促进激光加工工件的导引检测的激光加工设备以及其操作的方法技术

一种用于在一工件中形成特征的激光加工设备，其包括用于产生表示以下各者的制程控制数据的至少一个感测器：a)在加工所述工件以形成一组特征之前、期间或之后的所述设备的至少一个特性；b)在加工所述工件以形成一组特征之前、期间或之后的所述工件的至少一个特性；及/或c)在加工所述工件以形成一组特征之前、期间或之后的所述设备所在的一周围环境的至少一个特性。一控制器执行或促进执行一候选特征选择制程，借此处理制程控制数据以估计形成于所述工件中的所述特征中的任一者是否有缺陷，且识别经估计为有缺陷的任一特征的位置。识别经估计为有缺陷的任一特征的位置。识别经估计为有缺陷的任一特征的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】促进激光加工工件的导引检测的激光加工设备以及其操作的方法


[0001]本文中所揭示的实施例大体上关于用以对工件进行激光加工的激光加工设备及方法。

技术介绍

[0002]可使用实行多种制程的各种激光来对多个不同工件进行激光加工。举例而言，已开发出激光微机械加工制程，以在诸如印刷电路板(printed circuit board；PCB)或集成电路(integrated circuit；IC)封装的工件中形成诸如通孔或盲孔的特征。激光微机械加工制程的目标是在整个工件上提供一致的特征品质。定义特征品质的一些量度包括特征的位置、大小及形状。其他量度可包括侧壁角、底部纹理，在加工后留在特征中的碎片的体积及纹理等。
[0003]激光微机械加工制程的一个问题为，由于工件中的不均匀性，在工件上的两个不同位置以相同的激光参数执行微机械加工制程会导致特征品质的差异。影响结果的工件差异的实例包括厚度差异、工件平坦度差异及表面制备差异，使工件或多或少地反射了激光功率。这些变化在整个工件上并非恒定的，并且可根据个别特征的位置而变化。此外，由于制造公差的正常变化，在给定批次的工件中，这些变化在工件之间可能为重复的。
[0004]会影响激光微机械加工系统形成具有一致品质的特征的能力的其他现象为用于产生激光能量光束的激光源及用于将激光能量导引至工件的光学组件的老化及/或损坏。随着激光源的老化，其输出具有一致特性(例如，平均功率)的激光能量的能力可能会降低。此外，随着光学组件的老化，光学组件容易受到尤其来自微机械加工制程自身的碎片的污染，且容易因传输通过光学组件的高功率激光能量而受到损坏。这些及其他形式的退化可能会导致投射至工件上的激光光点的大小、形状、强度或其他特性改变，借此改变经微机械加工的特征的大小、形状、深度或其他量度。
[0005]一些激光微机械加工系统在对特征进行机械加工时使用即时控制来更改激光能量光束的特性，以试图减少激光源或光学组件由于老化或损坏而改变的影响。在一些系统中，光侦测器用于在对工件进行加工时监视激光功率。来自光侦测器的输出用于即时地调整入射于工件上的激光功率，以补偿工件处的激光功率的可变性的一些原因。此可借由操作诸如可变衰减器的光学组件以将最终传输至工件的激光能量的量调整为适于形成每一特征的位准来实现。
[0006]已知，记录关于用于在工件中形成每一特征的激光能量光束的特性的信息，且将信息与一识别符相关联，识别符识别特征在工件中的位置(例如，借此创建「制程数据」)。在完成加工工件之后，可分析所产生的制程数据以预测何时激光微机械加工系统在形成具有合适品质的特征时具有问题。举例而言，若经记录信息展示系统可能需要比可用的激光功率多的激光功率，则以较少激光功率形成的特征可能不会移除足够的材料。
[0007]亦已知检测经加工工件，以便评估经形成的特征的品质。检测结果可与制程数据
(若已创建的话)进行比较以评估用于在工件中形成特征的激光能量光束的特性的效能。手动地(例如，借由使用者使用显微镜检测工件)或自动地(例如，借由自动化光学检测「AOI」)执行如对诸如PCB的工件执行的加工后检测。若手动地执行检测，则经检测的特征(亦即，贯通孔)仅构成经形成特征的总数目的样本，这是因为工件常常可在其中形成数百或数千个特征。若借由AOI执行检测，则可紧接地在形成特征之后(亦即，当特征为通孔时)或在执行加工后步骤以对特征进行清洁之后(例如，当特征为盲孔时，执行去污、蚀刻及阴影加工步骤以移除孔内的碎片)检测一批次中的一或多个工件的所有特征。
[0008]习知的加工后检测技术可能会由于许多原因而出现问题。在手动检测的状况下，使用显微镜的操作员或品质检测员可能会感到疲劳，从而可能导致在注意力降低时遗漏缺陷。当(例如，使用AOI技术)检测所有特征时，不必要花费额外时间来检测其中不大可能形成有缺陷的特征的工件区域。当随机地检测特征时，存在以下风险：检测不到较可能具有有缺陷的特征的工件的一些区域，从而引起可能导致废弃工件的遗漏的品质问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的一个实施例可广泛地表征为用于在工件中形成特征的激光加工设备。设备可包括：一激光源，其可操作以产生一激光能量光束；一扫描透镜，其经配置为可操作以聚焦激光能量光束，使得经聚焦激光能量光束可递送至工件；至少一个光束定位器，其经配置于激光源与扫描透镜之间，至少一个光束定位器可操作以借由扫描透镜在经投射至工件上的一扫描范围内相对于工件扫描经聚焦激光能量光束；至少一个平台，其可操作以赋予工件与从由扫描透镜及一相机组成的群组中所选出的至少一者之间的相对移动；相机，其具有一视场且可操作以撷取视场内的一物件的影像；及至少一个感测器，其可操作以产生制程控制数据，制程控制数据表示从由以下各者组成的群组中所选出的至少一者：a)在加工工件以形成一组特征之前、期间或之后的设备的至少一个特性；b)在加工工件以形成一组特征之前、期间或之后的工件的至少一个特性；及c)在加工工件以形成一组特征之前、期间或之后的设备所在的一周围环境的至少一个特性；一控制器，其以通信方式耦接至至少一个平台、相机、及与辅助信息相关联地储存制程控制数据的一或多个数据库，其中辅助信息表示待形成于工件中的每一特征的一位置。控制器可操作以执行或促进执行候选特征选择制程，借此：制程控制数据经处理以估计形成于工件中的特征中的任一者是否有缺陷；且识别经估计为有缺陷的任一特征的位置。
附图说明
[0010]图1示意性地说明根据本专利技术的一个实施例的激光加工设备。
[0011]图2说明根据本专利技术的一个实施例的用于收集候选特征的手动输入的分类的实例制程。
具体实施方式
[0012]本文中参考随附图式来描述实例实施例。除非另外明确地陈述，否则在图式中，组件、特征、元件等的大小、位置等以及其间的任何距离未必依据比例，而是出于清晰的目的而放大。在图式中，相同元件符号通篇指相同元件。因此，可以在参考其他图式时描述相同
或类似元件符号，即使这些元件符号在对应图式中未提到且亦未描述。又，即使未被元件符号标示的元件亦可参考其他图式来加以描述。
[0013]本文中所使用的术语仅用于描述特定示范性实施例的目的且并不意欲为限制性的。除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术及科学术语)具有所属
中的技术人员通常所理解的相同意义。如本文中所使用，除非上下文另外明确地指示，否则单数形式「一(a/an)」及「该」意欲亦包括复数形式。应认识到，术语「包含」在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并不排除一或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。除非另外指定，否则在叙述值范围时，值范围包括该范围的上限及下限两者以及在其间的任何子范围。除非另外指示，否则诸如「第一」、「第二」等术语仅用于区别一个元件与另一元件。举例而言，一个节点可称为「第一节点」，且类似地，另一节点可称为「第二节点」，或反之亦然。
[0014]除非另外指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在一工件中形成特征的激光加工设备，所述设备包含：一激光源，其经操作以产生一激光能量光束；一扫描透镜，其经配置且操作以聚焦所述激光能量光束，使得经聚焦激光能量光束被递送至所述工件；至少一个光束定位器，其经配置于所述激光源与所述扫描透镜之间，所述至少一个光束定位器经操作以借由所述扫描透镜在经投射至所述工件上的一扫描范围内相对于所述工件扫描所述经聚焦激光能量光束；至少一个平台，其经操作以赋予在所述工件与从由所述扫描透镜及一相机组成的群组中所选出的至少一者之间的相对移动；所述相机，其具有一视场且经操作以撷取所述视场内的一物件的影像；及至少一个感测器，其经操作以产生制程控制数据，所述制程控制数据表示从由以下各者组成的群组中所选出的至少一者：a)在加工所述工件以形成一组特征之前、期间或之后的所述设备的至少一个特性；b)在加工所述工件以形成一组特征之前、期间或之后的所述工件的至少一个特性；及c)在加工所述工件以形成一组特征之前、期间或之后的所述设备所在的一周围环境的至少一个特性；一控制器，其以通信方式耦接至所述至少一个平台、所述相机、及与辅助信息相关联地储存有所述制程控制数据的一或多个数据库，其中所述辅助信息表示待形成于所述工件中的每一特征的一位置，且其中所述控制器经操作以执行或促进执行一候选特征选择制程，借此：所述制程控制数据经处理以估计形成于所述工件中的所述特征中的任一者是否有缺陷；且识别经估计为有缺陷的任一特征的位置。2.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器经操作以执行所述候选选择制程的至少一部分。3.如权利要求1或2所述的设备，其进一步包含一通信模块，所述通信模块以通信方式耦接至所述控制器且经操作以传输数据。4.如权利要求3所述的设备，其中所述控制器经操作以借由所述通信模块将所述候选选择制程的一输出传输至一远端系统。5.如权利要求4所述的设备，其中所述远端系统为一远端检测系统，且其中所述候选选择制程的所述输出是可由所述远端检测系统读取的一格式。6.如权利要求3所述的设备，其中所述控制器经操作以借由经由所述通信模块将所述制程控制数据的至少一部分传输至一远端系统而促进执行所述候选特征选择制程。7.如权利要求6所述的设备，其中所述远端系统包括至少一个计算系统。8.如权利要求3至4、6和7中的任一项所述的设备，其中所述通信模块经操作以接收数据，且其中所述控制器经操作以经由所述通信模块自一远端系统接收所述候选特征选择制程的至少一部分的一输出。9.如权利要求1至8中的任一项所述的设备，其进一步包含所述一或多个数据库中的至少一者。10.如权利要求3至9中的任一项所述的设备，其中所述控制器经操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：派崔克，
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：