5G手機由於天線頻段多、手機側邊曲面構型等因素，天線設計有別於4G手機。產業界開始發布各種工藝路線，本文以問答方式綜述天線布局及其製造工藝。
一、 天線布局在外露的側面，用什麼工藝路線？
"天線外露"是沿用4G時代金屬邊框分段做天線思路，天線指標最佳的結構就是外露，因此4G金屬機身時代是「清一色」的外露做法。但5G手機天線眾多，會導致金屬中框分段太多而有損美觀，不如在塑膠上「雕刻」金屬圖案做天線。這種雕刻有兩種模式：
其一，是真雕刻金屬做天線（LMA），其二是雕刻塑膠（LSA），再把雕刻塑膠圖案金屬化。
雕刻塑膠再金屬化是主流，因為雷射鐳射圖案精細、金屬化後附著力強、產能高、良率高。
圖1 在手機外殼金屬邊框的塑膠材質上做LDS工藝天線
二、5G手機中框上布局天線是主流嗎？
5G終端從主流結構來說，機身內部是鈦鋁合金包塑膠邊注塑的結構件，這個結構件之外邊的一部分是一級外觀面，一級外觀面上部分區域可以做LDS天線。因此中框布局做5G天線是主流。
圖2 鈦鋁合金包塑膠注塑（低成本、剛性強，適合做內部結構件）天線製造在塑膠上
三、 鈦鋁合金被LDS塑膠包邊注塑後再做LDS天線，工藝上是否衝突？如鈦鋁合金被LDS製程中藥水腐蝕？
鈦鋁合金不耐酸鹼，因此需要在製造過程中，對工件進行保護，其保護途徑是成熟的化學品，參考陽極氧化時，對金屬保護流程，很多保護性塗料選擇性噴塗後，再雷射鐳射時留出LDS加工區即可。近年，LDS藥水也有提升，化學鎳藥水也有非酸性的中性藥水。
下圖是2017年前後量產的一款鈦鋁合金包LDS塑料上製造LDS天線的產品；
圖3 量產過的鈦鋁合金包塑膠邊框結構，在白色LDS塑膠上做天線
圖4 鈦鋁合金包塑膠邊框上做LDS天線的化學鍍現場（微航）
因此無論哪家一級供能解決了以上的保護難題，就有了立足於5G天線的製造，畢竟這是天線製造的主戰場。
四、 玻璃後蓋上做天線有成功案例嗎？
華為P30玻璃後蓋上有兩條天線，機身內FPC上焊接了LDS天線，與後蓋天線無線耦合。這種無線耦合好處是：機身內LDS天線不要考慮全向輻射指標，只要把信號耦合到後蓋，由後蓋上的天線去全向輻射。對於手機內緊張的空間來說，天線指標可延伸到後蓋解決。機身內LDS天線可以採用高介電係數材料，如陶瓷或者高介電LDS塑料來設計的更體積小巧，定向的與後蓋天線互耦。
五、 中框上外露一級外觀面，其上天線如何與機身內部貫通？
上文提到的無線耦合是一種方式，而另一種方式就是「細孔」：直徑在0.1mm內導通的細孔被噴塗油漆後覆蓋了，實現了「隱形」。
六、 LDS製程中，雷射能一次性鐳射天線圖案時打出直徑0.1mm細孔嗎？深度多少？能在後續化學鍍時實現金屬化嗎？
雷射能在做LDS鐳射時一次打孔，無需再取出素材換用專門的雷射打孔機。這取決於雷射裝備種類，並非任何LDS鐳射機都可以做到。下面我們將詳細介紹雷射機：
雷射打的孔直徑在0.1mm，化學鍍時可實現金屬化，確保雙面導通，下圖示實驗報告摘要，素材是PC，厚度是0.7mm，孔徑0.1mm，化學鍍長金屬後，孔變成0.05mm：
圖5 微航在PC-LDS材質的殼體上做雷射穿孔實驗
在直徑0.1mm的細孔內實現導通，化學鍍填小了孔徑。毫米波外露天線與內部的接觸需要此工藝支撐。
七、如何看待5G手機中的LCP路線？
LCP材質表面金屬化在低頻段是成熟的，但在28Ghz毫米波頻段，LCP材質金屬化最佳模式是附著一層非金屬化低損耗膜，然後在上面雷射沉積金屬，即LDS工藝，而非走傳統蝕刻路線。微航已用實驗證明過這項工藝的可行性，但目前日系和臺系還在走敷銅蝕刻路線。敷銅路線的最大難題是粘接銅箔的膠在毫米波的損耗非常大，且難以解決。
而微航採用的是無膠體系，因此損耗低。在此我們歡迎各位提供LCP膜，由微航加工好傳輸線來共同進行測試！
八、 LCP和LDS兩條路線，在5G手機中哪條路線為主？
兩條線路都會用上，即硬質LDS和軟質的LCP會組合使用。LCP表面金屬化也可以用LDS來實現。
九、 您覺得5G手機天線產業下步狀況？或者趨勢？與4G時代有何區別？
4G時代分前後兩段時期：2009年-2014年的LDS發展黃金時期，一批上市企業都上了德國裝備，德系裝備為主支撐了產業出貨；2014年至今，蘋果手機把天線做在外殼金屬中框上，這對LDS產業幾乎是毀滅性的打擊。因為天線與機身一體化後，即使設計時考慮天線但製造時卻沒有這個部件，餘下的傳輸線採用FPC來實現。這導致業界缺乏訂單，無力更新裝備，也沒趕上設備自動化、無人化的浪潮。
以2017年穀底的LDS雷射代工單子為例，3D鐳射加工費降到了一元內，靠一臺機器一個人，雙班2人的人海戰術，企業基本沒有利潤。雖然LDS業界目前依舊採取人海戰術，但以先進裝備來開闢工業4.0的道路是大勢所趨。5G手機的更多天線能提升產值不假，但擴大產能的同時節省人力資本開支才是當務之急。總之，5G時代LDS製造的無人化是與4G時代的最大區別。
十、 關於微航的無人產線？
（1）來自於代工經驗資料庫：我們從製造代工做起，積累了耳機、手錶、手機、傳感器等各種天線製造代工經驗。也同步開發出幾種雷射機；
（2）微航設計的無人線確保了柔性：適合不同大小尺寸的產品自動上線；
（3）重要指標——精度：微航為一家業內巨頭代工過±50微米精度的天線，每天加工7萬隻。而微航無人產線利用毫米波加工產品，其精度只會更高！
精度決定了無人產線的技術路線，用機械手來做動作還是平臺來做動作？這個決定異常重要，因機械手精度高檔的在17微米至25微米之間，屬於串聯機器人；而平臺屬於並聯機器人。串聯機器人總誤差在手指末端是不定方向的；但並聯機器人是解耦的，末端誤差的指向是可控的——用傳感器糾正。因此，微航一直用五軸或者六軸平臺來做，機械手僅用於上下料。
一個有趣的案例是，2019年，某巨頭面向雷射裝備界招標一臺多頭的3D雷射機，用於5G基站塑膠振子加工。而我司平臺方案獨家中標，只因其他公司都是機械手方案！對於加工幅面幅面更大的筆電等產品，顯然平臺方案更合適。
（4）選好雷射源：雷射的開關頻率高則鐳射出的線條狗牙小，因此皮秒雷射價格更勝一籌。因此微航在2013年進入雷射設備研製時，就將開關頻率定在2倍於進口雷射裝備。曾有客戶在租賃我司設備前，用相同手機外殼對比了不同雷射機鐳射效果，發現微航機器做的更為細膩。還有一個應用場景是在線打微細孔，用於手機外露天線與內部電路相連，微航裝備可做到同步進行，無需換機臺。
其次是雷射機的光斑小於進口裝備20%，即使國內LDS都仿真國外裝備，微航始終與業內保持區別。以上這類高開關頻率、細光斑、打細孔等都需要特殊的光源。
圖6 微航LDS雷射產線部分場景（目前單人單機的人海戰術是行業現狀）
圖7 微航的「無人化」產線（僅需一人），是5G時代LDS產線工業4.0的需求
十一、微航的LDS技術有被一級供客戶使用嗎？
沒有一級供使用則不能進入主流，微航在4G時代承接一級供轉包的製造單，積累了設備運營經驗。但如何在2017年的行業谷底，進一步將3D雷射鐳射加工費降低至平面普通的雷射鐳射水平？唯一的解決辦法是創新設備，因此設備研製要圍繞柔性化、高精度化、高速度、無人化四個主要指標進行。所幸，我們開創了全自動產線，已開始向一級供提供。相應的，微航研製的材料和積累的寶貴加工經驗也轉移到客戶手上。在此歡迎更多客戶聯繫，訂購我司裝備！
十二、5G手機中最難設計的天線是哪個頻段，工藝如何實現？
低頻段如700Mhz頻段，採用MIMO，手機需要四個角落上布設天線，可以採用氧化鋁陶瓷做基材，其介電係數為7左右，損耗也低，天線3D布局在陶瓷上；也可以採用介電係數在7的LCP-LDS塑料（微航提供）縮小體積。
十三、如何看各種LDS升級新聞？
LDS涉及藥水、裝備、材料、工藝等細分領域，期待不斷看到產業升級的消息！5G天線最終的最佳模式還沒有定，前期一些成熟的工藝也會被互相融合，例如：鈦鋁合金包塑膠做天線工藝，NDA路線還可以再優化，NDA是把一段鈦鋁合金注塑時候內埋，成型後用CNC去除部分金屬工藝，是目前天線的主要路線。但5G天線複雜，細微的線段很多，一種優化思路是內埋高溫陶瓷天線，即注塑時將鈦鋁合金和陶瓷天線一併成型。這種路線，減少了複雜度，提升了良率，而陶瓷天線可以預先做好。高溫陶瓷相比低溫LTCC的損耗更低，成本也更低，但難點是精細3D電路化，若用上微航陶瓷塗料後就可以再做成3D天線，這是一種陶瓷LDS工藝，陶瓷天線也可以與FPC焊接一體進行組裝。但無論哪種工藝都離不開材料和裝備的支撐！
來源：深圳市微航磁電技術有限公司