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从iPhone X人脸识别使用激光传感谈起 激光已成手机行业超级杀器

2018-01-22 16:32
王吉伟
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激光打孔:肉眼看不到的地方,也能由激光打孔

激光切割技术在目前的手机制造工艺中是非常普遍的,对手机内部构造的切割,一般采用UV紫外激光技术精密切割,主要是切割FPC软板、PCB板,软硬结合板和覆盖膜激光切割开窗等等。激光打孔,也算是激光内部构造切割的一部分。

激光打孔在手机应用中可用于PCB板打孔、外壳听筒及天线打孔、耳机打孔等,具有效率高、成本低、变形小、适用范围广等优点。手机一个巴掌大地方聚焦200多个零部件,手机厂商对于手机制造过程中的打孔工艺,要求速度快、质量好、成本低,只有激光聚焦光斑可以聚一波长量级,在很小的区域内集中很高的能量,特别适合于加工微细深孔,最小孔径只有几微米,孔深和孔径比可大于50微米。

激光焊接:金属中框以及手机零部件焊接,只有激光能胜任

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源,使材料表层熔化再凝固成一个整体。热影响区域大小、焊缝美观度、焊接效率等,是判断焊接工艺好坏的重要指标。激光焊接相比传统点焊和弧焊,具有热形变小、效率高、精密度好等众多优势,只是目前价格相对较贵,渗透率较低。

手机内部结构精细,利用焊接进行连接时,要求焊接点面积很小,普通焊接斱式难以满足这种要求,因此手机中主要零部件之间的焊接大多采用激光焊接。在不锈钢中框再次回归苹果手机之后,焊接也成为了iPhone内部中板与外壳连接的不二之选。除了手机内部构造,手机上的很多芯片元器件,也必须使用激光设备来完成。

随着苹果、三星的手机采用金属中框结构,更多品牌手机也加入了金属中框行列。由于玻璃后盖的某些机械支撑能力和塑形能力弱于金属材料,摄像头等零部件仍需要金属小件作为支架,金属中框中的结构小件能解决此类问题。 结构小件的引入意味着焊接工艺的增加,当然也只有激光焊接能够胜任。

激光蚀刻:高精度剥离,离不开激光

激光蚀刻主要是手机屏幕导电玻璃的激光蚀刻。其作用是在一整块的导电材料上,通过激光蚀刻工艺,将其隔离开,这种工艺的精度要求高,人眼是无法识别的,需要借助放大镜才能看,他的蚀刻精度是正常人头发直径的几分之一。

LDS激光直接成型:激光一次成型,最大程度节省空间

LDS激光直接成型技术,现今已广泛用于智能手机的制造中。其优势在于,通过使用激光直接成型技术标刻手机壳上的天线轨迹,不管是直线、曲线,只要激光能到的地方,都能打造3D效果,能最大程度地节省手机空间,而且能够随时调整天线轨迹。这样一来,手机就能做得更轻薄、更精致,稳定性和抗震性也更强。

手机的激光应用:投影、传感、对焦无所不能,未来或会实现远距离充电

除了在手机制造过程中需要激光参与切割、焊接、打标等生产工艺,其实现在手机对于激光的应用,也越来越多。

首先是手机投影。大家知道Moto Z模块手机是配有投影模块的,用户有需求的,只要配上投影模块就可以实现投影功能。而三星Galaxy Beam以及已经去年青橙手机的发布的VOGA V,都是主打激光投影。这几款手机,都是激光在手机功能上的应用。

其次,3D传感。iPhone X发布后火爆的3D传感,主要应用于其人脸识别以及更强的增强现实体验。事实上,3D传感使用的是VCSEL激光传感器。而且,iPhone X会引领更多手机搭载3D传感,会造就一个千亿级大市场。

第三,激光对焦。手机通过记录红外激光从装置发射,经过目标表面反射,最后再被测距仪接收到的时间差,来计算目标到测试仪器的距离。在LG G3首次使用此技术以后, iPhone 8、华为mate 10、荣耀V9、Moto z2等机型都引入了激光对焦技术。不过应用还是略有区别,譬如iPhone 8采用激光对焦主要还是为了增强AR功能。

第四,激光充电。2016年10月,俄罗斯“能源”火箭航天公司做了一项特别的实验,在1.5公里远的距离外,用激光为手机充电。这项实验是在两座建筑上进行,一座安装了激光发射装置,1.5公里外的另一座建筑物安装的设备,可借助专门仪器将激光能量转化为电能。当然,实验是为验证可行性,最终目的是为其货运飞船充电。

总结起来,激光在手机制造流程中的应用,主要用于手机外观与内部构造的材料切割与焊接,以及钻孔与打标。除了手机制造过程应用激光,手机在功能是现实也越来越多的应用激光。事实上,如果没有激光设备的应用,很多目前的手机工艺是无法实现的。

从手机外观到手机内部构造,再到手机构件的制造,全都离不开激光设备。可以说,没有激光就没有现在的手机。

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