KR20230107364A - Controlling the laser repair process of electronic circuits using the spectral components of the light induced and emitted during repair - Google Patents
Controlling the laser repair process of electronic circuits using the spectral components of the light induced and emitted during repair Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230107364A KR20230107364A KR1020237021204A KR20237021204A KR20230107364A KR 20230107364 A KR20230107364 A KR 20230107364A KR 1020237021204 A KR1020237021204 A KR 1020237021204A KR 20237021204 A KR20237021204 A KR 20237021204A KR 20230107364 A KR20230107364 A KR 20230107364A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser beam
- section
- spectral component
- copper
- substrate
- Prior art date
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims abstract description 113
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 100
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 98
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 98
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 98
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 238000002536 laser-induced breakdown spectroscopy Methods 0.000 claims description 6
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/705—Beam measuring device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/42—Printed circuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/12—Copper or alloys thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
- B23K2103/166—Multilayered materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N2021/8411—Application to online plant, process monitoring
- G01N2021/8416—Application to online plant, process monitoring and process controlling, not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
Abstract
본 방법은 기판의 섹션 상에 형성된 층을 제거하기 위해 섹션 상에 충돌하도록 레이저 빔을 지향시키는 단계를 포함한다. 충돌된 레이저 빔에 반응하여 섹션으로부터 방출되는 광으로부터, 층으로부터 제거된 층 재료를 나타내는 적어도 스펙트럼 성분이 검출된다. 검출된 스펙트럼 성분에 기초하여, 레이저 빔이 제어되거나 레이저 빔이 섹션 상에 충돌하는 것이 중단된다.The method includes directing a laser beam to impinge on a section of a substrate to remove a layer formed on the section. From the light emitted from the section in response to the colliding laser beam, at least a spectral component representative of the layer material removed from the layer is detected. Based on the detected spectral components, the laser beam is controlled or the laser beam is stopped from impinging on the section.
Description
본 발명은 일반적으로 전자 제품들의 제조, 그리고 구체적으로 전자 회로들의 레이저 리페어(repair) 공정을 제어하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.The present invention relates generally to the manufacture of electronic products, and specifically to methods and systems for controlling the laser repair process of electronic circuits.
전자 회로들의 레이저 기반 리페어와 같은 공정들을 제어하기 위한 다양한 기술들이 개발되어왔다.Various techniques have been developed to control processes such as laser-based repair of electronic circuits.
예를 들어, 미국 특허 출원 공개 공보 제2005/0226287호는 펨토초 레이저, 주파수 변환 광학계, 빔 조작 광학계, 타겟 모션 제어, 가공 챔버, 진단 시스템 및 시스템 제어 모듈들을 갖는 레이저 가공 시스템을 기술한다. 레이저 가공 시스템은 마이크로 머시니(micromachining)에서 고유한 열 관리(heat control)를 활용할 수 있게 하고, 본 시스템은 더 큰 출력 빔 안정성, 연속 가변 반복률 및 고유한 시간 빔 성형 능력을 갖는다.For example, US Patent Application Publication No. 2005/0226287 describes a laser processing system having a femtosecond laser, frequency conversion optics, beam manipulation optics, target motion control, processing chamber, diagnostic system and system control modules. The laser machining system enables the utilization of heat control inherent in micromachining, and the system has greater output beam stability, continuously variable repetition rate and unique temporal beam shaping capabilities.
미국 특허 출원 공개 공보 제2007/0092128호는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 리페어가 필요한 영역들의 기계 판독가능 표시를 제공하는 검사 기능을 포함하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 리페어하기 위한 장치 및 방법을 기술했다. 자동 리페어 기능은 리페어가 필요한 영역들 중 일부에서 인쇄 회로 기판들을 리페어하기 위해 기계 판독가능 표시를 이용한다. 자동 리페어 재구성 기능은 초기 자동 리페어 동작 후에 인쇄 회로 기판들을 자동으로 재검사하고, 자동 리페어 기능에 리페어가 필요한 영역들의 재구성된 기계 판독가능 표시를 제공한다.US Patent Application Publication No. 2007/0092128 discloses an apparatus and method for automatically inspecting and repairing a printed circuit board that includes an inspection function that automatically inspects the printed circuit board and provides a machine-readable indication of areas requiring repair. described The automatic repair function uses machine readable indicia to repair printed circuit boards in some of the areas requiring repair. The auto-repair reconstruction function automatically re-inspects the printed circuit boards after an initial auto-repair operation and provides the auto-repair function with a reconstructed machine-readable indication of areas requiring repair.
본원에서 설명되는 본 발명의 실시예는 기판의 섹션 상에 형성된 층을 제거하기 위해 섹션 상에 충돌하도록 레이저 빔을 지향시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 충돌된 레이저 빔에 반응하여 섹션으로부터 방출되는 광으로부터, 층으로부터 제거된 층 재료를 나타내는 적어도 스펙트럼 성분이 검출된다. 검출된 스펙트럼 성분에 기초하여, 레이저 빔이 제어되거나 레이저 빔이 섹션 상에 충돌하는 것이 중단된다.Embodiments of the invention described herein provide a method comprising directing a laser beam to impinge on a section of a substrate to remove a layer formed on the section. From the light emitted from the section in response to the colliding laser beam, at least a spectral component representative of the layer material removed from the layer is detected. Based on the detected spectral components, the laser beam is controlled or the laser beam is stopped from impinging on the section.
일부 실시예들에서, 레이저 빔을 지향시키는 단계는 펄스형 레이저 빔을 지향시키는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 기판은 적층판을 갖는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함하고, 층은 구리 결함을 포함한다. 또 다른 실시예들에서, 본 방법은 섹션으로부터 방출되는 광으로부터, 기판으로부터 제거된 기판 재료를 나타내는 추가적인 스펙트럼 성분을 검출하는 단계를 포함한다.In some embodiments, directing the laser beam includes directing a pulsed laser beam. In other embodiments, the substrate includes a printed circuit board (PCB) with a laminate and the layer includes copper defects. In yet other embodiments, the method includes detecting, from light emitted from the section, an additional spectral component indicative of substrate material removed from the substrate.
실시예에서, 레이저 빔을 제어하거나 중단시키는 단계는 스펙트럼 성분과 추가적인 스펙트럼 성분 둘 모두에 기초하여 중단 시간을 설정하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 스펙트럼 성분과 추가적인 스펙트럼 성분 둘 모두가 미리 정의된 임계치를 초과하는 것을 검출하는 것에 응답하여, 레이저 빔을 섹션 내의 층 상에 충돌하도록 재지향시킨다.In an embodiment, controlling or stopping the laser beam includes setting a stopping time based on both the spectral component and the additional spectral component. In another embodiment, in response to detecting that both the spectral component and the additional spectral component exceed a predefined threshold, the laser beam is redirected to impinge on a layer within the section.
일부 실시예들에서, 레이저 빔을 제어하거나 중단시키는 단계는: (i) 레이저 빔을 차단하는 동작, (ii) 레이저 빔을 스위칭 오프하는 동작, 및 (iii) 레이저 빔을 기판의 후속 섹션으로 지향시키는 동작으로 이루어진 동작 리스트로부터 선택되는 적어도 하나의 동작을 수행하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 적어도 스펙트럼 성분을 검출하는 단계는: (a) 형광(fluorescence), (b) 플라즈마, (c) 라만, (d) 적외선 열 방사, 및 (e) LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy)로 이루어진 스펙트럼 방출 리스트로부터 선택되는 하나 이상의 스펙트럼 방출을 검출하는 단계를 포함한다.In some embodiments, controlling or stopping the laser beam includes: (i) blocking the laser beam, (ii) switching off the laser beam, and (iii) directing the laser beam to a subsequent section of the substrate. and performing at least one operation selected from an operation list consisting of the requested operation. In other embodiments, detecting at least the spectral component includes: (a) fluorescence, (b) plasma, (c) Raman, (d) infrared thermal radiation, and (e) Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). ) and detecting one or more spectral emissions selected from a list of spectral emissions consisting of.
본 발명의 실시예에 따르면, 광학 어셈블리, 검출 어셈블리 및 프로세서를 포함하는 시스템이 추가로 제공된다. 광학 어셈블리는 기판의 섹션 상에 충돌하게 레이저 빔을 지향시키도록 구성되고, 레이저 빔은 섹션 상에 형성된 층을 제거하도록 구성된다. 검출 어셈블리는 충돌된 레이저 빔에 반응하여 섹션으로부터 방출되는 광으로부터, 층으로부터 제거된 층 재료를 나타내는 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된다. 프로세서는 검출된 스펙트럼 성분에 기초하여 레이저 빔을 제어하거나 레이저 빔이 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키도록 구성된다.According to an embodiment of the present invention, a system including an optical assembly, a detection assembly and a processor is further provided. The optical assembly is configured to direct a laser beam to impinge on a section of the substrate, and the laser beam is configured to remove a layer formed on the section. The detection assembly is configured to detect, from light emitted from the section in response to the impinged laser beam, a spectral component indicative of the layer material removed from the layer. The processor is configured to control the laser beam or stop the laser beam from impinging on the section based on the detected spectral components.
일부 실시예들에서, 광학 어셈블리는 음향 광학 변조기(acousto-optic modulator, AOM), 스캐닝 미러(scanning mirror), 및 포커싱 광학계(focusing optics) 중, 적어도 하나를 포함한다.In some embodiments, the optical assembly includes at least one of an acousto-optic modulator (AOM), a scanning mirror, and focusing optics.
본 발명은 도면들과 함께 취해지는, 본 발명의 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더 충분히 이해될 것이다.The invention will be more fully understood from the following detailed description of embodiments of the invention, taken in conjunction with the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 레이저를 이용하여 전자 회로들을 리페어하기 위한 시스템의 블록도이다;
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른, 기판으로부터 제거된 구리를 나타내는 방출되는 광의 스펙트럼 성분을 도시한 그래프들이다; 그리고
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 전자 회로로부터 결함을 제거하는 공정 동안 결함으로부터 방출되는 광의 스펙트럼 성분들을 사용하여 공정을 제어하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram of a system for repairing electronic circuits using a laser, in accordance with an embodiment of the present invention;
2A, 2B and 2C are graphs illustrating spectral components of emitted light representing copper removed from a substrate, according to an embodiment of the present invention; and
3 is a flow diagram schematically illustrating a method for process control using spectral components of light emitted from a defect during the process of removing a defect from an electronic circuit, according to an embodiment of the present invention.
때때로, 이를테면 인쇄 회로 기판(PCB) 내의 전자 부품 또는 모듈의 제조 공정 동안 다양한 유형들의 결함이 발생할 수 있다. 예를 들어, PCB의 적층판 상에 구리 트레이스들의 패턴을 형성할 때, 구리 트레이스들 사이에 원하지 않는 구리층을 포함하는 결함이 발생할 수 있다. PCB의 기능을 유지하기 위해, 구리 아래에 전형적으로 있는 적층판을 손상시키지 않고 결함을 제거하는 것이 중요하다.BACKGROUND OF THE INVENTION From time to time, various types of defects may occur, such as during the manufacturing process of an electronic component or module within a printed circuit board (PCB). For example, when forming a pattern of copper traces on a laminated board of a PCB, a defect including an unwanted copper layer between the copper traces may occur. In order to maintain the functionality of the PCB, it is important to remove defects without damaging the laminate, which is typically underneath the copper.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예는 PCB의 제조 동안 발생된 결함을 제거함으로써 PCB와 같은 전자 모듈을 리페어하기 위한 개선된 기술들을 제공한다. 예를 들어, PCB의 적층판 상에 형성된 설계된 구리 패턴의 트레이스들 사이에 형성된 원치 않는 구리층을 포함하는 결함을 제거한다.Embodiments of the present invention described below provide improved techniques for repairing an electronic module such as a PCB by eliminating defects generated during manufacture of the PCB. Defects including, for example, undesirable copper layers formed between traces of a designed copper pattern formed on a laminate of a PCB are eliminated.
원칙적으로, 결함의 일부분을 절제하는 반복 공정을 사용한 다음, 섹션을 검사하고, 전체 결함이 제거될 때까지 공정을 반복하여, PCB의 섹션으로부터 결함을 제거하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 반복 공정은 PCB 적층판을 손상시킬 위험을 감소시키지만, 각 검사 단계는 시간을 소비하고 결함 제거 공정의 처리량을 감소시킨다.In principle, it is possible to remove defects from a section of a PCB by using an iterative process that excises a portion of the defect, then inspects the section, and repeats the process until the entire defect is removed. However, while this iterative process reduces the risk of damaging the PCB laminates, each inspection step is time consuming and reduces the throughput of the defect removal process.
일부 실시예들에서, 레이저 절제를 사용하여 결함을 제거함으로써 PCB를 리페어하기 위한 시스템은 광학 어셈블리, 하나 이상의 검출 어셈블리, 및 프로세서를 포함한다. 광학 어셈블리는 PCB 기판의 섹션 상에 충돌하게 레이저 빔을 지향시키도록 구성된다. 레이저 빔은 원치 않는 또는 과잉 구리층을 절제하기 위해 충돌된 레이저 빔을 사용하여, 섹션 상에 형성된 결함을 제거하도록 구성된다. 본 개시 및 청구범위의 맥락에서, 용어 "구리층"은 임의의 부류의 원치 않는 구리 결함, 이를테면 이에 제한되지는 않지만 과잉 구리 섹션, 또는 남아 있는 구리, 또는 구리 스플래쉬, 또는 과잉 구리 패턴, 또는 편석 구리 결함, 또는 구리와 이물질의 조합, 또는 구리를 포함하는 임의의 다른 부류의 결함을 지칭한다.In some embodiments, a system for repairing a PCB by removing defects using laser ablation includes an optical assembly, one or more detection assemblies, and a processor. The optical assembly is configured to direct the laser beam impinging on a section of the PCB substrate. The laser beam is configured to remove defects formed on the section, using the impinged laser beam to ablate unwanted or excess copper layers. In the context of the present disclosure and claims, the term “copper layer” refers to any class of undesirable copper defects, including but not limited to excess copper sections, or residual copper, or copper splashes, or excess copper patterns, or segregation. Refers to a copper defect, or a combination of copper and foreign matter, or any other class of defect that includes copper.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 검출 어셈블리는 충돌된 레이저 빔에 반응하여 섹션으로부터 유도되고 방출되는 광으로부터, 결함으로부터 제거된 구리를 나타내는 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된다.In some embodiments, the one or more detection assemblies are configured to detect a spectral component indicative of copper removed from the defect from light directed to and emitted from the section in response to the impinged laser beam.
레이저 빔과 결함의 과잉 구리 사이의 상호작용이 섹션에서의 결함으로부터 방출되는 광을 유도한다는 점에 유의한다. 이에 따라, 본 개시 및 청구범위의 맥락에서, 용어 "방출된 광"은 레이저 빔이 구리 상에 충돌하는 것에 반응하여 유도되어서, 유도된 광이 절제된 구리로부터 방출되도록 하는 광을 지칭한다.Note that the interaction between the laser beam and the excess copper in the defect leads to light emitted from the defect in the section. Accordingly, in the context of the present disclosure and claims, the term "emitted light" refers to light that is directed in response to a laser beam impinging on the copper, such that the guided light is emitted from the ablated copper.
또한, 본 개시 및 청구범위의 맥락에서, 용어 "스펙트럼 성분"은 검출될 관심 대상인 구리의 하나 이상의 스펙트럼 라인 및/또는 다른 요소들을 지칭한다. 예를 들어, 구리의 스펙트럼 성분은 약 5700 옹스트롬(A), 약 5782 A, 약 6000 A, 및 약 6150 A의 파장들, 및 임의의 다른 적합한 파장을 갖는 다음의 스펙트럼 라인들 중, 하나 이상을 포함할 수 있다.Also, in the context of this disclosure and claims, the term “spectral component” refers to one or more spectral lines and/or other elements of copper that are of interest to be detected. For example, a spectral component of copper may have one or more of the following spectral lines having wavelengths of about 5700 Angstroms (A), about 5782 A, about 6000 A, and about 6150 A, and any other suitable wavelength. can include
스펙트럼 성분이라는 용어는 적층판 또는 임의의 다른 관심 재료에 의해 방출되는 스펙트럼 성분을 또한 지칭할 수 있다.The term spectral component may also refer to the spectral component emitted by the laminate or any other material of interest.
스펙트럼 성분은 PCB의 기판 상의 구리 결함의 존재에 대한 그리고 원치 않는 구리 결함을 제거하기 위한 절제 공정에 대한 핑거프린트를 구성한다는 점에 유의한다.Note that the spectral components constitute a fingerprint for the presence of copper defects on the substrate of the PCB and for the ablation process to remove unwanted copper defects.
일부 실시예들에서, 결함을 제거하기 위한 개시되는 기술들을 사용하는 것은 이에 제한되지 않지만 다음과 같은 몇몇 이점들을 갖는다: (a) 결함 식별 - 절제 동안 방출되는 하나 이상의 스펙트럼 성분을 검출하는 것은 결함 존재를 나타내고, 예를 들어, 결함의 표면 거칠기 또는 형상과 같은 기하학적 인자들로 인해 달라질 수 있는 검출된 신호의 세기와는 독립적임, (b) 정확한 공간 모니터링 - 동일한 레이저 빔이 절제를 위한 그리고 광의 방출 및 검출된 스펙트럼 성분을 유도하기 위한 둘 모두를 위해 사용됨에 따라, 광학 조준 오차가 발생하지 않을 수 있고 검출된 스펙트럼 성분들이 절제되고 있는 실제 위치로부터 방출됨, 및 (c) 실시간 표시 및 제어 - 검출 어셈블리들이 레이저 빔의 각 펄스가 결함을 갖는 섹션 상에 충돌하는 것에 반응하여 방출되는 하나 이상의 스펙트럼 성분을 실시간으로 수신함에 따라, 본원에서 상세히 설명되는 절제 공정의 실시간 제어 및 조정을 가능하게 함.In some embodiments, using the disclosed techniques for removing a defect has several advantages, including but not limited to: (a) Defect Identification - Detecting one or more spectral components emitted during ablation is the presence of a defect. and is independent of the intensity of the detected signal, which may vary due to geometric factors such as, for example, surface roughness or shape of the defect, (b) accurate spatial monitoring - the same laser beam is used for ablation and emission of light and for deriving the detected spectral components, so that optical aiming errors may not occur and the detected spectral components are emitted from the actual position being ablated, and (c) real-time display and control - detection As the assemblies receive in real time one or more spectral components emitted in response to each pulse of the laser beam impinging on the defective section, enabling real-time control and adjustment of the ablation process detailed herein.
일부 실시예들에서, 프로세서는 레이저 빔을 제어하도록, 예를 들어, 레이저 파워를 감소시키도록, 그리고/또는 스캔 속도를 변경하도록, 그리고/또는 빔 프로파일, 및/또는 빔 스폿 크기를 조정하도록 그리고/또는 레이저 빔의 임의의 다른 적합한 파라미터를 제어하도록 구성된다.In some embodiments, the processor controls the laser beam, eg, reduces laser power, and/or changes scan speed, and/or adjusts beam profile, and/or beam spot size; and and/or to control any other suitable parameter of the laser beam.
다른 실시예들에서, 프로세서는: (i) 검출된 스펙트럼 성분에 기초하여 레이저 빔에 대한 중단 시간을 설정하고, 후속적으로 또는 동시에, (ii) 설정된 중단 시간에 레이저 빔이 섹션 상에 충돌하는 것을 중단하도록 구성된다. 본 개시 및 청구범위의 맥락에서, 중단 시간이라는 용어는 또한 본원에서 구리 결함을 절제하는 "종점(end-point)"으로도 지칭된다.In other embodiments, the processor: (i) sets a break time for the laser beam based on the detected spectral component, and subsequently or simultaneously (ii) causes the laser beam to impinge on the section at the set break time. configured to stop In the context of the present disclosure and claims, the term downtime is also referred to herein as the “end-point” of ablating copper defects.
일부 실시예들에서, 광학 어셈블리는 음향 광학 변조기(AOM)를 포함할 수 있으며, 이는: (a) 레이저 빔이 PCB에 도달하는 것을 차단하거나 통과(온/오프)시키도록, (b) 레이저 빔의 세기를 제어하도록, 그리고 (c) AOM을 통과하고 PCB의 표면에 충돌하는 레이저 빔의 펄스들의 수를 제어하도록 구성된다.In some embodiments, the optical assembly can include an acousto-optic modulator (AOM), which: (a) blocks or passes (on/off) the laser beam from reaching the PCB; (b) blocks the laser beam from reaching the PCB; and (c) control the number of pulses of the laser beam that pass through the AOM and impinge on the surface of the PCB.
일부 실시예들에서, 프로세서는 AOM 또는 광학 어셈블리의 다른 구성요소들을 제어함으로써, 레이저 빔이 PCB 섹션의 표면 상에 충돌하는 것을 중단시키도록 구성된다.In some embodiments, the processor is configured to stop the laser beam from impinging on the surface of the PCB section by controlling the AOM or other components of the optical assembly.
일부 실시예들에서, (i) 검출 어셈블리들은 방출된 광으로부터, 적어도 하나의 추가적인 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된 고속 분광계들을 포함할 수 있고/있거나, (ii) 본 시스템은 하나 이상의 추가적인 검출 어셈블리를 포함할 수 있다. 검출 어셈블리들(예를 들어, 고속 분광계들) 및/또는 하나 이상의 추가적인 검출 어셈블리는 절제 공정 동안 유도되고 방출되는 광으로부터, 절제 동안 PCB 섹션으로부터 제거된 기판 재료, 예를 들어, 적층판을 나타내는 추가적인 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된다.In some embodiments, (i) the detection assemblies may include high-speed spectrometers configured to detect, from the emitted light, at least one additional spectral component, and/or (ii) the system includes one or more additional detection assemblies. can do. The detection assemblies (eg, high-speed spectrometers) and/or one or more additional detection assemblies provide additional spectra, from light directed and emitted during the ablation process, representative of the substrate material, eg, laminate, removed from the PCB section during ablation. configured to detect the component.
일부 실시예들에서, 추가적인 검출 어셈블리로부터 적층판 스펙트럼 성분을 나타내는 신호를 수신하는 것에 응답하여, 프로세서는 적층판 스펙트럼 성분에 기초하여 중단 지점을 설정하도록 구성된다.In some embodiments, in response to receiving a signal representative of the laminate spectral component from the additional detection assembly, the processor is configured to establish a stopping point based on the laminate spectral component.
일부 실시예들에서, 본 시스템은 예를 들어, 레이저 빔을 결함으로 정확하게 지향시키기 위해, 절제 전에, 그리고/또는 예를 들어, 전체 결함이 제거되었고 적층판에 손상이 발생하지 않았다는 것을 검증하기 위해, 절제 후에, PCB 섹션의 이미지들을 획득하도록 구성된 카메라 어셈블리를 포함할 수 있다.In some embodiments, the system may be used prior to ablation, eg, to accurately direct a laser beam to a defect, and/or to verify, eg, that the entire defect has been removed and no damage has occurred to the laminate; After ablation, it may include a camera assembly configured to acquire images of the PCB section.
일부 실시예들에서, 섹션으로부터의 결함 제거를 종료한 후에, 프로세서는 PCB의 후속 섹션에 위치된 후속 결함을 제거하기 위해 광학 어셈블리를 위치시키기 위해, PCB를 광학 어셈블리에 대해 이동시키도록 구성된다.In some embodiments, after finishing defect removal from a section, the processor is configured to move the PCB relative to the optical assembly to position the optical assembly to remove a subsequent defect located in a subsequent section of the PCB.
개시된 기술들은 다른 유형들의 전자 부품들 및 모듈들, 이를테면 이에 제한되지는 않지만 평판 패널 디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 리페어하기 위해 필요한 변경을 가하여 적용가능하다.The disclosed techniques are applicable with modifications necessary to repair other types of electronic components and modules, such as but not limited to flat panel displays (FPD).
또한, 개시되는 기술은 PCB 및 다른 전자 부품들 및 모듈들의 리페어 공정들의사이클 시간을 감소시키고 정확도를 증가시키고, 이에 따라, PCB들 및 전자 제품들의 생산 비용을 감소시키고 품질을 개선한다.Further, the disclosed technology reduces cycle time and increases accuracy of repair processes of PCBs and other electronic components and modules, thereby reducing production cost and improving quality of PCBs and electronic products.
시스템 설명system description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 샘플(21)의 전자 회로들을 리페어하기 위한 시스템(11)의 블록도이다. 본 예에서, 샘플(21)은 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하지만, 다른 실시예들에서, 샘플(21)은 아래에서 설명되는 바와 같이, 전자 제품 상의 임의의 다른 적합한 유형의 부품 또는 모듈을 포함할 수 있다.1 is a block diagram of a
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 레이저 빔(25)을 방출하도록 구성된 레이저 소스(본원에서 레이저(12)로서 지칭됨)를 갖는 광학 어셈블리(13)를 포함한다. 본 예에서, 레이저(12)는 532 nm 파장을 갖는 녹색 레이저의 펄스들을 방출하도록 구성되지만, 다른 실시예들에서, 레이저(12)는 임의의 다른 적합한 유형 및 파장, 이를테면 이에 제한되지는 않지만 1064 nm 또는 266 nm의 레이저 빔을 방출하도록 구성될 수 있다.In some embodiments,
본 개시 및 청구범위의 맥락에서, 용어 "레이저 빔(25)", "빔(25)" 및 "레이저 빔"은 상호교환가능하게 사용되고, 레이저(12)로부터 샘플(21)을 향해 방출되고 시스템(11)의 광학 어셈블리(13)의 구성요소들에 의해 조작되는 빔을 지칭하며, 이는 본원에서 상세히 설명된다.In the context of the present disclosure and claims, the terms "
일부 실시예들에서, 광학 어셈블리(13)는 음향 광학 변조기 (AOM)(16), 스캐너(18) 및 포커싱 광학계(24)를 포함하며, 이는 아래에서 상세히 설명된다. 일부 실시예들에서, 빔(25)은 광학 어셈블리(13)를 통과하도록 구성되고, 샘플(21)의 표면 상에 생성된 전자 회로들을 리페어하기 위해 샘플(21)로 지향된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 광학계(14)는 AOM(16)에 진입하기 전에 빔(25)을 성형(shaping)하고 포커싱하도록 구성되며, (a) 샘플(21)을 향한 레이저 빔(25)을 차단하거나 통과(온/오프)시키도록, (b) 빔(25)의 세기를 제어하도록, 그리고 (c) 샘플(21)을 향해 통과하는 빔(25)의 펄스들의 수를 제어하도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 스캐너(18)는 스캐닝 미러 또는 임의의 다른 적합한 유형의 스캐너를 포함할 수 있으며, 이는 샘플(21)의 각 섹션 상에 형성된 구리와 같은 층을 제거하기 위해 샘플(21)의 섹션 상에 충돌하게 빔(25)을 지향시키도록 구성된다. 스캐너(18)는 샘플(21)의 표면 상의 의도된 위치들에 걸쳐 임의의 스캐닝 방식(인터리브드 스캐닝 방식, 또는 나선형 스캐닝 방식, 또는 임의의 다른 부류의 스캐닝 방식)을 사용하여 임의의 적합한 스캔 속도(예를 들어, 전형적인 스캔 속도는 약 10 mm/sec 내지 약 1000 mm/sec이지만, 이에 제한되지 않음)로 빔(25)을 스캐닝하도록 또한 구성된다.In some embodiments,
본 개시의 맥락에서, 임의의 수치 값들 또는 범위들에 대한 용어 "약" 또는 "대략"은 본원에서 설명되는 바와 같이 성분들의 일부 또는 집합이 의도된 목적을 위해 기능할 수 있게 하는 적합한 치수 공차를 나타낸다.In the context of this disclosure, the term “about” or “approximately” for any numerical values or ranges refers to a suitable dimensional tolerance that enables a portion or collection of components as described herein to function for its intended purpose. indicate
일부 실시예들에서, 포커싱 광학계(24)는 샘플(21)의 표면 상의 의도된 위치들로 지향되는 빔(25)을 포커싱하도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 어셈블리(13)는 샘플(21)의 원하는 섹션 상에 충돌하게 레이저 빔(25)을 스캐닝하도록 구성된다.In some embodiments, focusing
빔 스캐닝 동안, 제1 빔(25)은 대략 직각으로 샘플(21)의 제1 섹션 상에 충돌할 수 있고, 제2 빔(25)은 직각 이외의 임의의 적합한 각도로 상이한 제2 섹션의 표면 상에 충돌할 수 있다는 점에 유의한다.During beam scanning, a
이제 샘플(21)의 섹션의 표면을 도시한 삽도(19)를 참조한다. 본 예에서, 샘플(21)의 섹션은 전술한 PCB의 적층판과 같은 기판(23) 상에 패터닝된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 층(22)을 포함한다. 때때로, 구리의 결함(17), 즉 본 예에서, 원치 않는 과잉 패턴이 PCB의 생성 동안 발생할 수 있다. 구리의 과잉 패턴은 예를 들어, 층(22)의 트레이스들 사이의 전기적 단락을 야기할 수 있으며, 이는 PCB의 기능을 손상시킬 수 있다.Reference is now made to inset 19 showing the surface of a section of
이제 도 1의 전체도를 다시 참조한다. 일부 실시예들에서, 시스템(11)은 레이저 절제(laser ablation) 공정을 사용하여 결함(17)을 제거하기 위해, 각 섹션의 표면 상에 빔(25)을 충돌하도록 지향시킴으로써, 샘플(21)의 섹션 상에 발생한 이러한 결함(17)을 리페어하도록 구성된다. 충돌된 레이저 빔(25)에 반응하여, 샘플(21)의 표면으로부터 광이 방출된다. 본 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 광의 일부(본원에서 빔(30)으로서 지칭되며, 이는 축상 빔임)는 샘플(21)로부터 대략 직각으로 있고, 광의 다른 빔들(본원에서 빔들(32)로서 지칭되며, 이는 축외 빔들임)은 샘플(21)로부터 다른 각도들로 온다.Reference is now made again to the general view of FIG. 1 . In some embodiments,
기판으로부터 제거된 구리를 나타내는 스펙트럼 성분의 검출Detection of spectral components representing copper removed from the substrate
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 각각 빔들(30 및 32)을 검출하도록 구성된 검출 어셈블리(detection assembly, DA)들(34 및 44)을 포함한다. 빔(32)과 비교하여, 빔(30)은 포커싱 광학계(24)를 통과할 때 검출되고, 이에 따라 (반드시는 아니지만) 전형적으로 빔(32)으로부터 수신되는 정보와 비교하여 더 많을 뿐만 아니라, 상이한 정보를 포함한다는 점에 유의한다. 빔들(32)은 포커싱 광학계(24)를 통과하지 않고, 이에 따라 빔(30)과 비교하여 더 적은 간섭을 갖는다는 점에 유의한다. 이에 따라, 빔들(30 및 32)의 조합은 샘플(21)로부터 유도되고 방출되는 상보적 광을 제공한다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 빔(30)을 DA(34)로 지향시키도록 구성된 빔 스플리터(beam splitter, BS)(29)를 포함한다. 일부 실시예들에서, DA(34)는 절제 공정 동안 샘플(21)의 기판(23)으로부터 제거되는 결함(17)의 구리를 나타내는 스펙트럼 성분을 빔(30)으로부터 검출하도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, DA(34)는 구리를 나타내는 하나 이상의 각 스펙트럼 성분(본원에서 구리 스펙트럼 성분으로도 지칭됨)을 통과시키도록, 그리고 빔(30)의 다른 스펙트럼 성분들을 차단하도록 구성된 하나 이상의 필터(37)를 포함한다. DA(34)는 (i) 하나 이상의 필터(37)를 통과하는 하나 이상의 구리 스펙트럼 성분(spectral component, SC)을 포함하는 방출되는 광을 포커싱하도록 구성된 광학계(36), 및 (ii) 구리 SC를 검출하도록 구성된 하나 이상의 검출기(35)를 더 포함한다.In some embodiments,
일부 경우들에서, 레이저 빔(25)의 적어도 일부는 샘플(21)의 표면으로부터 반사 및/또는 산란될 수 있고, 하나 이상의 검출기(35)의 포화를 야기함에 따라, 관심 스펙트럼 성분이 보이지 않게 할 수 있다.In some cases, at least a portion of the
일부 실시예들에서, 필터들(37 및 47) 중 적어도 하나는 샘플(21)로부터 반사 및/또는 산란되는 레이저 광을 감쇠시키거나 차단하도록 구성된 제거 필터(rejection filter)를 또한 포함할 수 있다.In some embodiments, at least one of
본 개시의 맥락에서, 검출된 스펙트럼 성분은 기판(23)의 표면 상에 원치 않게 형성된 결함(17)의 원치 않는 구리의 존재 및 절제를 나타내는 핑거프린트를 구성한다.In the context of the present disclosure, the detected spectral components constitute a fingerprint indicative of the presence of unwanted copper and ablation of
일부 실시예들에서, 축외 빔들, 예를 들어, 빔들(32)을 검출하도록 구성된 DA(44)는 구리 SC를 통과시키도록, 그리고 빔(30)의 다른 스펙트럼 성분들을 차단하도록 구성된 필터(47)를 포함한다. DA(44)는 (i) 하나 이상의 필터(47)를 통과하는 구리 SC를 포커싱 및 성형하도록 구성된 광학계(46), 및 (ii) 하나 이상의 구리 SC를 검출하도록 구성된 하나 이상의 검출기(45)를 더 포함한다.In some embodiments, DA 44 configured to detect off-axis beams, e.g., beams 32, is configured to pass copper SC and filter 47 configured to block other spectral components of
일부 실시예들에서, DA들(34 및 44)은 임의의 적합한 유형의 스펙트럼 방출, 이를테면 (a) 형광, (b) 플라즈마, (c) 라만, (d) 적외선 열 방사, 및(E) LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy)로 이루어진 스펙트럼 방출 리스트로부터 선택되는 하나 이상의 스펙트럼 방출을 검출하도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 검출된 구리 SC를 나타내는 신호들을 DA들(34 및 44)로부터 수신하도록 구성된 프로세서(33)를 포함한다. 수신된 신호들에 기초하여, 프로세서(33)는 레이저 빔(25)을 샘플(21)의 섹션 상의 결함(17)으로 지향시키기 위한 중단 시간을 설정하도록, 그리고 레이저 절제 공정의 설정된 중단 시간(본원에서 종료점으로도 지칭됨)에 빔(25)이 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 빔(25)이 샘플(21)의 전술한 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키기 위해, 광학 어셈블리(13)의 능동 구성요소들, 이를테면 이에 제한되지는 않지만 레이저(12), AOM(16) 및 스캐너(18)를 제어하도록 구성된다. 도 1의 예에서, 시스템(11)은 AOM(16)을 제어하도록 구성된 제어기(46), 및 스캐너(18)를 제어하도록 구성된 제어기(48)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 프로세서(33)는 AOM(16) 및 스캐너(18) 중 적어도 하나를 직접 제어하도록 구성된다. 유사하게, 시스템(11)은 레이저(12)를 제어하도록 구성된 제어기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 위에서 설명된 모든 제어기들은 프로세서(33)와 제어 신호들 및 다른 유형들의 데이터를 교환하도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 DA들(34 및 44)의 동작을 레이저 빔(25)이 샘플(21)의 섹션 상에 충돌하는 것과 동기화하도록 구성된다. 예를 들어, 프로세서(33)는 레이저 빔(25)의 하나 이상의 펄스가 결함(17) 상에 충돌한 후 단지 미리 정의된 시간 지연(예를 들어, 수 마이크로 초)에서만 방출되는 광을 검출하기 위해 DA들(34 및 44) 중 적어도 하나를 "개방"하도록 구성된다. 스펙트럼 성분의 방출은 시간 종속적일 수 있음에 따라, 검출 타이밍을 제어하는 것은 검출된 스펙트럼 성분의 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)를 개선할 수 있다는 점에 유의한다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 레이저(12)는 레이저 빔(25)의 펄스들을 방출하도록 구성된 임의의 적합한 레이저, 이를테면 이에 제한되지는 않지만 프랑스, 그르노블 소재의 Teem Photonics가 공급하는 수동 Q-스위치 마이크로 레이저를 포함한다. 이러한 실시예들에서, 프로세서(33)는 레이저(12)에 의해 샘플(21)에 인가되는 빔(25)을 중단시키거나 통과시키기 위해, 그리고 빔(25)의 펄스들의 세기 및 수를 설정하기 위해 AOM(16)을 제어하도록 구성된다.In some embodiments,
또 다른 실시예들에서, 시스템(11)은 레이저(12) 외에, ― 레이저(12)의 광학 통로와 정렬되고 레이저(12)가 레이저 빔(25)을 지향시키는 샘플(21) 상의 동일한 위치로 UV 빔을 지향시키도록 구성된 ― 자외선(UV) 레이저를 포함할 수 있다.In yet other embodiments,
일부 실시예들에서, DA들(34 및 44) 또는 추가적인 DA들은 샘플(21)로부터 방출되는 스펙트럼 응답을 검출하도록 구성된다. 검출된 스펙트럼 응답은 UV 빔에 의해 향상되고, DA들은 결함(17)으로부터 방출되는 구리의 검출된 하나 이상의 스펙트럼 성분을 나타내는 (UV 빔의 존재로 인해) 개선된 SNR을 갖는 신호를 생성하도록 구성된다는 점에 유의한다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 레이저 절제에 의해 제거될 결함(17)을 갖는 샘플(21)의 하나 이상의 섹션을 보유한다. 프로세서(33)는 샘플(21)의 하나 이상의 각 섹션을 통해 레이저 빔(25)을 스캐닝하기 위해 스캐너(18)를 제어함으로써, 각 섹션들에서 결함(17)의 리페어 공정을 제어하도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 추가적인 빔 스플리터(본원에서 BS(15)로서 지칭됨), 및 샘플(21)의 이미지들을 획득하도록 구성된 카메라 어셈블리(camera assembly, CA)(20)를 포함한다. 카메라 모듈(20)에 의해 획득된 이미지들은 예를 들어, 레이저 빔(25)에 의한 결함(17)의 제거 전 그리고/또는 후에 타겟 섹션을 검토하기 위해, 또는 결함(17)을 갖는 샘플(21)의 섹션들로 시스템(11)을 네비게이팅하는 것과 같은 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, CA(20)는 샘플(21)을 조명하게 광 빔을 지향시키도록 구성된 카메라 광학 어셈블리(camera optical assembly, COA)(도시되지 않음), 및 샘플(21)로부터 반사된 광 빔(28)을 BS(15)를 통해 수신하도록 구성된 카메라(도시되지 않음)를 포함한다. CA(20)는 획득된 이미지들을 프로세서(33)에 송신하도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 샘플(21)의 표면 상의 원하는 위치에 대해, CA(20)와 레이저 빔(25) 사이에서 발생할 수 있는 광학 조준 오차를 방지하도록 구성된다.In some embodiments,
다른 실시예들에서, 프로세서(33)가 레이저 빔(25)을 샘플(21)로 지향시키기 위한 중단 시간을 설정하도록 구성되기 때문에, 샘플(21)로부터 결함(17)이 제거되었다는 시각적 검증이 요구되지 않을 수 있고, 이에 따라 시스템(11)의 구성으로부터 CA(20)가 생략될 수 있다.In other embodiments, visual verification that
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 DA들(34 및 44)로부터 수신되는 신호들, 및 프로세서(33), 시스템(11)의 능동 구성요소들(예를 들어, 레이저(12), AOM(16) 및 스캐너(18)), 및 카메라 어셈블리(20) 사이에서 교환되는 제어 신호들을 을 전도하도록 구성된 전기 케이블들(40)을 포함한다.In some embodiments,
전형적으로, 프로세서(33)는 본원에서 설명되는 기능들을 수행하기 위해 소프트웨어로 프로그램된 범용 프로세서를 포함한다. 소프트웨어는 예를 들어, 네트워크를 통해 전자 형태로 프로세서에 다운로드될 수 있거나, 대안적으로 또는 추가적으로, 자기, 광학, 또는 전자 메모리와 같은 비일시적인 유형 매체 상에 제공 및/또는 저장될 수 있다. 유사하게, 위에서 설명된 제어기들은 본원에서 설명되는 기능들을 수행하기 위해 소프트웨어로 프로그램된 범용 제어기들을 포함한다.Typically,
기판으로부터 제거된 기판 재료를 나타내는 스펙트럼 성분의 검출Detection of spectral components representing substrate material removed from the substrate
일부 경우들에서, 레이저 빔(25)은 예를 들어, 레이저 빔(25)이 샘플(21)의 전술한 섹션에 위치된 결함(17)의 측벽으로 (의도적으로 또는 의도하지 않게) 지향될 때, 구리의 과잉 패턴을 포함하는 결함(17) 상에, 그리고 기판(23) 상에 동시에 충돌할 수 있다.In some cases, the
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 절제 동안 기판(23)으로부터 제거된 기판 재료, 예를 들어, 적층판을 나타내는 추가적인 스펙트럼 성분을 빔들(30 및 32)로부터 검출하도록 구성된 하나 이상의 추가적인 검출 어셈블리(도시되지 않음)를 포함한다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, DA들(34 및 44)은 절제 동안 기판(23)으로부터 의도치 않게 제거된 적층판의 스펙트럼 성분을 통과시키도록 구성된 추가적인 필터들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이들 추가적인 필터들은 빔들(30 및 32)의 (적층판이 아닌) 다른 스펙트럼 성분들을 차단하도록 구성된다.In some embodiments,
일부 실시예들에서, 추가적인 필터들이 예를 들어, 필터들(37 및 47) 외에, DA들(34 및 44) 상에 장착될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 필터들(37 및 47) 중 적어도 하나는 구리와 적층판의 스펙트럼 성분들 둘 모두를 통과시키도록 구성된다.In some embodiments, additional filters may be mounted on
일부 실시예들에서, 빔(25)이 결함(17)과 기판(23) 둘 모두 상에 동시에 충돌할 때, 구리와 적층판은 샘플(21)로부터 절제될 수 있다. 절제에 응답하여, 프로세서(33)는 구리 스펙트럼 성분들과 적층판 스펙트럼 성분들 둘 모두를 나타내는 신호들을 DA들(34 및 44)로부터 또는 전술한 하나 이상의 추가적인 DA로부터 수신할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 프로세서(33)는 적층판 또는 기판(23)으로부터의 임의의 다른 재료를 절제하지 않고 결함(17)으로부터 구리를 절제하기 위해 (i) 레이저 빔(25)이 샘플(21)의 각 섹션의 전술한 측벽 상에 충돌하는 것을 중단시키고, (ii) 레이저 빔(25)을 단지 결함(17) 상에만 충돌하게 재지향시킬 수 있다.In some embodiments, when
다른 실시예들에서, DA들(34 및 44) 중 적어도 하나는 빔들(30 및 32) 중 적어도 하나로부터 구리의 스펙트럼 성분을 검출하도록, 그리고 검출된 구리의 스펙트럼 성분을 나타내는 신호를 생성하도록 구성된 분광계를 포함할 수 있다. 실시예에서, 분광계는 미국, 뉴욕, 로체스터 소재의 Ocean Insight로부터의 다중 요소 라인 센서/검출기 기반 분광계를 포함할 수 있다.In other embodiments, at least one of the
일부 실시예들에서, 분광계는 동시에 구리와 적층판 둘 모두의 스펙트럼 성분을 나타내는 신호들을 검출하고 생성하도록 또한 구성될 수 있어서, 이러한 신호들을 수신하는 것에 응답하여, 프로세서(33)는 레이저 빔(25)이 기판(23) 상에 충돌하는 것을 중단시킬 수 있다.In some embodiments, the spectrometer may also be configured to simultaneously detect and generate signals representative of spectral components of both copper and laminate, such that in response to receiving these signals,
일부 실시예들에서, 검출기들(35 및 45) 중 적어도 하나 및/또는 전술한 분광계들 중 적어도 하나는 검출 시간을 단축하기 위해, 그리고 절제 공정의 실시간 모니터링 및 제어를 강화하기 위해, 고속 검출 능력을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 검출기들(35 및 45) 중 적어도 하나는 예를 들어, 미국 뉴저지주 뉴턴 소재의 Thorlabs Inc.가 제공하는 고속 포토다이오드 및/또는 예를 들어, 미국 뉴욕주 로체스터 소재의 Ocean Insight가 생산하는 고속 분광계를 포함할 수 있다.In some embodiments, at least one of
대안적인 실시예들에서, 시스템(11)은 DA들 및/또는 분광계들 및/또는 기판(23) 상의 결함(17)을 구성하는 구리 및/또는 다른 이물질의 스펙트럼 성분들을 검출하도록 구성된 임의의 다른 적합한 서브시스템들의 적합한 조합을 포함할 수 있다.In alternative embodiments,
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 결함 검사 시스템(도시되지 않음)으로부터, 샘플(21)의 제1 및 제2 각 섹션들에 위치된 제1 및 제2 결함들(17)의 좌표들을 포함하는 결함 파일을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 위에서 설명된 바와 같이, 레이저 빔(25)을 사용하여 제1 결함을 제거하기 위해, 광학 어셈블리(13)에 근접하게 제1 섹션을 위치시키도록 모션 제어 서브시스템(도시되지 않음)을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 중단 시간을 설정하고 설정된 중단 시간에 레이저 빔(25)이 제1 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시킴으로써, 제1 결함의 절제를 종료한 후에, 프로세서(33)는 제2 결함을 제거하기 위해, 레이저 빔(25)을 제2 섹션으로 지향시키게 광학 어셈블리(13)를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 프로세서(33)는 레이저 빔(25)이 제1 섹션 상에 충돌하는 것을 차단하도록 AOM(16)을 제어하고, 제2 섹션에서의 제2 결함의 절제를 수행하기 위해, 샘플(21)과 레이저(12)를 서로에 대해 이동시키도록, 예를 들어, 전술된 모션 제어 서브시스템을 또한 제어할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 및 제2 결함들이 서로 근접한 경우에, 제1 결함의 제거를 종료한 후에, 프로세서(33)는 모션 제어 시스템을 사용하지 않고, 레이저 빔(25)을 제2 결함으로 재지향시키도록 스캐너(18)를 제어할 수 있다.In some embodiments,
위에서 설명된 바와 같이, 샘플(21)의 제1 및 제2 섹션들로부터 하나 이상의 결함(17)의 제거를 종료한 후에, 프로세서(33)는 제1 및 제2 섹션들로부터 결함 제거의 검증을 수행하기 위해, 샘플(21)을 시스템(11)에 대해 이동시키도록 모션 제어 서브시스템을 제어하도록 구성된다.As described above, after completing the removal of one or
일부 실시예들에서, 시스템(11)은 적층판 이외의 재료를 포함하는 표면, 및/또는 결함이 구리 이외의 재료를 포함하도록, 다른 부류의 표면들 상에 발생한 다른 부류의 결함을 절제하도록 구성된다.In some embodiments,
예를 들어, 폴리머 결함이 구리의 설계된 패턴을 갖는 섹션에서, 예를 들어, 솔더 마스크 공정 동안 발생할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 광학 어셈블리(13)는 레이저 빔(25)을 폴리머 결함으로 지향시키도록 구성되고, DA들(34 및 44) 중 적어도 하나는 결함 상에 충돌하는 레이저 빔(25)에 의해 유도되는 하나 이상의 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된다. 하나 이상의 스펙트럼 성분은 폴리머 결함으로부터 광 빔들(30 및 32)의 성분들로서 방출되고, DA들(34 및 44) 중 적어도 하나에 의해 검출된다.For example, polymer defects may occur in sections with designed patterns of copper, eg during solder mask processing. In such embodiments, the
이러한 실시예들에서, 프로세서(33)는 적어도 폴리머 결함 및 구리 패턴의 검출된 스펙트럼 성분들에 기초하여 절제 공정을 제어하도록 구성된다. 이에 따라, 검출된 신호들이 구리의 하나 이상의 스펙트럼 성분을 나타낼 때 그리고/또는 검출된 신호들에서 폴리머 결함의 스펙트럼 성분의 부재 시, 프로세서(33)는 레이저 빔이 폴리머 결함을 포함하는 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키도록 광학 어셈블리(13)를 제어하거나, 또는 예를 들어, 레이저 빔(25)의 감쇠를 위해, 레이저 빔(25)의 파라미터들을 제어하게 광학 어셈블리를 제어하도록 구성된다.In these embodiments, the
시스템(11)의 이러한 특정 구성은 본 발명의 실시예들에 의해 다루어지는 특정 문제들을 예시하기 위해, 그리고 이러한 시스템의 성능을 향상시키는 데 있어서 이러한 실시예들의 적용을 실증하기 위해 예로서 도시된다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이러한 특정 부류의 예시적인 시스템에 결코 제한되지 않고, 본원에서 설명되는 원리들은 다른 부류들의 결함 리페어 시스템들에 유사하게 적용될 수 있다.This specific configuration of
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른, 결함(17)의 절제 동안 샘플(21)로부터 시간에 따라 방출되는 광의 하나 이상의 구리 스펙트럼 성분(72)의 검출을 보여주는 그래프(70)이다. 수직 축은 하나 이상의 구리 스펙트럼 성분의 세기를 나타내고, 수평 축은 시간 축을 나타낸다.2A is a
도 2a의 예에서, 결함(17)은 18 ㎛의 두께를 갖는 구리를 포함한다. 쌍두 축(76)은 결함(17)의 절제 시간을 보여주는 반면, 마커들(78 및 79)은 각각, 레이저의 시작 시간 및 구리층으로부터 방출되는 스펙트럼 성분의 중단 시간을 보여준다. 도 2a의 예에서, 절제 시간은 약 85 밀리초이다. 그래프(70)는 검출의 노이즈(74)를 또한 도시한다. 마커(79) 이후, 결함(17)이 제거되었기 때문에, 구리 스펙트럼 성분(72)은 그래프(70)에서 나타나지 않는다는 점에 유의한다. 구리 스펙트럼 성분이 사라지면, 아래에 놓인 적층판 층에 대한 원치 않는 손상을 피하거나 최소화하기 위해, 레이저가 오프로 설정된다는 점에 유의한다.In the example of FIG. 2A , the
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 임의의 적합한 기술을 사용하여 절제 중단 시간을 설정하도록 구성된다. 예를 들어, 프로세서(33)는 구리 스펙트럼 성분(72)의 신호 세기에 대한 임계치를 설정할 수 있다. 이러한 예에서, 신호 세기가 미리 정의된 시간 간격에 걸쳐 임계치보다 더 낮을 때, 프로세서(33)는 마커(79)에 의해 보여지는 설정된 중단 시간에, 레이저 빔(25)이 결함(17)을 갖는 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키기 위해 예를 들어, AOM(16) 및 스캐너(18)를 제어한다. 다른 실시예들에서, 프로세서(33)는 절제 중단 시간을 설정하기 위해 임의의 다른 적합한 기술을 사용할 수 있다.In some embodiments,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른, 결함(17)의 절제 동안 샘플(21)로부터 시간에 따라 방출되는 광의 구리 스펙트럼 성분(82)의 검출을 보여주는 그래프(80)이다. 수직 축은 구리 스펙트럼 성분의 세기를 나타내고, 수평 축은 시간 축을 나타낸다.2B is a
도 2b의 예에서, 결함(17)은 12 ㎛의 두께를 갖는 구리를 포함한다. 쌍두 축(86)은 결함(17)의 절제 시간을 보여주는 반면, 마커들(88 및 89)은 각각, 시작 시간 및 절제의 중단 시간을 보여준다. 도 2b의 예에서, 절제 시간은 상기한 도 2a의 절제 시간보다 상당히 더 낮은 약 45 밀리초이다. 그래프(80)는 구리 스펙트럼 성분의 노이즈(84)를 또한 도시한다. 마커(89) 이후, 결함(17)이 제거되었기 때문에, 구리 스펙트럼 성분(82)은 그래프(80)에서 나타나지 않는다는 점에 유의한다.In the example of FIG. 2B , the
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 상기한 도 2a에서 설명된 바와 같이, 임의의 적합한 기술을 사용하여 마커(89)에 의해 보여지는 절제 중단 시간을 설정하도록 구성된다.In some embodiments,
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른, 결함(17)의 절제 동안 샘플(21)로부터 시간에 따라 방출되는 광의 구리 스펙트럼 성분(92)의 검출을 보여주는 그래프(90)이다. 수직 축은 구리 스펙트럼 성분의 세기를 나타내고, 수평 축은 시간 축을 나타낸다.2C is a
도 2c의 예에서, 결함(17)은 7 ㎛의 두께를 갖는 구리를 포함한다. 쌍두 축(96)은 결함(17)의 절제 시간을 보여주는 반면, 마커들(98 및 99)은 각각, 시작 시간 및 절제의 중단 시간을 보여준다. 도 2c의 예에서, 절제 시간은 상기한 도 2a 및 도 2b의 절제 시간보다 상당히 더 낮은 약 20 밀리초이다. 그래프(90)는 구리 스펙트럼 성분의 노이즈(94)를 또한 도시한다. 마커(99) 이후, 결함(17)이 제거되었기 때문에, 구리 스펙트럼 성분(92)은 그래프(90)에서 나타나지 않는다는 점에 유의한다.In the example of FIG. 2C , the
일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 임의의 적합한 기술을 사용하여 마커(99)에 의해 보여지는 절제 중단 시간을 설정하도록 구성된다.In some embodiments,
이제, 예를 들어, 개시되는 개념을 실증하기 위해, 본 발명의 발명자들에 의해 수행된 실험들에 기초하는 그래프들 2a, 2b 및 2c의 전체도를 참조한다. 일부 실시예들에서, 프로세서(33)는 결함(17)의 구리의 검출된 스펙트럼 성분에 기초하여 중단 시간을 설정하도록 구성된다. 그래프들 2a, 2b 및 2c은 각 마커들(78, 88 및 98)에 의해 유사한 시작 시간들을 나타내고, 각 마커(79, 89 및 99)들에 의해 상이한 중단 시간들을 나타낸다. 위에서 설명된 바와 같이, 중단 시간들은 결함(17)의 구리의 각 두께들(18 ㎛, 12 ㎛, 및 7 ㎛)로 인해 프로세서(33)에 의해 설정된다.Reference is now made to the general view of graphs 2a, 2b and 2c based on experiments performed by the inventors of the present invention, for example, to demonstrate the disclosed concept. In some embodiments,
다른 실시예들에서, 시스템(11)은 레이저 빔(25)에 의해 절제되는 기판(23)의 적층판 또는 임의의 다른 재료의 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된 하나 이상의 추가적인 DA를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 적층판 스펙트럼 성분은 DA들(34 및 44)에 의해 검출되지 않고, 이에 따라 결함(17)을 제거하기 위한 절제 공정의 중단 시간을 설정하기 위해 프로세서(33)에 의해 사용되지 않는다.In other embodiments,
본 예에서, 그래프들 2a, 2b 및 2c의 예에서, 구리 스펙트럼 성분은 단지 DA(34)에 의해서만 검출될 수 있다.In this example, in the examples of Graphs 2a, 2b and 2c, the copper spectral component can only be detected by
다른 실시예들에서, 프로세서(33)는 적층판 스펙트럼 성분의 검출을 위한 임계치를 보유하도록 구성된다. 이러한 실시예들에서, 전술된 하나 이상의 추가적인 DA로부터, 임계치보다 더 높은 레벨의 적층판 스펙트럼 성분을 포함하는 신호를 수신할 때, 프로세서(33)는 중단 시간을 설정하도록, 그리고 레이저 빔(25)이 결함(17)을 갖는 섹션 상에 충돌하는 것을 중단하게 예를 들어, AOM(16) 및/또는 스캐너(18)를 제어하도록 구성된다.In other embodiments,
상기한 도 1에서 설명된 바와 같이, 프로세서(33)는 레이저 빔(25)이 각 섹션 상에 충돌하는 것을 차단하도록 AOM(16)을 제어할 수 있다. 대안적으로, 프로세서(33)는 기판(23) 상에 발생된 다른 결함(17)을 제거하기 위해, 레이저 빔(25)을 샘플(21)의 다른 섹션 상에 충돌하도록 지향시키기 위해, 샘플(21)을 레이저(12)에 대해 이동시키도록 스캐너(18) 및/또는 전술된 모션 제어 서브시스템을 제어할 수 있다.As described in FIG. 1 above, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 샘플(21)로부터 결함(17)을 제거하는 공정 동안 결함(17)으로부터 방출되는 광의 스펙트럼 성분들을 사용하여 공정을 제어하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.3 is a flow diagram schematically illustrating a method for controlling the process using the spectral components of light emitted from
본 방법은 섹션 상에 발생된 결함(17)의 구리층을 제거하기 위해, 샘플(21)의 기판(23)의 섹션 상에 충돌하도록 레이저 빔(25)을 지향시키는 레이저 지향 단계(100)로 시작된다. 본 예에서, 샘플(21)은 적층판을 포함하는 기판(23)을 갖는 PCB를 포함한다.The method includes a
검출 단계(102)에서, 충돌된 레이저 빔(25)에 반응하여, DA들(34 및 44) 중 적어도 하나가 샘플(21)의 섹션으로부터 방출되는 광으로부터, 샘플(21)로부터 제거된 구리를 나타내는 스펙트럼 성분을 검출한다.In the
검출된 스펙트럼 성분은 기판(23)의 표면 상의 원치 않는 구리층의 존재에 대한 그리고 이의 절제 공정에 대한 핑거프린트를 구성한다는 점에 유의한다.Note that the detected spectral components constitute a fingerprint for the presence of an unwanted copper layer on the surface of the
결정 단계(104)에서, 하나 이상의 스펙트럼 성분(SC)의 방출된 레벨에 대한 미리 정의된 임계치를 보유하는 프로세서(33)가 검출된 SC가 임계치를 초과하는지 여부를 체크한다. 예를 들어, 한편으로, 구리의 검출된 SC가 구리 SC 임계치를 초과할 때, 절제는 완료되지 않았다. 다른 한편으로, 검출된 신호들에서 구리 SC의 부재 시, 또는 검출된 구리 SC의 레벨이 구리 SC 임계치 미만일 때, 절제는 섹션의 적층판 층에 대한 손상을 방지하기 위해 중단되거나 적어도 조정되어야 한다. 이에 따라, 구리의 검출된 SC가 임계치를 초과하는 경우에, 본 방법은 결함(17)에서의 구리층의 절제를 계속하기 위해 단계(100)로 되돌아간다.In
구리의 검출된 SC가 구리 SC 임계치 미만인 경우에, 본 방법은 절제 제어 단계(104)로 진행하며, 본 방법을 종료한다. 절제 제어 단계(104)에서, 프로세서(33)는 검출된 하나 이상의 SC에 기초하여 레이저 빔(25)을 제어하거나 중단시킨다. 예를 들어, 구리 SC의 부재 시, 프로세서는 레이저 빔(25)에 대한 (각 그래프들(70, 80 및 90)의 마커들(79, 89 및 99)로서 보여지는) 중단 시간을 설정할 수 있다. 상기한 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같이, 중단 시간은 절제된 결함(17)으로부터 방출되는 광(예를 들어, 빔들(30 및 32))의 검출된 구리 스펙트럼 성분에 기초한다. 공정(33)은 설정된 중단 시간에, 레이저 빔(25)이 샘플(21)의 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키도록 또한 구성된다.If the detected SC of copper is less than the copper SC threshold, the method proceeds to
다른 실시예들에서, 예를 들어, 구리 SC가 여전히 검출되지만 구리 SC 임계치보다 더 낮은 레벨에 있을 때, 프로세서(33)는 샘플(21)(예를 들어, 전술된 PCB)의 적층판 재료에 대한 손상을 방지하거나 최소화하기 위해, 레이저 빔(25)을 조정하기 위해 광학 어셈블리를 제어하도록 구성된다.In other embodiments, for example, when the copper SC is still detected but at a level lower than the copper SC threshold, the
상기한 도 1에서 설명된 바와 같이, 다른 실시예들에서, DA들(34 및 44) 중 적어도 하나는 PCB의 적층판 또는 다른 재료의 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된다. 이러한 실시예들에서, 검출 단계(102)에서, 구리 스펙트럼 성분 외에, DA들(34 및 44)은 샘플(21)로부터 제거된 적층판을 나타내는 스펙트럼 성분을 검출할 수 있다.As described in FIG. 1 above, in other embodiments, at least one of the
또한, 이러한 실시예들에서, 결정 단계(104)에서, 프로세서는 구리 SC 이외의 하나 이상의 SC, 예를 들어, 적층판 SC가 DA들(34 및 44) 중 하나 이상에 의해 검출되었는지 여부를 체크하도록 구성된다. 그렇지 않다면, 본 방법은 위에서 설명된 바와 같이 절제를 진행하기 위해 단계(100)로 되돌아간다.Also in these embodiments, in
하나 이상의 적층판 SC가 검출된 경우에서, 본 방법은 레이저 빔(25)을 제어하거나 중단시키기 위해 단계(104)로 진행한다. 예를 들어, 적층판을 손상시키지 않고 결함(17)을 절제하기 위해 레이저 빔(25)의 충돌 위치를 제어하거나, 또는 레이저 빔(25)이 각 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키고, 이에 따라 적층판을 손상시키는 것을 방지한다.In case more than one laminate SC is detected, the method proceeds to step 104 to control or stop the
본원에서 설명된 실시예들은 주로 PCB 상에 발생된 구리 결함의 제거를 다루지만, 본원에서 설명된 방법들 및 시스템들은 또한, 레이저 절제를 사용하여 임의의 유형의 기판으로부터 임의의 유형의 결함을 제거하는 것과 같은 다른 적용예들에, 그리고 설계된 홀/비아에 근접하게 위치된 층들 및/또는 적층판을 손상시키는 것을 방지하기 위해 레이저 드릴링을 중단하는 것이 중요한 경우 구리층을 통해 홀들 및/또는 비아들을 드릴링하는 것을 제어하는 것과 같은 그러나 이에 제한되지 않는 전자 회로들을 생성하기 위한 다른 레이저 기반 공정들에 사용될 수 있다.While the embodiments described herein primarily address the removal of copper defects generated on a PCB, the methods and systems described herein also use laser ablation to remove any type of defect from any type of substrate. drilling holes and/or vias through the copper layer, and where it is important to stop laser drilling to avoid damaging layers and/or laminates located close to designed holes/vias. other laser-based processes for creating electronic circuits, such as, but not limited to, controlling a laser beam.
이에 따라, 위에서 설명된 실시예들은 예로서 인용되고, 본 발명은 위에서 구체적으로 제시되고 설명된 것으로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 그보다, 본 발명의 범위는 위에서 설명된 다양한 특징들의 조합들과 하위 조합들 둘 모두뿐만 아니라, 전술한 설명을 읽으면 당업자들에게 구상될 수 있고 종래 기술에서 개시되지 않은 이의 변형예들 및 변경예들을 또한 포함한다.Accordingly, it will be understood that the embodiments described above are cited as examples, and that the present invention is not limited to that specifically shown and described above. Rather, the scope of the present invention is intended to cover both combinations and subcombinations of the various features described above, as well as modifications and variations thereof that may occur to those skilled in the art upon reading the foregoing description and which are not disclosed in the prior art. Also includes
본 특허 출원에 참조로 원용된 문헌들은 이러한 원용된 문헌들에서 임의의 용어들이 본 명세서에서 명시적으로 또는 암시적으로 이루어진 정의들과 충돌하는 방식으로 정의되어서, 본 명세서에서의 정의들만 고려되어야 하는 범위를 제외하고는 본 출원의 일체로 된 부분으로 고려되어야 한다.Documents incorporated by reference in this patent application are such that any terms in such incorporated documents are defined in such a way as to conflict with definitions explicitly or implicitly made herein, so that only the definitions herein are to be considered. Except for the scope, it is to be considered an integral part of this application.
Claims (17)
기판의 섹션 상에 형성된 층을 제거하기 위해 상기 섹션 상에 충돌하도록 레이저 빔을 지향시키는 단계;
상기 충돌된 레이저 빔에 반응하여 상기 섹션으로부터 방출되는 광으로부터, 상기 층으로부터 제거된 층 재료를 나타내는 적어도 스펙트럼 성분을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 스펙트럼 성분에 기초하여, 상기 레이저 빔을 제어하거나 상기 레이저 빔이 상기 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키는 단계를 포함하는, 방법.As a method,
directing a laser beam to impinge on a section of the substrate to remove a layer formed on the section;
detecting from light emitted from the section in response to the impinged laser beam at least a spectral component representative of the layer material removed from the layer; and
based on the detected spectral component, controlling the laser beam or stopping the laser beam from impinging on the section.
기판의 섹션 상에 충돌하게 레이저 빔을 지향시키도록 구성되는 광학 어셈블리 ― 상기 레이저 빔은 상기 섹션 상에 형성된 층을 제거하도록 구성됨 ―;
상기 충돌된 레이저 빔에 반응하여 상기 섹션으로부터 방출되는 광으로부터, 상기 층으로부터 제거된 층 재료를 나타내는 스펙트럼 성분을 검출하도록 구성된 검출 어셈블리; 및
상기 검출된 스펙트럼 성분에 기초하여, 상기 레이저 빔을 제어하거나 상기 레이저 빔이 상기 섹션 상에 충돌하는 것을 중단시키도록 구성된 프로세서를 포함하는, 시스템.As a system,
an optical assembly configured to direct a laser beam impinging on a section of the substrate, the laser beam configured to ablate a layer formed on the section;
a detection assembly configured to detect, from light emitted from the section in response to the impinged laser beam, a spectral component indicative of layer material removed from the layer; and
and a processor configured to control the laser beam or stop the laser beam from impinging on the section based on the detected spectral component.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202063116920P | 2020-11-23 | 2020-11-23 | |
US63/116,920 | 2020-11-23 | ||
PCT/IB2021/058627 WO2022106922A1 (en) | 2020-11-23 | 2021-09-22 | Controlling a laser repair process of electronic circuits using spectral components of light induced and emitted during the repair |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230107364A true KR20230107364A (en) | 2023-07-14 |
Family
ID=81708459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020237021204A KR20230107364A (en) | 2020-11-23 | 2021-09-22 | Controlling the laser repair process of electronic circuits using the spectral components of the light induced and emitted during repair |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230107364A (en) |
CN (1) | CN116249601A (en) |
TW (1) | TW202247720A (en) |
WO (1) | WO2022106922A1 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011056892A1 (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-12 | Applied Spectra, Inc. | Method for real-time optical diagnostics in laser ablation and laser processing of layered and structured materials |
WO2012005816A2 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-12 | Resonetics Llc | Precision laser ablation |
-
2021
- 2021-09-22 KR KR1020237021204A patent/KR20230107364A/en unknown
- 2021-09-22 WO PCT/IB2021/058627 patent/WO2022106922A1/en active Application Filing
- 2021-09-22 CN CN202180065615.0A patent/CN116249601A/en active Pending
- 2021-10-22 TW TW110139220A patent/TW202247720A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202247720A (en) | 2022-12-01 |
WO2022106922A1 (en) | 2022-05-27 |
CN116249601A (en) | 2023-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7531767B2 (en) | Method and apparatus for laser perforating printed circuit board | |
US20220152738A1 (en) | Device for the additive production of three-dimensional components | |
KR100423714B1 (en) | Device for inspecting printed boards | |
US9452544B2 (en) | Method for monitoring cutting processing on a workpiece | |
JP4559260B2 (en) | How to drill printed circuit boards | |
EP1161126B1 (en) | Laser processing method and equipment for printed circuit board | |
JP4174267B2 (en) | Laser processing method | |
JPH08192283A (en) | Laser beam machining device | |
JP6234296B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
TWI696052B (en) | Apparatus and methods for performing laser ablation on a substrate | |
JP3863389B2 (en) | Laser processing method and apparatus | |
JP2005118815A (en) | Laser beam machining method and laser beam machining apparatus | |
KR20230107364A (en) | Controlling the laser repair process of electronic circuits using the spectral components of the light induced and emitted during repair | |
TWI418435B (en) | Laser processing devices and laser processing methods | |
JP2019130555A (en) | Laser processing device and laser processing method | |
TW201403980A (en) | Laser resonator control power, laser oscillator, and laser oscillation system | |
KR20010015372A (en) | Laser inspection apparatus | |
JP6869623B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP3980289B2 (en) | Laser processing equipment | |
JPH07254772A (en) | Conductor cutting method and device of printed wiring board | |
JP3926620B2 (en) | Laser processing apparatus and method | |
JP2014183152A (en) | Via hole formation method and desmear device | |
JP4680871B2 (en) | Beam profile measuring apparatus and laser processing apparatus | |
JP3920710B2 (en) | Laser processing method | |
JP4977341B2 (en) | Laser processing equipment |