LDI 対 フォトリソグラフィ：PCB 露光方式の正しい選び方
フォトリソグラフィ（マスク露光）とは
PCB の文脈では、物理的なマスクやフィルムを介したコンタクトまたはプロキシミティ露光であるフォトリソグラフィが、何十年も回路パターン形成の支柱となってきた。設計を描いたレチクルやフィルムを感光性レジストを塗布した基板に合わせ、広角 UV 光源がマスクを通してパターンを露光する。現像により露光レジストが現れる。
その強みは成熟性と、安定した反復量産時の非常に高いスループットにある。マスクができれば、各パネルは高速で並列露光される。成熟した基板の長期安定量産には今なお経済的だ。
- 層ごとに物理フィルムか耐久ガラス/石英レチクルが必要
- コンタクト方式のアライメント許容差は通常 20–30 µm の範囲
- マスクの保管・取り扱い・再発注が物流負荷を増やす
レーザー直接露光（LDI）とは
LDI はマスクを完全に排除する。McLantis 独自の Laser MEMS や DLP などのデジタル光学エンジンによって駆動される集束レーザーが、設計ファイルから回路ジオメトリを感光性レジストに直接書き込む。フィルムをラミネートする必要も、マスクを合わせる必要もない。パターンはソフトウェアの中に存在する。
アライメントが物理的に合わせるのではなくデジタルで演算されるため、LDI はマイクロン級の位置決め（光学とステージにより通常約 10 µm 以上）を達成し、ジョブ変更は数秒—ファイルを変えるだけ—で済む。これにより HDI、フレキシブル回路、先進パッケージング、および多品種少量や迅速な NPI 環境に最適な選択となる。
- フィルムもレチクルも不要 — 図面はデジタルファイル
- デジタルアライメントが微細配線および積層の歩留まりを向上
- 瞬時のジョブ切替 — プロトタイプや急単に最適
比較
両方式は競合というより、量/許容差曲線上の異なる領域に適したツールである。フォトリソグラフィは極めて大規模で安定したロットの純スループットで依然リードする。LDI は柔軟性、アライメント、納期でリードする。
- セットアップ: マスク方式はマスク製作+合わせが必要；LDI はファイルのみ
- アライメント: マスク約 20–30 µm；LDI は通常約 10 µm 以上
- 切替: マスク再セットアップ 対 即時デジタル交換
- 最適: 大規模安定ロット 対 HDI/フレキ/NPI/多品種
工場内での各方式の位置づけ
近代的な PCB 工場はどちらか一方を選んで他方を捨てることは稀だ。大量安定の標準層はマスク露光に残り、HDI、フレキ、RF、迅速プロトタイプラインは LDI に移行する。決定要因は層数、ピッチ、設計変更頻度、新規ジョブへの対応速度である。
アライメントずれやマスク欠陥による歩留まり損失が並列露光のスループット優位を上回り始めると、LDI は費用対効果を生む。多くの工場はまず価値が高く量の少ない層に LDI を導入し、そこから拡張する。
McLantis の LDI によるトレードオフ解消
McLantis の LDI システムは、独自の Laser MEMS と DLP デジタル露光を備えた精密モーション制御・光学プラットフォーム上に構築されており、同一エンジンが入門向け前処理から先進パッケージングまでスケールする。デジタルパイプライン（Gerber/ODB++ 入力、露光レジスト出力）はプロセスからフィルムを排除し、層間のアライメントを引き締める。これが微細ピッチ HDI と積層基板が最も恩恵を受ける部分である。
選定方法
技術ではなくジョブ構成から始めよ。ゆったりしたピッチの長期安定大量を稼働するなら、マスク露光が依然パネル当たり最安の場合がある。微細ピッチ、頻繁な改訂、フレキ/HDI、迅速プロトタイプを稼働するなら、LDI が低リスクの道である。多くのチームはハイブリッドに行き着く: 高価値・多品種層に LDI、標準大量にマスク露光を維持。
- 層数と最小ピッチを数える — 細かいほど LDI
- 設計変更頻度を測る — 頻繁ほど LDI
- アライメントずれによる廃棄を定量化せよ — それが LDI の回収