עם התקדמות טכנולוגיית אינטגרציה והרכבה גבוהים (במיוחד אריזות בקנה מידה שבב/µ-BGA) של רכיבים אלקטרוניים (קבוצות). זה מקדם מאוד את הפיתוח של מוצרים אלקטרוניים "קלים, דקים, קצרים וקטנים", דיגיטציה בתדירות גבוהה/מהירות גבוהה של אותות, וקיבולת גדולה ורב-פונקציונליות של מוצרים אלקטרוניים. פיתוח והתקדמות, שדורשת התפתחות מהירה של PCB לכיוון של צפיפות גבוהה מאוד, דיוק גבוה ורב שכבתי. בפרקי הזמן הנוכחיים והעתידיים, בנוסף להמשך השימוש (לייזר) בפיתוח מיקרו-חורים, חשוב לפתור את בעיית "הצפיפות הגבוהה מאוד" ב-PCB. השליטה בעדינות, מיקום ויישור בין-שכבות של חוטים. הטכנולוגיה המסורתית של "העברת תמונה צילומית", היא קרובה ל"גבול הייצור" וקשה לעמוד בדרישות של PCB בצפיפות גבוהה מאוד, והשימוש בהדמיה ישירה בלייזר (LDI) היא המטרה לפתור את בעיית "צפיפות גבוהה מאוד (הכוונה למקרים שבהם L/S ≤ 30 מיקרומטר)" בשיטת ה-Interlayer של ה-PCB ובאמצעי השכבה העדינים העתידיים. בעיה.
1. האתגר של גרפיקה בצפיפות גבוהה מאוד
הדרישה של PCB בצפיפות גבוהה היא בעיקרה משילוב IC ורכיבים אחרים (רכיבים) ומלחמה בטכנולוגיה של ייצור PCB.
(1) אתגר של דרגת אינטגרציה של IC ורכיבים אחרים.
עלינו לראות בבירור שהעדינות, המיקום והמיקרו-נקבוביות של חוטי PCB נמצאים הרחק מאחורי דרישות הפיתוח של אינטגרציה של IC המוצגות בטבלה 1.
טבלה 1
שָׁנָה | רוחב מעגל משולב /מיקרומטר | רוחב קו PCB /מיקרומטר | יַחַס |
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 |
הערה: גם גודל החור העובר מצטמצם עם החוט העדין, שהוא בדרך כלל פי 2~3 מרוחב החוט.
רוחב/מרווח חוטים נוכחיים ועתידיים (L/S, יחידה - מיקרומטר)
כיוון: 100/100→75/75→50/50→30/3→20/20→10/10, או פחות. המיקרו-נקבובית המתאימה (φ, יחידה מיקרומטר):300→200→100→80→50→30, או קטן יותר. כפי שניתן לראות מהאמור לעיל, צפיפות PCB גבוהה היא הרחק מאחורי אינטגרציה של IC. האתגר הגדול ביותר עבור ארגוני PCB כעת ובעתיד הוא כיצד לייצר "צפיפות גבוהה מאוד" מדריכים מעודנים את הבעיות של קו, מיקום ומיקרופורוזיות.
(2) אתגרים של טכנולוגיית ייצור PCB.
אנחנו צריכים לראות יותר; טכנולוגיה ותהליך ייצור PCB מסורתיים אינם יכולים להסתגל לפיתוח של PCB "צפיפות גבוהה מאוד".
①תהליך ההעברה הגרפית של תשלילים צילום מסורתיים הוא ארוך, כפי שמוצג בטבלה 2.
טבלה 2 תהליכים הנדרשים לפי שתי שיטות ההמרה הגרפית
העברה גרפית של שליליים מסורתיים | העברת גרפיקה לטכנולוגיית LDI |
CAD/CAM: עיצוב PCB | CAD/CAM: עיצוב PCB |
המרת וקטור/רסטר, מכונת צביעה קלה | המרת וקטור/רסטר, מכונת לייזר |
סרט שלילי להדמיית ציור אור, מכונת ציור אור | / |
פיתוח שלילי, מפתח | / |
ייצוב שלילי, בקרת טמפרטורה ולחות | / |
בדיקה שלילית, ליקויים ובדיקות מידות | / |
ניקוב שלילי (מיקום חורים) | / |
שימור שלילי, בדיקה (פגמים ומידות) | / |
פוטו רזיסט (למינטור או ציפוי) | פוטו רזיסט (למינטור או ציפוי) |
חשיפה לבהירות UV (מכונת חשיפה) | הדמיה בסריקת לייזר |
פיתוח (מפתח) | פיתוח (מפתח) |
② להעברה הגרפית של תשלילים צילום מסורתיים יש סטייה גדולה.
עקב סטיית המיקום של ההעברה הגרפית של נגטיב הצילום המסורתי, הטמפרטורה והלחות של נגטיב הצילום (אחסון ושימוש) ועובי הצילום. סטיית הגודל הנגרמת על ידי "שבירה" של האור עקב הדרגה הגבוהה היא מעל ± 25 מיקרומטר, מה שקובע את העברת הדפוס של תשלילים צילום מסורתיים. קשה לייצר מוצרים סיטונאיים PCB עם L/S ≤30 מיקרומטר חוטים עדינים ומיקום, ויישור בין-שכבות עם טכנולוגיית תהליך ההעברה.
2 תפקידים של הדמיה ישירה בלייזר (LDI)
2.1 החסרונות העיקריים של טכנולוגיית ייצור PCB מסורתית
(1) סטיית המיקום והבקרה אינם יכולים לעמוד בדרישות של צפיפות גבוהה מאוד.
בשיטת העברת הדפוס באמצעות חשיפה לסרט צילום, הסטייה המיקוםית של התבנית שנוצרה היא בעיקר מהסרט הצילום. שינויי הטמפרטורה והלחות ושגיאות היישור של הסרט. כאשר הייצור, השימור והיישום של תשלילי צילום נמצאים תחת בקרת טמפרטורה ולחות קפדנית, שגיאת הגודל העיקרית נקבעת על ידי סטיית המיקום המכנית. אנו יודעים שהדיוק הגבוה ביותר של מיקום מכני הוא ±25 מיקרומטר עם יכולת חזרה של ±12.5 מיקרון. אם ברצוננו לייצר דיאגרמת PCB רב שכבתית עם חוט L/S=50 מיקרומטר ו-φ100 מיקרומטר. ברור שקשה לייצר מוצרים בעלי קצב מעבר גבוה רק בגלל הסטייה הממדית של המיקום המכני, שלא לדבר על קיומם של גורמים רבים אחרים (עובי סרט צילום וטמפרטורה ולחות, מצע, למינציה, עובי התנגדות ומאפייני מקור אור ועוצמת הארה וכו') בגלל סטיית גודל! חשוב מכך, הסטייה הממדית של מיקום מכני זה היא "בלתי ניתנת לפיצוי" מכיוון שהיא לא סדירה.
האמור לעיל מראה שכאשר ה-L/S של ה-PCB הוא ≤50 מיקרומטר, המשך להשתמש בשיטת העברת הדפוס של חשיפה לסרט צילום להפקה. זה לא מציאותי לייצר לוחות PCB "בצפיפות גבוהה מאוד" מכיוון שהוא נתקל בסטיות ממדים כגון מיקום מכני וגורמים נוספים "מגבלת הייצור"!
(2) מחזור עיבוד המוצר ארוך.
בשל שיטת העברת הדפוסים של חשיפה לצילום נגטיב לייצור לוחות PCB "אפילו בצפיפות גבוהה", שם התהליך ארוך. בהשוואה להדמיה ישירה בלייזר (LDI), התהליך הוא יותר מ-60% (ראה טבלה 2).
(3) עלויות ייצור גבוהות.
בשל שיטת העברת הדפוס של חשיפת תצלומים שליליים, נדרשים לא רק שלבי עיבוד רבים ומחזור ייצור ארוך, ולכן יותר ניהול ותפעול מרובי אנשים, אלא גם מספר רב של תשלילי תמונה (סרט מלח כסף וסרט חמצון כבד) לאיסוף וחומרי עזר אחרים ומוצרי חומרים כימיים וכו', סטטיסטיקת נתונים, עבור חברות PCB בגודל בינוני. תשלילי הצילום וסרטי החשיפה מחדש שנצרכו בתוך שנה אחת מספיקים כדי לקנות ציוד LDI לייצור או להכניס לייצור טכנולוגיית LDI יכול להחזיר את עלות ההשקעה של ציוד LDI בתוך שנה אחת, וזה לא חושב על ידי שימוש בטכנולוגיית LDI כדי לספק יתרונות באיכות מוצר גבוהה (תעריף מוסמך)!
2.2 היתרונות העיקריים של הדמיה ישירה בלייזר (LDI)
מכיוון שטכנולוגיית LDI היא קבוצה של קרני לייזר המצולמות ישירות על הרזיסט, היא מפותחת ונחרטה. לכן, יש לו שורה של יתרונות.
(1) תואר התפקיד גבוה במיוחד.
לאחר תיקון העבודה (הלוח בתהליך) מיקום לייזר וקרן לייזר אנכית
סריקה יכולה להבטיח שהמיקום הגרפי (סטייה) הוא בטווח של ±5 מיקרומטר, מה שמשפר מאוד את דיוק המיקום של גרף הקו, שהוא שיטת העברת דפוס מסורתית (סרט צילום) שלא ניתן להשיג, לייצור בצפיפות גבוהה (במיוחד L/S ≤ 50 µmmφ≤100 במיוחד) צפיפות" לוחות רב שכבתיים וכו') אין ספק שחשוב להבטיח איכות המוצר ולשפר את שיעורי ההסמכה למוצר.
(2) העיבוד מצטמצם והמחזור קצר.
השימוש בטכנולוגיית LDI לא רק יכול לשפר את האיכות של לוחות רב-שכבתיים "בצפיפות גבוהה מאוד" של כמות וקצב ההסמכה לייצור, ולקצר משמעותית את תהליך עיבוד המוצר. כגון העברת דפוסים בייצור (יצירת חוטי שכבה פנימית). כאשר נמצאים על השכבה שיוצרת את הרזיסט (לוח בתהליך), נדרשים רק ארבעה שלבים (העברת נתונים CAD/CAM, סריקת לייזר, פיתוח ותחריט), בעוד ששיטת הסרט הצילומי המסורתית. לפחות שמונה שלבים. ככל הנראה, תהליך העיבוד מצטמצם לפחות בחצי!
(3) חסכון בעלויות ייצור.
השימוש בטכנולוגיית LDI לא יכול רק להימנע משימוש בפוטופלוטרים לייזר, פיתוח אוטומטי של תשלילי צילום, תיקון המכונה, מכונת פיתוח סרטי דיאזו, מכונת ניקוב ומיקום חורים, מכשיר מדידה/בדיקה של גודל ופגמים, ואחסון ותחזוקה של ציוד ומתקנים של מספר רב של תשלילי צילום, וחשוב מכך, להימנע משימוש במספר רב של חומרי צילום, חומרי לחות, טמפרטורה וחומר שלילי. אנרגיה, ואנשי ניהול ותחזוקה קשורים מצטמצמים באופן משמעותי.
