DD202824A1

DD202824A1 - PROCESS FOR LASER PROCESSING WITHIN A MEDIUM

Info

Publication number: DD202824A1
Application number: DD23579281A
Authority: DD
Inventors: Klaus Sowoidnich; Gerhard Zscherpe; Walter Hillmann
Original assignee: Teltow Elektron Bauelemente
Priority date: 1981-12-15
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1983-10-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Bearbeitung von Schichten bzw. Belaegen, die auf einem Substrat aufgebracht worden sind. Das Ziel der Erfindung ist es, die unmittelbare Umgebung der Lasereinwirkstelle, d.h. die metallischen Schichten und Belaege des Bauelements sauber zu halten. Die Aufgabe besteht darin, den Materialabtrag, der durch die Einwirkung des Lasers entsteht, sauber abzuleiten und nicht mit den funktionsausuebenden Schichten bzw. Belaegen in Beruehrung kommen zu lassen. Das wesentliche der erfinderischen Loesung liegt in der Anwendung eines lasertransparenten Mediums, einer Fluessigkeit, wie z.B. Aethanol, Spiritus oder Wasser. Diese Fluessigkeit bremst und kuehlt zugleich den Materialabtrag, wobei der Effekt der Reduzierung von Oxidschichten von Bedeutung ist. Nach Beendigung der Laserbearbeitung wird das Medium mit dem in ihm enthaltenen Sekundaerniederschlaegen durch uebliche Reinigungsmassnahmen entfernt. Die moeglichen Anwendungsgebiete beziehen sich auf metallische Schichten und Belaege, wie z.B. beim Abgleich eines Vibrators, metallischen Elektroden bei Filtern, Leiterplatten, Schichtwiderstaenden und optischen Bauelementen.The invention relates to the processing of layers or Belaegen, which have been applied to a substrate. The aim of the invention is to provide the immediate environment of the laser exposure site, i. to keep the metallic layers and pads of the device clean. The task is to derive the material removal, which results from the action of the laser, cleanly and not to come in contact with the functionausuebenden layers or Belaegen. The essence of the inventive solution lies in the use of a laser-transparent medium, a liquid, such as e.g. Ethanol, alcohol or water. This fluid slows down and cools the material removal at the same time, whereby the effect of the reduction of oxide layers is of importance. After completion of the laser processing, the medium with the secondary precipitate contained in it is removed by conventional cleaning measures. The possible fields of application relate to metallic layers and coatings, such as e.g. when calibrating a vibrator, metallic electrodes in filters, printed circuit boards, film resistors and optical components.

Description

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Verfahren zur Laserbearbeitung innerhalb eines Mediums,Method for laser processing within a medium,

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Schichten bzw. Belägen mittels laser·The invention relates to a method for processing layers or coverings by means of laser ·

Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt in der Elektrotechnik/Elektronik·The field of application of the invention lies in electrical engineering / electronics ·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Es ist bekannt, Materialien mit Hilfe der Laserbearbeitung sowohl kompakt zu bearbeiten, als auch auf entsprechendem Trägermaterial aufgebrachte Schichten und Beläge selektiv abzudampfen·It is known to compactly process materials by means of laser processing, as well as to selectively evaporate layers and coatings applied to corresponding carrier material.

Häufig treten duroh derartige Materialabtrage Aufwerfungen und Sekundärniederschläge an nichtbearbeiteten Stellen auf· Dies wirkt sich nachteilig auf die Punktion, beispielsweise auf die Stetigkeit elektronischer Bauelemente aus.Often occur by such material removal Aufwerfungen and secondary precipitates on unprocessed sites on · This has a detrimental effect on the puncture, for example, the continuity of electronic components.

In der US-PS-?928663 wird aufgezeigt, wie durch kurzzeitige elektrische Übersteuerung eines abzugleichenden Sohwingers eine Reinigung von Materialniedersohlägen erfolgt:US-PS-928663 shows how, by short-time electrical overloading of a Sohwinger to be adjusted, a cleaning of material low-floor saws takes place:

Eine weitere technische Lösung ist in der Patentanmeldung Akz. WP B 23 K / 230913/4 dargestellt· Darin wird gezeigt,Another technical solution is in the patent application Akz. WP B 23 K / 230913/4 · It shows

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wie sioh das aufgeworfene Schichtmaterial auf einer sich in der Nähe des Bearbeitungsortes befindlichen Unterlage abscheidet«how the deposited layer material is deposited on a surface close to the processing site «

Dem erstgenannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß dae Bauelement elektrisch übersteuert werden muß. Hier wird der Effekt der Ultraschallreinigung angewendet. Dabei können sioh Funktionsstörungen einstellen bzw. es kann zu PrUhausfall und verminderter Zuverlässigkeit beim Bauelement kommen.The first method has the disadvantage that the component must be electrically overridden. Here, the effect of ultrasonic cleaning is applied. It can sioh malfunction set or it can lead to PrUhausfall and reduced reliability in the device.

Dem zweitgenannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß es technologisch schwierig zu lösen ist. Problematisch ist der Abstand zwisohen Bearbeitungsobjekt mit der abzutragenden Schicht und der Unterlage, jener Abscheideplatte. Der Abstand muß so gering wie möglich gehalten werden, damit möglichst der gesamte Materialabtrag aufgefangen wird.The second method has the disadvantage that it is technologically difficult to solve. The problem is the distance zwisohen processing object with the layer to be removed and the base, that Abscheideplatte. The distance must be kept as low as possible, so that as far as possible the entire material removal is collected.

Ein weiterer Nachteil besteht in der Lasertransparenz des Substratmaterials. Kann kein lasertransparentes Substratmaterial verwendet werden, soheidet dieses Verfahren aus.Another disadvantage is the laser transparency of the substrate material. If no laser-transparent substrate material can be used, this procedure is sufficient.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Der nützliche Effekt liegt bei der Anwendung der Erfindung in der Reinhaltung der Lasereinwirkstelle und deren Umgebung. Daduroh erhöht sich die Qualität des Laserabtrags und das Bauelement kann zuverlässiger produziert werden. Für die erfinderische Lösung kann auf ein lasertransparentes Substrat verzichtet werden»The useful effect lies in the application of the invention in the cleanliness of the laser active site and its environment. However, the quality of the laser ablation increases and the device can be produced more reliably. For the inventive solution can be dispensed with a laser-transparent substrate »

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Die technischen Ursachen und Mangel der Laserbearbeitung liegen darin, daß auf Grund der Laserenergieabsorption duroh das zu bearbeitende Material Teilchen aus der Einwirkstelle herausgelöst werden und sich an anderer Stelle auf die unbearbeiteten Pläohen niederschlagen können. Die technische Aufgabe besteht nun darin, diese Materialsekun-The technical causes and lack of laser processing are that due to the laser energy absorption duroh the material to be processed particles are dissolved out of the Einwirkstelle and can be reflected elsewhere on the unprocessed Pläohen. The technical task now is to analyze these material seconds.

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darniederschlage, die die unmittelbare Umgebung der Lasereinwirkstelle verschmutzen, zu vermeiden. Es wurde gefunden, daß durch den Einsatz eines lasertransparenten Mediums, einer Flüssigkeit, wie z· B· Wasser, .Äthanol oder Spiritus, unerwünschte Sekundärniederschläge auf der Sohicht bzw» des Substratbelages vermieden werden·To prevent precipitates that pollute the immediate vicinity of the laser active site. It has been found that the use of a laser-transparent medium, a liquid such as, for example, water, ethanol or spirits, avoids undesired secondary precipitates on the base or substrate coating.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung soll durch 2 Zeichnungen näher erläutert werden·The invention will be explained in more detail by 2 drawings.

In Figur 1 wird der einseitige Materialabtrag, - in Figur 2 der zweiseitige Materialabtrag dargestellt·FIG. 1 shows the one-sided material removal, in FIG. 2 the two-sided removal of material.

1· Einseitiger Materialabtrag:1 · One-sided material removal:

Der Laserstrahl 1 trifft durch das Medium 2 auf den Belag 4 des Substrates 3·The laser beam 1 strikes the coating 4 of the substrate 3 through the medium 2.

Infolge des Absorptionsvermögens des Belages/Schicht tritt ein Materialabtrag ein, wodurch Sekundärniederschläge 5 entstehen« Duroh den Einsatz des lasertransparenten Mediums 2, wie beispielsweise Äthanol, Spiritus oder Y/asser, werden diese Sekundärniederschlage 5 abgekühlt und geschwindigkeitsmäßig abgebremst, wobei auch der Effekt der Reduzierung von Oxidschichten von Bedeutung ist· Eine Berührung des Belages/Schicht 4 duroh die Sekundärniederschlage 5 ist somit erst wieder im abgekühlten Zustand möglich·As a result of the absorptivity of the coating / layer occurs a material removal, whereby secondary precipitates 5 arise "Duroh the use of the laser-transparent medium 2, such as ethanol, alcohol or Y / asser, these secondary precipitates 5 are cooled and slowed down at a speed, with the effect of reducing of oxide layers is of importance · A contact of the coating / layer 4 by the secondary precipitate 5 is therefore possible again only in the cooled state.

Eine innige Verbindung zwischen den Sekundäraiedersohlägen 5 und dem Belag/Schicht 4 ist somit nioht möglich· Nach Beendigung der Laserbearbeitung des Belages/Schicht 4 wird das Medium 2, mit dem in ihm enthaltenen Sekundärnieder sohlägen 5, durch übliche Reinigungsmaßnahmen entfernt.An intimate connection between the secondary sinker saws 5 and the covering / layer 4 is therefore not possible · After completion of the laser processing of the covering / layer 4, the medium 2, with the secondary low-boiling surfaces 5 contained in it, is removed by conventional cleaning measures.

2. Zweiseitiger Materialabtrag:2. Two-sided material removal:

Laserstrahl 11 durchdringt das lasertransparente Medium 12.Laser beam 11 penetrates the laser-transparent medium 12.

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Duroh den Belag/Schicht I4 wird ein Teil der Laserenergie absorbiert. Is entstehen Sekundärniederschläge 15, welche durch das Medium 12 abgekühlt und gleichzeitig geschwindigkeitsmäßig abgebremst werden·Duroh the coating / layer I4, a portion of the laser energy is absorbed. Is formed secondary precipitates 15, which are cooled by the medium 12 and simultaneously decelerated speed ·

Der Laserstrahl 11 durchdringt das lasertransparente Substrat 13·The laser beam 11 penetrates the laser-transparent substrate 13 ·

Die Restenergie des Laserstrahls 11 wird durch den Belag/ Schicht 24 absorbiert·The residual energy of the laser beam 11 is absorbed by the coating / layer 24 ·

Die infolge der Absorption entstehende Sekundärniedersohläge 25 werden durch das Medium 22 abgekühlt und abgebremst, wodurch sie sich nicht auf dem Belag/Schicht 24 niederschlagen·The secondary bottom sumps 25 resulting from the absorption are cooled by the medium 22 and decelerated, whereby they do not precipitate on the covering / layer 24.

Der spezifische Vorteil Lasereinwirkung mittels Medium liegt in der Bearbeitung von Metallschichten ohne Verunreinigungen zu hinterlassen·The specific advantage of laser action by means of medium lies in the treatment of metal layers without leaving any impurities.

So wird eine Überhitzung der Umgebung der Bearbeitungsstellen und eine Oxidation bzw· Verzundung der Schioht verhindert·This prevents overheating of the surroundings of the processing points and oxidation or scaling of the layer.

Ferner muß das Substrat selbst nicht lasertransparent sein, wie es aber im WP B23K/230913/4 Bedingung ist·Furthermore, the substrate itself need not be laser-transparent, as is the case in WP B23K / 230913/4.

Claims

Claim 2 3 B 7 9 2 Π

1 "method for laser processing within a medium, the adjustment of Metallschiohten, wherein the material removal selectively takes place in any geometric shape and the substrate material is laser transparent, daduroh characterized in that before the mutual removal of Sohiohten or the coverings to be matched substrate surfaces with a laser-transparent medium to be wetted ·

2 · Method according to item 1, characterized in that as a laser-transparent medium, a liquid such. As ethanol, alcohol or water is used.

3 * Process according to item 1, characterized in that a paste is used as the transparent medium.

For this 1 sheet drawings