Wraz z rozwojem technologii wysokiej integracji i montażu (zwłaszcza opakowań w skali chipowej/µ-BGA) komponentów (grup) elektronicznych. W dużym stopniu promuje rozwój „lekkich, cienkich, krótkich i małych” produktów elektronicznych, cyfryzację sygnałów o wysokiej częstotliwości/szybkiej prędkości oraz produkty elektroniczne o dużej pojemności i wielofunkcyjności. Rozwój i postęp, który wymaga szybkiego rozwoju PCB w kierunku bardzo dużej gęstości, dużej precyzji i wielowarstwowości. W obecnym i przyszłym okresie, oprócz dalszego stosowania (laserowego) opracowywania mikrootworów, ważne jest rozwiązanie problemu „bardzo dużej gęstości” w płytkach PCB. Kontrola rozdrobnienia, położenia i wyrównania międzywarstwowego drutów. Tradycyjna technologia „przesyłania obrazu fotograficznego” jest bliska „limitowi produkcyjnemu” i trudno jest spełnić wymagania płytek PCB o bardzo dużej gęstości, a zastosowanie bezpośredniego obrazowania laserowego (LDI) ma na celu rozwiązanie problemu „bardzo dużej gęstości (odnoszącej się do sytuacji, gdy L/S ≤ 30 µm)” cienkich drutów i wyrównania międzywarstwowego w płytkach PCB przed i w przyszłości główną metodą problemu.
1. Wyzwanie związane z grafiką o bardzo dużej gęstości
Wymagania dotyczące płytek PCB o dużej gęstości wynikają głównie z integracji układów scalonych i innych komponentów (komponentów) oraz wojny w technologii produkcji PCB.
(1) Wyzwanie związane ze stopniem integracji układu scalonego i innych komponentów.
Musimy wyraźnie zobaczyć, że dokładność, położenie i mikroporowatość drutu PCB są daleko w tyle za wymaganiami dotyczącymi rozwoju integracji układów scalonych, jak pokazano w tabeli 1.
Tabela 1
Rok | Szerokość obwodu scalonego /µm | Szerokość linii PCB /µm | Stosunek |
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 |
Uwaga: Rozmiar otworu przelotowego jest również zmniejszony w przypadku cienkiego drutu, który jest zwykle 2-3 razy większy od szerokości drutu.
Bieżąca i przyszła szerokość/odstęp drutu (L/S, jednostka -µm)
Kierunek: 100/100 → 75/75 → 50/50 → 30/3 → 20/20 → 10/10 lub mniej. Odpowiedni mikropor (φ, jednostka µm): 300 → 200 → 100 → 80 → 50 → 30 lub mniejszy. Jak widać z powyższego, duża gęstość PCB jest daleko w tyle za integracją układów scalonych. Największym wyzwaniem dla przedsiębiorstw produkujących PCB obecnie i w przyszłości jest sposób produkcji rafinowanych prowadnic o „bardzo dużej gęstości”, rozwiązując problemy linii, położenia i mikroporowatości.
(2) Wyzwania związane z technologią produkcji płytek PCB.
Powinniśmy zobaczyć więcej; Tradycyjna technologia i proces produkcji płytek PCB nie są w stanie dostosować się do rozwoju płytek PCB o „bardzo dużej gęstości”.
①Proces transferu grafiki w przypadku tradycyjnych negatywów fotograficznych jest długotrwały, jak pokazano w tabeli 2.
Tabela 2 Procesy wymagane przez dwie metody konwersji grafiki
Transfer graficzny tradycyjnych negatywów | Transfer grafiki dla technologii LDI |
CAD/CAM: projektowanie PCB | CAD/CAM: projektowanie PCB |
Konwersja wektor/raster, maszyna do malowania światłem | Konwersja wektor/raster, maszyna laserowa |
Negatyw do obrazowania metodą malowania światłem, maszyna do malowania światłem | / |
Negatywny rozwój, deweloperze | / |
Stabilizacja ujemna, kontrola temperatury i wilgotności | / |
Kontrola negatywna, kontrola defektów i wymiarów | / |
Wykrawanie negatywne (otwory pozycjonujące) | / |
Konserwacja negatywów, kontrola (wady i wymiary) | / |
Fotorezyst (laminator lub powłoka) | Fotorezyst (laminator lub powłoka) |
Ekspozycja na promieniowanie UV (maszyna naświetlająca) | Obrazowanie metodą skanowania laserowego |
Rozwój (programista) | Rozwój (programista) |
② Transfer graficzny tradycyjnych negatywów fotograficznych charakteryzuje się dużą odchyłką.
Ze względu na odchylenie pozycjonowania transferu graficznego tradycyjnego negatywu fotograficznego, temperaturę i wilgotność fotonegatywu (przechowywanie i użytkowanie) oraz grubość zdjęcia. Odchylenie wielkości spowodowane „załamaniem” światła ze względu na jego wysoki stopień przekracza ± 25 µm, co określa przenoszenie wzoru tradycyjnych negatywów fotograficznych. Wytwarzanie hurtowych produktów PCB z cienkimi drutami i położeniem L/S ≤30 µm oraz wyrównaniem międzywarstwowym przy użyciu technologii procesu transferu jest trudne.
2. Rola bezpośredniego obrazowania laserowego (LDI)
2.1 Główne wady tradycyjnej technologii produkcji płytek PCB
(1) Odchylenie pozycji i kontrola nie spełniają wymagań dotyczących bardzo dużej gęstości.
W metodzie przenoszenia wzoru z wykorzystaniem naświetlania kliszy fotograficznej odchylenie położenia utworzonego wzoru pochodzi głównie z kliszy fotograficznej. Zmiany temperatury i wilgotności oraz błędy ułożenia folii. Kiedy produkcja, konserwacja i zastosowanie negatywów fotograficznych podlegają ścisłej kontroli temperatury i wilgotności, główny błąd wielkości wynika z mechanicznego odchylenia pozycjonowania. Wiemy, że najwyższa precyzja pozycjonowania mechanicznego wynosi ±25 µm przy powtarzalności ±12,5 µm. Jeśli chcemy wygenerować schemat wielowarstwowy PCB z drutem L/S=50 µm i φ100 µm. Oczywiście trudno jest wytwarzać produkty o dużej przepustowości jedynie ze względu na odchylenie wymiarowe pozycjonowania mechanicznego, nie mówiąc już o istnieniu wielu innych czynników (grubość kliszy fotograficznej oraz temperatura i wilgotność, podłoże, laminowanie, grubość powłoki ochronnej, charakterystyka źródła światła i natężenie oświetlenia itp.) z powodu odchylenia wielkości! Co ważniejsze, odchylenie wymiarowe tego mechanicznego pozycjonowania jest „niekompensowane”, ponieważ jest nieregularne.
Z powyższego wynika, że gdy L/S płytki PCB wynosi ≤50 µm, w dalszym ciągu należy stosować metodę przenoszenia wzoru przy naświetlaniu kliszy fotograficznej. Produkcja płytek PCB o „bardzo dużej gęstości” jest nierealistyczna, ponieważ występują w niej odchylenia wymiarowe, takie jak mechaniczne pozycjonowanie i inne czynniki stanowiące „ograniczenia produkcyjne”!
(2) Cykl przetwarzania produktu jest długi.
Ze względu na metodę przenoszenia wzoru w postaci naświetlania fotonegatywowego podczas wytwarzania płytek PCB o „nawet dużej gęstości”, nazwa procesu jest długa. W porównaniu z bezpośrednim obrazowaniem laserowym (LDI) proces ten wynosi ponad 60% (patrz tabela 2).
(3) Wysokie koszty produkcji.
Ze względu na metodę przenoszenia wzoru w przypadku naświetlania negatywów fotograficznych, wymaganych jest nie tylko wiele etapów przetwarzania i długi cykl produkcyjny, a co za tym idzie bardziej wieloosobowe zarządzanie i obsługa, ale także duża liczba fotonegatywów (film z solą srebrową i folia o silnym utlenianiu) do zbierania i innych materiałów pomocniczych i produktów z materiałów chemicznych itp., statystyki danych dla średnich firm zajmujących się PCB. Negatywy fotograficzne i filmy do ponownego naświetlenia zużyte w ciągu jednego roku wystarczą, aby kupić sprzęt LDI do produkcji lub zastosować technologię LDI do produkcji, która może odzyskać koszty inwestycji w sprzęt LDI w ciągu jednego roku, a nie zostało to obliczone przy użyciu technologii LDI w celu zapewnienia wysokiej jakości produktu (stawka kwalifikowana)!
2.2 Główne zalety bezpośredniego obrazowania laserowego (LDI)
Ponieważ technologia LDI to grupa wiązek laserowych bezpośrednio obrazowanych na oporze, jest ona następnie wywoływana i trawiona. Dlatego ma szereg zalet.
(1) Stopień stanowiska jest niezwykle wysoki.
Po zamocowaniu przedmiotu obrabianego (w procesie płyty) następuje pozycjonowanie lasera i pionowa wiązka lasera
Skanowanie może zapewnić, że pozycja grafiki (odchylenie) mieści się w zakresie ±5 µm, co znacznie poprawia dokładność pozycjonowania wykresu liniowego, czego nie można osiągnąć w przypadku tradycyjnej metody transferu wzoru (klisza fotograficzna) w przypadku produkcji o dużej gęstości (szczególnie L/S ≤ 50µmmφ≤100 µm) PCB (szczególnie wyrównanie międzywarstwowe wielowarstwowych płyt o „bardzo dużej gęstości” itp.) Bez wątpienia ważne jest zapewnienie produktu jakość i poprawić wskaźniki kwalifikacji produktów.
(2) Przetwarzanie jest zmniejszone, a cykl jest krótki.
Zastosowanie technologii LDI może nie tylko poprawić jakość płyt wielowarstwowych o „bardzo dużej gęstości” i stopień kwalifikacji produkcji, ale także znacznie skrócić proces przetwarzania produktu. Takie jak przenoszenie wzoru w produkcji (formowanie drutów warstwy wewnętrznej). W przypadku warstwy tworzącej maskę (płytka w toku) wymagane są tylko cztery kroki (przesyłanie danych CAD/CAM, skanowanie laserowe, wywoływanie i trawienie), podczas gdy tradycyjna metoda kliszy fotograficznej. Co najmniej osiem kroków. Najwyraźniej proces obróbki skrócono co najmniej o połowę!
(3) Oszczędź koszty produkcji.
Zastosowanie technologii LDI pozwala nie tylko uniknąć użycia fotoploterów laserowych, automatycznego wywoływania negatywów fotograficznych, mocowania maszyny, wywoływarki błon diazo, maszyny do dziurkowania i pozycjonowania otworów, przyrządu do pomiaru/kontroli rozmiaru i defektów, a także przechowywania i konserwacji dużej liczby sprzętu i obiektów do negatywów fotograficznych, a co ważniejsze, pozwala uniknąć używania dużej liczby negatywów fotograficznych, filmów diazowych, ścisłej kontroli temperatury i wilgotności, koszty materiałów, energii oraz powiązanego personelu zarządzającego i konserwacyjnego są znacznie obniżone.
