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개요
이번에 PCB톡 블로그에서, 여러분은 레이저 직접 이미징(LDI)이 PCB 생산에 어떻게 혁명을 일으켰는지 배울 것입니다. 여러분은 그 용도, 작동 방식, 관련 단계 및 LDI의 요소에 대해 알게 될 것입니다. 또한 이 기술의 장단점과 다양한 분야에 미치는 영향도 발견하게 될 것입니다. PCB의 종류 그리고 현재의 제조 공정.
레이저 직접 이미징이란?
PCB에 전기적으로 회로를 인쇄할 수 있는 기술입니다. 포토툴 또는 마스크. 이 방법은 빛을 사용하여 감광 필름을 통해 PCB로 이미지를 전송합니다. 레이저를 사용합니다. 그런 다음 필름이 노출되고 현상된 후 이미지를 사용하여 최종 인쇄 회로 기판을 만듭니다. 레이저 직접 이미징을 위한 시스템은 50/50µm 이상의 트랙과 공간을 처리할 수 있는 고급 실험실 시스템으로 복잡한 디자인과 관련된 문제에 대해 높은 정밀도를 제공합니다. 이는 LDI 기술이 특히 복잡한 회로의 PCB 생산에서 정확도를 높이기 때문입니다.
PCB 제조에서 레이저 직접 이미징은 어디에 사용됩니까?
이것은 첫 번째 단계에 적용됩니다. PCB 제조. 기존 기술은 포토툴 필름과 UV 조명을 사용하는 반면, LDI는 컴퓨터 제어 레이저를 사용하여 보드에 직접 회로 경로를 그립니다. 이 기술은 다음에서 적용됩니다. 전자 산업, 자동차 산업, 심지어 의료 필드입니다. 이것은 다재다능하며 로고, 텍스트 및 패턴과 같은 매우 정확한 이미지를 얻을 수 있습니다. 이것은 기존의 포토리소그래피 공정과 다릅니다. Gerber 파일 패턴은 UV 레이저를 사용하여 포토레지스트 필름까지 확장됩니다.
레이저 직접 이미징(LDI) 프로세스
이제 현대 PCB 제조의 중요한 단계인 LDI(Laser Direct Imaging) 공정에 대해 논의해 보겠습니다.
닦기
여기에는 산화물과 잔류물로부터 코어 표면을 청소하는 표면 처리 프로세스가 포함됩니다. 이는 산화 방지 욕조와 연마 패드를 사용한 기계적 브러싱을 통해 수행됩니다. 때때로 이소프로필 알코올을 사용하여 표면에서 유기물과 오일을 청소합니다. PCB 표면에 먼지가 없습니다. 포토레지스트가 PCB에 잘 붙도록 합니다.
포토레지스트의 적층
이 단계에서는 감광성 재료를 펼칩니다. PCB 패널 그리고 건조시킵니다. 이 재료는 감광성이 있어서 회로 패턴을 만들 수 있습니다. 그래서 포토레지스트는 필요한 화학적 또는 물리적 변형을 시작하기 위해 특정 파장의 빛에 민감해야 합니다. 이 프로세스는 레이저가 플래시될 때 정확한 이미지를 만드는 데 도움이 되어 PCB에서 올바른 회로 경로를 결정하는 데 도움이 됩니다.
CAM 파일 로딩
그런 다음 컴퓨터 지원 제조(CAM) 형식의 설계 파일에서 얻은 데이터가 레이저 시스템에 입력됩니다. 특히 Gerber 형식의 이러한 파일은 레이저가 PCB 표면에 회로를 그리도록 지시하는 데 사용됩니다. Gerber 파일은 다음을 실행합니다. 포토플로터 그리고 레이저가 귀하의 요구 사항에 따라 포토레지스트에 올바른 패턴을 추적하는지 확인하십시오. 레이아웃올바른 제작을 위해서는 CAM 파일을 올바르게 작성하는 것이 매우 중요합니다.
레이저 인쇄
컴퓨터 수치 제어(CNC) 레이저를 사용하여 소재에 광선을 집중시키고 패턴을 에칭합니다. 이 방법을 통해 복잡하고 작은 구멍을 가진 디자인을 고정밀로 제작할 수 있습니다. 레이저 빔을 통해 CNC 기계 모양의 절단을 제어할 수 있으므로 필요한 회로 경로가 보드에 잘 형성되도록 할 수 있습니다.
에칭
회로 패턴이 인쇄되면 여분의 구리를 제거하여 회로의 필요한 경로나 흔적만 남겨야 합니다. 이렇게 하면 설계가 계획된 레이아웃의 범위 내에서 양호하다는 것이 보장됩니다. 에칭 프로세스를 시작하려면 에칭해야 할 영역을 정의하기 위한 사전 에칭 플롯을 만들고 나머지는 보호합니다.
포토 레지스트 스트리핑
포토레지스트를 도포하고 노출시킨 다음 현상하면 제거해야 할 재료 영역을 제거해야 합니다. 마지막으로 회로 패턴의 생산을 완료하기 위해 화학 용액을 사용하여 노출되었지만 현상되지 않았거나 노출되지 않은 포토레지스트를 용해하여 기판에 원하는 대로 회로 패턴만 남깁니다. 이 단계는 PCB에서 불필요한 포토레지스트를 제거하여 최종 회로 레이아웃을 위한 길을 만드는 데 도움이 됩니다.
건조
이것은 기판에서 포토레지스트 재료를 제거한 후의 마지막 공정입니다. 그 후, 원치 않는 포토레지스트를 제거하고 코어 또는 구리 도금 적층판 (CCL) 건조해야 합니다. 이렇게 하면 PCB에 습기가 남아 품질과 성능을 저하시키는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이를 위해 회로 패턴을 보존하면서 다른 제조 단계를 위한 길을 마련하기 위해 보드를 적절히 건조해야 합니다.
레이저 직접 이미징 핵심 구성 요소
이 글에서는 LDI(Laser Direct Imaging) 요소에 대해 살펴보고 인쇄 회로 기판에 올바른 회로 패턴을 생성하는 방법을 알아봅니다.
레이저 소스
레이저 직접 이미징(LDI)에서 레이저는 전체 프로세스에 직접 영향을 미치기 때문에 시스템의 귀중한 부분입니다. 예를 들어 UV, 청색 또는 녹색과 같은 특정 파장에서 빛을 생성하는 고체 레이저를 사용하는 레이저를 사용합니다. 이러한 파장은 PCB에 사용된 포토레지스트의 감도와 일치해야 하기 때문에 중요합니다. 레이저 빛은 포토레지스트에서 화학 반응을 일으켜 원하는 회로 패턴을 형성합니다.
빔 쉐이핑 광학
이것은 레이저 빔의 크기와 초점을 제어하는 데 도움이 됩니다. 그렇기 때문에 PCB에서 포토레지스트의 올바른 노출을 보장하기 위해 이 수준의 제어가 필요합니다. 이러한 광학 장치는 빔의 모양과 강도를 제어하여 깨끗하고 뚜렷한 회로 패턴을 생성하는 데 사용됩니다. 좋은 성형 레이저 빔은 회로 설계에 오류를 초래할 수 있는 빛 회절과 같은 문제를 일으키지 않습니다.
스캐닝 시스템
이것은 레이저의 움직임을 제어합니다. PCB 기판. 이것들은 포토레지스트의 노출을 균일하게 제어하기 위해 사용하는 메커니즘입니다. 스캐닝 시스템은 레이저가 올바른 방식으로 이동하여 전체 보드 표면에 균일한 패턴을 생성하도록 하는 데 유용합니다. 우수한 스캐너는 오류 가능성을 줄이고 이미징 프로세스의 효율성을 개선하여 PCB 생산에서 우수한 결과를 얻을 수 있습니다.
고정밀 스테이지
이러한 구성 요소를 사용하면 PCB를 장착할 수 있는 안정적인 기반을 확보할 수 있습니다. 이러한 스테이지는 이미징 과정에서 올바른 움직임을 허용하기 위해 스캐닝 시스템과 좋은 조화를 이루는 데 의존합니다. 이러한 동기화는 서브마이크론 수준까지 복잡한 회로 패턴을 설계하는 데 필요한 높은 정밀도로 이어집니다. 고정밀 스테이지를 사용하면 복잡한 디자인을 만들 수 있습니다. 이렇게 하면 인쇄 회로 기판이 양호한 상태로 유지됩니다. 이러한 플랫폼은 움직임이나 진동을 줄이는 데 도움이 되므로 정확하고 정밀한 레이저 노출이 보장됩니다.
LDI의 장점
PCB 제조에 있어서 LDI 기술의 이점은 다음과 같습니다.
고정밀
LDI의 가장 큰 장점 중 하나는 보드에 고밀도 및 정확하게 정의된 회로 패턴을 만드는 것입니다. PCB에 매우 주의하세요. 어떤 형태의 실수라도 PCB에 확실히 영향을 미칩니다. 이를 통해 매우 자세하고 매우 밀접하게 포장된 기능을 가질 수 있습니다.
Phototools를 제거할 수 있습니다
LDI에서는 전통적인 리소그래피에서 발생하는 포토툴의 보관, 보존 및 제어 비용이 없습니다. 이는 비용을 절감하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 이러한 툴을 매우 덜 자주 확인하는 데에도 도움이 됩니다. 포토툴이 사라지면 제조 공정에서 걸리는 시간을 줄일 수 있습니다. 또한 실수도 최소화됩니다.
Phototools 품질 저하 방지
포토툴은 패턴을 포토레지스트 소재로 옮기는 마스크 역할을 합니다. 문제는 매우 신뢰할 수 있지만 손상된다는 것입니다. LDI를 사용하면 이러한 마스크가 필요하지 않습니다. 이러한 마스크를 마모시키지 않아도 됩니다.
빛의 회절에 문제 없음
포토툴과 관련된 또 다른 문제는 광 회절을 생성하여 이미지 품질이 나빠진다는 것입니다. LDI는 이러한 문제가 없습니다. 레이저는 포토레지스트 재료와 상호 작용하므로 생성된 이미지가 매우 잘 정의됩니다. 이는 PCB에 설계될 향상된 회로 패턴을 생성합니다.
환경 조건에 대한 안정성
기존의 포토툴은 온도와 습도 변화에 매우 민감하여 흐릿한 이미지를 생성할 수 있습니다. 이러한 상황을 피하기 위해 포토 방법을 사용하려면 비용이 많이 들고 번거로운 제어된 조건이 필요할 수 있습니다. 이는 LDI를 사용하면 이러한 문제에 대해 걱정할 필요가 없기 때문입니다. LDI 프로세스는 이미지에 대한 환경 조건의 영향을 줄여 이미지가 PCB로 정확하게 전송되도록 합니다.
향상된 정렬 유연성
작고 간단한 이미지로 작업할 때도 정렬의 자유도가 더 좋습니다. 따라서 유연한 기판의 경우 LDI는 치수 변화에 대처할 수 있는 높은 역량을 갖추고 있습니다. 이러한 적응성은 특히 다음을 처리할 때 매우 높은 수준의 정확도를 가질 수 있음을 의미합니다. 다층 회로.
영상 형성 과정에서의 영상 정확도 향상
LDI 덕분에 선과 공간을 더 잘 배치할 수 있습니다. 즉, 개발한 모든 회로 패턴은 모든 면에서 정확하고 적절해야 합니다. 기존의 포토툴은 종종 이미지 전송 프로세스 중에 부정확성을 가져오지만 LDI는 정렬이 변경되지 않음을 보장합니다.
작고 기본적인 이미지에 가장 적합
이들은 작고 간단한 회로에 이상적이며 가장 많이 사용되는 회로 유형입니다. 설계 작업을 하고 작고 타이트한 레이아웃을 만들어야 하는 경우 LDI는 정밀성과 세부 사항에 대한 요구를 충족시켜줍니다. 이 기술을 사용하면 명확한 선과 열린 공간이 있는 매우 세부적인 작업을 얻을 수 있습니다.
효과적인 비용
LDI를 사용하면 포토툴 소재와 보관 공간에 돈을 투자할 필요가 없습니다. 또한 기존 수동 시스템을 사용하는 수동 방식에 비해 매우 빠르고 쉽게 프로세스를 용이하게 합니다. 이는 비용을 절감하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 운영의 가치를 높이는 데에도 도움이 됩니다. 프로세스에 관련된 단계가 적습니다. 회로 설계에 더 집중할 수 있으며 더 저렴합니다.
향상된 수확량과 신뢰성
이 이미징 프로세스는 매우 제어되고 구체적이며 결함이 적은 회로를 형성하는 데 도움이 됩니다. 이러한 높은 정확도는 결함이 있는 보드의 생산을 최소화하고 따라서 생산 프로세스에서 생산되는 양호한 보드의 수를 늘립니다. 따라서 PCB가 이러한 정밀도로 만들어지면 전체 전자 장치의 신뢰성이 향상됩니다.
LDI의 단점
이제 PCB 제조에 LDI 기술을 사용하는 데 따른 몇 가지 단점을 알아보겠습니다.
새롭고 떠오르는 기술
이것은 PCB 생산에서 상당히 새로운 공정입니다. 때때로 기술이 발전함에 따라 생산 공정 중에 어려운 작업에 직면할 수 있습니다. 이것은 LDI가 역동적인 공정이므로 많은 주의와 경험이 필요합니다. 그렇기 때문에 LDI 기술에 대한 경험이 있는 PCBTok과 같은 제조업체와 협력하는 것이 필요합니다.
포토리소그래피보다 비용이 더 많이 든다
레이저 직접 이미징(LDI)은 기존 포토리소그래피보다 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다. PCB 생산에 LDI를 사용하면 비용이 더 많이 들기 때문에 비용에 영향을 미칠 수 있다는 점을 지적해야 합니다. 이 기술은 또한 특수 장비와 방법이 필요하여 전체 프로세스 비용이 증가합니다.
비교적 느린 프로세스
이 기술은 다른 이미징 프로세스에 비해 느린 프로세스입니다. LDI는 측정 측면에서 높은 정확도를 제공하지만, 이 높은 정확도는 일반적으로 더 긴 계산 시간과 관련이 있습니다.
고해상도 이미지 생성을 방해할 수 있음
이 도구를 사용하여 매우 자세한 회로를 개발할 수는 없습니다. LDI는 항상 필요한 수준의 세부 정보를 제공하지 못할 수 있습니다. 그러나 복잡한 이미지의 경우 이 기술은 간단한 이미지와 마찬가지로 최상의 결과를 제공하는 데 여전히 문제가 있습니다.
에칭 깊이 제어의 문제
이 기술을 사용하면 PCB의 에칭 깊이를 제어하는 데 문제가 있을 수 있습니다. 이 과제는 올바른 에칭 깊이를 얻기 위해 여러 패스를 거쳐야 한다는 것을 의미합니다. 이후의 모든 패스는 더 많은 시간이 걸리고 생산성을 떨어뜨리는데, 이는 좋지 않습니다.
LDI에서의 긍정적 이미지와 부정적 이미지
레이저 직접 이미징에서 두 이미지의 차이점을 확인해 보겠습니다.
긍정적 인 이미지
LDI 시스템에서는 구리를 유지하려는 영역에 UV 조명을 사용하여 양성 이미지를 생성합니다. 즉, 이 조명이 포토레지스트에 노출되면 현상액으로 현상하기가 더 쉬워집니다. UV 조명에 노출된 영역은 씻겨 나갑니다. 남는 것은 디자인의 정확한 이미지입니다.
부정적인 이미지
LDI 공정에서 구리가 필요한 부분에 UV 광선을 노출시켜 음화 이미지를 만듭니다. 노출된 부분은 딱딱해지고 폴리머로 변하여 현상액에 용해되지 않습니다. 노출되지 않은 부분은 씻겨 나가 디자인의 거울상이 남습니다. 그대로 유지하고 싶은 구리는 위치에 고정됩니다. 깨끗하고 잘 정의된 패턴이 남게 됩니다.
다양한 PCB 유형에서 LDI의 응용 및 영향
다양한 용도와 Laser Direct Imaging 기술이 다양한 유형의 PCB에 가져온 효과를 살펴보겠습니다.
소량 생산 및 프로토타입
물리적인 사진 도구를 사용하는 과정을 거칠 필요가 없습니다. 시간이 많이 걸립니다. LDI는 또한 값비싼 포토마스크의 필요성을 없애 비용을 절감하며 특수 또는 프로토타입 PCB.
플렉스 및 리지드-플렉스 PCB
LDI는 변화에 적응할 수 있습니다. 융통성있는 실시간 포커싱으로 인해 기판에 적합합니다. 이는 재료 조각을 손상시키지 않고 다양한 디자인을 만드는 데 매우 중요한 균일한 노출을 달성하는 데 도움이 됩니다. 또한 유연한 기판에 복잡한 패턴을 설계하는 데 중요한 미세한 특징 이미징을 제공하는 뛰어난 기능을 가지고 있습니다. 또한 강성-유연성 디자인LDI는 기판 재료에 관계없이 품질 관리를 달성하고 유사한 품질의 결과를 생산할 수 있습니다.
HDI PCB
이 기술은 다음의 형성을 가능하게 합니다. 마이크로비아 이는 서로 다른 레이어를 연결하는 데 중요합니다. 높은 정밀도 덕분에 LDI는 복잡한 모양을 실현할 수 있으며 25μm 이하의 미세한 선과 공간 패턴을 생성할 수 있습니다. 이러한 증가된 라우팅 밀도는 위의 회로 레이아웃에서 볼 수 있는 복잡한 회로의 회로도에 이상적입니다. 또한 LDI는 최소 XNUMX개 레이어의 PCB를 생산하는 데 매우 중요한 정확한 레이어 간 정렬을 제공합니다. 이 기능은 정렬 허용 오차가 필요한 표준에 따라 잘 유지되도록 합니다.
RF 및 마이크로파 PCB
임피던스 제어 회로의 경우 선폭이 동일해야 하기 때문에 LDI가 중요합니다. 이러한 수준의 제어 덕분에 복잡한 안테나 형태를 만들 수 있는 능력은 RF PCB 성능. LDI는 PTFE로 만든 기판에 이상적입니다. 모든 기판에서 가장 뛰어난 이미지 재현을 제공합니다.
백플레인 및 대형 포맷 PCB
레이저 직접 이미징(LDI)은 대형 패널 크기에서 달성할 수 있는 높은 정밀도를 특징으로 합니다. 이러한 정확도는 특히 통신 및 데이터 센터의 백플레인 애플리케이션에 중요합니다. 최대 8mm의 두꺼운 기판은 LDI 시스템에서 처리할 수 있습니다. 또한 단일 보드에서 다양한 기술을 결합하는 동시에 다양한 기능 크기와 밀도를 지원하는 데 도움이 됩니다.
패키징 및 인터포저
이는 이미징에 매우 중요한 선과 공간을 용이하게 해줍니다. PCB 기판. 올바른 구멍과 연결을 만들고 통합된 구성 요소를 PCB에 삽입하는 데 도움이 됩니다. 최신 반도체 패키징에서 고밀도 상호 연결을 구축하기 위해 LDI는 웨이퍼 레벨 패키징에도 널리 사용됩니다.
언제 레이저 직접 이미징(LDI)을 사용해야 하나요?
오늘의 다층 PCB 0mm(0.075mil)의 트레이스 폭을 요구하지만, 기존의 포토리소그래피는 3mm(0mil) 미만의 구조를 제공하는 데 어려움이 있습니다. 이보다 작은 회로 기판의 트레이스와 공간의 경우 LDI가 권장됩니다. LDI는 이제 미세선 및 초미세선 강성, 연성 및 강성-연성 PCB를 제조하는 데 매우 중요해졌습니다. 이 유형의 소재는 127mm(5mil)의 매우 얇은 트레이스 폭을 가지고 있으며, LDI는 가장 효율적인 이미징 기술로 알려져 있습니다. 따라서 LDI는 전자 장치가 더욱 정교해짐에 따라 다층 PCB 및 HDI에 대한 증가된 수요를 충족하는 데 도움이 됩니다.
생산 리드타임 측면에서 전통적인 포토리소그래피와 비교한 LDI는?
여러분은 아마도 LDI가 생산 리드 타임 측면에서 표준 포토리소그래피와 어떻게 다른지 스스로에게 질문했을 것입니다. 물리적 마스크가 없기 때문에 LDI가 프로토타입 제작 속도를 크게 향상시키고 생산에 걸리는 시간을 최소화할 수 있을 것으로 기대할 수 있습니다. 이를 통해 설계가 유연해지고 빠르게 변경하고 수정할 수 있습니다. LDI는 여전히 포토레지스트를 사용하지만 레이저 인쇄에 사용되는 새로운 유형을 사용하므로 매우 민감합니다. 설계 단계에서 구현 단계로 쉽게 이동할 수 있습니다.
맺음말
따라서 PCB 생산에서 Laser Direct Imaging(LDI)의 장점과 용도에 대해 논의했습니다. 또한 고밀도 상호 연결, 유연한 PCB 및 빠른 프로토 타입. 또한, LDI를 언제 적용할 것인지에 초점을 맞추었고, 이것이 포토리소그래피보다 빠르다는 것을 보여주었습니다.
