CN101909804B - 于一基板中具有变化同时性的激光钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种于一基板(44)中具有变化同时性的激光钻孔方法，包含：操作一激光(22)，以产生一单一输出光束(24)，该单一输出光束(24)的多个脉波具有一总能量；以随时间变化的一程度，划分该单一输出光束为多个光束(41)；以及施加该多个光束至该基板上的多个钻孔位置(209、210、212、214、216、218、220、222)，包含：利用该多个光束中具有一脉波能量的相应光束，同时钻制多个孔的第一部分，该脉波能量是该总能量的一第一分率；以及，此后利用该多个光束中分别具有一脉波能量的至少一个光束，钻制该多个孔至少其中之一的至少一第二部分，该脉波能量是该总能量的至少一第二分率，该第二分率是不同于该第一分率。

Description

于一基板中具有变化同时性的激光钻孔方法

相关申请案交叉参照 

本申请案是参照于2008年1月10日提出申请且名称为“多激光束定位及能量递送系统(Multiple Laser Beam Positioning and Energy Delivery System)”的美国临时专利申请案第61/020,273号，该申请案的揭示内容特此以引用方式并入且特此依据CFR 1.78(a)(4)及(5)(i)要求其优先权。 

本申请案与在同一日期提出申请且名称为“多镜面校准系统(Multiple Mirror Calibration System)”相关，该申请案让与本发明的受让人且亦以引用方式并入本文中。 

技术领域

本发明总的是关于钻孔装置，更详细地说是关于利用一激光束钻制多个孔。 

背景技术

激光束已用于制造系统多年，对诸如基板等物体实施作业，用于物体的钻制、熔融或烧蚀。为缩短制造时间，所述这些系统可利用多个激光束。然而，利用多个光束实施钻制的现有系统的操作灵活性需要改进。 

发明内容

本发明提供一种于一基板中具有变化同时性(simultaneity)的改进的激光钻孔系统及方法。 

因此，根据本发明一方面提供一种于一基板中具有变化同时性的激光钻孔方法，包含：操作一激光，以产生一单一输出光束，该单一输出光束的多个脉波具有一总能量；以随时间变化的一程度，划分该单一输出光束为多个光束；以及施加该多个光束至该基板上的多个钻孔位置，包含：利用该多个光束中具有一脉波能量的相应光束，同时钻制多个孔的第一部分，该脉波能量是该总能量的一第一分率，此后，利用该多个光束中分别具有一脉波能量的至少一个光束，钻制该多个孔至少其 中之一的至少一第二部分，该脉波能量是该总能量的至少一第二分率，该第二分率是不同于该第一分率。 

根据本发明一较佳实施例，该第一分率是该多个孔的数量的一函数。 

根据本发明一较佳实施例，该第二分率是该多个孔的数量的一函数，而该多个孔具有钻制的该至少一第二部分。 

根据本发明另一方面提供一种于一基板中具有变化同时性的激光钻孔方法，包含：操作一激光，以产生具有一总功率的一单一输出光束；以随时间变化的一程度，划分该单一输出光束为多个光束；以及施加该多个光束至该基板上的多个钻孔位置，包含：利用该多个光束中具有一光束功率的相应光束，同时钻制多个孔的第一部分，该光束功率是该总功率的一第一分率，以及，此后利用该多个光束中分别具有一光束功率的至少一光束，钻制该多个孔至少其中之一的至少一第二部分，该光束功率是该总功率的至少一第二分率，该第二分率系不同于该第一分率。 

根据本发明一较佳实施例，该第一分率是该多个孔的数量的一函数。 

根据本发明一较佳实施例，其中该第二分率是该多个孔的数量的一函数，而该多个孔具有钻制的该至少一第二部分。 

较佳地，该单一输出光束包含以一脉波重复率(pulse repetition rate)产生的多个具有单一光束脉波能量的脉波，且其中该多个光束中钻制多个孔的第一部分的所述这些光束包含具有该脉波重复率且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的该第一分率的脉波。另外，该多个光束中钻制该多个孔至少其中之一的至少一第二部分的该至少一光束包含具有该脉波重复率且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的至少该第二分率的脉波。或者，该多个光束中钻制该多个孔至少其中之一的至少一第二部分的该至少一光束包含具有该脉波重复率的一因子(sub-multiple)且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的一函数的脉波，其中该因子及该函数系因应该第二分率被选择。 

根据本发明一较佳实施例，该单一输出光束包含以一脉波重复率所产生的多个具有单一光束脉波能量的脉波，且其中该多个光束中钻制多个孔的第一部分的所述这些光束包含具有该脉波重复率的一第一因子且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的一第一函数的脉波，该第一因子是因应该第一分率被选择。另外，该多个光束中钻制该多个孔至少其中之一的至少一第二部分的该至少一光束包含具有该脉波重复率的一第二因子且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的一第二函数的脉波，该第二因子及该第二函数是因应该第二分率被选择。 

附图说明

通过本发明实施例的详细说明并结合附图可更充分理解本发明，附图的简单说明如下： 

图1是根据本发明一实施例一多钻孔系统的一简化示意图； 

图2A、图2B及图2C是根据本发明一实施例的简化示意图，图解阐释一声光致偏器的不同操作模式； 

图3A-图3I是根据本发明一实施例，在钻制一第一基板的一时间进程中不同阶段的简化示意图； 

图4A-图4I是根据本发明一实施例，在钻制一第二基板的一时间进程中不同阶段的简化示意图；以及 

图5是根据本发明一实施例的一简化流程图，显示由一处理单元执行的步骤，以钻制一基板。 

具体实施方式

现参照图1，图1是根据本发明一实施例一多钻孔装置20的一示意图。装置20处于一处理单元36的全面控制之下，处理单元36通常由该装置的操作人员操作。 

处理单元36通常包含一通用计算机处理器，该通用计算机处理器用软件编程，以执行本文所述功能。举例而言，该软件可通过一网络以电子形式下载到处理器中。另一选择为或另外地，该软件可提供于实体媒体中，诸如光学、磁或电子储存媒体。还或者，该处理器的至少某些功能可由专用或可程序化硬件执行。 

装置20包含一组选择性引导面镜38，各该引导面镜的方位分别由处理单元36产生的各个命令及指令单独控制。所述这些引导面镜在本文中亦称为可定位面镜，担任照射于其上的光束的转向面镜。装置20可于该装置的一生产阶段中用作一激光钻制设备，其中该多个可定位面镜用于引导各自的激光子光束于一基板44中钻制多个孔，基板44可以是安装在一可移动工作台42上的一单层或一多层基板。除钻制外，可理解，于该生产阶段中，该设备可用于类似于钻制的作业，诸如材料的烧蚀及/或加工。在以下说明中，必要时通过添加一不同的字母至标识数字44，用以区分不同的基板44。工作台42可按照自处理单元36接收到的命令沿正交x、y及z方向移动。 

装置20包含一激光22，激光22通常是一固态激光，产生由紫外线波长脉波组成的一单一激光束24。该光束的参数，包含其总能量，是根据自处理单元36接收到的指令设置。在以下说明中，举例而言，假定激光22以一固定重复率F Hz产生单一光束24的脉波，每一脉波具有一总能量Et J，因此该光束具有一平均功率P＝Et·F W。在本发明一实施例中，该光束的脉波具有约30ns的一宽度。所述这些脉波以一固定重复率F≈100kHz产生，每一脉波具有一总能量Et≈100μJ，因此该光束的平均功率为P≈10W。通常，所述这些激光脉波的大约全部能量被用于该生产阶段。 

光束24穿过一柱状透镜26，柱状透镜26将该光束聚焦成一实质准直光束，该实质准直光束被传送至一声光致偏器(acousto-optic deflector，AOD)28。声光致偏器28接收来自处理单元36的射频(RF)驱动输入，该射频输入使该入射准直激光束绕射成一个或更多个子光束29。子光束29通常产生于一二维平面中。处理单元38通过改变输入至声光致偏器28的射频输入参数可选择所述这些子光束的数量以及能量在所述这些子光束之间的分配。可在本发明的实施例中使用的一声光致偏器是由法国  Saint-Rémy-Lès-Chevreuse的AA Optoelectronic生产的MQ 180-A0，2-UV。 

为产生一个或更多个子光束29，处理单元36可用多种不同模式操作声光致偏器28，所述这些不同模式形成具有不同特征的所述这些子光束。下文参照图2A、图2B及图2C更详细阐述所述这些不同的操作模式以及所产生的子光束29的不同可能特征。 

一中继透镜(relay lens)30将子光束29传送至一第一组面镜32。面镜32被定位，用以将其各自的入射光束以一三维子光束组41的形式反射至一第二组面镜34。为清晰起见，在图1中仅显示该三维子光束组的其中之一子光束的一路径39。在以下阐述中，根据要求用一字尾字母区分组41的每一子光束。因此，假若，如图1中所示，有二十个面镜34及二十个面镜38，则子光束组41包含二十个子光束41A、41B……41T。视情况，在以下阐述中，亦将该相应字母添加至要求加以区分的元件。举例而言，子光束41B首先自子光束29B产生。然后子光束41B又被面镜32B及34B反射，并最终被一可定位面镜38B反射。面镜32及34的位置及方位通常固定，并被配置成使自面镜34反射的三维组子光束彼此大致平行。 

自面镜34反射的三维子光束组被传送至可定位面镜38。在面镜32、面镜34与面镜38之间是光束调节及中继光学仪器，在图1中，为清晰起见，用透镜35 以示意所述这些光束调节及中继光学仪器。所述这些光束调节及中继光学仪器确保由面镜38反射的子光束是窄的准直光束。所述这些镜片被处理单元36控制，以根据要求产生具有不同直径的子光束。在以下阐述中，亦将装置20的产生子光束组41的元件，即元件22、26、28、30、32、34及35在本文中称为一子光束产生系统33。 

面镜38的每一面镜耦合至一组安装座中的一相应转向组件，本文中称为一可调的安装座43。该组安装座中的每一安装座43分别由处理单元36单独控制，处理单元36能于一具体安装座的特性界限内引导该安装座的方位，从而能引导耦合至该安装座的面镜的方位。所述这些安装座及其耦合面镜被设置为使来自所述这些面镜的反射子光束与可移动工作台42的表面大致正交。通常，安装座43利用附装面镜38的电流计马达来实施二轴面镜转向。 

图2A、图2B及图2C是根据本发明一实施例的示意图，图解阐述声光致偏器28的三种不同操作模式。该前二种模式可由一声光致偏器，诸如上述由AAOptoelectronic生产的声光致偏器实施。在所有模式中，该入射激光束、声波在该声光致偏器中的传播方向以及由该声波产生的一个或更多个子光束是在一单一平面中。 

于图2A中图标的一第一模式中，处理单元36产生具有一振幅A1及一频率F1的一射频信号。该射频信号形成一声波，该声波使声光致偏器28担任具有一单一线距(pitch)的一绕射光栅。该光栅以一角度α1反射来自透镜26的入射激光束24(图1)，从而形成一单一子光束29。处理单元36可通过改变频率F1的值而改变角度α1。该子光束脉波的能量可通过改变振幅A1而改变。 

在该第一模式中，该声光致偏器通常以至多约90％的一光束转换效率(beam transfer efficiency)  (η)作业，故而通过改变A1的值，该单一子光束脉波的能量是E＝ηE_t，其中Et是光束24的脉波能量，且η≤0.9。剩余的能量是未反射的脉波能量以及低效率更高谐波。未反射的脉波能量通常被一光束收集器吸收。该单一子光束的脉波的重复率与光束24的脉波的重复率相同，而该子光束的平均功率是ηP，其中P是光束24的平均功率。 

在图2B中图解阐述的一第二模式中，处理单元36产生具有二个或更多个不同频率F1、F2……的一组合射频信号。由D.L.Hecht于IEEE Trans.Sonics Ultrasonics SU-24(1)，7-18(1977)中发表的标题为“多频率声光绕射”的论文阐释该第二模式的运作。 

在图2B图中为简便起见，仅显示二个不同频率的效应。处理单元36产生的各该频率具有一各自的振幅A1、A2……。处理单元36产生该射频信号的不同频率，以使声光致偏器28有效地作为一多线距的绕射光栅，该射频输入使一声波在该声光致偏器中传播。在本例中，入射激光束24因应于不同频率F1、F2……的数量被划分为多个子光束29A、29B……。各该子光束的角度α1、α2……各自取决于频率F1、F2……。 

每一子光束的脉波能量E_a、E_b可写为：E_a＝η_aE_t，E_b＝η_bE_t，其中η_a＜1且η_b＜1。该声光致偏器的特征通常允许所述这些现有光束的总脉波能量不大于约70％，因而在本文所述实例中E_a+E_b≤0.7E_t。在此总限制内，处理单元36可通过改变相应射频频率的振幅的数值(在此处的实例中为A1及A2)而改变各该子光束的脉波能量。对于该第一模式，任何未反射能量皆可被一光束收集器吸收。现有子光束的脉波重复率与该入射光束的脉波重复率相同，且对于具有平均功率P的一入射光束，每一子光束的平均功率是由P_a＝η_aP、P_b＝η_bP得出。 

在图2C中图解阐释的一第三模式中，处理单元36产生一射频信号，有效地将声光致偏器28划分为二个或更多个具有不同线距的光栅。为实施该第三模式，该声光致偏器的操作窗口需自“现成”声光致偏器(例如上述声光致偏器)中通常使用的值扩展。该扩展允许在该声光致偏器中以一“并排”方式形成不同的光栅。熟悉此项技术者将能定义该扩展的量以及产生该扩展的要求而无需进行过度的实验。 

为简便起见，在以下对该第三模式的阐述中，假定声光致偏器28可有效地划分为二个光栅。该第三模式的射频信号具有二个分频率F1、F2，每一分频率具有一相应振幅A1、A2。不同于该第二模式的射频输入，该第三模式的射频输入使所述这些不同分频率交替出现，而非如在该第二模式中那样将其组合。 

在该第三模式中，一位于声光致偏器28之前的一分光器(beamsplitter)(图2C中未绘示)将入射光束24划分为二个光束24A及24B。该分光器通常是一光学分光器，可具有任何适宜的分光率，如50∶50。或者，上述的通常被设置用以以该第二模式作业的另一声光致偏器可用作一分光器。若光束24具有一脉波能量E_t，光束24A及24B具有各自的脉波能量aE_t及bE_t，其中a、b＜1且a及b的值是该分光器的特征。 

如上文针对该第一模式所述，每一光束24A、24B被一不同的光栅按照该光栅的线距被反射。由该第三操作模式产生的子光束29C、29D具有各自的脉波能量 E_c、E_d，由E_c＝aη_aE_t、E_d＝bη_bE_t得出，其中η_a＜1且η_b＜1。如同该第一模式，η_a及η_b可通过分别改变A1及A2的值而改变，并通常具有至多约0.9的值。对于一输入平均光束功率P，所述这些子光束的平均功率由P_c＝aη_aP、P_d＝bη_bP得出。 

如同该第一及第二模式，在该第三模式中任何未反射能量皆可被一光束收集器吸收。 

在上文对声光致偏器28的三种操作模式的描述中，自声光致偏器28输出的所述这些子光束具有与输入光束24相同的脉波重复率，即相同的频率。然而，此并非必要条件，在本发明的某些实施例中，处理单元36调节至该声光致偏器的射频输入，以使该子光束输出的频率是该输入频率的一因子。举例而言，在图2A图中所示的系统中，处理单元36可按照光束24的脉波重复率使输入至声光致偏器28的频率在F1与F2之间交替。此使得脉波自光束24的转向在角度α1与角度α2之间交替，因而在各该子光束中输出的脉波具有是光束24脉波的频率值一半的一频率。 

在本例中，所述这些脉波能量可与所述这些入射脉波能量大致相同。然而，由于所述这些子光束中脉波的重复率降低，故而该平均子光束功率显著不同于该平均入射光束功率。举例而言，若该入射光束具有脉波能量Et及平均功率P，且A1及A2的值被设置成使每一子光束的脉波具有相等能量ηEt，则所述这些子光束因所述这些脉波的减半重复率而具有一平均功率 

具有将所述这些子光束的脉波率设置为该入射光束的脉波率的一因子的能力可在钻制一给定材料时提供额外的灵活性。由于脉波能量通常是最能控制对材料的效应的参数，故而如上述降低子光束的平均功率并同时使脉波能量大致与入射光束脉波能量相同，可有利地用于钻制材料。举例而言，降低平均功率可提供额外的脉波间冷却时间。 

除上述子光束的不同类型外，处理单元36通过改变输入至该声光致偏器的射频输入参数而有效地设置每一脉波的能量，从而能调整任何特定子光束随时间的总能量分布。举例而言，在该第一模式中，不是通过急剧改变A1而急剧改变子光束脉波的能量，而是该处理单元可将所述这些能量配置成随多个脉波线性降低。此一斜坡线性降低可用于防止自一基板层误去除一金属，如铜。 

对以上对声光致偏器28的阐述予以考量，可发现装置20提供一系统，其中处理单元36可改变在任何给定时间上被同时利用的激光子光束29的数量。另外，处理单元36能选择每一子光束29中脉波能量的分率，利用每一子光束的时间调整该 总能量分布，以及将每一子光束29的脉波频率设置成与输入光束24的脉波频率相同或为该光束脉波频率的一因子。 

以下阐述内容提供不同实例，说明装置20如何应用不同的子光束数量、各该子光束中脉波的不同可能能量、以及所述这些子光束的不同特征，以有效率地钻制不同的基板。如述，该可变的数量以及不同的能量及特征能使钻制不同基板所花费的时间缩至最短。该阐述假定，处理单元36可产生具有一最大子光束脉波能量E_m的任何单一光束，且该处理单元可产生多个子光束，各该子光束具有小于E_m的脉波能量。 

虽然以下说明以举例方式利用一三层基板，但可理解，该说明通过适当的改变，可适用于具有二层或任何其它数量的层的基板的钻制或加工。 

图3A至图3I是根据本发明一实施例，在钻制一基板44A的一时间进程中不同阶段的示意图。图3A至图3I是基板44A的剖面示意图，图3A对应于该进程的一初始时刻，图3I对应于一最终时刻。该基板被假定为具有相对难钻制的一上部第一层102、较容易钻制的一第二层104以及不加以钻制的一第三层106。假定拟在该基板中钻制四个实质类似的孔110、112、114、116，即具有相等直径的孔。然而，假定二个孔114、116的孔下界位于层104的一上表面108，是在一第一工序中完成。假定另外二个孔110、112的下界是利用一第二不同工序完成。 

举例而言，假定该四个孔110、112、114、116由分别自面镜38A、38B、38C及38D反射的四个单独的子光束41A、41B、41C及41D钻制。如上所述，子光束41A、41B、41C及41D是分别自子光束29A、29B、29C及29D形成。 

由于层102难以钻制，处理单元36首先一次利用一个子光束钻制层102。每一子光束具有一脉波能量E_m。举例而言，假定每一子光束的产生过程如下：以其第一模式操作声光致偏器28(图2A)，依序施加一不同频率F1、F2、F3、F4至该声光致偏器。所述这些不同频率依序产生子光束29A、29B、29C，然后产生29D，所述这些子光束分别形成子光束41A、41B、41C及41D。处理单元36依序施加分别自面镜38A、38B、38C及38D反射的子光束41A、41B、41C及41D，用以钻制孔110、112、114及116各自的层102部分。如图3A中所示，首先钻制孔110的层102。然后，如图3B、图3C及图3D中所示，依序钻制孔112、114及116的层102，各该层102部分用具有一脉波能量E_m的一子光束钻制。图3E显示在层102上已钻制所有四个孔后基板44A的状态。 

由于层104易于钻制，并由于已接近该层钻制所有四个孔，处理单元36如同 用于钻制层102一样同时操作该四个相同的子光束41A、41B、41C及41D，如第3F图中所示。假定该四个子光束利用一可用总子光束能量E_available的实质相等分率 该四个子光束通过该处理单元以一第二模式(图2B图)操作声光致偏器28而同时形成，并向该声光致偏器提供具有组合频率F1、F2、F3、F4的一射频输入，每一频率具有一相应的振幅A1、A2、A3及A4。 

选择振幅A1、A2、A3及A4，以使每一子光束的脉波能量大致相同，尽管由于该第二模式与该上述第一模式相比具有不同特征，但可理解E_available通常小于E_m。该四个子光束利用面镜38A、38B、38C及38D钻制层104，且用该四个子光束的钻制持续至所有四个子光束已钻制具有所要求的合适深度的层104的一孔。 

在第3G图中所示的随后的钻孔中，对于孔114及116，处理单元36通过以该第二或第三模式操作声光致偏器28而操作具有大于 的大致相等的分率脉波能量E_f的子光束41C、41D。孔114及116的钻制持续至已到达所述这些孔的上表面108。此时，举例而言，孔114及116的钻制最终结束。假定该终止，举例而言，是通过将该二个子光束的能量自E_f缓降至0而达成。当用于孔114及116的该二个子光束的能量正缓降时，处理单元36可将用于孔110及112的子光束41A、41B的脉波能量自0缓升至E_f，以便开始钻制孔110及112。该缓降及缓升通过该处理单元向声光致偏器28提供一适宜射频输入而实施，如上所述。 

该处理单元继续利用脉波能量E_f钻制孔110及112，直至到达表面108，如图3H所示。举例而言，假定处理单元36将所述这些脉波能量维持在Ef，直至已按要求完成表面108，此时该处理单元终止孔110及112的钻制。完成后的孔图标于第3I图中。 

图4A至图4I是根据本发明一实施例在钻制一基板44B的一时间进程中不同阶段的示意图。图4A至图4I是基板44B的剖面示意图，图4A对应于一初始时刻，图4I对应于一最终时刻。 

假定基板44B具有相对难以钻制的一上部第一层202、较容易钻制的一第二层204以及不加以钻制的一第三层206。假定拟在该基板中钻制八个孔209、210、212、214、216、218、220及222。举例而言，假定孔212、214、216、218、220及222具有相同的直径D1，而孔209、210具有相同的直径D2，D2大于D1。 

举例而言，假定该八个孔209、210、212、214、216、218、220及222由分别自面镜38A、38B、38C、38D、38E、38F、38G及38H反射的八个单独的子光束41A、41B、41C、41D、41E、41F、41G及41H钻制。子光束41A……41H分别自子光束29A……29H形成。 

如图4A中所示，处理单元36首先利用具有一脉波能量E1及一直径D2的一 子光束41A钻制孔209。面镜38A引导该子光束。在层202中钻制通孔持续至到达层204的一上表面208为止，此时该处理单元停止钻制孔209。 

如图4B中所示，单元36然后利用具有一脉波能量E1及一直径D2的一子光束41B钻制孔210，且面镜38B引导该子光束。该钻制持续至到达上表面208为止，此时该处理单元停止钻制孔210，并开始钻制孔212及214。 

由于孔212及214的直径较小，处理单元36同时钻制该二孔，如图4C中所示。为钻制所述这些孔，该处理单元产生二个子光束41C、41D，各自具有一相等脉波能量E2及直径D1。E2是E1的一分率。单元36利用二个面镜38C及38D将所述这些子光束引导至所述这些不同孔。该处理单元通常利用声光致偏器28的该第二操作模式产生该二个子光束，因而所述这些子光束的脉波率与光束24的脉波率相同。 

或者，该二个子光束可通过上文参照声光致偏器28阐述的一或更多方法产生。举例而言，该处理单元可以该第一模式操作声光致偏器28，并在二个不同输入频率之间交替。这样，该二个子光束41C及41D可各自具有相等的脉波能量，但其脉波重复率为光束24的脉波重复率的 

孔212及214的钻制持续至对于各该孔皆到达表面208。 

当对于孔212及214到达表面208时，该处理单元停止钻制所述这些孔并开始钻制孔216及218，如图4D中所示。为钻制孔216及218，处理单元36产生二个子光束41E、41F，利用二个面镜38E、38F引导所述这些子光束。产生所述这些子光束的方法通常如上文针对子光束41C、41D所述。孔216及218的钻制持续至对于各该孔皆到达表面208。 

当对于孔216及218到达表面208时，该处理单元停止钻制所述这些孔并开始钻制孔220及222，如图4E中所示。为钻制孔220及222，处理单元36产生二个子光束41G、41H，利用二个面镜38G、38H引导所述这些子光束。产生所述这些子光束的方法通常如上文针对子光束41C、41D所述。孔220及222的钻制持续至对于各该孔皆到达表面208。 

此时，对于基板44B中的所有八个孔，皆已钻制层202。 

如图4F中所示，该处理单元然后开始在层204中钻制通孔209及210。由于层204较层202更易于钻制，处理单元36利用二个子光束41A及41B，将该二个子光束设置为具有大致相等的脉波能量，所述这些脉波能量小于E1。该处理单元继续钻制孔209及210，直至到达层206的一上表面224，此时该单元切断子光束 41A及41B。 

在孔209及210已完成后，如图4G中所示，若需要，单元36能重新定位面镜38A及/或38B，通常用以在将来钻制基板44B的其它区域。 

层204较层202容易钻制。因此，在钻制孔212、214、216、218、220及222时不是将其二个一组分三组同时钻制，单元36通常是三个孔一组分二组同时钻制孔。 

如图4G中所示，单元36首先钻制孔212、214及216。为钻制所述这些孔，该处理单元产生实质如上所述的三个子光束41C、41D及41E，但每一子光束具有一相等的脉波能量E3，E3是E2的一分率。或者，该三个子光束可通过上文参照声光致偏器28所述的一个或更多个其它方法产生，诸如通过在三种不同输入频率之间交替。这样，该三个子光束41C、41D及41E可各自具有一大致等于E1的一脉波能量，但其脉波重复率为光束24的脉波重复率的 

在孔212、214及216已钻制后，若需要，单元36能重新定位面镜38C、38D及/或38E，用以钻制基板44B的其它区域。 

如图4H中所示，单元36然后以与上文参照图4G所述工序大致类似的方式钻制孔218、220及222，该钻制是利用子光束41F、41G及41H实施，所述这些子光束的参数相比用于钻制层202的子光束发生适宜的改变。在所述这些孔已钻制后，若需要，单元36能重新定位面镜38F、38G及/或38H，用以将来钻制该基板的其它区域。 

图4I显示所有孔皆已钻制的基板44B的最终状态。 

图5是根据本发明一实施例的一流程图250，显示为钻制基板44而由处理单元36实施的步骤。该流程图的步骤对应于上文参照图3A-图3I及图4A-图4I所述的多个孔钻制操作。 

在一光束产生步骤252中，单元36操作激光22，用以产生其脉波具有一总能量Et J的一单一输出光束24，如上文参照图1所述。该脉波率通常固定不变。 

在一光束划分步骤254中，单元36施加射频输入至声光致偏器208，以便将该单一光束划分为二个或更多子光束。该单一光束的划分在上文参照图3F及图4C以举例方式阐述。如上所述，该划分可使所述这些子光束与光束24的总能量Et相比具有分率脉波能量。 

在一第一钻制步骤256中，单元36定位反射所述这些子光束的面镜，使所述这些子光束同时钻制相应多个孔的各部分，如上文参照图3F及图4C所述。 

在一子光束改变步骤258中，该处理单元改变所述这些子光束，使所述这些改 变后的子光束至少其中之一与步骤254的脉波能量相比具有一不同的分率脉波能量。 

在一第二钻制步骤260中，单元36施加该(这些)改变后的子光束，用以继续钻制其各自的孔。该子光束的改变，举例而言，在上文参照图3G的阐述内容中以及参照图4G的阐述内容中以举例方式阐述。 

通常，单元36视情况重复流程图250中的全部或某些步骤，用以钻制一给定基板的所有孔。 

应了解，上述实施例是以举例方式引述，本发明并不限于上文中具体显示及描述的内容而是，本发明的范围包含熟悉此项技术者在阅读上述说明中可能想到的且在先前技术中未曾披露的、上述的各种不同特征的各个组合及子组合以及其变化形式和修改形式。 

Claims (8)

1.一种于一基板中具有变化同时性的激光钻制多个多层孔方法，包含： 

操作一激光，以产生一单一输出光束，该单一输出光束的多个脉波具有一总能量； 

以随时间变化的一程度，划分该单一输出光束为多个光束；以及 

施加该多个光束至该基板上的多个钻孔位置，包含： 

控制由该单一输出光束形成该多个光束的数量，并根据钻制每一层中该多个多层孔所需的能量，同时钻制该数量个该多个多层孔； 

利用该多个光束中具有一脉波能量的相应光束，同时钻制具有至少二个该多个多层孔的单层，该脉波能量是该总能量的一第一分率，该第一分率是同时被钻制的该多个多层孔的数量的一函数；以及 

此后，利用该多个光束中分别具有一脉波能量的至少一个光束，钻制该多个多层孔至少其中之一的至少一其它层，该脉波能量是该总能量的至少一第二分率，该第二分率系不同于该第一分率。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二分率是该多个多层孔的数量的一函数，而该多个多层孔具有钻制的该至少一其它层。 

3.一种于一基板中具有变化同时性的激光钻制多个多层孔方法，包含： 

操作一激光，以产生具有一总功率的一单一输出光束； 

以随时间变化的一程度，划分该单一输出光束为多个光束；以及 

施加该多个光束至该基板上的多个钻孔位置，包含： 

控制由该单一输出光束形成该多个光束的数量，并根据钻制每一层中该多个多层孔所需的能量，同时钻制该数量个该多个多层孔； 

利用该多个光束中具有一光束功率的相应光束，同时钻制具有至少二个该多个多层孔的单层，该光束功率是该总功率的一第一分率，该第一分率是同时被钻制的该多个多层孔的数量的一函数；以及 

此后，利用该多个光束中分别具有一光束功率的至少一光束，钻制该多个多层孔至少其中之一的至少一其它层，该光束功率是该总功率的至少一第二分率，该第二分率是不同于该第一分率。 

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该第二分率是该多个多层孔的数 量的一函数，而该多个多层孔具有钻制的该至少一其它层。 

5.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，该单一输出光束包含以一脉波重复率产生的多个具有单一光束脉波能量的脉波，且其中该多个光束中钻制多个多层孔的该单层的所述这些光束包含具有该脉波重复率的第一分率的脉波重复率且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的该第一分率的脉波 ；

该多个光束中钻制该多个多层孔至少其中之一的至少一其它层的该至少一光束包含具有该脉波重复率的第二分率的脉波重复率且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的至少该第二分率的脉波。 

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该多个光束中钻制该多个多层孔至少其中之一的该至少一其它层的该至少一光束包含具有该脉波重复率的一因子且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的一函数的脉波，其中该因子及该函数是根据该第二分率被选择。 

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中该多个光束中钻制多个多层孔的该单层的所述这些光束包含具有该脉波重复率的一第一因子且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的一第一函数的脉波，该第一因子是根据该第一分率被选择。 

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该多个光束中钻制该多个多层孔至少其中之一的至少一其它层的该至少一光束包含具有该脉波重复率的一第二因子且脉波能量为所述这些单一光束脉波能量的一第二函数的脉波，该第二因子及该第二函数是根据该第二分率被选择。