[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方法

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方法，先找出化学和激光加工强度的上下限，在限度内确定加工参数；再实测得出聚焦后的光束束腰直径与电路图案尺寸的对应关系，以光束束腰直径为变量，以单位面积上能量和功率为恒量，生成针对该加工任务的激光加工参数、加工数据；然后，在线改变激光参数，并进行激光加工和化学处理，改变材料的表面性能、形貌。本发明控制并累积化学作用和激光作用的效果，只使同时被化学处理，又被激光加工过的区域具备化学镀所需要的活性，以及电镀所需的表面状态。质量可靠，速度快；环境友好，工艺路线明确，参数、指标具体，过程可控。适合在平面和三维塑料、陶瓷、玻璃实体上制造电路。

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方法和设备。

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(Three DimensionalMechatronic 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。

制造3D-MID，本质上是按照布局、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。在绝缘材料上选择性制造导电图案是生产电子产品的基础技术，有减成法、加成法和半加成法等多种技术。

减成法是一种选择性地去除非线路部分的导电层，得到需要的导电图案的技术。减成法以表面预先覆有铜箔的绝缘基材-覆铜箔板，作为初始原料，广泛应用于各种印制电路板生产。电路板用于组装电子元器件，实现其各个电气端子间的电气互连和对其物理形体的支承和固定。组装后的电路板或板组，大多数情况下，需要装进某种机械箱体、壳体，以便于操作、保养。因为最终产品形态固定，形状统一为板或者板组，有工业化、大批量生产的社会、经济价值，所以，覆铜箔板本身就是一种工业化量产的商品，市场上早已形成了成熟的供应体系。

3D-MID的特色就是能在普通的电路板基础上再进一步集成上部分机械功能，其潜在的需求是在壳体、箱体等机械件的基础上再进一步集成上电路板功能，其不同于“板”的形状是其存在的前提，与应用场合匹配的三维形状才能体现产品特色，是此设计区别于彼设计、此产品区别于彼产品的特征所在。迄今为止，可能是因为商业价值不高，在市场上尚未见到预先覆有铜箔的三维绝缘材料的商品和制造服务，因此，广泛应用于电路板制造的传统减成法技术，看起来也很难发展、转移成制造3D-MID的主流技术。