楚天中谷联创在本文中详细的介绍了激光在3C行业中的应用,包括激光焊接、激光切割、LDS成型、激光投影等技术,带大家了解激光在3C制造及功能中的应用。
激光作为重要的生产加工技术及设备在3C行业中应用广泛。3C是计算机(Computer)、通讯(Communication)和消费电子产品(ConsumerElectronics)三类电子产品的简称,其中：
电脑方面：包括笔记本电脑,平板电脑,各种电脑硬体及各项周边设备等；
通讯方面：包括无线通讯设备、用户终端设备、交换设备、传输设备,近年则以行动电话及电信产业为主轴；
消费电子：包括数位相机、PDA、电子辞典、音箱、耳机、投影仪等各种数位化商品,皆为消费电子商品。
与激光在锂电行业中的应用类似,激光主要用于3C行业产品的焊接、切割,也用于打标、清洗和蚀刻等。
一、激光焊接在3C行业中的应用
激光焊接系统包括激光器、激光头和自动化生产线。激光焊接在3C行业中通常应用于：摄像头、连接器、振动马达、屏蔽件、指纹识别模组、五金结构组件、手机中框、SIM卡托、电池组件、散热模组等。
激光焊接在3C电池中的的应用与汽车锂电池中的应用多有相似,但3C电池往往体积更小,且3C产业拥有生命周期短、持续降低成本、弹性的全球运筹、数量多、规模大等特性,也使得激光焊接在3C电池中的应用有其独特之处。
以下是激光焊接在3C行业中的应用案例：
（1）纽扣电池
随着3C电子行业纵深发展,客户对电池安全性提出更高要求,随之而来在生产工艺、产线装备上也提出了更高的要求。传统焊接加工技术很难达到新型纽扣电池的高标准焊接指标,相比之下,激光焊接技术能够满足纽扣电池的加工技术多样性。如异种材料（不锈钢、铝合金、铜、镍等）焊接、不规则焊接轨迹、更细致的焊接点以及更精准的定位焊接区域等,不仅提高产品焊接一致性,还降低焊接过程中对电池造成伤害,是目前纽扣电池较好的焊接工艺方式。
（2）均温板
目前手机使用5G之后散热量会比较大,所以很多旗舰机型,特别游戏手机,会在里面加一层液体的均热板来帮助散热。手机均热板本身很小很薄,而5G基站的均热板相对大些厚些,用激光焊接成功率较高,市场前景也较广阔。
（3）指纹识别器
激光焊接—手机平板指纹识别器
（4）摄像头模组
焊接摄像头模组采用的 ,可完全满足摄像头框或支架的激光焊接工艺。随着摄像头功能不断更新,对加工工艺的要求也越来越高。传统的焊接工艺无法满足其精度要求。焊点越来越多,距离越来越小,焊接时温度敏感、飞溅残留等问题越来越多。先进的激光焊接技术正好可以满足这些要求,而且几乎不产生焊渣和碎屑。
二、激光切割在3C行业中的应用
3C电子中常见的材料包括：滤波器材料-微波介质陶瓷、F/PCB关键材料-高频基材、天线及天线振子-LCP/MPI/锡/铜、导热散热器-不锈钢/紫铜、3D玻璃、陶瓷外壳/复合材料背板、电池材料-不锈钢/复合材料。
其中超快激光可以切割的材料非常多,如不锈钢、碳素钢、铜、铝、镁合金玻璃等,应用于手机、3C电子芯片FPC等领域。但表现好的还是玻璃的钻孔切割,能够实现无锥孔垂直切割钻孔。
玻璃激光切割是一项易于控制的非接触式的少污染技术,为客户带来便利；同时在高速切割下能保证边缘整齐、垂直性佳和内损伤低的优势,正成为玻璃切割行业的新型解决方案。尤其是高精度切割,皮秒级超快激光器因较窄的脉宽而展现出较大的优势,利用低热能扩散的特点,在热传导到周边材料前完成材料打断,在脆性材料切割中表现出良好的效果。
红外皮秒激光采用非接触式加工也可避免传统机加方式切割容易发生崩边、裂纹等问题,具有精度高、不产生微裂纹、破碎或碎片问题、边缘抗破裂性高、无需冲洗、打磨、抛光等二次制造成本等优点,降低成本的同时大幅提高了工件良率及加工效率。
三、激光在3C行业中的其他应用
（1）涂层去除
紫外激光器可在局部实现不损伤底材料的涂层去除,上图显示的就是紫外用于清除清除玻璃表面油墨的情况,它不损伤玻璃基材,清除涂层后玻璃透光度＞90%。
（2）金属材料标记
消费电子、医疗器械和家用电器用金属表面通常需要进行黑色标记,皮秒脉冲激光可在金属表面产生美观的高对比度深色标记,与长脉冲相比,短脉冲产生较暗的标记并具有较宽的处理窗口,皮秒标记不褪色,更耐腐蚀。
四、激光在手机中的应用
1、激光在手机制造中的应用
精密激光加工的批量应用,很大程度上得益于智能手机的推动。可以说,上一轮的精密激光加工热潮是由消费电子带动的,特别是智能手机和显示面板。在智能手机生产中激光应用非常广泛,是小功率激光重要的应用场景之一。智能手机中常用的激光应用场景包括：激光打标、激光切割、激光焊接等多个环节。
（1）激光打标
激光打标是利用高能量密度的激光使表层材料汽化或发生颜色变化,留下标记。手机中激光打标的场景包括：Logo打标、手机按键、手机外壳、手机电池、手机饰品等等。
其中Logo、手机按键及手机电池的打标属于传统的手机激光打标应用。而对手机外壳进行全息幻彩色纹理的雕刻,则属于一种新型的打标方式。
全息幻彩色并不是一种颜色,而是一种色系。带有全息幻彩色纹理的手机外观,在不同光线下,可反射出较为丰富的光影效果。
在纹理模具上,通过飞秒激光雕刻出密密麻麻的幻彩衍射单元,然后通过注塑工艺把这些神奇的光学衍射效果复刻到产品表面上。纹理越复杂,光线透过玻璃到达纹理层产生的光影效果就越丰富绚丽,流动感越强。这类纹理不仅可以在手机上面见到,也能在笔记本电脑及其他电子产品上见到。
（2）激光切割
激光切割可对金属或非金属零部件等小型工件进行切割或微孔加工,常见的激光切割工艺有：蓝宝石玻璃手机屏幕激光切割、摄像头保护镜片激光切割、手机Home键激光切割、FPC柔性电路板激光切割、手机听筒网激光打孔等。激光切割在手机玻璃中的应用
手机行业领域玻璃的应用主要是手机面板盖板钢化玻璃,ITO显示面板玻璃,摄像头盖板、指纹识别盖板蓝宝石玻璃,激光技术应用于该类型玻璃的主要用途是切割加工。
OLED面板是一种具有双面玻璃结构的超薄脆性材料,传统的切割工艺会导致刃口断裂和塌陷。然而激光切割可以通过非接触加工实现薄玻璃和超薄玻璃。显示面板玻璃切割技术,是超快红外皮秒激光切割、裂片技术,用于OLED屏的曲面切割,工艺流程是通过红外皮秒技术手段在玻璃内部打点,然后再用红外激光裂片,形成切割,切割崩边小,可以满足异形切割,是OLED显示面板领域的主流切割技术。
手机盖板钢化玻璃与蓝宝石盖板玻璃的加工方式相对OLED屏的切割就简单很多。但蓝宝石材料比玻璃具有更好的抗划伤性和更高的硬度,普通加工不可能有效切割,只能用激光切割机切割。采用红外皮秒或红外纳秒激光,采用准直式聚焦头或高速振镜扫描,直接成型加工或划线再裂片方式完成。崩边小,对玻璃的强度影响低。
（3）激光焊接
是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域的局部加热,手机中的激光焊接包括薄壁材料、精密零件的焊接。
其中薄壁材料的焊接主要是指手机背板的焊接,即利用高能量激光光束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。
（4）LDS激光直接成型
如今,LDS激光直接成型技术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,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。
以手机为代表的个人电子设备正在改变和便利人们的生活,功能化、智能化和灵巧美观是手机发展的方向。随着微电子工业的技术进步和人们对手机个性化的追求,精细激光加工技术将在手机制造中发挥越来越重要的作用。同时,激光也在推动其它微电子制造相关行业的发展。
2、激光在手机功能中的应用
激光除了应用在手机生产制造过程中,还可以应用在手机功能的实现上。
（1）激光投影
便携式的投影设备突破原有的屏幕尺寸,为用户带来更佳的视听体验,用户有需求自然有厂商响应。大家知道Moto Z模块手机是配有投影模块的,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。
（2）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。而这一切看起来虽然复杂,但是实际上只发生在几分之一秒内,几乎感觉不到过程。激光对焦技术对于微距、弱光环境以及反差不够明显的区域,效果显著,提高手机在这些情况下的对焦成功,只是在对焦速度上,激光对焦比较一般。
（3）3D传感
在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。
早期3D传感系统一般都使用LED作为红外光源,但是随着VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）技术的成熟,VCSEL的性价比已经接近红外LED,此外VCSEL激光器具有谐振腔,可使光束更集中、耦合性更好,因此在精确度、小型化、低功耗、可靠性等方面全部占优,成为3D摄像头的主流光源。
楚天中谷联创一直专注于激光智能装备的研发及生产,产品广泛应用于新能源电池及汽车、半导体、光通讯、军工科研、医疗、电子电器等行业,欢迎有激光设备需求的客户前来咨询了解,可免费打样。
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