本发明专利技术涉及一种借助激光束在用作内插器的基板(2)中引入多个凹部(5)的方法和装置，以及以这种方式制造的基板(2)。为此，将激光束(3)引导至基板(2)的表面。这种情况下，选择极短的激光束(3)的作用时长，因此仅出现基板(2)同心围绕所述激光束的光轴(Z)的改性，而不会产生基板材料的去除。首先通过具有比空气更大的、取决于强度的折射率的透射介质(8)引导激光束(3)；然后激光束(3)到达基板(2)。由于所使用的脉冲激光的强度不是恒定的而是在单脉冲长度中具有先上升至最大然后再下降的强度，因而所述折射率也会改变。由此，激光束(3)的聚焦点(9a)在基板(2)的外表面(11,12)之间沿光轴(Z)位移，从而获得所需的沿光轴(Z)的改性而无须在光轴(Z)上追踪激光加工头(10)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】在基板上引入穿孔的方法和装置以及以这种方式制造的基 板 本专利技术涉及借助激光束在用作内插器（Interposer)或微型元件的基板中引入多 个穿孔的方法和装置。本专利技术还涉及以这种方式制造的具有穿孔的基板。 这种类型的基板被用作所谓的用于电连接多个同质或异质的微芯片终端的内插 器。所述内插器一般由玻璃或娃构成并且包括例如接触面、再配线（Umverdrahtung)、通路 连接（Durchkontaktierung)以及活性或非活性的组件。 微芯片作为处理器核心典型具有在其下侧于相对小的区域中分布的彼此紧密间 隔的数百个接触点。由于间隔紧密，不能将这些接触点直接施加至被称为主板的电路板。因 此，内插器被用作连接元件，使用它可加宽接触基础。 在实践中，设有多个孔的玻璃纤维增强的环氧树脂板被用作内插器。在玻璃纤维 毡的表面上分布了被引入各个孔的导体线路，以填充所述孔，并且在所述玻璃纤维毡的另 一侧将其引至处理器核心的接线端（Anschlusskontakt)。然而，在加热的情况下在核心处 理器和玻璃纤维毡之间会出现不同的膨胀并由此在所述两个组件之间出现机械应力。 为了减少因不同的温度膨胀系数而出现的应力，于是还使用硅内插器或者叫矽中 介层、矽插技术。可以以半导体行业中常规的方式和方法来加工所述硅内插器。然而，制造 硅基的内插器的成本极高，从而日益致力于用价格低廉的玻璃材料来代替所述硅基的内插 器，因为玻璃就其热膨胀而言可与硅匹配。 将玻璃加工成可用的内插器是具有挑战性的。特别是现有技术尚未解决将用于通 路连接的穿孔经济地引入基板。 因此，由EP 2 503 859 Al已知一种提供具有通孔的基板的方法，其中基板由绝缘 体，如玻璃（例如硅酸盐玻璃）、蓝宝石、塑料或陶瓷，和半导体（如硅）制成。使用激光， 例如飞秒激光来照射所述基板，所述激光聚焦至基板内所需位置处的聚焦点。使用以下方 法来制造通孔，将具有经由激光基板改性的区域的基板浸渍在蚀刻液中并由此从基板中烧 蚀经改性的区域。蚀刻所利用的效果是，相比于基板的未被改性的区域，经改性的区域能被 很快的蚀刻。以这种方式可制造盲孔或通孔。铜溶液适用于通孔的填充。为了实现所需的 "深度效应"（"Tiefenwirkung")，即实现基板外侧之间的通孔，必须在持续照射期间相应地 移动聚焦点，即在Z轴的方向上追踪（校正）（nachfilhren)聚焦点。 在一般情况下，选择性激光处理与随后的蚀刻处理的组合作为选择性激光诱导蚀 亥丨J，亦以名称 ISLE(In_volume selective laser-induced etching)而已知。所述方法用 于在例如玻璃或蓝宝石的透明材料上制造微部件、槽和成形切口。用于微光学、医疗技术和 微系统技术的产品的微型化要求制造储存在微米范围并具有高达IOOnm的结果精度的组 件。所述ISLE方法是用于制造由透明材料构成的结构和透明材料中的结构的合适的制造 方法。通过使激光束聚焦在工件内部，所述材料在小的体积内（几立方微米）发生结构上 的改变。例如，蓝宝石的晶体结构转变成无定形的玻璃状结构，其能比原材料快10000倍地 蚀刻。通过激光聚焦点移动穿过工件产生了连续的改性区域，其随后通过水溶液中的氢氧 化钾或氢氟酸以化学的方式被蚀刻并被除去。 由DE 10 2010 025 966 B4已知一种方法，在其第一步骤中激光脉冲被引导聚焦 在基底上，所述激光脉冲的照射强度是如此之强，从而在玻璃中沿丝状通道(KanMe)出现 了局部的非透热的破坏。在第二方法步骤中，通过向对立电极供给高压电源将所述丝状通 道扩展成孔，这导致了沿丝状通道穿过基板的介电穿孔（dielektrische Durchbrilchen)。 通过电热式加热和蒸发穿孔材料来扩大所述穿孔直至获得所需的孔径后通过切断电源来 停止上述过程。可替代地或额外地，还可通过喷嘴将反应性气体引至穿孔位置处来扩展所 述通道。击穿点又可通过所提供的蚀刻气体被拓宽。以下相对复杂的过程被证明是不利 的，即首选必须通过非透热的破坏来击穿基板并在接下来的步骤中必须将丝状通道的直径 扩宽为孔。 此外，由US 6, 400, 172 Bl已知能借助于激光将穿孔引入半导体材料。 本专利技术所要解决的技术问题在于，提供明显简化用于引入穿孔的方法和装置的可 行方案，特别是减少实施所需的时间的可行方案。此外，应能提供根据所述方法制造的基 板。 根据本专利技术，上述问题通过根据权利要求1所述特征的方法得以解决。本专利技术的 其它实施方式由从属权利要求来限定。 根据本专利技术提供了一种方法，其中激光束首先通过具有比空气更大的取决于强度 的折射率的透射介质（特别是玻璃）引导；然后使激光束射至基板，并通过非线性的自聚焦 在单脉冲的脉冲长度内借助不变的、光学系统利用与原始焦距不同的焦距使所述激光束聚 焦。为此，本专利技术利用以下事实，即脉冲激光的强度对于单脉冲不是恒定的，而是在单脉冲 的时间进程中具有先上升至最大然后再下降的强度。折射率由于强度的增大也会增大至最 大（相对于单脉冲在时间进程中按照正态分布），从而所述光学系统的焦距会改变，亦即与 激光加工头或透镜的距离会改变，也就是独立于由聚焦透镜所确定的几何聚焦位置。基本 上通过透射介质这样来增强所述效应，使得最大和最小强度间的聚焦位置之间的距离至少 对应于所需的纵向延伸，即待引入的凹部的深度。这以极为简单的方式在单脉冲的持续时 间内形成了在光轴方向上的局部位移，这导致了在下文所述的待引入的凹部的光轴方向上 于整个主延伸的区域内所期望的修正改性。由此，可省略如在现有技术中所不能避免的聚 焦位置的跟踪。特别是因此无须对穿过基板的激光聚焦的移动进行控制。从而，根据本发 明不仅取消了为此所须的操作成本还显著减少了处理时间，例如将处理时间缩短至单脉冲 的持续时间。这种情况下所述透射介质的非线性的折射率线性地取决于强度，从而在合适 的材料以及合适的尺寸方面的选择取决于所使用的激光束的强度。 这种情况下，以如此短的时间将激光束定向至基板，使得基板的改性 (Modifikation)仅沿该激光束的光轴来进行，而不会出现穿透基板的基本凹部，其中于接 下来的步骤中仅在所述基板的那些之前借助激光束已经受改性的区域中进行各向异性的 材料消除，从而凹部或穿孔被引入所述基板。尽管本专利技术的方法还没有被最终了解，但目前 出发点在于，由于激光的作用在改性的过程中发生基板材料的化学转变，而这对所述基板 的物理性质或表面状态影响很小。在此，激光能量的输入用于激发或引发反应和由转变而 导致的改性，其效用在接下来的方法步骤中才用于所需的材料消除。 当通过蚀刻工艺，特别是通过液体蚀刻(FlOssigiitzeii)、干蚀刻(Trockeniitzen) 或气相蚀刻(Dampfphasenatzm)或者通过借助于高电压或高频的蒸发来实现各向异性的 材料消除时，对于实际的材料消除来说不使用连续的消除方法而使用对工艺仅有非常低的 要求的区域作用（flEchig einwirkendes)的消除方法。更确切的说，在作用时长期间对所 有以上述方式预处理并相应改性的区域同时定量且定性地进行材料消除，从而使制造多个 凹部或穿孔所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种借助光学系统在特定的平面基板(2)中引入多个凹部(5)的方法，其中基板(2)在待引入的凹部(5)的区域中的的厚度不超过2mm，该方法还借助于具有脉冲长度(t)的脉冲激光束(3)，其中基板(2)的基板材料对激光的波长至少部分透明，并且激光束(3)借助于焦距(f1)的光学系统聚焦，以及激光束(3)的强度导致基体(2)沿该激光束(3)的光轴(Z)的改性，但并不导致连续的材料消除，由此在接下来的步骤中主要在这些区域中进行各向异性的材料消除，所述区域之前就通过激光束(3)而经历了改性，并由此在基板(2)中形成凹部(5)，其特征在于，所述激光束(3)通过在单脉冲(P)的脉冲长度(t)内的非线性的自聚焦、借助相同的、自身不变的光学系统利用与原始焦距(f1)不同的焦距(f2)聚焦。
【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：RA克鲁格，N安布罗修斯，R奥斯特霍尔特，
申请(专利权)人：LPKF激光电子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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