隨著近年來汽車工業的迅速發展,特別是汽車電子的新功能性需求越來越多,而節能減排的大趨勢又要求汽車的重量要向輕型化的方向發展。這種矛盾的需求對汽車制造,設計,材料使用都帶來的新的挑戰。從某種角度來看,這時如何減小電子組件的自身尺寸,減輕重量就變得尤為重要。事實上,LDS(激光直接成型技術)是一種現有的成熟技術,通過整合電子組件功能、提高生產效率、減小產品尺寸來滿足汽車電子工業整體的發展要求。
圖1為會議現場
1月20日,由深圳工業總會三維模塑互聯期間專業委員會與MacDermid公司,LPKF公司共同舉辦“LDS技術在汽車電子部件上的微型化和輕量化技術創新研討會”,與來自汽車電子業界,LDS業界的同仁共同探討LDS技術在汽車電子上的創新應用。
什么是LPKF-LDS技術?
網上很容易查到LDS技術的概念,這是由德國LPKF公司發明的一種專利工藝技術,它是一種專業鐳射加工、射出與電鍍制程的3D-MID(三維模塑互連器件)生產技術,其原理是將普通的塑膠組件/電路板賦予電氣互連功能、支撐元器件功能和塑料殼體的支撐、防護等功能,以及由機械實體與導電圖形結合而產生的屏蔽、天線等功能結合于一體,形成所謂3D-MID,適用于IC-Substrate、HDI PCB、Lead frame局部細線路制作。
LDS 技術具有眾多優勢:以手機天線為例,它可以通過專業鐳射加工方式將天線直接鐳射在手機外殼上,不僅避免內部手機金屬干擾,更縮小手機體積。
圖2為基于LDS技術的乘用車測距雷達以及馬達控制單元
圖3為基于LDS技術的手機天線制作步驟圖示
圖4為LDS工藝在汽車領域的一款應用
參加本次研討會的汽車領域專家與LDS業界同仁進行了深入的交流,大家認為,LDS 技術最大的特點是適用于三維表面,它能帶來更廣的設計空間,同時帶來效率的提升;其次,LDS工藝發展至今,已經非常成熟穩定,任意可激光入射三維面均可實現高精度布圖。總而言之,LDS技術門檻低,相對其他工藝其靈活性大、成本低,且適用于微型及結構復雜的產品,可以體現出產品設計的靈活性和良好的性價比,正好契合了目前汽車電子產業的發展趨勢。
來自星宇車燈技術中心的丁浩工程師介紹說,他們測試了LDS技術的LED車燈解決方案,發現,這種解決方案不但極大地降低了組裝工藝成本,提高了工藝自動化水平。而且無論是光衰率還是散熱效率,LDS-LED車燈解決方案都明顯優于傳統的柔性電路板(FPC)手動組裝模式。更為難得的是,LDS方案中LED光源位置精確,車燈配光調整更準確,生產管理也更簡便。
圖8位為基于LDS粉末涂覆技術的汽車日間行車燈單元
來自FICOSA的工程師介紹說,在目前最新的汽車部件設計中,他們已經明顯的感覺到了空間的限制。例如由多個PCB組裝在一起的傳動管理系統,包含軟板,連接器等。各種功能的傳感器(方向)體積很大,空間明顯局促,而LDS技術提供了很好的方向,特別是LPKF推出的最新超級細線解決方案以及麥德美公司的可WIREBONDING表面處理使得多個應用芯片可以繼承在連接器件上,實現最大功能集成化和體積小型化,這在汽車領域是潛力無窮的。
來自LPKF公司的LDS 產品負責人,同時也是深圳工業總會三維模塑互連器件專業委員會秘書長的王憲龍先生介紹說,在歐洲汽車領域LPKF LDS 技術已有較為廣泛的應用,如各種傳感器,攝像系統,方向盤,車燈等。他特別指出, LDS 帶來的優勢是系統性的,并不僅僅局限在某一產業中。如采用LDS工藝的汽車魚鰭天線不但射頻性能更好,組裝簡便。而且可以使汽車的頂棚采用任意材料,如高分子材料等等。而傳統的魚鰭天線只能配合金屬頂棚,這對降低整車成本和重量有著革新意義。
此次研討會聯合了汽車電子業界的上、中、下游客戶,從材料供應商、設備供應商、汽車電子一級供應商,通過產業鏈的密切合作,突破傳統技術壁壘, 爭取利用各自的優勢和資源使得汽車電子業界取得新的技術進步!
LPKF公司在LDS工藝上的最新技術進展
作為LDS工藝的發明者,LPKF公司在該領域沒有停下發展的腳步,其最新推出的FUSION1200系列產品,以及與之配合的細線-超細線激光加工單元,把 LDS 技術的集成度和小型化程度推向了一個新的高度。帶有自動識別系統的新加工單元,精度更高,而且可加工從25-50微米線寬級別的電路。LPKF公司也最新批準了基于超細線結構的與之配合的新型材料。