PCB 생산 에서 레이저 직접 영상 (LDI): 품질, 정확성, 효율성 을 어떻게 변화 시키는가

5G 스마트폰에서 항공우주 센서까지 PCB 제조업체는 더 작고 더 빠르고 더 신뢰할 수 있는 전자제품을 만드는 경쟁에서 중요한 과제에 직면합니다.최소한의 결함으로 초미세 회로 패턴을 달성PCB 영상 촬영의 표준인 전통적인 사진 리토그래피는 이러한 요구에 부응하기 위해 노력하며 종종 정확성, 유연성 및 비용 효율성에 부족합니다.레이저 직접 영상 (LDI) 를 입력합니다: 게임 변화를 일으키는 기술입니다. 고전력 레이저를 사용하여 PCB에 직접 회로 패턴을 새겨서 물리적 마스크의 필요성을 없애고 전례 없는 품질을 제공합니다.

이 가이드는 LDI가 PCB 생산에 혁명을 일으키는 방법을 탐구합니다. 기술 작업 흐름에서 추적 정확성 및 결함 비율과 같은 품질 측정에 대한 실질적인 영향까지.우리는 LDI를 전통적인 사진 리토그래피와 비교할 것입니다., 실제 응용 프로그램을 강조하고 LT CIRCUIT와 같은 선도 제조업체가 중요한 산업에 고성능 PCB를 공급하기 위해 LDI에 의존하는 이유를 설명합니다.착용용용 HDI 보드나 항공우주용 견고한 PCB를 설계하든, LDI의 품질 관리 역할에 대한 이해는 다음 프로젝트를 위해 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있습니다.

주요 내용
1비교할 수 없는 정확성: LDI는 0.05mm (2mil) 의 흔적 너비와 ±5μm의 정렬 정확성을 달성하며 전통적인 광 리토그래피의 능력을 훨씬 초과합니다.
2결함 감소: 물리적 마스크를 제거함으로써 LDI는 결함 비율을 40%~60% 감소시켜 재작업 비용을 낮추고 생산량을 향상시킵니다.
3시장에 출시 시간이 빨라집니다. LDI는 마스크 제조를 생략하여 프로토타입 제작 기간을 몇 주에서 며칠으로 줄이고 빠른 설계 반복을 가능하게 합니다.
4비용 효율성: 중소량 대량 (10~10,000개) 에서 LDI는 마스크 비용을 피함으로써 사진 리토그래피에 비해 20~30% 절약할 수 있습니다.
5환경 친화적: LDI는 30% 더 적은 화학 물질을 사용하며 50% 더 적은 폐기물을 생성하며 글로벌 지속가능성 목표 (예: ISO 14001) 에 부합합니다.
6다재다능성: 5G, 의료 및 항공우주용에 중요한 HDI, 플렉스, 딱딱한 플렉스 및 고주파 PCB에 이상적입니다.

PCB 제조에서 레이저 직접 영상 (LDI) 이해

LDI의 품질에 대한 영향에 잠입하기 전에 이 기술이 어떻게 작동하는지 그리고 왜 전통적인 방법과 다른지 이해하는 것이 중요합니다.

레이저 직접 영상 촬영 (LDI) 은 무엇입니까?
레이저 다이렉트 이미징 (LDI) 은 초점 레이저 빔을 사용하여 회로 디자인을 광 저항성 코팅 PCB로 직접 전송하는 디지털 PCB 이미지 프로세스입니다.사진 리토그래피와 달리 빛은 물리적 마스크를 통과하여 패턴을 투영합니다. LDI는 설계 데이터를 (제르버 파일) 실시간으로 읽습니다., 미크론 이하의 정확도로 픽셀별로 회로를 그리는

이 디지털 접근법은 전통적인 방법의 두 가지 주요 문제점을 제거합니다.

a. 마스크 관련 오류: 물리적 마스크는 시간이 지남에 따라 분해되거나 정렬 중에 이동하거나 먼지를 축적합니다. 이 모든 것은 패턴 왜곡을 유발합니다.
b.직한 디자인 사이클: 사진 리토그래피로 디자인을 변경하려면 새로운 마스크를 제조해야 합니다. (마스크당 500~5,000달러가 소요되며) 반복을 느리게 합니다.

LDI는 PCB를 "디지털 캔버스"로 취급함으로써 둘 다 해결합니다. 즉석 조정과 모든 보드에서 일관된 결과를 가능하게합니다.

LDI 작동 방식: 단계별 작업 흐름
LDI의 프로세스는 효율화되고 있지만 매우 통제되며 모든 단계에서 정확성을 보장합니다.

1.PCB 제조
원시 PCB 기판 (FR-4, 폴리마이드 또는 세라믹) 은 초음파 목욕으로 청소하여 기름, 먼지 및 photoresist 접착에 중요한 잔류를 제거합니다.
광감각성 광저항성 (액성 또는 건조 필름) 의 얇은 층이 PCB 표면에 균등하게 적용됩니다. 얇은 음향 디자인을 위해 액체 광저항성 (厚さ 5 ∼ 10μm) 은 부드러움에 따라 선호됩니다.

2설계 데이터 처리
게르버 파일 (또는 ODB ++ 데이터) 는 레이저 이미징에 대한 디자인을 최적화하는 LDI 소프트웨어로 수입됩니다. 소프트웨어는 PCB 크기, 기판 유형,그리고 정확성을 보장하기 위해 원하는 흔적 너비.

3레이저 영상
PCB는 LDI 시스템 내부에 정밀 스테이지 ( ± 1μm 위치 정확도) 에 장착됩니다.
고전력 자외선 레이저 (355nm 파장) 는 광 저항체를 스캔하여 구리 흔적이 될 부위를 노출합니다.레이저의 전력 (1050mW) 및 스캔 속도 (155m/s) 는 기판을 과잉 노출하지 않도록 캘리브레이션됩니다..
다층 PCB의 경우 스테이지는 피투셜 마크 (PCB의 작은 구리 표적) 를 사용하여 각 레이어를 ±5μm의 정확도로 정렬합니다.

4개발
노출 된 PCB는 개발 솔루션 (알칼리 또는 산성) 에 담겨있어 노출되지 않은 광 저항을 제거합니다. 이것은 회로 패턴을 보여줍니다.잔존하는 광 저항이 구리를 보호하여 흔적을 형성합니다..

5엑트레이싱/플래싱
보호되지 않은 구리는 화학적 발각 (철화 염화물 또는 구리 염화물) 을 통해 제거되며 레이저로 정의 된 흔적을 남깁니다.
다층 PCB의 경우, 비아스는 층을 연결하기 위해 구멍을 뚫고 접착됩니다. LDI의 정렬 정확도는 비아스가 인접한 층에 흔적과 완벽하게 정렬되도록합니다.

6- 사진 저항 벗기
나머지 광 저항은 용매로 벗겨지며, 펌프 마스크를 적용할 준비가 된 깨끗하고 정확한 회로 패턴을 남깁니다.

LDI 시스템의 주요 구성 요소
LDI의 성능은 네 가지 중요한 구성 요소에 달려 있습니다. 각각의 구성 요소는 정밀성을 위해 설계되었습니다.

이 구성 요소들은 가장 복잡한 PCB 디자인에서도 일관성 있고 고품질의 결과를 제공하기 위해 함께 작동합니다.

LDI 대 전통적인 광자료술: 대면 비교
왜 LDI가 PCB 품질을 변화시키고 있는지 이해하기 위해서는 수십 년 동안 업계를 지배했던 전통적인 광 리토그래피 방법과 비교하는 것이 중요합니다.아래 표는 주요 측정값을 분해합니다.:

비교 에서 얻을 수 있는 중요 한 교훈
a. 정밀 격차: LDI의 0.05mm의 흔적을 생성하고 ±5μm에 레이어를 정렬하는 능력은 공간이 프리미엄이있는 HDI PCB에 대한 게임 변경입니다.
b.비용 유연성: 빈번한 변경이 필요한 소량 또는 설계의 경우, LDI는 프로젝트당 1,000~10,000달러를 절약하는 마스크 비용을 피합니다.
c.품질 일관성: 사진 리토그래피의 5~8% 결함 비율은 1,000 유닛 팩 당 50~80개의 결함 PCB로 번역됩니다. LDI는 10~20으로 줄여서 재작업 시간과 재료 낭비를 줄입니다.

LDI 가 PCB 품질 을 향상 시키는 방법: 5 가지 가시적 인 영향
LDI는 단순히 품질을 개선하는 것뿐만 아니라 PCB 성능에 대한 가능성을 재정의합니다. 아래는 품질 측정 기준을 높이는 다섯 가지 주요 방법입니다.

1HDI PCB에 대한 초미세 추적 정확성
현대 전자제품 (예를 들어, 5G 모덤, AI 칩) 은 밀도가 높은 구성 요소에 맞게 0.05mm (2mil) 의 흔적을 가진 PCB를 필요로 한다. LDI의 레이저 기반 영상 촬영은:

a. 일관성 추적 너비: 추적 너비에 대한 ±2μm 허용, 임피던스 제어 (5G mmWave와 같은 고주파 신호에 중요한) 를 보장합니다.
b. 날카로운 흔적 가장자리: 중점 레이저는 종종 신호 손실을 유발하는 "둥근" 가장자리를 생성하는 사진 리토그래피와 달리 깨끗하고 수직한 흔적 가장자리를 만듭니다.
미생물 정밀: LDI는 미생물 (0,1mm 지름) 을 ±5μm의 정확도로 흔적에 맞추고 전통적인 방법을 괴롭히는 "via-to-trace" 단면을 피합니다.

실제 사례: 5G 베이스 스테이션 PCB의 제조업체는 LDI로 전환하여 신호 손실을 18% 감소시켜 베이스 스테이션의 커버리지 반지름을 20% 확장 할 수 있습니다.

2마스크 제거로 인한 결함 감소
물리적인 마스크는 전통적인 사진 리토그래피에서 가장 큰 결함의 원천입니다.

a. 마스크 분해: 마스크는 50~100번 사용 후 긁거나 먼지를 쌓아 놓으며 흔적이 없어지거나 단전 현상이 발생합니다.
b. 정렬 변화: 10μm 마스크 변화조차도 얇은 피치 디자인 (예를 들어 0.4mm BGA) 을 망칠 수 있습니다.

LDI는 마스크가 없는 방식으로 이러한 문제를 제거하여 결함을 40%~60% 줄입니다. 아래 표는 LDI로 감소된 결함 유형을 보여줍니다.

비용 영향: 10,000 유닛 팩을 위해 LDI는 재작업 비용을 $2,000~$5,000로 감소시킵니다. (부정한 PCB당 평균 재작업 비용 $50을 기준으로).

3더 나은 열 및 기계적 신뢰성
LDI의 정밀도는 전기 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 장기적인 내구성을 향상시킵니다.

a.일률적인 구리 덮개: 레이저의 일관된 노출은 광 저항 제거를 보장하여 균일한 구리 접착을 초래합니다. 이것은 전력 PCB (예: EV 인버터) 의 핫스팟을 15%~20% 감소시킵니다.
b.감소된 스트레스 포인트: 깨끗한 흔적 가장자리와 정밀한 정렬을 통해 PCB에 대한 기계적 스트레스를 최소화하여 열 사이클 (-40 °C ~ 125 °C) 하에서의 수명을 30% ~ 40% 연장합니다.

사례 연구: 한 의료기기 제조업체는 휴대용 초음파 탐사선을 위한 PCB를 생산하기 위해 LDI를 사용했습니다.1000개의 열주기~사진리토그래피로 생산된 보드의 수명을 두 배로 늘립니다..

4밀도가 높고 다층 디자인 지원
다층 PCB (8?? 12 층) 는 복잡한 전자 장치에 매우 중요하지만 전통적인 방법은 레이어를 정확하게 정렬하기 위해 어려움을 겪습니다. LDI의 신뢰성 정렬 시스템:

a. 12층 HDI 보드에서도 각 층을 ±5μm 내에 정렬한다.
b. PCB warpage (느다란 기판에서 흔한) 를 실시간으로 수정하여 모든 층을 안정적으로 연결하도록 보장합니다.

이것은 다음과 같은 디자인을 가능하게 합니다.

a.블라인드/버리드 비아스: LDI는 블라인드 비아스 (외부와 내부 층을 연결하는) 와 베리드 비아스 (내부 층을 연결하는) 의 구멍을 정확하게 이미지화하며, ′′오픈" 연결을 피한다.
b. 쌓인 미크로비아: 20층 이상의 PCB를 위해 LDI는 쌓인 미크로비아 (다양한 층을 통과하는 비아) 를 미크론 미만의 정확도로 정렬합니다.

5팩트 간 일관성 있는 품질
LDI의 가장 과소평가 된 이점 중 하나는 팩에서 팩에 대한 일관성입니다. 전통적인 사진 리토그래피의 품질은 마스크가 착용됨에 따라 악화되지만 LDI의 디지털 프로세스는 다음과 같이 보장합니다.

a. 같은 날 일관성: 10,000 유닛 팩의 모든 PCB는 동일한 흔적 너비와 정렬을 가지고 있습니다.
b.장기적 일관성: 오늘 촬영된 디자인은 6개월 후에 촬영된 디자인과 일치합니다.

데이터 포인트: LT CIRCUIT는 LDI가 팩에서 팩의 변화를 80% 감소시켜 엄격한 산업 표준을 보다 쉽게 충족시킬 수 있다고 보고합니다 (예를 들어 항공우주용 IPC-A-600 클래스 3).

전통적 인 광 리토그래피 가 현대 PCB 의 필요 를 충족 시키는 데 실패 하는 이유
LDI의 가치를 완전히 평가하기 위해서는 전통적인 광 리토그래피의 한계를 이해하는 것이 중요합니다.

1미세한 피치 구성 요소에 대한 낮은 해상도
사진 리토그래피의 최소 흔적 너비 (0.127mm/5mil) 는 0.05mm/2mil의 흔적을 필요로하는 0.4mm 피치 BGA 또는 5G mmWave 회로를 지원할 수 없습니다.
2작은 팩에 대한 높은 비용
하나의 마스크를 만드는 데는 500달러~5달러가 들죠.000, 프로토타입이나 작은 출력 (10~1,000 대) 에 대한 광 리토그래피가 경제적이지 않습니다.
3느린 디자인 반복
디자인을 바꾸는 것은 새로운 마스크를 필요로 하며, 소비자 전자제품과 같은 빠른 속도로 발전하는 산업에 비해 7~14일이 더 걸립니다.
4.환경 피해
사진 리토그래피는 30% 더 많은 화학 물질 (마스크 청소제, 추가 개발자) 를 사용하고 마스크 폐기물을 생성하여 전자 폐기물에 기여합니다.

LDI는 이러한 모든 문제점을 해결하고, 다음 세대의 PCB를 만들고자 하는 제조업체의 유일한 실행 가능한 옵션이 됩니다.

LDI 응용: 가장 빛나는 곳
LDI의 다재다능성 때문에 정밀도를 요구하는 전문 PCB 유형에 이상적입니다. LT CIRCUIT의 전문 지식의 통찰력으로 주요 사용 사례는 아래와 같습니다.
1소비자 전자제품용 HDI PCB
필요: 스마트 폰, 웨어러블 기기 및 태블릿 기기 (예를 들어, Apple Watch의 12층 HDI 보드) 를 위한 작고 밀도가 높은 PCB.
LDI 이점: 0.05mm의 흔적과 0.1mm의 마이크로 비아를 생성하여 같은 공간에 30% 더 많은 구성 요소를 장착합니다.
LT CIRCUIT's Edge: HDI PCB의 양쪽을 동시에 이미지화하기 위해 듀얼 레이저 LDI 시스템을 사용하여 생산 시간을 50% 단축합니다.

2자동차/의료기기용 플렉스 및 리직 플렉스 PCB
필요: 깨지지 않고 구부리는 유연 PCB (예를 들어 자동차 ADAS 센서, 의료용 웨어러블 기기)
LDI 이점: 레이저의 부드러운 영상 프로세스는 취약한 폴리아미드 기판을 손상시키는 것을 피하고, 추적 정확성을 보장하면서 유연성을 유지합니다.
주요 메트릭: LDI로 생산된 플렉스 PCB는 10,000+ 회전 구부리 (180° 구부리) 를 추적 파열없이 견딜 수 있습니다.

3항공우주/텔레콤용 고주파 PCB
필요: 28GHz 이상에서 신호 무결성을 유지하는 PCB (예: 항공우주 레이더, 5G 기지국)
LDI 이점: 날카로운 흔적 가장자리와 균일한 구리는 신호 손실을 15~20% 감소시킵니다. 장거리 통신에 매우 중요합니다.
컴플라이언스: LT CIRCUIT의 LDI 프로세스는 MIL-STD-883 (항공우주) 및 IEC 61000-6-3 (전자통신) 표준을 충족시켜 가혹한 환경에서 신뢰성을 보장합니다.

4프로토타입 및 소량 생산
필요: 맞춤형 디자인에 대한 빠른 전환 (예를 들어, 시작 IoT 장치, 학술 연구).
LDI 이점: 마스크 제조를 건너뛰고, 프로토타입을 1~3일 대 7~14일 사진 리토그래피로 배달합니다.
비용 예제: 500개의 프로토타입 PCB를 생산하는 스타트업은 LDI로 3,000달러를 절약합니다 (마스크 비용으로 6,000달러를 피합니다).

FAQ: PCB 생산에서 LDI에 대한 일반적인 질문
Q: LDI는 대용량 생산에 대한 사진 리토그래피보다 더 비싸나요?
A: 100000 단위 이상의 팩을 위해, 사진 리토그래피는 단위당 비용이 낮을 수 있습니다 (마스크 비용은 더 많은 PCB에 분산됩니다). 그러나 LDI의 낮은 결함 비율은 종종 이것을 상쇄합니다. $ 0.20 $ 0.1개당 50개.

Q: LDI는 큰 PCB 패널 (예를 들어, 24 ′′x 36 ′′) 을 처리 할 수 있습니까?
A: 예. 현대 LDI 시스템 (예를 들어, LT CIRCUITs) 은 전체 표면에 일관성 있는 이미징으로 최대 30×36의 패널을 지원합니다.

Q: LDI는 모든 PCB 기판과 작동합니까?
A: LDI는 FR-4, 폴리마이드 (플렉스), 세라믹 및 금속 코어 (MCPCB) 기판과 호환됩니다. 레이저의 전력은 기판의 민감도에 맞게 조정됩니다.

Q: LDI가 용접 마스크 적용에 어떤 영향을 미치나요?
A: LDI의 정밀한 흔적 가장자리는 용접 마스크의 개척을 더 쉽게 조화시켜 마스크 미끄러짐을 감소시킵니다. (단회로의 흔한 원인).LT CIRCUIT는 LDI로 용접 마스크 결함이 50% 감소했다고 보고합니다..

Q: 왜 LT CIRCUIT를 LDI로 생산된 PCB에 선택합니까?
A: LT CIRCUIT는 최첨단 LDI 시스템 (355nm UV 레이저, ±1μm 단계) 을 사용하며 HDI, 플렉스 및 항공용 PCB를 위한 LDI 최적화를 위한 15년 이상의 경험을 가지고 있습니다.그들의 과정은 IPC-A-600 클래스 3 및 AS9100 표준을 충족, 최고 수준의 품질을 보장합니다.

결론
레이저 다이렉트 이미징 (LDI) 은 PCB 생산의 황금 표준으로 부상했습니다.그리고 기존의 방법으로는 불가능했던 디자인을 가능하게 합니다.5G 기기부터 생명을 구하는 의료기기까지 첨단 전자제품을 만드는 제조업체들에게는 LDI는 단순히 더 나은 선택일 뿐만 아니라 필수품입니다.

마스크를 제거하고, 소량 생산에 대한 비용을 절감하고, 밀도가 높은 다층 디자인을 지원할 수 있는 능력은 소비자 전자제품에 충분히 다재다능하고 항공우주용으로 충분히 견고하게 만듭니다.PCB 디자인이 계속 줄어들고 속도가 증가함에 따라예를 들어, 6G, 1Tbps 이더넷), LDI는 품질 혁신의 최전선에 머물러 있습니다.

By partnering with experts like LT CIRCUIT—who combine LDI expertise with strict quality control—you can leverage this technology to build PCBs that meet the most demanding performance and reliability standards품질이 성공을 구별하는 시장에서, LDI는 당신의 제품이 눈에 띄는 것을 보장하는 도구입니다.