激光成型LDS塑料怎么做？

激光直接成型 (LDS) 功能塑料是实现 LDS 技术的关键材料，在手机天线，三维立体电路，智能感应与响应领域如可穿戴设备、智能医疗器件、无人驾驶汽车、智能家居、无人机等方面可获得广泛的应用,是实现智能终端部件轻、薄、小型化的基础材料之一，也是 5G 通讯时代的关键基础材料之一。
首先需要明确的是，手机中的天线并不单单是指一个单一部件，它可包括：同轴信号线、板载印刷天线、天线小板、机身中框、边框天线条带等。
LDS天线的优势在于：
(1) 其与柔性电路板天线和金属片天线相比，LDS 部件可采用其实际需要的形状，从而使其功能服从于结构形态，部件具备完全的三维功能。
(2) 由于采用激光成型，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、传感器等智能响应部件。
(3) LDS天线直接镭雕在器件塑料外壳或中框上,不仅避免器件的内部金属干扰,更可以缩小器件的体积。此外，LDS 技术生产效率高，产品生产周期短，激光系统耐用、少维护，适用于连续不间断生产，并且故障率低。
因5G无线通讯终端的发展趋势又是轻薄化、小型化，给信号接收设备留下的空间有限，就要求MIMO系统天线之间的距离保持在半个波长以上，相应的信号接收设置例如天线长度也会降低到以前的几十分之一，会变成毫米级的微型天线，就对其中应用的LDS功能塑料提出了更高的性能要求（除了电镀指数和可靠粘接性之外）：
(1) 更好的介电性能，例如更低的介电常数、更高的击穿电压和更低的介电损耗。
(2) 更好的散热性能，解决无线终端永久发热发烫问题。
(3) 更好的耐环境性，如高低温、酸碱性等。
(4) 适应更多的新技术新工艺。
(5) 更高的刚性和流动性。
LDS塑料的基材：
因为LDS塑料是一种内含有机金属复合物的改性塑料，经激光照射后，使有机金属复合物释放出金属粒子。故其基材及助剂的选择与制造工艺都需谨慎考量。
LDS功能塑料的常用树脂基材包括聚碳酸酯 (PC)，PC/丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)合金；热塑性聚酯如聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT)，PBT/聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 合金，PBT/聚对苯二甲酸 1,4–环己烷二甲酯(PCT)合金；尼龙(PA)如 PA66，PA6，高温尼龙(PPA)，长碳链PA合金等；液晶聚合物 (LCP)，也包括以上基材的玻纤 (GF) 增强材料。
目前有哪些企业生产LDS专用料呢？这里有个LDS专用料及生产厂家的金字塔图：
聚酰胺类：
PA6/6T（BASF）、PA4T（DSM）、PA-MXD6（MEP，三菱工程塑料）、PA6T/X和PA10T（Evonik）、HTN(杜邦)、PPA(RTP，SABIC IP)、β射线交联PA66（PTS集团）、增强PA1010(EMS)、PA(华力兴)
聚碳酸酯类：
RTP、MEP、SABIC、Lucky Enpla(韩国乐喜)、中塑新材料、金发都有做
聚酯类：
PET、PBT(朗盛、中塑)、PET/PBT合金
PC/ABS类：
相应的厂家包括RTP、MEP、台湾华宏、SABIC、韩国乐喜、中塑、金发、华力兴、鼎启钟华
其他类：
LCP(Ticona、RTP)、PP、PPO、COP、PEEK等
PC或PC/ABS基材料：
目前市场应用最多的是PC和PC/ABS为基材的LDS功能塑料，产品特点是表面性能好、力学性能好、价格相对适中，成品天线的射频 (RF) 信号好。
国外生产商包括Sabic，三菱工程塑料，RTP，Lucky Enpla等；国内生产商主要有华力兴、中塑、华盈、麦艾迪等。PC和PC/ABS为基材的 LDS功能塑料占据了LDS材料市场一半以上的销售份额。
Sabic的NX07345/NX07345P，NX10302 黑/11302 白和三菱工程塑料公司的Xantar LDS 3710/3720，Xantar LDS 3730/3732/3734的销售量在LDS功能塑料市场份额中占前两位，占据了PC和PC/ABS为基材的LDS功能塑料销售总量的70%以上。
热塑性聚酯类基材料：
热塑性聚酯类基材的 LDS 功能塑料的主要生产商是德国Lanxess和BASF。其中，Lanxess开发的 Pocan系列聚酯基材LDS功能塑料设计用于多种用途，尤其用于汽车工程领域。
如Pocan DPT7140 的热变形温高达 250℃，据称能够通过回流焊和蒸汽焊工艺，是高温应用的理想材料；Pocan DP7102材料良好的流动特性可实现高的生产效率，还具有优异的表面质感，可用于无失真模塑互连器件的经济型注塑。Pocan TP710–003则经过特别设计，可用于制造挤出型材，然后通过LDS工艺制成电路载体。
PA类基材料：
PA类基材LDS功能塑料的生产商包括RTP (PPA)，BASF(PA6/6T)，DSM(PA4T，生物基PPA)，EMS(PA1010)，华力兴 (PA6T/66) 等，多数采用GF及矿物增强PPA以提高材料的尺寸稳定性、降低材料的吸湿性。
BASF的Ultramid T 4381 LDS采用GF增强的 PA6/6T作为基材；DSM的Fortil LDS 51B，Fortil LDS 85B，Fortil LDS 62 采用GF增强的PA46、长碳链PPA作为基材。PA基材的LDS功能材料具有优良的刚性、良好的加工性能和耐化学溶剂性能，可以制备薄壁制品。
LCP基材料：
LCP是20世纪80年代初期发展起来的一种高性能特种工程塑料。液晶芳香族聚酯在液晶态下由于其大分子链取向形成规整的纤维状结构，材料的拉伸弹性模量和弯曲弹性模量非常高。
LCP 基材LDS功能塑料的主要生产商是 Celanese 和 RTP。RTP的 113393 A 牌号的 LDS 的市场销量曾经占据市场 LDS 功能塑料销量的第三位。Celanese的Vetra E840i，Vetra E845i 也占有一定市场份额。
与PC、热塑性聚酯、PA类基材相比，LCP基材的 LDS功能塑料的性能更加优越，在5G通讯时代拥有更加广阔的应用前景。这是由LCP基材的特性决定的。LCP的主要特点包括：
①优异的尺寸稳定性，耐蠕变性高；
②达到熔融流动温度后熔体黏度极低，熔体流动性极佳；
③LCP属于本征难燃材料，更安全、环保；
④LCP的力学性能高,可以进一步降低材料的厚度；
⑤LCP的耐溶剂性优异；
⑥LCP耐高温性能好,可以耐受回流焊等焊接工艺；
⑦吸湿率很低。
LCP基材的LDS功能塑料的一个显著缺点是价格高，另外其各向异性和着色性能很差。
LDS塑料的助剂
镭雕助剂是LDS塑料的特征组分，质量占LDS功能塑料的3%~10%，对LDS塑料的性能和外观有关键影响。LDS功能塑料的镭雕助剂为具备下面特性的金属化合物：
①较高的绝缘性；②较低的催化高分子反应活性；③可见光光照不变色不变质性；④可以均匀分散在塑料基体中；⑤激光照射后能释放金属粒子；⑥耐高温，耐化学药品性好；⑦低毒性。市售 LDS 功能塑料用镭雕助剂有黑色、灰色和浅绿色。
目前常用的 LDS 功能助剂为铜盐如碱式磷酸铜；铜的复合金属氧化物如铜铬黑；铜及其化合物与锡的化合物的复配物如默克的Irodine 8841,Irodine 8851等。
值得注意的是，用于LDS功能塑料的镭雕助剂的金属化合物除了化学成分外，还常常有晶型限制，仅化学成分一致晶形结构不同不能使用。
LDS塑料的配方：
LDS功能塑料的配方设计原理与常规的改性工程塑料基本一致，配方结构中一般都包括抗氧体系、润滑体系、增强体系和增韧体系，差异点是LDS功能塑料中添加了较高含量的LDS镭雕助剂，由于该功能助剂是对高分子基材具有催化降解作用的金属化合物，多数为无机物，其与树脂基体的相容性也较差，LDS功能塑料的配方设计与产品开发中必需解决下面4个技术难点：
(1) 镭雕助剂种类的选择及其在基体树脂中的分散是保证激光镭雕和自催化化镀均一性的基础，需要解决镭雕助剂在LDS功能塑料中的分散和分布问题。
(2) 抗光热降解稳定体系的设计。镭雕助剂是 LDS 功能塑料的特征组分，添加量又较高，其对高分子基材较强的催化降解作用会导致材料力学性能迅速劣化，抗光热降解稳定体系是 LDS 功能塑料配方设计中的核心问题。
(3) 为了提高LDS功能塑料的刚性和强度，部分LDS功能塑料中添加了GF作为增强剂，但GF的直径一般在10~13μm，在塑料中的分散分布长度一般为200~500μm，相对塑料中的其它组分来说形状较大，GF取向或分散分布不均匀都会影响智能终端对RF信号的接收精度。GF取向还可能引起LDS功能塑料的各项异性以及翘曲变形。
(4) LDS功能助剂的添加使得该材料的配色困难，工程塑料常用的有机色粉往往不适用于该体系的配色。
LDS塑料的应用：
射频及通信行业：
手机天线、笔记本天线、NFC、可穿戴设备、无线充电等；
汽车及运输设备制造行业：
采用LDS功能塑料有利于汽车的小型化、轻量化和智能化：
①结构紧凑，相同体积内可以设计更多功能,相同功能需要的体积小。
②直接在塑胶支撑件表面形成电路，高集成度减少了汽车组装工艺和配件。
③节约的空间用于其它用途，例如增加电动车的电池容量，增加智能响应器件。
电子电气领域：
智能家居等。
医疗设备领域：
高密度医疗器械的集成式小螺距。
另有精密仪器&测量及军事/航空工业/虚拟现实等多个领域期待着LDS塑料大展身手。