PCB制造中的激光直接成像 (LDI)

电子设备的新特性

电子市场多年来一直呼吁更小、更轻、更可靠的便携式电子设备，并将持续下去。随着电子设备制造商面临的挑战变得更加严峻，他们创造了新的、更小的集成电路(IC)外壳。因此，多输出电路出现了新的替代设计，称为CSP（芯片级封装）。这种结构导致信号传播的感应和延迟时间减少以及电磁噪声减少。该领域电子设备的发展趋势包括：

•创建电路外壳，其电气输出位于每四个侧面，光栅非常小<0.5mm。

•将电线输出变成球形触点。

•将输出位于其圆周上的外壳转变为位于整个底侧的输出，作为具有非常小的光栅的网。

•使用倒装芯片技术将裸露的半导体结构直接集成在 PCB 上。

电路图案成像挑战

在电子元件和设备小型化和更好功能的需求不断增加，以及芯片更小、更密集的趋势下，电路板（PCB）的尺寸不断缩小，这促使PCB设计人员设计高密度互连（HDI）板，让 PCB 制造商制造细间距电路板，并确保所有电路都在这些较小的芯片上运行。

同时，这种需求给HDI PCB制造技术带来了很多挑战，特别是在电路图形成像方面。用于图案化的激光直接成像（LDI）能够使细线和超细线电路板达到最佳成像效果。

什么是激光直接成像？

如今，HDI PCB 的互连复杂性仍在不断增长。现有技术无法为细纹提供可接受的解决方案。但激光直接成像技术被认为是应对这一挑战的答案。

在电路板 (PCB) 制造中，成像过程定义了铜电路图案。传统的成像工艺采用光刻机和紫外光来传输电路图像，而 LDI 仅使用计算机控制的高度聚焦激光束，直接在覆盖有激光光刻胶的 PCB CCL铜层上定义电路图案。

激光直接成像工艺

光刻工艺

激光直接成像是 PCB 光刻工艺的演变。LDI不采用照相工具，而是直接将Gerber文件的图案曝光到光刻胶胶片上。这种紫外光致抗蚀剂以光栅方式选择性地暴露在紫外激光束下，并以增量方式穿过层压板。所形成的图像可以与计算机屏幕上的图像进行比较，该图像由屏幕上的几条线形成。与光刻类似，LDI 采用光刻胶，尽管该光刻胶是专门为激光印刷而创建的，因为与传统光刻胶相比，LDI 光刻胶的作用速度快。LDI 抗蚀剂有干膜和液体两种选择，抗蚀剂应用方法与光刻中使用的方法相同。

为什么选择 LDI 技术？

LDI是用激光束扫描UV光刻胶表面并根据铜电路图案通过计算机控制系统打开和关闭。事实证明，在紫外光谱下工作的 LDI 系统最适合获得 0.075mm (3mil) 以下的细线和间距。

传统的光刻成像过程需要多个步骤来创建用于在 PCB 上生成图像的照相工具。多年来，这给 PCB 制造商带来了许多挑战。LDI 具有许多优势：

•质量：过去的胶片问题由于对温度或湿度波动的固有敏感性而导致图像不完美。激光成像可实现更加精确和一致的成像，并消除任何与胶片相关的缺陷。

•激光成像提供精确定位并提高分辨率。图像迹线宽度、间距和对齐更加准确。

•照片方法需要温度和湿度受控的环境，以将图像最准确地传输到板上。LDI 减少了环境对生成图像的影响，并消除了照片处理技术固有的光反射的影响。

为了用于 HDI 板生产，LDI 系统应具备以下功能：

•细线和间隙的高质量曝光至少可达到 0.075 毫米（4 百万）及以下。

•良好的焦深可确保高形貌设计的成像质量。这对于外层的均匀曝光和顺序构建（SBU）尤其需要

•可以适应各种产品类型、材料、厚度、制造技术和制造工艺的系统设计。

•灵活、高精度的套准系统，可兼容不同的制造技术和生产步骤。

•能够动态补偿材料尺寸变化，以克服同批次面板的差异，并能够在 PCB 面板的整个区域上实现严格的配准公差。

何时选择 LDI 技术？

现有技术无法提供可接受的解决方案，不可避免的结果是PCB生产效率降低和良率降低。如今，在复杂的多层 PCB 中，平均 PCB 走线宽度达到 0.075mm (3mil)。不幸的是，由于在 PCB 上创建高密度互连，光刻成像工艺达到了极限。它无法创建线宽和间距低于 0.127/0.127mm (5/5mil) 的 PCB。因此，当电路板上的大多数走线宽度和空间小于 0.127/0.127mm (5/5mil) 时，LDI 是最佳成像选择。

LDI技术之前主要应用于HDI板制造。但现在PCB制造商必须采用LDI技术制造细线和超细线传统刚性、柔性和刚挠性PCB，其中导电电路的走线宽度和间距为0.075/0.075mm（3/3mil）甚至0.05/0.05 毫米（2/2 密尔）。这是因为激光直接成像 (LDI) 已证明自己是针对精细迹线宽度和空间的最佳、最全面的成像解决方案。

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【文章来源】：展至科技

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