一种激光处理系统，用于将一工件微机械加工，包括：一激光源，以产生激光脉冲用于处理在该工件中的特征；一电流计驱动(galvo)子系统，用于沿着相对于该工件表面的一处理轨迹，给予激光射束点位置的第一相对移动；以及一声光偏转器(AOD)子系统，其沿着垂直于该处理轨迹的方向，将一激光射束点有效地加宽。该AOD子系统可以包括AOD与电光偏转器的组合。该AOD子系统可以改变该激光脉冲的强度轮廓，作为沿着颤动方向偏转位置的函数，而在该颤动方向中将该特征选择地成形。可以使用该成形将该工件上的特征相交。该AOD子系统亦可提供：扫瞄、电流计误差位置修正、功率调变及/或透过透镜观看以及对准该工件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术有关介电质或其它材料的激光处理。
技术介绍
通常使用介电质与导电材料的激光处理，以去除电子组件中的细微特征。例如，可以将芯片封装基板激光处理，以便将信号从半导体晶粒传送的球格栅数组或类似封装。经激光处理特征可以包括信号迹线、接地迹线以及微通孔(以连接封装层间的信号迹线)。 最近的设计趋势为将信号与接地迹线合并于一单层上，以严密控制信号阻抗，同时减少在芯片封装中层的数目。此种方式会需要小的迹线尺寸与间隔(例如，大约10微米(μπι)至大约25 μ m)，以及每封装长的迹线长度(例如，大约5m至大约10m)。为了经济节省地建构芯片封装，此等特征被去除的速率可能非常快(例如，从大约1米/秒(m/s)至大约IOm/ s)。某些封装例如可以在大约0. 5秒至大约5秒中处理，以符合客户产量目标。芯片封装另一有用的特征为以经控制的深度变化提供相交迹线。例如，接地迹线可以在整个样式中在数个点分支。在各分支相交处，此等迹线可以少于大约士 10%所想要深度变化而去除。在正常情况下，如果两个沟渠在一点被去除，则此去除射束的双曝露会产生大约100%的深度变化。芯片封装另一有用的特征为可以在封装的不同部份提供可变迹线宽度，以控制阻抗、或提供用于层间连接通孔的垫。迹线宽度控制应以减少或最小干扰提供给主要迹线的高速处理。亦可以有用，使用减少或最小时间、以高速处理任何尺寸与形状的特征，以改变此特性的特征。例如，此等特征可以包括具有各种直径及/或侧壁锥度(taper)、正方形或矩形垫、配置基准及/或文数字符号的微通孔。在传统上为了处理特征例如微通孔而设计光学系统，以提供可变直径的成形强度轮廓(例如，平顶射束)，或纯粹高斯(Gaussian)射束。当改变激光处理点特征时，此等光学系统具有重大时间延迟(例如，大约10毫秒(ms) 至大约10秒(s))。亦有其它问题，其与建构一机器以符合以上说明处理参数有关。例如，由于路由需求，迹线可以在整个封装中改变方向。当以高速处理迹线时，此轨迹角度中的变化可以须要在非常短的时间尺度的高射束位置加速。当例如以高速(例如，大约lm/s至大约lOm/s) 操作而用于高产量时，激光处理可以容易地超过射束定位器的动态限制。此种加速度及/或速度在传统激光处理机器中难以达成，其依赖射束定位技术， 例如线性平台、与镜电流计射束偏转器(在此称为“galvo”或” galvo镜”)的组合，以及静态(或缓慢改变)射束调整光学装置，其无法在使用于此种型式处理的时间尺度(例如在大约1微秒(μ s)至100微秒(μ s)的等级)中响应。实际的去除过程亦为考虑因素。可以使用具有高尖峰功率的激光脉冲以去除介电材料，而同时将例如熔化、断裂、以及基板损坏的热副效应最小化。例如，具有脉冲宽度在大约20微微秒(ps)至大约50ps的范围中，以大约5MHz至大约IOOMHz重复率的超快激光，可以高尖峰功率处理材料，同时提供重大脉冲重迭，以避免脉冲间隔效应。光纤激光现在通常以大于大约500kHz的重复率在奈秒区域中提供脉冲宽度。在正常情况下，对于给定处理条件(去除深度与宽度)，此提供给处理材料的“剂量”(功率/速度)应为固定。然而，在低速率，此所提供功率可能变得太低，以致于尖峰脉冲功率并不足以去除材料而不会导致热效应(例如熔化以及烧焦)。另一种会降低去除效率的处理效应为处理射束与去除材料烟尘的交互作用。烟尘会使得射束足够地扭曲变形或偏转，而干扰到所聚焦射束，或由于其偏转而造成准确度问题。射束定位器设计可以使用电流计将处理射束偏转。此在工件处理射束的强度轮廓可以为高斯(用于将高斯射束简单地聚焦)；或形成强度轮廓(例如，平顶轮廓)用于由固定光学射束成形器所调整的射束。在以上已经说明此等系统，其中声光偏转器(AOD)与电流计组合以提供高速偏转，此例如在美国专利案号5，837，962与7，133，187中说明，然而此等引证案中并未说明如何在先进射束定未设计中获得所想要的性能表现。
技术实现思路
在一实施例中，此用于将工件微机械加工的激光处理系统包括以激光源，其产生一系列激光脉冲，用于处理在工件表面中特征；一电流计驱动(galvo)子系统，其沿着相对于工件表面处理轨迹给予激光射束点位置的第一相对移动；以及一声光偏转器(AOD)子系统，其沿着垂直于处理轨迹的方向有效地加宽激光射束点。此AOD子系统可以包括A0D与电光偏转器的组合。在一实施例中，提供一种方法，用于以一系列脉冲处理在工件中的特征。此方法包括使用第一定位系统，沿着处理轨迹，给予激光射束点位置第一相对移动。此方法亦包括使用第二定位系统，沿着相对于该处理轨迹的颤动方向，给予激光射束点位置第二相对移动。 第二相对移动与第一相对移动重迭，且第二相对移动的速度实质上大于第一相对移动的速度。此方法亦包括在第二相对移动期间，发射第一多个激光脉冲，而在颤动方向中有效地加宽在此工件上的激光射束点，且改变该第一多个激光脉冲的强度轮廓、作为沿着该颤动方向偏转位置的函数，而在该颤动方向中将第一特征选择地成形。附图说明图1为方块图，其说明根据某些实施例所使用声光偏转器(AOD)的操作；图2为根据某些实施例在各种射频(RF)频率的AOD绕射效率vs射频(RF)功率的曲线；图3为根据一实施例使用于选择所想要衰减的范例AOD功率线性化曲线；图4为根据某些实施例使用于选择绕射效率与偏转范围间抵换的AOD绕射效率vs 射频(RF)频率的曲线；图5为根据一实施例的一系统的方块图，此系统包括AOD子系统与电流计子系统用于将激光射束颤动；图5A为根据一实施例用于射束成形的系统方块图5B为根据一实施例以提供倾斜处理射束的系统的方块图；图6为根据一实施例的一方法的流程图，其使用最小平方最适化例程以判断在扫瞄点的格栅上一组点振幅；图7A说明根据一实施例的所想要的流量轮廓；图7B说明根据一实施例的最适化扫瞄振幅，其对应于图7A的所想要流量轮廓；图8为根据一实施例的曲线，其有关于范例AOD电流计误差修正滤波器；图9为根据一实施例的激光处理系统的方块图，其包括在一电流计子系统中的辅助传感器；图10为根据某些实施例的范例沟渠样式，其经处理用于激光直接去图11为根据一实施例的与AOD以及电流计协调有关的曲线；图12为根据一实施例的与AOD速度补偿有关的曲线；图13说明根据一实施例的平行处理与区域接合；图14说明根据一实施例的第三轮廓子系统；图15A、15B、15C、15D、15E为根据一实施例的由图14中所示第三轮廓子系统所产生及/或使用的信号；图16A、16B、16C为根据某些实施例的范例AOD指令序列；图17A与17B说明根据某些实施例的速度调变之例；图18说明根据一实施例的相对于位置指令信号与所产生AOD位置轮廓的定位误差；图19为根据一实施例的系统方块图，其使用用于扫瞄照射的AOD子系统而用于透过透镜的视野；图20为根据一范例实施例的AOD绕射效率曲线；图21为根据一范例实施例的额外AOD线性化曲线；图22为根据一实施例的AOD控制资料流的方块图；图23为根据一实施例在一相交处相接沟渠的图示；图M为根据一实施例的在图23中所示相接沟渠与额定沟渠的横截面轮廓；图25说明根据一实施例的与Gaussian射束的最适相交；图沈为根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·A·昂瑞斯，威廉·J·乔丹，詹姆斯·埃斯梅尔，松本久，布莱恩·强汉森·莱伯格，
申请(专利权)人：伊雷克托科学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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