一种可激光活化选择性金属化的复合物及其制成的永磁同步无刷电动机

1.本发明涉及激光活化选择性金属化领域，具体涉及一种可激光活化选择性金属化的复合物及其制成的永磁同步无刷电动机。


背景技术：

2.永磁同步无刷电动机从诞生至今，已经历了200多年的经验积累和技术进步，如今在我国的社会化大生产和家庭生活现代化中都发挥着相当重要的作用。然而，目前约24亿千瓦保有量中异步电机的装机容量仍超过全国电机总装机容量的85％，年耗电约占全国用电量的60％，这些商业化的电机运行效率比本领域最先进的水平低10～15个百分点，相当于每年浪费电能达数千亿千瓦时。可见，一方面，目前电能浪费问题仍然严重，很大程度上归因于占主体地位的工业用异步电机的体积大，重量大；另一方面，也表明电机发展仍有很大的潜力和发展空间。
3.中国专利zl201811284450.2公开了一种微型pcb电机，其能够提供较大的扭力，体积小重量轻，一定程度上解决了电能浪费严重、电机效率不高的问题，但制备流程繁琐，生产过程中需要繁重的人力劳动。
4.激光活化选择性金属化(lism)是通过计算机程序控制，将激光投照到模塑成型或浇铸成型的塑料体上，迅速地完成电路图案的活化，然后对活化表面进行化学镀，使得铜、镍、金等金属沉积在活化区，形成导电线路的加工技术。采用这种工艺，可以实现高灵活性、高效率生产的同时节约人力劳动，降低成本。
5.为了克服现有的永磁同步无刷电动机存在的缺陷，需要开发出一种成本低廉，制造便捷的激光活化选择性金属化制备的永磁同步无刷电动机，丰富制备永磁同步无刷电动机的制备方法，拓宽其应用领域。然而，在永磁同步无刷电动机中，螺旋电感线圈和通孔等结构的设计较为精细。如何调节激光活化选择性金属化复合材料的组成，使得制备得到的金属层满足永磁同步无刷电动机的性能需要求，这依然是本领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明提供一种可激光活化选择性金属化的复合物，并实现利用可激光活化选择性金属化制备永磁同步无刷电动机的目的。
7.一种可激光活化选择性金属化的复合物，它是由如下质量分数的原料制成的：
8.环氧树脂25-89％、
9.激光敏化剂1-15％、
10.固化剂10-60％。
11.优选的，它是由如下质量分数的原料制成的：
12.环氧树脂50-80％、
13.激光敏化剂5-10％、
14.固化剂15-40％。
15.优选的，所述环氧树脂选自双酚a类,双酚f类、双酚芴类、缩水甘油酯类、酚醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚类、缩水甘油胺类环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。
16.优选的，所述激光敏化剂选自铜的盐、铜的氧化物、铜的氢氧化物、铜的有机络合物、铬的盐、铬的氧化物、铬的氢氧化物、铬的有机络合物、锰的盐、锰的氧化物、锰的氢氧化物、锰的有机络合物、铁的盐、铁的氧化物、铁的氢氧化物、铁的有机络合物、钼的盐、钼的氧化物、钼的氢氧化物、钼的有机络合物、铝的盐、铝的氧化物、铝的氢氧化物、铝的有机络合物、铋的盐、铋的氧化物、铋的氢氧化物、铋的有机络合物、锡的盐、锡的氧化物、锡的氢氧化物、锡的有机络合物、锑的盐、锑的氧化物、锑的氢氧化物、锑的有机络合物、钕的盐、钕的氧化物、钕的氢氧化物、钕的有机络合物、钨的盐、钨的氧化物、钨的酸中的任意一种或两种以上的组合。
17.优选的，所述固化剂选用多胺类、酸酐类、咪唑类、叔胺类固化剂中的任意一种或两种以上的组合。
18.本发明还提供上述复合物的制备方法，包括如下步骤：
19.步骤a，将环氧树脂和激光敏化剂均匀搅拌获得液态混合物；
20.步骤b，向所述液态混合物中加入固化剂搅拌均匀，静置后在所述环氧树脂的固化温度下进行固化。
21.本发明还提供一种激光活化选择性金属化制备永磁同步无刷电动机的制备方法，包括如下步骤：
22.步骤s1，制备可激光活化选择性金属化的复合物：
23.在模具中制备上述可激光活化选择性金属化的复合物；
24.步骤s2，制备通孔：
25.根据永磁同步无刷电动机的定子的设计，在所述复合物上制备通孔；
26.步骤s3，激光选择性活化及金属化：
27.将步骤s2中所得复合物用激光进行选择性活化，随后进行化学镀，使导电金属选择性地沉积在活化区域和所述通孔内侧，化学镀结束后在复合物表面形成螺旋平面电感线圈和导电金属通孔；
28.步骤s4，对复合物进一步电镀：
29.将步骤s3中所得复合物进行电镀，使步骤s3中化学镀形成的导电金属的厚度增加，电镀结束后的复合物作为永磁同步无刷电动机的定子；
30.步骤s5，组装永磁同步无刷电动机
31.将步骤s4中电镀后所得的永磁同步无刷电动机的定子与其他零件连接，组装成永磁同步无刷电动机。
32.优选的，步骤s2中，制备通孔的方法为激光打孔；
33.和/或，步骤s3中，所述选择性活化是在200-1200nm波长的激光下进行。
34.优选的，步骤s3中，形成的所述螺旋平面电感线圈均匀分布在所述复合物的上表面或下表面；优选的，所述复合物上表面或下表面的螺旋平面电感线圈数量均为偶数，其中，对称的两个螺旋平面电感线圈接入同相电；
35.和/或，所述定子的厚度为1.0-3.0mm。
36.本发明还提供上述制备方法制备得到的永磁同步无刷电动机。
37.本发明提供了一种适用于制备永磁同步无刷电动机的可激光活化选择性金属化的复合物，并提供了利用该复合物制备永磁同步无刷电动机的方法。实验结果表明，本发明的激光活化选择性金属化制备的永磁同步无刷电动机造价低廉，制造便捷，可以显著减少永磁同步无刷电机的生产成本。同时，激光活化选择性金属化制备永磁同步无刷电动机的制备流程自动化程度高，避免了繁琐的人工劳作。制得的永磁同步无刷电动机体积小，厚度控制在6.0mm内，重量低至26.0-32.0g，应用前景十分广阔。
38.显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其他多种形式的修改、替换或变更。
39.以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于一下的实例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
40.图1为应用于实施例1中的激光活化电路图；
41.图2为应用于实施例1中的激光切割转子框架图；
42.图3为实施例1中激光活化选择性金属化制备的永磁同步无刷电动机装配示意图。
具体实施方式
43.本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
44.(1)本发明所用的设备信息如下：
45.激光打标机，型号muv-e-r，脉冲激光打标机，激光器最大功率5w，激光波长355nm；
46.激光打标机，型号mf-e-a，光纤脉冲激光打标机，激光器最大功率20w，激光波长1064nm；
47.激光打标机，型号yk-f20g，光纤脉冲激光打标机，激光器最大功率10w，激光波长532nm。
48.(2)本发明的基体聚合物具体信息如下：
49.双酚a类环氧树脂(ep):成都科龙试剂，e-51；
50.双酚f类环氧树脂(ep):成都科龙试剂，bpf；
51.双酚芴类环氧树脂(ep)：成都科龙试剂，bpfg
52.缩水甘油酯类环氧树脂(ep):成都科龙试剂，tde-85；
53.脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂(ep):成都科龙试剂，正丁基缩水甘油醚，环氧值：0.5；
54.缩水甘油胺类环氧树脂(ep)：成都科龙试剂，mf-4230；
55.胺类固化剂：成都科龙试剂，四乙烯五胺(tepa)，分析纯；
56.酸酐类固化剂：成都科龙试剂，邻苯二甲酸酐(pa)，分析纯。
57.实施例1
58.s1.制备可激光活化选择性金属化复合物
59.称取90.1g e-51，0.9g铜铬复合氧化物于烧杯中，室温下使用高速均质机分散1h
获得液态混合物。加入9g tepa继续搅拌1h，混合反应得到液态复合物。静置1h后液态复合物表面气泡消除，倒入模具在室温下固化10h，最后在50℃下二次固化1h消除残余应力，即得到可激光活化选择性金属化复合物的浇筑板材。
60.s2.激光选择性活化及金属化
61.永磁同步无刷电动机的结构和定子的电路设计可根据现有技术实现。在本实施例中，电路图的设计如图1所示，螺旋平面电感线圈呈扇形，金属通孔被设计在螺旋平面电感两端。
62.按照图1中的电路图纸，首先利用激光打孔的方法制备通孔。然后，在需要产生螺旋平面电感线圈和金属通孔的区域采用以下条件进行激光活化：速度为2000mm/s，激光能量为16w，激光频率为60khz，激光波长为1064nm。
63.按照本领域公知的激光活化选择性金属化树脂化学镀方法和工艺，对激光活化后的浇筑板材进行化学镀铜，按照行业内公知的化学镀铜配方、方法和工艺对复合物进行化学镀铜，中间不间断地通入空气搅拌保证镀铜反应的均匀性。所述定子的厚度为1.0-3.0mm。
64.s3.进一步电镀
65.化学镀铜完成后，板材表面分布着螺旋平面电感线圈和导电金属通孔。之后按照行业内公知的电镀方法和工艺对其进行进一步电镀，在电镀采用以下参数：电流150ma，时间1.5-2.0h，电镀结束之后的板材作为永磁同步无刷电动机的定子。
66.s4.组装永磁同步无刷电动机
67.按照图2中的图纸，将另一可激光活化选择性金属化复合物的浇筑板材采用以下条件进行激光切割得到转子框架：速度为2000mm/s，激光能量为16w，激光频率为60khz，切割至得到所需转子框架。
68.然后，在转子外侧和中心的预留孔中分别安装永磁体和转轴，在定子中心的预留孔中安装滚动轴承。
69.最后，通过转子转轴与定子轴承的对心连接，构成“定子—转子—定子”的平行排列的结构。转子与定子间的距离均为2.0mm。
70.整个过程需要进行如下效果和/或性能测试和评价：
71.(1)化学上镀效果：目测；
72.(2)金属通孔导电性能：万用表测试通孔两侧是否连通；
73.(3)反电动势：反电动势可表征电机转化电能为机械能的能力强弱，反电动势越大，表示电能转化为机械能的能力越多，电机的转动性能越优异；
74.(4)百格刀测试：依据astm d3359，使用划格器在镀铜层区域划出大小为1mm
×
1mm的正方形小网格。接着，将scotch 3m 600-1pk测试胶带粘贴到划格区域，快速撕下胶带。根据铜层脱落的面积判断粘附强度的等级。在astm d3359分级标准中，级数越高，表示聚合物基材与镀铜层之间的粘附力越高。其中：
75.0b网格的剥落面积大于65％；
76.1b网格的剥落面积为35％-65％；
77.2b网格的剥落面积为15％-35％；
78.3b网格的剥落面积为5％-15％；
79.4b网格的剥落面积为5％；
80.5b无任何网格剥落。
81.试验结果见表1。
82.实施例2
83.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂86.2g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.9g和tepa 12.9g。
84.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
85.实施例3
86.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂70.9g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.7g和tepa 28.4g。
87.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
88.实施例4
89.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂62.1g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.6g和tepa 37.3g。
90.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
91.实施例5
92.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂87.0g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末4.35g和tepa 8.7g。
93.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
94.实施例6
95.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式激光器，波长为190nm，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂83.3g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末4.17g和tepa 12.5g。
96.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
97.实施例7
98.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂69.0g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末3.45g和tepa 27.6g。
99.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
100.实施例8
101.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅
在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂60.6g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末3.03g和tepa 36.4g。
102.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
103.实施例9
104.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂83.3g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末8.3g和tepa 8.3g。
105.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
106.实施例10
107.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂80g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末8.0g和tepa 12.0g。
108.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
109.实施例11
110.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂66.7g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末6.7g和tepa 26.7g。
111.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
112.实施例12
113.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂58.9g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末5.9g和tepa 35.3g。
114.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
115.实施例13
116.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂80.0g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末12.0g和tepa 8.0g。
117.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
118.实施例14
119.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂76.9g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末11.5g和tepa 11.5g。
120.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
121.实施例15
122.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为
6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpfg树脂64.5g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末9.7g和tepa25.8g。
123.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
124.实施例16
125.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为2w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpfg树脂57.1g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末8.6g和tepa 34.3g。
126.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
127.实施例17
128.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpfg树脂90.1g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.9g和pa9g。
129.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
130.实施例18
131.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpfg树脂86.2g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.9g和pa12.9g。
132.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
133.实施例19
134.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpfg树脂70.9g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.7g和pa 28.4g。
135.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
136.实施例20
137.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpfg树脂62.1g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.6g和pa37.3g。
138.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
139.实施例21
140.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpfg树脂87.0g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末4.35g和pa8.7g。
141.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
142.实施例22
143.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂83.3g激光敏化助剂锑掺杂氧化
锡粉末4.17g和pa12.5g。
144.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
145.实施例23
146.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用紫外脉冲式激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂69.0g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末3.45g和pa27.6g。
147.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
148.实施例24
149.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂60.6g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末3.03g和pa36.4g。
150.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
151.实施例25
152.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂83.3g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末8.3g和pa8.3g。
153.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
154.实施例26
155.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂80g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末8.0g和pa12.0g。
156.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
157.实施例27
158.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂66.7g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末6.7g和pa 26.7g。
159.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
160.实施例28
161.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂58.9g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末5.9g和pa35.3g。
162.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
163.实施例29
164.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：正丁基缩水甘油醚
80.0g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末12.0g和pa 8.0g。
165.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
166.实施例30
167.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：正丁基缩水甘油醚76.9g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末11.5g和pa 11.5g。
168.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
169.实施例31
170.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：正丁基缩水甘油醚64.5g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末9.7g和pa25.8g。
171.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
172.实施例32
173.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：正丁基缩水甘油醚57.1g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末8.6g和pa34.3g。
174.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
175.实施例33
176.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂87.0g激光敏化助剂碱式磷酸铜粉末4.35g和tepa8.7g。
177.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
178.实施例34
179.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂83.3g激光敏化助剂碱式磷酸铜粉末4.17g和tepa12.5g。
180.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
181.实施例35
182.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂69.0g激光敏化助剂碱式磷酸铜粉末3.45g和tepa27.6g。
183.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
184.实施例36
185.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂60.6g激光敏化助剂碱式磷酸铜粉末3.03g和tepa36.4g。
186.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
187.实施例37
188.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅
在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂87.0g激光敏化助剂三氧化钼粉末4.35g和pa8.7g。
189.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
190.实施例38
191.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂83.3g激光敏化助剂三氧化钼粉末4.17g和pa12.5g。
192.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
193.实施例39
194.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂69.0g激光敏化助剂三氧化钼粉末3.45g和pa 27.6g。
195.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
196.实施例40
197.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂60.6g激光敏化助剂三氧化钼粉末3.03g和pa 36.4g。
198.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
199.实施例41
200.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂87.0g激光敏化助剂乙酰丙酮酸铜粉末4.35g和pa8.7g。
201.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
202.实施例42
203.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂87.0g激光敏化助剂乙酰丙酮酸铜粉末4.35g和pa8.7g。
204.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
205.实施例43
206.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂87.0g激光敏化助剂草酸铜粉末4.35g和pa8.7g。
207.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
208.实施例44
209.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：tde-85树脂83.3g激光敏化助剂草酸铜粉末4.17g和pa 12.5g。
210.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
211.实施例45
212.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：正丁基缩水甘油醚69.0g激光敏化助剂草酸铜粉末3.45g和pa 27.6g。
213.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
214.实施例46
215.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：正丁基缩水甘油醚60.6g激光敏化助剂草酸铜粉末3.03g和pa 36.4g。
216.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
217.对比例1
218.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.47g和tepa 41.0g。
219.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
220.对比例2
221.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂草酸铜粉末0.47g和tepa 41.0g。
222.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
223.对比例3
224.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.47g和tepa 41.0g。
225.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
226.对比例4
227.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂草酸铜粉末0.47g和tepa 41.0g。
228.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
229.对比例5
230.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式激光器，激光激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.7g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.3g和tepa 41.0g。
231.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
232.对比例6
233.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在
于激光活化过程采用脉冲式激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.7g激光敏化助剂草酸铜粉末0.3g和tepa41.0g。
234.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
235.对比例7
236.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式激光器，激光波长为532nm，速度为2000mm/s，激光能量为6w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.7g激光敏化助剂碱式磷酸铜粉末0.3g和tepa41.0g。
237.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
238.对比例8
239.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂58.7g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.3g和tepa41.0g。
240.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
241.对比例9
242.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂58.5g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.47g和tepa41.0g。
243.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
244.对比例10
245.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂58.5g激光敏化助剂草酸铜粉末0.47g和tepa41.0g。
246.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
247.对比例11
248.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂58.5g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.47g和tepa 41.0g。
249.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
250.对比例12
251.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：bpf树脂58.5g激光敏化助剂草酸铜粉末0.47g和tepa 41.0g。
252.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
253.对比例13
254.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在
于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.47g和pa41.0g。
255.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
256.对比例14
257.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂草酸铜粉末0.47g和pa 41.0g。
258.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
259.对比例15
260.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂锑掺杂氧化锡粉末0.47g和pa 41.0g。
261.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
262.对比例16
263.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：ep-51树脂58.5g激光敏化助剂草酸铜粉末0.47g和pa 41.0g。
264.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
265.对比例17
266.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂90.1g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.9g和tepa9.0g。复合物在化学镀铜完成后未进行电镀过程直接组装成永磁同步无刷电动机。
267.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
268.对比例18
269.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别仅在于基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂86.2g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.9g和tepa12.9g。复合物在化学镀铜完成后未进行电镀过程直接组装成永磁同步无刷电动机。
270.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
271.对比例19
272.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂70.9g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.7g和tepa 28.4g。复合物在化学镀铜完成后未进行电镀过程
直接组装成永磁同步无刷电动机。
273.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
274.对比例20
275.参照实施例1的方法选择性激光活化复合物并制备永磁同步无刷电动机，区别在于激光活化过程采用脉冲式紫外激光器，激光波长为355nm，速度为2000mm/s，激光能量为2.5w，激光频率为60khz，基体聚合物、激光敏化助剂和固化剂采用：e-51树脂62.1g激光敏化助剂铜铬复合氧化物粉末0.6g和tepa 37.3g。复合物在化学镀铜完成后未进行电镀过程直接组装成永磁同步无刷电动机。
276.试验方法与实施例1相同，试验结果见表1。
277.对比例21
278.普通市售130标准款直流电机，新西达生产。
279.对比例22
280.普通市售a2212无刷电机，新西达生产。
281.对比例23
282.普通市售a2208无刷电机，新西达生产。
283.表1、实施例1～46和对比例1～20的重要参数和试验结果
284.285.286.287.288.289.290.291.292.293.[0294][0295]
[0296]
从表1可以看出，实施例1-46通过激光活化选择性金属化方法，使用多种不同种类环氧树脂、不同激光敏化剂、不同激光敏化剂用量、不同固化剂、不同固化剂用量，成功地在基材表面制备出了所需的电路和导通的金属导孔，经过电镀之后，具备由电能转化机械能的能力，可用于组装成永磁同步无刷电动机。
[0297]
对比例1-16改变激光活化选择性金属化复合物的原料配比后(例如激光敏化剂浓度低于0.8wt.％时)、，进行激光活化后要么不能上镀，要么所得金属镀层不具备实际应用价值。同时，对比例17-20不经过电镀制备的电路导电能力和电能转化能力均不佳。在实际实验中，未经电镀制备和装配得到的永磁同步电机不仅需要施加更大的电压驱动，由于线路容易氧化会出现短路、断路的现象而无法稳定运转。
[0298]
进一步测试实施例和对比例中制备的电机的重量，结果如表2所示。
[0299] 轴向直径(mm)长度(mm)重量(g)实施例158.06.028.8对比例2128.037.558.6对比例2227.840.052.7对比例2319.938.054.3
[0300]
图3为实施例1制得的激光活化选择性金属化制备的永磁同步无刷电动机装配结构示意图。通过表2的结果可以看出，由于激光活化选择性金属化工艺的引入，本发明可以将电机定子及其它零件设计得很薄。这使得本发明制得的永磁同步无刷电动机与对比例21-23中现有方法制备的电机相比，具备体积小，厚度薄，重量轻的特点。此外，本发明制备流程自动化程度高，可以显著降低永磁同步无刷电动机的生产成本，非常适合在工业上生产应用。
[0301]
通过上述实施例可以看到，通过提供一种适用于永磁同步无刷电动机的激光活化选择性金属化复合物，本发明提供了一种新的永磁同步无刷电动机及其制备方法。一方面，本发明制备的永磁同步无刷电动机重量轻体积小，成本优势大；另一方面，激光活化选择性金属化制备永磁同步无刷电动机的制备流程自动化程度高，避免了繁琐的人工劳作并保证了产品合格率，具有极佳的工业应用价值。

技术特征：
1.一种可激光活化选择性金属化的复合物，其特征在于，它是由如下质量分数的原料制成的：环氧树脂25-89％、激光敏化剂1-15％、固化剂10-60％。2.按照权利要求1所述的复合物，其特征在于：它是由如下质量分数的原料制成的：环氧树脂50-80％、激光敏化剂5-10％、固化剂15-40％。3.按照权利要求1或2所述的复合物，其特征在于：所述环氧树脂选自双酚a类,双酚f类、双酚芴类、缩水甘油酯类、酚醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚类、缩水甘油胺类环氧树脂中的任意一种或两种以上的组合。4.按照权利要求1或2所述的复合物，其特征在于：所述激光敏化剂选自铜的盐、铜的氧化物、铜的氢氧化物、铜的有机络合物、铬的盐、铬的氧化物、铬的氢氧化物、铬的有机络合物、锰的盐、锰的氧化物、锰的氢氧化物、锰的有机络合物、铁的盐、铁的氧化物、铁的氢氧化物、铁的有机络合物、钼的盐、钼的氧化物、钼的氢氧化物、钼的有机络合物、铝的盐、铝的氧化物、铝的氢氧化物、铝的有机络合物、铋的盐、铋的氧化物、铋的氢氧化物、铋的有机络合物、锡的盐、锡的氧化物、锡的氢氧化物、锡的有机络合物、锑的盐、锑的氧化物、锑的氢氧化物、锑的有机络合物、钕的盐、钕的氧化物、钕的氢氧化物、钕的有机络合物、钨的盐、钨的氧化物、钨的酸中的任意一种或两种以上的组合。5.按照权利要求1或2所述的复合物，其特征在于：所述固化剂选用多胺类、酸酐类、咪唑类、叔胺类固化剂中的任意一种或两种以上的组合。6.权利要求1-5任一项所述复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a，将环氧树脂和激光敏化剂均匀搅拌获得液态混合物；步骤b，向所述液态混合物中加入固化剂搅拌均匀，静置后在所述环氧树脂的固化温度下进行固化。7.一种激光活化选择性金属化制备永磁同步无刷电动机的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤s1，制备可激光活化选择性金属化的复合物：在模具中制备权利要求1-6任一项所述的可激光活化选择性金属化的复合物；步骤s2，制备通孔：根据永磁同步无刷电动机的定子的设计，在所述复合物上制备通孔；步骤s3，激光选择性活化及金属化：将步骤s2中所得复合物用激光进行选择性活化，随后进行化学镀，使导电金属选择性地沉积在活化区域和所述通孔内侧，化学镀结束后在复合物表面形成螺旋平面电感线圈和导电金属通孔；步骤s4，对复合物进一步电镀：将步骤s3中所得复合物进行电镀，使步骤s3中化学镀形成的导电金属的厚度增加，电镀结束后的复合物作为永磁同步无刷电动机的定子；
步骤s5，组装永磁同步无刷电动机将步骤s4中电镀后所得的永磁同步无刷电动机的定子与其他零件连接，组装成永磁同步无刷电动机。8.按照权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤s2中，制备通孔的方法为激光打孔；和/或，步骤s3中，所述选择性活化是在200-1200nm波长的激光下进行。9.按照权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤s3中，形成的所述螺旋平面电感线圈均匀分布在所述复合物的上表面或下表面；优选的，所述复合物上表面或下表面的螺旋平面电感线圈数量均为偶数，其中，对称的两个螺旋平面电感线圈接入同相电；和/或，所述定子的厚度为1.0-3.0mm。10.按照权利要求7-9任一项所述的制备方法制备得到的永磁同步无刷电动机。

技术总结
本发明涉及激光活化选择性金属化领域，具体涉及一种可激光活化选择性金属化的复合物及其制成的永磁同步无刷电动机。本发明提供了适用于永磁同步无刷电动机的激光活化选择性金属化复合物，并利用该复合物制备永磁同步无刷电动机，包括以下步骤：制备可激光活化选择性金属化复合物，经激光活化、化学镀、电镀在可激光活化选择性金属化复合物表面和内部分别产生螺旋平面电感线圈和导电金属通孔，组装永磁同步无刷电动机。本发明的永磁同步无刷电动机造价低廉，制造便捷，可以显著减少生产成本。同时，制备流程自动化程度高，避免了繁琐的人工劳作。制得的永磁同步无刷电动机体积小，厚度薄，重量低，转速稳定，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。


技术研发人员：周涛 于斐凡 张楚虹 陈宁
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/9/9