LDS：5G 终端极具潜力的加工工艺

来源：国际工业激光商情发布时间：2020-03-06 882

工业激光金属加工激光设备零部件技术前沿

激光直接成型技术（Laser-Direct-structuring，以下简称：“LDS”）是利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，来将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，从而在几秒钟的时间内，活化出电路图案技术。

简单地说（对于手机天线设计和生产而言），在成型的塑料支架上，利用激光技术直接在支架上化镀形成金属天线图案的一种技术，LDS 能够直接将天线做在手机外壳上。该项工艺是由德国 LPKF 公司研发，主要应用于移动通讯领域，实现智能手机天线功能。

LDS 工艺流程

使用特殊激光技术将已经设计好的线路图案雕刻在 3D塑料成品上（整个过程瞬间完成），然后再将成品放入化学药水中进行化镀。经过一系列步骤后，金属就按照设计图案在塑料表面生根发芽。

以手机 LDS 天线为例，含有机金属复合物的改性塑料通过注塑成型得到特定的形状；通过激光照射得到特定形状活化区域；化镀可将更多的金属原子依附在活化区域中，从而得到功能性电路板；为了防止电路板被磨损，一般通过喷涂或组装将其覆盖保护。

LDS 工艺原理

LDS 典型的工艺流程

● LDS 激光直接成型技术的制程主要有五个步骤：

（1）射出成型（Injectionmolding）——此步骤在热塑性的塑料上射出成型；

（2）激光活化（LaserActivation）。此步骤透过激光光束活化，同时借由添加特殊化学剂激光活化使物体产生物理化学反应行成金属核，除了活化并形成粗糙的表面，使铜在金属化过程中在塑料上扎根；

（3）电镀（Metallization）。此为LDS制程中的清洁步骤，在仅用作电极的金属化塑胶表面进行电镀 5~8μm 的电路，如铜、镍等，使塑料成为一个具备导电线路的 MID 元件；

（4）喷涂 / 组装（Assembling）；

（5）RF（Radio Frequency）射频测试。

LDS 工艺特点及优势

特点：

（1）工艺成熟稳定、产品性能优越、任意可激光入射三维面均可实现芯片或集成电路的高精度布图；

（2）适用于三维表面，更广的设计空间、成本较 FPC 高，需化镀、需特定材料。

优势：

（1）与柔性电路板天线和金属片天线相比，LDS 部件具备完全的三维功能。LDS 部件可采用其实际需要的形状—功能服从形态。因为采用激光成型，改变电路图案无需改变

模具就能实现，非常适合生产不同种类的天线。

（2） LDS 技术效率极高：产品生产周期短，激光系统耐用、少维护，适合全天不间断生产，并且故障率低。

应用范围

这一技术此前最广泛的应用之一是手机天线。其他应用还包括汽车用电子电路、提款机外壳及医疗级助听器等。目前，电子产品轻量化是行业发展的一大趋势。未来 5G 时代，天线多频段设计更为复杂，LDS 材料及技术可用于天线的结构设计，让设计自由度高。使用 LDS 技术制造的天线更加稳定、同时也可以避免内部元器件的干扰，还能节省出更多的设计空间，使电子产品更加轻薄。如华为 Mate 30 的手机天线采用金属中框搭配 LDS 的技术方案，天线数量相比 4G 手机有了大幅提升。LDS 因其上述优势，目前是很多手机和智能可穿戴设备厂商的主流技术选择，可预见性地将成为 Sub 6Ghz 时期天线重要方案。

本文来自艾邦高分子

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