Fotoplotowanie PCB

Fotoplotowanie PCB to elektromechaniczno-optyczny proces, który ujawnia utajony obraz w medium, zwykle monochromatycznym (czarno-białym) obrazie fotograficznym o wysokim kontraście, przy użyciu źródła światła sterowanego komputerowo. Po zakończeniu etapu ekspozycji medium jest przetwarzane w procesorze fotograficznym przy użyciu roztworu wywoływacza, wraz z utrwalaniem, myciem i suszeniem.

Zastosowania fotoplotowania PCB

Można utworzyć prawie każdy wyobrażalny obraz. Fotoplotery PCB są używane głównie do produkcji PCB (płytek drukowanych) i obudów układów scalonych. Inne obszary zastosowań obejmują trawienie chemiczne i specjalistyczne grafiki. Fotoplotowanie jest pierwszym krokiem w tworzeniu masek fotolitograficznych do płytek drukowanych. W branży PCB maski te nazywane są fotoplotami PCB i są generalnie ograniczone do elementów o wielkości 20 µm lub większej. Układy scalone są wytwarzane w podobny sposób przy użyciu fotomasek o rozmiarach elementów poniżej mikrometra; fotomaski są tradycyjnie wytwarzane przez fotoredukcję wyjścia fotoplotera.

Tło historyczne

Pierwszy fotoploter został wprowadzony przez Gerber Scientific Inc. (obecnie Ucamco) w latach 60. XX wieku. Wczesne maszyny wykorzystywały ksenonową lampę błyskową o wysokiej intensywności (HID) i wymagały obrazu zamontowanego na obracającym się kole aperturowym na światłoczułej powierzchni folii lub szklanej płyty. Zespół głowicy obrazującej przesuwał się po powierzchni medium, nie dotykając go, aby tworzyć rysunki i błyski. Rysunki to wektory lub łuki tworzone przez ciągłe oświetlenie, gdy głowica obrazująca porusza się po światłoczułej powierzchni. Błyski tworzą pojedyncze proste grafiki, przepuszczając światło przez aperturę o odpowiednim kształcie w stałym miejscu.

Nowoczesne techniki fotoplotowania

Urządzenia z rastrowym skanowaniem

Nowoczesne fotoplotery to na ogół maszyny z rastrowym skanowaniem, które wykorzystują wiązkę lasera skupioną w jednym lub więcej punktach i modulowaną z częstotliwością wielu megaherców w celu utworzenia obrazu. Początkowo często używano zielonych laserów argonowo-jonowych i niebieskich laserów helowo-kadmowych. Obecne modele wykorzystują czerwone lasery helowo-neonowe, czerwone diody laserowe, a nawet czerwone diody LED (diody elektroluminescencyjne).

Fotoplotery a naświetlarki

Fotoplotery są blisko spokrewnione z naświetlarkami. Fotoplotery różnią się od swoich odpowiedników do naświetlania rodzajem kontrolera używanego do tworzenia obrazu oraz rozdzielczością i dokładnością bezwzględną obrazu, przy czym fotoplotery spełniają znacznie bardziej rygorystyczne specyfikacje niż naświetlarki.

Bezpośrednie obrazowanie laserowe (LDI)

Najnowszym osiągnięciem związanym z fotoplotowaniem jest LDI (Laser Direct Imaging), które wykorzystuje laser o dużej mocy lub lampę ksenonową do bezpośredniego naświetlania fotorezystu na powlekanym podłożu zamiast naświetlania filmu fotograficznego. Eliminuje to obsługę filmu fotograficznego. Maszyny LDI są obecnie sprzedawane w cenach rzędu pół miliona dolarów amerykańskich.

Formaty wejściowe

Wejściem fotoploterów jest plik grafiki wektorowej, zwykle w formacie Gerber File Format. Niektóre fotoplotery akceptują również formaty bitmapowe, takie jak TIFF.

Wnioski

Fotoplotowanie PCB znacznie ewoluowało od czasu jego powstania w latach 60. XX wieku. Od wczesnego wykorzystania ksenonowych lamp błyskowych HID po nowoczesne zastosowanie bezpośredniego obrazowania laserowego, technologia stale się rozwija, oferując wyższą precyzję i wydajność. W miarę rozwoju branży zastosowania i możliwości fotoplotowania prawdopodobnie się rozszerzą, jeszcze bardziej umacniając jego rolę w produkcji płytek drukowanych i innych specjalistycznych grafik.