DLP技术如何推动下一波包装创新？

众所周知，在高效运行人工智能（AI）、连接物联网（IoT）设备及处理 5G 网络的竞争中，先进封装技术将成为企业竞争力的核心分水岭。同时，先进封装技术的发展需光刻技术同步升级，以实现更高成本效益、可扩展性和精度，这一点也已达成行业共识。

传统光刻设备通过掩模将光线投射到涂有光敏材料的超平整表面上。这些掩模通常由玻璃或石英制成，表面涂有特定遮光材料，未涂覆区域保持透明以允许光线通过。

当紫外线照射到掩模上时，透过的光线会照射到光刻胶上，使掩模设定的图案固化。该技术的一大挑战的是掩模无法更改图案 —— 若要改变印刷特征，必须制造新的掩模。

迈向无掩模时代

无掩模光刻技术摆脱了物理掩模在设计、制造和管理方面的高额成本。

除其他优势外，该技术为制造芯片粒（chiplets）这类复杂模块化组件提供了更高效灵活的光刻解决方案。芯片粒整合了针对特定任务的最优组件，并在数据中心、自动驾驶等应用中实现高效互联。

对于不熟悉数字光处理（DLP）技术的读者来说，该技术曾推动影院从胶片投影向数字投影转型。其核心是基于快速切换的微机电系统（MEMS），通过数字微镜器件（DMD）实现光调制（图 1）。每个微镜的铝制反射面宽度仅为数微米。

1. 在光刻的渲染中，使用无掩膜技术配合DLP数字微镜器件（DMD）。

DMD 通过静电方式使每个微镜每秒偏转或切换数千次，从而控制光线走向。具体来说，每个微镜下方的存储单元会载入 1 或 0 的数字信号，激活电极以控制微镜处于 “开启” 或 “关闭” 状态。

DMD 在光刻中的应用

借助 DMD 实现的无掩模光刻技术，无需传统物理掩模即可完成高精度、高成本效益、高分辨率的光刻作业。这种无掩模方案提升了吞吐量和良率，同时减少缺陷（图 2），还能实时调整和修正设计，无需等待新掩模制造完成。

2. 采用DLP技术驱动的无掩膜数字光刻技术，实现了先进封装所需的精度、系统灵活性和吞吐量。

德州仪器的 DMD 最多集成 890 万个微型反射镜，每个反射镜可独立倾斜实现 “开启” 或 “关闭”，实时精确控制光线。当紫外线照射到 DMD 上时，微镜通过倾斜状态调制光线，形成特定图案投射到光敏材料上，最终形成包含导线、通孔、阻焊层等特征的电路设计。

基于 DLP 技术，若需调整图案，工程师只需更新软件文件即可立即实施修改，无需制造新掩模。此外，DLP 技术还能持续调整图案以匹配材料实际表面状况，从而加快创新周期并减少材料浪费。

DLP991UUV：实现高性价比与灵活精度

DLP 数字微镜器件（DMD）属于空间光调制器（SLM），由数百万个独立寻址的微镜（即像素）组成。这些 DMD 支持 343 至 2500 纳米的宽波长范围，对角线尺寸覆盖 0.1 至 0.99 英寸，为系统设计提供高度灵活性。

高分辨率 DLP991UUV DMD 可调制入射光的振幅、方向和 / 或相位。作为德州仪器产品组合中分辨率最高、处理速度最快的型号，其像素处理速度可达 110 吉像素 / 秒。该 DMD 的流式传输特性，结合配套的 DLPC964 控制器，使其成为直接成像应用中高速连续数据流传输的理想选择。

DLP991UUV DMD 专为先进封装市场设计，可通过定制优化光刻胶性能，在实现最大曝光速度和每小时基板处理量的同时，支持实时修正。凭借高分辨率优势，设备制造商可最大化吞吐量并扩大曝光面积。

德州仪器还提供 DLPC964 评估模块（EVM）参考设计，助力基于 DLPC964 控制器架构的快速开发，以支持 DMD 应用。该平台通过 AMD Aurora 64B/66B 接口接收来自外部的高速位平面数据，完成格式处理后加载至 DLPLCR99EVM 或 DLPLCR99UVEVM，最终在 DMD 上显示。

结论

先进封装系统需在表面可能存在形貌差异（非完全平整）的材料上印刷图案，而无掩模光刻技术正因此成为设备制造商兼具成本效益与适应性的选择。

DLP 技术可持续调整图案以匹配材料实际表面状况，其实时适应性确保即使在基材表面不平整的情况下，也能实现高精度图案印刷。