전자 부품(그룹)의 고집적 및 조립(특히 칩 규모/μ-BGA 패키징) 기술의 발전으로. 크게 '가벼우면서 얇고 짧고 작은' 전자제품 개발, 신호의 고주파/고속 디지털화, 전자제품의 대용량화, 다기능화를 추진한다. PCB가 초고밀도, 고정밀, 다층화 방향으로 빠르게 발전하기 위해서는 개발과 진행이 필요합니다. 현재와 미래에는 (레이저) 미세 구멍 개발을 계속 사용하는 것 외에도 PCB의 "초고밀도" 문제를 해결하는 것이 중요합니다. 와이어의 정밀도, 위치 및 층간 정렬을 제어합니다. 기존의 "사진 이미지 전송" 기술은 "제조 한계"에 가까워 초고밀도 PCB의 요구 사항을 충족하기 어렵습니다. LDI(레이저 직접 이미징)를 사용하는 것은 문제의 주요 방법 이전과 미래에 PCB의 "초고밀도(L/S ≤ 30μm인 경우 참조)" 미세 와이어 및 층간 정렬 문제를 해결하는 것이 목표입니다.
1. 초고밀도 그래픽의 과제
고밀도 PCB의 요구는 본질적으로 주로 IC 및 기타 부품(부품) 통합과 PCB 제조 기술 전쟁에서 비롯됩니다.
(1) IC 및 기타 구성 요소의 통합 정도에 대한 과제.
우리는 PCB 와이어의 정밀도, 위치 및 미세 다공성이 표 1에 표시된 IC 통합 개발 요구 사항보다 훨씬 뒤떨어져 있음을 분명히 확인해야 합니다.
표 1
년도 | 집적 회로 폭 /μm | PCB 라인 폭 /μm | 비율 |
1970 | 3 | 300 | 1:100 |
2000 | 0.18 | 100~30 | 1:560 ~ 1:170 |
2010 | 0.05 | 10~25 | 1:200 ~ 1:500 |
2011 | 0.02 | 4~10 | 1:200 ~ 1:500 |
참고: 일반적으로 와이어 너비의 2~3배인 가는 와이어를 사용하면 관통 구멍의 크기도 줄어듭니다.
현재 및 미래의 와이어 폭/간격(L/S, 단위 -μm)
방향: 100/100→75/75→50/50→30/3→20/20→10/10 이하. 해당 미세기공(Φ, 단위 µm): 300→200→100→80→50→30 또는 그 이하. 위에서 볼 수 있듯이 PCB 고밀도는 IC 통합에 훨씬 뒤처져 있습니다. 현재와 미래의 PCB 기업의 가장 큰 과제는 라인, 위치 및 미세 다공성의 문제를 해결하는 "초고밀도" 정제된 가이드를 생산하는 방법입니다.
(2) PCB 제조 기술의 과제.
우리는 더 많은 것을 봐야 합니다. 전통적인 PCB 제조 기술과 프로세스는 "초고밀도" PCB 개발에 적응할 수 없습니다.
①기존 사진 네거티브의 그래픽 전송 프로세스는 표 2에서 볼 수 있듯이 시간이 오래 걸립니다.
표 2 두 가지 그래픽 변환 방법에 필요한 프로세스
기존 네거티브의 그래픽 전송 | LDI 기술을 위한 그래픽 전송 |
CAD/CAM： PCB 설계 | CAD/CAM： PCB 설계 |
벡터/래스터 변환, 라이트 페인팅 머신 | 벡터/래스터 변환, 레이저 기계 |
라이트 페인팅 이미징용 네거티브 필름, 라이트 페인팅 기계 | / |
네거티브 개발, 개발자 | / |
부정적인 안정화, 온도 및 습도 제어 | / |
부정적인 검사, 결함 및 치수 검사 | / |
네거티브 펀칭(포지셔닝 홀) | / |
네거티브 보존, 검사(결함 및 치수) | / |
포토레지스트(라미네이터 또는 코팅) | 포토레지스트(라미네이터 또는 코팅) |
UV 브라이트 노광(노광기) | 레이저 스캐닝 이미징 |
개발 (개발자) | 개발 (개발자) |
② 전통적인 사진 네거티브의 그래픽 전송에는 큰 편차가 있습니다.
전통적인 네거티브 포토의 그래픽 전사 위치 편차로 인해 네거티브 포토의 온도 및 습도(보관 및 사용)와 사진의 두께가 달라집니다. 높은 각도로 인한 빛의 "굴절"로 인해 발생하는 크기 편차는 ± 25 µm 이상이며 이는 기존 네거티브 사진의 패턴 전사를 결정합니다. 전사 공정 기술로는 L/S 30μm 이하의 미세 배선과 위치, 층간 정렬 등을 갖춘 PCB 도매 제품 생산이 어렵다.
2 레이저 직접 이미징(LDI)의 역할
2.1 전통적인 PCB 제조 기술의 주요 단점
(1) 위치 편차 및 제어는 매우 높은 밀도 요구 사항을 충족할 수 없습니다.
사진 필름 노광을 이용한 패턴 전사 방법에서, 형성된 패턴의 위치 편차는 주로 사진 필름에 기인한다. 온도와 습도의 변화와 필름의 정렬 오류. 네거티브 사진의 생산, 보존 및 적용이 엄격한 온도 및 습도 제어 하에 있을 때 주요 크기 오류는 기계적 위치 편차에 의해 결정됩니다. 우리는 기계적 위치 지정의 최고 정밀도가 ±25 µm이고 반복성이 ±12.5 µm라는 것을 알고 있습니다. L/S=50 µm 와이어 및 Ø100 µm를 사용하여 PCB 다층 다이어그램을 생성하려는 경우. 물론, 크기 편차로 인한 다른 많은 요소(사진 필름 두께 및 온도 및 습도, 기판, 라미네이션, 레지스트 두께 및 광원 특성 및 조도 등)의 존재는 물론 기계적 위치 결정의 치수 편차만으로 높은 합격률의 제품을 생산하기는 어렵습니다! 더 중요한 것은 이러한 기계적 배치의 치수 편차가 불규칙하기 때문에 "보상할 수 없다"는 것입니다.
위의 내용은 PCB의 L/S가 50μm 이하인 경우 사진 필름 노광의 패턴 전사 방법을 계속 사용하여 생산한다는 것을 보여줍니다. "초고밀도" PCB 보드를 제조하는 것은 기계적 위치 지정 및 기타 요인인 "제조 한계"와 같은 치수 편차에 직면하기 때문에 비현실적입니다!
(2) 제품 가공주기가 길다.
"고밀도" PCB 기판을 제조하기 위한 포토 네거티브 노광의 패턴 전사 방식으로 인해 공정명이 길다. 레이저 직접 이미징(LDI)과 비교하면 프로세스가 60% 이상입니다(표 2 참조).
(3) 높은 제조 비용.
포토 네거티브 노광의 패턴 전사 방식으로 인해 많은 처리 단계와 긴 생산 주기가 필요할 뿐만 아니라 더 많은 사람이 관리하고 운영할 뿐만 아니라 중견 PCB 회사를 위한 수집용 포토 네거티브(은염 필름 및 중산화 필름) 및 기타 보조 재료 및 화학 재료 제품 등의 데이터 통계가 많이 필요합니다. 1년 이내에 소비되는 포토 네거티브 및 재노광 필름은 생산용 LDI 장비를 구입하기에 충분하거나 LDI 기술 생산에 투입하면 1년 이내에 LDI 장비 투자 비용을 회수할 수 있으며 이는 LDI 기술을 사용하여 높은 제품 품질(적격 요율) 혜택을 제공하기 위해 계산된 것이 아닙니다!
2.2 레이저 다이렉트 이미징(LDI)의 주요 장점
LDI 기술은 레지스트에 직접 이미지화된 레이저 빔 그룹이므로 이를 현상하고 에칭합니다. 따라서 일련의 장점이 있습니다.
(1) 직급이 매우 높다.
공작물(공정 중인 보드)이 고정된 후 레이저 포지셔닝 및 수직 레이저 빔
스캐닝을 통해 그래픽 위치(편차)가 ±5μm 이내인지 확인할 수 있으며, 이는 고밀도 제조(특히 L/S ≤ 50μmmΦ 100μm) PCB(특히 "초고밀도" 다층 기판 등의 층간 정렬)에 대해 전통적인(사진 필름) 패턴 전사 방법으로는 달성할 수 없는 선 그래프의 위치 정확도를 크게 향상시킵니다. 제품 품질을 보장하는 것은 의심할 여지 없이 중요합니다. 제품 인증 비율을 향상시킵니다.
(2) 처리량이 줄어들고 주기가 짧아집니다.
LDI 기술을 사용하면 "초고밀도" 다층 기판의 품질과 생산 적격성 비율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품 처리 과정을 크게 단축할 수 있습니다. 제조 시 패턴 전사(내층 배선 형성) 등. 레지스트를 형성하는 층(진행 중인 기판)에서는 전통적인 사진 필름 방식과 달리 4단계(CAD/CAM 데이터 전송, 레이저 스캐닝, 현상 및 에칭)만 필요합니다. 최소 8단계. 분명히 가공 공정은 적어도 절반으로 줄었습니다!
(3) 제조 비용을 절감합니다.
LDI 기술을 사용하면 레이저 플로터 사용, 네거티브 사진 자동 현상, 기계 고정, 디아조 필름 현상기, 구멍 펀칭 및 위치 지정 기계, 크기 및 결함 측정/검사 장비, 다수의 사진 네거티브 장비 및 시설의 보관 및 유지 관리를 피할 수 있을 뿐만 아니라 더 중요한 것은 다수의 네거티브 사진, 디아조 필름, 엄격한 온도 및 습도 제어의 사용을 피할 수 있으며 재료, 에너지 및 관련 관리 및 유지 보수 인력의 비용이 상당히 많이 듭니다. 감소.
