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激光在立体电路的应用:

激光在工业的应用越来越广,激光打标,激光焊接,激光切割等等.除了这些应用外,大家来讨论激光在各个新领域的应用.

最近了解到激光在立体电路的应用,供大家分享和讨论:

3D-MID技术在国内还鲜为人知，但在美日欧等发达国家、地区已被较广泛的应用于通讯、汽车电子、计算机、机电设备、医疗器械等行业领域，具体应用包括手机天线、牙科器具上用的高集成度的电路载体板、麦克风用电路载体模块、用LCP制造的助听器、汽车方向盘、油路位置传感器等等，包括MOTOLORA、SANSANG、NOKIA、BOSCH、SIEMENS、BMW等许多国际著名企业都已广为采用3D-MID技术。据估计，06年度3D-MID产品海外市场规模高达数十亿美元，且在近年来保持了年均50％以上的增长速度。
激光直接成型法（Laser Direct Structuring，以下简称LDS）进行3D-MID器件生产的全制程技术工艺细节如下:
一、3D-MID简介
1、什么是3D-MID
3D-MID是英文“Three –dimensional moulded interconnect device or electronic assemblies”的缩写，中文直译就是三维模塑互连器件或电子组件。
3D-MID技术是指在注塑成型的塑料壳体的表面上，制作有电气功能的导线、图形，制作或安装元器件，从而将普通的电路板具有的电气互连功能、支承元器件功能和塑料壳体的支撑、防护等功能以及由机械实体与导电图形结合而产生的屏蔽、天线等功能集成于一体，形成所谓三维模塑互连器件。
2、3D-MID的优势
设计方面的优势：
1. 三维电路载体，可供利用的空间增加；
2. 器件更小、更轻；
3. 功能更多，设计自由度更大，有可能实现创新性功能。
制造方面的优势：
1. 采用塑料为材料，通过模具注射成型基体，基础技术成熟可靠；
2. 减少了零部件数目，更为经济合理；
3. 导电图形加工步骤少，制造流程短；
4. 减少了装连层次，简化了安装，可靠性更高。
生态经济方面的优势：
1. 制造流程短，直接用壳体作为互连载体，投入制造的材料数量和种类都有所下降，环境友好性好；
2. 循环利用和处理容易；
3. 有害物质排放少。
二、LDS技术3D-MID主要工艺流程
制作3D-MID的过程主要分为3大步：特殊塑料注模---激光激活表面线路---表面线路的金属化；
1、注塑成型以可激光活化的改性塑料为原料，采用普通的注塑成型设备、模具和技术注射出塑料本体。
2、激光活化
用聚焦激光束投照塑料表面需要制作导电图形的部位，活化、粗糙图形部位表面。
3、金属镀覆
用化学方法在被激光活化的图形部位沉积上导电金属，从而实现在三维塑料件上制造导电图形，形成互连器件。
三、3D-MID技术在移动电话内置天线中的应用.
3D-MID技术在通讯方面通常是应用在移动电话的内置天线；
这可替代普通天线杆或牵引器，将天线作为电话中内部装置一部分，其体积限制需要更有效的利用空间。随着可动电话盖的不断普及，MID技术也用于增加其功能正如微型化和增加防护屏蔽功效MID 模块和其金属化性能可容易修订其产品的色彩和颜色使产品更具吸引力。四、3D-MID的制作技术共有五大类：
双组分注射成型法、热冲模压法、成型薄膜后注射法、掩膜成型法和激光直接成型法（LDS）。
LDS技术相比其它技术更具有以下特点：
1.弹性生产流程：
a. 不需要模具, 不需要掩膜；
b. 利用CAD数据直接加工电路图型；
2.迅捷的3-D 成型：
a. 高速动态的激光光束偏移、旋转；
b. 非接触加工；
3.加工分辨率高：
a. 激光光束直径 < 100 µm；

现阶段国内市场上的很多手机内置天线采用金属片与塑料热熔的方式固定或者直接将金属片贴在手机背壳上，这些天线存在多方面的制约，如制作流程复杂，部件多，成本高，组装时间长，如采用3d-mid技术直接将线路做在三维立体的塑料表面上，可以很好的利用空间结构，制作流程短，部件少，可靠性高等不可预见的优点．

本帖最后由 gxiaolaser 于 2011-7-15 17:44 编辑

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本帖最后由 gxiaolaser 于 2011-7-15 17:51 编辑

莫仕公司(Molex)采用了LDS工艺生产三维模塑互联的手机天线。莫仕公司最近宣布，他们已经生产了二千万个采用LDS工艺制造的天线。莫仕公司手机事业部经理Ellen Maassen说：“我们参与推动三维模塑互联器件的发展已经有十年的时间了，对该项技术在市场上取得突破有所贡献。”目前对这种高效、经济的部件持续增长的需求，令她感到满意。现在，LDS技术已经取代先前传统的加工方式。莫仕公司采用LDS技术每个月生产几百万件产品，并且正计划进一步扩大产能。

　　LDS工艺是在单组份注塑的部件上，利用激光在几秒钟之内在塑料部件表面成型电路。采用这种方法将成型的电路激活，然后再采用化学镀工艺将电路金属化。
　　LDS工艺与其它技术相比有两个主要优势。第一，与柔性电路板天线和金属片天线相比，LDS部件具备完全的三维功能。LDS部件可采用其实际需要的形状---功能服从形态。因为采用激光成型，改变电路图案无需改变模具就能实现，非常适合生产不同种类的天线。

　　第二，LDS技术效率极高：产品生产周期短，激光系统耐用、少维护，适合7X24不间断生产，并且故障率低---是成功生产的理想选择。不仅仅适合于生产手机部件！

关键词：手机天线

本帖最后由 gxiaolaser 于 2011-7-15 17:52 编辑

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Molex公司推出一款面向2.4 GHz 工业、科学和医疗(ISM)频带与Wi-Fi无线通信应用的全新标准天线，这款2.4 GHz频带天线是Molex 工业、消费性、医疗和汽车市场标准天线系列的首款产品，Molex标准天线产品使用多种生产和RF技术，为严苛的无线市场提供高性能和易于集成的解决方案。

2.4 GHz频带天线基于Molex市场领先的激光直接成型(Laser Direct Structuring, LDS)技术。LDS技术利用3D激光系统，容许天线由CAD数据直接转移到模塑天线的载板上，甚至直接转移到设备架构中。

Sager表示：「LDS天线能够超越传统天线的物理限制，让客户能够以更少的组件和更佳的性价比，实现更高集成水平。Molex是LDS 天线的领先厂商，至今已付运超过1.5亿个LDS 天线。」

2.4 GHz频带天线与表面贴装器件和回流焊工艺完全兼容，从而能够实现与客户工艺的顺畅集成。这款天线的整体尺寸为3.0mm(长)、3.0mm(宽)和4.0mm(高)，是同类型地面天线中最小产品的之一。这款天线适用于智能仪表和其它智能电网连接装置、具Wi-Fi功能之消费电子产品和其它运行蓝牙、ZigBee (IEEE 802.15.4)和WLAN (IEEE 802.11b/g/n)的应用。

本帖最后由 gxiaolaser 于 2011-7-15 18:04 编辑

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是好东西。
但在国内如何快速进入到应用阶段，这是个难题。
有兴趣的向这个方面发展的朋友，多讨论下，有资金的出资金，有技术的出技术，有市场的搞市场，一起把他搞起来。

技术没有问题, 设备的价格比较昂贵!

DEKE 发表于 2011-7-28 13:35
肖老板去开拓市场啊，

呵呵,市场不是我的强项

激光直接成型技术在一个注塑成型的塑料元件壳体上，沿着壳体轮廓在其表面上烧蚀电路走线痕迹，从而创建出一个三维模塑互连器件（3D-mid）（见图1）。在加工过程中，首先根据设计方案在塑料元件壳体上用激光烧蚀电路走线痕迹，然后再对经过激光烧蚀的部分进行金属化镀层，这样在壳体上就形成了电子线路。元件壳体要使用耐高温的热塑性材料，这样就能够使用标准的回流焊工艺安装表面贴装元件。3D-mid带来了非常明显的设计和制造优势：零部件布局更加紧凑、产品更加小型化、质量更轻、装配时间大大缩短、产品可靠性更高，同时其还有望在医疗、汽车、工业和军事/国防领域的一些新兴应用中，降低总体系统成本。

图1：三维模塑互连器件（3D-mid）将注塑成型的元件外壳和电子线路整合在一起。

本帖最后由 gxiaolaser 于 2011-8-3 08:56 编辑

立体电路产品优势
（1）柔性制造：印制电路（PCB）工艺修改图案需要改菲林；修改外型需要改模具。而本工艺不要模具和掩模，只修改激光机CAD数据，优势明显。
（2）环保流程：传统的塑胶表面电镀金属，抗剥离强度差，且需要酸粗化、水洗、沉积贵金属钯水等不环保流程，而本工艺无此流程，直接环保化学镀；相比印制电路（PCB）工艺，属于加法工艺，不要去掉铜泊，省略了蚀刻环节，无环境负担。
（3）环境友好：制造过程无污染、无高压、无废水、无强电、无噪音、无废气。
（4）敏捷制造：相比印制电路工艺，省略了漫长的制造菲林、模具、蚀刻等环节，制成短而灵活。
（5）产品性价比高：省略了五金螺丝、接插件、电路板，在一些应用中实现了高密度的三维立体组装。例如手机天线去掉了五金件，省略了五金模具:
（6）与现有各工艺互补兼容性强：在现有工艺流程中，增加了激光处理、化学镀环节
与塑胶业、电镀业、激光加工企业、印制电路板行业相融性好，只是增加了流程，或者更改原料和参数或药水。制成的立体电路产品也与传统印制板产品相融性好，例如立体电路组件焊接在传统的印制电路上：

同一主题资料:

3DMIDS改性塑料的激光活化和金属化.pdf (302.08 KB)

立体电路的实际应用.pdf (184.46 KB)

US7358921B2.pdf (133.57 KB)

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