用于在一电子基板钻孔（３０）增进的方法和装置，其具有激光脉冲（１６０、１７０、１７２、１８０、１９０、１９２），其中使用一个或多个修整脉冲（１６０、１８０），以减少碎片留在通孔，同时保持系统的生产量并且避免对基板的损害。一修整的脉冲是一激光脉冲，其具有功率尖峰（１６６、１８６）的特点，该功率尖峰具有一个高于该脉冲的平均功率１０％的尖峰功率和维持少于该脉冲的持续时间５０％。显示用于切片较长持续时间脉冲以创造修整脉冲的方法和装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于激光处理工件。更清楚地，它有关一种为了形成通道的目的而用 于多层电子基板或板上激光钻孔的方法和装置，以允许在使用自co2激光脉冲的层之间的 电子互连。具体地，它有关于以修整的激光脉冲在工件上激光钻孔，该激光产生自一使用脉 冲切片技术的较长脉冲持续时间。
技术介绍
几乎所有目前生产的电子产品，包括组件，诸如计算机，手机和其它消费电子产 品，由附加电子构件至基板或板(以下简称基板)建构。电子构件包括集体电路、谨慎的主 动和被动组件、显示器和连接。基板具有将电子组件维持在适当的位置，并提供理想机械、 热和电性性质的构件之间的电性连接。基板典型包括一结合导电要件的非导电层或层组， 该要件具有与电子构件合作的电性功能。形成非导电层的材料可以包括诸如硅或蓝宝石的 结晶材料、诸如非晶硅或玻璃的非晶材料，诸如氧化铝的烧结陶瓷材料，或者诸如FR-4、聚 酰亚胺或者ABF的有机材料，或者上述的组合。由一些处理将导体形成在基板上或内，其包 括光微影沉积诸如多晶硅、铝或者铜的导电材料；使用网版印刷或喷墨技术，将导电油墨沉 积；或者将导电层层压及/或图案化在基板上或内。这些处理具有必须互连导体的共同点，该导体可将绝缘层或者非导电材料分隔。 电子基板典型是由以平面方式排列的导电和非导电层组成。图1显示一多层基板的示意 图，其由导电或无机层10、12和14所组成，由绝缘或有机层20分隔，其中可以包含一个或 多个加强层24。图1还显示一钻至基板的通孔30，其在导电层10和12之间由导电电镀36 形成一电性连接。图2显示一公知技术的激光钻孔系统的示意图。激光钻孔系统典型包括一个沿 激光束路径108发射激光脉冲的激光102、光束整形光学124、光束指导光学128、扫描透镜 130、控制器112以及一个阶段142，其由运动控制装置(未显示)用于维持工件140并且在 多达6个轴上移动，其中包括在三个正交轴(X、Y和Z)转换和在三轴(rho、phi和theta) 轮换。控制器112指示激光102发出能量，然后调整光束指导光学的运动和阶段，以在适当 的时候在适当的地方定位工件。激光钻孔系统的性能根据包括生产量和通孔质量的标准评 价。决定通孔质量的因素包括正确的位置、形状以及没有碎片。碎片的定义是材料，其应该 已自该通孔移除，或者在由激光钻孔移除了原先通孔的材料之后，材料又重新沉积于通孔。 具有很少或根本没有碎片的高质量钻孔是非常渴求的，因为它允许在导体和通孔底部以及 侧壁之间良好的机械接触。提供了一个在通孔底部良好的、有纹理的导电层表面，没有会使 在导体底部和电镀之间良好的电性接触遭「抹黑」的碎片或剩余有机物，进一步提高通孔品 质。同时，渴求尽可能保持高的系统生产量，也就是，应该尽可能达到以较少的时间钻一个 通孔。典型钻孔使用脉冲激光输出。对于给定的脉冲重复率，这通常意味着以尽可能符合 渴求质量的少数脉冲钻该通孔。最后，在一个合理的成本和复杂性下，渴求实现一个完成上 述所言的系统和方法。Arai 等大的美国专利号 6，479，788，其让渡给 Hitachi Via Mechanica, Ltd.，有 着解决这一问题的陈述目的，其由切片一系列的激光脉冲以减少脉冲宽度，其出自长脉冲 期间的一个C02脉冲激光似乎实质上是方形脉冲。切片一系列脉冲，其具有逐渐越短的脉 冲，出自具有长脉冲宽度的激光脉冲，其披露于'788专利中，是企图增加有用的功率以微 型机器制造该基板，同时限制了以长脉冲宽度激光脉冲的激光处理的不必要热效应。图3 显示这种类型的范例激光脉冲150。但是，因为在钻孔处理的过程中所有的脉冲具有实质上 相同不变的峰值功率和方形通孔，它未能解决在通孔钻孔的不同阶段中，使用一个优化的 激光脉冲功率的轮廓或强度的轮廓以确保最佳的处理结果的问题，如在开始钻孔时容积材 料排斥和在通孔钻孔结束时通孔底部清理的细微小心的清理。因此，继续需要一装置，该装置用以在电子组件中激光钻孔，能够形成相对无碎 片、高质量的通孔，同时避免损害基板或其周围结构材料并且维持可接受的系统生产量。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供的一种方法和装置，以具有在包括电子基板工件中提高微型 机械高质量通孔能力的激光处理系统的形式。为了实现上述和其它按照在本专利技术的目的之目标，诸如所具体实施和广泛描述于 此，所揭露的方法及装置。在某一个实施例，通孔质量由特别修整的0)2激光脉冲改进，该脉冲激光以具有一 个能量尖峰发生在通孔形成开始的激光脉冲期间的某一时间。这具有尖峰的修整脉冲是有 效地以高速在通孔的位置处爆炸喷射出大量的材料，较少的碎片将形成在该通孔的区域， 或更少重新沉积回到通孔的围墙。这修整脉冲形状也将允许脉冲速率增加至超过公知技术 脉冲所使用的速率，因为该爆炸喷射导致藉该修整脉冲分散激光引发气体或等离子体是远 远超过公知技术脉冲，其允许下一个激光脉冲以没有形成碎片更迅速地射击在基板上。这 是因为气体或者等离子体吸收激光能量，从而导致在通孔结构上不必要的热效应。事实上， 等离子体吸收激光能量阻止它到达基板也将减少通孔形成的生产量。能量耦合的高效率有 助于减少抹黑，因快速地执行将能量耦合至附着在金属导体的有机材料，因此可以在金属 以热的形式导走该能量前先行移除。在之后通孔钻孔的阶段，可使用不同功率形态的激光 脉冲或脉冲组，诸如一个具有高斯形状和尖峰功率的优化，其中使用于通孔钻孔的其它阶 段的脉冲是不一定相同的，以确保通孔的底部将清理而不受到抹黑，或分层(底部地区周 围的导电材料和绝缘材料的分离)的损害。应用于基板的总激光能量必须加以控制，以防 止损害通孔底部周遭的材料或金属导体。这是由控制修整的脉冲形状和修整与非修整冲脉 的总数来实现。修整的脉冲被定义为激光脉冲，其具有领先的边缘、一个下降的边缘并且至少有 一个功率尖峰在其中。一些这种类型的整修脉冲的例子以图表式显示在图4和5。这些图 解瞬间激光功率与时间。整修的脉冲160、180以领先的边缘162、182、下降边缘164、184和 功率尖峰166、186为特征。这些功率尖峰适用于快速地将能源耦合入材料而移除，在传递 到基板的总能源没有增加至超出损害会发生点。修整的脉冲是以在脉冲持续时间期间发生的一个或多个功率尖峰为特征。功率尖 峰是以有一个大于脉冲的平均功率的尖峰功率特征。此外，功率尖峰是以有一个少于整个5脉冲的持续时间之持续时间为特征。功率尖峰具有脉冲的平均功率大于10%至100%的尖 峰功率，或更好地是脉冲的平均功率在10%和30%之间。好的功率尖峰有少于脉冲的持续 时间约25%至约75%的持续时间，更好地是整个脉冲持续时间约35%的持续时间。显示于图4和5的脉冲之间差异，关注在脉冲内部的功率尖峰的位置。在图4中， 该尖峰166发生在脉冲的领先边缘附近。具有这种类型的脉冲，该功率尖峰166开始进行材 料的爆炸移除，同时脉冲的残留继续进行材料移除而没有引起足以损害基板的能量。在图 5中，该尖峰186发生在脉冲的领先边缘附近，然后发生在脉冲内的下降边缘附近。这个想 法是，最后爆炸的材料喷射会发生在脉冲结束的附近，从而进一步清理自通孔的材料。修整 的脉冲参数的选择包括脉冲瞬时形状(强度状态)、尖峰的波峰脉冲功率、平本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改善的方法，用于在一具有一层导电材料及一层绝缘材料的电子基板上形成通孔，其包括以下步骤： 以激光产生激光脉冲、以光学组件调整该激光脉冲、以及指引该激光脉冲以撞击该电子基板，该已经调整且指引的激光脉冲由脉冲参数所定义，其改善包含进一步步骤： 选择至少一个该脉冲参数； 以该激光配合该光学组件，产生至少一个激光脉冲符合该至少一个所选的脉冲参数；以及 指引该至少一个激光脉冲以移除定义该通孔的该电子基板的预期量绝缘材料，而没有对该通孔附近的基板造成实质的损害，从而钻出该孔，其中该至少一个所选脉冲参数是至少一个修整脉冲的应用，该修整脉冲包括至少一个功率尖峰，其特点是一具有大于脉冲的平均功率约２０％的尖峰功率以及少于脉冲的持续时间约５０％的持续时间。
【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：孙云龙，类维生，松本久，强汉森布莱恩，哈迪桂格，拜尔德布莱恩，
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：US[美国]
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