【技术实现步骤摘要】
本申请为申请日2010年10月22日、申请号201180051036.7、专利技术创造名称“用于光束抖动和刮削的锚射加工系统和方法”的分案申请。
本专利技术涉及介电或其他材料的镭射加工。
技术介绍
介电和导电材料的镭射加工普遍用来烧蚀电子组件中的细微特征。例如，可以镭射加工芯片封装基座以将信号从该半导体模具路由到球栅阵列或类似封装。镭射加工特征可包括信号轨迹，地线和微孔(用来连接在封装层之间的信号轨迹)。镭射直接烧蚀(LDA)在单个层上将信号和地线合并以在芯片封装内层的数量减少时严格控制信号阻抗。这样的方式可能需要较小的特征尺寸和空间(如，大约10微米(μm)到大约25μm)，和每个封装的长轨迹长度(如，大约5米(m)到大约10米)。为了经济地构建芯片封装，烧蚀这样特征所处的速度可能相当高(如，从大约1米/秒(m/s)到大约10m/s)。可加工某些封装，例如，采用大约0.5秒(s)到大约5s来满足顾客产出量目标。芯片封装的另一个有用特性可能是使用被控制的深度变化来提供交叉轨迹。例如，地线可在贯穿该图案的数个点处出现分支。在每一个分支交叉处，可使用所需的小于大约+/...
【技术保护点】
一种用于对工件进行微加工的镭射加工系统，该镭射加工系统包括：镭射源，用以产生镭射光束以用于在该工件的表面上加工特征；声学‑光学偏转器(AOD)子系统，其包括：第一声学‑光学偏转器，由第一射频(RF)信号驱动；和第二声学‑光学偏转器，由第二射频信号驱动，其中该声学‑光学偏转器子系统经配置以通过施加频率斜坡到该第一射频信号和该第二射频信号而改变由该镭射源产生的镭射光束的点大小。
【技术特征摘要】
2010.10.22 US 61/406,0381.一种用于对工件进行微加工的镭射加工系统，该镭射加工系统包括：镭射源，用以产生镭射光束以用于在该工件的表面上加工特征；声学-光学偏转器(AOD)子系统，其包括：第一声学-光学偏转器，由第一射频(RF)信号驱动；和第二声学-光学偏转器，由第二射频信号驱动，其中该声学-光学偏转器子系统经配置以通过施加频率斜坡到该第一射频信号和该第二射频信号而改变由该镭射源产生的镭射光束的点大小。2.如请求项1所述的镭射加工系统，其特征在于，该镭射源是脉冲镭射源。3.如请求项1所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括定位器，用以赋予沿着相对于该工件的表面的加工轨迹的镭射光束点位置的第一相对运动。4.如请求项3所述的镭射加工系统，其特征在于，该定位器是从包括检流计驱动(检流计)子系统和快速操纵镜(FSM)子系统的组中选出。5.如请求项3所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统使用抖动而赋予沿着垂直于该加工轨迹的方向中的镭射光束点位置的第二相对运动，其中该第二相对运动叠加在第一相对运动上，且其中该第二相对运动的速度基本上比该第一相对运动还高。6.如请求项5所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统进一步随着沿着垂直于该加工轨迹的方向中的偏转位置的函数而变化该镭射光束的光强分布，从而选择性地成形在垂直于该加工轨迹的方向中的特征。7.如请求项6所述的镭射加工系统，其特征在于，为了选择性地成形在垂直于该加工轨迹的方向中的特征，该声学-光学偏转器子系统基于沿着垂直于该加工轨迹的方向中的镭射光束点位置而调整该镭射光束的平均注量。8.如请求项7所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统基于沿着该加工轨迹的偏转位置而进一步调整该镭射光束的功率幅值的平均注量，以选择性地成形沿着该加工轨迹的特征。9.如请求项1至8中任一请求项所述的镭射加工系统，其特征在于，该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器的其中一者经配置以调制该镭射光束的功率幅值。10.如请求项4所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括：感测器，用以产生该检流计子系统的定位误差信号；和滤波器，用以滤波该定位误差信号，在滤波高频感测器噪声时，该滤波器基本上与在检流计误差到选定的频率范围内的光束位置之间的传递函数的相位和增益两者匹配，其中该声学-光学偏转器子系统基于滤波后的该误差信号偏转该镭射光束。11.如请求项4所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括：低通滤波器，用以接收命令的光束位置信号，该低通滤波器将该命令的光束位置信号中超出该检流计子系统的带宽的部分移除，该低通滤波器输出检流计命令，用于控制由该检流计子系统提供的偏转；延迟组件，用以基于由该低通滤波器引入到该检流计命令信号的延迟量来延迟该命令的光束位置信号；和组件，用以从该延迟组件的输出减去由该低通滤波器输出的检流计命令信号，以产生声学-光学偏转器命令信号，用于控制由该声学-光学偏转器子系统提供的偏转。12.如请求项4所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括：成形组件，用以成形该镭射光束的光强分布；以及中继透镜，经定位以接收来自该声学-光学偏转器子系统的镭射光束，并将该镭射光束保持在该成形组件的孔径的中心，其独立于由该声学-光学偏转器子系统提供到该镭射光束的偏转角度。13.如请求项12所述的镭射加工系统，其特征在于，该成形组件包括衍射光学组件。14.如请求项1所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统经配置以在偏转角度范围内偏转该镭射光束，该镭射加工系统进一步包括：扫描透镜，用以将该镭射光束聚焦在该工件处；和中继透镜，经定位以在相对于该扫描透镜所选定的位置处接收来自该声学-光学偏转器子系统的镭射光束，使得在该工件的表面处的镭射光束的入射角对应于该镭射光束被该声学-光学偏转器子系统所偏转的角度。15.一种方法，包括：产生镭射光束；透过第一声学-光学偏转器(AOD)和第二声学-光学偏转器传递该镭射光束；线性调频施加到该第一声学-光学偏转器的第一射频信号；和线性调频施加到该第二声学-光学偏转器的第二射频信号，其中线性调频该第一射频信号和该第二射频信号两者以选择性地改变该镭射光束在工件的表面处的点大小。16.如请求项15所述的方法，其特征在于，产生该镭射光束包括产生一系列镭射脉冲，该方法进一步包括选择性地改变在连续产生的镭射脉冲之间的点大小。17.一种用于对工件进行微加工的镭射加工系统，该系统包括：镭射源，用以产生镭射光束以用于在该工件中加工特征；声学-光学偏转器(AOD)子系统，经配置以在偏转角度范围内偏转该镭射光束；扫描透镜，用以将该镭射光束聚焦在该工件处；和中继透镜，经定位以在相对于该扫描透镜所选定的位置处接收来自该声学-光学偏转器子系统的镭射光束，使得在该工件的表面处的镭射光束的入射角对应于该镭射光束被该声学-光学偏转器子系统所偏转的角度。18.如请求项17所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括定位器，经配置以赋予沿着相对于该工件的加工轨迹的镭射光束点位置的运动。19.如请求项18所述的镭射加工系统，其特征在于，该定位器是从包括检流计驱动(检流计)子系统和快速操纵镜(FSM)子系统的组中选出。20.如请求项18所述的镭射加工系统，其特征在于，该工件的表面处的镭射光束的入射角对应于该镭射光束被该声学-光学偏转器子系统所偏转的角度是独立于该定位器所赋予的镭射光束点的运动。21.一种抖动镭射光束以独立于沿着光束轨迹的变化加工速度形成工件内的一个或多个所需沟槽宽度的方法，该方法包括：使用第一定位系统，赋予沿着相对于该工件表面的光束轨迹的镭射光束路径的第一相对运动；使用处理器，确定沿着多个抖动行的镭射光束路径的第二相对运动，该第二相对运动以相对于该光束轨迹的预定角度被迭加在该第一相对运动上，该第二相对运动的确定包括对在该加工速度变化的补偿以保持该多个抖动行的每一个的预定角度；使用第二定位系统，赋予该镭射光束路径的第二相对运动；和在沿着该多个抖动行的多个点位置处将多个镭射光束脉冲发送到该工件以拓宽由该预定角度所定义方向中的沟槽。22.如请求项21所述的方法，其特征在于，该预定角度垂直于该光束轨迹。23.如请求项21所述的方法，其特征在于，发出该多个镭射光束脉冲包括以不变速度发出，该方法进一步包括：选择性地调整该加工速度以加工整数个抖动行来完成该沟槽。24.如请求项21所述的方法，其特征在于，确定沿着该多个抖动行的镭射光束路径的第二相对运动包括：确定定义了沿着该第一定位系统的轴的抖动点位置的向量；和将该向量旋转进入定位沿着基本上垂直于该光束轨迹的抖动行的漂移点位置的取向。25.如请求项24所述的方法，其特征在于，该旋转的向量包括：同轴向量分量，平行于该光束轨迹并基于沿着该光束轨迹的当前加工速度定义了沿着该抖动行的抖动点位置；交叉轴向量分量，垂直于该光束轨迹并对应于在该抖动点位置处的抖动行的宽度；和抖动角度，包括以下角度的总和：由该同轴向量分量和该交叉轴向量分量的组合所定义的速度补偿角度，其中该速度补偿角度随着增长的加工速度而增长；在该光束轨迹和该第一定位系统的座标构架的轴之间的弹道角度；和被选择用来保持该抖动行基本上垂直于该光束轨迹的预定角度。26.如请求项24所述的方法，其特征在于，相对于该第一定位系统的座标构架来旋转该第二定位系统的座标构架，该方法进一步包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·A·昂瑞斯，安德鲁·柏威克，亚历山大·A·麦亚钦，
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：美国;US
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