CN115666001A - 精细线路加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精细线路加工方法；所述方法包括：获取壳体结构件；对所述壳体结构件的目标区域进行3D激光活化处理，得到所述3D激光活化处理后的壳体结构件，所述目标区域为由待制作的精细线路的多个顶点形成的封闭区域；对所述3D激光活化处理后的壳体结构件的目标区域进行金属化处理；按照所述待制作的精细线路，对所述金属化处理后的壳体结构件的目标区域进行雕刻，得到包括所述精细线路的壳体结构件。能够提高加工良率，降低制造成本。

Description

精细线路加工方法

技术领域

本申请实施例涉及电路制造技术领域，涉及但不限于一种精细线路加工方法。

背景技术

随着电子设备集成度的提高，电子设备的体积也越来越小。此时电子组件对于整个设备就显的过大，为了减小电子组件自身尺寸，通过3D(三维)激光精密加工工艺创新，实现与载体同型的立体精细线路加工工艺技术至关重要。

相关技术中，立体线路加工工艺包括：LDS(Laser Direct Structuring，激光直接成型)，柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，3D打印。上述相关技术中，LDS技术在精细线路上，线间距0.15mm时加工良率只有80％，而且不良品返工几率小，需投入大量人工检查清溢镀；虽然相比之下FPC的线间距在0.15mm时加工良率无明显影响，但投入到实际器件组合时立体面贴合容易偏位褶皱等，返工率高，并且尺寸很难再缩小，开设专用贴合设备的共用性价值低，需投入密集的人力加工作业，人力成本很高；3D打印如超高精硬质树脂精度可实现0.12mm线间距，但导电性材质的线间距要在大于0.15mm时比较稳定，且工艺成本高，设备费用高。

因此，行业中亟需一种具有高加工良率，制造成本的加工方法。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供的精细线路加工方法，能够提高加工良率，降低制造成本。本申请实施例提供的精细线路加工方法是这样实现的：

本申请实施例提供的精细线路加工方法，包括：获取壳体结构件；对所述壳体结构件的目标区域进行3D激光活化处理，得到所述3D激光活化处理后的壳体结构件，所述目标区域为由待制作的精细线路的多个顶点形成的封闭区域；对所述3D激光活化处理后的壳体结构件的目标区域进行金属化处理；按照所述待制作的精细线路，对所述金属化处理后的壳体结构件的目标区域进行雕刻，得到包括所述精细线路的壳体结构件。

在一些实施例中，所述壳体结构件为加有触媒的激光直接成型LDS专用注塑原料注塑得到的壳体结构件。

在一些实施例中，所述对所述3D激光活化处理后壳体结构件的目标区域进行金属化处理，包括：将所述3D激光活化处理后的壳体结构件进行化学沉积处理，使所述壳体结构件的目标区域沉积一层金属；对所述化学沉积处理后的壳体结构件的目标区域进行加厚铜以及镀覆化学镍处理，得到所述金属化处理后的目标区域。

在一些实施例中，所述化学沉积为触击铜打底，所述触击铜打底使所述目标区域沉积一层铜。

在一些实施例中，所述触媒为包括钯，和/或镍的螯合物。

在一些实施例中，当所述壳体结构件为通讯类产品，当所述壳体结构件为通讯类产品，所述加厚铜处理后的壳体结构件的目标区域的铜厚度为15μm-25μm，当所述壳体结构件为功能类产品，所述加厚铜处理后的壳体结构件的目标区域的铜厚度为20μm-30μm。

在一些实施例中，所述对加厚铜处理后的目标区域进行镀覆化学镍处理，包括：对加厚铜处理后的目标区域进行氯化钯活化置换，使铜层表面置换一层氯化钯；将所述氯化钯作为还原层，在加厚铜处理后的目标区域上镀覆化学镍保护层。

在一些实施例中，所述化学镍保护层膜厚为3μm-6μm。

在一些实施例中，对所述镀覆化学镍保护层后的壳体结构件的目标区域增加镀金层。

在一些实施例中，对所述壳体结构件的目标区域进行镍后封孔处理。

本申请实施例所提供的精细线路加工方法，活化由精细线路的多个顶点形成的目标区域，再对金属化后的目标区域进行雕刻实现特定的立体线路图。本申请使复杂图形的化学镀变成单一大面图形的化学镀，化学镀的难度大大降低，良率可实现99％以上，激光镭雕本身的良率在99％以上，镭雕工艺本身简单良率高可实现99％以上，制程一次良率直接实现99％，使加工良率大大提高，制造成本大大降低。其次，先大面化学镀金属化处理再精细化镭雕，伴随着激光加工精度的提高实现激光精度0.04mm±0.02mm的偏移值，可实现线间距0.08mm的精细线路，并且加工效率高质量有保证，从而能够提高加工良率，降低制造成本，从而解决背景技术中所提出的技术问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。

图1为本申请实施例提供的精细线路加工方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种壳体结构件的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种金属化后的壳体结构件的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种激光雕刻形成立体精细线路图的壳体结构件的示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种精细线路加工方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”用以区别类似或不同的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

图1为本申请实施例提供的精细线路加工方法的实现流程示意图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤110至步骤140：

步骤110，获取壳体结构件。

获取用待加工的壳体结构件，所述待加工的壳体指需要获得特定的立体线路的结构件，所述结构件包括工程塑胶、陶瓷或玻璃。

步骤120，对所述壳体结构件的目标区域进行3D激光活化处理，得到所述3D激光活化处理后的壳体结构件，所述目标区域为由待制作的精细线路的多个顶点形成的封闭区域。

对壳体结构件上目标区域进行3D激光活化处理，使目标区域获得/暴露出触媒，例如，所述壳体结构件上包含触媒，所述触媒可以采用印刷或者喷涂等方式添加在壳体结构件上，所述触媒可以是可激光活化油墨或涂料等。使用激光照射活化油墨或涂料，油墨或涂料中的有机金属络合物激光照射下可气化并激活金属螯合物，到3D激光活化处理后的壳体结构件。又如，所述壳体结构件为塑胶，3D激光镭雕处理正常塑胶材料经过激光镭雕处理后会整层被去除，与未镭雕的区域形成高低面，镭雕区域表面被粗化，再活化壳体结构件，使粗化处理的塑料制件表面吸附一层具有催化活性的贵金属，如银、金、钯等。

本申请中进行处理所述目标区域是指由待制作的精细线路的多个顶点形成的封闭区域，该区域是一个能够完全包含待制作的精细线路的大范围区域，例如，以精细线路中相隔最远的两个点之间的距离为直径画球，该球形所覆盖的壳体结构件就是目标区域，又如，以精细线路中水平方向上最远的两个点为长，以精细线路中垂直方向上最远的两个点为宽，以精细线路中竖直方向上最远的两个点为高，生成长方体的目标区域，示例的，待加工的壳体结构件如图2所示，图2所示的壳体结构件中的目标区域210。需要注意的是为了获得最优的效果，目标区域的面积不应过大，应当根据工艺具体进行设置。

步骤130，对所述3D激光活化处理后的壳体结构件的目标区域进行金属化处理。

目标区域经3D激光活化处理后，进行金属化，如采用化学镀的方法进行金属化，化学镀(Chemical plating)，是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，使镀液中金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。由于壳体结构件中只有目标区域的触媒被活化，则在镀覆过程中只有目标区域存在触媒，因此只有目标区域中会发生还原反应形成金属沉积。图2所示的壳体结构件进行金属化后如图3所示。

步骤140，按照所述待制作的精细线路，对所述金属化处理后的壳体结构件的目标区域进行雕刻，得到包括所述精细线路的壳体结构件。

将已经金属化处理的壳体进行3D激光雕刻，根据3D线路图进行镭雕机程式编程，去除金属化区域不需要金属化的部分，实现立体精细线路，得到包括精细线路的壳体结构件。如3所示结构件经3D激光雕刻去除多余部分，实现立体精细线路图如图4所示。

本申请上述方法中，活化由精细线路的多个顶点形成的目标区域，再对金属化后的目标区域进行雕刻实现特定的立体线路图。相比与现有技术：先将线路图直接镭雕到结构件上去，然后通过化学镀使其金属化得到立体线路，现有技术的线间距0.15mm时图形活化镭雕良率在99％，制程最终返修后良率在80％左右，所以最终制造良率只有79.2％，主要不良表现为线路溢镀导致的短路及清理溢镀导致的断路，并且需投入大量人工检查清溢镀工作，是单价成本居高不下。

本申请中金属化只需金属化目标区域，从而降低了金属的难度，良率可实现99％以上，激光镭雕本身的良率在99％以上，镭雕工艺本身简单良率高可实现99％以上，制程一次良率直接实现99％，使加工良率大大提高，制造成本大大降低。其次，先大面化学镀金属化处理再精细化镭雕，伴随着激光加工精度的提高，实现激光精度0.04mm±0.02mm的偏移值，可实现线间距0.08mm的精细线路，并且加工效率高质量有保证。

本申请实施例再提供一种精细线路加工方法，图5为本申请实施例精细线路加工方法的实现流程示意图，如图5所示，该方法可以包括以下步骤510至步骤540：

步骤510，获取壳体结构件，所述壳体结构件为加有触媒的激光直接成型LDS专用注塑原料注塑得到的壳体结构件。

获取用待加工的壳体结构件，所述待加工的壳体指需要获得特定的立体线路的塑胶结构件，例如，一种手机塑胶壳体，该手机塑胶壳体需要在其上加工手机天线，从而获得与塑胶壳体相结合的手机天线。

本实施例中，LDS专用注塑原料是在材料中加入了触媒的原料，而触媒主要成分选用对金属化有催化活性作用物质如银、镍等，所述材料可以是ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene)材料，或者PC聚碳酸酯(Polycarbonate)材料，或者是ABS+PC，或者LCP液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer)材料，或者PBT聚对苯二甲酸丁二醇(Polybutylene terephthalate)材料。

步骤520，对所述壳体结构件的目标区域进行3D激光活化处理，得到所述3D激光活化处理后的壳体结构件，所述目标区域为由待制作的精细线路的多个顶点形成的封闭区域。

经过高温注塑后触媒与聚合物交融并被聚合物包裹，使用3D激光进行镭雕，在经激光镭雕时因物质光作用的不同特性，表层聚合物被优先镭雕去除，裸露出包裹在聚合物里面的触媒介质。

添加触媒的LDS专用材料除可以实现激光镭雕后的选择性上镀外，材料的注塑流动性、刚性有提高，注塑的可施工温度范围得到提高，物理特性整体得到提高。

目标区域的面积不应过大，不能超过金属离子的自然沉积时间，例如，使用触击铜打底进行金属化时，活化的目标区域以触击铜20分钟可镀满的试镀结果为准，超过该时间铜离子可能沉降在结构件表面。

步骤530，将所述3D激光活化处理后的壳体结构件进行化学沉积处理，使所述壳体结构件的目标区域沉积一层金属；对所述化学沉积处理后的壳体结构件的目标区域进行加厚铜以及镀覆化学镍处理，得到所述金属化处理后的目标区域。

化学沉积，是指利用一种合适的还原剂使镀液中的金属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程。壳体结构件中只有目标区域的触媒被暴露出，因此只有目标区域会发生化学还原过程，从而只有在目标区域形成一层金属沉积。

在本申请一个实施例中，所述化学沉积为触击铜打底。当采用触击铜打底时，触媒为对化学镀触击铜有催化活性作用的钯、镍等螯合物。

在本实例中采用触击铜打底的方式形成铜沉积，因此触媒可以选用对化学镀触击铜有催化活性作用的钯、镍等螯合物，塑胶结构件经激光镭雕裸露出包裹在聚合物里面的触媒介质，此部分在后续的化学触击铜时会优先催化还原出铜金属层来实现金属化。

将3D激光活化后的壳体进行触击铜打底，触媒会在沉铜溶液中甲醛的还原下沉积一层铜，膜厚一般控制在3μm-6μm，完成打底后进行2连逆流水洗。

将触击铜打底完成的产品进行加厚铜作业，根据工艺厚度需求进行增厚处理，铜厚可以根据具体情况进行设置，一般通讯类产品铜厚在15μm-25μm，连接器等功能类产品铜厚在20μm-30μm。

加厚铜厚的产品镀覆一层化学镍，得到所述金属化处理后的目标区域。

在本申请一个实施例中，所述对加厚铜处理后的目标区域进行镀覆化学镍处理，包括：

对加厚铜处理后的目标区域进行氯化钯活化置换，使铜层表面置换一层氯化钯；

将所述氯化钯作为还原层，在加厚铜处理后的目标区域上镀覆化学镍保护层。

增厚铜处理后的结构件经3道逆流水洗后浸入氯化钯活化槽，活化置换处理一般在60-120秒，使铜层表面置换一薄层氯化钯金属作为化学镍时的还原层，经活化处理后的产品需进行2道逆流水洗，每道水洗可以控制在20-30秒；

将氯化钯活化处理后的产品进行镀覆化学镍保护层，化学镍膜厚一般控制在3-6μm，结束化学镍后经三道逆流水洗完成。

根据产品的不同用途，可直接进行镍后封孔处理，或增加镀金层后再封孔处理。

步骤540，按照所述待制作的精细线路，对所述金属化处理后的壳体结构件的目标区域进行雕刻，得到包括所述精细线路的壳体结构件。

将已经金属化处理的壳体进行3D激光雕刻，根据3D线路图进行镭雕机程式编程，去除金属化区域不需要金属化的部分，实现立体精细线路，得到包括精细线路的壳体结构件。

上述方法使复杂图形的化学镀变成单一大面图形的化学镀，化学镀的难度大大降低，良率可实现99％以上，激光镭雕本身的良率在99％以上，镭雕工艺本身简单良率高可实现99％以上，制程一次良率直接实现99％，使加工良率大大提高，制造成本大大降低。其次，先大面化学镀金属化处理再精细化镭雕，提高了激光加工的精度。

上述方法塑胶结构件上获得特定的立体线路，应用到引线框架、连接器、传感器、保持架、智能家电、汽车电子等领域，与导电电路相结合赋予电器互联功能。使结构件除支撑、防护等功能外，与导电电路结合而产生屏蔽、天线、连接、传感等功能，适用于IC基板、引线框架、传感器、连接器、保持架等局部精细线路的制作。线路宽度做到0.15mm测试性能稳定，线宽在0.15mm时厚度以30μm以内为宜，在没有特殊可靠性测试要求时可以继续增厚到40μm。

应该理解的是，虽然上述实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得电子设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如对象A和/或对象B，可以表示：单独存在对象A，同时存在对象A和对象B，单独存在对象B这三种情况。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个模块或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的模块可以是、或也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是、或也可以不是物理模块；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各模块分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中；上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得电子设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种精细线路加工方法，其特征在于，所述方法包括：

获取壳体结构件；

对所述壳体结构件的目标区域进行3D激光活化处理，得到所述3D激光活化处理后的壳体结构件，所述目标区域为由待制作的精细线路的多个顶点形成的封闭区域；

对所述3D激光活化处理后的壳体结构件的目标区域进行金属化处理；

按照所述待制作的精细线路，对所述金属化处理后的壳体结构件的目标区域进行雕刻，得到包括所述精细线路的壳体结构件。

2.根据权利要求1所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述壳体结构件为加有触媒的激光直接成型LDS专用注塑原料注塑得到的壳体结构件。

3.根据权利要求1所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述对所述3D激光活化处理后壳体结构件的目标区域进行金属化处理，包括：

将所述3D激光活化处理后的壳体结构件进行化学沉积处理，使所述壳体结构件的目标区域沉积一层金属；

对所述化学沉积处理后的壳体结构件的目标区域进行加厚铜以及镀覆化学镍处理，得到所述金属化处理后的目标区域。

4.根据权利要求3所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述化学沉积为触击铜打底，所述触击铜打底使所述目标区域沉积一层铜。

5.根据权利要求4所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述触媒为包括钯，和/或镍的螯合物。

6.根据权利要求4所述的精细线路加工方法，其特征在于，当所述壳体结构件为通讯类产品，所述加厚铜处理后的壳体结构件的目标区域的铜厚度为15μm-25μm，所述壳体结构件为功能类产品，当所述加厚铜处理后的壳体结构件的目标区域的铜厚度为20μm-30μm。

7.根据权利要求3所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述对加厚铜处理后的目标区域进行镀覆化学镍处理，包括：

对加厚铜处理后的目标区域进行氯化钯活化置换，使铜层表面置换一层氯化钯；

将所述氯化钯作为还原层，在加厚铜处理后的目标区域上镀覆化学镍保护层。

8.根据权利要求7所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述化学镍保护层膜厚为3μm-6μm。

9.根据权利要求5所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述镀覆化学镍保护层后的壳体结构件的目标区域增加镀金层。

10.根据权利要求3或9所述的精细线路加工方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述壳体结构件的目标区域进行镍后封孔处理。

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