5G手机由于天线频段多、手机侧边曲面构型等因素，天线设计有别于4G手机。产业界开始发布各种工艺路线，本文以问答方式综述天线布局及其制造工艺。

一、 天线布局在外露的侧面，用什么工艺路线？

"天线外露"是沿用4G时代金属边框分段做天线思路，天线指标最佳的结构就是外露，因此4G金属机身时代是“清一色”的外露做法。但5G手机天线众多，会导致金属中框分段太多而有损美观，不如在塑胶上“雕刻”金属图案做天线。这种雕刻有两种模式：

其一，是真雕刻金属做天线（LMA），其二是雕刻塑胶（LSA），再把雕刻塑胶图案金属化。雕刻塑胶再金属化是主流，因为激光镭射图案精细、金属化后附着力强、产能高、良率高。

图1 在手机外壳金属边框的塑胶材质上做LDS工艺天线

二、5G手机中框上布局天线是主流吗？

5G终端从主流结构来说，机身内部是钛铝合金包塑胶边注塑的结构件，这个结构件之外边的一部分是一级外观面，一级外观面上部分区域可以做LDS天线。因此中框布局做5G天线是主流。

图2 钛铝合金包塑胶注塑（低成本、刚性强，适合做内部结构件）天线制造在塑胶上

三、 钛铝合金被LDS塑胶包边注塑后再做LDS天线，工艺上是否冲突？如钛铝合金被LDS制程中药水腐蚀？

钛铝合金不耐酸碱，因此需要在制造过程中，对工件进行保护，其保护途径是成熟的化学品，参考阳极氧化时，对金属保护流程，很多保护性涂料选择性喷涂后，再激光镭射时留出LDS加工区即可。近年，LDS药水也有提升，化学镍药水也有非酸性的中性药水。

下图是2017年前后量产的一款钛铝合金包LDS塑料上制造LDS天线的产品；

图3 量产过的钛铝合金包塑胶边框结构，在白色LDS塑胶上做天线

图4 钛铝合金包塑胶边框上做LDS天线的化学镀现场（微航）

因此无论哪家一级供能解决了以上的保护难题，就有了立足于5G天线的制造，毕竟这是天线制造的主战场。

四、 玻璃后盖上做天线有成功案例吗？

华为P30玻璃后盖上有两条天线，机身内FPC上焊接了LDS天线，与后盖天线无线耦合。这种无线耦合好处是：机身内LDS天线不要考虑全向辐射指标，只要把信号耦合到后盖，由后盖上的天线去全向辐射。对于手机内紧张的空间来说，天线指标可延伸到后盖解决。机身内LDS天线可以采用高介电系数材料，如陶瓷或者高介电LDS塑料来设计的更体积小巧，定向的与后盖天线互耦。

五、 中框上外露一级外观面，其上天线如何与机身内部贯通？

上文提到的无线耦合是一种方式，而另一种方式就是“细孔”：直径在0.1mm内导通的细孔被喷涂油漆后覆盖了，实现了“隐形”。

六、 LDS制程中，激光能一次性镭射天线图案时打出直径0.1mm细孔吗？深度多少？能在后续化学镀时实现金属化吗？

激光能在做LDS镭射时一次打孔，无需再取出素材换用专门的激光打孔机。这取决于激光装备种类，并非任何LDS镭射机都可以做到。下面我们将详细介绍激光机：

激光打的孔直径在0.1mm，化学镀时可实现金属化，确保双面导通，下图示实验报告摘要，素材是PC，厚度是0.7mm，孔径0.1mm，化学镀长金属后，孔变成0.05mm：

图5 微航在PC-LDS材质的壳体上做激光穿孔实验

在直径0.1mm的细孔内实现导通，化学镀填小了孔径。毫米波外露天线与内部的接触需要此工艺支撑。

七、如何看待5G手机中的LCP路线？

LCP材质表面金属化在低频段是成熟的，但在28Ghz毫米波频段，LCP材质金属化最佳模式是附着一层非金属化低损耗膜，然后在上面激光沉积金属，即LDS工艺，而非走传统蚀刻路线。微航已用实验证明过这项工艺的可行性，但目前日系和台系还在走敷铜蚀刻路线。敷铜路线的最大难题是粘接铜箔的胶在毫米波的损耗非常大，且难以解决。而微航采用的是无胶体系，因此损耗低。在此我们欢迎各位提供LCP膜，由微航加工好传输线来共同进行测试！

八、 LCP和LDS两条路线，在5G手机中哪条路线为主？

两条线路都会用上，即硬质LDS和软质的LCP会组合使用。LCP表面金属化也可以用LDS来实现。

九、 您觉得5G手机天线产业下步状况？或者趋势？与4G时代有何区别？

4G时代分前后两段时期：2009年-2014年的LDS发展黄金时期，一批上市企业都上了德国装备，德系装备为主支撑了产业出货；2014年至今，苹果手机把天线做在外壳金属中框上，这对LDS产业几乎是毁灭性的打击。因为天线与机身一体化后，即使设计时考虑天线但制造时却没有这个部件，余下的传输线采用FPC来实现。这导致业界缺乏订单，无力更新装备，也没赶上设备自动化、无人化的浪潮。

以2017年谷底的LDS激光代工单子为例，3D镭射加工费降到了一元内，靠一台机器一个人，双班2人的人海战术，企业基本没有利润。虽然LDS业界目前依旧采取人海战术，但以先进装备来开辟工业4.0的道路是大势所趋。5G手机的更多天线能提升产值不假，但扩大产能的同时节省人力资本开支才是当务之急。总之，5G时代LDS制造的无人化是与4G时代的最大区别。

十、 关于无人产线？

（1）来自于代工经验数据库：微航从制造代工做起，积累了耳机、手表、手机、传感器等各种天线制造代工经验。也同步开发出几种激光机；

（2）微航设计的无人线确保了柔性：适合不同大小尺寸的产品自动上线；

（3）重要指标——精度：微航为一家业内巨头代工过±50微米精度的天线，每天加工7万只。而微航无人产线利用毫米波加工产品，其精度只会更高！

图6 微航LDS激光产线部分场景（目前单人单机的人海战术是行业现状）

图7 微航的“无人化”产线（仅需一人），是5G时代LDS产线工业4.0的需求

十一、5G手机中最难设计的天线是哪个频段，工艺如何实现？

低频段如700Mhz频段，采用MIMO，手机需要四个角落上布设天线，可以采用氧化铝陶瓷做基材，其介电系数为7左右，损耗也低，天线3D布局在陶瓷上；也可以采用 介电系数在7的LCP-LDS塑料 缩小体积。

十二、如何看各种LDS升级新闻？

LDS涉及药水、装备、材料、工艺等细分领域，期待不断看到产业升级的消息！5G天线最终的最佳模式还没有定，前期一些成熟的工艺也会被互相融合，例如：钛铝合金包塑胶做天线工艺，NDA路线还可以再优化，NDA是把一段钛铝合金注塑时候内埋，成型后用CNC去除部分金属工艺，是目前天线的主要路线。但5G天线复杂，细微的线段很多，一种优化思路是内埋高温陶瓷天线，即注塑时将钛铝合金和陶瓷天线一并成型。这种路线，减少了复杂度，提升了良率，而陶瓷天线可以预先做好。高温陶瓷相比低温LTCC的损耗更低，成本也更低，但难点是精细3D电路化，若用上陶瓷涂料后就可以再做成3D天线，这是一种陶瓷LDS工艺，陶瓷天线也可以与FPC焊接一体进行组装。但无论哪种工艺都离不开材料和装备的支撑！

本文来源深圳市微航磁电技术有限公司，欢迎大家加入LDS、3D-MID交流群，包括LDS塑料，助剂，天线，手机，智能穿戴，医疗，激光设备，电镀等企业。

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