CN100595017C - 激光束三级定位器装置和方法 - Google Patents
激光束三级定位器装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100595017C CN100595017C CN200380110210A CN200380110210A CN100595017C CN 100595017 C CN100595017 C CN 100595017C CN 200380110210 A CN200380110210 A CN 200380110210A CN 200380110210 A CN200380110210 A CN 200380110210A CN 100595017 C CN100595017 C CN 100595017C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser beam
- frequency range
- workpiece
- mirror
- position command
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 9
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 4
- 241000425571 Trepanes Species 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 3
- FKSZLDCMQZJMFN-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Pb] Chemical compound [Mg].[Pb] FKSZLDCMQZJMFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 abstract description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 8
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 3
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
- B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
-
- 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
-
- 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
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
-
- 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
-
- 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
- B23K26/351—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for trimming or tuning of electrical components
-
- 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
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
- B23K26/389—Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
-
- 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
- B23K2101/40—Semiconductor devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明的三级定位器系统(80)运用X与Y轴平移台座(86,88)、检流计驱动镜(64,66)、与快速操纵镜(FSM)(120),以引导激光束(90)至工件(92)上的目标位置(121)。定位信号由低通滤波器(103)接收,低通滤波器(103)产生滤波后的位置数据以驱动X与Y轴平移台座。从未滤波的定位数据减去X与Y轴平移台座的实际位置,以产生驱动该检流计驱动的X与Y轴镜的X-Y位置误差信号。从该X与Y轴平移台座的实际位置减去实际的镜位置,以产生代表激光束的被命令位置与实际位置之间差异的位置误差信号。位置误差信号驱动FSM以快速校正任何位置误差。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路的激光束处理,且尤其涉及一种运用激光束与衬底定位系统的系统及方法,该定位系统具有粗、中间、与精细的定位台座(stage),以供工件与激光束相对于彼此而定位。
技术背景
激光已经长期被用于种种的烧蚀、钻孔、及微加工应用,诸如:蚀刻电路板(etched-circuit board,ECB)的通孔(via)钻孔、集成电路(IC)的可熔式连线烧蚀、电路元件的修整,以及硅、压电、与陶瓷电路元件的微加工。在这些电子电路处理各自的应用中,定位器系统被用来使工件与一激光束相对于彼此而定位。举例而言,ECB的通孔钻孔典型地要求适度精密的长定位移动,然而IC的可熔式连线烧蚀却要求高度精密的短定位移动。因此,各种应用通常运用不同的定位器架构。
传统的定位系统特征为X-Y平移台座,其中工件固定至上部台座,上部台座沿第一轴移动且由下部台座所支撑,下部台座沿着垂直于第一轴的第二轴移动。该系统典型地相对于工具,例如固定的激光束位置或激光光斑,来移动工件,且一般被称为堆叠式台座定位系统,这是因为下部台座支撑上部台座(其支撑工件)的惯性质量。然而,堆叠式台座定位系统相对缓慢,因为台座的惯性质量的起动、停止、及方向上的改变增加了激光工具处理工件上的所有目标位置所需的时间。
在分轴式(split-axis)定位系统中,上部台座不是由下部台座所支撑的,而是与之独立地移动。工件由第一轴或台座载运,而工具(例如反射镜以及与之相关的激光束聚焦透镜)则由第二轴或台座载运。分轴式定位系统随着工件的整体尺寸与重量增加而成为有利的,其利用较长以及因此而较重的台座。分轴式系统经常用于微加工及ECB通孔钻孔应用中。
最近,已在运用平面式定位系统,在该系统中,工件是由单一台座载运的,该台座可由2个或更多个致动器所移动,而工具则保持在一基本固定的位置。这些系统借着协调致动器的有效力而在二维方向上平移工件。某些平面式的定位系统可能还能够旋转工件。
图1显示一种借着运用高速短移动的定位器(快速定位器)60,例如一对检流计(galvanometer)驱动镜64与66,来提供激光束的二轴偏转的传统方式。图1是检流计驱动X轴镜64与检流计驱动Y轴镜66的简化视图,镜64与66被设置于固定镜72与聚焦光学器件78之间的光路70上。各个检流计驱动镜沿着单一轴使激光束偏转,以引导光束至工件79上的目标位置。Overbeck的美国专利第4,532,102号揭示了一种运用这样的快速定位器的堆叠式台座光束定位系统,而Cutler等人的美国专利第5,751,585与5,847,960号揭示了一种分轴式光束定位系统,其中上部台座承载至少一个快速定位器。运用这类快速定位器的系统被用于诸如通孔的钻孔之类无连线烧断(nonlink blowing)工艺中,因为它们目前无法传送光束如同“固定式”的激光头定位器那样准确。
这类定位器的分轴式特性可能引入旋转阿贝误差(rotational Abbeerror),且检流计可能引入额外的定位误差。此外,因为在二个检流计控制镜之间必须要有间隔,此二镜不能同时被定位成靠近聚焦光学器件的入瞳。此种间隔造成光束的偏移,这将降级所聚焦的光斑的质量。而且,二镜式结构限制入瞳而使之更移位得远离聚焦光学器件,造成聚焦光学器件的复杂度提高而与数值孔径受限,因而限制了最小可达成的光斑尺寸。
因此,仍需要一种用以取得较高的电子电路处理生产量而同时维持定位速度、距离、与准确度,并且适合特定处理应用的聚焦光斑品质的系统与方法。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提出一种用于取得较高的电子电路激光处理生产量的系统及方法。
本发明的另一个目的提出一种定位器系统,其利用线性、检流计、及二轴操纵镜台座的共同作用,来使得针对各种电子工件处理应用的定位精度、速度、与激光光斑尺寸达到最佳化。
本发明的又一个目的是提出一种定位器系统,其使用针对电子电路激光基础处理应用的协调运动。
本发明的三级定位器系统的一个优选实施例使用了组合的处理元件,例如计算机、微处理器、与数字信号处理器(下文单独或统称为“DSP”),以控制激光束偏转台座、X轴平移台座、与Y轴平移台座,从而引导激光束至工件(例如IC或ECB)的目标位置。虽然这种三级定位器系统被构造成具有安装于X轴平移台座上的单一激光束偏转台座与安装于Y轴平移台座上的单一工件,也使用了与堆叠式、分立式、或平面式定位器相结合的其它结构的定位系统,如其中有多个激光束偏转台座的的定位系统。
由一系统控制计算机处理储存于数据库储存子系统中的工具路径数据库。该数据库含有所需处理参数,以便用激光束在工件上切削出孔或外形轮廓。系统控制计算机将所储存数据库的激光控制部分传送至一激光控制器,而将位置控制部分作为数据流传送至一仿形切削(profiling)处理装置,该仿形切削处理装置将上述数据流分解成对应于工件上的激光束的路径中的各种预定变化的位置、速度、与时间分量。
激光控制器是由仿形处理装置所产生的定时数据控制的,且由一触发处理装置来进一步协调,该触发处理装置使得激光的触发与激光束偏转台座以及X轴与Y轴平移台座的动作同步。
定位命令由具有恒定信号传播延迟L的低通滤波器所接收,并由补偿此传播延迟的延迟L元件所接收。低通滤波器透过一加法器而将经过低通滤波的位置命令传送至一低频控制器,该控制器驱动X轴与Y轴平移台座。延迟L元件将来自位置仿形器(profiler)的未滤波的定位命令传送至信号处理元件,以供驱动激光束偏转台座。
X轴与Y轴平移台座包括位置传感器,其将这些平移台座的实际位置传送至一加法器,加法器根据经过低通滤波的命令数据来减去实际位置,以闭合控制回路且引导这些平移台座至所命令的位置。
另一个加法器根据被延迟的定位命令来减去实际位置,且产生低频台座位置误差信号,该信号被传送至一中通滤波器与一延迟M元件。经过中通滤波的位置误差数据被通过一加法器而转送至一中频控制器,中频控制器驱动在激光束偏转台座中的检流计偏转镜。因为中通滤波器109产生具有恒定时间延迟M的被滤波位置误差数据,此恒定时间延迟M被延迟M元件所补偿,此延迟M元件延迟将低频误差数据传送至信号处理元件以供驱动激光束偏转台座。
检流计偏转镜包括位置传感器,这些位置传感器将检流计偏转镜的实际位置传送至一加法器,此加法器根据经过中通滤波的误差数据来减去实际位置,以闭合控制回路且引导这些检流计驱动镜至被命令位置。
再有一加法器根据所产生的被延迟的误差信号来减去实际检流计位置,且产生高频台座位置误差信号,高频台座位置误差信号被传送至一高频控制器,以驱动激光束偏转台座中的高频台座。
本发明通过在激光束偏转台座添加快速操纵镜(FSM),实质降低了低频与中频台座稳定时间的影响。
运用FSM的三级定位器系统借助于减少在各目标位置之间移动激光束所需的时间,且借助于减少在每个位置上的处理时间,而提高了电子电路处理生产量。添加FSM作为第三定位台座,提供了更为准确的定位,这是因为由前二个台座所引起的定位与稳定时间误差能够被FSM所校正。
在另一可选择的实施例中,FSM可被定位以接收来自检流计驱动X轴与Y轴镜的激光束,且通过聚焦光学器件而将该激光束偏转以朝向工件。
借助于以下参照附图所作的优选实施例的详细说明,本发明的其它目的与优点将是显而易见的。
附图说明
图1是一种现有技术的快速定位器的简化侧视图,该定位器使用一对检流计驱动镜,它们沿着不同相应的单个轴偏转激光束。
图2是本发明的一种三级激光束定位系统的组合图与电气方框图。
图3是一种激光束偏转台座的组合图与电气方框图,此激光束偏转台座用于图2所示的三级激光束定位系统中。
图4A是一种现有技术的定位器的工作包络线(working envelope)的简化示意图,此定位器使用线性台座及检流计台座。
图4B是条线图,显示图4A所示的现有技术的定位器所需要的移动、稳定、钻孔、及总的孔洞处理时间。
图5A是本发明的一种三级定位器的工作包络线的简化示意图,此定位器使用线性台座、检流计台座及FSM台座。
图5B是条线图,显示图5A所示的三级定位器所需要的检流计移动、FSM移动、稳定、钻孔、及总的孔洞处理时间。
图6示意性地展示本发明的一种二轴式FSM应用的侧视图。
具体实施方式
所述光束定位系统优选使用激光控制器,其控制堆叠式、分轴式、或平面式的定位器系统且与可操纵的反射器相协调,以将激光束瞄准及聚焦至一电子电路工件上的所需目标位置。光束定位系统可替换性地或是额外地使用Cutler等人的美国专利第5,751,585号、第5,798,927号与第5,847,960号中所描述的任何一种改良、光束定位器、与协调动作技术,上述专利被转让给本申请案的让受人,且以参照方式纳入本说明书。也可使用其它固定头或线性动作驱动的传统定位系统,以及在美国俄勒冈州波特兰市电子科学工业公司(ESI)亦即本申请的让受人所制造的9800型系列产品中使用的那些系统。
图2显示本发明的一种三级定位器系统80的分立式台座实施例,该系统是用举例方式、参照一种基于激光的孔切削系统来描述的,其使用计算机如数字信号处理器(DSP)82,来控制激光束偏转台座84、X轴平移台座86、与Y轴平移台座88,从而将激光束90引导至工件92上的目标位置,工件92例如为IC或优选为ECB。虽然定位器系统80被构造成具有安装于X轴平移台座86上的单一激光束偏转台座84,以及安装于Y轴平移台座88上的单一的工件92,其它结构的定位系统也是可能的,例如其中有多个台座84与堆叠式、分立式、或平面式定位器结合使用的那些系统。本领域技术人员将了解,DSP 82包括实质相同的X与Y轴部分,虽然图中仅显示且本文仅描述了X轴部分。
由系统控制计算机93来处理工具路径数据库94,该数据库储存于一数据库储存子系统中。工具路径数据库94含有所需处理参数,以便用激光束90在工件92上切削出孔、外形轮廓或连线。系统控制计算机93将所储存数据库的激光控制部分传送至激光控制器96,而将位置控制部分作为数据流而传送至仿形处理装置98。仿形处理装置98将该数据流分解成对应于工件92上的激光束90的路径中的各种预定变化的仿形位置dP(“dx”与“dy”)、仿形速度dV(“dvx”与“dvy”)、与时间分量dT (“dtx”与“dty”)。所以,激光束90的每个移动是以dx、dy、dvx、dvy、dtx、与dty分量来定义的,而这些分量是由位置仿形器100来进一步处理的。
激光控制器96是由仿形处理装置98所产生的定时数据控制的,且为由延迟L+M 101来进一步协调,延迟L+M 101使得激光器102的触发与激光束偏转台座84和X轴平移台座86及Y轴平移台座88的动作同步。延迟L+M 101的更为详细的描述是参照图2进行的。
仿形处理装置98所产生的dx、dy、dvx、dvy、dtx、与dty分量由位置仿形器100所进一步处理,而成为按照数据库命令、移动X轴平移台座86与Y轴平移台座88的所需定位信号。定位信号的瞬间值由DSP 82以每秒钟至少10000点的速率产生。
所得的定位信号具有加速度分量与位置分量,它们由低通滤波器103与延迟L元件104所接收,其中低通滤波器103具有恒定信号传播延迟L,延迟L元件104补偿低通滤波器103的该恒定信号传播延迟L。如下所述,低通滤波器103与延迟L元件104也协调动作,以使定位器台座86与88及激光束偏转台座84在其位置轮廓(position profiles)上移动,同时将它们的加速度保持在指定极限值以内。
低通滤波器103所接收到的位置命令使得,经过低通滤波的位置命令通过加法器105传送至低频控制器106,低频控制器接着驱动X轴平移台座86(以立体图和方框图两种形式显示)。经过低通滤波的位置命令数据被与X轴平移台座86和Y轴平移台座88的响应频宽相匹配,与激光束偏转台座84的较高响应频宽定位器相比,X轴平移台座86和Y轴平移台座88的移动及稳定较慢。在DSP 82中,低通滤波器103优选是通过级联具有临界阻尼比的两个或更多个二阶滤波器,而实现的四阶低通滤波器。因为低通滤波器103产生滤波后的位置命令数据,此数据具有相对于位置命令的恒定时间延迟L,恒定时间延迟L便借助延迟L元件104而得到了补偿。在DSP 82中,延迟L元件104优选实施为在从位置仿形器100传送未滤波定位命令至信号处理元件以驱动激光束偏转台座84期间的一种被编程延迟。
X轴平移台座86与Y轴平移台座88包括位置传感器107,其中一个位置传感器传送X轴平移台座86的实际位置信号至加法器105。加法器105根据经过低通滤波的命令数据减去该实际位置信号,以闭合控制回路,且引导X轴平移台座86至被命令位置。
另一个加法器108则根据延迟L元件104所产生的被延迟定位命令减去来自位置传感器107的实际位置信号,且产生低频台座位置误差信号,该低频台座位置误差信号被传送至中通滤波器109与延迟M元件110。中通滤波器109所接收到的低频台座位置误差信号使得,经过中通滤波的位置误差数据通过加法器111而传送至中频控制器112,中频控制器112接着驱动激光束偏转台座84中的检流计偏转镜66(以立体图及方框图两种形式显示)。经过中通滤波的位置误差数据被与检流计偏转镜66的响应频宽相匹配。中通滤波器109优选为在DSP 82中,通过级联具有临界阻尼比的两个或更多个二阶滤波器来实现的四阶中通滤波器。因为中通滤波器109产生已被滤波位置误差数据,该数据具有相对于误差信号的恒定时间延迟M,恒定时间延迟M便通过延迟M元件110而得到了补偿。在DSP 82中,延迟M元件110优选实施为在从加法器108传送误差数据至信号处理元件以驱动激光束偏转台座84时的一种被编程延迟。
检流计偏转镜64与66包括位置传感器113,其中一个位置传感器传送检流计驱动镜66的实际位置信号至加法器111。加法器111根据经过中通滤波的误差数据来减去该实际位置信号,以闭合该控制回路且引导检流计驱动镜66至被命令位置。
又一个加法器114根据延迟M元件110所产生的被延迟误差信号而减去来自位置传感器113的实际位置信号,且产生中频台座位置误差信号,此信号通过可选择的加法器115(以虚线显示)被传送至高频控制器116,高频控制器116接着驱动激光束偏转台座84中的高频台座117(以立体图及方框图两种形式显示)。中频台座位置误差信号被与高频台座117的响应频宽相匹配。高频台座117可包括可选择的位置传感器118,其中一个传感器传送高频台座117的实际位置信号至可选择的加法器115。加法器115根据中频台座误差信号来减去该实际位置信号,以闭合控制回路且引导高频台座117至被命令位置。
回到延迟L+M 101,本领域技术人员将了解,在激光束90被适当引导至工件92上的被命令位置之前,不应触发激光器102。为此,来自位置仿形器100的定位命令必须通过延迟L元件104与延迟M元件110传送。因此,延迟L+M 101优选包括延迟L元件104与延迟M元件110的延迟总和。
图3显示激光束偏转台座84的一个优选实施例。同时参考图1与图2,检流计驱动X轴镜64与Y轴镜66接收来自中频控制器112的驱动信号。本发明通过在激光束偏转台座84中添加高频台座117,实质减小了低频与中频台座稳定时间的影响。在针对ECB通孔钻孔、电路元件修整、及微加工应用的优选实施例中,高频台座117包括FSM120,FSM 120被定位以接收激光束90,通过检流计驱动X轴镜64与Y轴镜66而使之偏转,通过物镜78而到达工件92上的目标位置121。
FSM 120由电致伸缩致动器所偏转,与检流计驱动X轴轴镜64和Y轴镜66相比,电致伸缩致动器具有较高的频率响应。FSM 120优选是由铌酸镁铅(PMN)致动器122所偏转的,该致动器122将电压转换成为位移。PMN材料类似于更为普通的压电致动器材料,但其具有小于1%的磁滞。优选的PMN致动器122对于10毫米(mm)长的中空圆柱PMN材料而言具有约为5微米的受限位移,但是对于5mm直径的圆柱而言具有每微米约为210牛顿的极高硬度。优选实施例为单一一个PMN材料制成的中空圆柱,其从电气分割成为三个活性(active)区域。激活一个区域就引起一相关侧边膨胀,因而使FSM 120在大约±1毫弧度(“mRad”)的角度范围中倾倒或倾斜。
此外,FSM 120可借助于一弯曲部分而连接至三个独立的PMN致动器122,其具有构造成等边三角形的第一端,其中心对准FSM 120的中心124。PMN致动器122的第二端机械连接至安装座126,安装座126固定至X轴平移台座86。这三个PMN致动器122优选以三个自由度的结构来实施,其在二个自由度的模式下使用以倾斜和倾倒FSM 120。具体地说,该致动器三角形具有5mm侧边,从而使FSM 120可偏转到约±4mRad角度,此角度转换为当以80mm物镜78将激光束90投射于工件92上时,使激光束90偏转±640微米。
与检流计驱动X轴镜64与Y轴镜66相比,高频台座117操作于较高频率与加速度。具体地说,PMN致动器122具有约2.0微法的特征电容、1.0欧姆的直流阻抗、在5千赫(kHz)频率下17欧姆的阻抗,并在75伏驱动电压下引出3安培以上电流。驱动FSM 120的PMN致动器具有大于约5kHz的一大信号频宽、大于约8kHz的一小信号频宽、及至少约为±1mRad的偏转角度,以在约±0.5微米的定位精度下偏转激光束90。
参照上述的高频台座性能,由加法器114所发展的位置误差信号被传送至可选的加法器115,加法器115的输出则被传送至高频控制器116以驱动PMN致动器122。一可选的FSM位置传感器132提供FSM实际位置信号至可选的加法器115,以供校正任何残余的FSM 120定位误差。可选的FSM位置传感器132包括位置激光器134,该激光器产生激光束136,其自FSM 120反射至位置感测检测器138,该位置感测检测器例如为四重感测二极管阵列。随着FSM 120偏转,激光束136作为偏转角度的函数,而被偏转至偏离位置感测检测器138的中心。位置感测检测器138通过一种或多种代表FSM 120的偏转角度的信号来作为响应。替代的FSM位置传感器实施例是可能的,包括电容式与基于应变计的位置传感器。
使用高频台座117的三级定位器系统80通过减少需用于在目标位置118之间移动的时间,且通过减少在各个位置上的处理时间,而提高了电子电路处理生产量。其也能够执行先前所不可能执行的新工艺。附加高频台座117作为第三定位台座提供了较为准确的定位,这是因为由低频与中频台座所引起的定位与稳定时间误差可得到校正。
下文所述是针对三级定位器系统80的某些额外有利应用的实例。
人造(artificial)光斑放大:位置仿形器100命令三级定位器系统80遵循一预定的工具路径,而同时也在小圆圈中或以振荡形式移动激光束90的位置。这种光束的移动使激光束90的能量分布于较大面积上,且有效地沿工具路径进行较宽的切削。这种光束的移动也使激光能量散布于较大面积上,这能够帮助控制处理窗且因而降低对于成像光斑的需求。
光束设定:FSM 120校正定位误差,包括检流计误差,这让检流计驱动X轴镜64与Y轴镜66能够更为有效地调谐,进一步减少目标至目标的移动次数。这也改善了定位精度,因为系统校正了检流计的不准确度、“蠕动(creep)”与容差的变化。具有±5-10微米高速准确度的检流计驱动X轴镜64与Y轴镜66可实质由FSM 120所校正。
ECB通孔钻孔:随着激光器102的功率增加,需要相应地增加速度用于环锯(trepaning)与螺旋(spiral)钻孔。检流计受到操作频宽的限制,其典型约为1-1.5kHz。因为FSM 120具有至少5kHz的操作频宽,以及至少如同所钻的孔的直径的动作范围,所以可透过位置仿形器100发出快速的环锯与螺旋钻孔定位命令,同时保持所命令的光束位置固定。
小角度定位:定位器台座的移动范围经常被称为“工作包络线(working envelope)”。若FSM 120具有充分大的工作包络线,以在检流计台座64与66的目前位置之前的一新目标位置处定位激光束90,则可在检流计台座64与66被完全重新定位之前,便开始下一个目标位置的处理。检流计台座64与66随着新目标位置受到处理而移动至其最终位置。随着检流计台座64与66移动至其最终位置,FSM 120移动回到其中心位置。
为了解三级定位器系统80的生产量优点,图4A代表一种现有技术的定位器,此定位器具有线性台座工作包络线150与检流计台座工作包络线152。图4B显示出总处理时间154,需要以此总处理时间来由目前目标位置156移动500微米(micron)而到达新目标位置158,且在新目标位置158钻孔。此现有技术实例假设的是,检流计台座在1.0ms(毫秒)内执行500微米移动,且具有0.0-1.0ms的稳定时间、及1.0ms的钻孔时间。因此,移动及进行孔处理的总计时间154为2.0ms至3.0ms。
反之,图5A代表本发明的一种三级定位器的性能,此定位器具有线性台座工作包络线150、检流计台座工作包络线152、与FSM工作包络线160。图5B显示出,由目前目标位置156移动500微米而到达新目标位置158、且在新目标位置158处钻孔所需要的总处理时间162。此实例也假设,检流计台座在1.0ms内执行500微米移动,且具有0.0-1.0ms的稳定时间、及1.0ms的钻孔时间。在此实例中,FSM具有±125微米的工作包络线,且总处理时间162包括如图5B所示的下列成分。125微米的FSM移动164与500微米的检流计移动166同时开始。FSM移动164在0.2ms内到达FSM工作窗160的范围,而检流计移动166则继续。FSM移动164加上检流计移动166致使在0.6ms内到达新目标位置158,在此时刻,1.0ms的钻孔时间168开始,而检流计移动166完成且稳定,而且FSM校正因检流计移动166的完成及稳定所产生的定位误差。因此,总计的移动及孔处理时间162为1.6ms,这表示比现有技术的定位器系统的有16%的生产量改善。若稳定时间为1.0ms,则改善为47%。
大角度定位:若在上述实例中的FSM有±500微米的工作包络线,则在间隔500微米的孔之间的总移动时间将以因子5减少,且生产量将提高40%。
图6显示一种典型的二轴操纵镜系统200。可使用各种技术在两个轴上围绕枢轴点204而倾斜镜202。这些技术包括:使用弯曲机构与音圈致动器的FSM;依赖于压电变形、电致伸缩变形、或是PMN致动器材料变形的压电致动器;以及使镜的表面变形的压电或电致伸缩致动器。适合的音圈驱动FSM可得自美国科罗拉多州Broomfield的BallAerospace公司与美国加州Irvine的Newport公司。适合的压电致动器是由德国卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)的Physik Instrumente(“PI”)GmbH&Co.所制造的型号为S-330的超快速压电倾倒/倾斜平台座。
在诸如半导体晶圆处理之类应用中,典型地并不使用检流计偏转镜,因为它们各自仅围绕一轴倾斜一镜。况且,需要一对实际独立的检流计镜用于两个轴的致动。这种独立与下列期望是不兼容的:致动发生在位于一靠近聚焦透镜208的入瞳206的枢轴点,以维持在半导体晶圆表面的高品质激光光斑。然而,可能在这样一些应用中使用检流计偏转镜:具体地说,是在镜202的前面且在单轴上使用检流计偏转镜以及小偏转结构,以维持准确度与聚焦良好的激光光斑。若使用小偏转结构,可使用操作于比典型频宽更高的频宽上的两个小检流计偏转镜。
当然,其它销售商的或其它型式的镜或致动器设计适用于本发明。
除了所有其它上述优点,本发明借着使用二级或三级系统以校正误差,允许放松对于线性马达与检流计驱动镜的要求(加速度时间、稳定时间)。这能够实质降低线性与检流计定位器的成本,并且也降低了系统生产量与线性台座和检流计台座的加速度限制值的依赖性。
本领域技术人员将理解,本发明的FSM系统可适用于蚀刻电路板的通孔钻孔、微加工、及激光修整应用。
本领域技术人员将认识到,可用不同于上述优选实施例的实施的方式,来实施本发明的各部分。例如,本发明不限于低、中、与高频台座的实施例,而可包括另外的台座,诸如极高频的定位器台座,其响应于位置命令的极高频频率部分。此外,所述DSP可实施为整体或部分离散的部件,其中某些为模拟部件。例如,加法器可实施为模拟式求和接点,但是优选实施为编码程序。
对于本领域技术人员显而易见的是,可对本发明的上述实施例的细节进行诸多修改而不偏离其基础原理。因此,可理解的是,本发明也可应用于其它与电子部件的处理中所遇到的不同的激光束瞄准应用。因此,本发明的范围仅应由所附权利要求所决定。
Claims (25)
1.一种用于响应位置命令以将激光束导向工件上的目标位置的装置,包括:
一低频宽定位器台座,其响应所述位置命令的低频部分,相对于彼此地引导所述工件与所述激光束至少其中之一;
一中频宽定位器台座,其响应所述位置命令的中频部分,相对于彼此地引导所述工件与所述激光束至少其中之一;及
一高频宽定位器台座,其响应所述位置命令的高频部分,相对于彼此地引导所述工件与所述激光束至少其中之一。
2.如权利要求1所述的装置,其中所述高频宽定位器台座包括一快速操纵镜。
3.如权利要求2所述的装置,其中所述快速操纵镜是根据所述位置命令所规定的目标位置与所述低频宽定位器台座与中频宽定位器台座至少其中之一的实际位置之间的差异来定位的。
4.如权利要求2所述的装置,进一步包括一传感器,其用于测量所述低频宽定位器台座的实际位置;且其中所述快速操纵镜是根据该低频宽定位器台座的实际位置与所述位置命令所规定的目标位置之间的差异来定位的。
5.如权利要求1所述的装置,其中所述中频宽定位器台座进一步包括至少一个检流计驱动镜及一传感器,用于测量所述中频宽定位器台座的实际位置。
6.如权利要求5所述的装置,进一步包括:
加法器,其用于从延迟误差信号中减去传送由所述传感器获得的实际检流计位置的信号以产生高频台座位置误差信号;和
高频控制器,其用于接收所述高频台座位置误差信号,从而所述高频宽定位器台座是根据所述中频宽定位器台座的实际位置与所述位置命令所规定的目标位置之间的差异来定位的。
7.如权利要求5所述的装置,其中所述高频宽定位器台座是根据所述中频宽定位器台座的实际位置与所述位置命令所规定的目标位置之间的差异来定位的快速操纵镜。
8.如权利要求1所述的装置,进一步包括一极高频定位器台座,其响应所述位置命令的极高频部分,相对于彼此地引导所述工件与所述激光束至少其中之一。
9.如权利要求1所述的装置,其中所述低频宽定位器台座包括以堆叠式结构、分轴式结构或平面式结构布置的线性台座。
10.如权利要求1所述的装置,其中所述高频宽定位器台座包括一快速操纵镜,其沿两个轴反射所述激光束。
11.如权利要求10所述的装置,其中所述快速操纵镜是由音圈致动器、压电致动器、或电致伸缩致动器来定位的。
12.如权利要求10所述的装置,其中所述压电致动器是铌酸镁铅致动器。
13.如权利要求10所述的装置,其中所述快速操纵镜进一步包括一位置传感器,用于确定该快速操纵镜的实际位置;且其中所述快速操纵镜是根据该快速操纵镜的实际位置与所述位置命令所规定的目标位置之间的差异来定位的。
14.如权利要求1所述的装置,进一步包括一低通滤波器与一中通滤波器,它们接收所述位置命令且分别通过该位置命令的低频与中频部分。
15.如权利要求14所述的装置,其中所述低通与中通滤波器具有相关联的第一与第二滤波器延迟,且所述装置进一步包括第一与第二延迟元件,其补偿所述第一与第二滤波器延迟。
16.如权利要求2所述的装置,进一步包括电致伸缩致动器,以偏转所述快速操纵镜。
17.如权利要求2所述的装置,其中所述快速操纵镜具有大于5kHz的信号频宽。
18.如权利要求2所述的装置,其中所述快速操纵镜在所述工件处具有±500微米的工作包络线。
19.一种用于响应位置命令以引导激光束处理工件上的目标位置的方法,包括:
响应所述位置命令的低频部分,相对于彼此地引导所述工件与所述激光束至少其中之一;
响应所述位置命令的中频部分,相对于彼此地引导所述工件与所述激光束至少其中之一;及
响应所述位置命令的高频部分,相对于彼此地引导所述工件与所述激光束至少其中之一。
20.如权利要求19所述的方法,其中处理所述目标包括钻孔。
21.如权利要求19所述的方法,其中所述工件包括一电子电路,且处理所述目标包括调谐在所述电子电路上的电路元件。
22.如权利要求19所述的方法,其中所述工件包括一电子电路衬底,且处理所述目标包括在所述电子电路衬底上形成孔。
23.如权利要求20所述的方法,其中钻孔包括螺旋钻孔或环锯钻孔。
24.如权利要求19所述的方法,其中处理所述目标包括微加工。
25.如权利要求24所述的方法,其中微加工包括颤动调谐或校正孔的粗糙度。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/373,232 US6706999B1 (en) | 2003-02-24 | 2003-02-24 | Laser beam tertiary positioner apparatus and method |
US10/373,232 | 2003-02-24 | ||
PCT/US2003/032973 WO2004076117A1 (en) | 2003-02-24 | 2003-10-17 | Laser beam tertiary positioner apparatus and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1758984A CN1758984A (zh) | 2006-04-12 |
CN100595017C true CN100595017C (zh) | 2010-03-24 |
Family
ID=31946670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200380110210A Expired - Lifetime CN100595017C (zh) | 2003-02-24 | 2003-10-17 | 激光束三级定位器装置和方法 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6706999B1 (zh) |
EP (1) | EP1597013B1 (zh) |
JP (1) | JP4711393B2 (zh) |
KR (1) | KR101129347B1 (zh) |
CN (1) | CN100595017C (zh) |
AU (1) | AU2003287161A1 (zh) |
CA (1) | CA2517214A1 (zh) |
DE (1) | DE60336083D1 (zh) |
TW (1) | TWI291794B (zh) |
WO (1) | WO2004076117A1 (zh) |
Families Citing this family (64)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7245412B2 (en) | 2001-02-16 | 2007-07-17 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the-fly laser beam path error correction for specimen target location processing |
US8497450B2 (en) | 2001-02-16 | 2013-07-30 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the fly laser beam path dithering for enhancing throughput |
US6951995B2 (en) * | 2002-03-27 | 2005-10-04 | Gsi Lumonics Corp. | Method and system for high-speed, precise micromachining an array of devices |
US6835912B2 (en) * | 2002-05-28 | 2004-12-28 | Trumpf, Inc. | Laser cutting machine with two Y-axis drives |
US20050103764A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-05-19 | Trumpf, Inc. | Laser cutting machine with two X-axis drives |
US20050263497A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-12-01 | Lehane Christopher J | System for laser drilling of shaped holes |
KR101290665B1 (ko) * | 2004-06-07 | 2013-07-30 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 레이저 시스템 성능 향상을 위한 aom 변조 기술 |
US7027199B2 (en) * | 2004-06-07 | 2006-04-11 | Electro Scientific Industries, Inc. | AOM modulation techniques for facilitating pulse-to-pulse energy stability in laser systems |
US7372878B2 (en) * | 2004-08-06 | 2008-05-13 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and system for preventing excessive energy build-up in a laser cavity |
US7227098B2 (en) * | 2004-08-06 | 2007-06-05 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and system for decreasing the effective pulse repetition frequency of a laser |
US20060250672A1 (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-09 | Ealey Mark A | Agile mandrel apparatus and method |
US8057463B2 (en) * | 2006-04-07 | 2011-11-15 | Amo Development, Llc. | Adaptive pattern correction for laser scanners |
US7834293B2 (en) * | 2006-05-02 | 2010-11-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for laser processing |
KR101511199B1 (ko) * | 2006-08-22 | 2015-04-10 | 캠브리지 테크놀로지 인코포레이티드 | 엑스-와이 고속 천공 시스템에서 공진 스캐너를 사용하기 위한 시스템 및 방법 |
US7663269B2 (en) * | 2006-12-13 | 2010-02-16 | A-Tech Corporation | High bandwidth linear actuator for steering mirror applications |
EP2097790A2 (en) * | 2006-12-18 | 2009-09-09 | KLA-Tencor Corporation | Substrate processing apparatus and method |
US9029731B2 (en) * | 2007-01-26 | 2015-05-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods and systems for laser processing continuously moving sheet material |
US7760331B2 (en) * | 2007-02-20 | 2010-07-20 | Electro Scientific Industries, Inc. | Decoupled, multiple stage positioning system |
US8481887B2 (en) * | 2007-05-03 | 2013-07-09 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method for machining tapered micro holes |
US9018561B2 (en) * | 2007-05-23 | 2015-04-28 | Cymer, Llc | High power seed/amplifier laser system with beam shaping intermediate the seed and amplifier |
US8426768B2 (en) | 2008-02-20 | 2013-04-23 | Aerotech, Inc. | Position-based laser triggering for scanner |
US7982160B2 (en) * | 2008-03-31 | 2011-07-19 | Electro Scientific Industries, Inc. | Photonic clock stabilized laser comb processing |
US8680430B2 (en) * | 2008-12-08 | 2014-03-25 | Electro Scientific Industries, Inc. | Controlling dynamic and thermal loads on laser beam positioning system to achieve high-throughput laser processing of workpiece features |
JP4612733B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2011-01-12 | 東芝機械株式会社 | パルスレーザ加工装置 |
GB0900036D0 (en) * | 2009-01-03 | 2009-02-11 | M Solv Ltd | Method and apparatus for forming grooves with complex shape in the surface of apolymer |
TWI594828B (zh) * | 2009-05-28 | 2017-08-11 | 伊雷克托科學工業股份有限公司 | 應用於雷射處理工件中的特徵的聲光偏轉器及相關雷射處理方法 |
KR20120086688A (ko) * | 2009-10-13 | 2012-08-03 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 전극판의 통기공 형성 방법 |
WO2011082065A2 (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Gsi Group Corporation | Link processing with high speed beam deflection |
KR101973660B1 (ko) | 2010-10-22 | 2019-04-30 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 빔 디더링 및 스카이빙을 위한 레이저 처리 시스템 및 방법 |
DE102011006152A1 (de) | 2011-03-25 | 2012-09-27 | BLZ Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH | Trepanieroptik zur Einstellung und Variation eines Propagationswinkels und einer lateralen Versetzung elektromagnetischer Strahlung |
US10213871B2 (en) | 2012-10-22 | 2019-02-26 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for marking an article |
EP2943311A4 (en) | 2013-01-11 | 2016-08-31 | Electro Scient Ind Inc | LASER PULSE POWER CONTROL SYSTEMS AND METHOD |
JP6636417B2 (ja) | 2013-03-15 | 2020-01-29 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | Aod移動減少用aodツール整定のためのレーザシステム及び方法 |
CN105102169B (zh) | 2013-03-15 | 2017-05-03 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 用于声光偏转器击溃处理的激光系统和方法 |
CN105103390B (zh) | 2013-03-15 | 2021-02-12 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 用于激光射束定位系统的相位阵列操纵 |
CN105451927A (zh) | 2013-08-16 | 2016-03-30 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 用于在内部对薄层作标记的激光系统及方法及借此制造的物品 |
CN105579185B (zh) * | 2013-09-24 | 2020-11-17 | Ipg光子公司 | 能够抖动的激光加工系统 |
US10307863B2 (en) | 2013-12-06 | 2019-06-04 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Control of redundant laser processing machines |
CN103792952B (zh) * | 2014-01-23 | 2016-06-15 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 用于提高激光发射系统瞄准精度的快速反射镜电控系统 |
US9696709B2 (en) * | 2014-02-21 | 2017-07-04 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method and system for computing reference signals for machines with redundant positioning |
US9269035B2 (en) | 2014-02-28 | 2016-02-23 | Electro Scientific Industries, Inc. | Modified two-dimensional codes, and laser systems and methods for producing such codes |
US9594937B2 (en) | 2014-02-28 | 2017-03-14 | Electro Scientific Industries, Inc. | Optical mark reader |
DE102014207220A1 (de) * | 2014-04-15 | 2015-10-15 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Laserbearbeiten eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls und zugehörige Laserbearbeitungsmaschine |
US9612436B1 (en) | 2014-08-12 | 2017-04-04 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | High-speed scanner-tracker |
JP6440725B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-12-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | 送り軸制御方法および数値制御工作機械 |
US9983562B2 (en) | 2014-12-29 | 2018-05-29 | Electro Scientific Industries, Inc. | Adaptive part profile creation via independent side measurement with alignment features |
JP6785238B2 (ja) | 2015-02-27 | 2020-11-18 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | クロス軸微細加工のための高速ビーム操作 |
US9744620B2 (en) | 2015-04-06 | 2017-08-29 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Control of processing machines with redundant actuators |
JP6553940B2 (ja) * | 2015-05-15 | 2019-07-31 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
SG11201701698VA (en) | 2015-06-22 | 2017-04-27 | Electro Scient Ind Inc | Multi-axis machine tool and methods of controlling the same |
CN112091421B (zh) | 2015-09-09 | 2022-12-23 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 镭射处理设备、镭射处理工件的方法及相关配置 |
CN105171250B (zh) * | 2015-10-30 | 2017-07-04 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种激光切割铝合金车轮毛坯飞边的装置和方法 |
CN105414768B (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种激光切割铝车轮毛坯去浇口的装置及方法 |
CN108700661A (zh) | 2016-03-17 | 2018-10-23 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 在镭射加工系统中的像平面的定位 |
CN109890553B (zh) * | 2016-08-28 | 2022-05-17 | Acs 运动控制有限公司 | 用于激光机械加工多个相对较大工件的方法及系统 |
CN110139727B (zh) | 2016-12-30 | 2022-04-05 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 用于延长镭射处理设备中的光学器件生命期的方法和系统 |
CN110573292A (zh) * | 2017-05-05 | 2019-12-13 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 多轴工具、其控制方法和相关布置 |
US20190391363A1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | Southwest Research Institute | Laser beam positioning method using a patterned mirror |
JP6592563B1 (ja) * | 2018-07-06 | 2019-10-16 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機及びレーザ加工方法 |
JP6684872B2 (ja) * | 2018-08-17 | 2020-04-22 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機及びレーザ加工方法 |
DE102019122064A1 (de) | 2019-08-16 | 2021-02-18 | Bystronic Laser Ag | Bearbeitungsvorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks, Teilesatz für eine Bearbeitungsvorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks und Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks |
US11531184B2 (en) * | 2019-12-20 | 2022-12-20 | Southwest Research Institute | Laser beam positioning method using a patterned mirror |
CN112872579B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-09-30 | 西安中科微精光子科技股份有限公司 | 激光加工的控制方法、装置、设备及计算机存储介质 |
CN117055208B (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-29 | 北京瑞控信科技股份有限公司 | 一种外闭环光束指向校准装置、方法及快反镜系统 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3432671A (en) | 1965-04-14 | 1969-03-11 | Conductron Corp | Solid state optical pickoff employing planar cruciform detector |
US4532402A (en) | 1983-09-02 | 1985-07-30 | Xrl, Inc. | Method and apparatus for positioning a focused beam on an integrated circuit |
JPS60106686A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-12 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | レ−ザ・マ−キング装置 |
US5074628A (en) | 1990-06-29 | 1991-12-24 | Khattak Anwar S | Laser beam scanning device and method for operation thereof |
US5280378A (en) | 1990-10-19 | 1994-01-18 | I.L. Med, Inc. | Cyclically scanned medical laser |
PL169904B1 (pl) | 1991-01-17 | 1996-09-30 | United Distillers Plc | Sposób i urzadzenie do znakowania poruszajacych sie wyrobów PL PL PL |
JPH0511854A (ja) * | 1991-07-04 | 1993-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 2段アクチユエータ制御装置 |
US5223692A (en) | 1991-09-23 | 1993-06-29 | General Electric Company | Method and apparatus for laser trepanning |
JPH05209731A (ja) | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Fanuc Ltd | レーザロボットの光軸調整方法 |
US5526165A (en) | 1992-08-21 | 1996-06-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanner system |
US5382770A (en) | 1993-01-14 | 1995-01-17 | Reliant Laser Corporation | Mirror-based laser-processing system with visual tracking and position control of a moving laser spot |
US5449882A (en) | 1993-03-15 | 1995-09-12 | Reliant Laser Corporation | Mirror-based laser-processing system with temperature and position control of moving laser spot |
JP3060813B2 (ja) | 1993-12-28 | 2000-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | レーザ加工装置 |
US5536916A (en) | 1994-09-30 | 1996-07-16 | Sanyo Machine Works, Ltd. | Method for performing automatic alignment-adjustment of laser robot and the device |
US5751585A (en) | 1995-03-20 | 1998-05-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | High speed, high accuracy multi-stage tool positioning system |
US5847960A (en) | 1995-03-20 | 1998-12-08 | Electro Scientific Industries, Inc. | Multi-tool positioning system |
US5666202A (en) * | 1995-08-22 | 1997-09-09 | Kyrazis; Demos | High bandwidth, dynamically rigid metrology system for the measurement and control of intelligent manufacturing processes |
US5940789A (en) * | 1996-05-17 | 1999-08-17 | Nikon Corporation | Stage control method and apparatus with varying stage controller parameter |
US6144118A (en) * | 1998-09-18 | 2000-11-07 | General Scanning, Inc. | High-speed precision positioning apparatus |
US6407363B2 (en) * | 2000-03-30 | 2002-06-18 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser system and method for single press micromachining of multilayer workpieces |
US6794660B2 (en) * | 2000-10-31 | 2004-09-21 | Nikon Corporation | Long stroke mover for a stage assembly |
JP2002178182A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-25 | Hitachi Via Mechanics Ltd | レーザ加工装置 |
US6816294B2 (en) | 2001-02-16 | 2004-11-09 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the-fly beam path error correction for memory link processing |
GB2390699B (en) * | 2001-02-16 | 2004-10-13 | Electro Scient Ind Inc | On-the-fly beam path error correction for memory link processing |
US6937911B2 (en) * | 2002-03-18 | 2005-08-30 | Nikon Corporation | Compensating for cable drag forces in high precision stages |
-
2003
- 2003-02-24 US US10/373,232 patent/US6706999B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-17 WO PCT/US2003/032973 patent/WO2004076117A1/en active Application Filing
- 2003-10-17 CA CA002517214A patent/CA2517214A1/en not_active Abandoned
- 2003-10-17 KR KR1020057015668A patent/KR101129347B1/ko active IP Right Grant
- 2003-10-17 CN CN200380110210A patent/CN100595017C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-17 DE DE60336083T patent/DE60336083D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-17 JP JP2004568851A patent/JP4711393B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-17 EP EP03781339A patent/EP1597013B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-17 AU AU2003287161A patent/AU2003287161A1/en not_active Abandoned
- 2003-10-21 TW TW092129100A patent/TWI291794B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI291794B (en) | 2007-12-21 |
EP1597013A1 (en) | 2005-11-23 |
CA2517214A1 (en) | 2004-09-10 |
KR101129347B1 (ko) | 2012-03-27 |
CN1758984A (zh) | 2006-04-12 |
EP1597013A4 (en) | 2008-08-06 |
JP4711393B2 (ja) | 2011-06-29 |
EP1597013B1 (en) | 2011-02-16 |
AU2003287161A1 (en) | 2004-09-17 |
US6706999B1 (en) | 2004-03-16 |
JP2006514334A (ja) | 2006-04-27 |
KR20050111745A (ko) | 2005-11-28 |
WO2004076117A1 (en) | 2004-09-10 |
TW200417094A (en) | 2004-09-01 |
DE60336083D1 (de) | 2011-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100595017C (zh) | 激光束三级定位器装置和方法 | |
US8238007B2 (en) | On-the-fly laser beam path error correction for specimen target location processing | |
JP4860870B2 (ja) | アッベ誤差補正装置及び方法 | |
US6816294B2 (en) | On-the-fly beam path error correction for memory link processing | |
JP5055443B2 (ja) | メモリリンク処理用の走査ビーム経路の誤差の補正 | |
US8497450B2 (en) | On-the fly laser beam path dithering for enhancing throughput | |
JP2003533876A (ja) | レーザ処理サイト内のミクロ構造を処理するために材料処理用レーザビームのウェストを精密に位置決めする方法及びシステム | |
CN1299873C (zh) | 借助激光光斑放大来激光加工工件的方法 | |
JP2002542043A (ja) | 多重レーザビームを使用する材料処理システム及び方法 | |
JP3769942B2 (ja) | レーザー加工方法及び装置、並びに非導電性透明基板の回路形成方法及び装置 | |
KR20010110322A (ko) | 레이저 가공 장치 | |
JP2680963B2 (ja) | 早送り制御方法 | |
JPH05104271A (ja) | 円形穴加工方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100324 |
|
CX01 | Expiry of patent term |