LDS到底是什么？LDS的工藝流程又是怎樣的？

LDS工藝發(fā)展至今已經(jīng)比較穩(wěn)定成熟了，相對其它傳統(tǒng)工藝，LDS具有成品體積小，制程簡化，研發(fā)制造時間短，制程穩(wěn)定。環(huán)保，精確度高等技術(shù)優(yōu)勢。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能手機天線、筆記本電腦天線，醫(yī)療設(shè)備傳感器、汽車設(shè)備傳感器、電子電氣等產(chǎn)品中。

▍首先，LDS到底是什么？

LDS-激光直接成型技術(shù)，是指利用數(shù)控激光直接把電路圖案轉(zhuǎn)移到模塑塑料原件表面上，利用立體工件的三維表面形成電路互通結(jié)構(gòu)的技術(shù)。

LDS材料是一種內(nèi)含有機金屬復(fù)合物的改性塑料，經(jīng)過激光照射后，使有機金屬復(fù)合物釋放出粒子。

▍那么，LDS的工藝流程又是怎樣的？

圖一：LDS工藝流程

一、金屬氧化物的制備

有機金屬復(fù)合物的特性：

絕緣性；

不是催化性活性劑；

可以均勻的分散在塑料基體中：

激光照射后能釋放出金屬離子；

耐高溫；

耐化學(xué)性；

低毒；

無溢出，無遷移。

二、LDS專用料的制備

圖二：LDS專用料的制備流程，由廣東中塑新材料有限公司提供

三、開模與注塑

模廠根據(jù)終端客戶的需求和LDS專用料的要求開模和注塑。

1、開模注塑工藝設(shè)計可能會給LDS過程中帶來的影響

①鐳射區(qū)域不能設(shè)計垂直面，要適當?shù)脑O(shè)計斜坡，斜坡與垂直線的角度應(yīng)大于等于30°以上。（如圖三）

圖三：鐳射區(qū)域設(shè)計斜坡與垂直線30°以上

②鐳射區(qū)應(yīng)盡量避開分模線，以免后續(xù)給鐳射工藝帶來斷線的致命影響。

③分模線的高度上限不能超過0.05mm。

④導(dǎo)通孔應(yīng)該設(shè)計為錐角，錐角角度應(yīng)為大于等于60°的角度，導(dǎo)通孔 的最小直徑應(yīng)為0.2mm，孔邊可倒半徑為0.15mm的圓角。（圖四）

⑤塑膠素材表面不應(yīng)做拋光處理，粗糙度為Rz5-10um，符合LDS制程要求。

⑥塑膠成品素材尺寸公差要求不能超過0.02mm平整度一致度要求要高。

圖四

如按照客戶需求，提供中塑新材料有限公司 的PC基材，型號為7015-LMT的白色LDS材料。需要注塑成型前材料在120℃的溫度下，烘烤4-5個小時來確保材料干燥充分，也更能保證注塑成型的順利進行。模溫控制在100-120℃，注塑溫度控制在250-310℃的范圍內(nèi)。注意在注塑成型過程中，不可添加水口料。

四、LDS鐳雕

注塑成型后的素材到鐳雕線完成鐳雕過程；

圖五：LDS材料鐳雕，化鍍示意圖

1、導(dǎo)電線路設(shè)計須知

①盡可能的將線路設(shè)計在同一個面，曲面平面不受限制，拿一個長方體素材來說，拐角相連的線路非常影響LDS生產(chǎn)效率，若能改為在兩條對邊上就可以提高生產(chǎn)效率，尤其是較大機殼。

②鐳射線路最細可設(shè)計為0.2mm左右。

③線路之間的間距最小0.5mm左右，防止后續(xù)化鍍過程中產(chǎn)生溢鍍而造成線路短路。

④線路邊到塑膠殼邊的距離為最小0.1mm左右。

⑤線路邊到塑膠殼墻體邊的距離為1-2mm左右，（防止鐳射過程中因金屬粉塵濺到壁上而產(chǎn)生溢鍍），如示意圖：

⑥平坦面相對曲面鐳射可能會給化鍍厚度及粘附力帶來不同的影響，平坦面鐳射效果比曲面效果好。

2、LDS過程應(yīng)注意事項

①首先確認要導(dǎo)入鐳雕設(shè)備LDS STP文件中的3D線路應(yīng)為零厚度的。

②導(dǎo)入圖案后先驗證夾具的穩(wěn)定性。

③調(diào)試過程中不能輕易修改設(shè)計好的線路，只要改動0.1mm都有可能會給后面的RF性能測試帶來影響。

④參數(shù)的設(shè)置也很重要，能量與激光運行速度、頻率設(shè)置的合理性以及顯微鏡下觀察鐳射后的表層不能有燒焦和能量不足帶來的外觀不良，這將會給后面化鍍帶來嚴重的影響，也將直接影響性能測試。繼續(xù)以 中塑新材料有限公司的LDS PC 7015-LMT白色材料為例，材料要求鐳雕參數(shù)能量在5-12W，速度為2-4m/s,頻率為40-100KHz。

⑤當一個產(chǎn)品要用多個POS才能完成時，首先應(yīng)考慮夾具旋轉(zhuǎn)的角度，在程序里應(yīng)設(shè)置為角度是從小到大或從大到小依次旋轉(zhuǎn)，來節(jié)省加工時間提供生產(chǎn)效率。

⑥從設(shè)備光學(xué)Z軸與機械Z軸綜合考慮多個POS機械Z軸值，盡量控制機械Z軸的運動最小范圍。

⑦Hatch線的寬度在鐳射效果允許的情況下盡可能的設(shè)置寬一點，（一般設(shè)置在0.03-0.05mm）以減少加工時間，提高生產(chǎn)效率。

⑧復(fù)雜的產(chǎn)品需要2個工作臺才能完成的，盡量考慮將兩邊的加工圖案分布均勻，合理安排鐳射與拆裝產(chǎn)品時間，做到人與機器在時間上互不相等，從而提高生產(chǎn)效率。

⑨LDS尺寸公差，一般情況，線路與線路之間為±0.1mm，線路到塑膠殼邊緣為±0.15mm。（如圖六）

圖六

五、化學(xué)鍍金屬

已鐳雕完成的素材到化鍍線完成化鍍過程；

1、化鍍前LDS產(chǎn)品儲存要求

①鐳雕好的產(chǎn)品應(yīng)放置于濕度<60%的環(huán)境中，并盡快送至下一工序，如儲存時間較長或濕度較大，應(yīng)用塑料封存。

②禁止用手直接接觸產(chǎn)品鐳射面以防氧化。

③針對每款產(chǎn)品定制相對應(yīng)的塑膠托盤，以防止產(chǎn)品在運輸過程中挪動而將產(chǎn)品刮花。（如圖七）

圖七

LDS產(chǎn)品化鍍要求

①一般產(chǎn)品都是鍍銅底再鎳覆蓋，部分產(chǎn)品應(yīng)客戶要求要鍍金。

②鍍層厚度一般為：Cu 6-12 μ 、Ni 2-4 μ 、Au O.1-0.2 μ。

③通過百格測試與鹽霧測試來驗證鍍層是否脫落。（如圖七）

④鍍層厚度一致性要好。

⑤無明顯溢鍍，尤其是線路與線路很窄的地方溢鍍很容易出現(xiàn)短路。

⑥鍍層表面不能有明顯的臟污或鍍層發(fā)黃、發(fā)暗等色差問題。

⑦鍍層表面不能用手直接接觸，以防氧化。

圖八

六、噴涂等二次加工

化鍍后的成素材測試相關(guān)性能；例如百格測試，RF測試，保證產(chǎn)品性能，為后續(xù)的噴涂等二次加工做好準備。

①部分產(chǎn)品化鍍后需要噴涂。

②噴涂厚度一般為：底漆4-5 μ 、面漆8-20 μ不等。

③噴涂后的部分產(chǎn)品如手機天線類的，還需組裝一個揚聲器配件類，然后將組裝好的產(chǎn)品進行性能測試。

總的來說，LDS技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵因素包括三個，首要必須有對鐳雕激光敏感的LDS專用料作為基材；二是電路設(shè)計及激光雕刻系統(tǒng)；最后是良好有效化鍍系統(tǒng)及過程控制。