DE102005022354A1 - Method of treating objects using laser radiation esp. for boring or shaping electronic circuit substrates - Google Patents

Method of treating objects using laser radiation esp. for boring or shaping electronic circuit substrates Download PDF

Info

Publication number
DE102005022354A1
DE102005022354A1 DE102005022354A DE102005022354A DE102005022354A1 DE 102005022354 A1 DE102005022354 A1 DE 102005022354A1 DE 102005022354 A DE102005022354 A DE 102005022354A DE 102005022354 A DE102005022354 A DE 102005022354A DE 102005022354 A1 DE102005022354 A1 DE 102005022354A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
jump
target point
laser
time
deflection unit
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.)
Granted
Application number
DE102005022354A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102005022354B4 (en
Inventor
Alexander Kilthau
Hans Jürgen Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Via Mechanics Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37310929&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102005022354(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hitachi Via Mechanics Ltd filed Critical Hitachi Via Mechanics Ltd
Priority to DE102005022354A priority Critical patent/DE102005022354B4/en
Publication of DE102005022354A1 publication Critical patent/DE102005022354A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102005022354B4 publication Critical patent/DE102005022354B4/en
Revoked legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017Etching of the substrate by chemical or physical means
    • H05K3/0026Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation

Abstract

The method involves generating a laser beam. The beam is directed to a given target point on the object via a deflector and lens. The treatment is interrupted for a given period of time if the deflector is controlled such that the beam makes a jump from a first to a second target point. The time period is made up of a control time for controlling the deflector and a waiting time after the control time. The waiting time is dependent on the distance between the first and second target points. Independent claims also cover a method in which the deflector is controlled so the speed of the jump depends on the distance between the target points.

Description

Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung, insbesondere zum Bohren und/oder Strukturieren von elektronischen Schaltungssubstraten, bei dem von einer Laserlichtquelle ein Laserstrahl erzeugt wird, der Laserstrahl über eine Ablenkeinheit und eine Optik entlang eines Strahlenganges auf vorgegebene Zielpunkte eines Objekts gerichtet wird.method for processing objects by means of laser radiation The invention relates to a method for processing objects by means of laser radiation, in particular for drilling and / or structuring electronic Circuit substrates in which a laser beam from a laser light source is generated, the laser beam over a deflection unit and an optical system along a beam path predetermined target points of an object is directed.

Die Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen hat durch die rasante Entwicklung der Lasertechnologie der letzten Jahre zunehmend an Bedeutung gewonnen. Auf dem Gebiet der Elektronikfertigung ist durch die zunehmende Miniaturisierung der Bauelemente eine Laserbearbeitung von Leiterplatten bzw. Substraten sowie von elektronischen Bauteilen zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, um elektronische Baugruppen möglichst kompakt aufzubauen. Dabei werden mittels Laserstrahlung Löcher in mehrschichtige Substrate gebohrt, wobei die Löcher einen Durchmesser aufweisen, der im Vergleich zu den Lochdurchmessern von mit herkömmlichen mechanischen Bohrverfahren gebohrten Löchern wesentlich kleiner ist. Unter der Voraussetzung, dass die Laserleistung des auf das Substrat treffenden Laserstrahls genau bekannt ist, können nicht nur Durchgangslöcher, sondern auch Sacklöcher gebohrt werden.The Material processing by means of laser beams has by the rapid Development of laser technology in recent years increasingly Gained importance. In the field of electronics manufacturing is through the increasing miniaturization of the components a laser processing of printed circuit boards or substrates as well as of electronic components an indispensable tool to electronic assemblies preferably compact build. In this case, holes are made in by means of laser radiation drilled multilayer substrates, the holes having a diameter, compared to the hole diameters of conventional mechanical Drilling methods drilled holes significantly is smaller. Assuming that the laser power of the exactly known to the substrate laser beam can not only through holes, but also blind holes be bored.

Sacklöcher werden insbesondere in mehrschichtige Leiterplatten gebohrt, bei denen mehrere metallische Schichten durch dielektrische Zwischenschichten elektrisch nicht leitend voneinander getrennt sind. Durch eine nachfolgende Metallisierung eines Sackloches können bestimmte metallische Schichten miteinander kontaktiert werden. Auf diese Weise können elektronische Schaltungen nicht nur zweidimensional, sondern auch in der dritten Dimension ausgebildet werden und somit die Integrationsdichte von elektronischen Baugruppen im Vergleich zu Substraten mit lediglich einer Metallschicht oder mit zwei Metallschichten deutlich erhöht werden.Be blind holes drilled in particular in multilayer printed circuit boards in which several metallic layers through dielectric intermediate layers are electrically non-conductive separated from each other. By a subsequent Metallization of a blind hole can be certain metallic layers be contacted with each other. In this way, electronic can Circuits not only two-dimensional, but also in the third Dimension be formed and thus the integration density of electronic assemblies compared to substrates with only a metal layer or with two metal layers can be significantly increased.

An moderne und konkurrenzfähige Maschinen zur Laserbearbeitung im Elektronikbereich werden insbesondere zwei miteinander in Wechselbeziehung stehende Anforderungen gestellt.

  • A) Zum einen soll die Präzision des Bohrvorgangs möglichst genau sein. Dies bedeutet, dass der Laserstrahl mit einer möglichst genau definierten Leistungsdichte mit hoher räumlicher Genauigkeit auf einen vorgegebenen Zielpunkt gelenkt werden soll. Dazu sind hochwertige Ablenkeinheiten erforderlich, welche üblicherweise zwei um zueinander senkrechte Achsen drehbar gelagerte Spiegel aufweisen, über die der zu bearbeitende Laserstrahl gelenkt wird. Die reale Spiegelbewegung soll einem entsprechenden Ansteuersignal für den jeweiligen Spiegel mit möglichst geringen Abweichungen erfolgen.
  • B) Zum anderen sollen moderne Laserbearbeitungsmaschinen einen immer hohen Durchsatz ermöglichen. Beim Bohren von Löchern versteht man darunter die maximale Anzahl an Löchern, die innerhalb einer vorgegebenen Zeit in ein elektronisches Schaltungssubstrat gebohrt werden können. Auch dafür ist maßgeblich die Ablenkeinheit einer Laserbearbeitungsmaschine verantwortlich, welche den Laserstrahl möglichst schnell zwischen zwei voneinander beabstandeten Zielpunkten bewegen sollte, so dass die Zeitspanne zwischen zwei Laserbearbeitungen an voneinander beabstandeten Zielpunkten möglichst gering ist. Um eine schnelle Sprungbewegung zwischen zwei voneinander beabstandeten Zielpunkten zu erreichen, werden die Motoren von Ablenkeinheiten derart angesteuert, dass eine möglichst schnelle Spiegelbewegung erzeugt wird. Dies führt zu großen Beschleunigungen, hohen Geschwindigkeiten und großen Abbremsbeschleunigungen und hat zur Folge, dass die Sollposition eines Spiegels am Ende der Sprungbewegung häufig nicht unmittelbar erreicht wird. So kommt es vor, dass die Ablenkspiegel über ihre Endposition hinaus schwingen, wobei sie ihre gewünschte Endposition durchfahren und erst nach einer bestimmten Zeit an diese Endposition zurückkehren.
In particular, two interrelated demands are placed on modern and competitive machines for laser processing in the electronics sector.
  • A) Firstly, the precision of the drilling process should be as accurate as possible. This means that the laser beam with a power density defined as precisely as possible with high spatial accuracy is to be directed to a predetermined target point. These high-quality deflection units are required, which usually have two mutually perpendicular axes rotatably mounted mirror over which the laser beam to be processed is directed. The real mirror movement should be a corresponding drive signal for the respective mirror with the smallest possible deviations.
  • B) On the other hand, modern laser processing machines should enable a high throughput. Hole drilling is the maximum number of holes that can be drilled into an electronic circuit substrate within a given time. This is also largely responsible for the deflection of a laser processing machine, which should move the laser beam as quickly as possible between two spaced apart target points, so that the time between two laser processing at spaced target points is minimized. In order to achieve a rapid jump movement between two spaced-apart target points, the motors are controlled by deflection units in such a way that the fastest possible mirror movement is generated. This leads to large accelerations, high speeds and large Abbremsbeschleunigungen and has the consequence that the desired position of a mirror at the end of the jump movement is often not directly achieved. Thus, it happens that the deflecting mirrors oscillate beyond their final position, passing through their desired end position and only returning to this end position after a certain time.

Um während eines derartigen Einschwingvorgangs um die Endposition herum eine unscharfe Materialbearbeitung zu verhindern, wird der zu bearbeitende Laserstrahl während einer bestimmten Wartezeit abgeschaltet oder blockiert. Innerhalb dieser Wartezeit können der oder die entsprechenden Ablenkspiegel auch tatsächlich in ihrer Endposition zur Ruhe kommen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Laserbearbeitung nicht nur während der Sprungbewegung der Ablenkeinheit, sondern auch noch während der nachfolgenden Wartezeit unterbrochen ist und somit der Durchsatz reduziert wird.Around while such a transient around the end position around a to prevent fuzzy material processing, the to be processed Laser beam during switched off or blocked for a certain waiting time. Within this waiting time can the one or more corresponding deflection mirrors also actually in come to rest in their final position. However, this has the disadvantage that the laser processing not only during the jump of the Deflection unit, but also during the subsequent waiting period is interrupted and thus the throughput is reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung anzugeben, welches eine zügige Materialbearbeitung und damit einen hohen Durchsatz an bearbeiteten Objekten ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a method for processing specify of objects by means of laser radiation, which is a rapid material processing and thus enables a high throughput of processed objects.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung, insbesondere zum Bohren und/oder Strukturieren von elektronischen Schaltungsträgern. Gemäß der Erfindung wird von einer Laserquelle ein Laserstrahl erzeugt und der Laserstrahl über eine Ablenkeinheit und einer Optik entlang eines Strahlengangs auf vorgegebene Zielpunkt eines Objekts gerichtet. Die Laserbearbeitung wird spätestens dann für zumindest eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen, wenn die Ablenkeinheit derart angesteuert wird, dass der Strahlengang eine Sprungbewegung von einem ersten Zielpunkt hin zu einem zweiten Zielpunkt ausführt, welcher von dem ersten Zielpunkt beabstandet ist. Die bestimmte Zeitspanne setzt sich aus einer Ansteuerzeit für die entsprechende Ansteuerung der Ablenkeinheit und einer mit dem Ende der Ansteuerzeit beginnenden Wartezeit zusammen, welche von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt.The object underlying the invention is achieved by a method for processing objects by means of laser radiation, in particular for drilling and / or structuring of electronic circuit carriers. According to the invention, a laser beam is generated by a laser source and the laser beam via a deflection unit and an optical system along a beam path to predetermined target point of an object. The laser processing is interrupted for at least a certain period of time at the latest when the deflection unit is controlled in such a way that the beam path performs a jump movement from a first target point to a second target point, which is spaced from the first target point. The determined time period consists of a drive time for the corresponding control of the deflection unit and a waiting time beginning with the end of the drive time, which depends on the distance of the first target point from the second target point.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Dauer und die Art des Einschwingverhaltens von Ablenkspiegeln unter anderem von der erreichten Höchstgeschwindigkeit der Spiegelbewegung abhängen. Da diese Höchstgeschwindigkeit in starkem Maße auch von der Distanzlänge des Sprungs zwischen zwei voneinander beabstandeten Zielpunkten auf den zu bearbeitenden Objekt abhängt, folgt daraus, dass die Dauer und die Art des Einschwingens von Ablenkspiegeln von der Sprunglänge abhängt. Auf dieser Weise wird die Wartezeit maßgeblich durch die jeweilige Sprungdistanz bestimmt. Eine derartige dynamisch angepasste Wartezeit an die Sprungdistanz hat den Vorteil, dass stets die kürzest mögliche Wartezeit gewählt werden kann, innerhalb der der Einschwingvorgang eines Ablenkspiegels tatsächlich beendet ist. Dies führt im Vergleich zum Stand der Technik im Mittel zu deutlich kürzeren Wartezeiten. Gemäß dem Stand der Technik wird nämlich unabhängig von der Sprungdistanz immer eine vergleichsweise lange Wartezeit verwendet, in der für alle möglichen Sprungdistanzen die Ablenkspiegel auch tatsächlich ihre Endposition stabil erreichen.Of the Invention is based on the finding that the duration and the Type of transient response of deflecting mirrors, inter alia, of the maximum speed reached depend on the mirror movement. Because this top speed to a great extent also on the distance of the jump between two spaced target points depends on the object to be processed, It follows that the duration and type of settling of deflecting mirrors from the jump length depends. On In this way, the waiting time is determined by the respective Jump distance determined. Such a dynamically adjusted waiting time Having the jump distance has the advantage that always the shortest possible waiting time chosen can be within the transient of a deflection mirror indeed finished. this leads to in comparison to the state of the art on average to significantly shorter waiting times. According to the state The technology is independent of the jump distance always uses a comparatively long wait, in the for all potential The deflection mirrors also actually keep their end position stable to reach.

Da bei einer großen Sprungdistanz im allgemeinen die Ablenkspiegel eine längere Einschwingzeit zum stabilen Erreichen ihrer Endposition benötigen, wird bei weiten Sprüngen in der Regel eine lange Wartezeit eingehalten, bis die Laserbearbeitung fortgesetzt wird. Bei einem kurzen Sprung, bei dem üblicherweise lediglich ein relativ kurzes Einschwingverhalten zu erwarten ist, wird üblicherweise lediglich eine kürzere Wartezeit eingehalten.There at a big one Jump distance in general, the deflection mirror a longer settling time in order to achieve stable reaching their final position, is at far jumps in Usually a long wait is kept until the laser processing continues becomes. For a short jump, usually only one relatively short transient response is expected to become common only a shorter one Waiting time respected.

Das Verfahren nach Anspruch 2 hat den Vorteil, dass zur Unterbrechung der Laserbearbeitung keine zusätzlichen optischen Schaltelemente oder Abschattungselemente erforderlich sind. Somit kann die Unterbrechung der Laserbearbeitung nahezu beliebig fein, d.h. innerhalb des Zeitabstandes zweier aufeinander folgender Laserpulse eingestellt werden.The Method according to claim 2 has the advantage that for interruption the laser processing no additional optical switching elements or shading elements required are. Thus, the interruption of the laser processing almost arbitrary fine, i. within the time interval of two consecutive Laser pulses are set.

Gemäß Anspruch 3 wird die Ablenkeinheit von einer Steuereinheit angesteuert, in der eine Funktion hinterlegt ist, welche eine feste Korrelation zwischen dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt und der Wartezeit beschreibt. Diese Korrelation kann im Vorfeld der eigentlichen Materialbearbeitung beispielsweise durch einen ortsauflösenden Detektor ermittelt werden, welcher die reale Spiegelbewegung durch die Position eines über dem Spiegel auf den ortsauflösenden Detektor abgelenkten Laserstrahls erfasst. Sofern diese Korrelation für sämtliche Sprungbewegungen ermittelt wird, die für eine bestimmte Materialbearbeitung erforderlich sind, wird für jede Sprungbewegung jeweils die optimale Wartezeit verwendet. Durch die Vermeidung von unnötig langen Wartezeiten wird somit die Prozessgeschwindigkeit entsprechend erhöht.According to claim 3, the deflection unit is controlled by a control unit, in a function is stored, which has a fixed correlation between the distance of the first target point from the second target point and the waiting time describes. This correlation can be seen in advance of the actual material processing, for example, by a spatially resolving detector be determined, which is the real mirror movement through the position one above the Mirror on the spatially resolved Detected deflected laser beam detector. Unless this correlation applies to all Jump movements is determined for a specific material processing are required for each jump movement uses the optimal waiting time. By the avoidance of unnecessary long waiting times will thus increase the process speed accordingly elevated.

Gemäß Anspruch 4 wird die Ablenkeinheit von einer Steuereinheit angesteuert, in der eine Tabelle hinterlegt ist, welche jeweils einer bestimmten Bandbreite von Abständen des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt eine Wartezeit zuordnet. Dies hat den Vorteil, dass nicht für sämtliche Sprungweiten die Korrelation zwischen Sprunglänge und optimaler Wartezeit ermittelt werden muss, sondern dass die möglichen Sprungweiten in verschiedene diskrete Klassen aufgeteilt werden, die jeweils eine bestimmte Wartezeit zur Folge haben. Somit kann bei einem vertretbaren Aufwand zur Ermittlung von im Vergleich zum Stand der Technik im Mittel deutlich verkürzten Wartezeiten die effektive Prozessgeschwindigkeit auf einfache Weise erhöht werden.According to claim 4, the deflection unit is controlled by a control unit, in of which a table is deposited, each of which has a specific bandwidth of distances assigns a waiting time from the second destination to the first destination. This has the advantage that not for all jumps the correlation between jump length and optimal waiting time must be determined, but that the potential Jumps are divided into different discrete classes, each of which has a certain waiting time. Thus, can at a reasonable cost to determine compared to State of the art on average significantly reduced waiting times the effective Process speed can be increased easily.

Gemäß Anspruch 5 wird die Ablenkeinheit derart angesteuert, dass eine effektive Geschwindigkeit der Sprungbewegung ebenfalls von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt. Dies hat den Vorteil, dass kürzere Sprungdistanzen mit einer im Vergleich zum Stand der Technik schnelleren Spiegelbewegung ausgeführt werden. Lange Sprünge können mit einer geringeren Geschwindigkeit des entsprechen den Ablenkspiegels ausgeführt werden, so dass infolge eines verkürzten Einschwingverhaltens insgesamt eine kürzere Unterbrechung der Laserbearbeitung erforderlich ist. Es erfolgt also eine gesamtheitliche Optimierung von Sprunggeschwindigkeit und einer nachfolgenden Wartezeit hin zu einer möglichst kurzen Zeitspanne, in der die Laserbearbeitung unterbrochen werden muss. Auf diese Weise kann die Prozessgeschwindigkeit weiter erhöht werden.According to claim 5, the deflection unit is controlled such that an effective Speed of the jump movement also from the distance of the first target point depends on the second target point. This has the advantage that shorter jump distances with a faster compared to the prior art mirror movement accomplished become. Long jumps can with a lower speed of the correspond to the deflection mirror accomplished so that as a result of a shortened transient response altogether a shorter one Interruption of laser processing is required. It takes place So a holistic optimization of jumping speed and a subsequent waiting time to the shortest possible time span, in which the laser processing must be interrupted. To this In this way, the process speed can be further increased.

Die jeweils optimale Geschwindigkeit der Sprungbewegung kann ebenso in Form einer im Vorfeld experimentell zu bestimmenden Funktion oder in Form einer Tabelle in einem Speicher einer Steuereinheit abgelegt sein.The each optimal speed of the jump movement can be as well in the form of a function to be experimentally determined in advance or in the form of a table in a memory of a control unit be filed.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 6. Gemäß der Erfindung wird von einer Laserlichtquelle ein Laserstrahl erzeugt und der Laserstrahl über eine Ablenkeinheit in einer Optik entlang eines Strahlenganges auf vorgegebene Zielpunkte eines Objektes gerichtet. Die Laserbearbeitung wird spätestens dann für eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen, wenn die Ablenkeinheit derart angesteuert wird, dass der Strahlengang eine Sprungbewegung von einem ersten Zielpunkt hin zu einem zweiten Zielpunkt ausführt, welcher von dem ersten Zielpunkt beabstandet ist. Erfindungsgemäß wird die Ablenkeinheit derart angesteuert, dass eine effektive Geschwindigkeit der Sprungbewegung von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt.The object underlying the invention is further achieved by a method for processing objects by means of laser radiation having the features of independent claim 6. According to the invention, a laser light source is a La serstrahl generated and directed the laser beam via a deflection unit in an optical system along a beam path to predetermined target points of an object. The laser processing is interrupted at the latest for a certain period of time, when the deflection unit is controlled such that the beam path performs a jump movement from a first target point to a second target point, which is spaced from the first target point. According to the invention, the deflection unit is controlled such that an effective speed of the jump movement depends on the distance of the first target point from the second target point.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Zeitspanne, in der die Laserbearbeitung bei einem Sprung der Ablenkeinheit unterbrochen werden muss, dadurch reduziert werden kann, dass die Geschwindigkeit der Sprungbewegung an die jeweilige Sprungdistanz dynamisch angepasst wird. So kann die Ablenkeinheit bei kurzen Sprungdistanzen, welche üblicherweise zu einer geringeren Spiegelgeschwindigkeit und damit zu einem geringen oder gar keinem Einschwingen um eine Spiegel-Endposition führen, im Vergleich zum Stand der Technik etwas erhöht werden, ohne dass die Einschwingphase eines Ablenkspiegels erheblich verlängert wird. Ebenso hat sich herausgestellt, dass bei großen Sprungdistanzen durch eine entsprechend sanftere Ansteuerung der Ablenkspiegel zwar die Sprungzeit bis zum erstmaligen Erreichen der gewünschten Endposition etwas verlängert, die Zeit bis der Spiegel in seiner stabile Endposition eingeschwungen ist, aber erheblich reduziert werden kann. Im Vergleich zum Stand der Technik ist insgesamt eine kürzere Unterbrechung der Laserbearbeitung ausreichend, so dass ebenfalls die Prozessgeschwindigkeit erhöht werden kann.Of the The invention is based on the finding that the period of time in the laser processing interrupted in a jump of the deflection unit must be, that can reduce the speed the jump movement to the respective jump distance dynamically adjusted becomes. Thus, the deflection unit at short jump distances, which usually to a lower mirror speed and thus to a low or lead to no transient to a mirror end position, im Compared to the prior art can be increased slightly without the transient phase a deflection mirror is considerably extended. Likewise has become that proved at large Jump distances by a correspondingly gentler control of Deflection mirror though the jump time until the first reaching the desired Extended slightly, the time until the mirror has settled in its stable end position is, but can be significantly reduced. In comparison to the stand the technique is a shorter overall Interruption of the laser processing sufficient, so that also the Process speed increased can be.

Gemäß Anspruch 7 wird die effektive Geschwindigkeit während der Sprungbewegung variiert. So kann die Ablenkeinheit beispielsweise einen ersten Abschnitt der Sprungbewegung mit einer höheren Geschwindigkeit und einen zweiten Abschnitt der Sprungbewegung mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt werden. Die Geschwindigkeitsvariation kann jedoch auch kontinuierlich erfolgen, so dass die Ablenkeinheit zunächst sehr schnell bewegt wird und sich gegen Ende der Sprungbewegung langsam dem Zielpunkt nähert. Ebenso ist denkbar, dass die stabile Zielposition am schnellsten dann erreicht wird, wenn sich die Ablenkeinheit während der Sprungbewegung zunächst schnell und danach langsam bewegt.According to claim 7, the effective speed during the jump movement is varied. So For example, the deflection unit may include a first portion of the Jump movement with a higher Speed and a second section of the jump movement with to be moved at a low speed. The speed variation can However, also be done continuously, so that the deflection initially very is moved quickly and slowly towards the end of the jump movement approaching the destination point. It is also conceivable that the stable target position is the fastest is reached when the deflection unit during the Jump movement first moved quickly and then slowly.

Es wird darauf hingewiesen, dass eine Variation der Geschwindigkeit während der Sprungbewegung selbstverständlich auch mit einer oben beschriebenen dynamischen Anpassung der Wartezeit kombiniert werden kann.It it is noted that a variation of the speed while of course, the leap also combined with a dynamic adjustment of the waiting time described above can be.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.Further Advantages and features of the present invention will become apparent the following exemplary description of presently preferred embodiments.

In der Zeichnung zeigen in schematischen DarstellungenIn the drawing show in schematic representations

1 eine Laserbearbeitungsmaschine zum Bohren von Löchern, 1 a laser processing machine for drilling holes,

2 eine dynamische Anpassung von Wartezeiten an die Sprungdistanz, 2 a dynamic adaptation of waiting times to the jump distance,

3 eine dynamische Anpassung von Wartezeiten an die Sprungdistanz mittels einer festgelegten Segmentierung von möglichen Sprungdistanzen, und 3 a dynamic adaptation of waiting times to the jump distance by means of a defined segmentation of possible jump distances, and

4 eine dynamische Anpassung der Ansteuerung von Ablenkeinheiten an die jeweils zu erzielenden Sprungdistanzen. 4 a dynamic adaptation of the control of deflection units to the respective jump distances to be achieved.

An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden Elementen lediglich in ihrer ersten Ziffer und/oder durch an die Bezugsziffer angehängte Buchstaben unterscheiden.At It should be noted that in the drawing the Reference numerals of like or corresponding elements only in its first digit and / or by letters attached to the reference number differ.

Die in 1 dargestellte Laserbearbeitungsmaschine 100 umfasst eine Laserlichtquelle 110, welche einen Laserstrahl 111 emittiert. Die Laserlichtquelle 110 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein diodengepumpter Festkörperlaser, insbesondere ein Nd:YLF-Laser, welcher durch um das aktive Lasermedium herum angeordnete Halbleiterdioden optisch gepumpt wird. Die W-Laserstrahlung wird in bekannter Weise durch Frequenzvervielfachung mittels eines optischen nichtlinearen Kristalls erzeugt.In the 1 illustrated laser processing machine 100 includes a laser light source 110 , which is a laser beam 111 emitted. The laser light source 110 According to the embodiment shown here, a diode-pumped solid-state laser, in particular a Nd: YLF laser, is optically pumped through semiconductor diodes arranged around the active laser medium. The W laser radiation is generated in a known manner by frequency multiplication by means of an optical nonlinear crystal.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch mit Laserlichtquellen realisiert werden kann, die Laserlicht in anderen optischen Spektralbereichen emittieren,. Im Bereich der Elektronikfertigung werden neben W-Laserlichtquellen insbesondere auch im nahen infraroten Spektralbereich emittierende CO2-Laserlichtquellen eingesetzt.It should be understood that the invention can be practiced with laser light sources that emit laser light in other spectral optical ranges. In the field of electronics production, CO 2 laser light sources emitting in particular in the near infrared spectral range are used in addition to W laser light sources.

Der Laserstrahl 110 trifft auf eine Ablenkeinheit 130, welche zwei nicht dargestellte um zueinander senkrechte Achsen drehbar gelagerte Galvospiegel aufweist, über die der Laser strahl 110 auf einem zweidimensionalen Bearbeitungsfeld gezielt positioniert werden kann. Der durch die Ablenkeinheit 130 abgelenkte Laserstrahl wird über eine Abbildungsoptik 140, beispielsweise eine F-Theta-Optik als Bearbeitungslaserstrahl 141 auf das zu bearbeitende Substrat 150 gelenkt.The laser beam 110 meets a distraction unit 130 which has two, not shown about mutually perpendicular axes rotatably mounted Galvo mirror over which the laser beam 110 can be selectively positioned on a two-dimensional edit field. The one by the deflection unit 130 deflected laser beam is via an imaging optics 140 For example, an F-theta optic as a processing laser beam 141 on the substrate to be processed 150 directed.

Das Substrat umfasst eine dielektrische Schicht 151, die oberseitig und unterseitig jeweils von einer metallischen Schicht 152 bedeckt ist. Die metallischen Schichten sind in nicht gezeigter Weise zur Bildung von Leiterbahnen strukturiert. Zur Erzeugung von elektrischen Verbindungen zwischen den beiden Metallschichten 152 werden Mikrolöcher 153 gebohrt, deren Wände in bekannter Weise metallisiert werden können. Zur Erzeugung der Mikrolöcher 153 wird der Bearbeitungslaserstrahl 141 jeweils mittels einer Sprungbewegung 155 auf eine Bohrposition 154 zentriert und dann mit einer über die Abbildungsoptik 140 eingestellten Fleckgröße F im Bereich der Bohrposition in einer Kreisbewegung um den Mittelpunkt des zu bohrenden Loches verfahren, so dass jeweils ein Mikroloch erzeugt wird.The substrate comprises a dielectric layer 151 , the top and bottom of each of a metallic layer 152 is covered. The metallic layers are structured in a manner not shown to form interconnects. For generating electrical connections between the two metal layers 152 become microholes 153 drilled whose walls can be metallized in a known manner. To create the microholes 153 becomes the processing laser beam 141 each by means of a jump movement 155 to a drilling position 154 centered and then with a via the imaging optics 140 set spot size F in the region of the drilling position in a circular motion around the center of the hole to be drilled, so that in each case a micro hole is generated.

Während der Sprungbewegung 155 wird die Laserbearbeitung unterbrochen, um zwischen verschiedenen Mikrolöchern nicht eine unerwünschte Beschädigung der oberen Metallschicht 152 zu bewirken. Da die Galvospiegel eine zwar geringe, aber trotzdem eine nicht zu vernachlässigende mechanische Trägheit aufweisen, wird die Spiegel-Endposition, in der ein nachfolgendes Mikroloch 153 gebohrt werden soll, am Ende der Sprungbewegung nicht instantan erreicht. Vielmehr führt die mechanische Trägheit im allgemeinen zu einem Einschwingverhalten, bei dem sich der jeweilige Ablenkspiegel auf die neue Endposition einschwingt. Um eine ungenaue Materialbearbeitung an der neuen Zielposition zu verhindern, wird demzufolge die Laserbearbeitung nicht nur während der Sprungbewegung 155, sondern darüber hinaus auch noch für eine bestimmte Wartezeit unterbrochen, innerhalb der der jeweilige Ablenkspiegel auch tatsächlich seine Endposition stabil erreicht.During the jump movement 155 The laser processing is interrupted to avoid unwanted damage to the top metal layer between different micro holes 152 to effect. Since the galvo mirrors have a low, but nevertheless a not insignificant mechanical inertia, the mirror end position, in which a subsequent micro hole 153 to be drilled at the end of the jump movement is not achieved instantaneously. Rather, the mechanical inertia generally leads to a transient response, in which the respective deflection mirror settles on the new end position. Consequently, to prevent inaccurate material processing at the new target position, the laser processing is not only during the jump movement 155 but also interrupted for a certain waiting time within which the respective deflection mirror actually reaches its end position stable.

2 zeigt eine dynamische Anpassung der Wartezeit an unterschiedliche Sprungdistanzen. Die Ansteuerung und das reale Schwingverhalten eines Ablenkspiegels ist in einem Koordinatensystem dargestellt, bei dem auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Auslenkung s des Strahlenganges eines über den Galvospiegel abgelenkten Laserstrahls s aufgetragen ist. Diese Auslenkung s hängt über eine einfache geometrische Beziehung mit der jeweiligen Winkelposition des Galvospiegels zusammen. Wie aus 2 ersichtlich, erfolgt ein kurzer Sprung durch ein Ansteuersignal 260s, welches zu einer realen Spiegelbewegung 265s führt. Bei einem derart kurzen Sprung wird lediglich eine relativ geringe Geschwindigkeit des Ablenkspiegels erreicht. Deshalb ist am Ende der Anstiegsflanke des rampenartigen Ansteuersignals 260s lediglich eine relativ kurze Wartezeit TWS einzuhalten, innerhalb der der Ablenkspiegel seine Sollposition stabil erreicht und innerhalb der zur Vermeidung einer unscharfen Materialbearbeitung der Laserstrahl nicht auf das zu bearbeitende Objekt treffen darf. 2 shows a dynamic adaptation of the waiting time to different jump distances. The control and the real oscillation behavior of a deflection mirror is shown in a coordinate system in which the time t is plotted on the abscissa and the deflection s of the beam path of a laser beam s deflected via the galvo mirror is plotted on the ordinate. This deflection s is connected via a simple geometric relationship with the respective angular position of the galvo mirror. How out 2 can be seen, a short jump takes place by a drive signal 260s which leads to a real mirror movement 265S leads. With such a short jump only a relatively low speed of the deflection mirror is achieved. Therefore, at the end of the rising edge of the ramp-type drive signal 260s only to comply with a relatively short waiting time T WS , within which the deflecting mirror reaches its target position stable and within which to avoid blurred processing of the laser beam must not hit the object to be processed.

Ein Sprung mit einer größeren Sprungdistanz wird durch ein Ansteuersignal 260l erreicht, welches zu einer Spiegelbewegung 265l führt, wobei die Spiegelendposition nicht durch ein sanftes Einschwingen, sondern durch ein gedämpftes Einschwingverhalten mit zwei in 2 deutlich zu erkennenden Überschwingern 266l erreicht. Die Einschwingzeit ist bei dem langen Sprung im Vergleich zu dem kurzen Sprung deutlich länger, so dass eine längere Wartezeit TWL eingehalten werden muss, in der nach dem Ende der Anstiegsflanke des Ansteuersignals 260l die Laserbearbeitung zur Vermeidung einer unscharfen Materialbearbeitung ebenfalls noch unterbrochen werden muss.A jump with a larger jump distance is triggered by a drive signal 260l reached, which leads to a mirror movement 265l leads, the Spiegelendposition not by a gentle settling, but by a damped transient response with two in 2 clearly recognizable overshooters 266l reached. The settling time is significantly longer in the long jump compared to the short jump, so that a longer waiting time T WL must be met in the after the end of the rising edge of the drive signal 260l The laser processing to avoid a fuzzy material processing also still needs to be interrupted.

Durch eine jeweils auf die Sprungdistanz optimal angepasste, d.h. für einen Einschwingvorgang des jeweiligen Ablenkspiegels ausreichende, insgesamt jedoch möglichst kurze Wartezeit kann die Zeitspanne, in der die Materialbearbeitung unterbrochen wird, reduziert und somit die Prozessgeschwindigkeit verbessert werden. Durch eine derartige dynamische Anpassung der Wartezeit an die jeweilige Sprunglänge kann beim Bohren von Löchern der Durchsatz ohne eine apparative bzw. konstruktive Veränderung einer bekannten Laserbearbeitungsmaschine deutlich erhöht werden.By each optimally adapted to the jump distance, i. for one Transient of the respective deflection mirror sufficient, total however possible short wait can be the time span in which the material processing is interrupted, and thus reduces the process speed improved become. By such a dynamic adaptation of the waiting time to the respective jump length Can when drilling holes the throughput without an apparatus or constructive change a known laser processing machine can be significantly increased.

Es wird darauf hingewiesen, dass das reale Ansteuersignal für eine Ablenkeinheit von einer Stufenform, so wie sie die Ansteuersignale 260s und 260l aufweisen, abweichen kann. Die Ansteuersignale 260s und 260l sind aus Gründen der Übersichtlichkeit so dargestellt, dass sie einer perfekten Spiegelbewegung eines masselosen Spiegels entsprechen. Eine derartig perfekte Spiegelbewegung würde keine Verzögerung am Beginn der Anstiegsflanke und keine Überschwinger am Ende der Anstiegsflanke aufweisen.It should be noted that the real drive signal for a deflection unit is of a step shape as are the drive signals 260s and 260l may differ. The drive signals 260s and 260l For the sake of clarity, they are shown to correspond to perfect mirror motion of a massless mirror. Such perfect mirror motion would have no delay at the beginning of the rising edge and no overshoot at the end of the rising edge.

3 illustriert eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Dabei muss die Wartezeit nicht zu jeder theoretisch denkbaren Sprunglänge im Vorfeld der eigentlichen Laserbearbeitung ermittelt werden. Die möglichen Sprungdistanzen werden in verschiedene Sprungweitenbereiche s0, s1, s2, s3, s4 und s5 aufgeteilt, wobei jedem Sprungweitenbereich eine feste Wartezeit zugeordnet ist. So liegen die Sprungweiten, die durch ein erstes Ansteuersignal 360a und durch ein zweites Ansteuersignal 360b erzeugt werden, innerhalb des ersten Sprungweitenbereichs s0, so dass am Ende der ansteigenden Flanke des jeweiligen Ansteuersignals eine Wartezeit TW0 eingehalten wird. Ein drittes Ansteuersignal 360c führt zu einer Sprungweite, die innerhalb des Sprungweitenbereichs s1 liegt, so dass eine etwas längere Wartezeit TW1 vorgesehen ist. Ein viertes Ansteuersignal 360d führt zu einer Spiegelbewegung, die zu einem Sprung des Strahlengang des zu bearbeitenden Laserstrahls im Sprungweitenbereich s3 führt. Diesem Sprung wird eine Wartezeit TW3 zugeordnet. In entsprechender Weise führt ein fünftes Ansteuersignal 360e zu einem Sprung in einem Sprungweitenbereich s5, welcher eine Wartezeit TW5 zur Folge hat. 3 illustrates a particularly advantageous embodiment of the invention. The waiting time does not have to be determined for every theoretically conceivable jump length in advance of the actual laser processing. The possible jump distances are divided into different jump ranges s0, s1, s2, s3, s4 and s5, wherein each jump range is assigned a fixed waiting time. So are the jumps caused by a first drive signal 360a and by a second drive signal 360b are generated, within the first jump range s 0 , so that at the end of the rising edge of the respective drive signal, a waiting time T W0 is maintained. A third drive signal 360c leads to a jump distance that is within the jump range s 1 , so that a slightly longer waiting time T W1 is provided. A fourth drive signal 360d leads to a mirror movement, which leads to a jump in the beam path of the laser beam to be processed in Sprungweitenbe rich s 3 leads. This jump is assigned a waiting time T W3 . Correspondingly, a fifth drive signal leads 360e to a jump in a jump range s 5 , which has a waiting time T W5 result.

Die in 3 dargestellte Aufteilung der Sprungdistanzen in verschiedene Sprungbereiche hat im Vergleich zum Stand der Technik, auch wenn nicht für jeden Sprung die optimale Wartezeit ermittelt wird, eine deutliche Erhöhung der insgesamten Prozessgeschwindigkeit zur Folge.In the 3 shown division of the jump distances in different jump areas has compared to the prior art, even if not for each jump the optimal waiting time is determined, a significant increase in the overall process speed result.

4 zeigt eine dynamische Anpassung der Sprunggeschwindigkeit an die Sprungweite und die damit verbundene Reduzierung der Zeitspanne, in der keine präzise Laserbearbeitung möglich ist. Gemäß dem Stand der Technik (siehe jeweils linker Kurvenverlauf) wird die Sprunggeschwindigkeit, mit der der zu bearbeitende Laserstrahl zwischen zwei voneinander beabstandeten Zielpositionen bewegt wird, unabhängig von der Sprungweite gewählt. Dies führt bei einem kurzen Sprung, welcher durch ein Ansteuersignal 460sa erzeugt wird, zu einer Spiegelbewegung 465sa, welche keinerlei Überschwinger aufweist. Eine Materialbearbeitung ist während einer Sprungzeit TJSa nicht möglich. Da jedoch die Spiegelbewegung 465sa keinerlei Überschwinger aufweist, kann die Sprunggeschwindigkeit unter Umständen erhöht werden, ohne dass Überschwinger generiert werden. So wird gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Ansteuersignal 460sb an die entsprechende Ablenkeinheit angelegt, welches Ansteuersignal 460sb eine steilere Anstiegsflanke im Vergleich zu der Anstiegsflanke des Ansteuersignals 460sa aufweist. Die Anstiegsflanke des Ansteuersignals 460sb wird gerade so steil gewählt, dass bei einer erzeugten Spiegelbewegung 465sb ebenfalls keine Überschwinger auftreten. Dadurch wird erreicht, dass die Laserbearbeitung lediglich innerhalb einer im Vergleich zu der Zeitspann TJSa deutlich reduzierten Zeitspanne TJSb unterbrochen werden muss. Der Spiegel wird also bei kurzen Sprungweiten zum einen möglichst schnell, zum anderen aber noch so langsam bewegt, dass der entsprechende Ablenkspiegel möglichst schnell in seiner Endposition zur Ruhe kommt. Die Laserbearbeitung muss dann nur für möglichst kurze Zeit unterbrochen werden. 4 shows a dynamic adaptation of the jump speed to the jump distance and the associated reduction of the time span in which no precise laser processing is possible. According to the state of the art (see the left-hand curve in each case), the jump speed with which the laser beam to be processed is moved between two spaced-apart target positions is selected independently of the jump distance. This results in a short jump, which by a drive signal 460sa is generated, a mirror movement 465sa which has no overshoot. Material processing is not possible during a jump time T JSa . However, because the mirror movement 465sa has no overshoots, the jump speed may be increased without overshoots being generated. Thus, according to the embodiment described here, a drive signal 460sb applied to the corresponding deflection, which drive signal 460sb a steeper rising edge compared to the rising edge of the drive signal 460sa having. The rising edge of the drive signal 460sb is just so steeply chosen that in a generated mirror movement 465sb also no overshoots occur. This ensures that the laser processing only has to be interrupted within a significantly reduced compared to the time period T JSa time T JSb . Thus, the mirror is moved as fast as possible for short jumps on the one hand, and on the other hand, so slowly that the corresponding deflecting mirror comes to rest as quickly as possible in its end position. The laser processing then only has to be interrupted for as short a time as possible.

Gemäß dem Stand der Technik wird ein weiter Sprung durch ein Ansteuersignal 460la erzeugt, wobei eine reale Spiegelbewegung 465la erzeugt wird, die nach erstmaligem Erreichen der Endposition noch einige Überschwinger 466la aufweist. Die Laserbearbeitung muss demzufolge innerhalb einer Zeitspanne TJLa unterbrochen werden, bis der entsprechende Ablenkspiegel in seiner Endposition vollständig zur Ruhe kommt. Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zur Erzielung einer großen Sprungweite ein Ansteuersignal 460lb an den betreffenden Ablenkspiegel angelegt, welcher eine im Vergleich zu dem Ansteuersignal 460la flachere Anstiegsflanke aufweist. Dies führt im Ergebnis zu einer geringeren Sprunggeschwindigkeit des betreffenden Ablenkspiegels, so dass nach dem Erreichen der Endposition des Spiegels keine oder nur sehr schwache Überschwinger erzeugt werden. Insgesamt kommt der Spiegel jedoch in einer im Vergleich zu der Zeit TJLa deutlich kürzeren Zeit TJLb zur Ruhe, so dass ebenfalls die Laserbearbeitung nur für einen im Vergleich zu der Spiegelbewegung 465la kürzeren Zeitraum unterbrochen werden muss.According to the prior art, a further jump is made by a drive signal 460la generated, with a real mirror movement 465la is generated after reaching the end position for the first time still some overshoots 466la having. The laser processing must therefore be interrupted within a period of time T JLa until the corresponding deflection mirror completely comes to rest in its end position. According to the embodiment of the invention described here, a drive signal is obtained to achieve a large jump distance 460lb applied to the respective deflection mirror, which in comparison to the drive signal 460la has flatter rising edge. As a result, this leads to a lower jump speed of the respective deflection mirror, so that after reaching the end position of the mirror no or only very weak overshoots are generated. Overall, however, the mirror comes to rest in a significantly shorter time T JLb compared to the time T JLa , so that also the laser processing only for one compared to the mirror movement 465la shorter period must be interrupted.

Insgesamt können also auch durch die Optimierung der Sprunggeschwindigkeit auf die jeweils gewünschte Sprungdistanz kürzere Unterbrechungszeiten realisiert werden. Für die Gesamtleistung einer Laserbearbeitungsmaschine ist insbesondere der Zeitgewinn maßgeblich, der bei kurzen Sprüngen durch eine im Vergleich zum Stand der Technik deutlich steileres Ansteuersignal 460sa erzeugt wird. Bohr- bzw. Strukturierabläufe sind nämlich üblicherweise auf möglichst kurze Sprungstrecken hin optimiert, so dass eine Reduzierung der Unterbrechungszeit bei kurzen Sprüngen einen besonders hohen Einfluss auf die Gesamtleistung einer Laserbearbeitungsmaschine hat.Overall, therefore, shorter interruption times can be realized by optimizing the jump speed to the respective desired jump distance. For the overall performance of a laser processing machine in particular the time gain is decisive, which in short jumps by a significantly steeper in comparison to the prior art drive signal 460sa is produced. Drilling or structuring processes are usually optimized for the shortest possible jump distances, so that a reduction in the interruption time in short jumps has a particularly high impact on the overall performance of a laser processing machine.

100100
LaserbearbeitungsmaschineLaser processing machine
110110
Laserlichtquelle (UV)Laser light source (UV)
111111
W-LaserstrahlW laser beam
130130
Ablenkseinheit (Galvosystem)Ablenkseinheit (Galvo)
140140
Abbildungsoptikimaging optics
141141
Bearbeitungslaserstrahlprocessing laser beam
150150
Substratsubstratum
151151
dielektrische Schichtdielectric layer
152152
metallische Schichtmetallic layer
153153
Mikrolochmicro hole
154154
Bohrpositiondrilling position
155155
Sprungbewegungjumping motion
FF
Fleckgrößespot size
260s260s
Ansteuersignal kurzer Sprungcontrol signal short jump
260l260l
Ansteuersignal langer Sprungcontrol signal long jump
265s265S
Spiegelbewegung kurzer Sprungmirror movement short jump
265l265l
Spiegelbewegung langer Sprungmirror movement long jump
266l266l
Überschwingerovershoots
TWS T WS
Wartezeit kurzer Sprungwaiting period short jump
TWL T WL
Wartezeit langer Sprungwaiting period long jump
360a360a
erstes Ansteuersignalfirst control signal
360b360b
zweites Ansteuersignalsecond control signal
360c360c
drittes Ansteuersignalthird control signal
360d360d
viertes Ansteuersignalfourth control signal
360e360e
fünftes Ansteuersignalfifth drive signal
TW0 T W0
Wartezeit 0waiting period 0
TW1 T W1
Wartezeit 1waiting period 1
TW3 T W3
Wartezeit 3waiting period 3
TW5 T W5
Wartezeit 5waiting period 5
S0 S 0
Sprungweitenbereich 0Jump Long range 0
S1 S 1
Sprungweitenbereich 1Jump Long range 1
S2 S 2
Sprungweitenbereich 2Jump Long range 2
S3 S 3
Sprungweitenbereich 3Jump Long range 3
S4 S 4
Sprungweitenbereich 4Jump Long range 4
S5 S 5
Sprungweitenbereich 5Jump Long range 5
460sa460sa
Ansteuersignal kurzer Sprung (Stand der Technik)control signal short jump (prior art)
460sb460sb
Ansteuersignal kurzer Sprung (dynamische Anpassung)control signal short jump (dynamic adjustment)
460la460la
Ansteuersignal langer Sprung (Stand der Technik)control signal long jump (prior art)
460lb460lb
Ansteuersignal langer Sprung (dynamische Anpassung)control signal long jump (dynamic adjustment)
465sa465sa
Spiegelbewegung kurzer Sprung (Stand der Technik)mirror movement short jump (prior art)
465sb465sb
Spiegelbewegung kurzer Sprung (dynamische Anpassung)mirror movement short jump (dynamic adjustment)
465la465la
Spiegelbewegung langer Sprung (Stand der Technik)mirror movement long jump (prior art)
465lb465lb
Spiegelbewegung langer Sprung (dynamische Anpassung)mirror movement long jump (dynamic adjustment)
466l466l
Überschwingerovershoots
TJSa T JSa
Sprungzeit kurzer Sprung (Stand der Technik)jump time short jump (prior art)
TJSb T JSb
Sprungzeit kurzer Sprung (dynamische Anpassung)jump time short jump (dynamic adjustment)
TJLa T JLa
Sprungzeit langer Sprung (Stand der Technik)jump time long jump (prior art)
TJLb T JLb
Sprungzeit langer Sprung (dynamische Anpassung)jump time long jump (dynamic adjustment)

Claims (7)

Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung, insbesondere zum Bohren und/oder Strukturieren von elektronischen Schaltungssubstraten, bei dem • von einer Laserlichtquelle (110) ein Laserstrahl (111) erzeugt wird, • der Laserstrahl (111) über eine Ablenkeinheit (130) und eine Optik (140) entlang eines Strahlengangs (141) auf vorgegebene Zielpunkte eines Objekts (150) gerichtet wird, und • die Laserbearbeitung spätestens dann für zumindest eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen wird, wenn die Ablenkeinheit (130) derart angesteuert wird, dass der Strahlengang (141) eine Sprungbewegung (155) von einem ersten Zielpunkt hin zu einem zweiten Zielpunkt ausführt, welcher von dem ersten Zielpunkt beabstandet ist, wobei sich die bestimmte Zeitspanne zusammensetzt aus – einer Ansteuerzeit (260s, 260l) für die entsprechende Ansteuerung der Ablenkeinheit (130) und – einer mit dem Ende der Ansteuerzeit (260s, 260l) beginnenden Wartezeit (TWS, TWL), welche von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt.Method for processing objects by means of laser radiation, in particular for drilling and / or structuring electronic circuit substrates, in which a laser light source ( 110 ) a laser beam ( 111 ), • the laser beam ( 111 ) via a deflection unit ( 130 ) and an optic ( 140 ) along an optical path ( 141 ) to predetermined target points of an object ( 150 ), and • the laser processing is interrupted for at least a certain period of time at the latest when the deflection unit ( 130 ) is controlled such that the beam path ( 141 ) a jump movement ( 155 ) from a first target point to a second target point spaced from the first target point, wherein the determined time period is composed of - a drive time ( 260s . 260l ) for the corresponding control of the deflection unit ( 130 ) and - one with the end of the activation time ( 260s . 260l ) Waiting time (T WS , T WL ), which depends on the distance of the first target point from the second target point. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein gepulster Laserstrahl (111) erzeugt wird und die Laserbearbeitung durch eine ausbleibenden Triggerung der Laserlichtquelle (110) unterbrochen wird.Method according to Claim 1, in which a pulsed laser beam ( 111 ) and the laser processing by a missing triggering of the laser light source ( 110 ) is interrupted. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Ablenkeinheit (130) von einer Steuereinheit angesteuert wird, in der eine Funktion hinterlegt ist, welche eine feste Korrelation zwischen dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt und der Wartezeit (TWS, TWL) beschreibt.Method according to one of Claims 1 to 2, in which the deflection unit ( 130 ) is driven by a control unit in which a function is stored, which describes a fixed correlation between the distance of the first target point from the second target point and the waiting time (T WS , T WL ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Ablenkeinheit (130) von einer Steuereinheit angesteuert wird, in der eine Tabelle hinterlegt ist, welche jeweils einer bestimmten Bandbreite von Abständen (S0, S1, S2, S3, S4, S5) des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt eine Wartezeit (TW0, TW1, TW2, TW3, TW4, TW5) zuordnet.Method according to one of Claims 1 to 2, in which the deflection unit ( 130 ) is controlled by a control unit in which a table is stored, which in each case a certain bandwidth of distances (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 ) of the first target point from the second target point a waiting time ( T W0 , T W1 , T W2 , T W3 , T W4 , T W5 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Ablenkeinheit (130) derart angesteuert wird, dass eine effektive Geschwindigkeit der Sprungbewegung (155) von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the deflection unit ( 130 ) is controlled such that an effective speed of the jump movement ( 155 ) depends on the distance of the first target point from the second target point. Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung, insbesondere zum Bohren und/oder Strukturieren von elektronischen Schaltungssubstraten, bei dem • von einer Laserlichtquelle (110) ein Laserstrahl (111) erzeugt wird, • der Laserstrahl (111) über eine Ablenkeinheit (130) und eine Optik (140) entlang eines Strahlengangs (141) auf vorgegebene Zielpunkte eines Objekts (150) gerichtet wird, und • die Laserbearbeitung spätestens dann für zumindest eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen wird, wenn die Ablenkeinheit (130) derart angesteuert wird, dass der Strahlengang (141) eine Sprungbewegung (155) von einem ersten Zielpunkt hin zu einem zweiten Zielpunkt ausführt, welcher von dem ersten Zielpunkt beabstandet ist, wobei die Ablenkeinheit (130) derart angesteuert wird, dass – eine effektive Geschwindigkeit der Sprungbewegung (155) von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt.Method for processing objects by means of laser radiation, in particular for drilling and / or structuring electronic circuit substrates, in which a laser light source ( 110 ) a laser beam ( 111 ), • the laser beam ( 111 ) via a deflection unit ( 130 ) and an optic ( 140 ) along an optical path ( 141 ) to predetermined target points of an object ( 150 ), and • the laser processing is interrupted for at least a certain period of time at the latest when the deflection unit ( 130 ) is controlled such that the beam path ( 141 ) a jump movement ( 155 ) from a first aiming point to a second aiming point which is spaced from the first aiming point, the deflecting unit (16) 130 ) is controlled such that - an effective speed of the jump movement ( 155 ) depends on the distance of the first target point from the second target point. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die effektive Geschwindigkeit während der Sprungbewegung (155) variiert wird.Method according to Claim 6, in which the effective speed during the jump movement ( 155 ) is varied.
DE102005022354A 2005-05-13 2005-05-13 Method for processing objects by means of laser radiation Revoked DE102005022354B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005022354A DE102005022354B4 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Method for processing objects by means of laser radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005022354A DE102005022354B4 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Method for processing objects by means of laser radiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005022354A1 true DE102005022354A1 (en) 2006-11-23
DE102005022354B4 DE102005022354B4 (en) 2013-10-10

Family

ID=37310929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005022354A Revoked DE102005022354B4 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Method for processing objects by means of laser radiation

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005022354B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105522287A (en) * 2014-12-26 2016-04-27 比亚迪股份有限公司 Laser processing method for narrow slit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018205270A1 (en) * 2018-04-09 2019-10-10 Scanlab Gmbh Laser beam positioning system, laser processing device and control method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10317363B3 (en) * 2003-04-15 2004-08-26 Siemens Ag Laser-powered hole boring machine for manufacture of substrates for electrical switching circuits has scanning system with oscillating mirrors and focusing lens
JP4416106B2 (en) * 2003-07-07 2010-02-17 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ Scanner movement control method and scanner command signal generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105522287A (en) * 2014-12-26 2016-04-27 比亚迪股份有限公司 Laser processing method for narrow slit
CN105522287B (en) * 2014-12-26 2019-03-29 比亚迪股份有限公司 The laser processing of slit

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005022354B4 (en) 2013-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10317363B3 (en) Laser-powered hole boring machine for manufacture of substrates for electrical switching circuits has scanning system with oscillating mirrors and focusing lens
DE102004043895A1 (en) Multi-beam micro-machining system and method
EP2964417B1 (en) Method for providing through-openings in a substrate
DE102004032184B4 (en) Laser beam processing method and laser beam processing machine or device
DE112005001893T5 (en) Method for machining holes by moving timely precisely controlled laser pulses in circular and spiral paths
DE102011119764B4 (en) Device and method for interference structuring of flat samples and their use
DE112007001065T5 (en) Method and device for laser processing
DE112006002322T5 (en) Energy monitoring or control of individual contact holes formed during laser micromachining
DE19513354A1 (en) Surface processing equipment
EP1276587A1 (en) Device for processing substrates and method therefor which entails the use of such a device
DE10296913T5 (en) Segmented laser cutting
DE102004040068B4 (en) Method for laser drilling a multilayered workpiece
DE102013222834A1 (en) Device and method for guiding a laser beam
DE102008063912A1 (en) Wafer dividing method
WO2006018370A1 (en) Method for machining a workpiece by using pulse laser radiation with controllable energy of individual laser pulses and time intervals between two successive laser pulses, and a laser machining system therefor
DE10307309B4 (en) Apparatus and method for processing electrical circuit substrates by means of laser
DE102005022354B4 (en) Method for processing objects by means of laser radiation
DE102005027898A1 (en) Apparatus for selectively steering a laser beam having an optical control element such that the wavelength of the beam is variable
WO2005080044A1 (en) Method for forming a laser beam and laser processing method
DE102022200023A1 (en) LASER PROCESSING MACHINE
DE10234943B4 (en) Processing device for wafers and method for processing them
WO2006000549A1 (en) Laser machining device for drilling holes into a workpiece comprising an optical deflecting device and a diverting unit
EP1558422B1 (en) Method for boring holes in a substrate, especially in an electrical circuit substrate, by means of a laser beam
DE102004042556A1 (en) Laser light source, method for processing workpieces by means of pulsed laser radiation
DE102019120010A1 (en) Device and method for material processing by means of laser radiation

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20120413

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23K0026000000

Ipc: B23K0026020000

Effective date: 20121113

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R026 Opposition filed against patent
R082 Change of representative

Representative=s name: BEETZ & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

R026 Opposition filed against patent

Effective date: 20140109

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VIA MECHANICS, LTD., EBINA-SHI, JP

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI VIA MECHANICS, LTD., EBINA-SHI, KANAGAWA, JP

Effective date: 20140226

Owner name: VIA MECHANICS, LTD., JP

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI VIA MECHANICS, LTD., EBINA-SHI, JP

Effective date: 20140226

R082 Change of representative

Representative=s name: BEETZ & PARTNER MBB PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Effective date: 20140226

Representative=s name: BEETZ & PARTNER MBB PATENTANWAELTE, DE

Effective date: 20140226

Representative=s name: BEETZ & PARTNER MBB, DE

Effective date: 20140226

Representative=s name: BEETZ & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Effective date: 20140226

R037 Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final

Effective date: 20140902

R107 Publication of grant of european patent rescinded

Effective date: 20141113