PCB制造中的激光直接成像 (LDI)

電子設備的新特性

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備，并將持續下去。隨著電子設備制造商面臨的挑戰變得更加嚴峻，他們創造了新的、更小的集成電路(IC)外殼。因此，多輸出電路出現了新的替代設計，稱為CSP（芯片級封裝）。這種結構導致信號傳播的感應和延遲時間減少以及電磁噪聲減少。該領域電子設備的發展趨勢包括：

?創建電路外殼，其電氣輸出位于每四個側面，光柵非常小<0.5mm。

?將電線輸出變成球形觸點。

?將輸出位于其圓周上的外殼轉變為位于整個底側的輸出，作為具有非常小的光柵的網。

?使用倒裝芯片技術將裸露的半導體結構直接集成在 PCB 上。

電路圖案成像挑戰

在電子元件和設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設計人員設計高密度互連（HDI）板，讓 PCB 制造商制造細間距電路板，并確保所有電路都在這些較小的芯片上運行。

同時，這種需求給HDI PCB制造技術帶來了很多挑戰，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）能夠使細線和超細線電路板達到最佳成像效果。

什么是激光直接成像？

如今，HDI PCB 的互連復雜性仍在不斷增長。現有技術無法為細紋提供可接受的解決方案。但激光直接成像技術被認為是應對這一挑戰的答案。

在電路板 (PCB) 制造中，成像過程定義了銅電路圖案。傳統的成像工藝采用光刻機和紫外光來傳輸電路圖像，而 LDI 僅使用計算機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算機屏幕上的圖像進行比較，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建的，因為與傳統光刻膠相比，LDI 光刻膠的作用速度快。LDI 抗蝕劑有干膜和液體兩種選擇，抗蝕劑應用方法與光刻中使用的方法相同。

為什么選擇 LDI 技術？

LDI是用激光束掃描UV光刻膠表面并根據銅電路圖案通過計算機控制系統打開和關閉。事實證明，在紫外光譜下工作的 LDI 系統最適合獲得 0.075mm (3mil) 以下的細線和間距。

傳統的光刻成像過程需要多個步驟來創建用于在 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。LDI 具有許多優勢：

?質量：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致圖像不完美。激光成像可實現更加精確和一致的成像，并消除任何與膠片相關的缺陷。

?激光成像提供精確定位并提高分辨率。圖像跡線寬度、間距和對齊更加準確。

?照片方法需要溫度和濕度受控的環境，以將圖像最準確地傳輸到板上。LDI 減少了環境對生成圖像的影響，并消除了照片處理技術固有的光反射的影響。

為了用于 HDI 板生產，LDI 系統應具備以下功能：

?細線和間隙的高質量曝光至少可達到 0.075 毫米（4 百萬）及以下。

?良好的焦深可確保高形貌設計的成像質量。這對于外層的均勻曝光和順序構建（SBU）尤其需要

?可以適應各種產品類型、材料、厚度、制造技術和制造工藝的系統設計。

?靈活、高精度的套準系統，可兼容不同的制造技術和生產步驟。

?能夠動態補償材料尺寸變化，以克服同批次面板的差異，并能夠在 PCB 面板的整個區域上實現嚴格的配準公差。

何時選擇 LDI 技術？

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

LDI技術之前主要應用于HDI板制造。但現在PCB制造商必須采用LDI技術制造細線和超細線傳統剛性、柔性和剛撓性PCB，其中導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）。這是因為激光直接成像 (LDI) 已證明自己是針對精細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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