電子部品 (グループ) の高集積化および組立て (特にチップスケール/μ-BGA パッケージング) 技術の進歩に伴い。 「軽い、薄い、短い、小さい」エレクトロニクス製品の開発、信号の高周波・高速デジタル化、エレクトロニクス製品の大容量化・多機能化を大きく推進します。開発と進歩には、PCB が非常に高密度、高精度、多層の方向に急速に発展することが必要です。現在および将来においては、（レーザー）微細孔開発の使用を継続することに加えて、PCB の「超高密度」問題を解決することが重要です。ワイヤーの細さ、位置、層間の位置合わせを制御します。従来の「写真画像転写」技術では、「製造限界」に近く、超高密度PCBの要件を満たすことが困難であり、レーザーダイレクトイメージング（LDI）の使用は、PCBにおける「超高密度（L/S ≤ 30 μmの場合を指す）」の細線と層間アライメントの問題を解決する目標であり、以前と将来の主な方法です。
1. 超高密度グラフィックスの挑戦
高密度 PCB の要件は、本質的に主に IC とその他の部品 (コンポーネント) の統合と PCB 製造技術戦争から生じています。
(1) IC とその他のコンポーネントの集積度の課題。
PCB ワイヤの細さ、位置、微細孔率は、表 1 に示す IC 統合開発要件をはるかに下回っていることを明確に理解する必要があります。
表1
年 | 集積回路幅/μm | PCB 線幅 /μm | 比率 |
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 |
注: 細いワイヤを使用すると、スルーホールのサイズも小さくなります。通常、ワイヤ幅の 2 ～ 3 倍になります。
現在および将来のワイヤ幅/間隔 (L/S、単位 -µm)
方向: 100/100→75/75→50/50→30/3→20/20→10/10、またはそれ以下。対応する微細孔（φ、単位μm）：300→200→100→80→50→30以下。上記からわかるように、PCB の高密度化は IC の集積化に大きく遅れています。 PCB 企業にとって現在および将来の最大の課題は、ライン、位置、微細孔率の問題を解決して「超高密度」の洗練されたガイドをどのように製造するかです。
(2) PCB 製造技術の課題。
私たちはもっと見る必要があります。従来の PCB 製造技術とプロセスは、「超高密度」PCB の開発に適応できません。
①表 2 に示すように、従来の写真ネガのグラフィック転写プロセスには時間がかかります。
表2 2つのグラフィックス変換方式で必要な処理
従来のネガのグラフィック転写 | LDI テクノロジーのグラフィックス転送 |
CAD/CAM： プリント基板設計 | CAD/CAM： プリント基板設計 |
ベクター/ラスター変換、ライトペインティングマシン | ベクター/ラスター変換、レーザー加工機 |
ライトペインティングイメージング用ネガフィルム、ライトペインティングマシン | / |
ネガティブな開発、開発者 | / |
負の安定化、温湿度制御 | / |
ネガティブ検査、欠陥および寸法チェック | / |
ネガパンチング（位置決め穴） | / |
ネガ保存、検査（欠陥、寸法） | / |
フォトレジスト（ラミネーターまたはコーティング） | フォトレジスト（ラミネーターまたはコーティング） |
UV高輝度露光（露光機） | レーザースキャンイメージング |
開発（開発者） | 開発（開発者） |
② 従来の写真ネガのグラフィック転写には大きな偏差があります。
従来の写真ネガのグラフィック転写の位置ずれ、写真ネガの温度と湿度（保管および使用）、写真の厚さによるものです。高度な光の「屈折」によって生じるサイズの偏差は±25μmを超えており、これが従来のフォトネガのパターン転写を決定します。 L/S ≤30 µmの細線配線や位置、層間アライメントを転写プロセス技術で実現するPCB卸売製品の生産は困難です。
2 レーザーダイレクトイメージング (LDI) の役割
2.1 従来の PCB 製造技術の主な欠点
(1) 位置偏差と制御が超高密度の要求を満たせない。
写真フィルム露光によるパターン転写法では、形成されるパターンの位置ずれは主に写真フィルムから発生する。温度や湿度の変化、フィルムの位置合わせ誤差など。写真ネガの製造、保存、適用が厳密な温度と湿度の管理下にある場合、主なサイズ誤差は機械的な位置決めの偏差によって決まります。機械的位置決めの最高精度は ±25 μm、再現性は ±12.5 μm であることがわかっています。 L/S=50μmワイヤ、φ100μmのPCB多層図を作成したい場合。当然のことながら、機械的位置決めの寸法偏差だけで高い合格率の製品を製造することは困難であり、ましてや寸法偏差による他の多くの要因（写真フィルムの厚さや温湿度、基板、ラミネート、レジストの厚さ、光源の特性や照度など）の存在により、合格率の高い製品を製造することは困難です。さらに重要なことは、この機械的位置決めの寸法偏差は不規則であるため「補正できない」ということです。
上記は、PCB の L/S が 50 µm 以下の場合、引き続き写真フィルム露光のパターン転写方法を使用して生産することを示しています。 「非常に高密度」の PCB 基板を製造することは、機械的な位置決めやその他の要因などの「製造限界」の寸法偏差に遭遇するため、非現実的です。
(2) 製品の加工サイクルが長い。
「均一な高密度」PCB 基板を製造するためのフォトネガ露光のパターン転写方法のため、プロセス名は長くなります。レーザー ダイレクト イメージング (LDI) と比較した場合、プロセスは 60% 以上です (表 2 を参照)。
(3) 製造コストが高い。
フォトネガ露光のパターン転写方式のため、多くの処理工程と長い生産サイクルが必要なだけでなく、中堅PCB企業にとっては、収集用の大量のフォトネガ（銀塩フィルムや重酸化膜）、その他の副資材や化学材料製品などのデータ統計も必要となるため、より多人数での管理と運用が必要となります。 1 年以内に消費された写真のネガと再露光フィルムは、生産用の LDI 機器を購入するか、LDI テクノロジーの生産に導入するのに十分な量です。LDI 機器の投資コストは 1 年以内に回収できます。これは、LDI テクノロジーを使用して高い製品品質 (適格レート) のメリットを提供することによって計算されていません。
2.2 レーザー ダイレクト イメージング (LDI) の主な利点
LDI テクノロジーはレーザー ビームのグループをレジスト上に直接描画するため、現像してエッチングします。したがって、一連の利点があります。
(1) 地位度が極めて高い。
ワーク（加工中の基板）を固定した後、レーザー位置決めと垂直レーザー光線を照射
スキャニングにより、グラフィックの位置（ずれ）を±5μm以内に収めることができ、高密度製造（特にL/S≦50μmmφ≦100μm）のPCB（特に「超高密度」多層基板の層間アライメントなど）において、従来の（写真フィルム）パターン転写法では達成できなかった折れ線グラフの位置精度が大幅に向上します。製品の保証は間違いなく重要です。品質を高め、製品認定率を向上させます。
（２）処理が軽減され、サイクルが短くなる。
LDI テクノロジーの使用により、「超高密度」多層基板の品質と生産適格性が向上するだけでなく、製品の加工プロセスも大幅に短縮されます。製造（内層配線形成）におけるパターン転写など。レジストを形成する層（進行中の基板）上では、従来の写真フィルム法と異なり、必要なステップは 4 つのステップ（CAD/CAM データ転送、レーザー スキャン、現像、エッチング）のみです。少なくとも 8 ステップ。どうやら、加工工程が半分以下になったようです！
(3) 製造コストを節約します。
LDI技術を使用すると、レーザーフォトプロッタ、写真ネガの自動現像、機械の固定、ジアゾフィルム現像機、パンチングおよび位置決め穴加工機、サイズおよび欠陥の測定/検査機器、および多数の写真ネガ機器や施設の保管とメンテナンスの使用を避けることができるだけでなく、さらに重要なことに、大量の写真ネガ、ジアゾフィルム、厳格な温度と湿度の管理、材料費、エネルギー費、および関連する管理およびメンテナンス要員の使用を避けることができます。大幅に減少しました。
