[发明专利]激光和化学结合选择性活化绝缘材料制造导电图案的系统

说明书

本发明涉及一种激光和化学结合选择性活化绝缘材料制造导电图案的系统，由一套或者多套数据获取与处理系统、设备操作系统、激光光源、光束整形及传输系统、激光聚焦系统、工件夹持及工件的旋转、翻转系统，工件与光束间的运动与控制系统，工件自动和手动上料与下料系统，定位及检测视觉系统，激光功率监测及补偿系统，清洁、恒温系统，激光及设备安全使用系统等组成，能根据电路图形结构，以单位面积上能量和功率为恒量，匹配不同的光束束腰直径，生成优化的加工参数和加工数据，并能在单位面积上能量和功率恒定于设定值条件下，在线变换激光与材料相互作用的光束束腰直径，进行加工。

技术领域

本发明属于电路制造技术领域，涉及3D-MID器件的制造技术，尤其是一种激光和化学 结合选择性活化绝缘材料制造导电图案的系统。

背景技术

3D-MID，即三维模塑互连器件(Three Dimensional Molded InterconnectDevice)，是在注 塑成型的工件的绝缘表面上，制造导电图案，形成集塑料壳体的支撑、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、天线等功能于一体的电子器件。因为3D-MID既有机 械功能，又有电气功能，也被称为三维机电集成器件(ThreeDimensional Mechatronic Integrated Device)。

最近几年，增材制造技术的广泛应用，为已有的3D-MID技术开辟了新的应用机会，在 增材法技术制造(Additive Manufacturing)得到机械结构件的绝缘表面上，进行3D-MID加 工，就可以得到具有机械功能的各种三维机电集成器件，能将智能、通信和感知、控制功能 集成在机械系统中，起到增加性能、改善装配空间和降低成本的作用。

3D-MID的制造，有减成法、加成法和半加成法等多种技术。技术的本质，是按照布局、 布线图案，在绝缘材料上选择性制造导电材料层，用不同形状和性能的绝缘基材与不同图案 结构的导电层相配合，去实现设计要求的电气、机械等功能。不论哪种方法，对产品的基本 要求都包括：导电层电气性能良好，并且与绝缘基材有足够的附着力；导电图案的几何形状 准确，与绝缘基材的相对位置准确。

塑料化学镀技术，与上游的塑料材料、药液、设备，以及塑料化学镀技术在不同领域的 分支，包括在电子行业的应用，已经形成制造产业链，是现代工业中不可或缺的一种基础技 术。塑料化学镀技术与电镀技术结合，可以满足3D-MID对导电层的附着力、电气性能要求。 激光，一种高能量光子流，在数字化系统控制下，定位准，尺寸精细，一致性好，选择性好， 可以满足3D-MID对导电图案尺寸、位置精度要求。目前，用激光加工在绝缘基材上选择被 添加导电图案区域，用塑料化学镀，或塑料化学镀后再电镀在被选择的区域上沉积导电金属 的“塑料化学镀+激光方法”得到了广泛应用。