С развитием технологий высокой интеграции и сборки (особенно микросхем / микро-BGA) технологий электронных компонентов (групп). Это в значительной степени способствует разработке «легких, тонких, коротких и маленьких» электронных продуктов, высокочастотной/высокоскоростной оцифровке сигналов, а также большой емкости и многофункциональности электронных продуктов. Развитие и прогресс, который требует быстрого развития печатных плат в направлении очень высокой плотности, высокой точности и многослойности. В текущий и будущий периоды времени, помимо продолжения использования (лазерной) разработки микроотверстий, важно решить проблему «очень высокой плотности» в печатных платах. Контроль тонкости, положения и межслойного выравнивания проволок. Традиционная технология «переноса фотографического изображения» близка к «производственному пределу», и ее трудно удовлетворить требованиям печатных плат очень высокой плотности, а использование прямой лазерной визуализации (LDI) является целью решить проблему «очень высокой плотности (имеется в виду случаи, когда L/S ≤ 30 мкм)» тонких проводов и межслойного выравнивания в печатных платах до и в будущем, что является основным методом решения этой проблемы.
1. Проблема графики очень высокой плотности
Потребность в печатных платах высокой плотности, по сути, связана в основном с интеграцией ИС и других компонентов (компонентов) и войной технологий производства печатных плат.
(1) Проблема степени интеграции IC и других компонентов.
Мы должны ясно видеть, что тонкость, положение и микропористость провода печатной платы значительно отстают от требований разработки интеграции ИС, показанных в таблице 1.
Таблица 1
Год | Ширина интегральной схемы/мкм | Ширина линии печатной платы /мкм | Соотношение |
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 |
Примечание. Размер сквозного отверстия также уменьшается при использовании тонкой проволоки, ширина которой обычно в 2–3 раза превышает ширину проволоки.
Текущая и будущая ширина/расстояние между проводами (L/S, единица измерения - мкм)
Направление: 100/100→75/75→50/50→30/3→20/20→10/10 или меньше. Соответствующая микропора (φ, единица измерения мкм): 300→200→100→80→50→30 или меньше. Как видно из вышеизложенного, высокая плотность печатных плат значительно отстает от интеграции IC. Самой большой проблемой для предприятий по производству печатных плат сейчас и в будущем является то, как производить очищенные направляющие «очень высокой плотности», с проблемами линий, положения и микропористости.
(2) Проблемы технологии производства печатных плат.
Нам следует увидеть больше; Традиционные технологии и процессы производства печатных плат не могут адаптироваться к разработке печатных плат «очень высокой плотности».
①Процесс графического переноса традиционных фотонегативов является длительным, как показано в Таблице 2.
Таблица 2. Процессы, необходимые для двух методов преобразования графики
Графический перенос традиционных негативов | Передача графики для технологии LDI |
CAD/CAM: проектирование печатных плат | CAD/CAM: проектирование печатных плат |
Преобразование вектора/растра, машина для световой живописи | Преобразование вектора/растра, лазерный станок |
Негативная пленка для световой живописи, машина для световой живописи | / |
Негативное развитие, разработчик | / |
Отрицательная стабилизация, контроль температуры и влажности | / |
Отрицательный контроль, дефекты и проверки размеров | / |
Негативная штамповка (позиционирование отверстий) | / |
Негативная консервация, осмотр (дефекты и размеры) | / |
Фоторезист (ламинатор или покрытие) | Фоторезист (ламинатор или покрытие) |
Яркое УФ-экспонирование (экспонирующая машина) | Лазерное сканирование изображений |
Разработка (разработчик) | Разработка (разработчик) |
② Графическая передача традиционных фотонегативов имеет большие отклонения.
Из-за отклонения позиционирования графического переноса традиционного фотонегатива влияют температура и влажность фотонегатива (хранение и использование), а также толщина фотографии. Отклонение размера, вызванное «преломлением» света из-за высокой степени, превышает ±25 мкм, что и определяет передачу рисунка традиционных фотонегативов. Трудно производить оптовую продукцию печатных плат с тонкими проводами L/S ≤30 мкм, расположением и межслойным выравниванием с использованием технологии процесса переноса.
2 Роль лазерной прямой визуализации (LDI)
2.1 Основные недостатки традиционной технологии производства печатных плат
(1) Отклонение положения и управление не могут соответствовать требованиям очень высокой плотности.
В методе переноса рисунка с использованием экспонирования фотопленки позиционное отклонение сформированного рисунка в основном происходит от фотопленки. Изменение температуры и влажности, а также ошибки выравнивания пленки. Когда производство, сохранение и применение фотонегативов находятся под строгим контролем температуры и влажности, основная ошибка размера определяется механическим отклонением позиционирования. Мы знаем, что высочайшая точность механического позиционирования составляет ±25 мкм с повторяемостью ±12,5 мкм. Если мы хотим создать многослойную схему печатной платы с проводом L/S = 50 мкм и диаметром φ100 мкм. Очевидно, что трудно производить продукцию с высокой пропускной способностью только из-за отклонения размеров механического позиционирования, не говоря уже о существовании многих других факторов (толщина фотопленки, температура и влажность, подложка, ламинация, толщина резиста, характеристики источника света и освещенность и т. д.) из-за отклонения размера! Что еще более важно, отклонение размеров этого механического позиционирования «некомпенсируемо», поскольку оно нерегулярно.
Вышеупомянутое показывает, что, когда L/S печатной платы составляет ≤50 мкм, продолжайте использовать метод переноса рисунка экспонирования фотопленки для производства. Нереально производить печатные платы «очень высокой плотности», поскольку при этом возникают отклонения в размерах, такие как механическое расположение и другие факторы, составляющие «производственный предел»!
(2) Цикл обработки продукта длительный.
Из-за метода переноса рисунка фотонегативной экспозиции при производстве печатных плат «даже высокой плотности» название процесса длинное. По сравнению с прямой лазерной визуализацией (LDI) этот процесс составляет более 60% (см. Таблицу 2).
(3) Высокие производственные затраты.
Из-за метода переноса рисунка экспонирования фотонегативов требуется не только много этапов обработки и длительный производственный цикл, поэтому требуется больше управления и эксплуатации несколькими людьми, но также большое количество фотонегативов (пленка из серебряной соли и пленка с тяжелым оксидированием) для сбора и других вспомогательных материалов, продуктов из химических материалов и т. д., статистика данных для средних компаний, производящих печатные платы. Фотонегативов и пленок для повторной экспозиции, израсходованных в течение одного года, достаточно, чтобы купить оборудование LDI для производства или внедрить в производство технологию LDI. Производство может окупить инвестиционные затраты на оборудование LDI в течение одного года, и это не было рассчитано с использованием технологии LDI для обеспечения преимуществ высокого качества продукции (квалифицированная ставка)!
2.2 Основные преимущества лазерной прямой визуализации (LDI)
Поскольку технология LDI представляет собой группу лазерных лучей, непосредственно отображаемых на резисте, его затем проявляют и травят. Таким образом, он имеет ряд преимуществ.
(1) Степень позиции чрезвычайно высока.
После фиксации заготовки (доски в процессе) выполняется лазерное позиционирование и вертикальный лазерный луч.
Сканирование может гарантировать, что графическое положение (отклонение) находится в пределах ± 5 мкм, что значительно повышает точность позиционирования линейного графика, чего нельзя достичь с помощью традиционного (фотопленочного) метода передачи рисунка, для производства печатных плат с высокой плотностью (особенно L/S ≤ 50 мкмφ≤100 мкм) (особенно межслойное выравнивание многослойных плат «очень высокой плотности» и т. д.). Несомненно, важно обеспечить качество продукции и повысить показатели квалификации продукции.
(2) Обработка сокращается, а цикл короткий.
Использование технологии LDI может не только улучшить качество количества многослойных плат «очень высокой плотности» и уровень квалификации производства, но и значительно сократить процесс обработки продукции. Например, перенос рисунка в производстве (формирование проволоки внутреннего слоя). Для слоя, формирующего резист (незавершенная плата), требуется всего четыре этапа (перенос данных CAD/CAM, лазерное сканирование, проявление и травление), в то время как традиционный метод фотопленки. Минимум восемь шагов. Судя по всему, процесс обработки сокращается как минимум вдвое!
(3) Экономия производственных затрат.
Использование технологии LDI позволяет не только избежать использования лазерных фотоплоттеров, автоматического проявления фотонегативов, установки для фиксации машины, машины для проявки диазопленки, машины для пробивки и позиционирования отверстий, инструмента для измерения/проверки размеров и дефектов, а также хранения и обслуживания большого количества оборудования и средств для фотонегативов, и, что более важно, избежать использования большого количества фотонегативов, диазопленок, строгого контроля температуры и влажности, а также значительно снижается стоимость материалов, энергии и связанного с этим управленческого и технического персонала.
