PCB(DI)直接描画装置市場の分析

PCB(DI)直接描画装置市場の分析

PCB(Printed Circuit Board)の製造工程には、CAM設計、露光、現像、エッチングなどの工程があります。露光工程では、リソグラフィー技術により、回路層やソルダーペースト層を露光する必要があります。

露光にネガフィルムが必要かどうかで、プリント基板露光技術は、直接描画プロセスと従来の露光プロセスに分けられます。

目次
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    PCBダイレクトイメージング(DI)とは

    ダイレクトイメージング(DI)とは、回路設計のグラフィックをコンピュータが認識できるグラフィックデータに変換し、コンピュータがビーム変調器を制御してグラフィックのリアルタイム表示を実現し、光学結像装置の基板にグラフィックのビームを集光して、グラフィックの直接結像・露光を完了することです。

    ダイレクトイメージングは、発光素子によって、レーザーダイレクトイメージング(LDI)と非レーザーダイレクトUVイメージングにさらに分けられます。

    ダイレクトイメージング装置は、リソグラフィー精度、対物精度、歩留まり、環境保護、生産サイクル、生産コスト、フレキシブル生産、自動化レベルなどの面でメリットがあり、現在のプリント基板製造露光工程における主流の開発技術となっています。

    PCBダイレクトイメージングDIとは

    従来の露光技術とダイレクトイメージング技術の違い

    リソグラフィー精度は
    従来の露光解析では、ネガのグラフィック解像能力に限界があり、ネガ透過後の角度変化、基板の平坦度、基板などの要因が線幅の解像能力に影響します。

    現在、従来の露光フィルム(銀塩フィルム)を用いた露光技術では、最高で50μm程度の精度を実現することができます。

    ダイレクトイメージングは、ネガフィルムを必要とせず、その解析能力は顕微鏡サイズと撮像レンズのズーム比によって決まるため、ネガフィルムの制限や影響を受けず、より精緻な線幅を実現することができます。現在、ダイレクトイメージング技術では、最大で5μmの線幅の精度を達成することができます。

    アライメント精度

    従来の露光工程では、ネガフィルムは寸法精度が良いものの、使用中に光や熱を吸収して黒い部分の寸法変化が起こり、ネガの膨張や位置合わせの精度に影響することがありました。

    ダイレクトイメージング技術は、ネガを使用する必要がなく、基板のマークポイントに応じて実際の変形を直接測定し、リアルタイムで露光図形を修正することができ、ネガの拡大などの問題を回避し、効果的にアライメント精度を向上させます。

    歩留まり

    従来の露光機は、ネガフィルムを使用するため、リソグラフィー精度やアライメント精度が低く、製品の歩留まりに影響します。

    ダイレクトイメージングは、データ駆動型のダイレクトイメージング装置を使用することで、従来の露光機の使用による不具合を回避し、アライメント精度などの品質指標を効果的に向上させ、製品製造の適格率を向上させることができます。

    環境保護

    従来の露光工程では、多くのネガを必要とし、ネガの製造工程で化学廃液やネガ廃棄物が発生するため、環境汚染の原因となります。

    ダイレクトイメージング技術は、ネガを使用しないため、露光工程でのグリーンプロダクションを実現し、環境効果にも優れています。

    生産サイクル

    従来の露光工程では、フィルムが必要で、工程が長くなり、生産サイクルも長くなります。

    ダイレクトイメージング技術は、CAMファイルからスタートするため、従来の露光に必要なフィルム製造のプロセス工程やリワーク工程が不要となり、生産サイクルの短縮が可能です。

    制作費

    従来の露光フィルムの耐用年数は数千回程度であり、フィルムの製造には一定の材料費と人件費がかかる。

    ダイレクトイメージング技術では、フィルムを使用する必要がないため、フィルムの材料費と関連する人件費を節約することができます。

    フレキシブルな生産

    従来の露光工程は複雑でした。最初の確認のためにネガをセットする必要があり、プロセス中にクリーニング基板を頻繁に交換する必要がある。また、従来の露光装置の表面では、プリント基板製品のサイズや出力が制限される。

    ダイレクトイメージング技術は、露光工程プロセスを簡素化し、生産工程における製品モデルの便利で効率的な切り替えを実現し、お客様の柔軟な生産ニーズに対応することができます。また、ダイレクトイメージング装置はインテリジェントなソフトウェアに基づいており、ダブル/マルチパネル(小型)およびパネル(大型)を実現することができます。

    自動化された生産

    従来の露光工程は、人工的な作業が多く、人件費がかかるという問題がありました。

    直描リソグラフィー工程は、操作手順を簡略化し、手動リンクを効果的に削減することで、人的要因による生産品質問題を軽減することができます。さらに、直描オンライン自動化システムは、お客様の無人化・インテリジェント生産の実現に貢献します。

    ダイレクトイメージング機器業界発展の背景

    エレクトロニクス産業の重要な一翼を担うPCB産業は、エレクトロニクス産業全体とその端末製品に影響を及ぼしています。世界のPCB市場は、需要の回復、原材料価格の高騰、技術の高度化などにより、急成長しています。

    統計によると、2021年の世界のPCB生産額は約$809億円で、前年比24.08%増となります。同時に、世界のPCB産業の中国大陸地域への移転に伴い、中国大陸はPCBの中核市場となっている。

    データによると、中国のPCB産業の生産額は2014年の$262億円から2021年には$442億円に上昇し、54.64%を占めています。PCB業界の生産額

    ダイレクトイメージング機器の市場状況の分析

    市場規模の観点からは、PCB産業の高度な繁栄の恩恵を受けて、PCBダイレクトイメージング装置の市場規模は着実に右肩上がりとなっています。統計によると、2021年、世界のPCBダイレクトイメージング装置の市場規模は$813百万ドルに達し、中国の市場規模は$416百万ドルに達するという。

    PCB DI装置市場規模

    出力面では、統計によると、2021年、PCB直接描画装置の世界出力は1,148台、中国市場出力は646台に達し、中国全体の出力は56.27%を占めています。

    pcb di 装置の生産

    ダイレクトイメージング機器市場の競争パターン

    現在、世界の主要メーカーは、イスラエル・オルボテック社、日本・ADTEC社、日本・ORC社、日本・SCREEN社です。

    イスラエル オルボテック社
    https://www.orbotech.com/
    KLAは、エレクトロニクス産業全体のイノベーションを可能にする業界をリードする装置とサービスを開発しています。ウェハーやレチクル、集積回路、パッケージ、プリント基板、フラットパネルディスプレイの製造において、高度なプロセスコントロールとプロセスイネーブリングソリューションを提供しています。

    日本ADTEC
    https://www.adtec.com/english/

    1983年に設立されたアドテックエンジニアリングは、エレクトロニクス産業の進化を支える製造装置の開発・製造・販売を行っています。全自動露光装置、プリント基板製造関連装置、各種FAシステム、精密機械加工部品、粉末成形用プレス装置などの事業を展開しています。

    日本ORC
    https://orcjapan.com/en/index.html

    2018年に設立されたORC Manufacturingは、UV露光装置、半導体・液晶製造装置の製造における世界的なリーダーの1つです。

    日本 スクリーン
    https://www.screen.co.jp/en/about/japan

    半導体・エレクトロニクス関連企業として設立。半導体製造装置、ディスプレイ製造装置、塗布装置、プリント基板関連機器、グラフィックアーツ機器、先端ICTソリューションなどを提供しています。

    PCB-DI装置における競争力のあるパターン
    中国の主要メーカーは、Acer Micro、Dazu laser、Tianjin Core、Jiangsu Shadow、Zhongshan Xinuoなどです。

    CFMEE
    http://www.cfmee.cn/#page2

    合肥回路發光微電子設備有限公司は2015年6月に設立され、マイクロナノダイレクトリソグラフィーをコア技術とするダイレクトイメージング装置とダイレクトリソグラフィー装置の研究開発・生産を専門としています。主な製品・サービスは、PCB直接描画装置および自動配線システム、汎半導体直接描画リソグラフィ装置および自動配線システム、その他レーザー直接描画装置などです。

    ハンのレーザー
    https://www.hanslaser.net/

    1996年に設立された上場企業である漢のレーザー技術工業集団有限公司は、中国の国家レーザー産業の旗手となり、レーザー機器の世界的な大手メーカーとなりました。その製品には、レーザーマーキングマシン、レーザー切断機、レーザー溶接機、オートメーション、プラズマ洗浄機、CNC、産業ロボット、3Dプリンタがあります。

    江蘇省イースフォテック
    https://www.ysphotech.com/

    Ysphotechは、大規模な集積回路製造のためのマイクロエレクトロニクス機器の研究開発、生産、販売およびサービスに特化したハイテクマイクロエレクトロニクス機器製造企業であり、製品は広くIC製造、先端パッケージング、PCB、MEMS、3D-TSV、TFT-OLEDおよび他の多くの分野で使用されています。

    ダイレクトイメージング機器業界の発展展望

    PCB製品には、片面PCB、両面PCB、多層PCB、HDI PCB、フレキシブルPCB、ICキャリアボードなどがあります。製品の種類によって、製造工程における露光精度(最小線幅)に対する要求が異なる。

    片面基板や両面基板のような従来のローエンドPCB製品の最小線幅要件は、比較的低いです。一方、多層基板、HDI基板、フレキシブル基板など、中高級PCB製品の最小線幅要件は高い。ICキャリアボードは、近年登場した新しいタイプのハイエンドPCB製品であり、最小線幅に対する技術的要求が最も高い。

    結論

    下流電子製品の携帯化、薄型化、高性能化に伴い、プリント基板業界も徐々に高密度、高集積、細線、小口径、大容量、薄型の方向へ発展し、プリント基板の製品構造は常にグレードアップしています。

    多層基板、HDI基板、フレキシブル基板など、ハイレベルなPCB製品のシェアは拡大の一途を辿っています。

    同時に、PCB製品のアップグレードの過程で、従来の露光技術では、リソグラフィー精度、対物精度、生産効率、フレキシブル生産、自動化レベル、環境保護の面で、多層PCB、HDI基板、フレキシブル基板、IC基板などのハイレベルなPCB製品の工業化生産需要を満たすことが難しく、直接撮影技術がハイエンドPCB製品の製造技術の主流となりました。

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