模制的互连设备在进行激光直接成像处理后，可能会成为PCB设计的有用3D补充。

Harting最近提出了一个大胆的主张，即激光直接构造(LDS)技术提供了一种无需PCB的电子组装方法。近年来，LDS技术越来越流行，它与模制互连设备(也称为MiD)紧密结合。

MiD是注塑成型的刚体热塑性塑料，在塑料结构中嵌入了特殊的添加剂。当这些塑料通过激光直接结构化(LDS)进行处理时，它们会在无电铜浴中发生金属化。

激光直接结构化过程沿MiD绘制轨迹，激活嵌入的添加剂，然后将其堆积起来以创建PCB组件的导电结构。

图1.LDS过程的分步概述。

LDS是20多年前Hochschule Ostwestfalen-Lippe应用科学大学与LPKF Laser&Electronics AG合作发明的。从那时起，LDS / MiD技术是如何发展的?它将如何补充传统的PCB设计?

MiD和LDS如何补充PCB设计

为了回答这些问题，从一家使用LDS技术的公司开始在注塑零件的顶部创建导电迹线可能会有所帮助。LPKF Laser&Electronics称此工艺提供了“将机械和电子功能集成到成型件上的独特方法”。

该公司解释说，LDS和MiD技术的结合可提供可靠的电镀通孔连接性，从而使MiD最多可合并两层。因此，模制互连设备不能替代传统的刚性PCB结构。但是，当与LDS结合使用时，这两种技术可提供补充传统PCB设计的许多好处。

图2. LDS工艺包括1)注射成型，2)激光活化，3)金属化和4)组装。

其中一些优势包括：更多3D设计自由;更小更轻的设计;缩短流程并减少组装时间;降低成本;集成功能，例如天线、连接器、传感器和3D导电走线结构。

MiD应用程序示例

MiD应用的示例包括主机天线结构，MEMS传感器构造和LED照明应用等。 MiD技术最有趣的应用也许是其替代柔性电路的潜力。

图3.MiD无需设计柔性PCB，然后将其粘附到模制塑料上，而是为某些应用提供了直接的替代选择。

根据LPKF的一个细分部门Laser Micronics的报告，模制互连设备在刚性体内提供了自由形式的电子设计，从而减少了系统组件和重量。在汽车设计中，可以用MiD技术代替线束，从而降低BOM的复杂性，提高可靠性并降低成本。

Laser Micronics还展示了MiD在医疗设备中的新应用，例如嵌入电子设备的注塑助听器。与标准设计尺寸的传统设计相比，这些设备提供了更多的空间，并且重量更轻。

当我们考虑将电子组件嵌入注塑结构中时，尤其是考虑到LED照明时，自然就会产生功耗问题。LPKF开发了带有LDS添加剂的“粉末涂料”，该粉末使塑料具有导电性，并可以增强热控制能力。

该技术有两种变体：具有高机械强度的PES 200和具有良好热性能的PU 100。

通过LDS制造重新想象天线设计

艾琳·弗里德里希(Aline Friedrich)在2019年发表的博士论文展示了一个独特的用例，用于LDS制造测试。这项研究最终证明，可以用在800 MHz和1800 MHz的LTE蜂窝频段中运行的机电一体化设备代替车辆天线系统。

图4.用于LTE频段的MiD汽车天线系统的仿真。

本文还继续探索可能适用于天线安装的其他区域，包括非金属表面，例如前后保险杠、后视镜、前整流罩和后挡板。最有趣的是通过使用汽车的金属结构作为嵌入式单极的地面参考来生成FM波段接收结构的方法。

PCB的设计合作伙伴

工程师一直在寻找提高可靠性，降低成本并推动设计前进的方法。模制互连设备为这种创新提供了机会。

尽管设计人员习惯于在PCB的平面2D世界中进行思考，但是机械工程学的观点(如LDS技术所展示的观点)可能会促使EE从3D角度看待世界。模制互连设备和激光直接结构化可能只是PCB设计的新合作伙伴。