近年來,隨著移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)和無人汽車等新興領(lǐng)域的爆炸式增長,高速無線通訊的電子設(shè)備向著功能化、集成化、低成本化和輕薄短小化方向發(fā)展,推動著電子產(chǎn)品制造業(yè)的三維互連過程向更高水平邁進。傳統(tǒng)的三維電路的生產(chǎn)一般采用陶瓷材料或者高分子材料加金屬貼片等技術(shù),存在產(chǎn)品尺寸受限、天線難以3D調(diào)控、加工過程繁瑣等缺點。激光直接成型技術(shù)(Laser Direct Structuring,LDS)是近幾年新興的一種三維電路加工方式,其是通過對包含激光敏感添加劑的高分子材料進行激光光刻,把電路圖案直接轉(zhuǎn)移到制件表面,化學(xué)鍍后在高分子材料表面創(chuàng)建電子線路。在激光直接成型材料方面,市場上比較成熟的是以重金屬化合物為添加劑的黑色材料,或者是國外的SABIC、MITSUBISHI等公司推出的白色材料,存在顏色限制或進口成本等問題,因此開發(fā)一種低成本的、性能優(yōu)良的、白色的可激光直接成型材料,具有重要的意義。本文基于激光與高分子材料、激光與金屬材料的相互作用理論,選擇了以堿式磷酸銅、納米氧化錫混合作為激光敏感添加劑,與聚碳酸酯復(fù)合制備了一種白色的可激光直接成型材料,采用1064 nm的激光對其進行表面改性,然后通過化學(xué)鍍在激光刻蝕區(qū)域沉積銅。本文的主要工作為:1.研究了不同種類(堿式磷酸銅、銅鉻黑、羥基錫酸鋅、氧化錫)、不同粒徑(微米氧化錫、納米氧化錫)的幾種金屬化合物作為激光敏感添加劑的改性效果。2.將堿式磷酸銅、納米氧化錫、堿式磷酸銅和納米氧化錫混合物與聚碳酸酯復(fù)合制備可激光直接成型材料,利用掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜儀、分光色差儀、百格剝離實驗測試手段研究了 1064 nm激光對材料表面的粗糙度、分子結(jié)構(gòu)及鍍層性能的影響,綜合考慮了堿式磷酸銅/聚碳酸酯、納米氧化錫/聚碳酸酯、堿式磷酸銅和納米氧化錫/聚碳酸酯三種材料的顏色、鍍層性能,并與市場現(xiàn)有的LDS材料進行了成本對比,開發(fā)出一種低成本的白色的可激光直接成型材料。3.通過改變激光的輸入電流、脈沖頻率、掃描速度等參數(shù),觀察它們對樣品改性效果及鍍層性能的影響,確定了本文所開發(fā)的可激直接成型材料的激光表面處理的最佳工藝參數(shù)。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33;TN24
【部分圖文】：

注射復(fù)合法是先經(jīng)過印刷電路圖案、片材熱成型等過程得到帶有電路圖案的高分子??片材，然后利用模具采用合模注射方式成型高分子材料，最后在表面鍍覆金屬實現(xiàn)??３Ｄ－ＭＩＤ的技術(shù)，其工藝過程如圖１－３所示�？紤]加工方法，適用生產(chǎn)線路結(jié)構(gòu)簡單的??大型零部件。??激光刻蝕法是在注射成型的高分子材料表面進行活化鍍銅、涂覆防蝕劑，然后用激??光按照預(yù)先設(shè)計好的線路圖案刻蝕防蝕劑、再腐蝕銅，最后對表面進行處理得到導(dǎo)電線??路的方式［６］。其原理是經(jīng)過激光刻蝕的區(qū)域沒有防蝕劑保護銅，此區(qū)域的銅被腐蝕，工??藝過程如圖１－４所示。雖然該方法具有較大的設(shè)計柔性，但是加工過程繁瑣，適用生產(chǎn)??２??

（３）模壓?（４）移除多余金屬箔??圖１－２熱壓印法??注射復(fù)合法是先經(jīng)過印刷電路圖案、片材熱成型等過程得到帶有電路圖案的高分子??片材，然后利用模具采用合模注射方式成型高分子材料，最后在表面鍍覆金屬實現(xiàn)??３Ｄ－ＭＩＤ的技術(shù)，其工藝過程如圖１－３所示�？紤]加工方法，適用生產(chǎn)線路結(jié)構(gòu)簡單的??大型零部件。??激光刻蝕法是在注射成型的高分子材料表面進行活化鍍銅、涂覆防蝕劑，然后用激??光按照預(yù)先設(shè)計好的線路圖案刻蝕防蝕劑、再腐蝕銅，最后對表面進行處理得到導(dǎo)電線??路的方式［６］。其原理是經(jīng)過激光刻蝕的區(qū)域沒有防蝕劑保護銅，此區(qū)域的銅被腐蝕，工??藝過程如圖１－４所示。雖然該方法具有較大的設(shè)計柔性，但是加工過程繁瑣，適用生產(chǎn)??２??

??的集成。如圖１－５所示，激光直接成型的工藝流程首先是將含有激光敏感添加劑的高分??子材料進行注塑成型，然后利用計算機控制激光的掃描路線，按照預(yù)先設(shè)計的電路圖形??對高分子材料表面進行激光活化，最后通過化學(xué)鍍在活化區(qū)域鍍覆金屬［１３］［１４］。實現(xiàn)激光??直接成型技術(shù)的原理：（１）要求材料經(jīng)過激光刻蝕后可形成粗糙的表面，為后續(xù)化學(xué)??鍍銅提供著力點；（２）需要向高分子材料基體（例如聚碳酸酯、聚碳酸酯／丙烯腈－丁二??烯－苯乙烯合金等）中添加一種或多種對激光敏感的金屬化合物即ＬＤＳ添加劑，利用激??光輻照來激活高分子基體中的特殊的金屬物質(zhì)，使基體表面釋放出活性金屬種子，為化??學(xué)鍍提供催化活化中心，促使化學(xué)鍍液中的金屬離子沉積到激光鐳射的區(qū)域，形成導(dǎo)電??圖形［１５］［１６］，如圖１－６所示。??Ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ??（ｂ
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 陳君;張群莉;姚建華;傅紀(jì)斌;;金屬材料的激光吸收率研究[J];應(yīng)用光學(xué);2008年05期

2 ;LDS-激光直接成型法促進3DMID廣泛應(yīng)用[J];印制電路信息;2007年03期

3 賈宏志;王文澄;;紫外激光照射對硅酸鉛玻璃表面結(jié)構(gòu)的影響[J];中國激光;2006年02期

4 劉建國,陳存華,鄭家燊,黃維玲,李亞華;CO_2激光誘導(dǎo)局域化學(xué)鍍銅的研究[J];激光技術(shù);2003年01期

5 鐘世云,何戈博;三維注射模塑連接件的制造技術(shù)[J];工程塑料應(yīng)用;2002年11期

6 崔桂華;;超廣角大口徑fθ透鏡設(shè)計[J];應(yīng)用光學(xué);1993年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 趙瑪利;基于激光3D加工處理系統(tǒng)的含Cu材料表面處理技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 喻超;二維振鏡式掃描系統(tǒng)在激光掃描成像中的應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2011年

2 池寅生;飛秒脈沖激光在微機械系統(tǒng)中脫附和加工的機理研究[D];東南大學(xué);2005年

3 錢毅;YAG激光打標(biāo)技術(shù)系統(tǒng)與控制軟件的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

本文編號：2858439