创新不止!8种新型手机盖板材料盘点
手机盖板是集功能性、美观性、使用手感等于一体的结构件,回顾手机盖板材质的演进过程,我们不仅可以看到材料科学和加工技术的进步,还能感受到不同阶段设计理念和用户需求的变化。
  • 塑料的时代

在早期,手机盖板多采用塑料材料,这主要是因为塑料成本低且易于加工。塑料盖板的轻便和耐用性使其成为最初手机设计的理想选择。然而,塑料的耐磨性和美观度有限,长期使用容易出现划痕和磨损,难以满足日益增长的消费者对于美观和个性化的需求。

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△ 聚碳酸酯塑料外壳的Nokia N9 图源ebay
  • 金属与5G/无线充电技术的兴起

随后,随着工艺的进步和消费者对高端质感的追求,不锈钢和铝合金等金属材质开始普遍用于手机盖板。金属不仅提高了设备的整体强度和耐用性,还带来了更加精致和优雅的外观。然而,金属的主要缺点在于它可能会影响手机信号的接收,尤其是在5G和无线充电技术普及后,这一问题成为设计师需要解决的新挑战。

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△ 全金属机身的HTC One M8 图源HTC官网
  • 玻璃与陶瓷的革新

为了克服金属材料的这些限制,厂商开始转向玻璃和陶瓷材质。玻璃盖板能够有效避免金属影响信号的问题,同时提供无线充电功能,并且在视觉和触感上提升了用户体验。陶瓷则因其高级的质感和优异的抗刮擦性能而受到高端手机用户的青睐。

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△ 一体化陶瓷机身设计的小米 MIX4
  •  其他新型材料

除了传统的塑胶、玻璃、陶瓷等材质外,随着材料科学和加工技术的不断进步,品牌终端创新不止,更多兼具功能、美观和手感的新型材料被引入手机盖板的设计之中。


1

纳米微晶玻璃


玻璃材质通透美观,但并不耐刮、也不耐摔,在“机”不离手的移动互联网时代,一不小心的跌落,它可能就“裂”了。在这种情况下,具有更强的耐刮耐摔特性的纳米微晶玻璃开始作为盖板玻璃材料应用在移动终端上。
微晶玻璃,指加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的基础玻璃,在一定温度制度下进行热处理,在玻璃内均匀有序地析出大量的微小晶体,微晶大小一般在几十纳米到几十微米之间,形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的双重特性,内部晶体有序排列,所以微晶玻璃比陶瓷的透明,比玻璃韧性强,而玻璃内部分子排列是无序的,这也是玻璃易碎的原因之一。

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与高铝硅玻璃相比,纳米微晶玻璃抗摔性能有成倍提升,大幅提升用户使用体验,在苹果、华为、荣耀、小米、魅族等品牌终端产品上广泛应用,开创手机耐摔防护新时代。
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△ 华为 Mate 60 Pro采用第二代昆仑玻璃,整机耐摔能力提升1倍 图源官网


2

素皮材质


除了传统的硬性材料,一些品牌也在探索使用素皮等软性材料,以提供独特的手感体验和外观。素皮材料不仅手感细腻,还能增加手机的抗滑性,提供更为舒适的持握感。此外,素皮的高端质感与轻盈特性,可同时满足轻量化和手感的双重需求,使其成为一个优雅而实用的选择。


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△ 后盖采用了定制超薄素皮材质的华为 Mate XT 非凡大师




复合材料



随着科技的不断发展和消费者对便携式电子产品的需求不断提高,手机等消费类电子产品的外观结构件正呈现轻薄、美观、高强度的发展趋势,对材料和工艺提出了更高的要求,以玻纤板为代表的纤维增强复合材料具备跟金属相当的比强度和比模量,成为轻薄、高强度手机后盖材质的热门选择。


3

玻纤板


玻纤板是由高性能树脂材料与玻璃纤维增强材料复合而成,根据树脂基材的不同,有热固和热塑之分,复合材料的制备技术也有干法和湿法两种。其中,玻纤板的湿法工艺是将经过处理的玻纤布,浸渍上树脂胶液(通常为环氧树脂),再经热处理(预烘)使树脂进入 B阶段而制成的薄片材料,经切割层叠压合而成的片状产品。


玻纤板具备较低的密度,较好的机械性能以及较低的介电常数,较好耐热性、耐化学稳定性以及良好的加工性。通过冲切/CNC(平面)或热压成型(3D)后,加之装饰效果制成手机后盖,具有轻、薄、高强度的特点,备受主流终端厂商青睐。据业内人士预测,2024年手机玻纤板外壳市场渗透率有望达到15%。

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△ 小米MIX Fold 4黑色、白色和龙胆蓝配色均采用超薄玻纤工艺,轻巧且坚固,比传统玻璃薄30%以上


4

UPE纤维


UPE纤维,即超高分子量聚乙烯纤维(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene),具有超轻、高比强度、高比模量、优越的能量吸收性、较好的耐磨、耐腐蚀、耐光等多重优异性能,与碳纤维和芳纶纤维一起并称为三大高性能纤维,是目前已工业化纤维材料中比强度和防弹性能最高的纤维,广泛应用于航空航天、安全防护、海洋工程、体育器材以及电力通讯等领域。


2024年3月, vivo X Fold3正式发布,轻至 219g,后盖采用 UPE 纤维(超高分子量聚乙烯纤维) + 云纤(玻璃纤维)材质,将UPE 纤维复合热压到玻纤背板中,重量减轻的同时,抗冲击能力相比上代提升至 15 倍,达到军工级抗冲击能力。
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vivo X Fold3


5

PBO纤维


PBO纤维,是聚对苯撑苯并二噁唑纤维的简称,具备超高强度、超高模量、耐高温和高环境稳定性等特点,综合性能是有机纤维之最。


在性能方面,PBO纤维的拉伸强度和模量是对位芳纶的两倍,耐热性高出100℃,极限氧指数(LOI)达68%,分解温度高达650℃,而且它是一种高强度的不燃纤维,密度仅为1.54-1.56g/cm³,比碳纤维和玻璃纤维更轻。这些特性使得PBO纤维在军工、航空、安全防护、电子电气、交通运输、建筑材料、体育器材和高温过滤等多个高端领域有重要应用。

在消费电子领域,PBO纤维不仅具备优异的介电性能(透波率超过98%),还有出色的力学性能、抗冲击性和阻燃特性。作为手机等电子设备的结构材料,PBO纤维能够在不干扰通信信号的前提下,实现设备设计的超薄和轻量化,是消费电子产品超轻超薄设计的理想新材料。


6

龙鳞纤维(陶瓷纤维+芳纶纤维)


小米 MIX Fold 3/4后盖采用的龙鳞纤维,是由陶瓷纤维和芳纶纤维复合而成的三维超高抗冲击材料,具有高韧性、高强度、抗冲击和抗穿刺等优点,强度较玻璃提升36倍。龙鳞纤维的应用使得机身材料强度得到了突破,同时实现轻量化。


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△ 小米 MIX Fold 3 采用的龙鳞纤维


7

木质材料


木质材料在手机中的应用并不多见,作为一种天然材料,它拥有独特的纹理和质感,可以提升整机辨识度,打造独特的个性化设计,同时也符合环保永续的设计理念。木质材料可以通过表面特殊涂层处理,在保留木纹的同时,提升盖板耐用性能。


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△ Moto Edge 50 Ultra 北欧木色


8

新型陶瓷


前面我们说到的陶瓷材质,主要是指传统的氧化锆陶瓷,硬度高、耐刮划耐摔、光泽剔透、手感温润如玉,一度成为高端旗舰机型后盖材质的热门选择。但陶瓷后盖手机整机相对厚重,影响使用体验,制约了其在智能手机轻薄化设计需求下的大规模应用。


2024年2月,小米推出龙晶陶瓷版小米14 Ultra,后盖的新型陶瓷材质,通过热处理工艺晶化,形成由微小晶体组成的多晶体陶瓷,相比传统陶瓷,轻了 50%。

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此前有数码博主爆料称,接下来的小米15系列和一加13都会有新型陶瓷版本,可以期待一下。

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随着市场需求的多样化以及消费者对手机性能与美观的日益追求,智能手机形态在不断演化,结构件材质与工艺成为行业创新重点。艾邦建有手机创新材质工艺交流群,欢迎长按识别下方二维码加入群聊,一起探讨手机产业创新发展趋势。


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活动推荐:2024年手机产业创新技术论坛(11月15日  深圳)

2024年手机产业创新技术论坛
(新材料、新工艺、折叠屏)
2024年11月15日

深圳  观澜格兰云天酒店

(深圳市龙华区观澜大道环观南路)


一、会议议题(拟定)


序号

议题

演讲单位

1

全球智能手机市场动态

Counterpoint

2

折卷万象,创景焕新

京东方

3

至轻至强,超薄折叠屏手机的革命性材料—PBO 纤维

中蓝晨光院

4

环保皮革材料在手机后盖上的应用

迈图(上海)

5

激光技术助力折叠屏手机产业化发展

邀请中

6

复材美学-复合材料的CMF方案(如何实现复合材料的美学设计)

聚龙高科

7

一种超强热固反应胶膜在手机等3C产品后盖的应用

隆创新材

8

消费电子精密光学PVD镀膜工艺解决方案

广东汇成真空

9

柔性力控制打磨抛光技术在手机行业的应用

大儒科技

10

折叠屏手机精密铰链材料及工艺解决方案

邀请中

11

手机外观结构件PVD表面处理创新解决方案

邀请中

12

折叠屏防护屏障——非牛顿流体材料/TPU材料解决方案

邀请中

13

折叠屏手机UTG超薄玻璃盖板解决方案

邀请中

14

钛合金在手机等3C产品上的应用趋势

邀请中

15

手机玻璃/陶瓷/塑胶结构件创新技术与应用

邀请中

16

……

……


更多创新主题演讲意向,请联系周小姐:18320865613(同微信)


二、报名方式


报名方式1:加微信并发名片报名


参会、各类赞助请联系:

艾果果13312917301(同微信)

ab008@aibang.com;


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注意:每位参会者均需要提供信息;


议题演讲请联系:

Mickey 18320965613(同微信)

ab035@aibang.com;


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方式2:在线登记报名;

识别下方二维码在线登记报名

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原文始发于微信公众号(艾邦智造资讯):创新不止!8种新型手机盖板材料盘点



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作者 li, hailan