從iPhone X人臉識別使用雷射傳感談起，雷射已成手機行業超級殺器

雷射在手機製造的應用圖示

2017年下半年，隨著iPhone X對於人臉識別功能的開啟，VCSEL雷射器也成為人們關注的重點。

而蘋果跟進無人駕駛，雷射雷達也開始被媒體圈熱議。

有沒有感覺，似乎黑科技都與雷射染上了不解之緣。

原因在於，雷射測距的精度與準度，以及用戶傳感的靈敏度和穩定性，是目前已知光介質中效果最好的，自然各行業也就想盡方法引入雷射應用。

大眾用戶關注的更多是產品功能，大家看不到的是雷射在生產製造環節的大量應用。

雷射加工具有切割質量好、切割效率高、切割速度快等特點，相較於傳統接觸式切削加工具有突出的優勢。

而這類優勢已經在通訊半導體工業、消費電子製造、汽車工業等需要高精度、 高效率的製造領域顯示出替代式應用的趨勢。

尤其是在手機製造環節中，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構件的焊接等，全都離不開雷射加工設備。

除了手機越來越多應用雷射技術，手機製造流程各環節也越發依賴雷射設備，基本上沒有雷射不能完成的工藝，以此雷射已經成為手機製造大殺器。

本篇文章，就與大家聊聊雷射對於手機到底是怎樣的絕密殺器。

雷射打標：手機上的每個標記，都是用雷射設備撰寫的

雷射打標是利用高能量密度的雷射對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應，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。

手機採用雷射打標這種永久標記方式，可提高防偽能力，還能增加附加值，使產品看上去檔次更高，更有品牌感。

雷射打標技術目前已經非常成熟其價格便宜，加工速度快，標記質量好，因此被廣泛採用，在手機領域中主要是應用在表面的logo標記、文字標記，以及內部的電子元器件、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，目前都是用雷射設備完成的。

雷射切割：堅硬的、超薄的材料，全都交給雷射

雷射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、熱影響小等優點。

手機上常見的雷射切割工藝有：藍寶石玻璃手機螢幕雷射切割、攝像頭保護鏡片雷射切割、手機Home鍵雷射切割、FPC柔性電路板雷射切割、手機聽筒雷射打孔等等。

手機外殼中的雷射切割技術主要是外殼的切割和螢幕玻璃的切割，在螢幕切割上雷射切割技術用的更多一點，而外殼上很多公司採用的都是一次性成型技術和機械加工技術。

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衝壓，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。

手機配置不斷疊代，手機外觀也為了配合更多新技術新元件的引入，也在與時俱進，3D玻璃、藍寶石鏡頭保護膜及OLED屏的應用，便是其中的典型。

這些材料要麼超薄易碎，要麼硬度更高，因此只能採用雷射技術來做處理。

手機3D玻璃切割。

以OLED面板為主要材料的全面屏，是當前以及未來2年手機主流，3D玻璃則是搭載 OLED 面板的最佳選擇。

由於 3D 玻璃的結構具有特殊性，同時厚度過薄，傳統的切割方式會導致成品率低。

雷射切割技術以非接觸切割方式進行加工，使局部升溫產生應力，應力軟化產生裂紋使玻璃沿著雷射掃描方向開裂，使得切割邊緣光滑平整無裂紋。

雷射技術的多自由度，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，雙攝像頭目前已經成為手機產品主流。

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，其相比於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，只有雷射切割機能完成對其的加工。

手機OLED面板切割。

OLED面板作為雙側玻璃結構的超薄脆性材料，傳統切割工藝會導致其邊緣的斷裂和崩邊。

雷射採用非接觸加工方式，對於薄玻璃及超薄玻璃均可加工。

雷射打孔：肉眼看不到的地方，也能由雷射打孔

雷射切割技術在目前的手機製造工藝中是非常普遍的，對手機內部構造的切割，一般採用UV紫外雷射技術精密切割，主要是切割FPC軟板、PCB板，軟硬結合板和覆蓋膜雷射切割開窗等等。

雷射打孔，也算是雷射內部構造切割的一部分。

雷射打孔在手機應用中可用於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、適用範圍廣等優點。

手機一個巴掌大地方聚焦200多個零部件，手機廠商對於手機製造過程中的打孔工藝，要求速度快、質量好、成本低，只有雷射聚焦光斑可以聚一波長量級，在很小的區域內集中很高的能量，特別適合於加工微細深孔，最小孔徑只有幾微米，孔深和孔徑比可大於50微米。

雷射焊接：金屬中框以及手機零部件焊接，只有雷射能勝任

雷射焊接是利用高能量密度的雷射束作為熱源，使材料表層熔化再凝固成一個整體。

熱影響區域大小、焊縫美觀度、焊接效率等，是判斷焊接工藝好壞的重要指標。

雷射焊接相比傳統點焊和弧焊，具有熱形變小、效率高、精密度好等眾多優勢，只是目前價格相對較貴，滲透率較低。

手機內部結構精細，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採用雷射焊接。

在不鏽鋼中框再次回歸蘋果手機之後，焊接也成為了iPhone內部中板與外殼連接的不二之選。

除了手機內部構造，手機上的很多晶片元器件，也必須使用雷射設備來完成。

隨著蘋果、三星的手機採用金屬中框結構，更多品牌手機也加入了金屬中框行列。

由於玻璃後蓋的某些機械支撐能力和塑形能力弱於金屬材料，攝像頭等零部件仍需要金屬小件作為支架，金屬中框中的結構小件能解決此類問題。

結構小件的引入意味著焊接工藝的增加，當然也只有雷射焊接能夠勝任。

雷射蝕刻：高精度剝離，離不開雷射

雷射蝕刻主要是手機螢幕導電玻璃的雷射蝕刻。

其作用是在一整塊的導電材料上，通過雷射蝕刻工藝，將其隔離開，這種工藝的精度要求高，人眼是無法識別的，需要藉助放大鏡才能看，他的蝕刻精度是正常人頭髮直徑的幾分之一。

LDS雷射直接成型：雷射一次成型，最大程度節省空間

LDS雷射直接成型技術，現今已廣泛用於智慧型手機的製造中。

其優勢在於，通過使用雷射直接成型技術標刻手機殼上的天線軌跡，不管是直線、曲線，只要雷射能到的地方，都能打造3D效果，能最大程度地節省手機空間，而且能夠隨時調整天線軌跡。

這樣一來，手機就能做得更輕薄、更精緻，穩定性和抗震性也更強。

手機的雷射應用：投影、傳感、對焦無所不能，未來或會實現遠距離充電

除了在手機製造過程中需要雷射參與切割、焊接、打標等生產工藝，其實現在手機對於雷射的應用，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投影功能。

而三星Galaxy Beam以及已經去年青橙手機的發布的VOGA V，都是主打雷射投影。

這幾款手機，都是雷射在手機功能上的應用。

其次，3D傳感。

iPhone X發布後火爆的3D傳感，主要應用於其人臉識別以及更強的增強現實體驗。

事實上，3D傳感使用的是VCSEL雷射傳感器。

而且，iPhone X會引領更多手機搭載3D傳感，會造就一個千億級大市場。

第三，雷射對焦。

手機通過記錄紅外雷射從裝置發射，經過目標表面反射，最後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首次使用此技術以後， iPhone 8、華為mate 10、榮耀V9、Moto z2等機型都引入了雷射對焦技術。

不過應用還是略有區別，譬如iPhone 8採用雷射對焦主要還是為了增強AR功能。

第四，雷射充電。

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，用雷射為手機充電。

這項實驗是在兩座建築上進行，一座安裝了雷射發射裝置，1.5公里外的另一座建築物安裝的設備，可藉助專門儀器將雷射能量轉化為電能。

當然，實驗是為驗證可行性，最終目的是為其貨運飛船充電。

總結起來，雷射在手機製造流程中的應用，主要用於手機外觀與內部構造的材料切割與焊接，以及鑽孔與打標。

除了手機製造過程應用雷射，手機在功能是現實也越來越多的應用雷射。

事實上，如果沒有雷射設備的應用，很多目前的手機工藝是無法實現的。

從手機外觀到手機內部構造，再到手機構件的製造，全都離不開雷射設備。

可以說，沒有雷射就沒有現在的手機。