三维直接成型  

发表人：admin   来源：未知   时间:2012-08-20

今天ug培训为大家讲一讲三维直接成型
LDS过程从一个已经用热塑性复合材料注塑成型的元件开始。在这种热塑性材料中，一种有机金属添加物被混合到其聚合物阵列中。实际上，这种有机金属添加物是一种用有机涂层包裹的金属微粒，其并没有显著改变热塑性材料的固有属性。常用的热塑性材料有液晶聚合物（LCP）、耐高温尼龙（PA6/6T）、聚钛酸脂（PPA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、PBT/PET和聚碳酸酯/ABS塑料等。
首先，注塑成型的热塑性元件被固定在一个激光系统中准备进行表面活化。在进行表面活化之前，激光系统已经通过设计人员的编程，输入了相应的CAD数据。这一过程通常被称为“孵化”，这是制造最佳成型部件的关键一环，因为要根据电子线路的布局，选择一种最佳的激光工作模式。
电路走线痕迹是采用功率为16W的二极管泵浦的掺钕钒酸钇（Nd：YVO4）激光器烧蚀出来的。该激光器的声光Q开关，确保其能够提供高度稳定的脉冲（脉冲到脉冲之间的稳定性优于1.5％），这对于实现部件的均匀活化至关重要。波长为1064nm的Nd：YVO4激光源，提供20~100kHz的脉冲重复频率，同时该系统还使用了一个高速扫描仪和光学Z-轴，用于实现三维光束传输。该激光系统的最大扫描速度为4.0m/s，烧蚀电路走线痕迹和焊盘的光束的直径为65μm。
针对特定的刻蚀材料，第一遍镀层会对是否需要调整或优化激光参数给出一个很好的暗示。根据目前所能提供的LDS模塑等级的宽度，激光功率的设置范围是2.0~7.0W，频率的设置范围是40~100kHz，刻蚀速度的设置范围是2.0~4.0m/s。当然，对于上述三个参数，每种材料都有一个推荐设置值，但是如果用推荐参数不能获得最佳的刻蚀表面，还可以对这些参数进行适当的调整。
当激光接触到注塑成型元件的表面时，形成的表面活化会达到两种不同的效果。首先，激光能量打破有机金属微粒的有机涂料，将金属微粒暴露在元件的表面。其次，元件沿着激光束的痕迹被刻蚀，进而创造出易于实现金属化的粗糙表面（见图2）。根据元件所用材料的类型和激光参数设置（主要是功率设置）的不同，激光刻蚀作用会在元件上形成一个非常小的通道（深度10μm）或是一个非常小的山脊。在没有进行激光刻蚀的区域，有机金属的表面并没有受到影响。接下来要对元件经过激光活化的部分进行金属镀层。在selectConnect Technologies公司获得专利的selectConnect金属化过程中，第一步是化学镀铜，暴露着金属微粒的粗糙表面，创建一个负电势，实现铜层的沉积。由于铜的抗氧化性能相对较差，因此后来大多数3D-mid都选择化学镀镍。当然，也可以选择沉积金层，金层将提供更为卓越的抗抗氧化性能，同时还能为表面贴装元件提供理想的安装面。对于这些金属镀层，典型的镀层厚度为：铜为100~600微英寸（1英寸=24.5）；镍为50~100微英寸；金为3~8微英寸。当然，根据实际应用需求，如承载更大的电流，铜和镍的镀层可以更厚些。但是金层的厚度必须限制在8微英寸以内，因为镀金层的过程并不是一个自催化过程。如果需要较厚的金镀层，那么化学镀金层是一种可行的选择方案。

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