CN106329191B - 立体电路与金属件的连接方法和lds天线 - Google Patents

立体电路与金属件的连接方法和lds天线 Download PDF

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Abstract

本发明适用于立体电路制备和LDS天线技术领域，公开了一种立体电路与金属件的连接方法和LDS天线。连接方法，包括以下步骤：制备金属件和LDS材料，将LDS材料模塑成型得到LDS基体，并将金属件的至少一部分镶嵌于LDS基体，采用激光镭雕的方式在LDS基体形成电路图形，再采用化学镀的方式在电路图形和金属件的表面形成导电连接层。LDS天线，包括金属件和LDS基体，金属件部分镶嵌于LDS基体，LDS基体采用激光镭雕的方式形成有电路图形，至少部分电路图形与金属件相接，通过采用化学镀的方式在电路图形和金属件表面形成有导电连接层。本发明提供的立体电路与金属件的连接方法和LDS天线，其产品可靠性佳且成本低。

Description

立体电路与金属件的连接方法和LDS天线
技术领域
本发明属于立体电路制备和LDS天线技术领域，尤其涉及一种立体电路与金属件的连接方法和LDS天线。
背景技术
对于LDS(Laser-Direct-structuring，激光直接成型技术)天线或以LDS基材为导通线路的立体电路，LDS基材与金属件之间连接大都是通过银浆或焊接来实现的，银浆与金属件或LDS基材的镀层之间无法形成原子级连接，所以长时间或在各种气候环境试验下会开裂分层影响导通性；而且，通过焊接方式将LDS基材与金属件连接，则要求塑料材质是能耐焊接高温的LDS材质，材料选择有限，一定程度上限制了外观与结构的创意，同时也增加工艺难度与成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种立体电路与金属件的连接方法和LDS天线，其产品可靠性佳且成本低。
本发明的技术方案是：一种立体电路与金属件的连接方法，包括以下步骤：制备金属件和LDS材料，将LDS材料模塑成型得到LDS基体，并将所述金属件的至少一部分镶嵌于所述LDS基体，采用激光镭雕的方式在所述LDS基体形成电路图形，再采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件的表面形成导电连接层。
可选地，所述金属件为铜制件。
可选地，所述金属件为非铜金属件，于将所述金属件镶嵌于所述LDS基体前，至少于所述金属件与所述LDS基体相接处的表面镀设铜层。
可选地，所述金属件为表面镀有非铜金属层的铜制件或表面依次镀有铜层和非铜金属层的非铜金属件；所述金属件的表面镀设有非铜金属层，在化学镀前至少将所述金属件镶嵌于所述LDS基体部分的表面的非铜金属层去除，露出非铜金属层下方的铜材。
可选地，采用激光或机械磨削的方式去除所述金属件表面的非铜金属层。
可选地，在采用化学镀之前，对所述电路图形和金属件增加除油清洗、微蚀、酸洗和水洗四个工序。
可选地，所述立体电路为LDS天线。
可选地，形成所述形成导电连接层之后，于所述导电连接层上进行五金镀覆层检验工序。
本发明还提供了一种LDS天线，包括金属件和LDS基体，所述金属件部分镶嵌于所述LDS基体，所述LDS基体采用激光镭雕的方式形成有电路图形，至少部分所述电路图形与所述金属件相接，通过采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件表面形成有导电连接层。
可选地，所述金属件为铜制件，或者，所述金属件为非铜制件且所述非铜制件至少与所述LDS基体连接处覆铜。
本发明所提供的立体电路与金属件的连接方法和LDS天线，其采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件的表面形成导电连接层，导电连接层通过化学置换反应形成，导电连接层可以为铜层或金层等，导电连接层覆盖于电路图形和金属件的表面，形成可靠的导电通路，导电连接层可以形成原子级的连接，长时间或在各种气候环境使用下均不易开裂分层，电路导通性能可靠，可以连续长时间在各种气候环境试验下正常工作，产品不仅可以应用于一般的民用移动终端，还可以应用于特殊环境下的专业设备领域。而且，化学镀中并不要求LDS材料耐高温，故LDS材料的选择余地大，外观与结构受到的限制小，工艺难度和产品成本相对较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的立体电路与金属件的连接方法的参考流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种立体电路与金属件的连接方法，制备金属件和LDS材料，LDS材料是一种内含有机金属复合物的改性塑料，激光照射后，使有机金属复合物释放出金属粒子。立体电路与金属件的连接方法包括以下步骤：将LDS材料模塑成型得到LDS基体，并将所述金属件的至少一部分镶嵌于所述LDS基体，具体应用中，可以通过模内注塑的方式使金属件的端部镶嵌于LDS基体，使金属件与LDS基体连接为一体，结构可靠性高，具体应用中，可以在金属件镶嵌至LDS基体的部分设置通孔，以使LDS材料可以嵌至通孔内，结构可靠性更高。再采用激光镭雕的方式在所述LDS基体形成电路图形，即利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的LDS基体上活化出电路图形。LDS基体上的至少部分电路图形与金属件的一面对齐，电路图形与金属件对接。再采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件的表面形成导电连接层，导电连接层通过化学置换反应形成，导电连接层可以为铜层或金层等，导电连接层覆盖于电路图形和金属件的表面，形成可靠的导电通路，导电连接层可以形成原子级的连接，长时间或在各种气候环境使用下均不易开裂分层，电路导通性能可靠，可以连续长时间在各种气候环境试验下正常工作，产品不仅可以应用于一般的民用移动终端，还可以应用于特殊环境下的专业设备领域。而且，化学镀中并不要求LDS材料耐高温，故LDS材料的选择余地大，外观与结构受到的限制小，工艺难度和成本相对较低。
具体地，所述金属件为铜制件或表面镀有铜层的非铜金属件，以使连接可靠。
或者，所述金属件也可以为非铜金属件，于将所述金属件镶嵌于所述LDS基体前，至少于所述金属件与所述LDS基体相接处的表面镀设铜层。
具体应用中，可选地，金属件为表面镀有非铜金属层的铜制件或表面依次镀有铜层和非铜金属层的非铜金属件，即所述金属件的表面镀设有非铜金属层(例如镍层)，在化学镀前至少将所述金属件镶嵌于所述LDS基体部分的表面的非铜金属层去除，露出非铜金属层下方的铜材。可选地，可以采用激光或机械磨削等方式去除所述金属件表面的非铜金属层。为防止表面氧化，金属件的表面可镀有镍金或其它金属成份，金属件在模内注塑或热熔前，用大功率激光或机械方法将表面的镀层去除，露出铜镀层或底材(铜或铜合金底材)，这种方法可以在五金镀覆前，将与LDS连接部位覆盖使之不上镀的工序，精简了镀覆工艺流程并节省了成本，同时也可以粗化铜的表面，利于增强化学镀所形成的镀层与金属件之间的结合力。
具体应用中，在采用化学镀之前，对所述电路图形和金属件增加除油清洗、微蚀、酸洗和水洗四个工序，以进一步提高连接的可靠性。
微蚀工序中采用微蚀药水，微蚀药水的主要成份是双氧水+酸，或SPS+酸，酸是硫酸或盐酸。
酸洗中序中采用酸洗药水，酸洗药水的主要成份是硫酸或盐酸。
具体地，所述立体电路为LDS天线，可以应用于手机等移动终端，可以利用激光镭射技术直接在LDS基体上化镀形成金属天线pattern，可直接将天线镭射在手机外壳上，天线更加稳定、也可以避免内部元器件的干扰，同时也可以节省出更多的设计空间，让手机做得更加纤薄。
具体地，形成所述形成导电连接层之后，于所述导电连接层上进行五金镀覆层检验工序，以保证可靠性。
具体地，所述五金镀覆层检验工序至少包括弯折检验工序、刀刮检验工序、挫刀检验工序和热应力检验工序。
具体地，对所述金属件与所述LDS基体交接处的导电连接层，进行可靠性实验，可靠性实验包括双85试验、温度冲击试验、高低温试验及高低湿循环试验和热应力(200摄氏度、30分钟条件下)试验。所述双85试验为在温度是85摄氏度、湿度为85％的老化试验。如图1所示为本发明实施例提供的立体电路与金属件的连接方法的参考流程图。
本发明实施例还提供了一种LDS天线，包括金属件和LDS基体，所述金属件部分镶嵌于所述LDS基体，所述LDS基体采用激光镭雕的方式形成有电路图形，至少部分所述电路图形与所述金属件相接，通过采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件表面形成有导电连接层。采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件的表面形成导电连接层，导电连接层通过化学置换反应形成，导电连接层可以为铜层或金层等，导电连接层覆盖于电路图形和金属件的表面，形成可靠的导电通路，导电连接层可以形成原子级的连接，长时间或在各种气候环境使用下均不易开裂分层，电路导通性能可靠，可以连续长时间在各种气候环境试验下正常工作，产品不仅可以应用于一般的民用移动终端，还可以应用于特殊环境下的专业设备领域。而且，化学镀中并不要求LDS材料耐高温，故LDS材料的选择余地大，外观与结构受到的限制小，工艺难度和产品成本相对较低。
具体应用中，所述金属件为铜制件，或者，所述金属件为非铜制件且所述非铜制件至少与所述LDS基体连接处覆铜。
本发明实施例所提供的立体电路与金属件的连接方法，可以将LDS基体镭雕后，与金属件同时化镀，LDS基体与金属件可靠地连接，不需要耐高温的LDS塑料材质，也不需要焊接，因而成本较低，而且化镀是通过置换反应形成铜镍层或金层等，属于原子级的连接，所以在长时间使用或气候环境试验下也不会开裂分层，可靠性高。
本发明实施例所提供的LDS天线，采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件的表面形成导电连接层，导电连接层通过化学置换反应形成，导电连接层可以为铜层或金层等，导电连接层覆盖于电路图形和金属件的表面，形成可靠的导电通路，导电连接层可以形成原子级的连接，长时间或在各种气候环境使用下均不易开裂分层，电路导通性能可靠，可以连续长时间在各种气候环境试验下正常工作，产品不仅可以应用于一般的民用移动终端，还可以应用于特殊环境下的专业设备领域。而且，化学镀中并不要求LDS材料耐高温，故LDS材料的选择余地大，外观与结构受到的限制小，工艺难度和产品成本相对较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立体电路与金属件的连接方法，制备金属件和LDS材料，其特征在于，包括以下步骤：将LDS材料模塑成型得到LDS基体，并将所述金属件的至少一部分镶嵌于所述LDS基体，通过模内注塑的方式使所述金属件的端部镶嵌于所述LDS基体，使所述金属件与所述LDS基体连接为一体，采用激光镭雕的方式在所述LDS基体形成电路图形，所述LDS基体上的至少部分电路图形与所述金属件的一面对齐，所述电路图形与所述金属件对接，再采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件的表面形成导电连接层。
2.如权利要求1所述的立体电路与金属件的连接方法，其特征在于，所述金属件为铜制件。
3.如权利要求1所述的立体电路与金属件的连接方法，其特征在于，所述金属件为非铜金属件，于将所述金属件镶嵌于所述LDS基体前，至少于所述金属件与所述LDS基体相接处的表面镀设铜层。
4.如权利要求1所述的立体电路与金属件的连接方法，其特征在于，所述金属件为表面镀有非铜金属层的铜制件或表面依次镀有铜层和非铜金属层的非铜金属件；在化学镀前至少将所述金属件镶嵌于所述LDS基体部分的表面的非铜金属层去除，露出非铜金属层下方的铜材。
5.如权利要求4所述的立体电路与金属件的连接方法，其特征在于，采用激光或机械磨削的方式去除所述金属件表面的非铜金属层。
6.如权利要求1至5中任一项所述的立体电路与金属件的连接方法，其特征在于，在采用化学镀之前，对所述电路图形和金属件增加除油清洗、微蚀、酸洗和水洗四个工序。
7.如权利要求1至5中任一项所述的立体电路与金属件的连接方法，其特征在于，所述立体电路为LDS天线。
8.如权利要求1至5中任一项所述的立体电路与金属件的连接方法，其特征在于，形成所述形成导电连接层之后，于所述导电连接层上进行五金镀覆层检验工序。
9.一种LDS天线，包括金属件和LDS基体，其特征在于，所述金属件通过模内注塑的方式部分镶嵌于所述LDS基体且与所述LDS基体连接为一体，所述LDS基体采用激光镭雕的方式形成有电路图形，所述LDS基体上的至少部分电路图形与所述金属件的一面对齐，所述电路图形与所述金属件对接，，通过采用化学镀的方式在所述电路图形和金属件表面形成有导电连接层。
10.如权利要求9所述的LDS天线，其特征在于，所述金属件为铜制件，或者，所述金属件为非铜制件且所述非铜制件至少与所述LDS基体连接处覆铜。
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