目前的智能手機背蓋市場基本上流行的材質是複合板及玻璃, 兩者都需要一個類似的加工工藝: 熱壓成型, 此工藝目前良率提升緩慢, 導致背蓋單價成本居高.
複合板背蓋一般為2.5D背蓋與3D背蓋. 2.5D背蓋為平面結構, 邊緣用CNC加工圓弧, 工藝流程簡單, 良率也高, 但平面的結構限制了整機的外觀造型;3D背蓋必須高壓熱成型, 可做出兩面或四面弧形來配合整機造型, 外形自由度大, 但存在加工工藝邊大, 材料利用率低, CNC加工量大, 良率低等問題.
圖 2.5D複合蓋板: 加工工藝成熟, 但平面的結構限制了整機造型
圖 3D複合蓋板: 存在加工工藝邊大, 良率低, 成本高等問題
玻璃背蓋一般也分為2.5D背蓋與3D背蓋, 玻璃的加工存在CNC時間長, 打磨拋光時間長, 熱壓良率低等問題, 2.5D玻璃背蓋單價在50元左右, 3D玻璃背蓋單價在100元左右, 由於成本問題3D玻璃一般只在各終端的高端或旗艦機型上使用.
塑膠作為一種應用已久的手機材料, 可以注塑成型應用在手機大部分結構件如面板, 中框, 後蓋等上面, 但隨著金屬, 玻璃, 複合板成為智能機時代主流的材料, 塑膠在手機上的應用大幅減少. 塑膠應用的減少, 一方面源於用戶的審美疲勞, 終端廠家需要用新材質, 新工藝提升消費慾望並拉升消費檔次, 這裡iPhone是個引導者;另一方面是塑膠材質本身的限制, 如表面硬度低耐磨性差, 薄壁製品強度剛性差, 塑膠注塑結構件無法滿足智能手機終端苛刻的空間及厚度要求.
塑膠材料商也早已意識到塑膠注塑的短板, 並一直在努力研發提升材料的硬度, 耐磨性, 透明度, 可成型性等, 並積極尋找應用機會. 業界人士認為, 短時間玻璃及3D複合板成本難以下降, 塑膠注塑手機後蓋或許是注塑成型的一個應用突破口, 注塑背蓋不失為一種高效, 低成本的替代方案. 塑膠注塑背蓋目前有幾個方面需重點關注:
一, 材料的耐磨性
注塑背蓋採用PC材料, 一般PC的表面硬度低於HB, 硬化後不高於2HB, 低於PMMA/PC複合板材的4H, 玻璃的7H, 硬度達不到手機的耐磨需求. 在硬度方面, 不少原料廠家在持續研發中. 三菱化學2017年推廣適用於手機背蓋的新型生物工程塑料DURABIO材料成型手機背蓋, 並經UV塗層光固化處理提高背蓋的光澤度及質感, 表面形成耐磨, 抗劃傷保護層(5H硬度), 使產品具備玻璃的光澤度和耐磨的特點, 也能兼顧高衝擊強度的要求.
圖 DURABIO材料注塑手機背蓋
二, 普通注塑工藝路線
由於手機背蓋的薄壁化設計, 一般的PC材料在普通注塑工藝條件下容易出現短射及彩虹紋不良, 小編了解到三菱可以在這方面提供支援, 解決普通注塑的彩虹紋等問題. 三菱的DURABIO生物工程塑料具有超高透光率(3MM92%), 高表面硬度, 優越的耐黃變性和耐衝擊性使其在注塑手機後蓋的應用更加完美. 同時, 由於DURABIO具有良好的流動性和在注塑彩虹紋上的優異表現, 使得DURABIO可以用普通注塑成型工藝生產手機後蓋, 同時普通注塑DURABIO無彩虹紋, 這樣客戶可以使用普通注塑機生產, 不需要重複投資.
圖 普通注塑成型手機背蓋(來源三菱)
三, 注塑壓縮工藝路線
目前智能手機的輕薄化設計, 複合板材或玻璃背蓋的厚度一般在0.5mm左右, 這個厚度對成型5寸及以上手機注塑背板難度很大. 注塑背板要求高透明, 高亮面, 薄壁變形小, 光學性能優異, 一般注塑工藝難符合要求. 據小編了解到, 一種早在諾基亞功能機時代就應用在前透明面板注塑的注塑壓縮成型技術, 有望解決塑膠背蓋的成型問題.
注射壓縮成型與傳統注塑過程相比較的顯著特點是, 其模具型腔空間可以按照不同要求自動調整. 例如, 它可以在材料未注入型腔前, 使模具導向部分有所封閉, 而型腔空間則擴大到零件完工壁厚的兩倍. 另外, 還可根據不同的操作方式, 在材料注射期間或在注射完畢之後相應控制型腔空間的大小, 使之與注射過程相配合, 讓聚合物保持適當的受壓狀態, 並達到補償材料收縮的效果. 注塑壓縮一般有三種實現方式:
1, 並行注塑壓縮成型: 在此方法中, 熔體首先注射到較大型腔中, 兩個半模壓在一起實現目標厚度.
2, 擴展注塑壓縮成型: 在此方法中, 在熔體注射階段產生的空腔壓力或控制閉合端移動使型腔首先膨脹, 然後降至目標厚度.
3, 楔形注塑壓縮成型: 在此方法中, 壓縮間隙開始有一個楔形開口, 然後隨著熔體的注射, 同時 '塌縮' 至目標厚度.
圖 注塑壓縮成型手機背蓋(來源三菱)
以下為小編了解到的部分能提供注塑壓縮成型服務的廠家:
恩格爾奧地利有限公司
德馬格塑料集團
住友
阿博格
東芝機械集團
三菱化學
海天塑機
震雄塑機
巴斯頓機械科技有限公司
四, 注塑手機背蓋的裝飾工藝
注塑背蓋可以採取兩種成熟的高良率外觀裝飾工藝:
1, IMR+注塑背蓋, 成型後製品無需再增加UV塗層加硬, 只需少量的外形CNC加工;
2, 貼防爆膜+注塑背蓋, 注塑成型後製品再UV塗層+AF, 再背面貼防爆膜, 防爆膜的工藝與複合板或玻璃的一致, 無需增加新的設備投資.
據了解, 業界如比亞迪, 東方亮彩, 捷榮, 通達, 勁勝, 聯懋, 鑫旺達, 惠科等廠家都在投入資源研發注塑智能手機背蓋, 小米, 華為, OPPO, vivo, 聯想, 傳音, 天龍, 中興等終端廠家都有望應用這項工藝, 推出相關終端產品.