CN113710407A - 镭射加工设备、其操作方法以及使用其加工工件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示众多具体实例。其中许多关于在诸如印刷电路板的工件中形成通孔的方法。一些具体实例关于用于借由在间接地烧蚀例如印刷电路板的电导体结构之前使镭射能量在空间上贯穿该电导体的一区分配而间接地烧蚀该区的技术。其他具体实例关于用于在时间上划分镭射脉冲、调变镭射脉冲内的光学功率等的技术。

Description

镭射加工设备、其操作方法以及使用其加工工件的方法

相关申请案的交叉引用

本申请案主张2019年6月10日申请的美国临时申请案第62/859,572号、2019年11月4日申请的美国临时申请案第62/930,287号、2020年2月5日申请的美国临时申请案第62/970,648号及2020年5月18日申请的美国临时申请案第63/026,564号的权益，所述美国临时申请案中的每一者以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明的具体实例关于用于镭射加工工件的设备及技术。

背景技术

镭射过程常常用以在诸如印刷电路板(刚性及可挠性种类两者)等的工件中形成盲通孔及穿孔(典型地<150μm直径)。为形成通孔，可使用的镭射过程为所谓的「冲压」过程、「开孔」过程，或其某一组合。在冲压过程期间，将镭射能量光束引导至工件上、保持固定，同时形成通孔。相比之下，在开孔过程期间，使镭射能量光束相对于工件移动以形成通孔。习知地，在开孔过程期间，移动镭射能量光束，以便借由镭射能量光束以螺旋形或圆形图案扫描照射在工件上的点。

发明内容

一个具体实例可表征为一种在包含第一结构及第二结构的工件内形成特征的方法，其中该特征包括形成于该第一结构中的开口。该方法可包括扫描引导至该工件上的镭射能量光束，使得该镭射能量光束入射于该第一结构上以将该镭射能量按顺序递送至一扫描图案的多个在空间上不同的光点位置。该扫描可包括以下动作：a)将该镭射能量递送至该多个在空间上不同的光点位置中的至少两个光点位置，以将该镭射能量分配在该工件的待形成该特征的一区内；以及b)在a)之后，将该镭射能量递送至该多个在空间上不同的光点位置中的至少两个光点位置以借由间接地烧蚀该区内的该第一结构而形成该开口。

另一具体实例可表征为一种用于在包含第一结构及第二结构的工件内形成特征的设备，其中该特征包括形成于该第一结构中的开口。该设备可包括：一镭射源，其可操作以产生一镭射能量光束，其中该镭射能量光束可沿着一光束路径传播以待入射于该工件的该第一结构上；一定位器，其可操作以使该光束路径偏转；以及一控制器，其以通信方式耦接至该定位器。该控制器可经组态以控制该定位器的一操作，以实现上段中所描述的扫描过程。

又一具体实例可表征为一种设备，其包括镭射源、声光偏转器(AOD)系统及控制器。该镭射源可操作以产生具有至少一个镭射脉冲的镭射能量光束，其中该镭射能量光束可沿着光束路径传播至工件。该AOD系统可操作以使该光束路径偏转，且包括第一AOD，该第一AOD可操作以回应于施加至其的第一RF信号而使该光束路径沿着第一轴线偏转。该控制器以通信方式耦接至该AOD系统，且经组态以控制该AOD系统的操作，借此该第一RF信号的频率改变至少两次，以将入射于该AOD系统上的共同镭射脉冲在时间上划分成多个脉冲片段，其中该第一RF信号的该频率以大于或等于20kHz的比率改变。

又一具体实例可表征为一种设备，其包括：镭射源；第一扫描头，其具有扫描透镜；第二扫描头，其具有扫描透镜；定位器；以及控制器。该镭射源可操作以产生具有至少一个镭射脉冲的镭射能量光束，其中该镭射能量光束可沿着光束路径传播至工件。该定位器可操作以选择性地使该光束路径在该第一扫描头与该第二扫描头之间偏转。该控制器以通信方式耦接至该定位器，且经组态以控制该定位器的操作，以将入射于该定位器上的共同镭射脉冲在时间上划分成包含第一脉冲片段组及第二脉冲片段组的多个脉冲片段。该控制器进一步经组态以控制该定位器的操作，以：使该第一脉冲片段组偏转至该第一扫描头；以及使该第二脉冲片段组偏转至该第二扫描头，其中该第二脉冲片段组中的至少一个脉冲片段在时间上存在于该第一脉冲片段组中的两个连续脉冲片段之间。

附图说明

图1及图31示意性地说明根据本发明的一些具体实例的镭射加工设备。

图2示意性地说明根据一个具体实例的可并入至第一定位器中的多轴AOD系统。

图3及图4示意性地说明根据一些具体实例的用于实施脉冲分片的技术。

图5为示意性地说明可由镭射加工设备加工的工件的具体实例的横截面图。

图6及图7为示意性地说明可使用镭射加工设备形成于关于图5论述的工件中的特征的具体实例的横截面图。

图8至图22及图24(a)为说明扫描图案的实例性具体实例的图，可沿着该多个扫描图案扫描由引导至关于图5论述的工件上的镭射能量光束照射的加工光点，以形成诸如关于图6及图7论述的彼等特征。

图23、图24(b)、图25及图26分别为在沿着在图14、图24(a)、图16及图15中所示的扫描图案扫描加工光点时形成于工件(例如，如图6中所示)中的盲通孔的显微照片。在图23及图24(b)中，盲通孔的直径d为约100μm。在图25中，盲通孔的直径d为约75μm。在图26中，每一盲通孔的直径d为约180μm。

图27为示意性地说明借由沿着第二类型扫描图案扫描加工光点而形成的通孔开口的形状的平面图的图。

图28为说明在借由镭射能量光束扫描时产生具有椭圆形开口(如图27中例示性地展示)的通孔的点位置的例示性圆形配置的图。

图29为说明在借由镭射能量光束扫描时产生开口形状比图27中所示的开口形状圆度高的通孔的点位置的例示性椭圆形配置的图。

图30为说明根据一个具体实例的用于在形成盲通孔期间实施脉冲分片的技术的一组图。

图32至图45为说明根据一些具体实例的用于在形成各种特征期间实施脉冲分片的技术的图。

图46、图48及图49为根据本发明的一些具体实例形成的通孔开口的显微照片。

图47、图50及图51为说明用于形成具有类似于图48中所示的开口的通孔的技术的图。

具体实施方式

本文中参考随附附图来描述实例性具体实例。除非以其他方式明确地陈述，否则在附图中，组件、特征、元件等的大小、位置等以及其间的任何距离未必依据比例，而是出于明晰的目的而放大。在附图中，相同编号通篇指相同元件。因此，可能在参考其他附图时描述相同或类似数字，即使该多个数字在对应附图中未提及亦未描述。又，即使未经参考数字指示的元件亦可参考其他附图加以描述。

本文中所使用的术语仅出于描述特定实例具体实例的目的，且并不意欲为限制性的。除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术及科学术语)具有一般熟习此项技术者通常所理解的相同意义。如本文中所使用，除非上下文另外明确地指示，否则单数形式「一(a/an)」及「该」意欲亦包括多个形式。应认识到，术语「包含」在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并不排除一或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。除非另外指定，否则在叙述值范围时，值范围包括该范围的上限及下限两者以及在其间的任何子范围。除非另外指示，否则诸如「第一」、「第二」等术语仅用于区别一个元件与另一元件。举例而言，一个节点可称为「第一节点」，且类似地，另一节点可称为「第二节点」，或反之亦然。

除非另外指示，否则术语「约」、「大约」等意谓量、大小、配方、参数及其他量及特性并非且不必为精确的，而视需要可为大致的及/或更大或更小，从而反映容限、转换因素、舍入、量测误差及其类似者，以及熟习此项技术者已知的其他因素。为易于描述，诸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……上方」及「上部」以及其类似者的空间相对术语可在本文中使用以描述如在附图中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应认识到，该多个空间相对术语意欲涵盖除附图中所描绘的定向之外的不同定向。举例而言，若诸图中的物件经翻转，则描述为「在」其他元件或特征「下方」或「下面」的元件将接着定向为「在」其他元件或特征「上方」。因此，例示性术语「在……下方」可涵盖在上方及在下方的定向两者。物件可以其他方式定向(例如，旋转90度或处于其他定向)，且本文中所用之空间相对描述词可相应地进行解释。

本文中所使用的章节标题仅用于组织目的，且除非另外明确地陈述，否则所述章节标题不应被理解为限制所描述的标的。应了解，许多不同形式、具体实例及组合是可能的，而不会背离本发明的精神及教示，且因此，本发明不应被视为限于本文中所阐述的实例具体实例。确切而言，提供所述实例及具体实例，使得本发明将为透彻且完整的，且将向熟习此项技术者充分传达本发明的范畴。

I.综述

本文中所描述的具体实例大体上关于用于镭射加工(或者，更简单地，「加工」)工件的方法及设备。大体而言，该加工借由以下操作来完全或部分地实现：用镭射辐射辐照工件，以使形成工件的一或多种材料受热、熔融、蒸发、烧蚀、开裂、褪色、抛光、粗化、碳化、发泡，或以其他方式修改该一或多种材料的一或多个性质或特性(例如，就化学组成、原子结构、离子结构、分子结构、电子结构、微结构、纳米结构、密度、黏度、折射率、磁导率、相对电容率、纹理、色彩、硬度、电磁辐射透射率或其类似者或其任何组合而言)。待加工的材料在加工之前或期间可存在于工件外部，或在加工之前或期间可完全位于工件内(即，不存在于工件外部)。

可借由所揭示的用于镭射加工的设备进行且下文更详细描述的过程的特定实例包括通孔钻孔或其他孔形成。将了解，本文中描述的具体实例可扩展至执行或以其他方式促进切割、穿孔、焊接、刻画、雕刻、标记(例如，表面标记、表面下标记等)、镭射引发的正向传送、清洗、漂白、明亮像素维修(例如，彩色滤光片暗化、修改OLED材料，等)、除去涂层、表面纹理化(例如，粗糙化、平滑化等)等或其任何组合。因此，作为处理的结果，可形成于工件上或内的一或多个特征可包括开口、槽、通孔或其他孔、凹槽、沟槽、切割道、锯口、凹陷区域、导电迹线、欧姆触点、光阻图案、人工或机器可读标记(例如，由具有一或多个视觉上或质地上可区分的特性的工件中或上的一或多个区域组成)或其类似物，或其任何组合。当自俯视平面图检视时，诸如开口、槽、通孔、孔等特征可具有任何适合或合乎需要的形状(例如，圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、环形或其类似者或其任何组合)。另外，诸如开口、槽孔、通、孔等特征可完全延伸穿过工件(例如，以便形成所谓的「穿通孔(through via)」、「穿孔(through hole)」等)或仅部分地延伸穿过工件(例如，以便形成所谓的「盲通孔(blindvia)」、「盲孔(blind hole)」等)。

可加工的工件一般的特征可为由一或多种金属、聚合物、陶瓷、复合物或其任何组合(例如，不论是否为合金、化合物、混合物、溶液、复合物等)形成。本文中特定描述的工件的实例包括印刷电路板(PCB)的面板(在本文中亦称为「PCB面板」)、PCB、可挠性印刷电路(FPC)、集成电路(IC)及IC封装(ICP)。然而，将了解，亦可有益地加工其他类型的工件，诸如发光二极管(LED)、LED封装、半导体晶圆、电子或光学装置基板(例如，由Al₂O₃、AlN、BeO、Cu、GaAS、GaN、Ge、InP、Si、SiO₂、SiC、Si_1-xGe_x等或其任何组合或合金)、引线框架、引线框架坯料、由塑胶、未强化玻璃、热强化玻璃、化学强化玻璃(例如，经由离子交换过程)、石英、蓝宝石、塑胶、硅等形成的制品、电子显示器的组件(例如，上面形成有TFT、彩色滤光片、有机LED(OLED)阵列、量子点LED阵列等或其任何组合的基板)、透镜、镜面、屏幕保护器、涡轮叶片、粉末、膜、箔片、板、模具(例如，蜡模具、用于注塑模制的模具、包模流延过程，等)、织物(编织的、毡制的等)、手术仪器、医用植入物、消费型封装商品、鞋、脚踏车、汽车、汽车或航空部件(例如，框架、车身面板等)、电器(例如，微波炉、烘箱、冰箱等)、装置外壳(例如，用于手表、电脑、智能电话、平板电脑、可穿戴电子装置，等或其任何组合)。

因此，可加工的材料包括：一或多种金属，诸如Al、Ag、Au、Cu、Fe、In、Mg、Pt、Sn、Ti等，或其任何组合(例如，作为合金、复合物，等)；导电金属氧化物(例如，ITO，等)；透明导电聚合物；陶瓷；蜡；树脂；无机介电材料(例如，用作层间介电结构，诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等，或其任何组合)；低k介电材料(例如，甲基倍半氧硅烷(MSQ)、三氧化硅烷(HSQ)、氟化正硅酸四乙酯(FTEOS)等，或其任何组合)；有机介电材料(例如，SILK、苯并环丁烯、Nautilus(全部由Dow制造)；聚四氟乙烯(由DuPont制造)；FLARE(由Allied Chemical制造)等，或其任何组合)；玻璃纤维；聚合材料(聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚缩醛、聚碳酸酯、经改质聚苯醚、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、液晶聚合物、丙烯腈丁二烯苯乙烯，及任何化合物、复合物或其合金)；皮革；纸；堆积材料(例如，ANJINOMOTO增层膜，亦称为「ABF」，等)；玻璃强化环氧树脂层压体(例如，FR4)；预浸材；阻焊剂等；或其任何复合物、层压体或其他组合。

II.系统概述

图1示意性地说明根据本发明的一个具体实例的镭射加工设备。

参考图1中所示的具体实例，用于加工工件102的镭射加工设备100(本文中亦简称为「设备」)可表征为包括用于产生镭射能量光束的镭射源104、第一定位器106、第二定位器108、第三定位器110及扫描透镜112。应注意，第二定位器108、第三定位器110及扫描透镜112中的每一者为可选的，且可自设备100省略。扫描透镜112及第二定位器108可视情况整合至共同外壳或「扫描头」120中。

如下文更详细地论述，第一定位器106可操作以绕射镭射能量光束，以便使光束路径114偏转至第二定位器108中的任一者。如本文中所使用，术语「光束路径」指镭射能量光束中的镭射能量在自镭射源104传播至扫描透镜112时行进所沿的路径。当使光束路径114偏转至第二定位器108时，光束路径114可偏转在第一角度范围(在本文中亦称为「主要角度范围116」)内的任何角度(例如，如相对于入射于第一定位器106上的光束路径114所量测)。

第二定位器108可操作以对由镭射源104产生且由第一定位器106偏转(即，以使镭射能量光束「偏转」)的镭射能量光束进行绕射、反射、折射等或其任何组合，以便使光束路径114偏转至扫描透镜112。当使光束路径114偏转至扫描透镜112时，第二定位器108可使光束路径114在第二角度范围(在本文中亦称为「辅助角度范围118」内偏转任何角度(例如，如相对于扫描透镜112的光轴所量测)。

偏转至扫描透镜112的镭射能量典型地由扫描透镜112聚焦且经透射以沿束轴传播，以便递送至工件102。递送至工件102的镭射能量的特征可为具有高斯型空间强度轮廓或非高斯型(即，「成形(shaped)」)空间强度轮廓(例如，「顶帽型(top-hat)」空间强度轮廓、超高斯空间强度轮廓等)。

如本文中所使用，术语「光点大小(spot size)」指在束轴与工件102的将由经递送镭射能量光束至少部分地加工的区相交的位置处递送的镭射能量光束的直径或最大空间宽度(亦称为「加工光点(process spot)」、「光点位置(spot location)」，或简称为「光点(spot)」)。本文中出于论述的目的，将光点大小量测为自束轴至束轴上的光学强度下降至至少光学强度的1/e²的位置处的径向或横向距离。大体而言，镭射能量光束的光点大小将在光束腰处达到最小值。一旦递送至工件102，光束内的镭射能量的特征可为以介于2μm至200μm范围内的光点大小照射工件102。然而，应了解，可使光点大小小于2μm或大于200μm。因此，递送至工件102的镭射能量光束可具有大于、小于或等于2μm、3μm、5μm、7μm、10μm、15μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、80μm、100μm、150μm、200μm等或介于所述值中的任一者之间的光点大小。

设备100亦可包括一或多个其他光学组件(例如，光束捕集器、光束扩展器、光束塑形器、光束分光器、孔隙、滤光器、准直仪、透镜、镜面、棱镜、偏振器、相位延迟器、绕射光学元件(本领域中通常称为DOE)、折射光学元件(本领域中通常称为ROE)等或其任何组合)，以在镭射能量光束沿光束路径114传播时对该镭射能量光束进行聚焦、扩展、准直、塑形、偏振、滤光、分裂、组合、修剪、吸收或以其他方式修改、调节、引导等，以将镭射能量光束引导至前述第一定位器106、第二定位器等或其任何组合。

A.镭射源

在一个具体实例中，镭射源104可操作以产生镭射脉冲。因而，镭射源104可包括脉冲镭射源、CW镭射源、QCW镭射源、丛发模式镭射或其类似物或其任何组合。在镭射源104包括QCW或CW镭射源的情况下，镭射源104可在脉冲模式中操作，或可在非脉冲模式中操作但进一步包括脉冲闸控单元(例如，声光(acousto-optic；AO)调变器(acousto-opticmodulator；AOM)、截光器等)以在时间上调变自QCW或CW镭射源输出的镭射辐射光束。虽然未说明，但设备100可视情况包括经组态以转换由镭射源104输出的光波长的一或多个谐波产生晶体(亦称为「波长转换晶体」)。然而，在另一具体实例中，镭射源104可提供为QCW镭射源或CW镭射源且不包括脉冲闸控单元。因此，镭射源104的特征广泛地可为可操作以产生镭射能量光束，该镭射能量光束可表现为一系列镭射脉冲或者连续或准连续镭射光束，该镭射能量光束此后可沿光束路径114传播。尽管本文中所论述的许多具体实例参考镭射脉冲，但应认识到，每当适当或需要时，可替代地或另外使用连续或准连续光束。

由镭射源104输出的镭射能量可具有在电磁波谱的紫外线(ultraviolet；UV)、可见光或红外线(infrared；IR)范围内的一或多个波长。电磁波谱的UV范围内的镭射能量可具有在10nm(或10nm上下)至385nm(或385nm上下)的范围内的一或多个波长，诸如100nm、121nm、124nm、157nm、200nm、334nm、337nm、351nm、380nm等，或介于所述值中的任一者之间。电磁波谱的可见绿色范围内的镭射能量可具有在500nm(或500nm上下)至560nm(或560nm上下)的范围内的一或多个波长，诸如511nm、515nm、530nm、532nm、543nm、568nm等，或介于所述值中的任一者之间。电磁波谱的IR范围中的镭射能量可具有在750nm(或750nm上下)至15μm(或15μm上下)的范围内的一或多个波长，诸如600nm至1000nm、752.5nm、780nm至1060nm、799.3nm、980nm、1047nm、1053nm、1060nm、1064nm、1080nm、1090nm、1152nm、1150nm至1350nm、1540nm、2.6μm至4μm、4.8μm至8.3μm、9.4μm、10.6μm等，或介于所述值中的任一者之间。

当镭射能量光束表现为一系列镭射脉冲时，由镭射源104输出的镭射脉冲可具有在10fs至900ms的范围内的脉冲宽度或脉冲持续时间(即，基于脉冲中的光学功率对时间的半高全宽(full-width at half-maximum；FWHM))。然而，将了解，可使脉冲持续时间小于10fs或大于900ms。因此，由镭射源104输出的至少一个镭射脉冲可具有小于、大于或等于10fs、15fs、30fs、50fs、100fs、150fs、200fs、300fs、500fs、600fs、750fs、800fs、850fs、900fs、950fs、1ps、2ps、3ps、4ps、5ps、7ps、10ps、15ps、25ps、50ps、75ps、100ps、200ps、500ps、1ns、1.5ns、2ns、5ns、10ns、20ns、50ns、100ns、200ns、400ns、800ns、1000ns、2μs、5μs、10μs、15μs、20μs、25μs、30μs、40μs、50μs、100μs、300μs、500μs、900μs、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、300ms、500ms、900ms、1s等或介于所述值中的任一者之间的脉冲持续时间。

由镭射源104输出的镭射脉冲可具有在5mW至50kW范围内的平均功率。然而，应了解，可使平均功率小于5mW或大于50kW。因此，由镭射源104输出的镭射脉冲可具有小于、大于或等于以下各值的平均功率：5mW、10mW、15mW、20mW、25mW、50mW、75mW、100mW、300mW、500mW、800mW、1W、2W、3W、4W、5W、6W、7W、10W、15W、18W、25W、30W、50W、60W、100W、150W、200W、250W、500W、2kW、3kW、20kW、50kW等，或所述值中的任一者之间的值。

镭射脉冲可由镭射源104以在5kHz至5GHz范围内的脉冲重复率输出。然而，将了解，可使脉冲重复率小于5kHz或大于5GHz。因此，镭射脉冲可由镭射源104以小于、大于或等于以下各值的脉冲重复率输出：5kHz、50kHz、100kHz、175kHz、225kHz、250kHz、275kHz、500kHz、800kHz、900kHz、1MHz、1.5MHz、1.8MHz、1.9MHz、2MHz、2.5MHz、3MHz、4MHz、5MHz、10MHz、20MHz、50MHz、60MHz、100MHz、150MHz、200MHz、250MHz、300MHz、350MHz、500MHz、550MHz、600MHz、900MHz、2GHz、10GHz等，或所述值中的任一者之间的值。

除了波长、平均功率及(在镭射能量光束体现为一系列镭射脉冲时)脉冲持续时间及脉冲重复率之外，递送至工件102的镭射能量光束可借由一或多个其他特性表征，诸如脉冲能量、峰值功率等，其可加以选择(例如，视情况基于一或多个其他特性，诸如波长、脉冲持续时间、平均功率及脉冲重复率、光点大小，等)以在加工光点处辐照工件102，以加工工件102(例如，以形成一或多个特征)。

镭射源104的镭射类型的实例的特征可为气体镭射(例如，二氧化碳镭射、一氧化碳镭射、准分子镭射等)、固态镭射(例如，Nd:YAG镭射等)、棒镭射、光纤镭射、光子晶体棒/光纤镭射、被动模式锁定固态块体或光纤镭射、染料镭射、模式锁定二极体镭射、脉冲镭射(例如，ms、ns、ps、fs脉冲镭射)、CW镭射、QCW镭射或其类似者或其任何组合。取决于该多个镭射的组态，气体镭射(例如，二氧化碳镭射等)可经组态以在一或多个模式中(例如，在CW模式、QCW模式、脉冲模式或其任何组合中)操作。可提供为镭射源104的镭射源的特定实例包括一或多个镭射源，诸如：由EOLITE制造的BOREAS、HEGOA、SIROCCO或CHINOOK系列镭射；由PYROPHOTONICS制造的PYROFLEX系列镭射；由COHERENT制造的PALADIN Advanced 355、DIAMOND系列(例如，DIAMOND E、G、J-2、J-3、J-5系列)、FLARE NX、MATRIX QS DPSS、MEPHISTO Q、AVIA LX、AVIA NX、RAPID NX、HYPERRAPID NX、RAPID、HELIOS、FIDELITY、MONACO、OPERA或RAPID FX系列镭射；由SPECTRA PHYSICS制造的ASCEND、EXCELSIOR、EXPLORER、FEMTOTRAIN、HIGHQ-2、HIPPO、ICEFYRE、NAVIGATOR、QUANTA-RAY、QUASAR、SOLSTICS ACE、SPIRIT、TALON、VANGUARD或VGEN系列镭射；由SYNRAD制造的PULSTAR或FIRESTAR系列镭射；TRUFLOW系列镭射(例如，TRUFLOW 2000、2600、3000、3200、3600、4000、5000、6000、6000、8000、10000、12000、15000、20000)、TRUCOAX系列镭射(例如，TRUCOAX1000)或TRUDISK、TRUPULSE、TRUDIODE、TRUFIBER或TRUMICRO系列镭射，全部由TRUMPF制造；由IMRA AMERICA制造的FCPA pJEWEL或FEMTOLITE系列镭射；由AMPLITUDE SYSTEMES制造的TANGERINE及SATSUMA系列镭射(及MIKAN及T振荡器)；由IPG PHOTONICS制造的CL、CLPF、CLPN、CLPNT、CLT、ELM、ELPF、ELPN、ELPP、ELR、ELS、FLPN、FLPNT、FLT、GLPF、GLPN、GLR、HLPN、HLPP、RFL、TLM、TLPN、TLR、ULPN、ULR、ULM、VLM、VLPN、YLM、YLPF、YLPN、YLPP、YLR、YLS、FLPM、FLPMT、DLM、BLM或DLR系列镭射(例如，包括GPLN-532-100、GPLN-532-200、GPLN-532-500、ULR/ULM ULM 355-200，等)，等或其任何组合。

B.第一定位器

大体而言，第一定位器106可操作以赋予束轴相对于工件102沿着X轴(或方向)、Y轴(或方向)或其组合的移动(例如，借由使光束路径114在第一主要角度范围116内偏转)。尽管未说明，但Y轴(或Y方向)应理解为指正交于所说明的X及Z轴(或方向)的轴(或方向)。

束轴相对于工件102的移动在由第一定位器106赋予时大体上受限制，使得可扫描、移动或以其他方式将加工光点定位于由扫描透镜112投影的第一扫描场内。大体而言，且取决于诸如第一定位器106的组态、第一定位器106沿光束路径114的位置、入射于第一定位器106上的镭射能量光束的光束大小、光点大小等一或多个因素，第一扫描场可在X或Y方向中的任一者上延伸至小于、大于或等于0.01mm、0.04mm、0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.4mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.2mm、5mm、10mm、25mm、50mm、60mm等或介于所述值中的任一者之间的距离。如本文中所使用，术语「光束大小」指镭射能量光束的直径或宽度，且可量测为自束轴至光学强度下降至沿光束路径114的传播轴处的光学强度的1/e²的位置的径向或横向距离。第一扫描场的最大尺寸(例如，在含有X轴及Y轴的平面(本文中称为「X-Y平面」)中)可大于、等于或小于待形成于工件102中的特征(例如，开口、凹部、通孔、沟槽等)的最大尺寸(如在X-Y平面中量测)。

大体而言，第一定位器106提供为AO偏转器(AOD)系统，其包括具有由诸如以下各者的材料形成的AO单元的一或多个AOD：结晶锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、钼铅矿(PbMoO₄)、二氧化碲(TeO₂)、结晶石英、玻璃态SiO₂、三硫化砷(As₂S₃)、铌酸锂(LiNbO₃)等，或其任何组合。在一个具体实例中，AOD系统包括至少一个(例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个等)单元件AOD、至少一个(例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个等)多元件AOD等，或其任何组合。仅包括一个AOD的AOD系统在本文中被称作「单单元AOD系统(single-cell AOD system)」，且包括多于一个AOD的AOD系统在本文中被称作「多单元AOD系统(multi-cell AODsystem)」。如本文中所使用，「单元件」AOD指仅具有声学耦接至AO单元的一个超音波换能器元件的AOD，而「多元件」AOD包括声学耦接至共同AO单元的至少两个超音波换能器元件。AOD系统可借由以对应方式使光束路径114偏转而提供为单轴AOD系统(例如，可操作以使束轴沿单一轴偏转)或提供为多轴AOD系统(例如，可操作以使束轴沿一或多个轴偏转，诸如沿X轴、沿Y轴或其任何组合)。大体而言，多轴AOD系统可提供为单单元或多单元AOD系统。多单元多轴AOD系统典型地包括多个AOD，该多个AOD各自可操作以使束轴沿不同轴偏转。举例而言，多单元多轴系统可包括可操作以使束轴沿一个轴(例如，沿X轴)偏转的第一AOD(例如，单元件或多元件AOD系统)，及可操作以使束轴沿第二轴(例如，沿Y轴)偏转的第二AOD(例如，单元件或多元件AOD)。单单元多轴系统典型地包括单一AOD，该AOD可操作以使束轴沿两个轴(例如，沿X及Y轴)偏转。举例而言，单单元多轴系统可包括声学耦接至共同AO单元的正交配置平面、刻面、侧面等的至少两个超音波换能器元件。

如所属技术领域中具有通常知识者将认识到，AO技术(例如，AOD、AOM等)利用由一或多个声波产生的绕射效应，该一或多个声波传播通过AO单元(即，沿AOD的「绕射轴」)以使入射光波(即，在本申请案的上下文中，镭射能量光束)绕射，同时传播通过AO单元(即，沿AOD内的「光轴」)。使入射镭射能量光束绕射产生绕射图案，其典型地包括零阶及一阶绕射峰，且亦可包括其他高阶绕射峰(例如，二阶、三阶等)。如此项技术中已知，镭射光的绕射光束在零阶绕射峰中的部分被称为「零阶」光束，镭射光的绕射光束在一阶绕射峰中的部分被称为「一阶」光束，等等。大体而言，零阶光束及其他绕射阶光束(例如，一阶光束等)在射出AO单元(例如，穿过AO单元的光学输出侧)后沿不同光束路径传播。举例而言，零阶光束沿零阶光束路径传播，一阶光束沿一阶光束路径传播，等等。

典型地借由将RF驱动信号(例如，来自第一定位器106的一或多个驱动器)施加至超音波换能器元件而将声波发射至AO单元中。可控制(例如，基于由控制器122、组件特定控制器或其类似者或其任何组合输出的一或多个控制信号)RF驱动信号的特性(例如，振幅、频率、相位等)以调整绕射入射光波的方式。举例而言，所施加RF驱动信号的频率将判定光束路径114偏转的角度。如此项技术中已知，可如下计算光束路径114偏转的角度θ：

其中λ为镭射能量光束的光学波长(以nm量测)，f为所施加RF驱动信号的频率(以Hz量测)，且v为声波在AO单元中的速度(以m/s量测)。若所施加RF驱动信号的频率由多个频率构成，则光束路径114将同时偏转多个角度。

射出AO单元的一阶光束路径可典型地被视为已在AO单元内旋转或偏转的光束路径114。除非本文中另外明确地陈述，否则射出AO单元的光束路径114对应于一阶光束路径。当操作或驱动AOD以使入射镭射能量光束绕射时，射出AO单元的光束路径114旋转(例如，在入射于AO单元上时相对于光束路径114)所围绕的轴线(在本文中亦称为「旋转轴」)与AO单元的绕射轴及入射镭射能量光束在AO单元内传播所沿的光轴两者正交。因此，AOD使入射光束路径114在含有(或另外大体平行于)AO单元的绕射轴及AO单元内的光轴的平面(在本文中亦称为「偏转平面」)内偏转。AOD可使光束路径114在偏转平面内偏转所跨越的空间范围在本文中被称作彼AOD的「扫描场」。因此，第一定位器106的第一扫描场可被视为对应于单一AOD的扫描场(例如，在第一定位器106包括单一AOD的情况下)，或对应于多个AOD的经组合扫描场(例如，在第一定位器106包括多个AOD的情况下)。

第一定位器106的特征可为具有「第一定位速率」，其指第一定位器106将加工光点定位于第一扫描场内的任何位置处(因此移动束轴)的速率。举例而言，第一定位速率可大于、等于或小于8kHz、10kHz、20kHz、30kHz、40kHz、50kHz、75kHz、80kHz、100kHz、250kHz、500kHz、750kHz、1MHz、5MHz、10MHz、20MHz、40MHz、50MHz、75MHz、100MHz、125MHz、150MHz、175MHz、200MHz、225MHz、250MHz等，或介于所述值中的任一者之间。此范围在本文中亦称为第一定位频宽。在第一定位器106的操作期间，RF驱动信号重复地施加至第一定位器106的一或多个超音波换能器，且第一定位频宽对应于(例如，等于，或至少实质上等于)施加RF驱动信号的速率。施加驱动信号的速率亦称为「更新速率」或「再新速率」。第一定位速率的倒数在本文中被称作「第一定位周期」，且因此指在加工光点的位置自第一扫描场内的一个位置改变至第一扫描场内的另一位置之前经过的最小时间量。因此，第一定位器106的特征可为具有大于、等于或小于200μs、125μs、100μs、50μs、33μs、25μs、20μs、15μs、13.3μs、12.5μs、10μs、4μs、2μs、1.3μs、1μs、0.2μs、0.1μs、0.05μs、0.025μs、0.02μs、0.013μs、0.01μs、0.008μs、0.0067μs、0.0057μs、0.0044μs、0.004μs等或介于所述值中的任一者之间的第一定位周期。

将了解，形成AO单元的材料将取决于沿光束路径114传播以便入射于AO单元上的镭射能量的波长。举例而言，可使用诸如结晶锗的材料，其中待偏转的镭射能量的波长在2μm(或2μm上下)至20μm(或20μm上下)的范围内，可使用诸如砷化镓及三硫化砷的材料，其中待偏转的镭射能量光束的波长在1μm(或1μm上下)至11μm(或11μm上下)的范围内，且可使用诸如玻璃态SiO₂、石英、铌酸锂、钼铅矿及二氧化碲的材料，其中待偏转的镭射能量的波长在200nm(或200nm上下)至5μm(或5μm上下)的范围内。

在借由镭射源104输出的镭射能量光束体现为一系列镭射脉冲时，可操作第一定位器106以使光束路径114偏转主要角度范围116内的不同角度。在一个具体实例中，第一定位周期大于或等于镭射脉冲中的每一者的脉冲持续时间。因此，在以固定RF驱动频率(或一组固定RF驱动频率)驱动AOD时，镭射脉冲可通过AOD的AO单元。维持在镭射脉冲通过AOD的AO单元时施加至AOD的固定RF驱动频率(或一组固定RF驱动频率)通常导致在镭射脉冲的整个脉冲持续时间内使镭射脉冲均匀地偏转，且因此亦可称为「整个脉冲偏转」。然而，在另一具体实例中，第一定位周期可低于镭射脉冲的脉冲持续时间；因此，在RF驱动频率(或一组RF驱动频率内的频率)改变时，镭射脉冲可通过AOD的AO单元。在镭射脉冲通过AOD的AO单元时改变施加至AOD的RF驱动频率可导致在时间上划分镭射脉冲，且因此亦可称为「部分脉冲偏转」或「脉冲分片」。在下文将更详细地描述脉冲分片的某些态样。尽管脉冲分片技术在本文中描述为应用于在时间上划分镭射脉冲，但将了解，所述技术可同样适用于在时间上划分体现为连续或准连续镭射光束的镭射能量光束。

C.第二定位器

大体而言，第二定位器108可操作以赋予束轴相对于工件102沿X轴(或方向)、Y轴(或方向)或其组合的移动(例如，借由使光束路径114在第一辅助角度范围118a内或在第二辅助角度范围118b内偏转)。

如由第二定位器108赋予的束轴相对于工件102的移动大体上受限制，使得加工光点可扫描、移动或以其他方式定位于由扫描透镜112投影的第二扫描场内。大体而言，且取决于诸如第二定位器108的组态、第二定位器108沿光束路径114的位置、入射于第二定位器108上的镭射能量光束的光束大小、光点大小等一或多个因素，第二扫描场可在X或Y方向中的任一者上延伸至大于第一扫描场的对应距离的距离。鉴于上文，第二扫描场可在X或Y方向中的任一者上延伸至小于、大于或等于1mm、25mm、50mm、75mm、100mm、250mm、500mm、750mm、1cm、25cm、50cm、75cm、1m、1.25m、1.5m等或介于所述值中的任一者之间的距离。第二扫描场的最大尺寸(例如，在X-Y平面中)可大于、等于或小于待形成于工件102中的特征(例如，开口、凹部、通孔、沟槽、切割道、导电迹线等)的最大尺寸(如在X-Y平面中所量测)。

鉴于本文中所描述的组态，应认识到，由第一定位器106赋予的束轴的移动可与由第二定位器108赋予的束轴的移动叠加。因此，第二定位器108可操作以在第二扫描场内扫描第一扫描场。

大体而言，第二定位器108能够将加工光点定位于第二扫描场内的任何位置处(因此使束轴在第二扫描场内移动及/或在第二扫描场内扫描第一扫描场)的定位速率跨越小于第一定位频宽的范围(在本文中亦称为「第二定位频宽(second positioningbandwidth)」)。在一个具体实例中，第二定位频宽在500Hz(或500Hz上下)至8kHz(或8kHz上下)范围内。举例而言，第二定位频宽可大于、等于或小于500Hz、750Hz、1KHz、1.25KHz、1.5KHz、1.75KHz、2KHz、2.5KHz、3KHz、3.5KHz、4KHz、4.5KHz、5KHz、5.5KHz、6KHz、6.5KHz、7KHz、7.5KHz、8KHz等，或介于所述值中的任一者之间。

在一个具体实例中，第二定位器108可提供为包括两个电流计镜面组件的电流计镜面系统，即，经配置以赋予束轴相对于工件102沿X轴的移动的第一电流计镜面组件(例如，X轴电流计镜面组件)，及经配置以赋予束轴相对于工件102沿Y轴的移动的第二电流计镜面组件(例如，Y轴电流计镜面组件)。然而，在另一具体实例中，第二定位器108可提供为仅包括单一电流计镜面组件的电流计镜面系统，该单一电流计镜面组件经配置以赋予束轴相对于工件102沿X及Y轴的移动。在另外其他具体实例中，第二定位器108可提供作为旋转多边形反射镜系统等。因此应了解，视第二定位器108及第一定位器106的特定组态而定，第二定位频宽可大于或等于第一定位频宽。

D.第三定位器

第三定位器110可操作以赋予工件102(例如，工件102a及102b)相对于扫描透镜112的移动，且因此赋予工件102相对于束轴的移动。工件102相对于束轴的移动大体上受限制，使得加工光点可扫描、移动或以其他方式定位于第三扫描场内。取决于诸如第三定位器110的组态的一或多个因素，第三扫描场可在X方向、Y方向或其任何组合上延伸至大于或等于第二扫描场的对应距离的距离。然而，大体而言，第三扫描场的最大尺寸(例如，在X-Y平面中)将大于或等于待形成于工件102中的任何特征的对应最大尺寸(如在X-Y平面中所量测)。视情况，第三定位器110可操作以使工件102相对于束轴在扫描场内移动，该扫描场在Z方向上(例如，在1mm与50mm之间的范围内)延伸。因此，第三扫描场可沿X、Y及/或Z方向延伸。

鉴于本文中所描述的组态，应认识到，加工光点相对于工件102的移动(例如，如由第一定位器106及/或第二定位器108赋予)可与如由第三定位器110赋予的工件102的移动重叠。因此，第三定位器110可操作以在第三扫描场内扫描第一扫描场及/或第二扫描场。大体而言，第三定位器110能够将工件102定位于第三扫描场内的任何位置处(因此移动工件102，在第三扫描场内扫描第一扫描场及/或在第三扫描场内扫描第二扫描场)的定位速率跨越小于第二定位频宽的范围(在本文中亦称为「第三定位频宽(third positioningbandwidth)」)。在一个具体实例中，第三定位频宽小于500Hz(或500Hz上下)。举例而言，第三定位频宽可等于或小于500Hz、250Hz、150Hz、100Hz、75Hz、50Hz、25Hz、10Hz、7.5Hz、5Hz、2.5Hz、2Hz、1.5Hz、1Hz等，或介于所述值中的任一者之间。

在一个具体实例中，第三定位器110提供为一或多个线性平台(例如，各自能够赋予工件102沿X、Y及/或Z方向的平移移动)、一或多个旋转平台(例如，各自能够赋予工件102围绕平行于X、Y及/或Z方向的轴的旋转移动)，或其类似者或其任何组合。在一个具体实例中，第三定位器110包括用于使工件102沿着X方向移动的X平台，及由X平台支撑(且因此可借由X平台沿着X方向移动)的用于使工件102沿着Y方向移动的Y平台。

如目前所描述，设备100可将所谓的「堆叠式」定位系统用作第三定位器110，该第三定位器使工件102能够移动，同时诸如第一定位器106、第二定位器108、扫描透镜112等其他组件的位置保持在设备100内相对于工件102静止(例如，经由一或多个支撑件、框架等，如此项技术中已知)。在另一具体实例中，第三定位器110可经配置且可操作以使诸如第一定位器106、第二定位器108、扫描透镜112或其类似者或其任何组合的一或多个组件移动，且工件102可保持静止。

在又一具体实例中，第三定位器110可提供为所谓的「分裂轴(split-axis)」定位系统，其中诸如第一定位器106、第二定位器108、扫描透镜112或其类似者或其任何组合的一或多个组件由一或多个线性或旋转平台承载(例如，安装于框架、台架等上)且工件102由一或多个其他线性或旋转平台承载。在此类具体实例中，第三定位器110包括经配置且可操作以使诸如扫描头(例如，包括第二定位器108及扫描透镜112)的一或多个组件移动的一或多个线性或旋转平台，及经配置且可操作以使工件102移动的一或多个线性或旋转平台。举例而言，第三定位器110可包括用于赋予工件102沿Y方向的移动的Y平台及用于赋予扫描头沿X方向的移动的X平台。可有益地或有利地用于设备100中的分裂轴定位系统的一些实例包括以下各项中所揭示的系统中的任一者：美国专利第5,751,585号、第5,798,927号、第5,847,960号、第6,606,999号、第7,605,343号、第8,680,430号、第8,847,113号或美国专利申请公开案第2014/0083983号或其任何组合，其中的每一者以全文引用的方式并入本文中。

在第三定位器110包括Z平台的一个具体实例中，Z平台可经配置且经组态以使工件102沿Z方向移动。在此情况下，Z平台可由其他前述平台中的一或多者承载以用于移动或定位工件102，可承载其他前述平台中的一或多者承载以用于移动或定位工件102，或其任何组合。在第三定位器110包括Z平台的另一具体实例中，Z平台可经配置且经组态以沿Z方向移动扫描头。因此，在第三定位器110提供为分离平台定位系统的情况下，Z平台可承载X平台或由X平台承载。沿Z方向移动工件102或扫描头可导致工件102处的光点大小改变。

在又一具体实例中，诸如第一定位器106、第二定位器108、扫描透镜112等一或多个组件可由铰接式多轴机器人臂(例如，2轴、3轴、4轴、5轴或6轴臂)承载。在此具体实例中，第二定位器108及/或扫描透镜112可视情况由机器人臂的末端执行器承载。在又一具体实例中，工件102可直接承载于铰接式多轴机器人臂的末端执行器上(即，不具有第三定位器110)。在又一具体实例中，第三定位器110可承载于铰接式多轴机器人臂的末端执行器上。

D.扫描透镜

扫描透镜112(例如，提供为简单透镜或化合物透镜)大体上经组态以聚焦沿光束路径引导的镭射能量光束，典型地以便产生可定位于所要加工光点处或附近的光束腰。扫描透镜112可提供为f-θ透镜(如所展示)、远心f-θ透镜、轴锥透镜(在此情况下，产生一系列光束腰，从而得到沿束轴彼此移位的多个加工光点)，或其类似者或其任何组合。

在一个具体实例中，扫描透镜112提供为固定焦距透镜，且耦接至可操作以移动扫描透镜112(例如，以便改变光束腰沿束轴的位置)的扫描透镜定位器(例如，透镜致动器，图中未示)。举例而言，透镜致动器可提供为可操作以使扫描透镜112沿Z方向线性地平移的音圈。在此情况下，扫描透镜112可由诸如以下各物的材料形成：熔融硅石、光学玻璃、硒化锌、硫化锌、锗、砷化镓、氟化镁等。在另一具体实例中，扫描透镜112提供为可变焦距透镜(例如，变焦透镜，或并有由COGNEX、VARIOPTIC等当前提供的技术的所谓「液体透镜(liquidlens)」)，该可变焦距透镜能够经致动(例如，经由透镜致动器)以改变光束腰沿束轴的位置。改变光束腰沿束轴的位置可导致工件102处的光点大小改变。

在设备100包括透镜致动器的具体实例中，透镜致动器可耦接至扫描透镜112(例如，以便实现扫描透镜112在扫描头内相对于第二定位器108的移动)。替代地，透镜致动器可耦接至扫描头120(例如，以便实现扫描头自身的移动，在此情况下，扫描透镜112及第二定位器108将一起移动)。在另一具体实例中，扫描透镜112及第二定位器108整合至不同外壳中(例如，使得整合有扫描透镜112的外壳可相对于整合有第二定位器108的外壳移动)。

F.控制器

大体而言，设备100包括一或多个控制器，诸如控制器122，以控制或促进控制设备100的操作。在一个具体实例中，控制器122(例如，经由一或多个有线或无线、串联或并联的通信链路，诸如USB、RS-232、以太网络、Firewire、Wi-Fi、RFID、NFC、蓝牙、Li-Fi、SERCOS、MARCO、EtherCAT，或其类似者或其任何组合)以通信方式耦接至设备100的一或多个组件，诸如镭射源104、第一定位器106、第二定位器108、第三定位器110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)等，该一或多个组件因此可回应于由控制器122输出的一或多个控制信号而操作。

举例而言，控制器122可控制第一定位器106、第二定位器108或第三定位器110或其任何组合的操作，以赋予束轴与工件之间的相对移动，以便引起加工光点与工件102之间沿工件102内的路径或轨迹(在本文中亦被称作「制程轨迹(process trajectory)」)的相对移动。将了解，可控制所述定位器中的任两者或所述定位器中的全部三者，使得两个定位器(例如，第一定位器106及第二定位器108、第一定位器106及第三定位器110，或第二定位器108及第三定位器110)或全部三个定位器同时赋予加工光点与工件102之间的相对移动(从而赋予束轴与工件之间的「复合相对移动(compound relative movement)」)。当然，在任何时间，有可能仅控制一个定位器(例如，第一定位器106、第二定位器108或第三定位器110)以赋予加工光点与工件102之间的相对移动(从而赋予束轴与工件之间的「非复合相对移动(non-compound relative movement)」)。

在一个具体实例中，控制器122可控制第一定位器106的操作以使光束路径114以赋予复合相对移动(例如，与第二定位器108协调、与第三定位器110协调，或其任何组合)或束轴与每一工件102之间的非复合相对移动的方式在主要角度范围116内偏转，以便引起加工光点与工件102之间沿工件102内的制程轨迹的相对移动。在另一具体实例中，控制器122可控制第一定位器106的操作从而以补偿由第二定位器108引入的追踪误差的方式使光束路径114在每一主要角度范围116内偏转。

可控制前述组件中的一或多者以执行的操作的一些其他实例包括任何操作、功能、制程及方法等，如在前述美国专利第5,751,585号、5,847,960号、6,606,999号、8,680,430号、8,847,113号中所揭示，或如在美国专利第4,912,487号、第5,633,747号、第5,638,267号、第5,917,300号、第6,314,463号、第6,430,465号、第6,600,600号、第6,606,998号、第6,816,294号、第6,947,454号、第7,019,891号、第7,027,199号、第7,133,182号、第7,133,186号、第7,133,187号、第7,133,188号、第7,244,906号、第7,245,412号、第7,259,354号、第7,611,745号、第7,834,293号、第8,026,158号、第8,076,605号、第8,288,679号、第8,404,998号、第8,497,450号、第8,648,277号、第8,896,909号、第8,928,853号、第9,259,802号中所揭示，或在美国专利申请公开案第2014/0026351号、第2014/0196140号、第2014/0263201号、第2014/0263212号、第2014/0263223号、第2014/0312013号中所揭示，或在德国专利第DE102013201968B4号中所揭示，或在国际专利公开案第WO2009/087392号中所揭示，其中的每一者以全文引用的方式并入本文中。在另一实例中，控制器122可控制包括一或多个AOD的任何定位器(例如，在一些具体实例中，第一定位器106、第二定位器108或其组合)的操作以改变递送至加工光点的镭射能量光束的光点形状或光点大小(例如，借由啁啾(chirping)施加至一或多个AOD的一或多个超音波换能器元件的RF信号，借由将经光谱塑形的RF信号施加至一或多个AOD的一或多个超音波换能器元件，或其类似操作或其任何组合)，如例如国际专利公开案第WO2017/044646A1号中所揭示，其以全文引用的方式并入本文中。所施加的RF信号可以任何所要或适合方式线性地或非线性地啁啾。举例而言，所施加的RF信号可以第一速率且接着以第二速率啁啾，以使镭射能量光束绕射，从而以两种不同方式运送AO单元。在此情况下，第一速率可比第二速率慢或快。

大体而言，控制器122包括可操作以在执行指令后产生前述控制信号的一或多个处理器。处理器可提供为可操作以执行指令的可编程处理器(例如，包括一或多个通用电脑处理器、微处理器、数字信号处理器或其类似者或其任何组合)。可由处理器执行的指令可实施为软件、固件等，或为任何适合形式的电路系统，包括可编程序逻辑设备(programmable logic device；PLD)、现场可编程门阵列(field-programmable gatearray；FPGA)、现场可编程对象阵列(field-programmable object array；FPOA)、专用集成电路(application-specific integrated circuit；ASIC)-包括数字、类比及混合类比/数字电路系统，或其类似者或其任何组合。指令的执行可在一个处理器上执行、分配在多个处理器中、跨一装置内的处理器或跨装置的网络并行地进行，或其类似者或其任何组合。

在一个具体实例中，控制器122包括诸如计算机存储器的有形媒体，其可借由处理器存取(例如，经由一或多个有线或无线通信连结)。如本文中所使用，「计算机存储器」包括磁性媒体(例如，磁带、硬盘驱动器等)、光盘、挥发性或非挥发性半导体存储器(例如，RAM、ROM、NAND闪存、NOR闪存、SONOS存储器等)等，且可本端、远端(例如，跨网络)或以其组合方式存取。大体而言，指令可储存为可易于由技术人员根据本文中所提供的描述授权的电脑软件(例如，可执行码、档案、指令等，库档案等)，其例如以C、C++、Visual Basic、Java、Python、Tel、Perl、Scheme、Ruby、组合语言、硬件描述语言(例如，VHDL、VERILOG等)等编写。电脑软件通常储存于借由计算机存储器输送的一或多个数据结构中。

尽管图中未示，但一或多个驱动器(例如，RF驱动器、伺服驱动器、线驱动器、电源等)可以通信方式耦接至一或多个组件的输入端以用于控制所述组件，该一或多个组件诸如镭射源104、第一定位器106、第二定位器108、第三定位器110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)等。因此，诸如镭射源104、第一定位器106、第二定位器108、第三定位器110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)等一或多个组件可被视为亦包括任何适合驱动器，如此项技术中已知。所述驱动器中的每一者典型地将包括以通信方式耦接至控制器122的输入端，且控制器122可操作以产生一或多个控制信号(例如，触发信号等)，该一或多个控制信号可传输至与设备100的一或多个组件相关联的一或多个驱动器。诸如镭射源104、第一定位器106、第二定位器108、第三定位器110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)等组件因此回应于由控制器122产生的控制信号。

尽管图中未示，但一或多个额外控制器(例如，组件特定控制器)可视情况以通信方式耦接至驱动器的输入端，该输入端以通信方式耦接至诸如镭射源104、第一定位器106、第二定位器108、第三定位器110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)等组件(且因此与该组件相关联)。在此具体实例中，每一组件特定控制器可以通信方式耦接至控制器122且可操作以回应于自控制器122接收的一或多个控制信号而产生一或多个控制信号(例如，触发信号等)，该一或多个控制信号可接着传输至控制器以通信方式耦接至的驱动器的输入端。在此具体实例中，组件特定控制器可以与关于控制器122所描述的方式类似的方式操作。

在提供一或多个组件特定控制器的另一具体实例中，与一个组件(例如，镭射源104)相关联的组件特定控制器可以通信方式耦接至与一个组件(例如，第一定位器106等)相关联的组件特定控制器。在此具体实例中，组件特定控制器中的一或多者可操作以回应于自一或多个其他组件特定控制器接收的一或多个控制信号而产生一或多个控制信号(例如，触发信号等)。

III.关于多轴AOD系统的额外论述

在本文中论述的众多具体实例中，第一定位器106提供为多轴AOD系统。取决于AOD系统内的AOD的构造，AOD可表征为纵向模式AOD或剪切模式AOD，且可操作以使经线性偏振或圆形偏振的镭射能量光束绕射。因此，取决于镭射能量光束的波长及形成AOD系统中的AOD的AO单元的材料，AOD可经定向，使得AOD中的AO单元的绕射轴平行或垂直于(或至少实质上平行或垂直于)入射至该AO中的镭射能量光束的偏振平面。举例而言，若镭射能量光束的波长在电磁波谱的紫外线或可见绿色范围内且AOD的AO单元由诸如石英的材料形成，则AOD可经定向以使得AO单元的绕射轴垂直于(或至少实质上垂直于)入射至该AO单元中的镭射能量光束的偏振平面。在另一实例中，若镭射能量光束的波长在电磁光谱的所谓的中波长或长波长红外线范围之内(即，跨越3μm(或3μm上下)至15μm(或15μm上下)的范围内的波长)且AOD的AO单元由诸如结晶锗的材料形成，则AOD可经定向以使得AO单元的绕射轴平行于(或至少实质上平行于)入射至该AO单元中的镭射能量光束的偏振平面。

参考图2，多轴AOD系统可提供为包括第一AOD 202及第二AOD 204的多单元多轴AOD系统200。第一AOD 202及第二AOD 204两者皆可以如上文所描述的任何方式提供。第一AOD 202经配置且可操作以使入射镭射能量光束(例如，沿光束路径114传播)围绕第一旋转轴在第一角度范围(在本文中亦被称作「第一AOD角度范围206」)内旋转任何角度(例如，如相对于入射于第一AOD 202上的光束路径114所量测)，以便透射沿经偏转光束路径114传播的一阶光束。同样，第二AOD 204经配置且可操作以使由第一AOD 202传输的入射镭射能量光束绕第二旋转轴旋转在第二角度范围(在本文中亦称为「第二AOD角度范围208」)内的任何角度(例如，如相对于入射于第二AOD 204上的光束路径114'所量测)，以便传输沿着偏转光束路径114”传播的一阶光束。如将了解，光束路径114'及光束路径114”中的每一者表示镭射能量光束传播可沿的路径的特定实例；因此，光束路径114'及光束路径114”中的每一者在本文中亦可一般被称作「光束路径114」。

大体而言，第二AOD 204相对于第一AOD 202定向，使得第二旋转轴不同于第一旋转轴。举例而言，第二旋转轴可正交于第一旋转轴或相对于第一旋转轴倾斜。鉴于AOD的绕射轴与AOD的旋转轴正交，第二AOD 204的绕射轴(亦称为「第二绕射轴」)可因此相对于第一AOD 202的绕射轴(亦称为「第一绕射轴」)正交或倾斜。然而，在另一具体实例中，第二AOD204相对于第一AOD 202定向，使得第二旋转轴平行于(或至少实质上平行于)第一旋转轴。在此情况下，一或多个光学组件可配置于光束路径114'中以旋转第一AOD 202的偏转平面(例如，90度或在90度上下)，使得在投影至第二AOD 204上时，第一AOD 202的偏转平面相对于第二AOD 204的偏转平面的定向旋转(例如，90度或在90度上下)，且第二绕射轴可平行于(或至少实质上平行于)第一绕射轴。偏转平面可如何旋转的实例(如上文所论述)请参见例如国际公开案第WO 2019/060590 A1号。在以上文所描述的方式旋转第一AOD 202的偏转平面时，在投影至第二AOD 204上时，第一绕射轴相对于第二绕射轴的定向旋转(例如，90度或在90度上下)。

大体而言，第一AOD 202中的AO单元由可与第二AOD 204中的AO单元相同或不同的材料形成。另外，第一AOD 202用以(即，剪切模式或纵向模式)使入射镭射能量光束偏转的声波类型可与第二AOD 204用以使入射镭射能量光束偏转的声波类型相同或不同。

将了解，可在任何时间操作AOD系统200，使得仅第一AOD 202产生一阶光束，仅第二AOD 204产生一阶光束，或第一AOD 202及第二AOD 204皆两者产生一阶光束。因此，由第一定位器106产生的光束路径114的偏转可被视为仅由自光束路径114'获得的偏转引起，仅由自光束路径114”获得的偏转引起，或由自光束路径114'及114”获得的偏转的叠加引起。同样，主要角度范围116可仅被视为第一AOD角度范围206，仅被视为第二AOD角度范围208，或被视为第一AOD角度范围206及第二AOD角度范围208的叠加。当第一定位器106提供为AOD系统(诸如，AOD系统200)时，第一定位器106可视情况包括一或多个其他额外光学组件，诸如光束捕集器、光束扩展器、光束塑形器、孔隙、滤光器、准直仪、透镜、镜面、相位延迟器、偏振器或其类似者或其任何组合。

IV.关于AOD系统中的绕射效率的论述

如本文中所使用，术语「绕射效率」指入射于AOD上的镭射能量光束中的能量的比例，该镭射能量光束在AOD的AO单元内绕射成一阶光束。绕射效率可因此表示为由AOD产生的一阶光束中的光学功率与入射于AOD上的入射镭射能量光束的光学功率的比率。大体而言，所施加RF驱动信号的振幅可对AOD的绕射效率具有非线性影响，且AOD的绕射效率亦可随经施加以驱动AOD的RF驱动信号的频率而改变。鉴于上文，且在第一定位器106提供为前述AOD系统200的具体实例中，经施加以驱动第一AOD 202的第一RF驱动信可表征为具有振幅(在本文中亦称为「第一振幅」)，且经施加以驱动第二AOD 204的第二RF驱动信号可表征为具有振幅(在本文中亦称为「第二振幅」)。

大体而言，可基于一或多个因素而选择或以其他方式设定第一振幅，该一或多个因素诸如第一RF驱动信号的第一驱动频率、第一AOD 202待由第一RF驱动信号驱动的所要绕射效率、待在第一AOD 202待由第一RF驱动信号驱动时的周期期间偏转的镭射能量光束的峰值光学功率、待在第一AOD 202待由第一RF驱动信号驱动时的周期期间偏转的镭射能量光束的平均光学功率等或其任何组合。同样，可基于一或多个因素而选择或以其他方式设定第二振幅，该一或多个因素诸如第二RF驱动信号的第二驱动频率、第二AOD 204待由第二RF驱动信号驱动的所要绕射效率、待在第二AOD 204待由第二RF驱动信号驱动时的周期期间偏转的镭射能量光束的峰值光学功率、待在第二AOD 204待由第二RF驱动信号驱动时的周期期间偏转的镭射能量光束的平均光学功率等或其任何组合。

V.关于脉冲分片的具体实例

如上文所论述，不管提供为单轴AOD系统还是多轴AOD系统(诸如AOD系统200)，第一定位器106皆可操作以实现脉冲分片，即，将共同镭射脉冲(在本文中亦称为「母镭射脉冲」)在时间上划分成至少两个镭射脉冲。共同母镭射脉冲的在时间上经划分的部分在本文中亦称为「脉冲片段」)。如将了解，脉冲片段可视为一种类型的镭射脉冲。

图3中例示性地说明脉冲分片的一个具体实例，其中母镭射脉冲300在时间上划分成两个脉冲片段。具体言之，在第一片段周期p1期间，母镭射脉冲300被划分成第一脉冲片段300a，且在第二片段周期p2期间，母镭射脉冲300被划分成第二脉冲片段300b。如将了解，脉冲片段的脉冲持续时间大体上对应于自母镭射脉冲在时间上划分的片段周期的持续时间。因此，举例而言，第一脉冲片段300a可表征为具有等于第一片段周期p1的脉冲持续时间，且第二脉冲片段300b可表征为具有等于第二片段周期p2的脉冲持续时间。另外，如将了解，脉冲片段的脉冲持续时间可对应于(例如，等于，或至少实质上等于)第一定位器106在脉冲分片期间的更新速率、第一定位器106在脉冲分片期间的更新速率的整数倍，或其组合。

连续片段周期可连续地发生(即，其中一个片段周期紧接在前一片段周期之后开始)，可间歇地发生(即，其中一个片段周期在紧接在前一片段周期之后的延迟之后开始)，或其组合。在连续片段周期间歇地发生的情况下，将了解，延迟的持续时间的特征可为第一定位器106的定位周期的整数倍(其中整数可为任何整数，诸如1、2、3、4、5、10、20、50、100等，或介于所述值中的任一者之间)。图3中所展示的具体实例为连续片段周期p1及p2间歇地发生的实例。鉴于前述内容，将了解，由AOD系统200输出的脉冲片段可构成脉冲重复率等于AOD系统200的更新速率(在AOD系统200操作以实现脉冲分片时)或为其倍数的镭射能量光束。

初始片段周期开始与待应用于共同母镭射脉冲的最末片段周期结束之间的时间的总量小于或等于母镭射脉冲的脉冲持续时间(即，基于脉冲的光学功率对时间的半高全宽(full-width at half-maximum；FWHM))。母镭射脉冲可大体表征为具有大于第一定位器106的定位周期的脉冲持续时间。在一些具体实例中，母镭射脉冲的脉冲持续时间大于、等于或小于1μs、2μs、5μs、10μs、15μs、20μs、25μs、30μs、40μs、50μs、100μs、300μs、500μs、900μs、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、300ms、500ms、900ms、1s等或介于所述值中的任一者之间。

在一个具体实例中，每一片段周期的持续时间(且因此，每一脉冲片段的脉冲持续时间)为第一定位器106的定位周期的整数倍(例如，其中整数为1、2、3、5、10等，或介于所述值中的任一者之间等)。在一些具体实例中，每一片段周期的持续时间大于、等于或小于200μs、125μs、100μs、50μs、33μs、25μs、20μs、13.3μs、12.5μs、10μs、4μs、2μs、1.3μs、1μs、0.2μs、0.1μs、0.05μs、0.025μs、0.02μs、0.013μs、0.01μs、0.008μs、0.0067μs、0.0057μs、0.0044μs、0.004μs等，或介于所述值中的任一者之间。大体而言，母镭射脉冲的一或多个片段周期的持续时间可等于或不同于同一镭射脉冲的一或多个其他片段周期的持续时间。举例而言，尽管图3将第一片段周期p1说明为等于第二片段周期p2，但第一片段周期p1的持续时间可大于或小于第二片段周期p2的持续时间。

尽管图3说明了将母镭射脉冲300在时间上划分成仅两个脉冲片段(即，第一脉冲片段300a及第二脉冲片段300b)，但将了解，母镭射脉冲300可在时间上划分成多于两个脉冲片段(例如，划分成3个脉冲片段、5个脉冲片段、8个脉冲片段、10个脉冲片段、25个脉冲片段、30个脉冲片段、50个脉冲片段等，或其类似者或介于所述值中的任一者之间等)。举例而言，且参考图4，镭射脉冲300可在时间上划分成四个脉冲片段400a、400b、400c及400d。在一个具体实例中，第一定位器106的操作经控制以使得至少一对连续划分的脉冲片段内的脉冲片段偏转主要角度范围116内的不同角度。举例而言，脉冲片段400a可在主要角度范围116内偏转(例如，第一角度)，且接着脉冲片段400b可在主要角度范围116内偏转(例如，第二角度)，且接着脉冲片段400c可在主要角度范围116内偏转(例如，第三角度)，且接着脉冲片段400d可在主要角度范围116内偏转(例如，第四角度)。在另一具体实例中，第一定位器106的操作经控制而使得至少一对连续划分的脉冲片段内的脉冲片段偏转主要角度范围116内的相同角度。

在片段周期之外，第一定位器106可以此项技术中已知的任何方式操作以使入射镭射能量光束衰减，使得沿光束路径114传播的镭射能量光束(如最终由第一定位器106偏转)不具有足以加工工件102的能量。另外或替代地，在片段周期之外，第一定位器106可操作以便使光束路径114偏转至光束捕集器、光束捕集系统等或其任何组合。另外或替代地，在片段周期之外，可停止第一定位器106的操作以准许将入射镭射能量光束经由第一定位器106的AOD透射至光束捕集器、光束捕集系统等或其任何组合。

尽管上文已关于单一母镭射脉冲(即，镭射脉冲300)论述脉冲分片，但将了解，第一定位器106可经操作以实现关于连续传播母镭射脉冲的序列的脉冲分片。在该序列中，连续母镭射脉冲可以任何所要方式在时间上经划分，且两个连续的母镭射脉冲可以相同方式或以不同方式在时间上经划分。

A.关于绕射效率的额外论述

在片段周期内，第一定位器106可操作以减弱入射镭射能量光束，使得脉冲片段的光学功率随时间推移而恒定、随时间推移而改变，或其任何组合。举例而言，可驱动AOD(例如，第一AOD 202、第二AOD 204，或其组合)以借由在片段周期期间维持及/或改变施加至AOD的RF驱动信号的振幅(例如，同时保持所施加的RF驱动信号的频率恒定)来减弱入射镭射能量光束。因此，举例而言，第一脉冲片段300a的光学功率在第一片段周期p1的持续时间内可恒定或可变。同样，第二脉冲片段300b的光学功率在第二片段周期p2的持续时间内可恒定或可变。

在共同母镭射脉冲在时间上划分成多个脉冲片段的连续片段周期上，第一定位器106可操作以减弱(例如，借由在连续片段周期上维持及/或改变施加至AOD的RF驱动信号的振幅)入射镭射能量光束，使得两者的平均光学功率及/或峰值光学功率恒定或可变。因此，举例而言，第一脉冲片段300a在第一片段周期p1期间的平均光学功率或峰值光学功率可大于、等于或小于第二脉冲片段300b在第二片段周期p2期间的平均光学功率或峰值光学功率。在另一实例中，脉冲片段400a的平均光学功率或峰值光学功率可大于、等于或小于脉冲片段400b、400c及400d中的任一者的平均光学功率或峰值光学功率；脉冲片段400b的平均光学功率或峰值光学功率可大于、等于或小于脉冲片段400c及400d中的任一者的平均光学功率或峰值光学功率；且脉冲片段400c的平均光学功率或峰值光学功率可大于、等于或小于脉冲片段400d的平均光学功率或峰值光学功率。

尽管以上论述关于操作第一定位器106以设定或改变脉冲片段的光学功率(即，在第一定位器106操作以实现部分脉冲偏转时)，但将了解，在第一定位器106操作以实现整个脉冲偏转时，第一定位器106可类似地操作以设定或改变镭射能量的经偏转脉冲的光学功率。

VI.关于光束分支的具体实例

尽管图1说明镭射加工设备100包括单一第二定位器108的具体实例，但将了解，本文中所揭示的众多具体实例可应用于包括多个(即，两个或更多个)第二定位器108的镭射加工设备。举例而言，且参考图31，镭射加工设备3100可以与前述镭射加工设备100相同的方式提供，但可包括多个第二定位器(例如，第二定位器108a及108b，各自统称「第二定位器108」)及多个扫描透镜(例如，扫描透镜112a及112b，各自统称「扫描透镜112」)。如同镭射加工设备100，扫描透镜112及对应第二定位器108可视情况整合至共同外壳或「扫描头」中。因此，扫描透镜112a及对应第二定位器108(即，第二定位器108a)可整合至共同扫描头120a中。同样，扫描透镜112b及对应第二定位器108(即，第二定位器108b)可整合至共同扫描头120b中。如本文中所使用，扫描头120a及扫描头120b中的每一者在本文中亦统称「扫描头120」。

在并入至镭射加工设备3100中时，第一定位器106可操作以绕射、反射、折射或以其他方式偏转镭射能量光束，以便使光束路径114偏转至第二定位器108中的任一者。当使光束路径114偏转至第二定位器108a时，光束路径114可在第一角度范围(在本文中亦被称作「第一主要角度范围116a」)内偏转任何角度(例如，如相对于入射于第一定位器106上的光束路径114所量测)。同样，当使光束路径114偏转至第二定位器108b时，光束路径114可在第二角度范围(在本文中亦被称作「第二主要角度范围116b」)内偏转任何角度(例如，如相对于入射于第一定位器106上的光束路径114所量测)。如本文中所使用，第一主要角度范围116a及第二主要角度范围116b中的每一者亦可在本文中统称为「主要角度范围116」。大体而言，第一主要角度范围116a不与第二主要角度范围116b重叠且不相邻。第一主要角度范围116a可大于、小于或等于第二主要角度范围116b。如本文中所使用，使光束路径114在主要角度范围116中的一或多者内偏转的动作在本文中被称作「光束分支」。

在一个具体实例中，可控制第一定位器106的操作以使光束路径114偏转至第二定位器108a(例如，在第一分支周期期间)且接着使光束路径114偏转至第二定位器108b(例如，在第一分支周期之后的第二分支周期期间)，或反之亦然，或其任何组合。在另一实例中，可控制第一定位器106的操作以同时使光束路径114偏转至第二定位器108a及第二定位器108b。在本文中所论述的具体实例中，第一分支周期的持续时间可大于、小于或等于第二分支周期的持续时间。第一分支周期及第二分支周期中的每一者的持续时间可大于、等于或小于第一定位器106的定位周期。在一个具体实例中，第一分支周期及第二分支周期中的每一者的持续时间的特征可为第一定位器106的定位周期的整数倍数(其中整数可为诸如1、2、3、4、5、10、20、50、100等或介于所述值中的任一者之间的任何整数)。参见下文的此章节以关于第一定位器106的「定位周期」进一步论述。在一些具体实例中，每一分支周期的持续时间大于、等于或小于200μs、125μs、100μs、50μs、33μs、25μs、20μs、13.3μs、12.5μs、10μs、4μs、2μs、1.3μs、1μs、0.2μs、0.1μs、0.05μs、0.025μs、0.02μs、0.013μs、0.01μs、0.008μs、0.0067μs、0.0057μs、0.0044μs、0.004μs等或介于所述值中的任一者之间。

当由镭射源104输出的镭射能量光束表现为一系列镭射脉冲时，每一分支周期可具有大于或等于镭射能量光束内的镭射脉冲的脉冲持续时间的持续时间。然而，在另一具体实例中，一或多个分支周期可具有小于镭射能量光束内的镭射脉冲的脉冲持续时间的持续时间。在此类具体实例中(或在由镭射源104输出的镭射能量光束体现为连续或准连续镭射光束的具体实例中)，光束分支的动作可导致脉冲分片，借此产生一或多个脉冲片段。

VII.特征形成

大体而言，第一定位器106(无论提供于关于图1或图31论述的镭射加工设备中的任一者中，或任何其他镭射加工设备)可操作性地用以快速扫描或以其他方式置放第一扫描范围(例如，如上文所论述)内的加工光点，以在工件102中形成特征(例如，开口、通孔、沟槽、槽、切割道、凹入区，等)。在一些具体实例中，工件102可提供为PCB面板、PCB、FPC、IC、ICP、半导体装置等。因此，工件102可包括一或多个构成结构，诸如：电导体结构(例如，诸如膜、箔片等，其可由铜、铜合金形成；互连或布线结构，其包含一或多种金属，诸如铜、钛、氮化钛、钽等或其任何组合)；介电结构(例如，增层膜、玻璃强化环氧树脂层压体、层间介电材料、低k介电材料、阻焊剂、聚合材料等，或其任何组合)等，或其任何组合。工件102的任何电导体结构或介电结构可具有在5μm(或5μm上下)至500μm(或500μm上下)的范围内的厚度。因此，电导体结构或介电结构的厚度可大于、小于或等于0.5μm、0.1μm、1μm、3μm、5μm、10μm、15μm、18μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、50μm、70μm、80μm、100μm、110μm、120μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、550μm、600μm等，或介于所述值中的任一者之间。

在一个具体实例中，且参考图5，工件102包括介电结构500，其在其第一侧处接触或以其他方式黏附至第一电导体结构502。介电结构500可提供为诸如FR4、聚酰亚胺、液晶聚合物、ABF等材料，且具有在15μm(或15μm上下)至120μm(或120μm上下)的范围内的厚度(t1)。第一电导体结构502可提供为铜或铜合金箔片，其可具有例如借由化学反应、借由镭射暗化制程等处理的曝露表面，以增大镭射能量的吸收，或不变暗。第二电导体结构504(例如，由铜或铜合金等形成的垫、迹线、箔片等)可接触或以其他方式黏附至介电结构500的与第一侧对置的第二侧。第一电导体结构502可具有等于(或约等于)5μm、7μm、9μm、12μm、18μm、35μm、70μm、105μm等或介于所述值中的任一者之间的厚度(t2)。若存在，第二电导体结构可具有小于、大于或等于第一电导体结构502的厚度(t1)的厚度(t3)。视情况，工件102可包括一或多个额外结构，诸如部分地在图5中展示的额外介电结构508，其接触或以其他方式黏附至第二电导体结构504(例如，使得第二电导体结构504插置于介电结构500与介电结构508之间)。

大体而言，特征(例如，开口、通孔、沟槽、槽、切割道、凹入区等)可表征为借由借助于烧蚀自工件102的一或多个构成结构移除材料而形成。除非另外明确陈述，否则术语「烧蚀」可指「直接烧蚀」、「间接烧蚀」或其任何组合。在烧蚀的主要原因为材料归因于借由材料递送的镭射能量的光束内的能量的吸收(例如，线性吸收、非线性吸收，或其任何组合)的分解时，发生工件102中材料的直接烧蚀。在烧蚀的主要原因为熔融及汽化(归因于在吸收镭射能量光束内的能量的邻近材料(例如，介电结构500)中产生及自其输送的热，其最终递送至工件102)时，发生工件102中的目标材料(例如，第一电导体)之间接烧蚀(亦称为「剥离」)。在目标材料与邻近材料之间的汽化材料袋(例如，在邻近材料汽化时形成)内的压力足以自工件102逐出目标材料时，发生目标材料(例如，第一电导体502)的移除。关于借由间接烧蚀移除材料的考虑因素为此项技术中已知的，且更详细地论述于国际公开案第WO2017/044646 A1号中。

A.使用扫描图案的特征形成

为在工件102(例如，如上所述而组态)中形成诸如通孔(例如，如图6中例示性所示的盲通孔600，或如图7中例示性所示的穿孔700)的特征，第一定位器106可提供为多轴AOD系统(例如，AOD系统200)且操作以沿着界定扫描图案的加工轨迹扫描加工光点(即，工件102上由引导至工件102上的镭射能量光束照射的光点，在图5中由箭头506指示)。在递送至工件102的镭射能量光束体现为多个脉冲时，扫描图案可表征为分布于工件102的将形成特征(例如，通孔)的区域内的光点位置图案。在特征形成期间，第一定位器106可操作以便实现整个脉冲偏转或部分脉冲偏转(例如，如上文所论述)，或整个脉冲偏转与部分脉冲偏转的组合。

大体而言，扫描图案的最大尺寸(如在X-Y平面中量测)小于或等于第一扫描场的最大尺寸(如在X-Y平面中量测)。此外沿着用以形成通孔的扫描图案扫描的加工光点的光点大小将小于通孔本身的最大尺寸(如形成于第一电导体结构502中，且在X-Y平面中量测)。因此，通孔的最大尺寸可等于(或约等于)20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm等，或介于所述值中的任一者之间。如形成于介电结构中的通孔的最大尺寸(例如，在通孔的底部处，或在介电结构与第二电导体结构之间的界面处或附近，如在X-Y平面中量测)可大于、小于或等于如形成于第一电导体结构502中的通孔的最大尺寸。

扫描图案的特性可包括扫描图案中光点位置的数目、扫描图案中光点位置的配置、定址扫描图案中的光点位置的顺序或次序、连续定址的光点位置之间的距离，等。大体而言，在单一镭射脉冲或单一系列连续递送镭射脉冲在光点位置处递送至工件102时，定址光点位置。根据本文所述的具体实例，所述扫描图案特性中的一或多者可考虑到递送至工件102的镭射能量光束的一或多个或全部前述特性(例如，波长、平均功率、脉冲持续时间、脉冲重复率、脉冲能量、峰值功率、时间光学功率轮廓、光点大小，等)加以选择或以其他方式设定，以使得镭射能量可均匀地分布(或至少在某种程度上均匀地)在工件102的将形成通孔的区域上，随后最终烧蚀第一电导体结构502(即，归因于间接烧蚀，或直接烧蚀与间接烧蚀的组合)。借此，在已定址扫描图案中的全部光点位置之前，第一电导体结构502的将形成通孔的区可均匀地(或至少在某种程度上均匀地)加热至处于或接近第一电导体结构502的加工临限温度的温度。因此，根据本文所述的具体实例，在工件102中形成通孔的过程可表征为包括以下过程：在第一电导体结构502中形成开口，借此借由首先定址扫描图案中的多个光点位置而在第一电导体结构502中形成开口，以均匀地(或至少在某种程度上均匀地)加热第一电导体结构502的将形成开口的区(即，加热至处于或接近第一电导体结构502的加工临限温度的温度)；以及，此后，定址扫描图案中的一或多个其他光点位置汽化介电结构500的在第一电导体结构502的受热区下方的一部分，以自工件102逐出第一电导体结构502的受热区(即，借由间接烧蚀)。

鉴于以上内容，将认识到，前述扫描图案特性以及镭射能量光束的特性(例如，平均功率、脉冲持续时间、脉冲重复率、脉冲能量、峰值功率、光点大小等或其任何组合)中的一或多者可经选择或以其他方式设定，使得第一电导体结构502的位于工件102的通孔所处的区域(包括第一电导体结构502的位于工件102的将形成通孔的区域的中心处的区，在本文中亦称为「第一电导体502的中心区」)内的全部(至少实质上全部)部分在烧蚀第一电导体结构502(例如，归因于间接烧蚀)之前被熔融。然而，扫描图案、镭射能量光束或其组合的所述特性中的一或多者可经修改，使得第一电导体502的中心区不熔融，但使得在烧蚀第一电导体结构502之前，第一电导体502的围绕中心区的一部分被熔融。在此情况下，仍可借由间接烧蚀移除第一电导体502的未熔融中心区(例如，在汽化在第一电导体502的未熔融中心区下方的介电结构时)。

扫描图案特性中的一或多者亦可考虑到定址扫描图案中的连续定址光点位置的速率而加以选择或以其他方式设定。定址扫描图案中的不同光点位置的速率可等于(或至少实质上等于)第一定位器106在形成通孔期间的更新速率、第一定位器106在形成通孔期间的更新速率的整数倍，或其组合。因此，定址扫描图案中的不同光点位置的速率可对应于第一定位器106在形成通孔期间的更新速率。因此，沿着扫描图案扫描加工光点所需的总时间量(在本文中亦称为「曝光时间」)可对应于扫描图案中的光点位置的数目乘以第一定位器106的第一定位周期的乘积(即，在第一定位器106操作以沿着扫描图案扫描加工光点时)。

如上所指出，在形成通孔的过程期间，镭射能量均匀地分布(或至少在某种程度上均匀地)在工件102的待形成通孔的区域上，随后烧蚀第一电导体结构502(例如，归因于直接烧蚀、间接烧蚀，或其组合)。因此，在烧蚀第一电导体结构502之前，将定址扫描图案的至少两个光点位置(例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个，等)。举例而言，本发明人进行的模拟指示，在体现为一系列镭射脉冲(即，波长诸如为9.4μm或10.6μm，光点大小为70μm，脉冲持续时间为1μs，峰值功率高达约1.3kW)的镭射能量光束引导至提供为具有由50μm厚FR4形成的介电结构、由12μm厚铜箔片形成的第一电导体结构502(经处理以增大镭射能量的吸收)及由35μm厚铜箔片形成的第二电导体结构的PCB的工件102上(即，使得镭射能量光束入射于第一电导体结构502上)时，第一电导体结构502的烧蚀于最初扫描加工光点之后的6μs至8μs(或6μs至8μs上下)的周期内开始。因此，根据此模拟，在烧蚀第一电导体结构502之前，可借由镭射能量光束定址约六个至八个光点位置。

i.扫描图案的实例性具体实例

下文为图8至图22及图24(a)中说明的扫描图案的论述，其借由本发明人开发以使用如递送至工件102的镭射能量光束在工件102(例如，如上文所描述而提供)中形成圆形(或至少大致圆形)盲通孔，该镭射能量光束的波长在9μm(或9μm上下)至11μm(或11μm上下)的范围内(例如，波长为9.4μm(或为9.4μm上下)、10.6μm(或10.6μm上下)，等)、峰值功率在250W(或250W上下)至2kW(或2kW上下)的范围内且光点大小在60μm(或60μm上下)至90μm(或90μm上下)的范围内。然而，应了解，光点大小可小于60μm，例如在30μm(或30μm上下)至60μm(或60μm上下)的范围内。因此，如下文所论述沿着例示性扫描图案扫描的加工光点的光点大小可例如为40μm(或40μm上下)、50μm(或50μm上下)、70μm(或70μm上下)或85μm(或85μm上下)等，或介于所述值中的任一者之间。大体而言，如递送至工件102的镭射能量光束中的脉冲具有1μs(或1μs上下)的脉冲持续时间。尽管如此，将了解，下文描述的扫描图案可用以形成不同于盲通孔的特征(例如，通孔、沟槽、槽或其他凹部或开口)，且扫描图案可经修改以形成不同于通孔的特征。

亦应了解，如递送至工件102的镭射能量光束的波长可低于9μm(例如，在电磁光谱的紫外线或绿色可见范围内)，其限制条件为递送至工件102的镭射能量光束的其他特性(例如，脉冲持续时间、脉冲重复率、峰值功率、时间光学功率轮廓、通量，等)足以加工工件102。举例而言，镭射源104可提供为镭射，诸如由IPG PHOTONICS制造的ULR/ULM-355-200系列镭射。所述镭射为能够在355nm的波长及200W的平均功率下产生镭射能量光束的高功率QCW光纤镭射，其中光束由脉冲持续时间为约1.4ns、以80MHz的脉冲重复率输出的镭射脉冲构成。在另一实例中，镭射源104可提供为诸如由IPG PHOTONICS制造的GPLN-532系列镭射(例如，GPLN-532-200、GPLN-532-500，等)的镭射，其可以脉冲或QCW模式操作且能够在532nm的波长及200W或更大的平均功率下产生镭射能量光束，其中光束由脉冲持续时间为约1.2ns、以约50MHz或更大的脉冲重复率输出的镭射脉冲构成。

最后，将了解，不管如递送至工件102的镭射能量光束的波长如何，基于一或多个因素(诸如所加工的工件102的材料构造、可接受品质及处理量标准，等)，递送至工件102的镭射能量光束皆可具有任何合适的或所要的特性(例如，在光点大小、脉冲持续时间、峰值功率、脉冲能量、平均功率、脉冲重复率等方面)。

在图8至图22及图24(a)中，任何扫描图案的光点位置以圆形配置分布(例如，在假想圆的共同圆周上或沿着其配置)。在所述图中，每一光点位置的中心借由点或圆指定。为了进行参考而提供所说明的水平及竖直定向轴线，其中每一轴线处的数字指示距离或位置(以μm量测)。因此，图8至图22及图24(a)中说明的扫描图案可表征为具有在10μm(或10μm上下)至60μm(或60μm上下)的范围内的半径。

在一个具体实例中，用以形成通孔的扫描图案可为「最远相邻者」型扫描图案。在最远相邻者型扫描图案中，待定址的第二或后续光点位置距任何其他先前定址的光点位置尽可能远。在图8及图9中说明最远相邻者型扫描图案的一些实例。

参考图8，最远相邻者型扫描图案由八个光点位置(其中每一光点位置的中心由诸如点800的点表示)组成，其中的每一者仅定址一次。如例示性所说明，八个光点位置以圆形配置提供(例如，在假想圆的共同圆周上或沿着其配置)。连接光点位置与光点位置附近的数字「1」、「2」、...「8」的线指示定址(例如，借由镭射能量光束，至少借由第一定位器106偏转)扫描图案800中的光点位置的顺序。因此，光点位置1为待定址的扫描图案800中的第一光点位置，光点位置2为待定址的扫描图案800中的第二光点位置，依此类推，且光点位置8为待定址的扫描图案800中的最末光点位置。

参考图9，最远相邻者型扫描图案由以圆形配置(例如，在假想圆的共同圆周上或沿着其配置)提供的十六个光点位置组成。在图9中所示的扫描图案中，每一光点位置与另一光点位置重叠。因此，点附近的识别符「1，12」、「2，11」、「3，9」...「5，16」指定光点位置，且连接光点位置的线指示定址(例如，借由镭射能量光束，至少借由第一定位器106偏转)扫描图案中的光点位置的顺序。因此，在图9中所示的扫描图案中，借由「1，12」指定的点表示待定址扫描图案800中的第一光点位置的位置且待定址扫描图案800中的第十二光点位置的位置；借由「2，11」指定的点表示待定址扫描图案中的第二光点位置的位置且待定址扫描图案中的第十一光点位置的位置；依此类推。

将了解，最远相邻者型扫描图案可经修改(例如，使得待定址的第二或后续光点位置并不位于距任何其他先前定址的光点位置尽可能远处)，且仍适合用于形成通孔。经修改的最远相邻者型扫描图案的一些实例说明于图10至图22中。图10至图22中所示的扫描图案(以及图8及图9中所示的彼等)可通常表征为两个类型中的一者：第一类型的扫描图案(在本文中亦称为「第一类型扫描图案」)，其中特定连续定址光点位置对之间的中点共置(例如，处于假想圆的中心)；以及第二类型的扫描图案(在本文中亦称为「第二类型扫描图案」)，其中无连续定址光点位置对之间的中点共置。图8至图16、图20至图22及图24(a)说明第一类型扫描图案的实例；图17至图19说明第二类型扫描图案的实例。

第二类型扫描图案可表征为连续定址邻近光点位置的扫描图案(例如，如图17及图19中所示)或并不连续定址邻近光点位置的扫描图案(例如，如图18中所示)。诸如图17及图19中所示的彼等扫描图案的扫描图案称为「连续定址第二类型扫描图案」，且诸如图18中所示的彼等扫描图案的扫描图案称为「非连续定址第二类型扫描图案」。

在图17及图19中，光点位置1及2为彼此邻近且连续定址的光点位置的实例。在图18中，光点位置1及7为彼此邻近但并不连续定址的光点位置的实例。实际上，在图18中，光点位置1及2并不彼此邻近，但连续定址。在图18中所示的实例扫描图案中，光点位置7存在(例如，沿着假想圆的圆周)于连续定址的光点位置1与2之间。亦如图18中所示，光点位置12及1存在(例如，沿着假想圆的圆周)于连续定址的光点位置6与7之间。将了解，图17至图19中所示的扫描图案可经修改，使得任何数目个光点位置可存在(例如，沿着假想圆的圆周)于相同扫描图案中的任何两个连续定址光点位置之间。

尽管图8至图22及图24(a)中说明的实例扫描图案展示为具有在假想圆的共同圆周上或沿着其配置的一组数个光点位置(例如，4、8、12、16、18或20个光点位置)，但将了解，任何扫描图案(不管说明与否)可具有在假想圆的共同圆周上或沿着其配置的不同数目个光点位置(例如，2、3、5、6、10、15、22、25、28、30、32、40、50、60、70、75、80、100等，或介于所述值中的任一者之间)，且可以任何合适的或所要顺序或次序定址光点位置。举例而言，尽管图8、图10至图13及图15至图20中说明的实例扫描图案展示为具有按顺序仅定址一次的多个光点位置，但将了解，所述扫描图案中的任一者的光点位置可按顺序定址多次(例如，2次、3次、4次、5次等)。亦应了解，共同扫描图案内的光点位置可在任何其他线、周界、区段等上或沿着其配置，从而描绘任何所要或合适形状(例如，三角形、正方形、矩形、六边形、卵形、星形等，或其任何组合)。

在沿着第二类型扫描图案扫描加工光点而使得连续定址不邻近的光点位置时，任何数目个光点位置可能存在(例如，沿着假想圆的圆周)于一对连续定址光点位置之间。可存在于连续定址光点位置对之间的此类光点位置的数目可在3个光点位置至10个光点位置的范围内(例如，在4个光点位置至6个光点位置的范围内)。

ii.关于特征形状扭曲的额外论述

已发现，借由操作第一定位器106(例如，多轴AOD系统，诸如AOD系统200)以沿着如上文所论述的第二类型扫描图案扫描加工光点而产生的通孔可具有椭圆形开口(即，在工件102的表面处)，例如如图27中所示，即使第二类型扫描图案中的光点位置在假想圆的共同圆周或沿着其配置亦如此，例如如图28中所示。为补偿通孔开口形状的此扭曲，第二类型扫描图案中的光点位置的配置可加以修改(例如，使得光点位置在假想椭圆的共同周界上或沿着其配置，如图29中所示)。图29中所示的经修改的第二类型扫描图案可通常表征为椭圆形形状，其中椭圆形形状的长轴与图27中所示的通孔开口的形状的长轴正交。任何第二类型扫描图案(包括前述第二类型扫描图案)可经修改，使得光点位置在共同椭圆的周界上或沿着其配置，而非在共同圆的圆周上或沿着其配置。在沿着此类经修改的扫描图案扫描加工光点时，最终产生的通孔的开口将具有比图27中所说明的椭圆形形状更圆的形状。

iii.关于扫描图案、通孔圆度及脉冲分片的额外论述

应注意，在图8至图22及图24(a)中，水平及竖直定向的轴线不必表示多轴AOD系统(例如，AOD系统200，其操作以沿着扫描图案扫描加工光点以形成通孔)中的AOD的绕射轴的定向。大体而言，可沿着诸如本文中描述的扫描图案的任何扫描图案扫描加工光点，同时AOD系统200操作以实现整个脉冲偏转、部分脉冲偏转(如上文所论述，即，脉冲分片)，或其组合。在多轴AOD系统(例如，AOD系统200)操作以便实现部分脉冲偏转时，已发现，最终形成的通孔开口的圆度可取决于一或多个因素，诸如扫描图案的定向(即，扫描图案中的连续定址光点位置之间的「跳变」相对于多轴AOD系统中的AOD的定向绕射轴的定向)、扫描图案中的连续定址光点位置之间的距离，及在扫描加工光点时多轴AOD系统的更新速率。尽管不希望受任何特定理论束缚，但本发明人认为在施加至AOD的RF驱动频率在镭射脉冲在脉冲分片期间通过AOD的AO单元的同时改变时，存在AO单元中的声波瞬变，从而以非所要方式绕射入射镭射能量光束。由声波瞬变造成的绕射事件有时可能导致工件102处的加工光点的不可接受的扭曲。已观察到，在施加至任何特定AOD的RF驱动频率的差在该AOD的两个连续第一定位周期之间大时，加工光点扭曲最为严重。亦已观察到，若多轴AOD系统中的多个AOD操作以连续定址扫描图案中的不同光点位置，则可在某种程度上减小加工光点扭曲。

举例而言，在图14中所示的扫描图案中，光点位置1与2之间(及光点位置7与8之间，及光点位置9与10之间)的「跳变」的方向与多轴AOD系统中的AOD的一个绕射轴(例如，AOD系统200的第一AOD 202的第一绕射轴)平行，且光点位置3与4之间(及光点位置5与6之间，及光点位置11与12之间)的「跳变」的方向与多轴AOD系统中的AOD的另一绕射轴(例如，AOD系统200的第二AOD204的第二绕射轴)平行。因此，沿着对角说明的方向(其中的每一者平行于诸如AOD系统200的多轴AOD系统中的AOD的绕射轴)对准的连续定址光点之间的距离大于沿着图中说明的水平或竖直方向对准的连续定址光点之间的距离。因此，在沿着图14中所示的扫描图案扫描加工光点时，工件102处加工光点的形状可能扭曲，以产生具有相对不良圆度的通孔开口(例如，如图23中所示)。然而，若图14中所示的扫描图案的定向相对于多轴AOD系统中的AOD的绕射轴旋转(例如，45度，如图24(a)中所示)，以使得相对较大「跳变」(即，光点位置1与2之间、光点位置3与4之间、光点位置5与6之间、光点位置7与8之间以及光点位置9与10之间及光点位置11与12之间的跳变)的方向并不与任何AOD的绕射轴平行，则可改良最终产生的通孔开口的圆度，如图24(b)中所示。仅单一AOD操作以扫描光点位置1与2之间(及光点位置7与8之间以及光点位置9与10之间)或光点位置3与4之间(以及光点位置5与6之间及光点位置11与12之间)的加工光点，如图14中所示。然而，需要操作多个AOD以扫描光点位置1与2之间、光点位置3与4之间、光点位置5与6之间、光点位置7与8之间以及光点位置9与10之间及光点位置11与12之间的加工光点，如图24(a)中所示。同样，图16中所示的扫描图案中的连续定址光点位置之间的「跳变」的方向中无一者与多轴AOD系统内的任何AOD的绕射轴平行。结果，在沿着图16中所示的扫描图案扫描加工光点时，最终产生的通孔具有具相对良好圆度的开口(例如，如图25中所示)。

应注意，在AOD内，每一所施加RF驱动频率对应于施加至入射镭射能量光束的有效相位倾角。详言之，相位倾角(以μrad计)可计算如下：

相位倾角＝λ*Δf/v

其中λ为穿过AOD的镭射能量光束的光学波长(以nm量测)，Δf为施加至AOD的所施加RF驱动频率与AOD的中心频率的偏差(以Hz量测)，且v为声波在AO单元中的速度(以m/s量测)。若在AOD系统操作以实现脉冲分片时，入射镭射能量光束受具有显著不同量值的多个相位倾角(亦称为多个相位倾角区段)影响，则扭曲可能严重，其取决于例如操作AOD系统200的更新速率。然而，若执行脉冲分片，使得多个倾角区段在量值上相差镭射能量光束的波长的小分率，则原本将观察到的扭曲效应可减小。此亦可帮助引导待使用的扫描图案的选择及定向以及多轴AOD系统(例如，AOD系统200)的更新速率(在多轴AOD系统操作以便在钻出通孔时实现部分脉冲偏转时)。

举例而言，图8中所示的扫描图案中的光点位置1与2之间的「跳变」的方向与AOD的一个绕射轴(例如，AOD系统200的第一AOD 202的第一绕射轴)平行，且光点位置3与4之间的「跳变」的方向与AOD的另一绕射轴(例如，AOD系统200的第二AOD 204的第二绕射轴)平行。因此，由单一AOD实现的最长跳变等于约倾角的300μrad，其等效于在穿过AOD的镭射能量光束的直径上的约4.5μm的相位倾角(其可为约15mm，或为其9.4μm波长的大致50％)。因此，自光点位置1至光点位置2及自光点位置3至光点位置4的跳变为相对较大的跳变。

在另一实例中，在AOD系统200操作以实现部分脉冲偏转以沿着图8中所示的扫描图案以1MHz的更新速率(对应于1μs的第一定位周期)扫描加工光点时，可形成具有可接受圆形开口的通孔。然而，在更新速率倍增至2MHz(对应于0.5μs的第一定位周期)时，加工光点在其沿着图8中所示的扫描图案被扫描时变得扭曲，从而导致所形成的通孔具有的开口具有更类似于正方形的形状。相比之下，诸如图17至图19中说明的扫描图案中的连续定址光点位置之间的跳变的距离可比诸如图8中所说明的扫描图案中的连续定址光点位置之间的跳变的距离小得多。举例而言，图19中所示的扫描图案中的连续定址光点位置之间的跳变可低于10μm(比图8中所示的扫描图案小约3倍)，且结果，在以2MHz的更新速率驱动且另外，甚至在以8MHz的更新速率(对应于0.125μs的第一定位周期)驱动多轴AOD系统中的AOD时，工件102处的加工光点的扭曲可非常低。

鉴于以上内容，可借由以下操作来形成(例如，在前述工件102中)通孔：以大于1MHz的更新速率(例如，以大于或等于2MHz、5MHz、8MHz、12MHz、25MHz、50MHz等，或介于所述值中的任一者之间的更新速率)操作第一定位器106(例如，多轴AOD系统，诸如AOD系统200)以沿着具有相对较大数目(例如，至少40个)光点位置(例如，45、50、60、75、80、90、100、124个光点位置等，或介于所述值中的任一者之间)的第二类型扫描图案(例如，以如本文所描述的任何方式提供)扫描加工光点(例如，具有在上文所描述的范围内的光点大小)，使得连续定址光点位置在空间上彼此分离高达六个光点位置及/或使得连续定址光点位置的跳变之间的距离小于15μm(例如，13μm、11μm、10μm、9μm、8μm、7μm等，或介于所述值中的任一者之间)。

iv.关于局域化热积聚的额外论述

取决于诸如递送至工件102的镭射脉冲的波长、脉冲持续时间、脉冲重复率、峰值功率、平均功率等、光点位置处的材料的线性吸收(例如，相对于递送至该位置的镭射脉冲的波长)、光点位置处或附近的材料的导热率、热扩散率、比热容等、待扫描加工光点所沿的扫描图案等或其任何组合的一或多个因素，由于将镭射脉冲递送至一或多个光点位置而产生的热可自所辐照光点位置扩散，且积聚在工件102的在加工光点外部的区内，借此增大在加工光点外部的区处的工件102的温度。

若积聚的热导致工件102的位于待由加工光点辐照的光点位置处或附近的区处的升高的温度，且若升高的温度高于临限温度(即，「加工临限温度」)，则可随后加工(例如，借由直接烧蚀、间接烧蚀，或其任何组合)工件102的效率可受到正面影响。大体而言，与待处理的材料相关联的加工临限温度大于或等于待处理的材料的熔点或玻璃转变温度，但小于其汽化温度。然而，在另一具体实例中，加工临限温度可小于待处理的材料的熔点或玻璃转变温度(例如，为待处理的材料的熔点或玻璃转变温度的98％、95％、93％、90％、89％、87％、85％、80％、75％、70％、65％、50％、40％等，或介于所述值中的任一者之间)。

在一些情况下，积聚的热可增大工件102的并不意欲加工的区(各自在本文中亦称为工件102的「非特征区」)内的温度。若温度足够高，则工件102的非特征区可能被不合期望地损坏(例如，不合期望地裂开、熔融、剥离、退火等)。因此，可能倾向于以如下方式加工工件102：避免热在工件102的非特征区内的不合需要的积聚。如本文中所使用，工件102的区将被不合期望地损坏的温度称为「损坏临限温度」。应认识到，工件102的任何非特征区的损坏临限温度可取决于一或多个因素，诸如光点位置处或附近或非特征区中的任何材料的厚度、导热率、热扩散率、比热容等、光学吸收率(相对于所递送镭射能量的光束)等，以及位于非特征区附近的结构的导热率、热扩散率、比热容、大小及形状等，或其任何组合。

a.避免不合需要的损坏

已发现，在借由扫描镭射能量光束(例如，沿着上文相对于图8至图29例示性描述的扫描图案，或以其他方式)而在工件102中形成盲通孔600(例如，如上文关于图5及图6所描述)时，工件102可能分层。工件102可能分层的实例区包括在第二电导体结构504与在曝露的第二电导体结构504的周边区域(例如，在借由圆「A」识别的区内)处或附近的介电结构500及介电结构508中的一或两者之间的界面处的区、在第二电导体结构504与在曝露的第二电导体结构504的中心区域(例如，在借由圆「B」识别的区内)处或附近的介电结构508之间的界面处的区等，或其任何组合。由本申请人执行的实验表明，在递送至工件102的镭射脉冲具有相对较高峰值功率时，分层发生。在形成盲通孔600的过程临近结束时，所递送的镭射脉冲将第二电导体结构504加热至显著程度，且热接着自第二电导体结构504传递至邻近于受热的第二电导体结构504的介电结构500及/或介电结构508的非特征区(例如，在诸如借由圆「A」及/或「B」识别的区的区)中。积聚的热可将介电结构500的邻近区的温度升高至高于其玻璃转变温度(且在一些情况下，高于其分解温度)，从而引起工件102内的分层或使工件102更易分层。

为防止在形成盲通孔600的过程期间分层，本申请人已发现，在该过程临近结束时引导至工件102的镭射脉冲的峰值功率可低于先前引导至工件102的镭射脉冲的峰值功率。已发现，减小所递送镭射脉冲的峰值功率与在空间上分布所递送镭射脉冲(例如，沿着上文相对于图8至图29例示性描述的扫描图案)的组合防止第二电导体结构504显著变热，因此防止介电结构500的邻近区不合期望地累积可能造成分层的热。

举例而言，且参考图30，待递送至工件102以形成盲通孔600的多个镭射脉冲可提供为借由第一定位器106自共同母镭射脉冲3000在时间上划分出的脉冲片段，且可沿着任何合适的或所要扫描图案(例如，如上文相对于图8至图29例示性描述，或以其他方式)扫描该多个脉冲片段。母镭射脉冲3000的波长可在9μm(或9μm上下)至11μm(或11μm上下)的范围内(例如，波长为9.4μm(或9.4μm上下)、10.6μm(或10.6μm上下)，等)，且峰值功率或平均功率在250W(或250W上下)至2kW(或2kW上下)的范围内。

在此情况下，脉冲片段可包括第一脉冲片段3002及第二脉冲片段3004，其中多个第一脉冲片段3002在第一时间周期(例如，其可为自第一片段周期p1的开始至第m片段周期pm的结束的总时间段)期间递送至工件102，且此后，多个第二脉冲片段3004在第二时间周期(例如，其可为自第m+1个片段周期pm+1的开始至第n片段周期pn的结束的总时间段)期间递送至工件102。尽管图30仅说明两个第一脉冲片段3002(即，对应于片段周期p1及pm)，但将了解，任何数目个第一脉冲片段3002可在第一片段周期p1与第m片段周期pm之间自母镭射脉冲3000在时间上划分出。同样，尽管图30仅说明两个第二脉冲片段3004(即，对应于片段周期pm+1及pn)，但将了解，任何数目个第二脉冲片段3004可在第m+1片段周期与第n片段周期pn之间自母镭射脉冲3000在时间上划分出。在第一时间周期期间自母镭射脉冲3000在时间上划分出脉冲片段的连续片段周期可连续地、间歇性地或以其任何组合发生，如上文所论述。同样，在第二时间周期期间自母镭射脉冲3000在时间上划分出脉冲片段的连续片段周期可连续地、间歇性地或以其任何组合发生，如上文所论述。另外，尽管第m片段周期pm及第m+1片段周期pm+1在图30中说明为间歇性地出现(即，具有介入于第m片段周期pm之后与第m+1片段周期pm+1之前的延迟)，但将了解，第m片段周期pm及第m+1片段周期pm+1可连续地发生(即，第m+1片段周期pm+1紧接地在第m片段周期pm之后开始)

第一脉冲片段3002可表征为具有实质上恒定的第一光学功率P1，且第二脉冲片段3004可表征为具有实质上恒定的第二光学功率P2，其小于第一光学功率P1。大体而言，脉冲片段的光学功率可借由在每一片段周期期间维持或改变施加至AOD的RF驱动信号的振幅(如上所述)来加以设定(例如，设定至第一光学功率P1或第二光学功率P2)。在一个具体实例中，第一光学功率P1可在150W(或150W上下)至300W(或300W上下)的范围内(例如，为200W或为200W上下)。第二光学功率P2可在第一光学功率P1的75％至25％的范围内(例如，50％或50％上下)。

在形成盲通孔600期间最终递送至工件的镭射脉冲可具有在60μm(或60μm上下)至90μm(或90μm上下)的范围内的光点大小。然而，应了解，光点大小可小于60μm，例如在30μm(或30μm上下)至60μm(或60μm上下)的范围内。因此，如下文所论述沿着例示性扫描图案扫描的加工光点可具有例如40μm(或40μm上下)、50μm(或50μm上下)或85μm(或85μm上下)的光点大小。

在一个具体实例中，前述第一时间周期小于前述第二时间周期。举例而言，第一时间周期可在4μs(或4μs上下)至8μs(或8μs上下)的范围内，且第二时间周期可在8μs(或8μs上下)至12μs(或12μs上下)的范围内。在另一具体实例中，第一时间周期可等于或大于第二时间周期。

在一个具体实例中，第一脉冲片段3002中的每一者的脉冲持续时间等于(或至少实质上等于)第二脉冲片段3004中的每一者的脉冲持续时间。举例而言，第一脉冲片段3002及第二脉冲片段3004可各自具有1μs(或1μs上下)的脉冲持续时间。然而，在另一具体实例中，第一脉冲片段3002中的任一者的脉冲持续时间大于或小于第二脉冲片段3004中的任一者的脉冲持续时间。

尽管图30说明涉及具有不同光学功率的两组脉冲片段(即，第一脉冲片段3002及第二脉冲片段3004)的脉冲分片技术，但将了解，前述脉冲分片技术可经修改以包括一或多个额外组的脉冲片段。每一额外组脉冲片段可包含光学功率不同于第一光学功率P1或第二光学功率P2的一或多个脉冲片段，或可具有不同于紧接于前的脉冲片段组的光学功率的光学功率。

b.促进相对薄层的移除

已发现，在借由扫描镭射能量光束(例如，沿着上文相对于图8至图29例示性描述的扫描图案，或以其他方式)于工件102中形成通孔(例如，如上文关于图5及图6所描述)时，若第一电导体结构502的厚度相对薄，若沿着诸如上文关于图8至图22及图24(a)所描述的扫描图案的扫描图案扫描由镭射能量光束照射的加工光点，则如形成于工件102的第一电导体中的通孔开口可能具有不良圆度。出于论述的目的，若第一电导体结构502的一厚度小于5μm(或上下)，则其可视为「相对薄」。举例而言，相对薄的第一电导体结构502的厚度小于或等于4.5μm、4μm、3μm、2.5μm、2μm、1.5μm、1μm等，或介于所述值中的任一者之间。

实际上，如上所指出，在沿着诸如上文关于图8至图22及图24(a)所描述的扫描图案中的任一者的扫描图案扫描由具有一组特性的镭射能量光束照射的加工光点以移除厚度大于5μm(例如，大于5μm、7μm、9μm、12μm、18μm、35μm等，或介于所述值中的任一者之间)的第一电导体结构502时，镭射能量可均匀地分布(或至少在某种程度上均匀地)在工件102的待形成通孔的区域上，随后烧蚀第一电导体结构502。然而，由本申请人执行的模拟已展示，在沿着相同扫描图案扫描相同镭射能量光束(例如，其特征在于一组相同特性)时，若第一电导体结构502相对薄(如上文所论述)，则第一电导体结构502将在沿着整个扫描图案扫描加工光点之前被烧蚀。模拟的结果已借由由本申请人执行的实验确认。

为改良形成于相对薄的第一电导体结构502(例如，在形成通孔(例如，盲通孔600或穿孔700)的过程期间)中的通孔开口的圆度，诸如上文关于图8至图22及图24(a)所描述的扫描图案中的任一者的扫描图案可经修改以包括在扫描图案的几何质心处或附近(例如，在如图8至图22或图24(a)中的任一者中所说明的座标0，0处或附近)的一或多个光点位置。在此上下文中，图8至图22或图24(a)中实际上说明的扫描图案的光点位置在本文中称为「加热光点位置」，且在扫描图案的几何质心处或附近的一或多个光点位置在本文中称为「移除光点位置」。加热光点位置借由镭射能量光束以如上文关于图8至图22或图24(a)所描述的任何适合方式定址，且此后定址一或多个移除光点位置。然而，在定址加热光点位置时，递送至工件102的镭射能量光束的特征在于足以均匀地(或至少在某种程度上均匀地)将第一电导体结构502的待形成通孔的区加热至处于或接近第一电导体结构502的加工临限温度的温度但不足以使得受热的第一电导体结构502被烧蚀的一组特性(例如，在峰值功率、脉冲持续时间、脉冲能量等方面)。此后，使用特征在于足以烧蚀(例如，借由间接烧蚀、直接烧蚀，或其组合)第一电导体结构502的受热区的一组特性(例如，在峰值功率、脉冲持续时间、脉冲能量等方面)的镭射能量光束定址经修改扫描图案的一或多个移除光点位置。

在一个具体实例中，用以定址移除光点位置的镭射能量光束的一或多个脉冲中的峰值功率高于用以定址加热光点位置中的每一者的镭射能量光束的一或多个脉冲中的峰值功率。将了解，每一镭射脉冲(不管其定址移除光点位置还是加热光点位置)的峰值功率可取决于第一电导体结构502的厚度(即，随着第一电导体结构502的厚度减小，所需的峰值功率较小)。举例而言，对于厚度为2μm的第一电导体结构502，可借由峰值功率在1kW(或1kW上下)至2kW(或2kW上下)的范围内的镭射脉冲定址任何移除光点位置，且可借由峰值功率在250W(或250W上下)至350W(或350W上下)的范围内的镭射脉冲定址加热光点位置。在第一电导体结构502的一厚度为1.5μm时，可借由峰值功率在例如300W(或300W上下)至500W(或500W上下)的范围内的镭射脉冲定址任何移除光点位置，且可借由峰值功率在例如150W(或150W上下)至250W(或250W上下)的范围内的镭射脉冲定址加热光点位置。

在另一具体实例中，用以定址移除光点位置的镭射能量光束的一或多个脉冲的脉冲持续时间大于或等于用以定址加热光点位置的每一脉冲的脉冲持续时间。然而，一般而言，定址加热光点位置的总时间量将大于定址一或多个移除光点位置的总时间量。举例而言，定址一或多个移除光点位置的总时间量可在定址加热光点位置的总时间量的10％(或10％上下)至25％(或25％上下)的范围内。将了解，可在定址加热光点位置的总时间量的大于25％(或25％上下)(例如，定址加热光点位置的总时间量的30％至60％)内定址一或多个移除光点位置。在此情况下，在移除步骤期间递送的镭射脉冲中的能量亦将用以移除介电结构500的一部分。

在一些具体实例中，诸如在第一电导体结构502的加热及移除期间递送至工件102的镭射能量光束的峰值功率、脉冲持续时间的特性可借由如上文所论述操作第一定位器106而加以适当修改。

v.关于特征形状扭曲的进一步论述

如上文所论述，图8至图22及图24(a)中说明的扫描图案可表征为具有在10μm(或10μm上下)至60μm(或60μm上下)的范围内的半径。将了解，可增大扫描图案的半径，其限制条件为扫描图案特性(例如，扫描图案中的光点位置的数目、扫描图案中的光点位置的配置、定址扫描图案中的光点位置的顺序或次序、连续定址光点位置之间的距离等，或其任何组合)及递送至工件102的镭射能量光束的特性(例如，平均功率、脉冲持续时间、脉冲重复率、脉冲能量、峰值功率、光点大小等，或其任何组合)得以维持或经修改以便足以形成具有合乎需要的特性的通孔，诸如形成于第一电导体502中的通孔开口的形状(例如，圆度)。

举例而言，若诸如图17或图19中所示的连续定址第二类型扫描图案经修改以具有大于约60μm(例如，70μm或更大)的半径，则经修改的连续定址第二类型扫描图案可例如包括更多光点位置(例如，以维持邻近光点位置之间、连续定址光点位置之间的所要间距，等)。视情况，递送至工件102的镭射能量光束的一或多个特性(例如，平均功率、脉冲持续时间、脉冲重复率、脉冲能量、峰值功率、光点大小，等)亦可经修改以形成具有合乎需要的特性的通孔，诸如如形成于第一电导体502中的通孔开口的形状(例如，圆度)。然而，在修改连续定址第二类型扫描图案时，可能有必要不简单地包括更多光点位置(例如，以维持邻近光点位置之间、连续定址光点位置之间的所要间距，等)，这是因为扫描图案中的第一光点位置与最末光点位置之间的第一电导体的一部分仍可保留，从而产生具有不良圆度的通孔开口。

形成于工件102的第一电导体(例如，铜层)中的具有不良圆度的通孔开口的实例展示于图46的显微照片中。图46中所示的通孔开口借由沿着类似于图17及图19中所示的扫描图案的连续定址第二类型扫描图案扫描工件102上的加工光点(例如，由特性落入上文相对于图17及图19中所示的扫描图案所描述的范围内的镭射能量光束照射)而形成。然而，值得注意的是，扫描图案的半径增大至70μm。在图46中所示的显微照片中，位于虚线区内的「突出部」为通孔开口的不良圆度的原因。尽管不希望受任何特定理论束缚，但咸信，在定址最末光点位置的时间之前，在扫描图案的第一光点位置处或其附近的第一电导体502的一部分的温度低于第一电导体502的加工临限温度。因此，在定址最末光点位置时，在第一光点位置处或附近的第一电导体502内不存在足够热能来促进其移除。

在一个具体实例中，可借由在已定址所有其他光点位置之后定址扫描图案中的最初定址光点位置中的一或多者来改良第一电导体502中的通孔开口的圆度。举例而言，参考图47中所示的连续定址第二类型扫描图案，在已定址第一至第二十四光点位置1至24之后，再次定址借由第一光点位置1指定的扫描图案中的位置(因此，借由「1，25」指定的点表示扫描图案中的第一光点位置及第二十五光点位置的位置)。视情况，先前定址的其他光点位置可在第二十五光点位置之后定址。举例而言，且再次参考图47，在定址光点位置25之后定址光点位置2(因此，借由「2，26」指定的点表示彼此重叠的第二光点位置及第二十六光点位置的位置)，且可在定址光点位置26之后定址光点位置3(因此，借由「3，27」指定的点表示彼此重叠的第三光点位置及第二十七光点位置的位置)。如本文中所使用，彼此重叠(例如，如上文所论述)的光点位置在本文中称为「连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置」。对于任何连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置，最末定址的光点位置称为「最末定址重叠光点位置」。因此，在借由「1，25」指定的光点位置处，光点位置25可称为「最末定址重叠光点位置」，在借由「2，26」指定的光点位置处，光点位置26可称为「最末定址重叠光点位置」，依此类推。

在维持第一电导体中的通孔开口的合乎需要的圆度的上下文中，适当的连续定址第二类型扫描图案将第一光点位置提供为连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置，且在第一光点位置之后的一或多个连续定址光点位置亦可提供为连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置。因此，可包括于第二类型扫描图案中的连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置的数目可等于1、2、3、4、5等。替代指定包括于第二类型扫描图案中的连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置的数目，可包括于第二类型扫描图案中的连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置的数目可表示为第二类型扫描图案中的光点位置的总数目的百分比。在此情况下，连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置可构成第二类型扫描图案中的光点位置的总数目的高达12％(或12％上下)。举例而言，百分比可为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％等，或介于所述值中的任一者之间。然而，最终，待包括于第二类型扫描图案中的连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置的数目可取决于一或多个因素，诸如前述扫描图案特性中的任一者、递送至工件102的镭射能量光束的特性中的任一者(例如，波长、平均功率、脉冲持续时间、脉冲重复率、脉冲能量、峰值功率、光学强度、通量、光点大小，等)、工件102的特性(例如，第一电导体的厚度，等)等，或其任何组合。借由提供如上文关于图47所描述的连续定址第二类型扫描图案，第一电导体的在第一光点位置(即，光点位置1)处或附近的区可积聚足够热能以促进其移除，借此在第一电导体中得到具有良好圆度的通孔开口(例如，如图48中所示)。应注意，若过多光点位置提供为连续定址第二类型扫描图案重叠光点位置，则第一电导体可能被过度加工，从而再次在第一电导体中得到具有不良圆度的通孔开口，如图49中所示。

至此，诸如关于图17及图19所描述的扫描图案中的任一者的连续定址第二类型扫描图案中的每一对连续定址光点位置之间的距离相同(或至少约相同)。举例而言，图17或图19中的任一者中的光点位置3与4之间的距离与光点位置1与最末光点位置(即，图17中的光点位置12，及图19中的光点位置18)之间的距离相同(或约相同)。在维持第一电导体中的通孔开口的合乎需要的圆度的上下文中，适当的连续定址第二类型扫描图案可经组态而使得含有待定址的最末光点位置的连续定址光点位置对之间的距离可低于其余连续定址光点位置对的分离距离。举例而言，参考图50，光点位置24与25之间的距离可低于光点位置1与2之间、光点位置10与11之间等的距离。大体而言，待定址的最末两个光点位置之间(例如，光点位置24与25之间)的距离可在任何其他对连续定址光点位置之间的距离的30％(或30％上下)与99％(或99％上下)之间的范围内。借由提供如上文关于图50所描述的连续定址第二类型扫描图案，第一电导体的在第一光点位置(即，光点位置1)处或附近的区可积聚足够热能以促进其移除，借此在第一电导体中得到具有良好圆度的通孔开口。

在另一具体实例中，连续定址第二类型扫描图案可经修改以在至少一对连续定址光点位置之间包括一或多个光点位置。因此，在第二类型扫描图案的一个部分中的连续定址光点位置可彼此邻近(例如，如同连续定址第二类型扫描图案)，且在第二类型扫描图案的另一部分中的连续定址光点位置可能不彼此邻近(例如，如同非连续定址第二类型扫描图案)。此类型的第二类型扫描图案在本文中称为「混合第二类型扫描图案」。混合第二类型扫描图案的一实例展示于图51中。参考图51，混合第二类型扫描图案可包括配置于光点位置1与2之间的光点位置25(其在光点位置24之后连续地定址)光点位置24与25之间具有距离。尽管图51仅说明光点位置1与2之间的一个光点位置(即，光点位置25)，但将了解，多个光点位置可配置于光点位置1与2或任何其他对连续定址光点位置之间。视情况，混合第二类型扫描图案可进一步包括一或多个额外光点位置，诸如配置于一或多个额外对连续定址光点位置(诸如光点位置2与3之间)之间的光点位置26(其在光点位置25之后连续定址)。借由提供如上文关于图51所描述的混合第二类型扫描图案，第一电导体的在第一光点位置(即，光点位置1)处或附近的区可积聚足够热能以促进其移除，借此在第一电导体中得到具有良好圆度的通孔开口(例如，如图48中所示)。然而，最终，一对连续定址光点位置之间待添加的光点位置的数目或其间具有光点位置的连续定址光点位置对的数目可取决于一或多个因素，诸如前述扫描图案特性中的任一者、递送至工件102的镭射能量光束的特性中的任一者(例如，波长、平均功率、脉冲持续时间、脉冲重复率、脉冲能量、峰值功率、光学强度、通量、光点大小，等)、工件102的特性(例如，第一电导体的厚度，等)等，或其任何组合。应注意，若过多光点位置设置于一对连续定址光点位置之间或若过多对连续定址光点位置之间具有一或多个光点位置，则第一电导体可能被过度加工，从而在第一电导体中得到具有不良圆度的通孔开口(例如，如图49中所示)。

尽管具有相对较大半径且用于产生具有良好圆度的开口的通孔的第二类型扫描图案已在上文关于图47、图50及图51单独地论述，但应认识到，每一类型的第二类型扫描图案所特有的特性可以任何合适或所要的方式加以组合。

B.借由冲压加工的特征形成

为在工件102(例如，如上所述而组态)中形成诸如通孔(例如，盲通孔600，如图6中例示性所示，或穿孔700，如图7中例示性所示)的特征，第一定位器106可提供为多轴AOD系统(例如，AOD系统200)且操作以在工件102处的相同(或实质上相同)位置处重复地产生加工光点。如本文所使用，术语「冲压加工」指将一组镭射脉冲递送至工件102处的相同(或实质上相同)光点位置以形成特征(例如，通孔或其他开口)的动作。在冲压加工(例如，以形成诸如通孔或其他开口的特征)期间，第一定位器106可操作以便实现整个脉冲偏转或部分脉冲偏转(例如，如上文所论述，即脉冲分片)，或整个脉冲偏转与部分脉冲偏转的组合。

第一定位器106可在冲压加工(例如，以形成诸如通孔或其他开口的特征)期间操作以便防止工件102的材料(例如，介电结构500)被过度加热(即，由于借由镭射脉冲辐照)或以其他方式防止工件102(或工件102的一或多个构成结构)不合期望地翘曲、分层或以其他方式修改。如将在下文更详细地论述，第一定位器106可在冲压加工期间操作以确保一组镭射脉冲中的至少一对连续镭射脉冲内的镭射脉冲间歇性地递送(即，一个镭射脉冲紧接在先前镭射脉冲之后在一定延迟之后开始)，以相对于一组镭射脉冲中的另一镭射脉冲修改一镭射脉冲的光学功率、相对于一组镭射脉冲中的另一镭射脉冲修改一镭射脉冲的脉冲持续时间等，或其任何组合。

i.关于脉冲分片的实例性具体实例

参考图32，第一定位器106可在冲压加工期间操作以将母镭射脉冲(例如，母镭射脉冲3201)在时间上划分成多个脉冲片段。因此，第一定位器106可操作以使至少一对连续划分的脉冲片段内的脉冲片段偏转主要角度范围116内的相同角度(或至少实质上相同的角度)。将了解，多个脉冲片段自身可分组成多组脉冲片段(例如，脉冲片段组3200a及3200b，各自统称为「脉冲片段组3200」)。在此情况下，第一定位器106可操作以使共同脉冲片段组3200内的脉冲片段偏转在主要角度范围116内的相同角度(或至少实质上相同的角度)，且使不同脉冲片段组3200内的脉冲片段偏转在主要角度范围116内的不同角度(或至少实质上不同的角度)。举例而言，第一定位器106可操作以使脉冲片段组3200a内的脉冲片段偏转在图1中所示的主要角度范围116内的第一角度(或在图31中所示的第一主要角度范围116a内的角度)，且使脉冲片段组3200b内的脉冲片段偏转在图1中所示的主要角度范围116内的第二角度(或在图31中所示的第二主要角度范围116b内的角度)。然而，应了解，脉冲片段组3200a及3200b内的脉冲片段可视为共同脉冲片段组，且因此，脉冲片段组3200a及3200b的全部脉冲片段可偏转至在主要角度范围116内的相同(或至少实质上相同)角度。如例示性说明，在给定时间点处，一脉冲片段的功率小于其在时间上划分所来自的母镭射脉冲3201的功率。母镭射脉冲3201与脉冲片段之间的功率差异可为第一定位器106操作以产生脉冲片段时第一定位器106中的一或多个AOD的绕射效率、与第一定位器106中的AOD的使用相关联的固有光学损失等或其任何组合的结果。

在所说明的具体实例中，脉冲片段组3200a包括主要脉冲片段3202a及多个辅助脉冲片段3204a。同样，在所说明的具体实例中，脉冲片段组3200b包括主要脉冲片段3202b及多个辅助脉冲片段3204b。如本文中所使用，主要脉冲片段3202a及3202b中的每一者可统称为「主要脉冲片段3202」，且辅助脉冲片段3204a及3204b中的每一者可统称为「辅助脉冲片段3204」。在所说明的具体实例中，主要脉冲片段3202的脉冲持续时间及脉冲能量大于每一辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间及脉冲能量。然而，在其他具体实例中，脉冲片段组3200a可包括多个主要脉冲片段3202a及一或多个辅助脉冲片段3204a。同样，在其他具体实例中，脉冲片段组3200b可包括多个主要脉冲片段3202b及一或多个辅助脉冲片段3204b。

在一个具体实例中，主要脉冲片段3202通常用以烧蚀(即，经由直接烧蚀、间接烧蚀，或其组合)工件102的第一电导体结构502。在此情况下，单一主要脉冲片段3202的脉冲持续时间及脉冲能量足以烧蚀工件102的第一电导体结构502。在另一情况下，共同脉冲片段组3200中的多个主要脉冲片段3202中的每一者的脉冲持续时间及脉冲能量足够使得借由多个主要脉冲片段3202来实现第一电导体结构502的烧蚀。然而，在另一具体实例中，若第一电导体结构502并不在所要光点位置存在于工件102上，则一或多个主要脉冲片段3202可用来烧蚀(即，经由直接烧蚀、间接烧蚀，或其组合)工件102的介电结构500。应注意，脉冲片段组中的至少一个主要脉冲片段3202的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)可大于、小于或相同于相同脉冲片段组中的任何其他主要脉冲片段3202的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)。

在一个具体实例中，每一辅助脉冲片段3204通常用以移除工件102的介电结构500，而不显著加工第二电导体结构504(例如，以形成盲通孔，诸如盲通孔600)。在此情况下，每一辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间及脉冲能量足以移除(例如，经由烧蚀、汽化、熔融等，或其任何组合)工件102的第一电导体结构502，且至少最末辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间及/或脉冲能量足以移除工件102的介电结构500，而不显著加工第二电导体结构504。因此，脉冲片段组中的至少一个辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)可大于、小于或相同于相同脉冲片段组中的任何其他辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)。

在另一具体实例中，一或多个辅助脉冲片段3204可用来烧蚀(即，经由直接烧蚀、间接烧蚀，或其组合)工件102的第二电导体结构504。在此情况下，在已烧蚀第二电导体结构504之后递送至工件102的一或多个辅助脉冲片段3204可用来移除(例如，经由烧蚀、汽化、熔融等，或其任何组合)介电结构508(例如，以形成穿孔，诸如穿孔700)。因此，脉冲片段组中的至少一个辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)可大于、小于或相同于相同脉冲片段组中的任何其他辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)。

然而，在又一具体实例中，脉冲片段组3200a及3200b可用以形成穿孔(例如，穿孔700)。在此情况下，脉冲片段组3200a可用来依序自第一电导体结构502及介电结构500移除材料，且脉冲片段组3200b可用来依序自第二电导体结构504及介电结构508移除材料。

在又一具体实例中，若介电结构500为非同质材料(例如，FR4，其已知为在环氧树脂基质内含有例如编织玻璃纤维布的玻璃强化环氧树脂层压体)，且若介电结构500的在工件102的所要光点位置处的部分含有一定量的玻璃材料，则意欲移除玻璃材料的至少一个辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间及脉冲能量可相对于仅预期移除环氧树脂的至少一个其他辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间及脉冲能量加以修改，使得可高效地移除(例如，经由烧蚀、汽化、熔融等，或其任何组合)所要光点位置处的玻璃材料。因此，脉冲片段组中的至少一个辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)可大于、小于或相同于相同脉冲片段组中的任何其他辅助脉冲片段3204的脉冲持续时间、脉冲能量、峰值光学功率、时间光学功率轮廓(例如，矩形，如借由图32中的各种脉冲片段所展示)。

若在冲压加工期间间歇性地递送连续镭射脉冲，则第一定位器106可操作以确保一个镭射脉冲的开始与先前镭射脉冲的结束之间的时间量(在本文中亦称为「间隙时间」)足以允许在光点位置处或附近的材料在递送下一镭射脉冲之前在某种程度上冷却(例如，冷却至低于材料的损坏临限温度)。举例而言，且参考图32，第一定位器106可操作以确保脉冲片段组3200a的第一辅助脉冲片段3204a的开始与脉冲片段组3200a的主要脉冲片段3202a的结束之间的间隙时间Tg1a足以允许在光点位置处或附近的介电结构500的材料在递送第一辅助脉冲片段3204a之前在某种程度上冷却，借此避免不合需要地修改在光点位置处或附近的介电结构500的材料。在脉冲片段组3200b的第一辅助脉冲片段3204b的开始与脉冲片段组3200b的主要脉冲片段3202b的结束之间的间隙时间Tg1b可大于、小于或等于间隙时间Tg1a。

如图32中所示，第一定位器106亦可操作以确保脉冲片段组3200a的连续递送的辅助脉冲片段3204a之间的间隙时间Tg2足以使在光点位置处或附近的介电结构500的材料维持在足以允许介电结构500的合适加工而不不合期望地破坏周围材料的温度。脉冲片段组3200b的连续递送的辅助脉冲片段3204b之间的间隙时间可大于、小于或等于间隙时间Tg2。

a.镭射脉冲组的依序与交插偏转

参考图32，第一定位器106可在冲压加工期间操作以将母镭射脉冲3201在时间上划分成多个脉冲片段组3200，其中镭射脉冲片段组3200a内的脉冲片段在镭射脉冲片段组3200b内的脉冲片段偏转至不同角度之前全部偏转至在主要角度范围116内的相同(或至少实质上相同)角度。以此方式，第一定位器106操作以根据依序偏转技术偏转镭射脉冲片段组3200a及3200b。在其他具体实例中，第一定位器106可操作以根据交插偏转技术偏转镭射脉冲片段组3200a及3200b。在交插偏转技术中，第一定位器106在冲压加工期间操作以将母镭射脉冲3201在时间上划分成多个脉冲片段组3200，其中镭射脉冲片段组3200a及3200b内的一或多个脉冲片段交替地在主要角度范围116内的不同角度之间偏转。

举例而言，参考图33，第一定位器106可根据交插偏转技术操作，其中主要脉冲片段3202a偏转在图1中所示的主要角度范围116内的第一角度(或在图31中所示的第一主要角度范围116a内的第一角度)，且接着主要脉冲片段3202b偏转在图1中所示的主要角度范围116内的第二角度(或在图31中所示的第二主要角度范围116b内的第一角度)，且接着辅助脉冲片段3204a偏转在图1中所示的主要角度范围116内的第一角度(或在图31中所示的第一主要角度范围116a内的第一角度)，且接着辅助脉冲片段3204b偏转在图1中所示的主要角度范围116内的第二角度(或在图31中所示的第二主要角度范围116b内的第一角度)。

在另一实例中，且参考图34，第一定位器106可根据类似于关于图33论述的技术的交插偏转技术操作，但辅助脉冲片段3204a及3204b交替地在图1中所示的主要角度范围116内的第一角度与第二角度之间(或在图31中所示的第一主要角度范围116a与第二主要角度范围116b的第一角度之间)偏转。

考量脉冲片段组中的脉冲片段之间的前述间隙时间，借由冲压加工形成特征(例如，通孔或其他开口)所必要的总时间量可取决于第一定位器106根据依序偏转技术还是交插偏转技术操作而变化。举例而言，若使用脉冲片段组3200a形成特征所必要的总时间量为Ta，且使用脉冲片段组3200b形成特征所必要的总时间量为Tb(其中Tb可大于、小于或等于Ta)，则在第一定位器106根据依序偏转技术操作(参见例如图32)时，使用脉冲片段组3200a及3200b形成两个特征所必要的总时间量为Tt1。然而，使用图33中所示的交插偏转技术，使用脉冲片段组3200a及3200b形成相同的两个特征所必要的总时间量为Tt2，其小于Tt1。请注意，在图33中，间隙时间Tglb'展示为大于间隙时间Tg1b，但可借由例如调整辅助脉冲片段3204a的脉冲持续时间及/或功率、借由调整主要脉冲片段3202b与第一辅助脉冲片段3204a之间的间隙时间、借由调整辅助脉冲片段3204a之间的间隙时间Tg2、借由调整最末辅助脉冲片段3204a与第一辅助脉冲片段3204b之间的间隙时间等或其任何组合来使其等于间隙时间Tg1b。

同样，使用图34中所示的交插偏转技术，使用脉冲片段组3200a及3200b形成相同的两个特征所必要的总时间量为Tt2。请注意，在图34中，间隙时间Tg1b”展示为小于间隙时间Tg1b，但可借由例如调整第一辅助脉冲片段3204a的脉冲持续时间及/或功率、借由调整主要脉冲片段3202b与第一辅助脉冲片段3204a之间的间隙时间、借由调整辅助脉冲片段3204a之间的间隙时间Tg2等或其任何组合来使其等于间隙时间Tg1b。

尽管本文中已相对于冲压加工论述具体实例，但将了解，所述具体实例亦可适用于使用扫描图案(借由沿着本文中例如关于图8至图29、图47、图50或图51所例示性描述的任何扫描图案扫描加工光点，或以其他方式)来形成特征。

b.关于镭射脉冲组的额外实施例

在图32至图34中说明的具体实例中，脉冲片段组中的脉冲片段中的每一者具有矩形时间功率轮廓，且脉冲片段组中的任何脉冲片段的峰值光学功率与脉冲片段组中的所有其他脉冲片段的峰值光学功率相同。在另一具体实例中，脉冲片段组中的一或多个脉冲片段可具有任何其他形状的时间功率轮廓，脉冲片段组中的任何脉冲片段的峰值光学功率可不同于脉冲片段组中的任何其他脉冲片段的峰值光学功率，或其任何组合。

另外，在图32至图34中说明为在不同脉冲片段组之间，一个脉冲片段组内的脉冲片段的特性(即，在脉冲能量、脉冲持续时间、时间功率轮廓、脉冲片段数目、间隙时间等方面)与另一脉冲片段组内的对应脉冲片段的特性相同(或实质上相同)。因此，自共同母脉冲在时间上划分出的脉冲片段组可视为相同。在另一具体实例中，一个脉冲片段组中的至少一个脉冲片段的至少一个特性(例如，在脉冲能量、脉冲持续时间、时间功率轮廓、脉冲片段数目、间隙时间等方面)不同于另一脉冲片段组中的至少一个对应脉冲片段的特性。因此，自共同母脉冲在时间上划分出的脉冲片段组可视为不同。

图35至图45说明可借由操作第一定位器106在冲压过程期间或在扫描加工光点(例如，借由沿着如本文所论述的前述扫描图案中的任一者扫描加工光点，或以其他方式)以形成特征(例如，通孔，诸如盲通孔、穿孔，或其他开口)期间产生的例示性脉冲片段组的其他具体实例。

参考图42，辅助脉冲片段3204的时间功率轮廓连续地调变(例如，如向下倾斜线所展示)。在此情况下，图42中所示的辅助脉冲片段3204可偏转在主要角度范围116内的单一角度或可偏转在共同主要角度范围116内的多个角度(例如，随时间推移)。在图42中，附图标记3204'表示替代辅助脉冲片段至替代辅助脉冲片段3204，其中时间功率轮廓连续地调变(例如，以随时间推移增大而非减小)。图44及图45说明替代具体实例，其中辅助脉冲片段3204可具有不同的连续调变时间功率轮廓。

参考图43，以逐步方式调变辅助脉冲片段3204的时间功率轮廓。在此情况下，图43中所示的辅助脉冲片段3204可偏转在主要角度范围116内的单一角度，或可偏转在共同主要角度范围116内的多个角度(例如，随时间推移)。如同图42中所示的实施例，图43中所示的辅助脉冲片段3204可翻转(例如，使得辅助脉冲片段3204在经调变以具有相对较高光学功率之前具有相对较低光学功率)。

IX.结论

前文说明本发明的具体实例及实例，且不应解释为对其的限制。虽然已参考附图描述几个特定具体实例及实例，熟习此项技术者将易于了解，对所揭示具体实例及实例以及其他具体实例的诸多修改在不显著背离本发明的新颖教示及优点的情况下为可能的。相应地，所有所述修改意欲包括于如权利要求书中所界定的本发明的范围内。举例而言，所属领域中具有通常知识者将了解，任何句子、段落、实例或具体实例的主题可与其他句子、段落、实例或具体实例中的一些或全部的主题组合，除非所述组合彼此互斥。本发明的范围因此应由权利要求书判定，且所述技术方案的等效物包括于本发明的范围中。

Claims (40)

1.一种在包含第一结构及第二结构的工件内形成特征的方法，其中该特征包括形成于该第一结构中的开口，所述方法包含：

扫描引导至该工件上的镭射能量光束，使得该镭射能量光束入射于该第一结构上以将该镭射能量按顺序递送至扫描图案的多个在空间上不同的光点位置，其中该扫描包括：

a)将该镭射能量递送至该多个在空间上不同的光点位置中的至少两个光点位置，以将该镭射能量分配在该工件的待形成该特征的区内；以及

b)在a)之后，将该镭射能量递送至该多个在空间上不同的光点位置中的至少两个光点位置以借由间接地烧蚀该区内的该第一结构而形成该开口。

2.如权利要求1的方法，其中该第一结构为导电结构，且该第二结构为介电结构。

3.如权利要求2的方法，其中该第一结构的厚度在1μm至20μm的范围内。

4.如权利要求1的方法，其中该镭射能量的波长在电磁光谱的红外线范围内。

5.如权利要求1的方法，其中该镭射能量的波长在该电磁光谱的紫外线范围内。

6.如权利要求1的方法，其中扫描该镭射能量光束以递送该镭射能量包括将至少一个镭射脉冲递送至该多个光点位置中的每一者。

7.如权利要求6的方法，其中扫描该镭射能量光束以递送该镭射能量包括将仅一个镭射脉冲递送至该多个光点位置中的至少一者。

8.如权利要求1的方法，其中扫描该镭射能量光束以递送该镭射能量包含：

在镭射源处产生第一镭射脉冲；以及

将该第一镭射脉冲在时间上划分成多个第二镭射脉冲。

9.如权利要求8的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少两者具有不同脉冲持续时间。

10.如权利要求8的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少两者具有相同脉冲持续时间。

11.如权利要求8的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少一者的该脉冲持续时间小于或等于1μs。

12.如权利要求11的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少一者的该脉冲持续时间小于或等于0.5μs。

13.如权利要求12的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少一者的该脉冲持续时间小于或等于0.25μs。

14.如权利要求13的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少一者的该脉冲持续时间小于或等于0.125μs。

15.如权利要求11至14中任一项的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少一者的该脉冲持续时间小于或等于0.125μs。

16.如权利要求8的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少两者具有不同峰值功率。

17.如权利要求8的方法，其中该多个第二镭射脉冲中的至少两者具有相同峰值功率。

18.如权利要求8的方法，其中在时间上划分该第一镭射脉冲包含绕射该第一镭射脉冲。

19.如权利要求1的方法，其中该扫描图案包括至少三个光点位置，且其中扫描该镭射能量光束以将该镭射能量递送至该扫描图案的该多个在空间上不同的光点位置包括将该镭射能量递送至该扫描图案的第一光点位置且接着递送至该扫描图案的第二光点位置，其中该第一光点位置的中心与该第二光点位置的中心之间的第一距离大于该第一光点位置的该中心与该扫描图案的第三光点位置的中心之间的第二距离。

20.如权利要求1的方法，其中该扫描图案包括至少三个光点位置，且其中扫描该镭射能量光束以将该镭射能量递送至该扫描图案的该多个在空间上不同的光点位置包括将该镭射能量递送至该扫描图案的第一光点位置且接着递送至该扫描图案的第二光点位置且接着递送至该扫描图案的第三光点位置，其中该第一光点位置的中心与该第二光点位置的中心之间的第一距离小于该第一光点位置的该中心与该扫描图案的该第三光点位置的中心之间的第二距离。

21.如权利要求19或20的方法，其中该第一距离小于15μm。

22.如权利要求21的方法，其中该第一距离小于10μm。

23.如权利要求1的方法，其中按顺序将该镭射能量递送至该扫描图案的该多个在空间上不同的光点位置包括以大于或等于20kHz的速率将该镭射能量递送至不同光点位置。

24.如权利要求23的方法，其中该速率大于或等于1MHz。

25.如权利要求24的方法，其中该速率大于或等于2MHz。

26.如权利要求25的方法，其中该速率大于或等于5MHz。

27.如权利要求26的方法，其中该速率大于或等于8MHz。

28.如权利要求1的方法，其中

该第一结构为金属，且

在间接地烧蚀该第一结构以形成该开口时，该第一结构的一部分熔融。

29.如权利要求28的方法，其中在间接地烧蚀该第一结构以形成该开口时，该第一结构的一部分未熔融，其中该未熔融部分由该熔融部分围绕。

30.一种用于在包含第一结构及第二结构的工件内形成特征的设备，其中该特征包括形成于该第一结构中的开口，该设备包含：

镭射源，其可操作以产生镭射能量光束，其中该镭射能量光束可沿着光束路径传播以待入射于该工件的该第一结构上；

定位器，其可操作以使该光束路径偏转；以及

控制器，其以通信方式耦接至该定位器，其中该控制器经组态以控制该定位器的操作，以实现扫描过程，在该扫描过程中，该光束路径沿着扫描图案偏转以按顺序将该镭射能量递送至扫描图案的多个在空间上不同的光点位置，其中在该扫描过程期间：

a)可将该镭射能量递送至该多个在空间上不同的光点位置中的至少两个光点位置，以将该镭射能量分配在该工件的待形成该特征的区内；以及

b)在a)之后，可将该镭射能量递送至该多个在空间上不同的光点位置中的至少两个光点位置以借由间接地烧蚀该区内的该第一结构而形成该开口。

31.一种设备，其包含：

镭射源，其可操作以产生具有至少一个镭射脉冲的镭射能量光束，其中该镭射能量光束可沿着光束路径传播至工件；

声光偏转器(AOD)系统，其可操作以使该光束路径偏转，该AOD系统包括第一AOD，该第一AOD可操作以回应于施加至其的第一RF信号而使该光束路径沿着第一轴线偏转。

控制器，其以通信方式耦接至该AOD系统，其中该控制器经组态以控制该AOD系统的操作，借此该第一RF信号的频率改变至少两次，以将入射于该AOD系统上的共同镭射脉冲在时间上划分成多个脉冲片段，其中该第一RF信号的该频率以大于或等于20kHz的比率改变。

32.如权利要求31的设备，其中该第一RF信号的该频率以大于或等于1MHz的一速率改变。

33.如权利要求32的设备，其中该速率大于或等于2MHz。

34.如权利要求33的设备，其中该速率大于或等于5MHz。

35.如权利要求34的设备，其中该速率大于或等于8MHz。

36.如权利要求31的设备，其中该AOD系统进一步包括第二AOD，该第二AOD可操作以回应于施加至其的第二RF信号而使该光束路径沿着第二轴线偏转。

37.如权利要求36的设备，其中该控制器进一步经组态以控制该AOD系统的操作以使该光束路径偏转，借此每当自该共同镭射脉冲在时间上划分出脉冲片段时，该第一RF信号及该第二RF信号的频率改变。

38.一种设备，其包含：

镭射源，其可操作以产生具有至少一个镭射脉冲的镭射能量光束，其中该镭射能量光束可沿着光束路径传播至工件；

第一扫描头，其包含扫描透镜；

第二扫描头，其包含扫描透镜；以及

定位器，其可操作以选择性地使该光束路径在该第一扫描头与该第二扫描头之间偏转；以及

控制器，其以通信方式耦接至该定位器，其中该控制器经组态以控制该定位器的操作，以将入射于该定位器上的共同镭射脉冲在时间上划分成包含第一脉冲片段组及第二脉冲片段组的多个脉冲片段，其中该控制器经组态以控制该定位器的操作，以：

使该第一脉冲片段组偏转至该第一扫描头；以及

使该第二脉冲片段组偏转至该第二扫描头，

其中该第二脉冲片段组中的至少一个脉冲片段在时间上存在于该第一脉冲片段组中的两个连续脉冲片段之间。

39.如权利要求38的设备，其中该第二脉冲片段组中的该至少一个脉冲片段在时间上存在于该第一脉冲片段组中的该多个脉冲片段中的在时间上第一现有脉冲片段与该第一脉冲片段组中的该多个脉冲片段中的在时间上第二现有脉冲片段之间。

40.如权利要求39的设备，其中该定位器包括声光偏转器(AOD)，且其中该控制器经组态以控制AOD以调变该共同镭射脉冲的功率，使得该第一脉冲片段组中的该多个脉冲片段中的该在时间上第一现有脉冲片段的脉冲能量大于该第一脉冲片段组中的该多个脉冲片段中的该在时间上第二现有脉冲片段的脉冲能量。

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