Direct Imaging – durch Ultraviolettes LED Licht Leiterplatten-Layouts hochpräzise digital und direkt strukturieren

Angesichts des steigenden Bedarfs nach immer komplexeren elektronischen Komponenten mit einer zunehmenden Integration von immer mehr Funktionen auf Chips und anderen elektronischen Bauteilen wachsen auch die Anforderungen bezüglich Komplexität und Miniaturisierung bei Leiterbahnen, Pads und anderen Strukturen auf der Leiterplatte. Bei Leiterbahnbreiten- und -abständen kleiner 50my kommt die in der Leiterplattenindustrie verbreitete Technologie der Kontaktbelichtung mittels Belichtungsmasken an ihren Grenzen. Direct-Imaging per Laser (LDI), bei dem durch ein komplexes Spiegelsystem gelenkter Laser die Layoutbilder auf die photosensible Schicht der Leiterplatte abbildet, war eine Zeitlang die einzige und extrem wartungsintensive Technologie, um diesen Miniaturisierungsanforderungen gerecht zu werden. PRECOPLAT setzt hier nun auf eine kostengünstigere und ressourcenschonendere Technologie des Direct Imaging auf Basis von ultravioletten LED-Licht, das sogenannte Micromirror-Digital-Imaging, entwickelt von dem deutschen Bohrmaschinen- und Belichtungstechnologiespezialisten Schmoll Maschinen.

Das vollautomatische MDI-System von Schmoll zeichnet sich dadurch aus, dass hochkonzentriertes UV-Licht mit definierter Wellenlänge über einen mit tausenden und hochpräzisen Microspiegeln ausgestatten Microchip gelenkt wird und das Layout auf einem – zum Vergleich zum Laser – kurzen, energetisch weniger verlustreichen Weg auf der Leiterplatte erzeugt wird. Wegen des kürzeren Lichtweges und der geringeren Verlustleistung benötigt man somit nur LED als Lichtquelle und kann auf die störanfälligen Laser mit wesentlich geringerer Haltbarkeit verzichten. Durch multiple Wellenlängen kann das System auch für die fotosensible Lötstoppmaskenerstellung ein passendes Lichtspektrum gewährleisten. Da die Belichtungsköpfe mit den Spiegelsystemen flexibel in alle Richtungen ausrichtbar sind, ist es mit wenig Aufwand möglich, verschiedenste Nutzenformate ohne weitere Rüstzeit zu bedienen. Mittels des etablierten Einsatzes von Linearantrieben und direkten Wegmesssystemen werden wie üblich reproduzierbare Ergebnisse höchster Präzision sichergestellt.

Im Vergleich zu herkömmlichen LDI-Systemen (Laser-Direct-Imaging) ist bei den MDI-Maschinen der Platzbedarf zudem stark reduziert und die energetische Gesamtbilanz bedeutend besser. Da die LED für die Erzeugung der notwenigen Belichtungsenergie weniger Energie brauchen, sind somit auch die energetischen Anforderungen an die Maschinen- und Raumkühlung geringer.  

Das von PRECOPLAT eingesetzte MDI-TTG (Tandem Table) von Schmoll Maschinen realisiert eine theoretische Auflösung von 15my, findet aber seine praktische Begrenzung in der maximalen physikalischen Leistungsfähigkeit der nachfolgenden nasschemischen Prozesse wie Ätzen und Galvanisieren bei derzeit 50my. Die Inbetriebnahme der ersten vollautomatischen Geräte erfolgte bereits im Jahr 2022. Die Systeme bieten den Kunden von PRECOPLAT maximale Flexibilität für alle Anwendungsbereiche, von den Prototypen bis zur Serienproduktion.