在非金属基材上形成电路的方法技术

本发明专利技术公开了一种在非金属基材上形成电路的方法，包括：采用双激光光束按照预设路径对所述非金属基材的表面进行处理；在所述非金属基材的表面上喷涂金属粉末；将所述非金属基材进行清洗、烘干后，完成在所述非金属基材上形成电路。本发明专利技术提出的在非金属基材上形成电路的方法，无需改性基体材料就可以快速、高效、无污染地制造三维立体电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路制作领域，尤其涉及一种。
技术介绍
3D模塑互连器件(3D-MID:Three Dimens1ns-Molded Interconnect Device)是指把电气功能和机械功能结合在一个单一的结构单位里，电路线路集成在壳体上以取代传统的印制电路板，从而有效的减少重量和装配空间，可简单而通俗的理解为三维线路。最早采用双组分注塑、热冲模压法、嵌入注塑用于3D-MID的制造，但都受制于需要专用模具才可以在器件上加工出线路。直到德国LPKF公司专利技术激光直接成型技术(LDS)之后，才使得3D-MID器件的量产和大规模应用成为可能。简单来说，使用3D-LDS工艺制造3D-MID器件的过程是由改性塑料注塑成型来制造载体，改性过的塑料壳体表面经激光照射改性后可被激活，激活区域通过化学镀的方法金属化，形成导电电路，最后通过组装形成器件。现有的3D-LDS技术所需的塑料为改性塑料，成本较高，且整个器件只有表面线路部分才真正的利用了其中掺杂的金属离子，使用了塑料的改性性能，对于大部分壳体材料来说，改性塑料是没有意义的，也因此提高了产品的成本，所以业内需求使用普通塑料作为承载壳体，在其上制造线路，但普通壳体在化学镀线路的电性能方面和机械附着力均较差，且化镀过程中使用传统化镀工艺有较大的污染，故本领域亟待寻求一种新的工艺实现器件高性能的金属化。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种，无需改性基体材料就可以快速、高效、无污染地制造三维立体电路。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案:本专利技术公开了一种，依次包括:S1:采用双激光光束按照预设路径对所述非金属基材的表面进行处理；S2:在所述非金属基材的表面上喷涂金属粉末；S3:将所述非金属基材进行清洗、烘干后，完成在所述非金属基材上形成电路。在进一步的技术方案中，本专利技术还可以包括以下技术特征:所述双激光光束是一条长脉冲的长波长激光和一条短脉冲的短波长激光合并的激光光束。所述双激光光束是由第一激光器和第二激光器分别发射的激光通过合束镜合并到同一光路中的激光光束，其中所述第一激光器是准连续光纤激光器，所述第二激光器是绿光激光器。所述第一激光器的脉冲宽度为毫秒级，所述第二激光器的脉冲宽度为皮秒级。所述第一激光器的波长为1030?1090nm，所述第二激光器的波长为515?545nm。步骤S2具体包括:所述金属粉末以大于340m/s的喷射速度喷涂在所述非金属基材的表面上。所述金属粉末为铜粉、镍粉、金粉、银粉、铝粉中的至少一种，优选地，所述金属粉末的颗粒直径为5?50μπι。步骤S2具体包括:以压缩气体作为动力将金属粉末喷涂至所述非金属基材的表面上，优选地，所述压缩气体为氮气或氩气。步骤S3具体包括:将所述非金属基材置于超声波清洗设备中进行清洗后烘干，完成在非金属基材上形成电路。所述非金属基材为陶瓷、玻璃、塑料或玻纤增强塑料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于:本专利技术通过采用双激光光束按照预设路径对非金属基材的表面进行处理，从而可以在未经改性的非金属基材的表面构建形成凹槽孔洞、孔洞、倒钩等微结构，使得喷涂的金属粉末与非金属基材预设路径的改性部分可以紧密结合，并通过清洗将非金属基材的未处理部分的金属层清洗掉后即在非金属基材上形成电路;本专利技术的在非金属基材上形成电路的过程中，无需改性的基体材料、无化学镀过程、环保无污染、加工速度快、生产效率高;金属粉末颗粒可回收利用，生产成本低;可以在各类材料上快速制作立体电路及平面电路，比传统的化学镀工艺中材料受限的情况有巨大改善;设备及工艺简单，无需化学镀的大面积厂房及生产设备。在进一步的方案中，本专利技术采用超音速的喷射速度将金属粉末喷涂在非金属基材的表面上，使得金属粒子与非金属基材之间高速撞击产生塑性形变从而结合得更加紧密，并且超音速金属颗粒会产生明显的沉降沉积作用，从而进一步提高金属粉末与非金属基材的附着力。本专利技术的非金属基材可以选用未经改性的陶瓷、玻璃、塑料或玻纤增强塑料，适用范围更加广泛。【附图说明】图1是本发优选实施例的在非金属基材上形成电路的流程图。【具体实施方式】下面对照附图并结合优选的实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术的优选实施例提供一种，包括以下步骤:S1:采用双激光光束按照预设路径对非金属基材的表面进行处理。将非金属基材表面清洁完毕后，采用双激光光束按照预设路径对材料表面进行改性处理，即激光表面微结构构建。其中双激光光束是一条长脉冲的长波长激光和一条短脉冲的短波长激光合并的激光束，进一步，双激光光束是由第一激光器和第二激光器分别发出的激光通过合束镜合并到同一光路中的激光光束，其中发射长脉冲长波长激光的第一激光器通常选择脉冲宽度在毫秒级(10—3秒)的准连续光纤激光器，波长在1030?1090nm之间(如1064nm)，发射短脉冲短波长激光的第二激光器通常选择脉冲宽度为皮秒级(10—12秒)的绿光激光器，波长在515?545nm之间(如532nm)，两束激光采用合束镜合并到同一光路中，两路激光同时对非金属基材的表面进行改性处理，改性处理完成后，在非金属基材的表面形成众多微结构，如凹槽孔洞、孔洞、倒钩等。本专利技术中的非金属基材可以是陶瓷、玻璃、非改性的普通塑料、玻纤增强塑料等，其中激光器的参数及加工参数依据非金属基材的材料的不同有差异，依据实际情况进行调试选择。当两束激光照射到非金属基材的表面上时，绿光皮秒激光属于超快激光，加工时无热效应属于冷加工，可以在非金属基材的表面完成边缘整齐均匀的微型孔洞的加工，调节参数在非金属基材的表面可以加工出深度为20?30μπι，直径为15?25μπι的微盲孔;与此同时准连续光纤激光器对非金属基材表面进行加工，由于光纤激光器处于近红外波段，有较好的热效应，聚焦在非金属基材的表面可以对孔洞周围加热融化，控制照射时间，使材料融化流动后与孔洞相互交错形成空洞或者倒钩结构，完成微结构的构建。不同材料如陶瓷、玻璃、塑料由于熔点、沸点不同，因此在加工过程中可以依据材料性质选择激光加工的参数，如功率、重复频率、占空当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在非金属基材上形成电路的方法，其特征在于，依次包括：S1：采用双激光光束按照预设路径对所述非金属基材的表面进行处理；S2：在所述非金属基材的表面上喷涂金属粉末；S3：将所述非金属基材进行清洗、烘干后，完成在所述非金属基材上形成电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志祥，叶玉梅，杨伟，
申请(专利权)人：深圳光韵达光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44