回路基板製造の中核プロセスとして、回路基板の彫刻は回路基板の品質と性能を決定します。これは、電子製造分野における重要なプロセスであるだけではありません。
従来の回路基板彫刻プロセス
彫刻工程。初期の頃、銅張積層板は回路基板彫刻用の基本的な材料であり、絶縁基板と表面の銅箔で構成されていました。一般的な基板材料には、フェノール紙ラミネート、エポキシガラスクロスラミネートなどが含まれます。銅-クラッドラミネートの最初のステップは、フォトリソグラフィ技術を使用して、設計された回路パターンをその上に転写することです。フォトリソグラフィ プロセスは写真と似ており、フォトレジストでコーティングされた銅張積層板にマスクを通して回路パターンを露光します。{6}}露光後、フォトレジストの未露光部分は現像液によって溶解して除去され、銅張積層板上の回路パターンと一致するフォトレジスト パターンが残ります。
次にエッチングのステップに進みます。エッチング液とは、基板を彫刻する際に使用する「彫刻刀」のことです。一般的なエッチング液には、塩化第二鉄溶液、酸性塩化銅溶液などが含まれます。エッチング液は、フォトレジストで保護されていない銅張積層板の表面の銅箔と化学反応を起こし、銅張積層板を溶解して除去します。最終的に銅張積層板上に正確な回路ラインが残り、回路基板の予備彫刻が完了します。{4}
彫刻技術の特徴と課題
回路基板の彫刻プロセスは、高精度かつ高度に複雑であるという特徴があります。電子デバイスの小型化と高性能化に向けた継続的な開発に伴い、回路基板上の配線はますます高密度になり、配線の幅と間隔は常に縮小しています。現在、高度な回路基板彫刻技術により、マイクロメートル レベルの線幅と間隔を実現できます。たとえば、一部のハイエンド スマートフォン回路基板では、線幅が 30 マイクロメートル、またはさらに小さい場合もあります。{2}}このため、彫刻装置の精度とプロセス制御に対して非常に高い要求が課されます。
彫刻プロセス中のエッチングの均一性を確保することは大きな課題です。エッチングが不均一であると、回路幅が不均一になり、回路の電気的性能に影響を与える可能性があります。エッチング速度が速すぎると、回路のエッジが荒れてギザギザになる可能性があります。エッチング速度が遅すぎると生産効率が低下します。この問題を解決するには、製造工程におけるエッチング液の濃度、温度、流量、エッチング時間を正確に制御する必要がある。同時に、撹拌、スプレー、その他の方法を使用して、エッチング溶液が銅張積層板と完全かつ均一に接触するようにする必要があります。{4}}
技術開発と革新
レーザー ダイレクト LDI テクノロジーは、従来のフォトリソグラフィー プロセスを徐々に置き換え、主流の彫刻方法の 1 つになりつつあります。 LDI テクノロジーは、高エネルギーのレーザー ビームを使用して、マスクを必要とせずに銅張積層板上の回路パターンを直接スキャンし、パターンの精度と柔軟性を大幅に向上させます。{2}より高い解像度を達成し、より微細な回路ラインを生成し、生産サイクルを短縮し、生産コストを削減することができます。たとえば、5G 通信基地局用の回路基板の製造において、LDI テクノロジーは、高周波および高速信号伝送のための高精度回路要件を満たすことができます。{{6}{7}}
3D プリンティング技術は、回路基板の彫刻の分野でも登場しています。. 3積層造形回路基板としても知られる D プリント回路基板は、材料を層ごとに積み重ねることによって回路構造を構築します。この技術により、複雑な 3 次元形状の回路基板を製造でき、従来の彫刻技術では実現が困難な設計を実現できます。-航空宇宙分野では、3D プリンティング技術により特殊な形状の回路基板の需要に迅速に対応し、カスタマイズされた生産を提供できるため、航空機の小型化と機能統合の可能性が得られます。さらに、インクジェット印刷技術は回路基板の彫刻にも適用されており、導電性インクを基板に正確にスプレーして回路線を形成するため、回路基板のラピッドプロトタイピングや小ロット生産に便利な方法が提供されています。