DE112007001549T5 - Verfahren und System für Qualitätsmanagement- und Analyse des Durchgangbohrens - Google Patents

Verfahren und System für Qualitätsmanagement- und Analyse des Durchgangbohrens Download PDF

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Leo Portland Baldwin
Jeffrey E. Portland Howerton
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Abstract

Verfahren zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie, umfassend folgende Schritte:
für mindestens ein Sackloch, das in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats geformt werden soll, Einschätzen eines Kontaktgebiet-Geometriewertes in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert, der an der Bohrposition gebildet werden soll; und
Einstellen mindestens eines Laserbetriebsparameters basierend auf einem Ergebnis der Einschätzung, um ein erwünschtes Kontaktgebietserscheinungsbild nach dem Sacklochformen zu erlangen.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Laserformen von Sacklöchern in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die Verwendung eines vorgeätzten Fensters als Maske für das Laserbohren von Sacklöchern in einer Mehrlagenleiterplatte ist allgemein bekannt. Eine hohe Stiftdichte und/oder eine hohe Packungsdichte der Bauteile auf Mehrlagenleiterplatten oder auf Multichip-Modulen auf Polymerbasis kann bzw. können ein Problem der Zusammenschaltungsdichte hervorrufen, das in der Industrie als „Verhungern über die Durchgangslöcher" bezeichnet wird. Eine Lösung für das Problem des „Verhungerns über die Durchgangslöcher" ist das Bilden von Sacklöchern, die eine oder mehrere Schichten in einer Mehrlagenleiterplatte oder einem Multichip-Modul zusammenschalten.
  • Ein Qualitätskriterium beim Sacklochformen ist das Aussehen des Kontaktgebiets aus Kupfer. Das Aussehen des Kontaktgebiets wird manchmal als „glänzend", „zu verschmolzen" oder „dunkel" bezeichnet und ist ein eher sehr subjektives Kriterium. Einige Kunden geben zusätzlich zu Durchsatzüberlegungen den gewünschten Verfahrensparameter durch dieses subjektive Maß vor. Es wurde beobachtet, dass Laserbetriebsparameter das Aussehen des Kontaktgebiets aus Kupfer beeinflussen. Bei einem Verfahren mit hoher Fluenz neigen die Kontaktgebiete zum Verschmelzen, wobei sie ein „glänzendes" Aussehen haben. Wenn die Fluenz sehr niedrig eingestellt ist, ist das Aussehen etwas „dunkel". Die Anzahl der Impulse, die auf das Material angewendet werden, kann ebenfalls das Aussehen beeinflussen. Es wurde weiterhin beobachtet, dass sich das Aussehen in Abhängigkeit von den Laserbetriebsparametern oder -eigenschaften, wie etwa der Impulsbreite, ändert. Es wurde ebenfalls beobachtet, dass sich das Aussehen in Abhängigkeit von der Geometrie des Kontaktgebietes ändert, selbst wenn dieselben Laserbearbeitungsparameter verwendet werden. Wenn eine Qualitätsschwankung in der gesamten Flächenbearbeitung beobachtet wird, ist es manchmal schwierig, die Quelle der Qualitätsschwankung zu klären, weil die Daten aus dem CAD- System (rechnerunterstütztes Zeichnen) nur die gewünschte Bohrposition betreffen.
  • Eine Bearbeitung mit einem Ultraviolett-(UV)Laser und einer Bildprojektion ist zum Bohren von Sacklöchern in Gehäusesubstraten von integrierten Schaltkreisen (IC) verwendet worden. Das derzeitige Verfahren wendet typischerweise einen auf alle Durchgänge bzw. Löcher einzigen Satz von Laserbetriebsparametern an, welche die gleiche Geometrie zwischen zwei Schichten bei einem Leiterplattenentwurf hervorbringen sollen. Wegen der unterschiedlichen Geometrie des Kontaktgebietes sind die Endergebnisse jedoch manchmal nicht ganz wie erwünscht. Wenn ein feststehender Satz von Laserbetriebsparametern angewendet wird, reichen die Ergebnisse von „dunklem" Kupfer, wenn in eine massive Kupferebene gebohrt wird, bis zu abgeblättertem Kupfer auf Kontaktgebieten mit 110 Mikrometern (μm) Kupfer.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Verfahren zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie kann zum Bilden mindestens eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats das Einschätzen eines Kontaktgebiet-Geometriewertes (wie etwa Fläche und/oder Volumen) in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen), der an der Bohrposition gebildet werden soll, umfassen. Das Verfahren kann auch das Einstellen mindestens eines Laserbetriebsparameters basierend auf der Einschätzung umfassen, um ein erwünschtes Aussehen des Kontaktgebiets nach dem Sacklochformen zu erlangen.
  • Ein Verfahren zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie kann das Abbilden einer Kontaktgebietsfläche, die als eine Fläche in einem vorherbestimmten Abstand zu einer Sacklochbohrposition in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats definiert ist, das Quantifizieren eines Aussehenswertes für die abgebildete Kontaktgebietsfläche und das Bestimmen der Annehmbarkeit der abgebildeten Kontaktgebietsfläche basierend auf dem quantifizierten Aussehenswert umfassen.
  • Weitere Anwendungen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann nach Durchlesen der nachstehenden Beschreibung der besten Ausführungsform, die zum Durchführen der Erfindung in Betracht gezogen wird, zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Beschreibung nimmt Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei die gleichen Bezugsnummern sich auf die gleichen Teile in allen Ansichten beziehen. Es zeigen:
  • 1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Systems zum Laserformen von Durchgängen in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie;
  • 2 ein Detail eines CAD/CAM-Schaltungsanordnungsbildes mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie, wobei ein Sackloch in der Mitte eines Kontaktgebiets gebohrt werden soll, und wobei ein fiktiver Kreis eine Kontaktgebietsfläche in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition definiert;
  • 3 eine Querschnittsansicht, die wie in 2 gezeigt angesetzt ist und übereinander liegende Durchgänge und in einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie gebohrte Durchgänge zeigt;
  • 4A bis 4E einen Vergleich des Kupfererscheinungsbilds in einem gebohrten Sackloch unter Verwendung verschiedener Laserbetriebsparameter oder unter Anwendung eines feststehenden Satzes von Laserbetriebsparametern auf Kontaktgebiete unterschiedlicher Geometrie, wobei 4A einer subjektiven „glänzenden" Oberflächentextur entspricht, 4C einer subjektiven „matten" oder „grießigen" Oberflächentextur entspricht und 4E einer subjektiven „dunklen" Oberflächentextur entspricht; und
  • 5 ein vereinfachtes schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Mit Bezug auf 1 kann ein Verfahren bzw. eine Methode für das Qualitätsmanagement und die Qualitätsanalyse eines Sacklochs ein CAD/CAM-System 10 umfassen, das die Konstruktionsdaten einer Schaltungsanordnung umfasst. Die CAD-Konstruktionsdaten können mindestens eine Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie umfassen, wozu Bohrpositionen und Bohrgrößen zum Formen von Durchgängen und/oder Sacklöchern gehören. Die CAD-Konstruktionsdaten können über beliebige geeignete Mittel, schematisch als Pfeil 12 veranschaulicht, an ein Laserbearbeitungssystem 14 übertragen werden. Unter Verwendung der Position eines zu bohrenden Durchgangs und/oder Sacklochs und der Kontaktgebietsposition und/oder -geometrie als Bezugsbild, können Laserbetriebsparameter eingestellt oder mit den CAD-Konstruktionsdaten verknüpft werden, die von dem CAD/CAM-System empfangen werden, um einen Durchgang oder ein Sackloch in mindestens einer Schicht des Schaltungssubstrats per Laser zu formen. Das Verfahren kann dann eine Abbildungsvorrichtung bzw. Abbildungsstation 16 umfassen, die in-line (bzw. on-line) oder off-line angeordnet ist, um die Kontaktgebiets- und Durchgangsposition zu analysieren, um einen Qualitätsindex oder Aussehenswert zu erzeugen. Die Informationen des Qualitätsindexwertes können in das Laserbearbeitungssystem 14 über beliebige geeignete Mittel, die schematisch als Pfeil 18 veranschaulicht sind, zum Überprüfen, Anpassen oder Optimieren der Laserbetriebsparameter zurückgeführt werden und/oder können über beliebige geeignete Mittel, die schematisch als Pfeil 20 veranschaulicht sind, zum Überprüfen, Anpassen oder Optimieren der Position/Geometrie der gebildeten Durchgänge und Kontaktgebiete und zum Zuordnen des Qualitätsindexes oder des Aussehenswertes, der jeder Position/Geometrie entspricht, an das CAD/CAM-System 10 zurückgeführt werden. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung zum Qualitätsmanagement und zur Qualitätsanalyse und/oder als Rückführsignal zu den vorherigen Entwurfs- und/oder Bearbeitungssystemen verwendet werden kann, um die derzeitigen Positionen, Geometrien und/oder Betriebsparameter zu überprüfen und/oder anzupassen, um ein erwünschtes Aussehen des Kontaktgebietes nach dem Sacklochformen zu erlangen.
  • Mit Bezug auf 2 und 3 wird nun ein CAD/CAM-Schaltungsanordnungsbild 22 ausführlich veranschaulicht, wobei eine Vielzahl von Kontaktgebieten 24 unterschiedlicher Geometrie mit einem Sackloch 26 in einer mit dem Kontaktgebiet verknüpften Bohrposition geformt werden sollen. Der fiktive Außenumfang 28 veranschaulicht einen radialen Abstand oder einen anderen vorherbestimmten Abstand zur Analyse, wobei das Aussehen des Kontaktgebiets aus Kupfer außerhalb der Grenze des Umfangs 28 nicht beeinflusst wird. Die Geometriedaten der Kupferkontaktflächen können zusammen mit der Durchgangsbohrgröße verwendet werden, um einen Kontaktgebiet- Geometriewert einzuschätzen, der mit einer Bohrposition in einem vorherbestimmten Abstand von der Bohrposition gegenüber einem Sackloch-Geometriewert, der an der Bohrposition gebildet werden soll, verbunden ist. Die Einschätzung kann einen Wertvergleich und/oder Verweistabellen und/oder Berechnungen oder dergleichen umfassen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann ein Verhältnis des Kontaktgebiet-Geometriewerts zum Sackloch-Geometriewert berechnet werden, um die Verhältnisse in vorherbestimmte Bereiche einzustufen, die mit der Verwendung verschiedener Laserbearbeitungsparameter verknüpft sind. Das CAD-System 10 kann Informationen über die Sacklochbohrposition/Sacklochgeometrie, Informationen über die Kontaktgebietsposition/Kontaktgebietsgeometrie und/oder ein Kontaktgebiet-/Durchgangsgeometrieverhältnis oder entsprechende Laserbetriebsparameter an das Laserbohrsystem 14 senden. Alternativ kann eine Einschätzung des Kontaktgebiet-Geometriewertes mit Bezug auf den Sackloch-Geometriewert erfolgen, und/oder die Werte können von dem Laserbohrsystem eingestuft werden, so dass verschiedene Laserbetriebsparameter angewendet werden können. Alternativ kann das CAD-System einen Geometriewert, wie etwa eine Einzelwerkzeugbohrdatei, in eine Mehrwerkzeugbohrdatei isolieren, basierend auf der Einschätzung des Kontaktgebiet-Geometriewerts (wie etwa Fläche und/oder Volumen) mit Bezug auf den Sackloch-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen), wie er von dem CAD-System eingeschätzt wird. Die Analyse kann auch einen Vergleich mit vorhergehenden Bohrschritten umfassen, um zu bestimmen, ob übereinander liegende Durchgänge (wie etwa der in 3 links abgebildete) vorhanden sind. Beispielhaft und nicht einschränkend können separate Laserbohrdateien basierend auf den Verhältnissen Kontaktgebiet-Geometriewert zu Sackloch-Geometriewert erzeugt werden, die in verschiedene Gruppen eingestuft werden, um für jede Gruppe verschiedene Laserbetriebsparameter, wie etwa eine Zielschicht, die Laserfluenz, die Anzahl der Impulse, die Impulsbreite oder eine beliebige Kombination davon, einzustellen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann man übereinander liegenden Sacklöchern einen Zielschichtwert von 14 zuordnen; Verhältnissen im Bereich von 1% bis 13% kann man einen Zielschichtwert von 15 zuordnen; Verhältnissen von mehr als 13% und bis zu 17% kann man einen Zielschichtwert von 16 zuordnen; Verhältnissen von mehr als 17% und bis zu 20% kann man einen Zielschichtwert von 17 zuordnen; und Verhältnissen von mehr als 20% bis zu 100% kann man einen Zielschichtwert von 18 zuordnen. Eine Mehrwerkzeugbohrdatei kann basierend auf dem Verhältnis des Durchgangsgeometriewertes (z. B. Fläche oder Volumen) zur Kontaktgebietsgeometrie (z. B. Fläche oder Volumen), wie es in dem CAD-System oder in dem Laserbearbeitungssystem oder einer beliebigen Kombination davon bewertet wird, erzeugt werden.
  • Die Abbildungsvorrichtung bzw. -station 16 kann das Aussehen des Kontaktgebiets nach dem Durchgangsformen einschätzen und quantifizieren. Wie aus 4A bis 4E ersichtlich, wenn ein feststehender Satz von Laserbearbeitungsparametern angewendet wird, kann das Aussehen des Kontaktgebiets von „dunklem" Kupfer, wenn in einer massiven Kupferebene gebohrt wird (abgebildet in 4E) bis zu abgeblättertem Kupfer auf Kontaktgebieten mit 110 Mikrometern (μm) Kupfer (abgebildet in 4A) reichen. Die Kupfererscheinungsbilder können auch in dem gebohrten Sackloch unter Verwendung verschiedener Laserparameter variieren. Beispielsweise wird das in 4A veranschaulichte Aussehen typischerweise mit dem beschreibenden subjektiven Begriff als „glänzende" Oberflächentextur bezeichnet. Das in 4C veranschaulichte Kupfererscheinungsbild wird typischerweise mit dem beschreibenden subjektiven Begriff als „matte" oder „grießige" Oberflächentextur bezeichnet. Das in 4E veranschaulichte Kupfererscheinungsbild wird typischerweise mit dem beschreibenden subjektiven Begriff als „dunkle" Oberflächentextur bezeichnet. 4B veranschaulicht ein Kupfererscheinungsbild, das zwischen die subjektiv als „glänzend" und „matt" bezeichneten Oberflächentexturen fällt. 4D veranschaulicht ein Kupfererscheinungsbild, das zwischen die subjektive Beschreibung von „dunklen" und „matten" Oberflächentexturen fällt. Der subjektive Charakter der Begriffe, die verwendet werden, um das Aussehen des Kontaktgebiets aus Kupfer nach dem Sacklochformen zu beschreiben, hat Bemühungen zur Qualitätskontrolle und zur Verarbeitungskontrolle behindert. Die vorliegende Erfindung kann nach einer Ausführungsform ein optisches Erkennungssystem 16 verwenden, um das Aussehen des Kontaktgebiets zu quantifizieren. Die ermöglicht es einem Benutzer, sich auf das Kupfererscheinungsbild als Zahl statt als auf einen rein beschreibenden subjektiven Begriff zu beziehen. Das Verfahren bzw. die Methode nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Ausführen einer Histogrammanalyse und/oder einer fraktalen Dimensionsanalyse umfassen, um mindestens einen numerischen Aussehenswert bereitzustellen. Wenn z. B. die „matte" oder „grießige" Oberflächentextur eines Kupferkontaktgebiets während der Laserbearbeitung eines Sacklochs beibehalten wird, dann ist die Fraktaldimension groß (graumeliert), und die Intensitätsverteilung im Histogramm ist zweigipflig mit einer ungefähr gleichen Fläche in jeder Intensitätsgruppe. Die Eigenschaften eines Bildes eines Kontaktgebiets kann durch eine Zahl für die Fraktaldimension und durch eine Zahl für die Symmetrie zwischen zwei Populationen in dem Histogramm quantifiziert werden. Ein höherer fraktaler Dimensionswert kann einer „matten" oder „grießigen" Oberflächentextur eines Kupferkontaktgebiets entsprechen. Ein niedrigerer fraktaler Dimensionswert kann einer „glänzenden" Oberflächentextur eines Kupferkontaktgebiets entsprechen. Ein Histogrammwert, der sich Eins (1) nähert, kann einer „matten" oder „grießigen" Oberflächentextur eines Kupferkontaktgebiets entsprechen. Ein Histogrammwert, der kleiner als Eins (1) ist, kann einer „glänzenden" Oberflächentextur eines Kupferkontaktgebiets entsprechen. Ein Histogrammwert, der größer als Eins (1) ist, kann einer „dunklen" Oberflächentextur eines Kupferkontaktgebiets entsprechen. Die quantifizierten Zahlen können zurück an das Laserbearbeitungssystem 14 und/oder an das CAD/CAM-System 10 übertragen werden, um die Laserbearbeitungsparameter zu überprüfen, anzupassen und/oder zu optimieren, um die Qualitätsschwankung bei den Bohrergebnissen für ein ganzes Schaltungsbild zu minimieren. Das CAD/CAM-System kann eine Beziehung zwischen der Kontaktgebietsgeometrie und der Durchgangsqualität mit den quantifizierten Zahlen aus der optischen Erkennungsabbildungsvorrichtung- bzw. -station 16 analysieren. Die optische Erkennungsabbildungsvorrichtung bzw. -station 16 kann auch andere Messungen vornehmen, wie etwa Messungen des oberen/unteren Durchmessers und der Kreisförmigkeit.
  • Im Betrieb kann ein Verfahren zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie zum Formen mindestens eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats das Einschätzen eines Kontaktgebiet-Geometriewertes (wie etwa Fläche und/oder Volumen) in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen), der an der Bohrposition gebildet werden soll, umfassen. Das Verfahren kann das Einstellen mindestens eines Laserbetriebsparameters basierend auf der Einschätzung umfassen, um ein erwünschtes Aussehen des Kontaktgebiets nach dem Sacklochformen zu erlangen. Der mindestens eine einzustellende Laserverfahrensparameter kann aus einer Gruppe gewählt werden, die aus der Laserfluenz, der Anzahl von Laserimpulsen, der Laserimpulsbreite und einer beliebigen Kombination davon besteht. Das Verfahren kann das Vergleichen einer bestimmten Bohrschicht mit einer benachbarten Bohrschicht umfassen, um zu bestimmen, ob Sacklöcher übereinander liegen.
  • Das Verfahren nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Definieren einer Bohrschicht, das Definieren einer Abtastfläche neben einer Bohrposition in der definierten Bohrschicht, das Definieren eines Satzes von Einschätzungsbereichen, wobei die Einschätzungsbereiche berechnete Verhältnisse umfassen können, die als Kontaktgebiet-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen) in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen), der an der Bohrposition gebildet werden soll, definiert sind, und das Auswählen einer Zielschicht für Bohrwerkzeuge, die einem bestimmten Satz von Verhältnisbereichen entsprechen, umfassen.
  • Ein Verfahren nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Abbilden einer Kontaktgebietsfläche, die als eine Fläche in einem vorherbestimmten Abstand von einer Sacklochbohrposition in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats definiert ist, das Quantifizieren eines Aussehenswertes für die abgebildete Kontaktgebietsfläche und das Bestimmen der Annehmbarkeit der abgebildeten Kontaktgebietsfläche basierend auf dem quantifizierten Aussehenswert umfassen. Der Aussehenswert kann als ein numerischer Aussehenswert für die abgebildete Kontaktgebietsfläche quantifiziert werden, um die Subjektivität bei der Qualitätsbeurteilung eines per Laser geformten Sacklochs in der abgebildeten Kontaktgebietsfläche zu minimieren. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der numerische Aussehenswert durch Ausführen einer fraktalen Dimensionsanalyse auf der abgebildeten Kontaktgebietsfläche erlangt werden, um einen numerischen Wert für die Fraktaldimension zu erlangen, wobei ein größerer Wert einer subjektiv „matten" oder „grießigen" Oberflächentextur entspricht und ein niedrigerer Wert einer subjektiv „glänzenden" Oberflächentextur für die abgebildete Kontaktgebietsfläche entspricht. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der numerische Aussehenswert durch Ausführen einer Histogrammanalyse auf der abgebildeten Kontaktgebietsfläche erlangt werden, um einen numerischen Wert für die Symmetrie zwischen den Populationen im Histogramm zu erlangen, wobei ein Wert, der sich Eins (1) nähert, einer subjektiv „matten" oder „grießigen" Oberflächentextur entspricht, ein Wert, der kleiner als Eins (1) ist, einer subjektiv „glänzenden" Oberflächentextur entspricht, und ein Wert, der größer als Eins (1) ist, einer subjektiv „dunklen" Oberflächentextur der abgebildeten Kontaktgebietsfläche entspricht. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der numerische Aussehenswert das Ausführen einer Histogrammanalyse und einer fraktalen Dimensionsanalyse auf der abgebildeten Kontaktgebietsfläche umfassen, um einen oder mehrere numerische Aussehenswerte für die abgebildete Kontaktgebietsfläche zu quantifizieren.
  • Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Annehmbarkeit der abgebildeten Kontaktgebietsfläche auf dem quantifizierten Aussehenswert basieren. Das Verfahren kann das Analysieren einer Beziehung zwischen Kontaktgebiet-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen) mit Bezug auf den Sackloch-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen) zum Einschätzen/Vergleichen mit Bezug auf mindestens einem Aussehenswert für eine Vielzahl von abgebildeten Kontaktgebietsflächen umfassen, um die Qualitätsschwankung per Laser geformten Sacklochs für ein gesamtes Schaltungsbild zu minimieren. Mindestens ein Laserbearbeitungsparameter kann überprüft, angepasst und/oder optimiert werden, basierend auf der analysierten Beziehung zwischen dem Kontaktgebiet-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen) mit Bezug auf den Sackloch-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen) und auf mindestens einem Aussehenswert für eine Vielzahl von Kontaktgebietsflächen, wobei sich das per Laser geformte Sackloch in den abgebildeten Kontaktgebietsflächen befindet.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurde, die derzeit als besonders praktisch und bevorzugt angesehen wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen einzuschränken ist, sondern vielmehr dazu gedacht ist, diverse Änderungen und gleichwertige Anordnungen zu umfassen, die zu Geist und Umfang der nachstehenden Ansprüchen gehören, wobei der Umfang im weitesten Sinne zu gewähren ist, um alle Änderungen und gleichwertigen Anordnungen einzubegreifen, die gesetzlich erlaubt sind.
  • Zusammenfassung
  • Ein Verfahren zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie kann für mindestens ein Sackloch, das in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats geformt werden soll, das Einschätzen eines Kontaktgebiet-Geometriewertes (wie etwa Fläche und/oder Volumen) in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert (wie etwa Fläche und/oder Volumen), der an der Bohrposition gebildet werden soll, umfassen. Das Verfahren kann das Einstellen mindestens eines Laserbetriebsparameters basierend auf der Einschätzung umfassen, um ein erwünschtes Aussehen des Kontaktgebiets nach dem Sacklochformen zu erlangen. Das Verfahren kann das Abbilden einer Kontaktgebietsfläche, die als eine Fläche in einem vorherbestimmten Abstand von einer Sacklochbohrposition in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats definiert ist, das Quantifizieren mindestens eines Aussehenswertes für die abgebildete Kontaktgebietsfläche und das Bestimmen einer Annehmbarkeit der abgebildeten Kontaktgebiet-Flächen basierend auf dem quantifizierten Aussehenswert umfassen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie, umfassend folgende Schritte: für mindestens ein Sackloch, das in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats geformt werden soll, Einschätzen eines Kontaktgebiet-Geometriewertes in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert, der an der Bohrposition gebildet werden soll; und Einstellen mindestens eines Laserbetriebsparameters basierend auf einem Ergebnis der Einschätzung, um ein erwünschtes Kontaktgebietserscheinungsbild nach dem Sacklochformen zu erlangen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend folgenden Schritt: Analysieren des Aussehens eines Kontaktgebiets nach dem Sacklochformen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Analysieren des Aussehens eines Kontaktgebiets nach dem Sacklochformen ferner folgende Schritte umfasst: Abbilden einer Kontaktgebietfläche, die als eine Fläche in einem vorherbestimmten Abstand von einer Sacklochbohrposition in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats definiert ist; Quantifizieren eines Aussehenswertes für die abgebildete Kontaktgebietsfläche; und Bestimmen der Annehmbarkeit der abgebildeten Kontaktgebietsfläche basierend auf dem quantifizierten Aussehenswert.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einstellen mindestens eines Laserparameters ferner folgenden Schritt umfasst: Anpassen mindestens eines Laserbearbeitungsparameters basierend auf einer Rückkopplung von einer Beziehung zwischen dem Verhältnis des Kontaktgebiet-Geometriewertes zum Sackloch-Geometriewert, die einem analysierten Kontaktgebieterscheinungsbild für eine Vielzahl von Kontaktgebietflächen entspricht, wobei sich ein per Laser geformtes Sackloch in der Vielzahl von Kontaktgebietsflächen befindet.
  5. Verfahren zum Laserformen eines Sacklochs in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats mit einer Vielzahl von Kontaktgebieten unterschiedlicher Geometrie, umfassend folgende Schritte: Abbilden einer Kontaktgebietsfläche, die als eine Fläche in einem vorherbestimmten Abstand von einer Sacklochbohrposition in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats definiert ist; Quantifizieren eines Aussehenswertes für die abgebildete Kontaktgebietsfläche; und Bestimmen der Annehmbarkeit der abgebildeten Kontaktgebietsfläche basierend auf dem quantifizierten Aussehenswert.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Abbilden der Kontaktgebietsfläche ferner folgenden Schritt umfasst: Abbilden einer Kontaktgebietsfläche, wobei sich das per Laser geformte Sackloch in der Kontaktgebietsfläche befindet.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend folgenden Schritt: Optimieren mindestens eines Laserbearbeitungsparameters basierend auf einer Beziehung zwischen einem Verhältnis des Kontaktgebiet-Geometriewertes zum Sackloch-Geometriewert mit Bezug auf den Aussehenswert für eine Vielzahl von abgebildeten Kontaktgebietsflächen, wobei sich ein per Laser geformtes Sackloch in der abgebildeten Kontaktgebietsfläche befindet.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend folgenden Schritt: für mindestens ein Sackloch, das in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats geformt werden soll, Einschätzen eines Kontaktgebiet-Geometriewertes in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert, der an der Bohrposition gebildet werden soll.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend folgenden Schritt: Einstellen mindestens eines Laserbetriebsparameters basierend auf Ergebnissen der Einschätzung, um ein erwünschtes Aussehen des Kontaktgebiets nach dem Sacklochformen zu erlangen.
  10. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend folgenden Schritt: Einstellen mindestens eines Laserbetriebsparameters basierend auf dem quantifizierten Aussehenswert, um ein erwünschtes Aussehen des Kontaktgebiets nach dem Sacklochformen zu erlangen.
  11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, wobei der mindestens eine einzustellende Laserbearbeitungsparameter aus einer Gruppe gewählt wird, die aus der Laserfluenz, der Anzahl von Laserimpulsen, der Laserimpulsbreite und einer beliebigen Kombination davon besteht.
  12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, ferner umfassend folgenden Schritt: Vergleichen einer bestimmten Bohrschicht mit einer benachbarten Bohrschicht, um zu bestimmen, ob Sacklöcher von Schicht zu Schicht übereinander liegen.
  13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, ferner umfassend folgende Schritte: Definieren einer Bohrschicht; Definieren einer Abtastfläche neben einer Bohrposition in der definierten Bohrschicht; Definieren eines Satzes von Verhältnisbereichen, wobei das Verhältnis als der Kontaktgebiet-Geometriewert in einem vorherbestimmten Abstand von der Bohrposition zum Sackloch-Geometriewert, der an der Bohrposition gebildet werden soll, definiert ist; und Auswählen einer Zielschicht für Bohrwerkzeuge, die jedem eingestellten Verhältnisbereich entsprechen.
  14. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, wobei das Quantifizieren des Aussehenswertes ferner folgenden Schritt umfasst: Quantifizieren eines numerischen Aussehenswertes für die abgebildete Kontaktgebietsfläche, um die Subjektivität bei einer Qualitätsbeurteilung eines per Laser geformten Sacklochs in der abgebildeten Kontaktgebietsfläche zu minimieren.
  15. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, wobei das Quantifizieren des Aussehenswertes ferner folgenden Schritt umfasst: Ausführen einer fraktalen Dimensionsanalyse auf der abgebildeten Kontaktgebietsfläche, um einen numerischen Wert für die Fraktaldimension zu erlangen, wobei ein höherer Wert einer subjektiv „matten" Oberflächentextur und ein niedrigerer Wert einer subjektiv „glänzenden" Oberflächentextur für die abgebildete Kontaktgebietsfläche entspricht.
  16. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, wobei das Quantifizieren des Aussehenswertes ferner folgenden Schritt umfasst: Ausführen einer Histogrammanalyse auf der abgebildeten Kontaktgebietsfläche, um einen numerischen Wert für die Symmetrie zwischen den Populationen im Histogramm zu erlangen, wobei ein Wert, der sich Eins nähert, einer subjektiv „matten" Oberflächentextur entspricht, ein Wert, der kleiner als Eins ist, einer subjektiv „glänzenden" Oberflächentextur entspricht, und ein Wert, der größer als Eins ist, einer subjektiv „dunklen" Oberflächentextur entspricht.
  17. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, wobei das Quantifizieren des Aussehenswertes ferner folgenden Schritt umfasst: Ausführen einer Histogrammanalyse und einer fraktalen Dimensionsanalyse auf der abgebildeten Kontaktgebietsfläche, um einen numerischen Aussehenswert für die abgebildete Kontaktgebietsfläche zu quantifizieren.
  18. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, wobei das Bestimmen der Annehmbarkeit der abgebildeten Kontaktgebietsfläche basierend auf dem quantifizierten Aussehenswert ferner folgenden Schritt umfasst: Analysieren einer Beziehung zwischen dem Verhältnis des Kontaktgebiet-Geometriewertes zum Sackloch-Geometriewert mit Bezug auf den quantifizierten Aussehenswert für eine Vielzahl von abgebildeten Kontaktgebietsflächen, um die Qualitätsschwankung des geformten Sacklochs für ein ganzes Schaltungsbild zu minimieren.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend folgenden Schritt: Anpassen mindestens eines Laserbearbeitungsparameters basierend auf einer Rückkopplung aus der Beziehung zwischen dem Verhältnis des Kontaktgebiet-Geometriewertes zum Sackloch-Geometriewert, die dem quantifizierten Aussehenswert für eine Vielzahl von abgebildeten Kontaktgebietsflächen entspricht, wobei sich ein per Laser geformtes Sackloch in der abgebildeten Kontaktgebietsfläche befindet.
  20. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, wobei das Einschätzen eines Kontaktgebiet-Geometriewertes in einem vorherbestimmten Abstand von einer Bohrposition mit Bezug auf einen Sackloch-Geometriewert, der an der Bohrposition gebildet werden soll, für mindestens ein Sackloch, das in mindestens einer Schicht eines Schaltungssubstrats geformt werden soll, ferner folgenden Schritt umfasst: Berechnen eines Verhältnisses des Kontaktgebiet-Geometriewertes in dem vorherbestimmten Abstand von der Bohrposition mit Bezug auf den Sackloch-Geometriewert, der an der Bohrposition gebildet werden soll, für jedes in mindestens einer Schicht des Schaltungssubstrats zu formende Sackloch.
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