激光直接成型实现低成本3D集成电路

　　图2：激光直接成型(LDS)刻蚀高分子材料，进而创造出一个活化的粗糙表面，

　　以易于实现金属镀层

　　在selectConnect Technologies公司获得专利的selectConnect金属化过程中，第一步是化学镀铜，暴露着金属微粒的粗糙表面，创建一个负电势，实现铜层的沉积。由于铜的抗氧化性能相对较差，因此后来大多数3D-mid都选择化学镀镍。当然，也可以选择沉积金层，金层将提供更为卓越的抗抗氧化性能，同时还能为表面贴装元件提供理想的安装面。对于这些金属镀层，典型的镀层厚度为：铜为100~600微英寸(1英寸=24.5);镍为50~100微英寸;金为3~8微英寸。当然，根据实际应用需求，如承载更大的电流，铜和镍的镀层可以更厚些。但是金层的厚度必须限制在8微英寸以内，因为镀金层的过程并不是一个自催化过程。如果需要较厚的金镀层，那么化学镀金层是一种可行的选择方案。

　　应用与限制

　　目前，LDS技术最常见的应用领域是无线天线和载流电路。利用LDS技术，可以将手机天线集成到手机内部的一个功能性塑料元件上，从而消除了对单独金属天线的需求。在集成手机天线应用中，LDS技术的好处发挥得淋漓尽致：既实现了部件整合和产品小型化，又减少了部件组装工作，这对于大批量生产和降低手机成本至关重要。此外，LDS技术还很容易与快速成型相结合，以配置不同的天线布局。目前，市场中很多手机天线的制造都是利用LDS技术实现的。

　　除了集成手机天线应用外，目前LDS技术正在拓展到更加广泛的应用领域。从本质上讲，LDS技术是将电子线路集成到了机械塑料元件上。如果没有LDS技术，那么至少需要一个单独的电路板或柔性电路来承载电子线路。

　　面对封装方面的限制，设计人员自然而然地会在电路布局方面挑战极限，他们希望电子线路越来越细，两条线路之间的间隔越来越小。由于LDS技术使用的光束直径为65μm，当然这是理论上最小的宽度，而在实际加工过程中，最小宽度至少是理论值的两倍。对于两条线路之间的间隔，其最小间隔必须要保证在镀层过程中，不会导致两根平行的电子线路相交(短路)。根据迄今为止的实践经验，适合生产的最小电子线路宽度和线路之间的间隔分别为0.008英寸(8mil)和0.010英寸(10mil)。当然，在技术上可能还可以实现更小的电路线宽和电路间隔，但是在实际加工中需要认真考虑设计的各个方面，确保能够为大批量生产提供一个足够可靠的加工过程。

　　随着安装表面贴装元件灵活性的增加，现在基本上已经可以将电子线路板作为机械塑料元件的一部分了(见图3)。对于需要无铅回流焊的应用，聚合物LCP和PPA可承受典型的回流焊温度;BASF公司提供的聚酰胺PA6/6T树脂，可以承受必要的高温。在塑料元件中，也可以创建过孔用于连接元件的两侧，这为设计师带来了更大的灵活性，因为这样就可以在元件的两面布置电路了。由于过孔的表面需要进行激光活化处理，因此过孔的设计可以采用简单的圆锥形来实现。

　　图3：用LDS技术制造的用于医疗器械中的电路板，

　　显示了注塑元件与电子线路和表面贴装元件的一种独特集成方式

　　LDS技术在医疗领域也开辟出了广泛的应用天地。除了用于制造静脉调节器、血糖仪、牙科工