一、LDS 材料的核心定义
LDS(Laser Direct Structuring)材料,即激光直接成型材料,是一类专为激光直接成型工艺设计的改性高分子材料,核心特征是基体树脂中添加了激光活化添加剂(如铜、镍、钯等金属络合物),经激光照射后,活化区域可在化学镀过程中沉积金属(铜、镍、金等),形成高精度的金属导电线路。简单来说,LDS 材料是实现 “塑料表面直接做电路” 的关键基材。
二、LDS 材料的核心构成与原理
基体树脂:主流为工程塑料,如 PA6/PA66(尼龙)、PBT、PC、PC/ABS 合金、PEEK 等,需兼顾成型加工性、力学性能和化学镀兼容性;
激光活化添加剂:核心功能组分,通常是含过渡金属的有机复合物(如铜铬黑、钯盐),未被激光照射时呈惰性,激光高温照射下会分解并析出金属晶核,成为化学镀的沉积位点;
辅助助剂:包括增韧剂、抗氧剂、相容剂等,优化材料的加工性能和综合力学表现。
成型原理:
① 注塑:将 LDS 材料注塑成产品坯体;
② 激光雕刻:用激光在坯体表面扫描,激活指定区域的添加剂,形成微观粗糙的活化层;
③ 化学镀:将坯体放入镀液(如硫酸铜、硫酸镍镀液),活化层的金属晶核引导金属离子沉积,形成厚度 5-15μm 的导电线路;
④ 后处理:可选电镀加厚、涂覆保护层等,提升线路导电性和耐腐蚀性。
三、LDS 材料的关键性能要求
性能维度 核心要求 作用
激光活化性 活化区域金属沉积均匀、附着力≥5N 保证线路成型精度和稳定性
注塑加工性 熔体流动性适配薄壁件,无分解 满足复杂结构产品成型需求
力学性能 拉伸强度≥50MPa,缺口冲击≥10kJ/m² 适配消费电子、汽车等场景的结构强度
耐化学镀性 非活化区域无金属沉积,尺寸稳定 避免线路短路,保证产品精度
耐温性 长期使用温度≥80℃ 适配电子器件的工作环境
四、主流 LDS 材料类型及应用案例
PC/ABS 合金 LDS 材料
特点:综合力学性能好、成本适中、成型加工性优异;
应用:智能手机天线(如华为、苹果手机的内置天线)、智能穿戴设备(手表、手环的射频线路)、车载蓝牙模块外壳。
PA6/PA66 LDS 材料
特点:耐温性好、化学镀附着力强、尺寸稳定性高;
应用:汽车发动机舱内传感器线路、新能源汽车电池管理系统(BMS)的导电结构件、工业控制模块外壳。
PBT LDS 材料
特点:耐化学性优、介电性能好、吸水率低;
应用:家电控制板的集成线路外壳、5G 基站小型化射频组件、医疗设备(如便携式检测仪)的内置天线。
PEEK LDS 材料
特点:耐高温(长期使用温度≥200℃)、耐腐蚀性强、生物相容性好;
应用:航空航天精密电子组件、高端医疗植入设备的微型导电线路、石油勘探传感器的耐温导电结构件。
五、LDS 材料的核心优势与适用场景
优势:线路精度高(线宽可至 50μm)、可实现 3D 复杂曲面线路、产品集成度高(省去 FPC/PCB 组装)、生产流程简化(注塑 + 激光 + 镀覆,无模具刻蚀);
核心适用场景:消费电子(手机、耳机、智能穿戴)、汽车电子(车载雷达、传感器、无线充电)、医疗电子(便携式检测设备、植入式器械)、航空航天(小型化电子组件)。
