從2017年開(kāi)始，全面屏成為眾多手機(jī)的標(biāo)配，2018年依然會(huì)延續(xù)這一趨勢(shì)。全面屏設(shè)計(jì)，作為手機(jī)行業(yè)的一大熱點(diǎn)，意味著手機(jī)頂部空間的縮小，手機(jī)天線空間將受到影響。而LDS天線可以大幅度減小天線尺寸，可能是未來(lái)手機(jī)天線的主流趨勢(shì)，LDS工藝再一次受到行業(yè)的關(guān)注！

2014年，是我國(guó)的LDS發(fā)展的分水嶺，這之前，我國(guó)相當(dāng)絕大部分的企業(yè)需要向LPKF公司繳納高額的專利費(fèi)，而且還附帶購(gòu)買其指定的加工設(shè)備及材料，但自2014年11月， LPKF在中國(guó)的專利徹底無(wú)效后，國(guó)內(nèi)的LDS產(chǎn)業(yè)便抓住了這個(gè)機(jī)遇，全力開(kāi)發(fā)和提升自身的技術(shù)與服務(wù)水平，各大激光鐳雕設(shè)備廠、改性塑料廠、化鍍廠等紛紛提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

一LDS的定義

努比亞Z5的后蓋設(shè)計(jì)，采用了LDS技術(shù)

官方的語(yǔ)言是“利用計(jì)算機(jī)按照導(dǎo)電圖形的軌跡控制激光的運(yùn)動(dòng)，將激光投照到注塑成型的三維塑料器件上，在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)用激光激活材料—激光使含有摻雜物的塑料中的金屬組織化合物分離（激光活化）。激光活化后暴露出來(lái)的金屬原子為接下來(lái)的化鍍工藝提供種子層，已激光活化的區(qū)域在化鍍過(guò)程中可生長(zhǎng)出厚度為5～10微米的金屬層（表面金屬化）從而實(shí)現(xiàn)材料的三維電路形成”，簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是用特殊的激光將設(shè)定好的線路圖雕刻在塑料器件表面，經(jīng)過(guò)化學(xué)電鍍等步驟后，在塑料表面形成一層金屬層電路的工藝。

二LDS工藝過(guò)程

LDS工藝過(guò)程

在說(shuō)塑膠成型之前，我們首先來(lái)了解下LDS塑料是怎么做的：

科普下什么是LDS塑料？即一種內(nèi)含有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物的改性塑料，經(jīng)激光照射后，使有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物釋放出金屬粒子。

而有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物的特性必須達(dá)到：

絕緣性

不是催化性活性劑

抗可見(jiàn)光

可以均勻分散在塑料基體中

激光照射后能釋放出金屬粒子

耐高溫、耐化學(xué)性

低毒

無(wú)逸出、無(wú)遷移、抗提性好

而用于生產(chǎn)的LDS材料該如何選擇呢？這里有個(gè)LDS專用料及生產(chǎn)廠家的金字塔圖：

除了塔中的這些，另有：

下圖是巴斯夫、保理、朗盛三家六款LDS材料性能的對(duì)比：

附一張LDS材料與無(wú)線電性能關(guān)系的圖，以供參考：

其中：K = Dielectric constant DF = Dissipation factor

對(duì)于究竟如何選材，這邊引用下深圳華力興新材料股份有限公司曹艷霞博士的話：

首先，材質(zhì)選擇需考慮LDS的加工需求，如材料的熱膨脹系數(shù)、吸水性、機(jī)械特性、可焊性后制程的加工特性也是選擇的考量因素（如：鐳射、超聲波焊接等…..）。

其次，材料的規(guī)格特性也是選擇材質(zhì)的一個(gè)重要考量因素，在開(kāi)發(fā)階段也可以參考材料供應(yīng)商的模流分析、產(chǎn)品尺寸調(diào)整的一些經(jīng)驗(yàn)。

了解了什么是LDS塑料顆粒及如何選材后，接下來(lái)看下LDS工藝的第一個(gè)步驟“塑膠成型”，其實(shí)這是一個(gè)簡(jiǎn)單的注塑的過(guò)程，將塑料粒子喂入到注塑機(jī)，經(jīng)注射成型后得到塑膠元器件：

第二個(gè)步驟便是LDS的重要環(huán)節(jié)——激光鐳雕，其原理圖如下：

經(jīng)過(guò)上面這個(gè)步驟，LDS塑料顆粒中的金屬?gòu)?fù)合物被激活，在器件表面附上一層很薄的金屬層，這是接下來(lái)金屬化（化學(xué)鍍）的種子層，以便進(jìn)行進(jìn)一步的金屬原子覆蓋。一般情況下：鍍銅（12微米）、鍍鎳（2~4微米）、鍍金（0.1微米）。

第三個(gè)步驟便是金屬化（化學(xué)鍍層），以鍍銅為例，其原理是離散的銅離子，在藥水中成為種子，被還原成銅，并粘連在一起。

化學(xué)鍍的步驟圖

基本上到這一步，已完成了LDS的工藝過(guò)程，后續(xù)繼續(xù)測(cè)試器件的性能，以便進(jìn)行噴涂等二次加工。

三LDS工藝加工設(shè)備

說(shuō)完了材料、工藝，接下來(lái)稍微說(shuō)下LDS的生產(chǎn)設(shè)備，在德國(guó)LPKF的專利還在生效前，其通過(guò)捆綁商業(yè)模式迫使很多加工廠家購(gòu)買其設(shè)備，獲取了大量的利潤(rùn)，然在2014年我國(guó)判定其專利失效后，我國(guó)設(shè)備廠商抓住了機(jī)遇，產(chǎn)品的性能得到迅速的提升，目前市場(chǎng)上做的好的有：

舉個(gè)德國(guó)樂(lè)普科兩款設(shè)備的性能對(duì)比例子(四頻段GSM天線、按照一月22天，每天運(yùn)行10小時(shí))：

四LDS工藝優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用范圍

相比較傳統(tǒng)的加工工藝，LDS技術(shù)擁有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，也正因?yàn)榇耍洮F(xiàn)在的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛：

1、設(shè)計(jì)靈活，節(jié)省空間：三維電路載體，可供利用的空間增加；器件更小、更輕；功能更多，設(shè)計(jì)自由度更大，有可能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性功能。

2、柔性制造：印制電路（PCB）工藝修改圖案需要修改菲林，修改外形需要修改模具，而LDS工藝只要修改CAD數(shù)據(jù)，優(yōu)勢(shì)明顯。

3、環(huán)境友好：制造過(guò)程無(wú)污染、無(wú)高壓、無(wú)廢水、無(wú)強(qiáng)電、無(wú)噪音

4、技術(shù)效率極高：產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，激光系統(tǒng)耐用、少維護(hù)，適合7X24不間斷生產(chǎn)，并且故障率低

應(yīng)用領(lǐng)域：

射頻及通信行業(yè): 手機(jī)天線、筆記本天線等；

汽車及運(yùn)輸設(shè)備制造行業(yè),體現(xiàn)在減輕重量、提供耐用性；

電子電氣領(lǐng)域

醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域

適用于高密度醫(yī)療器械的集成式小螺距

另有 精密儀器&測(cè)量及軍事/航空工業(yè)等。

五LDS工藝加工設(shè)備