PDO подготовил операторы для INSERT и ON DUPLICATE KEY UPDATE с именованными заполнителями

Ваш ON DUPLICATE KEY синтаксис неверен.

$stmt = $conn->prepare('INSERT INTO customer_info (user_id, fname, lname) VALUES(:user_id, :fname, :lname)
    ON DUPLICATE KEY UPDATE fname= :fname2, lname= :lname2');

$stmt->bindParam(':user_id', $user_id);  
$stmt->bindParam(':fname', $_POST['fname'], PDO::PARAM_STR);
$stmt->bindParam(':lname', $_POST['lname'], PDO::PARAM_STR);      
$stmt->bindParam(':fname2', $_POST['fname'], PDO::PARAM_STR);
$stmt->bindParam(':lname2', $_POST['lname'], PDO::PARAM_STR);      

Вам не нужно указывать имя таблицы или SET в предложении ON DUPLICATE KEY, и вам не нужно предложение WHERE (оно всегда обновляет запись с дублирующимся ключом).

См. http://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/insert-on-duplicate.html

У вас также была синтаксическая ошибка PHP: вы разбили запрос на две строки.

ОБНОВИТЬ:

Чтобы связать несколько параметров:

function bindMultiple($stmt, $params, &$variable, $type) {
  foreach ($params as $param) {
    $stmt->bindParam($param, $variable, $type);
  }
}

Тогда назовите это:

bindMultiple($stmt, array(':fname', ':fname2'), $_POST['fname'], PDO::PARAM_STR);

IMHO, приведенный ниже, является правильным ответом для тех, кто снова с этим сталкивается.
Примечание: этот оператор предполагает, что user_id является КЛЮЧОМ в таблице.

ЗАЯВЛЕНИЕ действительно было неверным, но принятый ответ не был полностью правильным.

Если вы вставляете и обновляете с использованием одних и тех же значений (и не обновляете другие значения), это исправленный псевдокод запроса:

try { 
    //optional if your DB driver supports transactions
    $conn->beginTransaction();

    $stmt = $conn->prepare('INSERT INTO customer_info (user_id, fname, lname) ' . 
                'VALUES(:user_id, :fname, :lname)' .
                'ON DUPLICATE KEY UPDATE fname=VALUES(fname), lname=VALUES(lname)');
    $stmt->bindParam(':user_id', $user_id);  
    $stmt->bindParam(':fname', $_POST['fname'], PDO::PARAM_STR);
    $stmt->bindParam(':lname', $_POST['lname'], PDO::PARAM_STR);      
    $stmt->execute();

    //again optional if on MyIASM or DB that doesn't support transactions
    $conn->commit();
} catch (PDOException $e) {
    //optional as above:
    $conn->rollback();

    //handle your exception here $e->getMessage() or something
}