PCB制造中的激光直接成像 (LDI)

電子設(shè)備的新特性

電子市場多年來一直呼吁更小、更輕、更可靠的便攜式電子設(shè)備，并將持續(xù)下去。隨著電子設(shè)備制造商面臨的挑戰(zhàn)變得更加嚴(yán)峻，他們創(chuàng)造了新的、更小的集成電路(IC)外殼。因此，多輸出電路出現(xiàn)了新的替代設(shè)計(jì)，稱為CSP（芯片級封裝）。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致信號傳播的感應(yīng)和延遲時(shí)間減少以及電磁噪聲減少。該領(lǐng)域電子設(shè)備的發(fā)展趨勢包括：

?創(chuàng)建電路外殼，其電氣輸出位于每四個(gè)側(cè)面，光柵非常小<0.5mm。

?將電線輸出變成球形觸點(diǎn)。

?將輸出位于其圓周上的外殼轉(zhuǎn)變?yōu)槲挥谡麄€(gè)底側(cè)的輸出，作為具有非常小的光柵的網(wǎng)。

?使用倒裝芯片技術(shù)將裸露的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)直接集成在 PCB 上。

電路圖案成像挑戰(zhàn)

在電子元件和設(shè)備小型化和更好功能的需求不斷增加，以及芯片更小、更密集的趨勢下，電路板（PCB）的尺寸不斷縮小，這促使PCB設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)高密度互連（HDI）板，讓 PCB 制造商制造細(xì)間距電路板，并確保所有電路都在這些較小的芯片上運(yùn)行。

同時(shí)，這種需求給HDI PCB制造技術(shù)帶來了很多挑戰(zhàn)，特別是在電路圖形成像方面。用于圖案化的激光直接成像（LDI）能夠使細(xì)線和超細(xì)線電路板達(dá)到最佳成像效果。

什么是激光直接成像？

如今，HDI PCB 的互連復(fù)雜性仍在不斷增長。現(xiàn)有技術(shù)無法為細(xì)紋提供可接受的解決方案。但激光直接成像技術(shù)被認(rèn)為是應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的答案。

在電路板 (PCB) 制造中，成像過程定義了銅電路圖案。傳統(tǒng)的成像工藝采用光刻機(jī)和紫外光來傳輸電路圖像，而 LDI 僅使用計(jì)算機(jī)控制的高度聚焦激光束，直接在覆蓋有激光光刻膠的 PCB CCL銅層上定義電路圖案。

激光直接成像工藝

光刻工藝

激光直接成像是 PCB 光刻工藝的演變。LDI不采用照相工具，而是直接將Gerber文件的圖案曝光到光刻膠膠片上。這種紫外光致抗蝕劑以光柵方式選擇性地暴露在紫外激光束下，并以增量方式穿過層壓板。所形成的圖像可以與計(jì)算機(jī)屏幕上的圖像進(jìn)行比較，該圖像由屏幕上的幾條線形成。與光刻類似，LDI 采用光刻膠，盡管該光刻膠是專門為激光印刷而創(chuàng)建的，因?yàn)榕c傳統(tǒng)光刻膠相比，LDI 光刻膠的作用速度快。LDI 抗蝕劑有干膜和液體兩種選擇，抗蝕劑應(yīng)用方法與光刻中使用的方法相同。

為什么選擇 LDI 技術(shù)？

LDI是用激光束掃描UV光刻膠表面并根據(jù)銅電路圖案通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)打開和關(guān)閉。事實(shí)證明，在紫外光譜下工作的 LDI 系統(tǒng)最適合獲得 0.075mm (3mil) 以下的細(xì)線和間距。

傳統(tǒng)的光刻成像過程需要多個(gè)步驟來創(chuàng)建用于在 PCB 上生成圖像的照相工具。多年來，這給 PCB 制造商帶來了許多挑戰(zhàn)。LDI 具有許多優(yōu)勢：

?質(zhì)量：過去的膠片問題由于對溫度或濕度波動的固有敏感性而導(dǎo)致圖像不完美。激光成像可實(shí)現(xiàn)更加精確和一致的成像，并消除任何與膠片相關(guān)的缺陷。

?激光成像提供精確定位并提高分辨率。圖像跡線寬度、間距和對齊更加準(zhǔn)確。

?照片方法需要溫度和濕度受控的環(huán)境，以將圖像最準(zhǔn)確地傳輸?shù)桨迳稀?/span>LDI 減少了環(huán)境對生成圖像的影響，并消除了照片處理技術(shù)固有的光反射的影響。

為了用于 HDI 板生產(chǎn)，LDI 系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

?細(xì)線和間隙的高質(zhì)量曝光至少可達(dá)到 0.075 毫米（4 百萬）及以下。

?良好的焦深可確保高形貌設(shè)計(jì)的成像質(zhì)量。這對于外層的均勻曝光和順序構(gòu)建（SBU）尤其需要

?可以適應(yīng)各種產(chǎn)品類型、材料、厚度、制造技術(shù)和制造工藝的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

?靈活、高精度的套準(zhǔn)系統(tǒng)，可兼容不同的制造技術(shù)和生產(chǎn)步驟。

?能夠動態(tài)補(bǔ)償材料尺寸變化，以克服同批次面板的差異，并能夠在 PCB 面板的整個(gè)區(qū)域上實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的配準(zhǔn)公差。

何時(shí)選擇 LDI 技術(shù)？

現(xiàn)有技術(shù)無法提供可接受的解決方案，不可避免的結(jié)果是PCB生產(chǎn)效率降低和良率降低。如今，在復(fù)雜的多層 PCB 中，平均 PCB 走線寬度達(dá)到 0.075mm (3mil)。不幸的是，由于在 PCB 上創(chuàng)建高密度互連，光刻成像工藝達(dá)到了極限。它無法創(chuàng)建線寬和間距低于 0.127/0.127mm (5/5mil) 的 PCB。因此，當(dāng)電路板上的大多數(shù)走線寬度和空間小于 0.127/0.127mm (5/5mil) 時(shí)，LDI 是最佳成像選擇。

LDI技術(shù)之前主要應(yīng)用于HDI板制造。但現(xiàn)在PCB制造商必須采用LDI技術(shù)制造細(xì)線和超細(xì)線傳統(tǒng)剛性、柔性和剛撓性PCB，其中導(dǎo)電電路的走線寬度和間距為0.075/0.075mm（3/3mil）甚至0.05/0.05 毫米（2/2 密爾）。這是因?yàn)榧す庵苯映上?(LDI) 已證明自己是針對精細(xì)跡線寬度和空間的最佳、最全面的成像解決方案。

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【文章來源】：展至科技

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