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【摘 要】智能可穿戴设备主要指的是一种便携式的通信设备，可以直接穿在身上或者是作为挂饰等相关配件整合到用户的衣物当中。当前，人们已经越来越重视智能穿戴设备的研究，逐步由原来的概念研究逐步向实体研究转化，比如说智能手表、谷歌眼镜、智能手环等逐步投入使用。智能手表属于一种可以供人们佩戴的新型穿戴智能设备，这种设备可以和互联网相连，在特殊条件下可以取代手机等设备的部分功能。由于当前智能设备的使用需求进一步增加，加强无线信号的接收发送具有非常重要的意义。本文重点对智能穿戴设备天线包胶模的结构进行研究和分析，以供参考。
【关键词】智能穿戴设备;天线;包胶模结构设计
1 智能穿戴设备行业的概述
智能穿戴设备比手机等终端更可以更容易的融入人们的生活。智能穿戴设备能够有效的采集、计算相关数据，并且向后台服务器当中传送，并且接受服务器的反馈，最终为人类提供相关的服务，可以有机的融入语音交互、显示、振动，将社会生活和智能技术相结合。
当前的智能手表主要使用的是2G、3G的方式进行通信，高端设备融入了GPS、蓝牙、WiFi的功能，不管是在人体做出的姿态，还是人体吸收、遮挡电磁波的情况，天线都需要具有较好的阻抗匹配性能，能够提供全方位的方向性。在智能穿戴设备当中，体积相对较小，智能穿戴设备天线包胶模的结构设计需要具有较好的尺寸稳定性，线路精度高，适合的3d圆弧面，在当前应用前景越来越广泛。
2 天线包胶模的相关概念
2.1 LDS天线的定义
LDS（Lase Direct Structuring）天线是德国LPKF公司开发的一种激光加工与电镀工艺共同完成的3D-MID（Three-dimensional molded interconnect device）生产技术，主要是把一些普通的塑胶元件进行电气互连，让结构件具有防护和支撑的功能，与此同时可以和导体电路之间进行结合，形成天线的功能。简而言之就是在注塑成型的塑料支架当中，通过激光技术进行三维电路的雕刻，接着进行电镀，让图案形成三维金属电路，这样就可以让塑料支架具有一定的电气性能。
这种技术主要应用于汽车电子、手机天线、医疗助听器等设备，在手机天线当中较为常用，通常可以将金属片以塑胶热熔的方式在手机背壳当中进行固定或者直接将其贴在手机背壳当中，LDS技术可以把天线通过激光雕刻的方式设计到手机外壳当中，不单单可以防止内部金属的干扰，还可以让手机的体积减小。
2.2 LDS天线工艺过程
LDS天线在设计和生产的过程中主要分为4个部分。首先是射出成型，在此过程中主要通过注塑机将一些特殊化学添加剂的专用热塑性塑料进行注塑成型，其次需要进行激光活化，在此过程中通过激光光束进行活化，让激光粉活化产生金属核，这样就会产生粗糙的表面，为后续金属核的电镀形成锚固点，第3步为电镀在LDS生产的过程中是非常重要的一个部分，通过激光活化的乳胶表面进行化学镀，可以产生5～8微米厚的金属电路，这些电镀材料主要有金属镍金属铜，可以让塑料具有一定的电特性。最后完成组装，在组装的过程中可以进行电路喷涂，具有较好的外观效果。
2.3包胶模具的概念
包胶主要是一种二次注塑成型产品，通常由外包和主体两个部分组成。在模具制造的过程中首先进行硬胶主体的制造，主体硬胶模具在设计的过程中依照正常设计程序，需要以硬胶成品为参照。在生产的过程中，首先将硬胶主体生产出来，接着在硬胶主体上放入外包模具当中，完成外包软胶注塑生产工作。
3 智能手表LDS天线包胶模的结构设计
LDS天线包胶生产的过程中，出现的主要问题在于软硬胶脱开以及走线断裂，下面对这两点进行具体分析。
3.1包胶力
在设备的研发试产过程中，软胶边缘容易出现脱开的情况，通过壳体邊缘的合理设计让结构增强，可以有效的让包胶力改善，在此过程中需要对抓胶结构进行合理的设计。
具体分析图1可以发现，硬胶和软胶之间的结合力相对较差，表带和LDS天线前壳之间容易出现剥离。
对其原因进行分析，主要是表带当中的材质和前壳原材料没有很强的结合性，其次天线走线的过程中，金属镀层和软件之间的结合力无法达到要求，与此同时表带和前壳结合的结构设计过程中出现一定的缺陷，导致易剥离的问题。在解决的过程中，如图二所示，前壳结构适当增加卡合槽，与此同时让前壳硬胶和表带软胶的填充量增加，可以让产品的结合性进一步增强。
3.2 LDS天线走线断裂
通过显微镜进行观察，发现走线断裂的原因主要是两点，一点为压强，另外一个为温度。温度的问题主要可以提高一射的热变形温度的方法解决。其次，可以通过保护方式在LDS面上增加一定的耐温保护层，这样可以避免嵌件和形变等问题，而压强的问题同样可以有效的解决，首先可以让浇口分散注塑压力增加，其次可以加强模具的支撑，让包胶压力下出现的变形造成的走线断裂问题有效解决。
如图三所示天线断裂的问题，主要原因是在天线进胶口的周围注塑进胶的压力较大。在此过程中没有形成牢固的支撑而造成天线出现断裂，如图4所示，在模具上加大支撑，这样可以让天线断裂的问题得到有效的改善，在后续设计的过程中需要防止天线靠近浇口，防止天线周围模具悬空。
4 结论
随着科学技术的进步，智能穿戴设备逐步开始发展，在整合了强大的功能后，依然需要保证具有良好的讯号质量，与此同时需要重视小型化，将产品体积大小缩到极限。在天线设计的过程中面临着小尺寸以及多天线要求的挑战，在设计的过程中，天线本身的大小仍存在其物理极限，一定要重视天线小型化和一体化的结合。本文重点对智能穿戴设备天线包胶结构设计进行分析，并且列举了相关的实例，具体介绍一下LDS天线LDS天线包胶膜结构设计，有利于该技术的进一步推广和使用。
参考文献：
[1]封顺天，可穿戴设备发展现状及趋势.中国电信股份公司北京研究院 北京，2015.
[2]宋博林，可穿戴设备的现状和未来发展方向概述.武汉大学，2014.
（作者单位：上海歌尔声学电子有限公司）
【关键词】智能穿戴设备;天线;包胶模结构设计
1 智能穿戴设备行业的概述
智能穿戴设备比手机等终端更可以更容易的融入人们的生活。智能穿戴设备能够有效的采集、计算相关数据，并且向后台服务器当中传送，并且接受服务器的反馈，最终为人类提供相关的服务，可以有机的融入语音交互、显示、振动，将社会生活和智能技术相结合。
当前的智能手表主要使用的是2G、3G的方式进行通信，高端设备融入了GPS、蓝牙、WiFi的功能，不管是在人体做出的姿态，还是人体吸收、遮挡电磁波的情况，天线都需要具有较好的阻抗匹配性能，能够提供全方位的方向性。在智能穿戴设备当中，体积相对较小，智能穿戴设备天线包胶模的结构设计需要具有较好的尺寸稳定性，线路精度高，适合的3d圆弧面，在当前应用前景越来越广泛。
2 天线包胶模的相关概念
2.1 LDS天线的定义
LDS（Lase Direct Structuring）天线是德国LPKF公司开发的一种激光加工与电镀工艺共同完成的3D-MID（Three-dimensional molded interconnect device）生产技术，主要是把一些普通的塑胶元件进行电气互连，让结构件具有防护和支撑的功能，与此同时可以和导体电路之间进行结合，形成天线的功能。简而言之就是在注塑成型的塑料支架当中，通过激光技术进行三维电路的雕刻，接着进行电镀，让图案形成三维金属电路，这样就可以让塑料支架具有一定的电气性能。
这种技术主要应用于汽车电子、手机天线、医疗助听器等设备，在手机天线当中较为常用，通常可以将金属片以塑胶热熔的方式在手机背壳当中进行固定或者直接将其贴在手机背壳当中，LDS技术可以把天线通过激光雕刻的方式设计到手机外壳当中，不单单可以防止内部金属的干扰，还可以让手机的体积减小。
2.2 LDS天线工艺过程
LDS天线在设计和生产的过程中主要分为4个部分。首先是射出成型，在此过程中主要通过注塑机将一些特殊化学添加剂的专用热塑性塑料进行注塑成型，其次需要进行激光活化，在此过程中通过激光光束进行活化，让激光粉活化产生金属核，这样就会产生粗糙的表面，为后续金属核的电镀形成锚固点，第3步为电镀在LDS生产的过程中是非常重要的一个部分，通过激光活化的乳胶表面进行化学镀，可以产生5～8微米厚的金属电路，这些电镀材料主要有金属镍金属铜，可以让塑料具有一定的电特性。最后完成组装，在组装的过程中可以进行电路喷涂，具有较好的外观效果。
2.3包胶模具的概念
包胶主要是一种二次注塑成型产品，通常由外包和主体两个部分组成。在模具制造的过程中首先进行硬胶主体的制造，主体硬胶模具在设计的过程中依照正常设计程序，需要以硬胶成品为参照。在生产的过程中，首先将硬胶主体生产出来，接着在硬胶主体上放入外包模具当中，完成外包软胶注塑生产工作。
3 智能手表LDS天线包胶模的结构设计
LDS天线包胶生产的过程中，出现的主要问题在于软硬胶脱开以及走线断裂，下面对这两点进行具体分析。
3.1包胶力
在设备的研发试产过程中，软胶边缘容易出现脱开的情况，通过壳体邊缘的合理设计让结构增强，可以有效的让包胶力改善，在此过程中需要对抓胶结构进行合理的设计。
具体分析图1可以发现，硬胶和软胶之间的结合力相对较差，表带和LDS天线前壳之间容易出现剥离。
对其原因进行分析，主要是表带当中的材质和前壳原材料没有很强的结合性，其次天线走线的过程中，金属镀层和软件之间的结合力无法达到要求，与此同时表带和前壳结合的结构设计过程中出现一定的缺陷，导致易剥离的问题。在解决的过程中，如图二所示，前壳结构适当增加卡合槽，与此同时让前壳硬胶和表带软胶的填充量增加，可以让产品的结合性进一步增强。
3.2 LDS天线走线断裂
通过显微镜进行观察，发现走线断裂的原因主要是两点，一点为压强，另外一个为温度。温度的问题主要可以提高一射的热变形温度的方法解决。其次，可以通过保护方式在LDS面上增加一定的耐温保护层，这样可以避免嵌件和形变等问题，而压强的问题同样可以有效的解决，首先可以让浇口分散注塑压力增加，其次可以加强模具的支撑，让包胶压力下出现的变形造成的走线断裂问题有效解决。
如图三所示天线断裂的问题，主要原因是在天线进胶口的周围注塑进胶的压力较大。在此过程中没有形成牢固的支撑而造成天线出现断裂，如图4所示，在模具上加大支撑，这样可以让天线断裂的问题得到有效的改善，在后续设计的过程中需要防止天线靠近浇口，防止天线周围模具悬空。
4 结论
随着科学技术的进步，智能穿戴设备逐步开始发展，在整合了强大的功能后，依然需要保证具有良好的讯号质量，与此同时需要重视小型化，将产品体积大小缩到极限。在天线设计的过程中面临着小尺寸以及多天线要求的挑战，在设计的过程中，天线本身的大小仍存在其物理极限，一定要重视天线小型化和一体化的结合。本文重点对智能穿戴设备天线包胶结构设计进行分析，并且列举了相关的实例，具体介绍一下LDS天线LDS天线包胶膜结构设计，有利于该技术的进一步推广和使用。
参考文献：
[1]封顺天，可穿戴设备发展现状及趋势.中国电信股份公司北京研究院 北京，2015.
[2]宋博林，可穿戴设备的现状和未来发展方向概述.武汉大学，2014.
（作者单位：上海歌尔声学电子有限公司）