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1、10申请公布号CN104244587A43申请公布日20141224CN104244587A21申请号201410182086422申请日20140430H05K3/00200601H05K3/10200601C09D201/00200601C09D161/20200601C09D7/1220060171申请人深圳光韵达光电科技股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区高新区北区朗山路13号清华紫光科技园C座1层72发明人蔡志祥王浩杨伟邹凯南威74专利代理机构深圳新创友知识产权代理有限公司44223代理人王震宇54发明名称立体电路的制作方法及热固性喷涂溶液57摘要本发明公开了一种立体电路的。
2、制作方法，包括以下步骤通过选择性激光烧结方法生成原型件；用含有可溶性金属络合物的热固性喷涂溶液对所述原型件表面进行喷涂处理并固化，形成表面可被激光活化的覆膜；用激光对所述覆膜进行预定的选择性扫描以形成表面活化区域；通过化学镀在所述表面活化区域形成导电线路。在应用选择性激光烧结方法获得原型件的基础上，利用热固性溶液在原型件表面覆膜并以激光活化，既克服传统SLS加工材料对应用带来的限制，又可实现表面复杂的基体成型而不受外形限制,有效满足激光活化及导电线路快速制作成型的要求。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页。
3、10申请公布号CN104244587ACN104244587A1/1页21一种立体电路的制作方法，其特征在于,包括以下步骤步骤一、通过选择性激光烧结方法生成原型件；步骤二、用含有可溶性金属络合物的热固性喷涂溶液对所述原型件表面进行喷涂处理并固化，形成表面可被激光活化的覆膜；步骤三、用激光对所述覆膜进行预定的选择性扫描以形成表面活化区域；步骤四、通过化学镀在所述表面活化区域形成导电线路。2如权利要求1所述的制作方法，其特征在于,所述热固性喷涂溶液按质量份计含有以下成分1热固性载体母胶3565质量份；2氨基树脂1530质量份；3金属络合物0510质量份；4无机功能填料1525质量份；5芳烃溶剂35。
4、质量份；6二丙酮醇35质量份；7二甲苯24质量份；8消泡剂0107质量份；9分散剂012质量份；10流平剂011质量份。3如权利要求1所述的制作方法，其特征在于,所述金属络合物为铜、铝、锌或镍的络合物。4如权利要求1至3任一项所述的制作方法，其特征在于,所述步骤一中，采用波长为106M、功率为10W40W的二氧化碳红外激光器进行选择性激光烧结，其中激光扫描速率35M/S，光斑直径05MM，X、Y、Z轴加工收缩补偿率X为285382、Y为285382、Z0为210322、Z300为147244，其中Z0指在Z轴坐标0MM位置的收缩补偿率，Z300指在Z轴坐标300MM位置的收缩补偿率，Z方向其余。
5、层收缩率根据Z0、Z300值呈线性规律分布，激光光斑补偿参数为015035MM。5如权利要求1至3任一项所述的制作方法，其特征在于,所述步骤三中，采用功率为1040W、波长为106M的近红外激光设备或功率为310W、波长为10601090NM的紫外激光设备进行激光扫描，扫描线宽01MM左右，最小间距02MM左右；优选地，所述激光设备具有X/Y扫描振镜且设置成在垂直于待活化表面的Z轴上可变焦。6如权利要求5所述的制作方法，其特征在于,所述步骤三中，表面激光活化对所述原型件表面的烧蚀厚度保持在2025M左右。7如权利要求1至6任一项所述的制作方法，其特征在于,所述步骤四中，在进行化学镀之前还包括对。
6、所述原型件的表面进行除油和浸泡稳定处理，优选地，所述浸泡稳定处理采用含10甲醛的水溶液，在室温下浸泡1MIN。8如权利要求7所述的制作方法，其特征在于,所述除油采用以下去油配方，其中氢氧化钠100G/L，磷酸三钠1666G/L，碳酸钠100G/L，以及洗涤剂166G/L。9如权利要求1至6任一项所述的制作方法，其特征在于,化学镀采用以下镀液配方，其中含有硫酸铜10G/L，酒石酸钠钾50G/L，氢氧化钠1012G/L，碳酸钠5G/L，氯化镍1G/L，以及甲醛1015ML/L。10一种用于权利要求19任一项所述的立体电路的制作方法的热固性喷涂溶液,其特征在于，所述热固性喷涂溶液按质量份计含有以下成。
7、分1热固性载体母胶3565质量份；2氨基树脂1530质量份；3金属络合物0510质量份；4无机功能填料1525质量份；5芳烃溶剂35质量份；6二丙酮醇35质量份；7二甲苯24质量份；8消泡剂0107质量份；9分散剂012质量份；10流平剂011质量份。权利要求书CN104244587A1/5页3立体电路的制作方法及热固性喷涂溶液技术领域0001本发明涉及一种立体电路的制作方法及热固性喷涂溶液。背景技术0002对于电子电器和机电产品制造工艺和相应的材料技术，追求的方向为柔性、环保、快速、节能。业界开发出称为3DMIDTHREEDIMENSIONALMOULDEDINTERCONNECTDEVIC。
8、EORELECTRONICASSEMBLIES的技术，该技术在塑胶表面成型精密和紧密的导电图案，电子元器件可以直接焊接在塑胶外壳或者内壳上，形成无印刷电路板的电子电器和机电一体化产品。该技术应用于立体电路的制作，为电子电器产品及机电产品节省电路空间，实现电路的柔性化制造。其主要领域为通讯器材天线、消费电子、医疗器械等对空间需求、精密性有较高要求的领域。0003传统3DMID的工艺流程主要包括三步步骤一，采用一种激光塑胶原料注塑或者压铸成塑胶件；步骤二，激光设备按用户设计好的CAD文件，扫描塑胶件，形成导电图案，此步骤成为激光处理或激光活化；步骤三，经过激光处理的塑胶件化学镀增厚金属层。0004。
9、传统3DMID技术采用注塑的方式制造电路载体，受到载体外形的限制，同时注塑件成型时间较长，不利于快速MID器件的快速加工与测试。0005另一种成型工艺，传统选择性激光烧结SLS技术主要包括基体模型通过切片处理导入设备中进行加工，激光选择性烧结设备分层制造切片模型并在热熔状态下完成层之间的结合，依次叠加完成整个原型件的制作。0006SLS技术的应用使得复杂模型可以实现快速成型，且各方面性能达到注塑件标准，成型件可以直接使用。0007然而，传统SLS制件不能满足激光表面活化的要求，同时也没有能够有效融合SLS工艺的激光设备，所以无法通过传统SLS技术制造塑胶件内部含电路的产品。发明内容0008本发。
10、明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的立体电路的制作方法。0009另一目的是提供一种用于所述立体电路的制作方法能获得优异效果的热固性喷涂溶液。0010为实现上述目的，本发明采用以下技术方案0011一种立体电路的制作方法，包括以下步骤0012步骤一、通过选择性激光烧结方法生成原型件；0013步骤二、用含有可溶性金属络合物的热固性喷涂溶液对所述原型件表面进行喷涂处理并固化，形成表面可被激光活化的覆膜；0014步骤三、用激光对所述覆膜进行预定的选择性扫描以形成表面活化区域；0015步骤四、通过化学镀在所述表面活化区域形成导电线路。说明书CN104244587A2/5页40016优选地，所述。
11、热固性喷涂溶液按质量份计含有以下成分1热固性载体母胶3565质量份；2氨基树脂1530质量份；3金属络合物0510质量份；4无机功能填料1525质量份；5芳烃溶剂35质量份；6二丙酮醇35质量份；7二甲苯24质量份；8消泡剂0107质量份；9分散剂012质量份；10流平剂011质量份。0017优选地，所述金属络合物为铜、铝、锌或镍的络合物。0018优选地，所述步骤一中，采用波长为106M、功率为10W40W的二氧化碳红外激光器进行选择性激光烧结，其中激光扫描速率35M/S，光斑直径05MM，X、Y、Z轴加工收缩补偿率X为285382、Y为285382、Z0为210322、Z300为147244。
12、，其中Z0指在Z轴坐标0MM位置的收缩补偿率，Z300指在Z轴坐标300MM位置的收缩补偿率，Z方向其余层收缩率根据Z0、Z300值呈线性规律分布，激光光斑补偿参数为015035MM。0019优选地，所述步骤三中，采用功率为1040W、波长为106M的近红外激光设备或功率为310W、波长为10601090NM的紫外激光设备进行激光扫描，扫描线宽01MM左右，最小间距02MM左右。更优选地，所述激光设备具有X/Y扫描振镜且设置成在垂直于待活化表面的Z轴上可变焦。0020优选地，所述步骤三中，表面激光活化对所述原型件表面的烧蚀厚度保持在2025M左右。0021优选地，所述步骤四中，在进行化学镀之前。
13、还包括对所述原型件的表面进行除油和浸泡稳定处理。更优选地，所述浸泡稳定处理采用含10甲醛的水溶液，在室温下浸泡1MIN。0022优选地，所述除油采用以下去油配方，其中氢氧化钠100G/L，磷酸三钠1666G/L，碳酸钠100G/L，以及洗涤剂166G/L。0023优选地，化学镀采用以下镀液配方，其中含有硫酸铜10G/L，酒石酸钠钾50G/L，氢氧化钠1012G/L，碳酸钠5G/L，氯化镍1G/L，以及甲醛1015ML/L。0024一种用于所述立体电路的制作方法的热固性喷涂溶液,所述热固性喷涂溶液按质量份计含有以下成分1热固性载体母胶3565质量份；2氨基树脂1530质量份；3金属络合物0510。
14、质量份；4无机功能填料1525质量份；5芳烃溶剂35质量份；6二丙酮醇35质量份；7二甲苯24质量份；8消泡剂0107质量份；9分散剂012质量份；10流平剂011质量份。0025本发明的有益技术效果0026本发明采用SLS技术快速成型原型件，用热固性喷涂溶液涂覆原型件表面，并通过激光对覆膜表面活化，经化学镀，完成立体电路制作,该制作方法有效改善了传统MID及SLS工艺的不足，利用热固性溶液在原型件表面覆膜并以激光活化，克服传统SLS加工材料对应用带来的限制，有效满足激光活化及导电线路成型要求，满足零件对于导电、导热性能的需求。特别是，本发明在SLS工艺形成原型件的基础上，采用表面喷涂覆膜并激。
15、光活化的方式，扩展了现有SLS技术的应用范围，既克服SLS技术在材料上的限制，又克服传统MID技术在加工外形上和成型速度上的限制。一方面，本发明可取代传统MID注塑工艺并取得更好的快速加工成型效果，另一方面，本发明提出的表面覆膜活化方法使得在应用SLS工说明书CN104244587A3/5页5艺的基础上，在不改变原始加工材料即可实现立体电路制作，且实现快速的原型件的表面金属化。本发明的这种表面覆膜活化工艺的优点具体体现在1立体电路的快速制作，制作周期短；2实现表面复杂的基体成型，不受外形限制；3加工灵活，表面覆膜可控。0027本发明制作立体电路具有传统MID技术与SLS快速成型技术的优点，但又。
16、消除了各自的缺点，能够降低产业普及成本，并使得立体电路制造工艺的最终产品质量能够最优化且具有性价比优势，将极大促进激光快速成型技术的发展。作为新的立体电路制作工艺，本发明为光机电一体化产品提供环保、环境友好、柔性智能的制造方法，可广泛适用于汽车、航空航天、工业控制等领域的电子电路产品制作。附图说明0028图1为本发明立体电路的制作方法实施例的流程图。具体实施方式0029以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。0030在一些实施例里，一种立体电路的制作方法如图1所示，包括以下步骤。0031步骤一、通过选择性激光烧结SLS方。
17、法生成原型件。0032激光选择性烧结制备原型件的工艺参数如下0033采用激光选择性烧结设备来制造原型件，可采用波长106M、功率10W40W的二氧化碳红外激光器作为烧结源，激光扫描速率35M/S，光斑直径05MM，X、Y、Z轴加工收缩补偿率X为285382、Y为285382、Z0为210322、Z300为147244，其中Z0指在Z轴坐标0MM位置的收缩补偿率，Z300指在Z轴坐标300MM位置的收缩补偿率，Z方向其余层收缩率根据Z0、Z300值呈线性规律分布，激光光斑补偿参数为015035MM。0034原型件加工完成后，可通过喷砂、水磨等后处理方式清理原型件表面附着的粉末。0035步骤二、用。
18、含有可溶性金属络合物的热固性喷涂溶液对所述原型件表面进行喷涂处理并固化，形成表面可被激光活化的覆膜。0036传统SLS制件的应用及性能受到材料的限制，通过在SLS原型件表面喷涂覆膜材料可以弥补这一缺陷，使得MID制件的加工不受到SLS技术现有材料的限制。喷涂的热固性覆膜溶液附着于SLS原型件，故可以无需调整传统的SLS材料组分，使得传统SLS技术可以不受现有成型材料限制而用于制造立体电路基体，只需通过在原型件表面喷涂热固性溶液即可完成原型件的表面改性环节。0037在热固性溶液中有可溶性金属络合物改性金属复合物，金属络合物可为铜、铝、锌、镍等的络合物，还可以包括降粘剂、流平剂、金属还原辅助剂。在。
19、一种优选的实施例中，热固性溶液中含有1热固性载体母胶，占溶液3565质量份；2氨基树脂，占溶液1530质量份；3金属络合物，占溶液0510质量份；4无机功能填料，占溶液1525质量份；5芳烃溶剂，占溶液35质量份；6二丙酮醇，占溶液35质量份；7二甲苯，占溶液24质量份；8消泡剂，占溶液0107质量份；9分散剂，占溶液012质量份；10流平剂，占溶液011质量份。热固性溶液均匀混合后，可采用说明书CN104244587A4/5页6051MM口径气动喷枪进行表面喷涂覆膜。0038在后续过程中，通过激光表面活化去除包裹金属络合物的材料可使金属离子成游离态，再与化学镀溶液生成表面导电层。使金属络合物。
20、具有上述优选含量，可优化化学镀过程中金属沉积速率含量更高将使金属沉积速率变慢。0039无机功能填料可以为丙烯酸或环氧树脂，用于填充由选择性激光烧结加工原理所导致的粗糙表面、固化后增加表面硬度。0040步骤三、用激光对所述覆膜进行预定的选择性扫描以形成表面活化区域。0041激光设备和激光扫描覆膜原型件的工艺参数如下0042可采用近红外激光设备或者紫外激光设备，优选功率1040W、波长106M的近红外激光机，或功率310W、波长10601090NM的紫外激光机。优选地，扫描线宽01MM左右，最小间距02MM左右。激光瞬时能量高于表面覆膜层中金属络合物热解阈值时，使得金属络合物分解并产生金属离子。0。
21、043优选地，表面激光活化对原型件表面的烧蚀厚度保持在2025M左右。优选地，激光机具备Z轴变焦功能，适应塑胶表面凹凸不平的特点，自动调整，使得光斑大小和圆度不变。0044在较佳的实施例中，激光化学设备采用X/Y振镜扫描，具有可转动平台基座，具有激光Z轴变焦功能，快速准确地完成对三维原型件的选择性区域表面活化。0045通过激光表面活化处理后，原型件表面完成了粗化过程，在原型件表面出现金属络合物薄层。0046步骤四、通过化学镀线路成型工艺，在所述表面活化区域形成导电线路。0047通过化镀工艺产生导电铜层，经过除油、稳定、化学镀过程，最终形成1020M厚度的导电铜层。对铜层厚度有特殊要求的情况，可。
22、以根据实际调整化镀的时长，或后续通过电镀的方式加厚导电层。00481除油优选以表1所示去油配方脱去原型件表面油脂，降低其表面张力，赋予其表面亲水性；0049表1原型件表面碱性去油配方0050组分含量氢氧化钠100G/L磷酸三钠1666G/L碳酸钠100G/L洗涤剂166G/L00512浸泡稳定由于覆膜溶液添加了反应所需的金属离子，故无需传统的敏化、活化处理。化镀前对原型件浸泡处理，完成化镀前的准备。0052表2原型件稳定处理配方0053说明书CN104244587A5/5页7组分温度时间甲醛10水溶液室温1MIN00543化学镀铜优选以表3所示化学镀配方，通过化学反应，在原型件活化区域的表面形。
23、成导电铜层。优选地，反应温度为2025，反应时间为4560NIN0055表3原型件化学镀铜处理配方0056组分含量硫酸铜10G/L酒石酸钠钾50G/L氢氧化钠1012G/L碳酸钠5G/L氯化镍1G/L甲醛1015ML/L0057步骤五、表面后处理。0058经过化学镀的环节，原型件表面已经成型好了表面导电线路。可根据线路各自的性能要求，对其进行线路有效性测试。通过测试的原型件可进行表面后处理，清理线层表面杂质，降低其表面粗糙度。为了保护线路不易被破坏且防止表面覆铜层的氧化，优选在原型件镀铜层表面喷涂保护溶液，最终完成MID器件的制作。0059以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。说明书CN104244587A1/1页8图1说明书附图CN104244587A。