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通过激光直接结构化无需PCB的电子组件

2020-09-10 02:25:08 未知 浏览数: 时讯网

激光直接成型( LDS)是一个特殊的成功案例。在将近20年的时间里,可以在批量生产过程中将电子导体路径直接应用到塑料零件上 , 更多信息尽在振工链 。 LDS使电子组件可以制成灵活的几何形状。由于此过程,智能手机,助听器和智能手表正变得越来越小,功能越...

激光直接成型(LDS)是一个特殊的成功案例。在将近20年的时间里,可以在批量生产过程中将电子导体路径直接应用到塑料零件上更多信息尽在振工链

LDS使电子组件可以制成灵活的几何形状。由于此过程,智能手机,助听器和智能手表正变得越来越小,功能越来越强大。

LDS可以生产具有灵活几何形状的电子组件。此过程使电子产品(例如智能电话,传感器或医疗设备)变得更小,功能更强大。自动化的制造过程也使该过程在经济上更具吸引力。

电子组件可用的空间越来越少,因此需要替代传统印刷电路板的解决方案。LDS使进一步的小型化成为可能,并使日益复杂的几何设计成为可能。

这是一种稳定可靠的过程,已建立在质量至关重要的行业中,例如医疗技术或汽车行业中与安全相关的组件。

LDS流程可实现三维装配

直接的激光结构化使得能够生产3D-MID(机电集成设备)组件。使用3D-MID时,可以将电子组件直接安装到三维基体上,而无需电路板或连接电缆。

基体使用注模工艺制造,由此热塑性材料具有不导电的无机添加剂。

通过直接激光结构“激活”材料中的添加剂,以便塑料材料可以容纳电导体路径。激光束会写出用于导体路径的区域,并产生一个微粗糙的结构。

释放的金属颗粒形成用于后续化学金属化的核。以这种方式,将电导体路径施加到由激光标记的区域。三维基体的其他区域保持不变。

然后可以使用类似于常规PCB的标准SMD工艺组装塑料部件。它也适合在回流焊炉中焊接。

激光技术的广泛应用

Harting 3D-MID AG是亚洲以外最大的3D-MID组件供应商。Harting在LDS工艺中使用高性能的激光系统,其中三个激光器并行工作,每个激光器偏移45度。借助附加的旋转轴,可以同时从各个侧面(360度)对激光进行处理。

这项技术可以制造出灵活的几何形状,例如反射镜壳或LED灯。尽管最小的导体路径厚度为16至20μm,但该导体路径仍适用于要求苛刻的汽车部件或电流高达10 A的应用-例如,用于照相机中的加热线圈,用于防止光学元件起雾。

尺寸和位置–导体路径之间的最小距离(a):50 – 150μm。导体路径的最小宽度(b):50 – 150μm

半径(r):0.2 mm

在电子产品开发阶段的频繁更改或尺寸更改的新组件可能会导致常规PCB生产过程中的调整成本很高。相反,可以通过使用激光控制软件的参数非常灵活地调整激光布局。为此,无需更改注塑成型。

与传统工艺相比,使用LDS进行原型生产也更加容易。浩亭可以使用兼容LDS的材料和3D打印来生产塑料基体。注塑还可与廉价的原型工具一起使用。

LDS流程的新趋势

在过去的几年中,LDS技术的几个方面已得到改进和进一步发展。

激光的工作区域从160 x 160 x 80毫米扩大到200毫米x 200毫米x 80毫米,从而实现了更高的封装密度并可以处理更大的部件。

通过优@化引导激光束的伺服单元和反射镜,可以将激光的工作速度提高一倍,达到4 m / s,从而显着减少了处理时间。光学器件的改进使得可以使用直径为100μm的激光器和精细聚焦为50μm的激光器来加工更小的结构。

雅迪(Harting)是世界上唯一拥有3个50μm精细聚焦光学系统的激光系统的3D-MID制造商。借助这种精细的聚焦激光器,甚至可以实现更小的导体路径间隙。因此,可以在同一组件上创建许多导体路径,并可以实现更高的堆积密度。

除其他事项外,它还用于安全技术,因为间距很小且相互缠绕的导体即使在最小的物理干扰下也能够触发安全警报。

材料和经济学进展

只有特殊选择的热塑性塑料才能通过LDS工艺认证;这些都有现货供应。通过对客户的塑料材料进行特定的调整,可以进一步改善该过程:浩亭采用的过程是将LDS添加剂添加到未经认证的材料中,以使其与MID兼容。

通过使用彩色颜料和特殊的LDS添加剂,MID塑料可以实现特定的RAL或Pantone颜色。通过选择合适的添加剂,还可以根据频率范围实现特殊的RF特性。

元件载体–电子元件–例如LED,IC,光电二极管和传感器–可以直接连接到元件载体上。然后可以将组装后的部件托架作为标准SMD部件进行处理。

为了进一步提高制造过程的成本效益,Harting依靠自动化机器人系统。

LDS激光系统配备了一个旋转分度台,因此可以在仍在加工另一个零件的同时插入或卸下一个零件。进给和卸货过程由Harting使用机器人进行自动化。

这提高了生产量和自主性,同时还可以集成到自动化生产过程中。在注塑过程中提供了附加的自动化步骤。

在此,机器人也负责拆卸注塑件。机器人技术的使用还提高了过程的精确重现性,从而提高了整体产品质量。

3D-MID增长更多

支付终端的安全帽– 3D-MID帽可防止电子设备受到机械和电子的未经授权的访问。高度精确的曲折结构可以检测到每个通道,无论通道多么小,因此都可以防止盗窃,振工链工业自动化平台。

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