立体电路的制作方法及改性激光烧结粉末材料技术

本发明专利技术公开了一种立体电路的制作方法，包括以下步骤：通过选择性激光烧结方法生成原型件，用于所述原型件的原料为含有适合激光表面活化的成分的改性激光烧结粉末材料；用激光对所述原型件的表面进行预定的选择性扫描以形成表面活化区域；通过化学镀在所述表面活化区域形成导电线路。还公开了一种用于所述的立体电路的制作方法的改性激光烧结粉末材料。本发明专利技术在克服传统SLS加工材料对应用带来的限制的同时实现表面复杂的基体成型,有效满足激光活化及导电线路快速制作成型的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种立体电路的制作方法，包括以下步骤：通过选择性激光烧结方法生成原型件，用于所述原型件的原料为含有适合激光表面活化的成分的改性激光烧结粉末材料；用激光对所述原型件的表面进行预定的选择性扫描以形成表面活化区域；通过化学镀在所述表面活化区域形成导电线路。还公开了一种用于所述的立体电路的制作方法的改性激光烧结粉末材料。本专利技术在克服传统SLS加工材料对应用带来的限制的同时实现表面复杂的基体成型,有效满足激光活化及导电线路快速制作成型的要求。【专利说明】立体电路的制作方法及改性激光烧结粉末材料
本专利技术涉及电路制作领域，特别是涉及一种立体电路的制作方法及改性激光烧结 粉末材料。
技术介绍
对于电子电器和机电产品制造工艺和相应的材料技术，追求的方向为柔性、环保、 快速、节能。业界开发出称为 3D-MID(Three_dimensional moulded interconnect device or electronic assemblies)的技术，该技术在塑胶表面成型精密和紧密的导电图案，电子 元器件可以直接焊接在塑胶外壳或者内壳上，形成无印刷电路板的电子电器和机电一体化 产品。该技术应用于立体电路的制作，为电子电器产品及机电产品节省电路空间，实现电路 的柔性化制造。其主要领域为：通讯器材天线、消费电子、医疗器械等对空间需求、精密性有 较高要求的领域。 传统3D-MID的工艺流程主要包括三步：步骤一，采用一种激光塑胶原料注塑或者 压铸成塑胶件；步骤二，激光设备按用户设计好的CAD文件，扫描塑胶件，形成导电图案，此 步骤成为激光处理或激光活化；步骤三，经过激光处理的塑胶件化学镀增厚金属层。 传统3D-MID技术采用注塑的方式制造电路载体，受到载体外形的限制，同时注塑 件成型时间较长，不利于快速MID器件的快速加工与测试。 另一种成型工艺，传统选择性激光烧结（SLS)技术主要包括：基体模型通过切片 处理导入设备中进行加工，激光选择性烧结设备分层制造切片模型并在热熔状态下完成层 之间的结合，依次叠加完成整个原型件的制作。 SLS技术的应用使得复杂模型可以实现快速成型，且各方面性能达到注塑件标准， 成型件可以直接使用。 然而，传统SLS制件不能满足激光表面活化的要求，同时也没有能够有效融合SLS 工艺的激光设备，所以无法通过传统SLS技术制造塑胶件内部含电路的产品。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的立体电路的制作方 法。 另一目的是提供一种用于所述立体电路的制作方法能获得优异效果的改性激光 烧结粉末材料。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： -种立体电路的制作方法，包括以下步骤： 步骤一、通过选择性激光烧结方法生成原型件，用于所述原型件的原料为含有适 合激光表面活化的成分的改性激光烧结粉末材料； 步骤二、用激光对所述原型件的表面进行预定的选择性扫描以形成表面活化区 域； 步骤三、通过化学镀在所述表面活化区域形成导电线路。 优选地，所述改性激光烧结粉末材料含有塑料基材粉末和用二氧化硅包覆的金属 络合物，按总质量100份计，所述塑料基材粉末占50?95份，所述金属络合物及二氧化硅 占3?45份，余量包括润滑剂、色母、相容剂和无机功能填料中的一种或多种，更优选地，所 述塑料基材为聚酰胺。 优选地，所述金属络合物为铜、铝、锌或镍的络合物，所述塑料基材粉末颗粒直径 为20 μ m?120 μ m，所述二氧化硅包裹的金属络合物粉末颗粒的平均直径为1. 2 μ m。 优选地，所述步骤一中，采用波长为10. 6 μ m、功率为30W的二氧化碳红外激光器 进行选择性激光烧结，其中激光扫描速率5m/s，光斑直径0. 5mm，X、Y、Z轴加工收缩补偿率X 为2.85?3.82%、丫为2_85~3_82%、2(0)为2_10?3_22%、2(300)为1_47?2.44%， 其中Ζ (0)指在Ζ轴坐标0圓位置的收缩补偿率，Ζ (300)指在Ζ轴坐标300mm位置的收缩 补偿率，Z方向其余层收缩率根据Z(0)、Z (300)值呈线性规律分布，激光光斑补偿参数为 0. 15 ?0. 35mm。 优选地，所述步骤二中，采用功率为10?40W、波长为1060?1064nm的近红外激 光设备或功率为3?10W、波长为 355nm的紫外激光设备进行激光扫描，扫描线宽为〇. 08? 0· lanrn ;最小间距为0· 15?0· 25臟，表面激光活化对所述原型件表面的烧蚀厚度保持在 20 ?25 μ m。。 优选地，所述激光设备具有X/Y扫描振镜且设置成在垂直于待活化表面的Z轴上 可变焦。 优选地，所述步骤三中，在进行化学镀之前还包括对所述原型件的表面进行除油 和浸泡稳定处理，更优选地，所述浸泡稳定处理采用含10%甲醛的水溶液，在室温下浸泡 lmin〇 优选地，所述除油采用以下去油配方，其中氢氧化钠 l〇〇g/L，磷酸三钠166. 6g/L， 碳酸钠 l〇〇g/L，以及洗涤剂16. 6g/L。 优选地，化学镀采用以下镀液配方，其中含有硫酸铜10g/L，酒石酸钠钾5〇g/L，氢 氧化钠10?12g/L，碳酸钠5g/L，氯化镍lg/L，以及甲醛10?15ml/L。 一种用于所述的立体电路的制作方法的改性激光烧结粉末材料，所述改性激光 烧结粉末材料含有塑料基材粉末和用二氧化硅包覆的金属络合物，按总质量100份计，所 述塑料基材粉末占50? 95份，所述金属络合物及二氧化硅占3?45份，余量包括润滑剂、 色母、相容剂和无机功能填料中的一种或多种。 本专利技术的有益效果： 本专利技术以含有适合激光表面活化的成分的改性激光烧结粉末材料的为原料，通过 选择性激光烧结方法生成原型件，并通过激光对原型件表面活化，经化学镀，完成立体电 路制作，该制作方法有效改善了传统MID及SLS工艺的不足。利用这种改性SLS粉末材料为 原料实现在SLS原型件表面以激光活化，克服传统SLS加工材料对应用带来的限制，有效满 足激光活化及导电线路成型要求，满足零件对于导电、导热性能的需求。特别是，本专利技术在 SLS工艺形成原型件的基础上实现激光活化，扩展了现有SLS技术的应用范围，既克服SLS 技术在材料上的限制，又克服传统MID技术在加工外形上和成型速度上的限制。一方面，本 专利技术可以SLS工艺取代传统MID注塑工艺并取得更好的快速加工成型效果，另一方面，本发 明通过改变传统SLS加工材料，克服传统SLS技术材料受限及MID注塑的缺点，使得立体电 路应用于更广泛，且实现快速的原型件的表面金属化。本专利技术工艺的优点具体体现在：（1) 立体电路的快速制作，制作周期短；（2)实现表面复杂的基体成型，不受外形限制。 本专利技术制作立体电路具有传统MID技术与SLS快速成型技术的优点，但又消除了 各自的缺陷，能够降低产业普及成本，并使得立体电路制造工艺的最终产品质量能够最优 化且具有性价比优势，将极大促进激光快速成型技术的发展。作为新的立体电路制作工艺， 本专利技术为光机电一体化广品提供环保、环境友好、柔性智能的制造方法，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体电路的制作方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤一、通过选择性激光烧结方法生成原型件，用于所述原型件的原料为含有适合激光表面活化的成分的改性激光烧结粉末材料；步骤二、用激光对所述原型件的表面进行预定的选择性扫描以形成表面活化区域；步骤三、通过化学镀在所述表面活化区域形成导电线路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志祥，王浩，杨伟，南威，邹凯，
申请(专利权)人：深圳光韵达光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44