手机超窄边框组装 | 蕞达UVR材料没打算给PUR热熔胶留有机会

文摘   科技   2024-06-13 00:03   江苏  


蕞达UVR材料


手机超窄边框组装材料

  

精密点线

UVR固化

高可靠性

在 iPhone 15 Pro 上,苹果使用了一种名为「低压注塑成型」(LIPO)的技术成功缩小了边框宽度,使其达到了 1.5 毫米(iPhone 14 为 2.2 毫米)。而在 iPhone 16 Pro 系列上,三星显示和 LG 显示已经同时获准为 iPhone 16 Pro 系列机型量产 OLED 屏幕。据悉,iPhone 16 Pro 系列采用了全新的边框缩减结构(BRS)技术,即 Border Reduction Structure。它允许屏幕底层电路实现更紧凑和更高效的布局,使边框更窄,同时不影响屏幕的性能或设备的整体外形。这是 iPhone 离「真·全面屏」最近的一次。如果苹果能做到四边等窄,那么新款 iPhone 的视觉效果将会非常惊艳。


屏幕边框变窄后,除了带来更「无边界」的视野外,还能在有限的机身空间中做出更大的屏幕。据 MacRumors 报道,iPhone 16 Pro 系列屏幕尺寸将会变得更大。iPhone 16 Pro 将配备 6.3 英寸显示屏(原为 6.1 英寸),而 iPhone 16 Pro Max 将配备 6.9 英寸显示屏(原为 6.7 英寸)。在根据最新面板数据制作的概念图中,相比于 iPhone 15 Pro Max, 可以看到 iPhone 16 Pro Max 的边框已经很窄。在这样的视觉效果下,现在的其他厂家机型反而会显得有点「突兀」,这也暗示全球手机厂商未来一定会优化超窄边框设计。



 苹果超窄边框技术

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概念


从 iPhone X 起,苹果一直在沿着既定的路线不断发展,包括全面屏、刘海/药丸以及四边等宽。这里的重点还是「四边等宽」。当时 iPhone X 是苹果在手机上第一次采用三星柔性 OLED 屏幕,与其同时还采用了 COP 封装,使得屏幕四边的边框得以统一且足够窄,保证了 iPhone X 视觉设计。其中,COP 是一种全新的屏幕封装工艺,英文全称是 Chip On Pi,指直接将屏幕的一部分弯折然后封装,在屏幕下方集成屏幕排线与 IC 芯片,从而实现底部边框(俗称「手机下巴」)的缩窄。


在后 COP 时代,手机正面边框的缩窄,实际很大程度上决定于各家厂商围绕屏幕抗摔性能上的提高,以及对窄边框与可靠性之间的取舍。不管是 Apple Watch Series 7 也好,iPhone 15 Pro/Max 也罢,说到底都是建立在材料和结构改进带来屏幕可靠性提高的基础上,才敢于将边框进一步缩窄在 1.5mm。换言之,超瓷晶玻璃、排线改触点设计、LIPO 工艺、钛合金边框以及新型粘合剂,其实都是 iPhone 15 Pro/Max 乃至16 pro缩窄边框的底气所在。




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LIPO

在目前关于iPhone 15 Pro或将升级超窄边框屏幕的传闻中,就有提到其将用上LIPO、即低注射压力包覆成型技术(low-injection pressure over-molding)。其实这并不是什么新技术,苹果最早在Apple Watch Series 7上就已采用。由于该技术在注塑过程中会采用低压,能够防止损坏敏感电子元器件,同时因为材料具备更好的密封性,因此也能够让封装的产品增强防水防尘能力。而从字面意思理解,在使用了这项技术后,屏幕的安装将会更加稳固,所以可以有效缩减边框尺寸,进而使得屏占比得到提升。


而且采用LIPO技术的好处,是可以有效降低成本。相对应的,由于高压包覆成型技术需要高温高压环境,因此对于设备有着更高的要求,同时要配备昂贵的散热系统,并使用更坚固的金属模具。而低注射压力包覆成型技术对设备和模具就没有那么挑剔,因此生产效率也更高。


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目标

苹果想要一款无边框的 iPhone,不算什么秘密。前苹果首席设计师 Jony Ive 曾坦言,iPhone X 项目初期,苹果就试图制造一款无边框手持设备,只不过原型机又大又重。再考虑到当时的技术,最终苹果放弃了最初的方案,选择了后来发布的 iPhone X 方案。而后,全玻璃设计 iPhone 的专利申请也证明了苹果并没有放弃这一长期目标。


iPhone X 发布后的这五年,我们也能苹果在一步步逼近那个目标,从更小的刘海到药丸,边框也在进一步缩窄。说实话,就苹果对于「简约设计」的推崇备至,他们希望推出一款无边框 iPhone 也不难理解。只是现在的屏幕技术还不能完全做到真正的无边形态,就算凭借苹果的技术和对供应链的号召力,也只能走渐进式路线,一步步缩小「灵动岛」和边框。






安卓超窄边框典型工艺

OPPO Reno搭载了一块屏占比高达93.1%的全景屏,无开孔无刘海,是真正意义上的全面屏。OPPO Reno 93.1%的屏占比,得益于以下两个方面:一是,前Camera采用侧旋升降结构;二是,TP屏,TP装饰件及中框采用超窄边框点胶工艺。OPPO Reno整机架构是经典的“三明治”结构,即TP2.5D玻璃+TP装饰件+中框+电池盖3D玻璃方式,中框和TP装饰件及TP装饰件和TP屏幕都是通过点胶贴合,超窄边框对于点胶工艺是一个极限挑战。


我们再来算一下窄边框到底有多窄?

主屏尺寸6.4英寸屏幕采用18:9的屏幕,1英寸=2.54cm;6.4英寸屏幕对角线长=6.4×2.54=16.256cm。通过勾股定理可以得出:屏幕宽度为72.70mm,手机外形宽度为74.30mm

,长边宽度方向最窄边=(74.3-72.7)/2=0.8mm,减去中框小A面宽度0.2mm及0.1的装配间隙,实际点胶面宽度理论为0.5mm。一般终端标准是点胶面宽度不能低于0.6mm,这是对点胶工艺的极限挑战。


下面我将从使用的胶水、设备以及工艺三个方面来介绍这种手机窄边框点胶方案,以便让更多的人去了解这个方案,帮助更多的人解决TP起翘,TP框脱落等问题。



PUR反应型热熔胶

在抑制化学反应的条件下,加热熔融成流体,便于点喷,冷却后胶层凝聚起到固定作用。之后借助于空气中存在的湿气与之反应、扩链,极高的反应活性,使得对多种塑料材质形成优异粘结力,广泛应用于电子设备窄边框组装。


②设备

三轴点胶或喷胶机,压合机以及配套的保压治具。

③点胶工艺流程

点胶程序编写→用酒精擦拭点胶面,点胶面要有一定的面粗度→点/喷胶→贴合→用保压治具 保压(10--20分钟)→拆卸保压治具→IPQC检查TP是否有溢胶,起翘问题。



蕞达UVR材料



①技术背景


伴随AI技术迅速发展,电子设备迎来革命性变化,组装厂商不断追求新的工艺与突破,除了全面屏,其中超窄边框的设计与制造俨然也已经成为争夺点。超窄边框电子设备通过尽量减少非显示边框所占面积来提高屏占比,在一个单手操作的尺寸内尽量提高显示区的比例,使得电子设备逐渐趋向于去螺丝、无窄边框以及一体化方向发展。 超窄边框有助于用户使用,满足用户大屏体验,但是过窄边框对于电子设备的组装工艺与材料提出了严格的要求。


PUR(Polyurethane Reactive),全称是湿气固化反应型聚氨酯热熔胶,主要成分是端异氰酸酯聚氨酯预聚体,单组份,100%固含量。  在一定条件下,PUR可以点涂出细到1mm的胶线,良好的粘接强度,有效密封电子设备缝隙,杜绝雨水渗透到内部的可能性,从而实现更轻、更薄、更美观的便携式手持设计。但是,PUR热熔胶在窄框组装中也存在一些问题:

➤ 需要专用的加热点胶设备;

➤ 湿气固化,固化速度相对较慢,需要保压治具固形;

➤ 工艺点胶易出现大小头、断胶和拉丝等现象,难以满足超细的线宽以及均匀性和一致性。




   

②蕞达新型UVR材料:AI2133/AI2134



蕞达新型UVR采用UV湿气双重固化机理,专门设计用于电子设备超窄边框粘结组装,AI2133/AI2134,它们可以通过UV光照来进行初固,光照不到的表面阴影区域则可通过湿气的方式来进行固化,湿气后固化可提供60%以上的粘接力。这两款产品的主要特点是与金属表面基团键合形成高可靠性粘结(AI/AI剪切强度>18MPa)与高Tg点(Tg 100),因此PCT测试与冷热冲击过程中可保持优异的粘接强度与形态。



AI2133/AI2134对常见的基材如Cu、AI、FR4、和PC等基材粘接力非常棒,尤其在双85老化测试中表现优异。具体粘结力测试数据如下:







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