レーザーダイレクトストラクチャリング(LDS)による3D MID

エレクトロニクス製造システム

射出成形回路部品(MID)向けの
レーザーテクノロジー

レーザーダイレクトストラクチャリング(LDS)による3D MID

高度に統合された成形回路部品

LPKF Laser&Electronics AGのレーザーダイレクトストラクチャリング、成形回路部品(MID)テクノロジーの最先端プロセスによって、射出成形されたプラスチック部品の表面に配線パターンを生成することができます。これにより成形品に機械的機能と電子的機能とを統合する独自の方法を提供しています。

構造化された配線パターンを備えた射出成形部品

3D形状に完全対応:レーザービームにより配線パターンを
レイアウト

LDSプロセスでは、レーザービームによって導電性用パターンを射出成形されたプラスチック部品上に描画します。

射出成形用のプラスチック材料には、特殊なLDS添加剤が含まれています。この材料を射出成形して部品を成形します。次にレーザービームによりパターンが配線される領域を照射し、それによって添加剤を活性化させます。その後の無電解銅めっきプロセス中に、活性化された領域に銅めっきが析出し、表面への強い密着力とくっきりとした配線の輪郭が得られます。めっきプロセスでは、たとえばニッケルと金、銀、またははんだスズなどの異なるめっきを連続的に生成することが可能です。

MIDのアドバンテージ

  • 設計の自由度の高さ
  • 小型化と軽量化
  • 様々な機能の統合(3Dパターン構造、アンテナ、スイッチ、コネクタ、およびセンサ)
  • 組み立て時間の短縮
  • 工程削減
  • 初期コストの低さ

特許取得済のLPKF-LDSプロセス

 LDSプロセス

1. 射出成形

LDS用の部品はLDS添加剤を加えたLDS認定プラスチックから一回成形法で成形します。二回成形法と比較して必要とされる金型が単純なため成形プロセスが早く、安くなります。

2. レーザーによる活性化とストラクチャリング

このステップでは、レーザービームが導電性パターン用レイアウトを形成します。熱可塑性材料表面がレーザーエネルギーにより活性化され、物理化学的反応により金属核が表出します。これが「レーザーによる活性化」プロセスです。レーザーは活性化と同時に、めっきと材料の間に銅がアンカリングされる微小な表面粗化をおこします。

3. めっき

LPKF-LDS部品のめっき工程は洗浄から始まります。その後、無電解銅浴にて8~12μm/hの銅パターンが析出します。最後にニッケル や金フラッシュでめっきを施します。特定用途向けのめっきとして、すず、銀、パラジウム/金、プリフラックス処理等も可能です。

4. 部品実装

LCPやPA6/6T、PET/PBTなどの耐熱性の高いプラスチック材料には、リフローはんだを使うことができ標準的なSMTプロセスを使うことができます。3D部品に対してはんだ塗布を行うには、はんだディスペンスが最適です。三次元実装サプライヤをお探しでしたらご紹介できます。

LDSテクノロジーの活用

数千万個以上の製造実績

LDSテクノロジーは、多くの日常的なアプリケーションで使われています。たとえば、圧力センサなどのコンパクトなセンサ類です。スマートフォンにはLDSテクノロジーに基づくMIDアンテナも含まれています。すでに何千万台ものスマートフォン端末がLDSベースのMIDを省スペースの統合アンテナとして使用しています。また、医療、空調、安全技術など、他の用途にも活用されています。

スルーホール

MIDの表面を接続するためのLPKF LDSテクノロジーを使用して、信頼性の高いめっきスルーホールを作成できます。これによりレイアウトの可能性が広がります。

めっき

要件に応じて、さまざまな層を構築できます。

  • 無電解銅、ニッケル、金
  • 電解銅
  • 金フラッシュ

実装

めっき工程後電子部品実装が可能です。

  • 3D実装 (ピック&プレース)
  • ヴェイパーリフロー
  • 導電性接着剤
  • アルミワイヤボンディング
  • フリップチッププロセス

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Brochure
LPKF LDS: Laser Direct Structuring for 3D Molded Interconnect Devices (pdf - 3 MB)
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Guideline
Design rules for laser direct structured MID components (pdf - 820 KB)
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List
Approved plastics for Laser Direct Structuring with LPKF laser systems (pdf - 181 KB)
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List
Authorized LDS Manufacturers (pdf - 903 KB)
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LDS用レーザー装置ラインナップ

LPKF Fusion 3D 1500

大型部品用:1つめの加工軸に載せられた部品がレーザーで処理されている間に、2つめの加工軸にワークの取り付けが可能です。 加工軸を交互に動かすことにより、非生産的な時間(レーザー休止時間)がほぼなくなります。

LPKF Fusion3D 1200

ロータリーテーブルを搭載しており、3D MIDの小ロット生産から大量生産まで対応したリーズナブルで使いやすい最新モデルです。

LPKF Fusion3D 1100

3D MIDのエントリレベルシステム Fusion3D 1100。お客様の治具を取付可能です。


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