切割的一部分。
激光打孔在手機應(yīng)用中可用于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、適用范圍廣等優(yōu)點。手機一個巴掌大地方聚焦200多個零部件，手機廠商對于手機制造過程中的打孔工藝，要求速度快、質(zhì)量好、成本低，只有激光聚焦光斑可以聚一波長量級，在很小的區(qū)域內(nèi)集中很高的能量，特別適合于加工微細深孔，最小孔徑只有幾微米，孔深和孔徑比可大于50微米。
激光焊接：金屬中框以及手機零部件焊接，只有激光能勝任
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(qū)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(tǒng)點焊和弧焊，具有熱形變小、效率高、精密度好等眾多優(yōu)勢，只是目前價格相對較貴，滲透率較低。
手機內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細，利用焊接進行連接時，要求焊接點面積很小，普通焊接斱式難以滿足這種要求，因此手機中主要零部件之間的焊接大多采用激光焊接。在不銹鋼中框再次回歸蘋果手機之后，焊接也成為了iPhone內(nèi)部中板與外殼連接的不二之選。除了手機內(nèi)部構(gòu)造，手機上的很多芯片元器件，也必須使用激光設(shè)備來完成。
隨著蘋果、三星的手機采用金屬中框結(jié)構(gòu)，更多品牌手機也加入了金屬中框行列。由于玻璃后蓋的某些機械支撐能力和塑形能力弱于金屬材料，攝像頭等零部件仍需要金屬小件作為支架，金屬中框中的結(jié)構(gòu)小件能解決此類問題。 結(jié)構(gòu)小件的引入意味著焊接工藝的增加，當(dāng)然也只有激光焊接能夠勝任。
激光蝕刻：高精度剝離，離不開激光
激光蝕刻主要是手機屏幕導(dǎo)電玻璃的激光蝕刻。其作用是在一整塊的導(dǎo)電材料上，通過激光蝕刻工藝，將其隔離開，這種工藝的精度要求高，人眼是無法識別的，需要借助放大鏡才能看，他的蝕刻精度是正常人頭發(fā)直徑的幾分之一。
LDS激光直接成型：激光一次成型，最大程度節(jié)省空間
LDS激光直接成型技術(shù)，現(xiàn)今已廣泛用于智能手機的制造中。其優(yōu)勢在于，通過使用激光直接成型技術(shù)標刻手機殼上的天線軌跡，不管是直線、曲線，只要激光能到的地方，都能打造3D效果，能最大程度地節(jié)省手機空間，而且能夠隨時調(diào)整天線軌跡。這樣一來，手機就能做得更輕薄、更精致，穩(wěn)定性和抗震性也更強。
手機的激光應(yīng)用：投影、傳感、對焦無所不能，未來或會實現(xiàn)遠距離充電
除了在手機制造過程中需要激光參與切割、焊接、打標等生產(chǎn)工藝，其實現(xiàn)在手機對于激光的應(yīng)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，只要配上投影模塊就可以實現(xiàn)投影功能。而三星Galaxy Beam以及已經(jīng)去年青橙手機的發(fā)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(yīng)用。
其次，3D傳感。iPhone X發(fā)布后火爆的3D傳感，主要應(yīng)用于其人臉識別以及更強的增強現(xiàn)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(lǐng)更多手機搭載3D傳感，會造就一個千億級大市場。
第三，激光對焦。手機通過記錄紅外激光從裝置發(fā)射，經(jīng)過目標表面反射，最后再被測距儀接收到的時間差，來計算目標到測試儀器的距離。在LG G3首次使用此技術(shù)以后， iPhone 8、華為mate 10、榮耀V9、Moto z2等機型都引入了激光對焦技術(shù)。不過應(yīng)用還是略有區(qū)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公里遠的距離外，用激光為手機充電。這項實驗是在兩座建筑上進行，一座安裝了激光發(fā)射裝置，1．5公里外的另一座建筑物安裝的設(shè)備，可借助專門儀器將激光能量轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)然，實驗是為驗證可行性，最終目的是為其貨運飛船充電。
總結(jié)起來，激光在手機制造流程中的應(yīng)用，主要用于手機外觀與內(nèi)部構(gòu)造的材料切割與焊接，以及鉆孔與打標。除了手機制造過程應(yīng)用激光，手機在功能是現(xiàn)實也越來越多的應(yīng)用激光。事實上，如果沒有激光設(shè)備的應(yīng)用，很多目前的手機工藝是無法實現(xiàn)的。
從手機外觀到手機內(nèi)部構(gòu)造，再到手機構(gòu)件的制造，全都離不開激光設(shè)備?？梢哉f，沒有激光就沒有現(xiàn)在的手機。
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