5G时代来临,手机外壳氧化锆陶瓷材料大解析!

2017-05-16  napoleona



2017年年初,合肥汇璟先进陶瓷材料科技有限公司总投资约5亿元,建成后年产3000万片智能手机陶瓷背板,首期投资1亿元,今年10月份投产;此后,三环集团发布公告称,与长盈精密合作,累计投资87亿元,用于生产年产能规模可达到1亿件以的智能终端和智能穿戴产品的陶瓷外观件及模组;紧接着,南通通州湾新材料科技有限公司“纳米精密陶瓷新材料项目”也于2月28日正式开工,该项目总投资5亿元

图:小米6陶瓷尊享版,首款四曲面陶瓷机身


为什么这些企业都在大力推进智能手机陶瓷背板及氧化锆陶瓷材料项目?答案是:5G时代要来了!


随着通信技术的发展, 5G通信很可能将在2020年初步实现商业化, 5G信号显著特点是信号传输速度更快(传输速度为4G的10-100倍),极大的方便了人们的生活!5G通信将采用3Ghz以上的频谱,其毫米波的波长很短,来自金属的干扰非常厉害,陶瓷和玻璃具有“先天优势”。而随着陶瓷在指纹识别、无线充电等手机功能领域的逐渐普及,陶瓷材料具有无信号屏蔽、硬度高、观感强及接近金属材料优异散热性等特点成为手机企业进军5G时代的重要选择。下面我们来讲讲手机外壳用陶瓷材料,主要分为:


1.什么是陶瓷材料?

2.手机上的陶瓷材料有哪些?

3.何为氧化锆陶瓷?

4.从专利看陶瓷在手机上的应用

5.与氧化锆陶瓷相关的专利


什么是陶瓷材料?


陶瓷材料是人类生活和现代化建设中不可缺少的一种材料。它是继金属材料,非金属材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的材料之一。它兼有金属材料和高分子材料的共同优点,在不断改性的过程中,已经使其易碎性得到很大的改善。


常见的陶瓷材料大体分两类


根据用途不同,特种陶瓷材料大致可分为三类


手机上陶瓷有哪些?


2017年4月19日

小米发布旗舰机小米6陶瓷尊享版,首款四曲面陶瓷机身,相机装饰环是18K镀金。


2016年10月25日

小米发布了一款概念手机叫小米MIX。关于小米MIX,大家关注点都在前面了,其实后盖这个全陶瓷机身也是很大一个亮点。



2016年2月24日

小米5陶瓷尊享版正式发布,小米成为全球第一个成功运用3D陶瓷的品牌。



2015年3月

华为P7陶瓷版手机正式开卖。同年10月份,一加手机X正式发布2.5D陶瓷版本手机,为陶瓷机身的发展奠定了基础。


2012年

韩国手机厂商泛泰推出的VegaRacer2手机首次采用了陶瓷机身,第一部陶瓷机身手机问世


机型

主要成分

小米6陶瓷尊享版

氧化锆陶瓷

小米MIX

氧化锆陶瓷

小米5陶瓷尊享版

氧化锆陶瓷

一加手机  X

氧化锆陶瓷

华为P7陶瓷版

氧化锆陶瓷

泛泰推出的VegaRacer2

玻璃陶瓷


一向作为智能手机行业“风向标”的苹果公司虽然还未推出陶瓷手机,但苹果的”Apple Watch”后盖的材质中加入了氧化锆陶瓷。

何为氧化锆陶瓷?


氧化锆陶瓷(ZrO2陶瓷,Zirconia Ceramic)具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。纯ZrO2为白色,含杂质时呈黄色或灰色,一般含有HfO2,不易分离。

由于具有相变增韧特性,消费电子用陶瓷材料大部分为氧化锆陶瓷。



氧化锆陶瓷生产难度非常大,良品率很低,目前国内主要的生产商有三环集团、伯恩光学、蓝思科技、日本京瓷、顺络电子(参股东莞信柏)、晋城富士康、宏通陶瓷、丁鼎陶瓷等。氧化锆陶瓷的手机后盖良品率大概在20-30%,采购价格大概在200块左右(不同手机价格会有些不同),用于指纹模组上面的盖板,一小片大概在5块钱左右。


几种手机后盖材质对比:


从专利看陶瓷在手机的运用

1. 全球专利申请趋势

陶瓷在通信领域,最早运用在电话机的听筒与外壳及各零部件上,自1918年起,每年都有专利申请,国内最早的专利出现在1988年,将陶瓷运用在电话线零部件中。随着陶瓷材料的发展及精细陶瓷的崛起,近年来申请量也出现大幅增加。(限于专利18个月的公开期限,已申请未公开的专利数据不做统计。)



2. 技术构成

从技术构成来看,陶瓷材料在H04M电话通信领域的分布最多,同时也在半导体器件、扬声器、天线、传输、电设备外壳、放电管、谐振器等各相关零部件有分布。



3. 主要专利申请人排名

在排名靠前的申请人中,除南京理工大学外,其余均为国外申请人,南京理工大学申请相关专利均为发明专利,主要技术分布在H01P波导;谐振器、传输线或其他波导型器件。排名第一的STC PLC公司,是英国电话、电报、无线电、通讯及相关设备研发的制造商。在其历史上,STC发明和开发了几个突破性的新技术,包括脉冲编码调制(PCM)和光纤。



4. 全球地域分布

从专利申请的受理国家和地区来看,专利申请主要集中在韩国、中国、英国、日本、美国、德国等国家。排名靠前的韩国,申请人中包括三星、SK、LG等通讯领域的公司。



5. 中国专利申请人国别


在中国受理的专利申请人,大多依然来自中国本土,其次为美国和日本的公司。



与氧化锆陶瓷相关的专利


1. 主要关键词构成


从相关专利呈现出的关键词构成来看,专利分布在与氧化锆材料、用途、性能相关的各个方面。


2. 中国专利情况


  从全国范围来看,氧化锆陶瓷相关应用,集中在东部地区,发明申请占据主导地位。




3. 部分国内已公开的相关专利


笔者筛选在国内已公开的相关专利,包括氧化锆陶瓷的运用、制备方法、外观等各方面,希望正在从事氧化锆陶瓷技术研发及生产的企业可以从中得到一定启发。



来源:合享科技创新情报,作者: incoPat阿曼。

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