[发明专利]一种通过激光蚀刻和碳化塑料表面制作立体线路的工艺

说明书

本发明提供一种通过激光蚀刻和碳化塑料表面以及化学镀来制作立体线路的工艺，涉及塑胶表面的线路的制造技术领域。该工艺包括以下具体步骤：通过注塑制作承载线路的塑料基体；通过激光雕刻的方式将线路的图形加工在塑料部件的表面，激光在进行线路加工的同时通过合理的激光光源的选择以及激光参数的优化实现塑胶表面线路区域的充分碳化效果；通过后续的化学镀在激光碳化的区域镀金属而实现在塑胶表面制作金属线路；当线路做在一级外观面上时，结合优化的特殊处理手段能够充分地提高镀层的光洁度，降低镀层和塑胶之间的台阶的大小，从而大幅降低后续的喷涂的成本。

技术领域

本发明涉及塑胶表面的线路的制造技术领域，具体为一种通过激光蚀刻和碳化塑料表面制作立体线路的工艺。

背景技术

LDS(LASER DIRECT STRUCTURING，激光直接成型)，是一种在塑料粒子中添加特殊的金属络合物，然后通过激光成型在塑料结构件表面制造立体线路的制造工艺。该工艺由德国乐普科公司发明创造，因为其在天线设计和制造方面能够高度集成节约空间且天线设计走线方便的优势，所以在智能手机和可穿戴设备的天线制造领域，有非常好的应用前景。但由于乐普科专利门槛的原因，该生产工艺存在使用的塑料粒子方面价格偏贵，激光设备被要求使用德国乐普科设备，设备成本高昂。同时，因为使用的塑料粒子中添加了一些金属络合物导致塑料部件的韧性等机械性能的降低和介电常数的增加(这会影响高频天线信号的效率)。因为上述原因，LDS工艺存在卡脖子的问题，高昂的设备和塑料粒子的成本也严重阻碍了这一技术在手机和可穿戴设备的天线制造领域的应用。

为解决LDS制造工艺的成本问题，国内从2013年左右开始开发LDS的替代工艺---LAP。LAP(LASER ACTIVATED PROCESS，激光表面活化工艺)是在普通的塑胶材料表面通过激光扫描的方式对塑料表面进行激光粗化，然后通过后续的化学处理在激光扫描的区域进行金属化而实现天线或三维立体线路的制造功能的加工技术，LAP制造工艺流程见附图10。

LAP工艺在技术上实现塑料表面制造三维立体线路或天线是可行的，但过去始终存在如下的问题，也因为这些问题使得这一替代性的生产工艺很难得到大规模的推广应用：

首先，LAP工艺的激光参数调试复杂，打样周期偏长。LDS工艺的样品开发速度很快，激光处理后，后续化学镀很容易在激光处理的区域实现镀铜和表面镀镍钝化处理。但是，LAP工艺激光的参数对后续的塑料表面的上镀性能影响非常大，且激光影响的参数又多，导致LAP样品制造和量产准备的周期偏长，需要反反复复进行参数验证，影响产品的开发进度和后续的生产准备；

其次，LAP工艺的量产稳定性差，良率偏低，难以达到手机天线行业的高标准制造要求，这一致命缺陷严重影响了这一技术的推广应用。过去，LAP工艺在化镀的时候非常容易出现线路漏镀或者溢镀的问题，因为这种原因良率和制程的稳定性很难控制，生产制程的良率很难得到保证(通常低于80％)；

再有，LAP工艺为提高后续的上镀性能和镀层的粘附力激光扫描时往往需要交叉两次填充的扫描方式，导致激光的加工效率大幅降低(通常，降低的幅度达40％左右)；

当前LAP激光扫描是使用红光扫描，为保证上镀性能并防止扫描过程中出现塑胶热熔的问题，扫描的速度低，频率低，填充间距增加，这样扫描的塑胶表面和后续的镀后成品表面镀层粗糙，喷涂困难。

为此，我们研发出了新的一种通过激光蚀刻和碳化塑料表面制作立体线路的工艺。

发明内容

(一)解决的技术问题