JP7404316B2 - レーザ処理装置、ワークピースをレーザ処理する方法及び関連する構成 - Google Patents
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Description
本明細書に開示される実施形態は、概して、レーザ処理装置及びワークピースをレーザ処理する方法に関するものである。
レーザが発明されて以来、パルス光源による材料アブレーションが研究されている。紫外線(UV)エキシマレーザ放射によりエッチングされたポリマーに関する1982年の報告は、微細加工用プロセスについての幅広い調査を促した。それ以来、この分野における科学的及び工業的研究が盛んになっており、主としてレーザの利用を通じてドリル加工、ミル加工、マーキング、及び複製可能な非常に小さなフィーチャがこれに拍車をかけている。ハイテク製造業におけるレーザに対する種々の潜在的用途が開発及び実現されてきたし、またその開発及び実現が続いている。例えば、レーザは、トレンチを形成するなど、孔をミル加工やドリル加工したり、幅広い範囲の材料に他のフィーチャを形成したりするための有用なツールである。高分解能、高精度、高速、及び高い柔軟性の組み合わせが、集積回路、ハードディスク、印刷装置、ディスプレイ、配線などのワークピースの製造業をはじめとする多くの産業においてレーザ処理が受け入れられることを可能にしてきた。しかしながら、多くの産業における趨勢は、より多くのフィーチャ、より小さなフィーチャ、より密度の高いフィーチャなどを形成することを要求する傾向にあり、既存のレーザ処理技術は、許容可能なレベルの精度、品質、スループット、及び柔軟性の範囲内でワークピースを処理することに関して限界に挑んでいる。
本明細書において述べられる実施形態は、概して、ワークピースをレーザ処理(あるいは、より簡単に「処理」)するための方法及び装置に関するものである。一般的には、レーザ放射をワークピースに照射してワークピースを形成する1以上の材料の1以上の特性又は性質(例えば、化学的組成、原子構造、イオン構造、分子構造、電子構造、微細構造、ナノ構造、密度、粘性、屈折率、透磁率、比誘電率、テクスチャ、色、硬さ、電磁放射に対する透過率など、又はこれらを任意に組み合わせたもの)を加熱し、溶融し、蒸発させ、アブレートし、傷つけ、脱色し、研磨し、粗くし、炭化し、発泡させ、あるいは改質することにより、処理が全体にわたって、あるいは部分的に行われる。処理される材料は、処理の前又は処理中においてワークピースの外部に存在していてもよく、あるいは、処理の前又は処理中において完全にワークピースの内部に位置していても(すなわち、ワークピースの外部に存在していなくても)よい。
図1は、本発明の一実施形態による、ワークピースを処理するための装置を模式的に示している。
一般的に、レーザ源104はレーザパルスを生成することができる。このため、レーザ源104は、パルスレーザ源、CWレーザ源、QCWレーザ源、バーストモードレーザなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものを含み得る。レーザ源104がQCWレーザ源又はCWレーザ源を含む場合、レーザ源104は、QCWレーザ源又はCWレーザ源から出力されるレーザ放射のビームを時間的に変調するパルスゲーティングユニット(例えば、音響光学(AO)変調器(AOM)、ビームチョッパなど)をさらに含み得る。図示されていないが、装置100は、レーザ源104により出力される光の波長を変換するように構成される1以上の高調波発生結晶(「波長変換結晶」としても知られている)を必要に応じて含むことができる。したがって、ワークピース102に最終的に照射されるレーザパルスは、紫外光(UV)、可視光(例えば、紫色、青色、緑色、赤色など)、又は赤外光(IR)(例えば、750nmから1.4μmの波長域にわたる近赤外光(NIR)、1.4μmから3μmの波長域にわたる短波長赤外光(SWIR)、3μmから8μmの波長域にわたる中波長赤外光(MWIR)、又は8μmから15μmの波長域にわたる長波長赤外光(LWIR))の範囲の電磁スペクトル、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののうち1つ以上における1以上の波長を有するものとして特徴付けられていてもよい。
第1のポジショナ106は、ビーム経路116に配置され、位置付けられ、あるいは設置されており、レーザ源104により生成されたレーザパルスを回折し、反射し、屈折し、又はこれに類似することを行い、あるいはこれらを任意に組み合わせて(すなわち、レーザパルスを「偏向」し)、(例えば、スキャンレンズ112に対して)ビーム経路116を移動し、その結果、ワークピース102に対してビーム軸を移動させるように動作することができる。一般的に、第1のポジショナ106は、X軸(又はX方向)及びY軸(又はY方向)に沿ってビーム軸をワークピース102に対して移動させるように構成される。図示されていないが、X軸(又はX方向)は、図示されたY軸(又はY方向)及びZ軸(又はZ方向)に直交する軸(又は方向)を意味するものと理解できよう。
第1のポジショナ106と同様に、第2のポジショナ108は、ビーム経路116に設置され、レーザ源104により生成され、第1のポジショナ106を通過したレーザパルスを回折し、反射し、屈折し、又はこれに類似することを行い、あるいはこれらを任意に組み合わせて、スキャンレンズ112に対するビーム経路116の移動を介して、ワークピース102に対して(例えば、X方向及びY方向に沿って)ビーム軸を移動するように動作することができる。第2のポジショナ108により行われる、ワークピース102に対するビーム軸の移動は、概して、第1のスキャニング範囲よりも大きな領域にわたってX方向及び/又はY方向に延びる第2のスキャンフィールド又は「スキャニング範囲」内で処理スポットをスキャン、移動あるいは位置決めできるように制限される。本明細書で述べられる構成では、第1のポジショナ106により行われるビーム軸の移動を第2のポジショナ108により行われるビーム軸の移動に重ねることができることは理解すべきである。このように、第2のポジショナ108は、第2のスキャニング範囲内で第1のスキャニング範囲をスキャンするように動作可能である。
第3のポジショナ110は、スキャンレンズ112に対してワークピース102を移動させ、この結果、ビーム軸に対してワークピース102を移動させるように動作することができる。ビーム軸に対するワークピース102の移動は、概して、第2のスキャニング範囲よりも大きな領域にわたってX方向及び/又はY方向に延びる第3のスキャンフィールド又は「スキャニング範囲」内で処理スポットをスキャン、移動あるいは位置決めできるように制限される。一実施形態においては、第3のスキャニング範囲は、X方向及び/又はY方向に25mmから2m延びている。他の実施形態においては、第3のスキャニング範囲は、X方向及び/又はY方向に0.5mから1.5m延びている。一般的に、(例えば、X方向又はY方向、あるいはその他の方向における)第3のスキャニング範囲の最大寸法は、ワークピース102に形成されるフィーチャの対応する最大寸法(XY平面で測定される)以上である。必要に応じて、第3のポジショナ110は、Z方向に(例えば、1mmから50mmの範囲にわたって)延びるスキャニング範囲内でビーム軸に対してワークピース102を移動させるように構成されていてもよい。このため、第3のスキャニング範囲は、X方向、Y方向及び/又はZ方向に沿って延びていてもよい。
概して、(例えば、単純なレンズ又は複合レンズのいずれかとして提供される)スキャンレンズ112は、典型的には、所望の処理スポットに位置し得るビームウェストを生成するようにビーム経路に沿って方向付けられたレーザパルスの焦点を合わせるように構成されている。スキャンレンズ112は、fシータレンズ、テレセントリックレンズ、アキシコンレンズ(その場合には、一連のビームウェストが生成され、ビーム軸に沿って互いにずれた複数の処理スポットが生じる)など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものとして提供され得る。一実施形態においては、スキャンレンズ112は、固定焦点距離レンズとして提供され、(例えば、ビーム軸に沿ってビームウェストの位置を変化させるように)スキャンレンズ112を移動するように構成されるレンズアクチュエータ(図示せず)に連結される。例えば、レンズアクチュエータは、Z方向に沿ってスキャンレンズ112を直線的に並進させるように構成されるボイスコイルとして提供されてもよい。他の実施形態においては、スキャンレンズ112は、ビーム軸に沿ってビームウェストの位置を変化させるために(例えばレンズアクチュエータを介して)作動され得る可変焦点距離レンズ(例えば、ズームレンズ、又はCOGNEX社、VARIOPTIC社などにより現在提供されている技術を組み込んだ、いわゆる「液体レンズ」など)として提供される。
一般的に、コントローラ114は、レーザ源104、第1のポジショナ106、第2のポジショナ108、第3のポジショナ110、レンズアクチュエータなどの装置100の1以上の構成要素と(例えば、USB、Ethernet、Firewire、Wi-Fi、RFID、NFC、Bluetooth、Li-Fiなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような1以上の有線又は無線通信リンクを介して)通信可能に連結されている。これらの装置100の1以上の構成要素は、コントローラ114により出力される1以上の制御信号に応じて動作可能となっている。
この節の第2のポジショナ108に関する特定の実施形態は装置100に関連して述べられているが、これらの実施形態のうちのいずれか1つあるいはこれらを任意に組み合わせたものを装置100以外の任意のレーザ処理装置に関して実現可能であることは理解できよう。ある実施形態においては、第2のポジショナ108は、ビーム経路に配置された(例えば、それぞれミラーを含む)複数のガルバノメータミラーコンポーネントを含むガルバノメータミラーシステムとして提供される。
一実施形態においては、ガルバノメータミラーシステム200は、ビーム軸が第2のスキャニング範囲内で移動される際に、まず第1のミラー204aにより偏向され、次に第2のミラー204bにより偏向されたビーム経路がスキャンレンズ112の瞳孔に交差する(又は瞳孔近傍のスキャンレンズ112の位置で交差する)ように構成される。しかしながら、ガルバノメータミラーシステム200の構成によっては、まず第1のミラー204aにより偏向され、次に第2のミラー204bにより偏向されたビーム経路が、スキャンレンズ112の瞳孔からオフセットした位置で交差し(あるいは、上述したスキャンレンズ112の瞳孔の近傍の外側の位置で公差し)、これによりテレセントリック誤差が生じ、所望の処理スポットの位置からオフセットした位置にレーザパルスが照射されることがわかっている。例えば、本発明者等は、ワーク面のZ方向高さに応じて、第1のミラー204aでの1°ごとの偏向角度に対して(X方向及びY方向に)±0.8μmの位置オフセットが認められることを発見した。第2のミラー204bでの偏向角度ごとに対してはずっと少ない位置オフセットが認められた。特定の理論に拘束されることは望んでいないが、第1のミラー204aからスキャンレンズ112までの距離(これは第2のミラー204bとスキャンレンズ112との間の距離よりも大きい)が、観測されるテレセントリック誤差と位置オフセットの生成に主として貢献していると考えられる。これらの位置オフセットは、最終的には、ビアのようなフィーチャのドリル加工の位置的な正確性及び精度を悪化させ得る。
多くの場合、装置100の出力(例えば、図示された実施形態においてはスキャンレンズ112)から所望の処理スポット位置まで延びるビーム経路の部分の長さ(すなわち、装置100から出てワークピースの処理スポットに照射されるまでにレーザパルスが移動する距離)は「Z方向高さ」と呼ばれる。レーザを利用する多くのプロセスに関しては、レーザパルスは、典型的には、ビームウェストで(すなわち、処理スポットに照射されたレーザパルスのスポットサイズがビームウェストでのスポットサイズに等しい(又は少なくとも実質的に等しい)ときに)(例えば、サイズ、形状、及び均一性の観点から)最高の処理スポット品質と最高のフルエンスを生み出す。しかしながら、レーザを利用する他のプロセスは、処理スポットに照射されたレーザパルスのスポットサイズがビームウェストでのスポットサイズと等しいこと(あるいは実質的に等しいことも)要求しない。それでもなお、所望の処理スポットに照射されたレーザパルスのスポットサイズが所望のスポットサイズからずれていることは、望ましくない低いフルエンスレベルを生じ、所望の処理スポットに照射されるレーザパルスの寸法及び強度分布を変化させ得る。これらのずれは、レーザプロセスの品質及び/又はスループットに影響を及ぼし得る。
i.レンズアクチュエータ
一実施形態においては、Z方向高さ補償を行うための機構は、上述したレンズアクチュエータを含み得る。例えば、ビーム軸に沿ってビームウェストの位置を調整する(本明細書においては「Z方向高さをフォーカスする」とも呼ばれる。スキャンレンズ112の出口瞳孔から測定される。)ようにレンズアクチュエータを作動させることができ、その結果、照射されるレーザパルスは、所望の処理スポットで所望のスポットサイズを有することになる。
一実施形態においては、第1のポジショナ106は、上記で例示的に述べたように、MEMSミラー又はミラーアレイを含んでいてもよく、ワークピース102に照射されるレーザパルスのスポット形状又はスポットサイズを変化させることによりZ方向高さ補償を行うようにこのMEMSミラー又はミラーアレイを作動させることができる。他の実施形態においては、第1のポジショナ106は、上記で例示的に述べたように、1以上のAODシステムを含んでいてもよく、(例えば、それぞれ1以上のAOセルに音響的に連結された1以上の超音波変換器素子に1以上のRF信号を与えた際に)Z方向高さ補償を行うようにこの1以上のAODシステムを駆動することができる。AODシステムを駆動する実施形態の例について以下により詳細に述べる。これらの実施形態の例は、装置100又は700のような装置の内部に組み込まれたAODシステムとの関連で述べられているが、これらの実施形態の例は、AODシステムを組み込んだ任意のレーザを用いる装置とともに、そのレーザを用いる装置がレーザ処理装置であるかどうかにかからわらず、好適に実施することができることは理解できよう。
一実施形態においては、第1のポジショナ106がAODシステム(例えば多軸AODシステム)を含んでいる場合には、AODシステムの1以上の超音波変換器素子に印加されるRF信号を、その超音波変換器素子に音響的に連結されたAOセルをレーザパルスが通過する際にチャーピングすることによりAODシステムを駆動することができる。印加されたRF信号をチャーピングすることで、AODシステムから出るレーザパルスビームの焦点距離の変化を生じさせる効果を奏する。焦点距離を変化させる際に、ワークピース102に照射されるレーザパルスの有効スポットサイズがこれに対応して変化する。焦点距離が変化する程度は、以下の式により特徴付けることができる。
一実施形態においては、第1のポジショナ106がAODシステム(例えば多軸AODシステム)を含んでいる場合には、超音波変換器素子に音響的に連結されたAOセルをレーザパルスが通過する際にスペクトル整形されたRF信号を1以上の超音波変換器素子に印加することによってAODシステムを駆動することができる。この実施形態においては、印加されるRF信号におけるスペクトルの形状は、AODシステムを出るレーザパルスビームのM2ファクタ(当該技術分野においては「ビーム品質ファクタ」又は「ビーム伝搬ファクタ」としても知られている)を変化させるように選択される。M2ファクタを変化させると、ワークピース102に照射されるレーザパルスの有効スポットサイズがこれに対応して変化する。M2ファクタを変化させることのできる範囲は、印加されるRF信号におけるスペクトルの広さに対応する(例えば、比較的広スペクトルは、比較的狭いスペクトルよりも強い影響をM2ファクタに与える)。一般的に、(本明細書において述べられるように)印加されるRF信号のスペクトル成分を整形することは、レーザパルスビームにより照射されるアパーチャを通る音波の移動時間よりも長いレーザパルスに対して有効である。
他の実施形態においては、Z方向高さ補償を行うための機構は第3のポジショナ110を含み得る。例えば、第3のポジショナ110を作動させて、ワーク面Z方向高さが所定の公称Z方向高さプロセスウィンドウ内となるように(これにより、照射されるレーザパルスのビームウェストが所望の処理スポットに位置できるように)ワークピース102を移動することができる。
一実施形態においては、Z方向高さ補償を行う機構は、レンズ、MEMSミラー又はミラーアレイなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような構成要素を含み得る。この実施形態においては、そのような機構を(例えば、第1のポジショナ106、第3のポジショナ110、スキャンレンズ112、あるいはこれらを任意に組み合わせたものに加えて)設け、第1のポジショナ106、第2のポジショナ108、第3のポジショナ110、スキャンレンズ112、あるいはこれらを任意に組み合わせたものに対して光学的に「上流側」又は「下流側」のビーム経路116内の任意の位置に配置することができる。レンズとして設けられた場合は、そのレンズは、レンズをビーム経路116に沿って並進してビーム軸に沿ってビームウェストの位置を変化させるように構成されるレンズアクチュエータ(例えば、ボイスコイルなど)に連結された固定焦点距離レンズとして提供され得る。他の実施形態においては、レンズは、ビーム軸に沿ってビームウェストの位置を変化させるために(例えばレンズアクチュエータを介して)作動され得る可変焦点距離レンズ(例えば、ズームレンズ、又はCOGNEX社、VARIOPTIC社などにより現在提供されている技術を組み込んだ、いわゆる「液体レンズ」など)として提供され得る。
図1に示される実施形態においては、装置100は単一のスキャンヘッド118を含んでいる。しかしながら、他の実施形態においては、装置100は、複数の(例えば、2台、3台、4台、5台、6台、8台などの)スキャンヘッドを備えていてもよく、これらのスキャンヘッドのそれぞれは、スキャンヘッド118に対して述べられた方法で設けられていてもよいし、あるいはそのようには設けられていなくてもよい。装置100に複数のスキャンヘッドを備える(すなわち、「マルチヘッド装置」とする)ことにより、装置100により行われるレーザプロセスのスループットが改善され得る。そのようなマルチヘッド装置の異なるスキャンヘッドを、同じように、あるいは異なる方法により、設置、構成、駆動、作動などすることができ、あるいはこれらを任意に組み合わせることができる。
装置100又はマルチヘッド装置700(それぞれは総称して装置と呼ばれる)のような装置に対してワークピースをロード及びアンロードすることを容易にするために、(例えば、コントローラ114により、あるいは他のコントローラなどにより、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにより出力される1以上の制御信号に応答して)ワークピースを第3のポジショナ110上に移送し、第3のポジショナ110から移送することが可能なワークピースハンドリングシステムを設けてもよい。
本明細書で使用される場合には、「スキャニング手法」という用語は、ワークピース102に対して処理スポットが(例えば、第1のスキャニング範囲、第2のスキャニング範囲、第3のスキャニング範囲など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものの内部で)スキャンされる方法、第1のスキャニング範囲が第2のスキャニング範囲内でスキャンされる方法、第1又は第2のスキャニング範囲のいずれかが第3のスキャニング範囲内でスキャンされる方法など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものを意味し得る。一般的に、スキャニング手法は、処理スポットがスキャンされるプロセス軌跡、方向(すなわち、処理スポット、第1のスキャニング範囲、第2のスキャニング範囲など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものがスキャンされる方向)、スキャン速度(すなわち、処理スポット、第1のスキャニング範囲、第2のスキャニング範囲など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものがスキャンされる速度)など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものなどの1以上のパラメータにより特徴付けることができる。
この節で述べられる実施形態においては、装置100は、Z方向高さセンサ124のようなZ方向高さセンサを含んでおり、このZ方向高さセンサは、スキャンレンズ112に対して位置的に固定されている。この結果、第2のスキャニング範囲302bとワークピース102との間に相対移動を生じさせたときは常に(すなわち、第2のスキャニング範囲が「スキャンされる」(これは第3のポジショナ110を動作させることにより行われ得る)ときは常に)、検知範囲402も第2のスキャニング範囲302bと一緒に(例えば、同じ方向に同じ速度で)スキャンされる。第2のスキャニング範囲302b(ひいては検知範囲402)は、25mm/秒から200mm/秒の範囲のスキャン速度でスキャンされ得る。一実施形態においては、スキャン速度は、50mm/秒から100mm/秒の範囲にある。処理速度、Z方向高さ測定が可能な速度及び/又は精度、ワーク面102aの表面トポロジの変化などのファクタによっては、スキャン速度は25mm/秒より遅いか、200mm/秒よりも速くなり得る。
一方向性ラスタスキャニング手法によれば、検知範囲402及び第2のスキャニング範囲302bが共通のワークピースセグメントに沿って単一のスキャン方向に逐次的にスキャンされる。また、検知範囲402及び第2のスキャニング範囲302bは隣り合うワークピースセグメントに沿って単一のスキャン方向にスキャンされる。
二方向性ラスタスキャニング手法によれば、検知範囲402及び第2のスキャニング範囲302bが共通するワークピースセグメントに沿って反対のスキャン方向に逐次的にスキャンされる。また、検知範囲402及び第2のスキャニング範囲302bのそれぞれは、隣り合うワークピースセグメントに沿って反対のスキャン方向にスキャンされる。
上述したように、第1のポジショナ106は、50kHzから10MHzの範囲の第1の位置決め帯域幅を有しており、このため、第1のスキャニング範囲内で処理スポットを高速にスキャンしてワークピース102に1以上のフィーチャ(例えば、1以上の開口、ビア、トレンチ、スロット、スクライブライン、凹部など)を形成するために使用することができる。上記でも述べたように、ワークピース102に形成されるフィーチャの最大寸法(例えば、XY平面で測定される)は、(例えば、X方向又はY方向における)第1のスキャニング範囲の最大寸法以下であり得る。しかしながら、他の実施形態においては、フィーチャの最大寸法が第1のスキャニング範囲の最大寸法よりも大きくてもよい。
ビアや他の孔、開口、凹部、トレンチなどのフィーチャを形成するためのスキャンパターンの例としては、それぞれ図25、図26、図27及び図28に示されるようなスキャンパターン2500、2600、2700及び2800など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものが挙げられる。一般的に、スキャンパターンは、(例えば図25に示されるような)ラスタパターン、(例えば図26に示されるような)星型多角形又は星形状多角形、(例えば同心状に配置されるか、あるいは図27に示されるような)螺旋又は1組の円弧又は複数の円、(例えば図28に示されるような)1つの円、1組の円又は1以上の形状(例えば、楕円、三角形、正方形、矩形、又は他の規則形状又は不規則形状など)など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものに似ているか、あるいはそのようなものを描くものであってもよい。一実施形態においては、1以上のスキャンパターン(例えば、1以上のスキャンパターン2500、2600、2700又は2800あるいはこれらを任意に組み合わせたもの)は、円形開口、ビアなどのフィーチャの形成中に、1以上の導電体構造、1以上の誘電体構造など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものから(例えば、直接アブレーション、間接アブレーション、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにより)材料を除去するために使用することができる。
a.理論
実験とマルチフィジックスモデリングにより、本発明者等は、(例えば、図29に示されるように+X方向に延びる)スキャンラインに沿ってスキャンされた(ワーク面102aでのビーム軸の入射角の変化は最小又は変化がない)ビーム軸に沿ってレーザパルスを照射し、そのようなレーザパルスを照射してワークピース102(例えば、ABF、ソルダレジスト、ガラス繊維強化エポキシ積層体などの誘電体構造)を直接アブレートして図29、図29A及び図29Bに模式的に示されるトレンチ2900のような複数のトレンチを形成した。図29においてスキャンされるレーザパルスビームが沿うスキャンラインは、複数のスポット位置(すなわち、nが2、3、4、5などとして「n」個のスポット位置)を含んでおり、第1のスポット位置に照射される1以上のレーザパルスが当たるスポット領域は2906aで示されており、第2のスポット位置に照射される1以上のレーザパルスが当たるスポット領域は2906bで示されるといったように、最終スポット位置(本明細書においては「終端スポット位置」とも呼ばれる)に照射される1以上のレーザパルスが当たるスポット領域は2906nで示される。実験中、数十μmから数ミリメートルの範囲の長さを有するトレンチを形成した。図29A及び図29Bは、図29に示されるトレンチの断面図であり、それぞれ図29のXXIXA-XXIXA線及びXXIXB-XXIXB'線断面図である。本明細書において用いられる場合には、これらのスポット位置が沿って配置されるスキャンラインは、「異方的材料除去スキャンライン」と呼ばれる。上述したように形成された場合には、トレンチ2900の終端2902は、レーザパルスが、十分に高いパルス繰り返し率で照射され、ワークピース102を直接アブレートするのに十分なスポットサイズ、平均パワーなどの他のパラメータにより特徴付けられるときには、トレンチ2900(図29B参照)の開始端2904よりも小さなテーパを有することを発見した。このように、上述したトレンチ形成プロセスは異方的材料除去特性を呈するようである。特定の理論に拘束されることを必ずしも望まないが、シミュレーションは、この異方的材料除去現象は、2つのファクタのうち少なくとも1つに(少なくとも部分的に)起因していることを示しているようである。
上述したトレンチ形成プロセスに関連付けられた異方性材料除去特性は、フィーチャ(例えば、上述した開口又はビア)又はトレンチ、スクライブライン、凹部領域などの側壁テーパに影響を与える(例えば小さくする)ように選択されるように適合され得る。例えば、上述したように処理スポットを1以上のスキャンパターンに沿ってスキャンすることによりフィーチャ形成を行ってもよい。しかしながら、本実施形態においては、スキャンパターンは、1以上の異方性材料除去スキャンラインを含んでいる。その結果、与えられたスポットサイズに対して、形成されるフィーチャの深さ、形成されるフィーチャの構造などの1以上のファクタに応じて、1以上の異方性材料除去スキャンラインを有するスキャンパターンに従って処理スポットを(例えば、スキャンパターン2600に関して述べられたように)スキャンすることにより形成されるフィーチャ(例えば、ビア、トレンチ、スクライブライン、凹部領域など)の側壁テーパを、単に所望のフィーチャ境界に沿って延びるスキャンラインに沿って(例えば、スキャンパターン2700及び2800に関して述べられたように)単にレーザパルスビームをスキャンすることにより形成されるフィーチャの側壁テーパに対して小さくすることができる。
ワークピース102に照射されるレーザパルスの波長、パルス持続時間、パルス繰り返し率、平均パワーなど、(例えば、スポット位置に照射されるレーザパルスの波長に対する)スポット位置での材料の線形吸収、スポット位置又はその近傍における材料の熱伝導率、熱拡散率、比熱容量など、処理スポットがそれに沿ってスキャンされるスキャンパターンなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものなどの1以上のファクタに応じて、1以上のスポット位置にレーザパルスが照射される結果として生じる熱は、照射されたスポット位置から拡散して、処理スポットの外部のワークピース102の領域内に蓄積し、処理スポットの外部の領域でワークピース102の温度を上昇させ得る。
熱の蓄積に関する考察は、ワークピース102の特性、ワークピース102が処理される方法などによって一般的に問題となり得るが、そのような考察は、ワークピース102が間接アブレーションにより処理される場合に特に問題となり得る。例えば、ワークピース102が、その第1の側面で第1の導電体(例えば、銅又は銅合金箔)に付着し、必要に応じて第1の側面とは反対側の第2の側面で第2の導電体(例えば、銅又は銅合金箔で形成されたパッド、トレース、箔など)に付着した誘電体構造(例えば、ガラス繊維強化エポキシ積層体)を含むPCBである場合、(例えば、レーザパルスをワークピース102に照射するようにビーム軸に沿ってレーザパルスビームを方向付けることによって)第1の導電体を間接的にアブレートするようにワークピース102を処理することができ、これにより、誘電体構造を露出する開口を形成することができる。
一実施形態においては、スキャンパターン(例えば、スキャンパターン2500、2600、2700、2800など)内のそれぞれのスポット位置に関連付けられた滞留時間は同一である。しかしながら、他の実施形態においては、スキャンパターン内の少なくとも1つのスポット位置に関連付けられた滞留時間は、同一のスキャンパターン内の少なくとも1つのスポット位置に関連付けられた滞留時間とは異なっている。(例えば、第1のスキャニング範囲内で処理スポットをスキャンするように)第1のポジショナ106の動作を、あるいは(例えば、第2のスキャニング範囲内で処理スポット又は第1のスキャニング範囲をスキャンするように)第2のポジショナ108の動作を制御することにより、あるいは、(例えば、図示しないパルスゲーティングユニットを用いて)ワークピース102へのレーザパルスの照射を延期することにより、あるいはこれに類似する方法により、あるいはこれらを任意に組み合わせることにより滞留時間を制御することができる。
一実施形態においては、スキャンパターン内の隣接スポット位置間のピッチ、共通するスキャンラインに沿った隣接スポット位置間のピッチ、あるいはこれらを任意に組み合わせたものは同一である。しかしながら、他の実施形態においては、(すなわち、同一のスキャンパターン内、又は共通のスキャンラインに沿った、あるいはこれらを任意に組み合わせたものの)1対の隣接スポット位置と他の1対の隣接スポット位置との間のピッチは異なっていてもよい。(例えば、第1のスキャニング範囲内で処理スポットをスキャンするように)第1のポジショナ106の動作を、あるいは(例えば、第2のスキャニング範囲内で処理スポット又は第1のスキャニング範囲をスキャンするように)第2のポジショナ108の動作を、(例えば、第3のスキャニング範囲内で第1のスキャニング範囲又は第2のスキャニング範囲をスキャンするように)第3のポジショナ110の動作を、あるいはこれに類似した動作を、あるいはこれらを任意に組み合わせた動作を制御することによりピッチを制御することができる。
a.単一スポット位置スキャンパターン
上述した実施形態においては、スキャンパターンは、逐次処理される複数のスポット位置を含んでいるものとして説明し、様々なスポット位置に照射するスキャンパターンに沿って処理スポットをスキャンすることによりフィーチャを形成するようにワークピース102を処理してもよい。しかしながら、他の実施形態においては、スキャンパターンが単一のスポット位置だけから構成されていてもよく、単一のスポット位置(あるいは単一のスポット位置の局所的近傍に照射されるスポット位置)に1以上のレーザパルスを単に照射することによりワークピース102を処理(例えば、アブレートし、マーキングし、あるいは溶融するなど)してもよい。そのようなスキャンパターンは、本明細書においては「単一スポット位置スキャンパターン」と呼ばれる。例えば、スキャンパターンの単一のスポット位置には、(例えば、ワークピース102に非貫通ビア、貫通ビア、又は他の凹部、孔又は開口を形成するために)ワークピース102を直接アブレートするように複数のレーザパルスを繰り返し照射してもよい。この種の直接アブレーションプロセスは、「パンチ」プロセスと呼ばれることが多い。
上述したように、ワークピース102の処理中にワークピース102に照射されるレーザエネルギービーム(連続的かパルス状かを問わない)は、波長、平均パワー、空間強度プロファイルタイプ、M2ファクター、空間強度プロファイル形状、スポットサイズ、光強度、フルエンスなどの1以上の特性によって特徴付けることができる。レーザエネルギービームが1以上のレーザパルスを含んでいる場合には、このビームは、パルス繰り返し率、パルス持続時間、パルスエネルギー、ピークパワーなどの1以上の特性によって特徴付けることもできる。レーザエネルギービーム(連続的かパルス状かを問わない)のこれらの特性のすべては、本明細書において、総称して包括的にレーザエネルギービームの「特性」あるいは単に「ビーム特性」と呼ばれる。共通のスポット位置に照射される(又は共通のスポット位置の近傍に照射される)レーザパルスのビーム特性は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、共通のスポット位置に照射される(又は共通のスポット位置の近傍に照射される)逐次的照射レーザパルスのスポットサイズ、パルスエネルギー、パルス繰り返し率などの1以上の特性は、一定であってもよいし、増加してもよいし、減少してもよいし、あるいはこれらを任意に組み合わせたものであってもよい。同様に、共通のスキャンパターンの異なるスポット位置に照射されるレーザパルスのビーム特性は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
ワークピースの複数の層を貫通する1以上のフィーチャを形成するように多層構造を有するワークピースを処理することができる。一実施形態においては、多層ワークピース102の2つの異なる層を少なくとも部分的に貫通する開口、スロット、ビア又は他の孔、溝、トレンチ、スクライブライン、切溝、凹部領域などのフィーチャを形成するように多層ワークピース102を処理することができる。多層ワークピース102の異なる層は、異なる材料から形成されていてもよいし、(例えば、照射されるレーザエネルギービームに対して)異なる光学吸収特性などを有していてもよいし、あるいはこれらを任意に組み合わせたものであってもよい。したがって、例えば、ワークピース102の2番目の層を露出させるためにビーム特性の第1のセットによって特徴付けられる照射レーザエネルギービームを用いてワークピース102の1番目の層をアブレートすることにより多層ワークピース102にフィーチャを形成してもよい。その後、ビーム特性の第1のセットとは(例えば、波長、平均パワー、空間強度プロファイルの種類、M2ファクター、空間強度プロファイル形状、スポットサイズ、光強度、フルエンス、パルス繰り返し率、パルス持続時間、ピークパワーなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにおいて)異なるビーム特性の第2のセットによって特徴付けられる照射レーザエネルギービームを用いてワークピース102の2番目の層をアブレートしてもよい。ビーム特性の第2のセットにおける特性は、少なくとも1つの特性がビーム特性の第1のセットにおける対応する特性よりも大きい、これよりも小さい、あるいはこれと異なる限りにおいて、ビーム特性の第1のセットにおける対応する特性と同一であってもよい。
一実施形態においては、ワークピース102の非フィーチャ領域の温度がワークピース102の処理中に(例えば、1以上のフィーチャがワークピース102に形成される期間にわたって)ダメージ閾値温度又はそれよりも低くなるように1以上のビーム特性(例えば、パルスエネルギー、パルス繰り返し率、パルス持続時間、平均パワーなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもの)を選択、変調又は設定してもよい。1以上のビーム特性の変調は、フィーチャを形成するために使用される任意のスキャニング手法に関連付けられたパラメータとは独立に行うことができ、あるいは、1以上のスキャニング手法パラメータ(例えば、滞留時間、ピッチなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもの)の変調に関連して行ってもよい。
時として、(例えば、処理スポットを上述したような1以上のフィーチャ形成スキャンパターンに沿って、あるいは、他の1以上のスキャンパターンに沿ってなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものに沿ってスキャンすることにより)フィーチャが形成された後に付加的な処理がなされることがある。ィーチャの側壁領域の底面から材料(例えば、フィーチャの形成中に生成された残留材料あるいはフィーチャが形成された後にフィーチャ上又はフィーチャ内に残っている残留材料)を除去するために、あるいは、(例えば、所望のフィーチャ境界などにより近く合致するフィーチャ境界を得るなどのために)フィーチャ境界でワークピース102の1以上の部分をさらに除去するために、あるいは、フィーチャが規定された1以上の材料を加熱、アニール、溶融、炭化、酸化、還元、化学的エッチングするは(例えば光活性反応剤などを用いて)変質させる、あるいは処理するためなどに、あるいはこれらを任意に組み合わせるために、(例えば、周囲空気、酸化ガス又は酸化液、還元ガス又は還元液、不活性ガス又は不活性液、真空などの存在下での)付加的な処理を行うことができる。したがって、上述したフィーチャ形成パターンのいずれかと同一であるか、これとは異なることがある1以上の後処理スキャンパターンに沿って処理スポットをスキャンすることにより、1以上の後処理技術を実施することができる。
誘電体構造(例えばガラス繊維強化エポキシ積層体)を直接アブレートして、その底部で導電体(例えば、銅又は銅合金から構成されるパッド、トレース、箔など)を露出させる孔を形成することにより非貫通ビアのようなフィーチャをワークピースに形成してもよい。一般的に、ビーム特性の第1のセットにより特徴付けられる照射レーザエネルギービームを用いて孔を形成することができる。(例えば樹脂材料を含む)残留材料が、非貫通ビア内に(例えば、露出した導電体上に)残留することがあり、これが、非貫通ビア内で続いて形成される金属皮膜が確実に固着されることを妨げ、非貫通ビアの底部で露出した銅層などと電気的に接触するための有効面積を減少させ得る。したがって、残留材料を(部分的に又は完全に)除去することが有益なことがある。一実施形態においては、ビーム特性の第1のセットとは(例えば、波長、平均パワー、空間強度プロファイルの種類、M2ファクター、空間強度プロファイル形状、スポットサイズ、光強度、フルエンス、パルス繰り返し率、パルス持続時間、ピークパワーなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにおいて)異なるビーム特性の第2のセットにより特徴付けられる照射レーザエネルギービームを用いて残留材料を除去してもよい。ビーム特性の第2のセットにおける特性は、少なくとも1つの特性がビーム特性の第1のセットにおける対応する特性よりも大きい、これよりも小さい、あるいはこれと異なる限りにおいて、ビーム特性の第1のセットにおける対応する特性と同じであってもよい。ビーム特性の第2のセットによって特徴付けられるレーザエネルギービームは、誘電体構造内に形成された開口内で露出した導電体及びその上に位置する残留材料に照射されてもよい。そのようなレーザエネルギービームは、必要に応じて、露出した導電体をアブレートすることなく露出した導電体上の残留材料を直接又は間接的にアブレートするように(例えば、上記で例示的に述べられたスキャン手法により)スキャンされてもよい。
(例えば、誘電体構造を貫通し、その底部で銅層を露出させる)非貫通ビアのようなフィーチャを形成する際、残留材料(例えば誘電材料)が非貫通ビアの底部の中央領域に(例えば、非貫通ビアの底部で露出する導電体上に)存在することがある。これは、(例えば、図26に示されるスキャンパターン2600と同様に)所望のフィーチャ境界の中央領域内に位置するスポット位置が比較的少ない(又は存在しない)ことにより特徴付けられるフィーチャ形成スキャンパターンを用いる場合に多く見られることがある。
上記で図25から図28に関して述べたようなスキャンパターンを用いて(例えば、誘電体構造を貫通し、その底部で銅層を露出させる)非貫通ビアのようなフィーチャを形成する際、残留材料(例えば誘電材料)が非貫通ビアの底部の周縁領域に(例えば、非貫通ビアの側壁が非貫通ビアの底部で露出する導電体に接する領域又はその近傍に)存在することがある。
一実施形態においては、所望のフィーチャ境界2502に隣接する上述したスキャンパターンのスポット位置(例えば、スキャンパターン2500のスポット位置2504a、2504b及び2504d、スキャンパターン2600のスポット位置2504c、スキャンパターン2700のスポット位置2504b及び2504d、及びスキャンパターン2800のスポット位置2504)は、1以上のレーザパルスが照射された際に、材料がワークピース102から除去されて所望のフィーチャ境界2502の少なくとも一部を形成するように、所望のフィーチャ境界の十分近くに配置されている。他の実施形態においては、そのようなスポット位置でワークピース102から除去される材料は、所望のフィーチャ境界の一部を形成する必要がない。いずれの実施形態においても、(例えば、側壁の滑らかさを改善するため、所望のフィーチャ境界の形状に対して実際に得られたフィーチャ境界の正確性を改善するためなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののために)所望のフィーチャ境界の少なくとも一部に沿って延びる1以上のスキャンラインを含む後処理スキャンパターン(本明細書においては「境界改善スキャンパターン」とも呼ばれる)をスキャンしてもよい。
一実施形態においては、フィーチャが形成された直後に上記で述べたような後処理手法を行ってもよい。すなわち、フィーチャ形成スキャンパターンにおけるスポット位置に最後のレーザパルスが照射された直後に、後処理スキャンパターンにおける最初のスポット位置にレーザパルスを照射してもよい。例えば、非貫通ビアなどのフィーチャを形成した直後に境界微調整プロセス又は中央領域又は周縁領域清浄プロセスを行ってもよい。他の実施形態においては、ある後処理手法(例えば、中央領域清浄プロセス)が完了した直後に他の処理手法(例えば、周縁領域清浄プロセス)を行ってもよい。ここで、「直後」は、フィーチャ形成プロセス(又は先に行われた後処理プロセス)の完了と続いて行われる後処理プロセスとの間で経過する時間が(例えば、フィーチャ形成プロセス又は先に行われた後処理プロセス中における第1のポジショナ106の)位置決め時間の最も短い時間又は最も長い時間又は中央値又は平均値に等しい(又は少なくとも実質的に等しい)ことを意味する。一実施形態においては、第1のポジショナ106の位置決め時間は20μs(又はその前後)よりも短い。例えば、第1のポジショナ106の位置決め時間は、15μs、10μs、5μs、3μs、2μs、1μs、0.8μs、0.5μs、0.3μs、0.1μsなどよりも短いか等しくなり得る。
レーザ処理の結果としてワークピース102内に開口、スロット、ビア、孔、溝、トレンチ、スクライブライン、切溝、凹部などの1以上のフィーチャが形成される際に、(例えば、約0.01μmから約4μmの範囲にわたる最大断面寸法を有する粒子を含む)蒸気、(例えば、約0.1μmから約0.7mmの範囲にわたる最大断面寸法を有する粒子を含む)塵、(例えば、約0.7μmよりも大きな最大断面寸法を有する)ワークピース破片又は他の断片のような副生成物材料が生成され得る。場合によっては(例えば、ドリル加工プロセス又はカッティングプロセス中)、そのような副生成物材料がワークピース102から噴出し、ワークピース102のワーク面102aの再付着する。他の場合には(例えば、ワークピース102を貫通する貫通孔又は他のフィーチャを形成するためのカッティングプロセス中)、1以上の破片又は他の断片は、ワークピース102から噴出しないが、むしろ、(例えば、カッティングプロセス中にワークピース102に形成された切溝で)ワークピース102に単にくっついたままとなる。ワークピース102を貫通する貫通孔又は他のフィーチャのサイズによっては、ワークピース102の破片又は他の断片は、加工中に照射されるレーザエネルギーのスポットサイズよりも著しく大きな(例えば、少なくとも1桁分)最大寸法を有し得る。そのような副生成物の除去を促進するために、副生成物除去システムを設けてもよい。
あるワークピースは、組成が不均質であるものとして、あるいは、複合材料であるものとして特徴付けることができる。そのようなワークピースの例としては、PCBパネル、PCB、ガラス繊維強化エポキシ積層体、プリプレグ、ビルドアップ材料、FPC、IC、ICP、LED、LEDパッケージなどが挙げられる。時として、そのような不均質又は複合ワークピース(本明細書では包括的に「合成ワークピース」と呼ばれる)は、ワークピース102に照射されるレーザパルスの波長に対して透明ではない構成要素(すなわち、本明細書においては「不透明ワークピース構成要素」と呼ばれる)に加えて、ワークピース102に照射されるレーザパルスの波長に対して透明な1以上の構成要素(すなわち、本明細書においては「透明ワークピース構成要素」と呼ばれる)から形成される。この意味において、ワークピース102の構成要素は、照射レーザパルスの特定の帯域幅の線形吸収スペクトルと、(例えばビーム軸に沿って)その材料を透過する光のパーセンテージが10%よりも高い、25%よりも高い、50%よりも高い、75%よりも高い、80%よりも高い、85%よりも高い、90%よりも高い、95%よりも高い、98%よりも高い、又は99%よりも高くなるような厚さとを有する材料から形成される場合には、透明ワークピース構成要素と考えることができる。
A.ワークピースの熱管理
時として、ワークピース102のワーク面102aの近傍における周囲環境の温度が、ワークピースの処理中に、照射レーザパルスとワークピースとの間のレーザ材料相互作用の結果として生じる熱により上昇することがある。そのようなことは、PCBパネルのようなワークピースにビアドリル加工のようなレーザプロセスを行う際に起こり得る。温度が十分高くなると、好ましくない程度にワークピースが拡張して、ビアのドリル加工の位置的な正確性と精度を悪化させ得る。ワークピース102にドリル加工されるビアの位置的な正確性と精度を維持することを促進するために、装置100は、必要に応じて、温度制御システムを備えていてもよい。
上述したように、AOセルの一端(「コネクタ端」とも呼ばれる)に音響的に連結される超音波変換器素子を1以上のRF周波数で駆動することにより、音波が典型的にAOセルに送り出される。上述した構成を有するAOデバイスの例(すなわち、これはAOMやAODなどであり得る)が図34及び図35に示されている。図34及び図35を参照すると、例示的なAOデバイス3400は、AOセル3402と、AOセル3402のコネクタ端に音響的に連結される超音波変換器素子3404と、コネクタ端とは反対側のAOセル3402のアブソーバ端に音響的に連結されるアブソーバ3406とを含んでいる。図34及び図35において、レーザエネルギー3408のビームは、その入力面を介してAOセル3402に入るものとして図示されている。
上記は、本発明の実施形態及び例を説明したものであって、これに限定するものとして解釈されるものではない。いくつかの特定の実施形態及び例が図面を参照して述べられたが、当業者は、本発明の新規な教示や利点から大きく逸脱することなく、開示された実施形態及び例と他の実施形態に対して多くの改良が可能であることを容易に認識するであろう。したがって、そのような改良はすべて、特許請求の範囲において規定される本発明の範囲に含まれることを意図している。例えば、当業者は、そのような組み合わせが互いに排他的になる場合を除いて、いずれかの文や段落、例又は実施形態の主題を他の文や段落、例又は実施形態の一部又は全部の主題と組み合わせることができることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲とこれに含まれるべき請求項の均等物とによって決定されるべきである。
Claims (52)
- 誘電体構造と熱接触する導電体構造を含むワークピースを処理する装置であって、
レーザエネルギービームを生成可能なレーザ源と、
前記ワークピースまで伝搬し処理スポットで前記ワークピースに照射される前記レーザエネルギービームのビーム経路内に配置され、前記ワークピースに対して前記ビーム経路を移動させることが可能な第1のポジショナと、
前記第1のポジショナと通信可能に連結されるコントローラであって、1以上の制御信号を生成するように構成されたコントローラと
を備え、前記第1のポジショナは、前記1以上の制御信号に応答して、スキャニング手法に従って、前記ワークピースに対して前記処理スポットをスキャンし、前記レーザエネルギービームからの少なくとも1つのレーザパルスを前記ワークピース上の複数のスポット位置のそれぞれに照射し、
前記レーザエネルギービームの特性及び前記スキャニング手法は、前記スポット位置に照射されるレーザパルスが、
前記導電体構造の第1の領域に熱を蓄積させるとともに、前記導電体構造の前記第1の領域に接する前記誘電体構造に伝達して、前記導電体構造の前記第1の領域が処理閾値温度未満であるときに前記誘電体構造の第1の領域を蒸発させることにより、前記誘電体構造の前記第1の領域と前記導電体構造の前記第1の領域との間に高圧のポケットを生成し、
前記ポケットに隣接する前記導電体構造の前記第1の領域が前記処理閾値温度以上になったときに前記ポケット内に生じた圧力によって前記導電体構造の前記第1の領域の少なくとも一部を前記ワークピースから噴出させる
ように設定される、
装置。 - 前記レーザエネルギービームは1μmより短い波長を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記レーザエネルギービームは、電磁スペクトルの可視緑色光域の波長を有する、請求項2に記載の装置。
- 前記レーザパルスは、100MHz以上のパルス繰り返し率で前記ワークピースに照射される、請求項3に記載の装置。
- 前記レーザパルスは1ns以上のパルス持続時間を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記レーザエネルギービームは100W以上の平均パワーを有する、請求項1に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、レーザパルスを前記ワークピースに照射することが可能なパルス繰り返し率は、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が少なくとも1つのレーザパルスで照射される速度よりも高い、請求項1に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、レーザパルスを前記ワークピースに照射することが可能なパルス繰り返し率は、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が少なくとも1つのレーザパルスで照射される速度に等しい、請求項1に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、前記第1のポジショナは、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が50kHzから10MHzの速度で少なくとも1つのレーザパルスで照射されるように前記処理スポットをスキャンするように動作する、請求項1に記載の装置。
- 前記速度は1MHzよりも高い、請求項9に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する1組のスポット位置の間のピッチは、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する他の組のスポット位置の間のピッチと等しい、請求項1に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する1組のスポット位置の間のピッチは、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する他の組のスポット位置の間のピッチと異なる、請求項1に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、前記複数のスポット位置のうちあるスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間は、前記複数のスポット位置のうち別のスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間と等しい、請求項1に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、前記複数のスポット位置のうちあるスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間は、前記複数のスポット位置のうち別のスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間と異なる、請求項1に記載の装置。
- 前記複数のスポット位置は円形スキャンパターンに配置される、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のポジショナは、音響光学偏向器(AOD)システムを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記ビーム経路内で前記AODシステムの光学的に下流側に配置される第2のポジショナであって、前記ワークピースに対して前記ビーム経路を移動させることが可能な第2のポジショナをさらに備える、請求項16に記載の装置。
- 誘電体構造と熱接触する導電体構造を含むワークピースを処理する方法であって、
スキャニング手法に従ってレーザエネルギービームをスキャンして、前記レーザエネルギービームからの少なくとも1つのレーザパルスを前記ワークピース上の複数のスポット位置のそれぞれに照射し、
前記レーザエネルギービームの特性及び前記スキャニング手法は、前記スポット位置に照射されるレーザパルスが、
前記導電体構造の第1の領域に熱を蓄積させるとともに、前記導電体構造の前記第1の領域に接する前記誘電体構造に伝達して、前記導電体構造の前記第1の領域が処理閾値温度未満であるときに前記誘電体構造の第1の領域を蒸発させることにより、前記誘電体構造の前記第1の領域と前記導電体構造の前記第1の領域との間に高圧のポケットを生成し、
前記ポケットに隣接する前記導電体構造の前記第1の領域が前記処理閾値温度以上になったときに前記ポケット内に生じた圧力によって前記導電体構造の前記第1の領域の少なくとも一部を前記ワークピースから噴出させる
ように設定される、
方法。 - 前記レーザエネルギービームは1μmより短い波長を有する、請求項18に記載の方法。
- 前記レーザエネルギービームは、電磁スペクトルの可視緑色光域の波長を有する、請求項19に記載の方法。
- 前記レーザパルスは、100MHz以上のパルス繰り返し率で前記ワークピースに照射される、請求項20に記載の方法。
- 前記レーザパルスは1ns以上のパルス持続時間を有する、請求項18に記載の方法。
- 前記レーザエネルギービームは100W以上の平均パワーを有する、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、レーザパルスを前記ワークピースに照射することが可能なパルス繰り返し率は、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が少なくとも1つのレーザパルスで照射される速度よりも高い、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、レーザパルスを前記ワークピースに照射することが可能なパルス繰り返し率は、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が少なくとも1つのレーザパルスで照射される速度に等しい、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が50kHzから10MHzの速度で少なくとも1つのレーザパルスで照射されるように前記スポット位置がスキャンされる、請求項18に記載の方法。
- 前記速度は1MHzよりも高い、請求項26に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する1組のスポット位置の間のピッチは、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する他の組のスポット位置の間のピッチと等しい、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する1組のスポット位置の間のピッチは、少なくとも1つのレーザパルスで照射される隣接する他の組のスポット位置の間のピッチと異なる、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記複数のスポット位置のうちあるスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間は、前記複数のスポット位置のうち別のスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間と等しい、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記複数のスポット位置のうちあるスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間は、前記複数のスポット位置のうち別のスポット位置にレーザエネルギーが照射される期間と異なる、請求項18に記載の方法。
- 前記複数のスポット位置は円形スキャンパターンに配置される、請求項18に記載の方法。
- 誘電体構造と熱接触する導電体構造を含むワークピースを処理する装置であって、
1μmより短い波長及び1マイクロ秒以上のタイムスケールで100μJから50mJの範囲のパルスエネルギーを有する複数のレーザパルスを含むレーザエネルギービームを生成可能なレーザ源と、
前記ワークピースまで伝搬し処理スポットで前記ワークピースに照射される前記レーザエネルギービームのビーム経路内に配置され、前記ワークピースに対して前記ビーム経路を移動させることが可能なポジショナと、
前記ポジショナと通信可能に連結されるコントローラであって、1以上の制御信号を生成するように構成されたコントローラと
を備え、前記ポジショナは、前記1以上の制御信号に応答して、スキャニング手法に従って、前記ワークピースをスキャンし、前記レーザエネルギービームからの少なくとも1つのレーザパルスを前記ワークピースに照射して前記ワークピースにビアを形成し、
前記レーザエネルギービームの特性及び前記スキャニング手法は、前記ワークピースに照射されるレーザパルスが、
前記導電体構造の第1の領域に熱を蓄積させるとともに、前記導電体構造の前記第1の領域に接する前記誘電体構造に伝達して、前記導電体構造の前記第1の領域が処理閾値温度未満であるときに前記誘電体構造の第1の領域を蒸発させることにより、前記誘電体構造の前記第1の領域と前記導電体構造の前記第1の領域との間に高圧のポケットを生成し、
前記ポケットに隣接する前記導電体構造の前記第1の領域が前記処理閾値温度以上になったときに前記ポケット内に生じた圧力によって前記導電体構造の前記第1の領域の少なくとも一部を前記ワークピースから噴出させる
ように設定される、
装置。 - 前記レーザエネルギービームは、電磁スペクトルの可視緑色光域の波長を有する、請求項33に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、前記レーザエネルギービームからの少なくとも1つのレーザパルスは、前記ワークピース上の同一の位置に照射されて、前記ワークピースに前記ビアが形成される、請求項33に記載の装置。
- 前記レーザエネルギービームからの複数のレーザパルスが、1μsから30μsの範囲の期間にわたって前記ワークピース上の同一の位置に照射される、請求項35に記載の装置。
- 誘電体構造と熱接触する導電体構造を含むワークピースを処理する方法であって、
スキャニング手法に従ってレーザエネルギービームをスキャンして、前記レーザエネルギービームからの複数のレーザパルスを前記ワークピースに照射して前記ワークピースにビアを形成し、前記複数のレーザパルスは、1μmより短い波長及び1マイクロ秒以上のタイムスケールで100μJから50mJの範囲のパルスエネルギーを有し、
前記レーザエネルギービームの特性及び前記スキャニング手法は、前記ワークピースに照射されるレーザパルスが、
前記導電体構造の第1の領域に熱を蓄積させるとともに、前記導電体構造の前記第1の領域に接する前記誘電体構造に伝達して、前記導電体構造の前記第1の領域が処理閾値温度未満であるときに前記誘電体構造の第1の領域を蒸発させることにより、前記誘電体構造の前記第1の領域と前記導電体構造の前記第1の領域との間に高圧のポケットを生成し、
前記ポケットに隣接する前記導電体構造の前記第1の領域が前記処理閾値温度以上になったときに前記ポケット内に生じた圧力によって前記導電体構造の前記第1の領域の少なくとも一部を前記ワークピースから噴出させる
ように設定される、
方法。 - 前記レーザエネルギービームは、電磁スペクトルの可視緑色光域の波長を有する、請求項37に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記レーザエネルギービームからの少なくとも1つのレーザパルスは、前記ワークピース上の同一の位置に照射されて、前記ワークピースに前記ビアが形成される、請求項37に記載の方法。
- 前記レーザエネルギービームからの複数のレーザパルスが、1μsから30μsの範囲の期間にわたって前記ワークピース上の同一の位置に照射される、請求項39に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、レーザパルスを前記ワークピースに照射することが可能なパルス繰り返し率は、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が少なくとも1つのレーザパルスで照射される速度よりも低い、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記スポット位置で前記ワークピースに照射される前記レーザパルスが、前記導電体構造の融点の50%以上に前記導電体構造の前記第1の領域を加熱するように、前記第1のポジショナの動作を制御するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記スポット位置で前記ワークピースに照射される前記レーザパルスが、前記導電体構造の前記第1の領域を溶融させるように、前記第1のポジショナの動作を制御するように構成される、請求項42に記載の装置。
- 前記コントローラは、25μmから200μmの範囲の直径を有する開口を前記導電体構造に形成するように、前記第1のポジショナの動作を制御するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、レーザパルスが前記ワークピースの前記複数のスポット位置のうちの1つのスポット位置を照射するスポットサイズの1.5倍から2倍の範囲の直径を有する開口を前記導電体構造に形成するように、前記第1のポジショナの動作を制御するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記スキャニング手法に従って、レーザパルスを前記ワークピースに照射することが可能なパルス繰り返し率は、前記複数のスポット位置のうち異なるスポット位置が少なくとも1つのレーザパルスで照射される速度よりも低い、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記スポット位置で前記ワークピースに照射される前記レーザパルスが、前記導電体構造の融点の50%以上に前記導電体構造の前記第1の領域を加熱する、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記スポット位置で前記ワークピースに照射される前記レーザパルスが、前記導電体構造の前記第1の領域を溶融させる、請求項47に記載の方法。
- 前記導電体構造は1μm以上の厚さを有する、請求項18に記載の方法。
- 前記導電体構造は5μm以上の厚さを有する、請求項49に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記レーザエネルギービームのスキャニングによって、25μmから200μmの範囲の直径を有する開口を前記導電体構造に生成する、請求項18に記載の方法。
- 前記スキャニング手法に従って、前記レーザエネルギービームのスキャニングによって、レーザパルスが前記ワークピースの前記複数のスポット位置のうちの1つのスポット位置を照射するスポットサイズの1.5倍から2倍の範囲の直径を有する開口を前記導電体構造に生成する、請求項18に記載の方法。
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Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE46672E1 (en) | 2006-07-13 | 2018-01-16 | Velodyne Lidar, Inc. | High definition LiDAR system |
US10627490B2 (en) | 2016-01-31 | 2020-04-21 | Velodyne Lidar, Inc. | Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging |
EP3430428A4 (en) | 2016-03-19 | 2019-11-20 | Velodyne Lidar, Inc. | INTEGRATED LIGHTING AND DETECTION FOR 3D IMAGING BASED ON LIDAR |
CA3024510C (en) | 2016-06-01 | 2022-10-04 | Velodyne Lidar, Inc. | Multiple pixel scanning lidar |
CN110225829B (zh) * | 2016-12-02 | 2022-05-17 | 录象射流技术公司 | 用于激光标记基底的系统和方法 |
CA3057988A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Velodyne Lidar, Inc. | Integrated lidar illumination power control |
EP3398764A1 (en) * | 2017-05-03 | 2018-11-07 | Macsa ID, S.A. | Cutting module for packaging machine for sachet-type packages made from flexible film |
WO2018208843A1 (en) | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Velodyne Lidar, Inc. | Lidar data acquisition and control |
WO2018213294A1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Systems and methods for laser cleaving diamonds |
EP3417982A1 (de) * | 2017-06-21 | 2018-12-26 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Laserschneiden von metall-keramik-substraten |
JP7023629B2 (ja) * | 2017-07-07 | 2022-02-22 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
GB2566477A (en) * | 2017-09-14 | 2019-03-20 | Nat Univ Ireland Galway | Method of processing a target material |
US11258377B2 (en) * | 2017-09-19 | 2022-02-22 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Perturbation measurement, correction, and inducing system adapted to provide highly accurate perturbation measurements and reduce the effects of perturbations within the system |
DE102017009001A1 (de) * | 2017-09-23 | 2019-03-28 | Hochschule Mittweida (Fh) | Verwendung eines Hochleistungs-Ultrakurzpulslasers zum Materialabtrag, Verfahren zum Materialabtrag und Einrichtung zum Materialabtrag eines Festkörpers und/oder wenigstens einer darauf befindlichen Schicht |
US11415675B2 (en) * | 2017-10-09 | 2022-08-16 | Luminar, Llc | Lidar system with adjustable pulse period |
US11353559B2 (en) | 2017-10-09 | 2022-06-07 | Luminar, Llc | Adjustable scan patterns for lidar system |
US11975405B2 (en) * | 2017-11-20 | 2024-05-07 | Ipg Photonics Corporation | System and method laser for processing of materials |
US11294041B2 (en) * | 2017-12-08 | 2022-04-05 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system |
JP7019412B2 (ja) * | 2017-12-25 | 2022-02-15 | 日本電産マシンツール株式会社 | 制御装置、レーザ加工機、レーザ加工機の制御方法、およびプログラム |
JP7083645B2 (ja) | 2018-01-11 | 2022-06-13 | Jswアクティナシステム株式会社 | レーザ処理装置、レーザ処理方法及び半導体装置の製造方法 |
JP6740267B2 (ja) * | 2018-02-19 | 2020-08-12 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
KR20240050452A (ko) * | 2018-06-05 | 2024-04-18 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 레이저 가공 장치, 그 작동 방법 및 이를 사용한 작업물 가공 방법 |
US11971507B2 (en) | 2018-08-24 | 2024-04-30 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for mitigating optical crosstalk in a light ranging and detection system |
CA3111824A1 (en) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | Fluidigm Canada Inc. | High speed modulation sample imaging apparatus and method |
US10712434B2 (en) | 2018-09-18 | 2020-07-14 | Velodyne Lidar, Inc. | Multi-channel LIDAR illumination driver |
US11082010B2 (en) | 2018-11-06 | 2021-08-03 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for TIA base current detection and compensation |
DE102018133553A1 (de) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Gegenstand mit einem Metallsubstrat und einem Kanal im Metallsubstrat sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
EP3674427A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-01 | Etxe-Tar, S.A. | Method and system for heating using an energy beam |
US12061263B2 (en) | 2019-01-07 | 2024-08-13 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for a configurable sensor system |
US11885958B2 (en) | 2019-01-07 | 2024-01-30 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for a dual axis resonant scanning mirror |
US20200298344A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | Via Mechanics, Ltd. | Laser processing apparatus and laser processing method |
DE102019108131A1 (de) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Pulsar Photonics Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Ausbildung von VIA-Laserbohrungen |
CN111822868B (zh) * | 2019-04-19 | 2022-06-17 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 激光飞行打标机、打标系统及打标方法 |
CN110238547B (zh) * | 2019-05-09 | 2020-12-18 | 西安理工大学 | 一种用于测量大功率激光焦点位置的系统及测量方法 |
FR3096511B1 (fr) * | 2019-05-22 | 2021-07-02 | Amplitude Systemes | Monture de composant optique et système de commande de faisceau lumineux associé |
JP7428481B2 (ja) * | 2019-06-07 | 2024-02-06 | 住友重機械工業株式会社 | レーザアニール方法及びレーザ制御装置 |
KR20220016855A (ko) * | 2019-06-10 | 2022-02-10 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 레이저 가공 장치, 이를 작동하기 위한 방법, 및 이를 사용하여 피가공물을 가공하는 방법 |
CN112091210A (zh) * | 2019-06-17 | 2020-12-18 | 广东汉邦激光科技有限公司 | 3d激光成型装置及3d激光成型方法 |
DE102019116803A1 (de) * | 2019-06-21 | 2020-12-24 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks |
US10613203B1 (en) | 2019-07-01 | 2020-04-07 | Velodyne Lidar, Inc. | Interference mitigation for light detection and ranging |
DE102019215000A1 (de) * | 2019-09-30 | 2021-04-01 | Robert Bosch Gmbh | Mikroschweißverfahren flexibler und dünner Folien, bspw. für den Einsatz in elektrischen und elektronischen Vorrichtungen |
EP3800033B1 (en) * | 2019-09-30 | 2024-08-21 | Ricoh Company, Ltd. | Irradiation target flying apparatus, three-dimensional modeling apparatus, and irradiation target flying method |
US11069537B2 (en) * | 2019-10-18 | 2021-07-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Method for delidding a hermetically sealed circuit package |
US11999014B2 (en) * | 2019-11-22 | 2024-06-04 | Medtronic, Inc. | Laser cutting system |
CN110970794B (zh) * | 2019-12-20 | 2020-10-30 | 中国科学院半导体研究所 | 用于提高激光器功率的声光q开关、谐振腔和脉冲激光器 |
US12064830B2 (en) * | 2020-03-12 | 2024-08-20 | Rohr, Inc. | Substrate perforation system and method using beamlets |
EP4150378A1 (en) | 2020-05-13 | 2023-03-22 | Luminar, LLC | Lidar system with high-resolution scan pattern |
CN111889457B (zh) * | 2020-07-29 | 2021-09-03 | 武汉翔明激光科技有限公司 | 一种大幅面自动化激光清洗装置及方法 |
CN112721425A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 淳华科技(昆山)有限公司 | 防焊印刷机 |
KR102254339B1 (ko) * | 2021-02-03 | 2021-05-21 | 주식회사 21세기 | 펨토초 펄스 레이저를 이용한 플래닝-폴리싱 장치 및 방법 |
TWI754553B (zh) * | 2021-02-25 | 2022-02-01 | 東捷科技股份有限公司 | 焊接設備 |
DE102021106769A1 (de) | 2021-03-19 | 2022-09-22 | Pulsar Photonics Gmbh | Verfahren und Fertigungssystem zur Fertigung eines Flachprodukts mit einer perforierten Struktur, Flachprodukt sowie Verwendung des Flachprodukts in einem Mikrofilter |
EP4314884A1 (en) * | 2021-05-21 | 2024-02-07 | Innovusion, Inc. | Movement profiles for smart scanning using galvonometer mirror inside lidar scanner |
CN115673453A (zh) * | 2021-07-22 | 2023-02-03 | 台达电子工业股份有限公司 | 激光焊锡系统及其光束整形方法 |
TWI798762B (zh) * | 2021-07-22 | 2023-04-11 | 台達電子工業股份有限公司 | 雷射焊錫系統及其光束整形方法 |
IT202200004085A1 (it) * | 2022-03-04 | 2023-09-04 | Taumac S R L | Attrezzatura per incisione/marcatura/saldatura di pezzi, particolarmente per oreficeria, bigiotteria e meccanica, e metodo di incisione/marcatura/saldatura di tali pezzi |
CN115190697B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-08-08 | 常州海弘电子有限公司 | 一种印制电路板通孔与盲孔快速金属化工艺 |
TW202423586A (zh) * | 2022-10-27 | 2024-06-16 | 美商秀拉科技股份有限公司 | 雷射光束成形和圖案化的雷射製造系統及其方法 |
WO2024167702A1 (en) * | 2023-02-06 | 2024-08-15 | Electro Scientific Industries, Incorporated | Method and apparatus for compensating for thermally-induced beam pointing errors in a laser-processing system |
CN117389200A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-12 | 迈为技术(珠海)有限公司 | 基于声光偏转器的激光控制系统、方法和计算机设备 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003136266A (ja) | 2001-10-29 | 2003-05-14 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
US20040173589A1 (en) | 2003-03-05 | 2004-09-09 | Kam-Chuen Yung | Method of drilling a circuit board |
JP2009538539A (ja) | 2006-05-24 | 2009-11-05 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 短パルス固体uvレーザによるマイクロマシニング |
Family Cites Families (84)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US479230A (en) * | 1892-07-19 | Compensator for signals | ||
US4081653A (en) | 1976-12-27 | 1978-03-28 | Western Electric Co., Inc. | Removal of thin films from substrates by laser induced explosion |
US4328410A (en) | 1978-08-24 | 1982-05-04 | Slivinsky Sandra H | Laser skiving system |
US4432855A (en) * | 1982-09-30 | 1984-02-21 | International Business Machines Corporation | Automated system for laser mask definition for laser enhanced and conventional plating and etching |
US4792930A (en) * | 1987-05-29 | 1988-12-20 | Hoya Corporation | Acoustooptic device capable of internally cooling an acoustooptic element |
US4912487A (en) | 1988-03-25 | 1990-03-27 | Texas Instruments Incorporated | Laser scanner using focusing acousto-optic device |
JPH0433788A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-02-05 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ穴明け方法 |
US5173441A (en) * | 1991-02-08 | 1992-12-22 | Micron Technology, Inc. | Laser ablation deposition process for semiconductor manufacture |
US5584956A (en) * | 1992-12-09 | 1996-12-17 | University Of Iowa Research Foundation | Method for producing conductive or insulating feedthroughs in a substrate |
GB9324589D0 (en) | 1993-11-30 | 1994-01-19 | Univ Southampton | Beam shaping device |
US5638267A (en) | 1994-06-15 | 1997-06-10 | Convolve, Inc. | Method and apparatus for minimizing unwanted dynamics in a physical system |
US5633747A (en) * | 1994-12-21 | 1997-05-27 | Tencor Instruments | Variable spot-size scanning apparatus |
US5847960A (en) | 1995-03-20 | 1998-12-08 | Electro Scientific Industries, Inc. | Multi-tool positioning system |
US5751585A (en) | 1995-03-20 | 1998-05-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | High speed, high accuracy multi-stage tool positioning system |
WO1997046865A1 (en) * | 1996-06-04 | 1997-12-11 | Tencor Instruments | Optical scanning system for surface inspection |
US5837962A (en) * | 1996-07-15 | 1998-11-17 | Overbeck; James W. | Faster laser marker employing acousto-optic deflection |
US6037967A (en) * | 1996-12-18 | 2000-03-14 | Etec Systems, Inc. | Short wavelength pulsed laser scanner |
US5917300A (en) | 1997-03-10 | 1999-06-29 | Convolve, Inc. | Method and apparatus for the control of gantry machines |
US6314473B1 (en) | 1998-03-05 | 2001-11-06 | Convolve, Inc. | System for removing selected unwanted frequenices in accordance with altered settings in a user interface of a data storage device |
TW482705B (en) * | 1999-05-28 | 2002-04-11 | Electro Scient Ind Inc | Beam shaping and projection imaging with solid state UV Gaussian beam to form blind vias |
US7014885B1 (en) * | 1999-07-19 | 2006-03-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Direct-write laser transfer and processing |
SE516347C2 (sv) | 1999-11-17 | 2001-12-17 | Micronic Laser Systems Ab | Laserskanningssystem och metod för mikrolitografisk skrivning |
EP1275036B1 (en) | 2000-01-11 | 2005-10-26 | Electro Scientific Industries, Inc. | Abbe error correction system and method |
US6407363B2 (en) | 2000-03-30 | 2002-06-18 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser system and method for single press micromachining of multilayer workpieces |
US6483071B1 (en) | 2000-05-16 | 2002-11-19 | General Scanning Inc. | Method and system for precisely positioning a waist of a material-processing laser beam to process microstructures within a laser-processing site |
DE10060407C2 (de) * | 2000-12-05 | 2003-04-30 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Vorrichtung zum Laserstrahlbohren |
US8497450B2 (en) | 2001-02-16 | 2013-07-30 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the fly laser beam path dithering for enhancing throughput |
US7245412B2 (en) | 2001-02-16 | 2007-07-17 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the-fly laser beam path error correction for specimen target location processing |
US6816294B2 (en) | 2001-02-16 | 2004-11-09 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the-fly beam path error correction for memory link processing |
US6972268B2 (en) * | 2001-03-29 | 2005-12-06 | Gsi Lumonics Corporation | Methods and systems for processing a device, methods and systems for modeling same and the device |
JP2003136270A (ja) | 2001-11-02 | 2003-05-14 | Hitachi Via Mechanics Ltd | レーザ加工装置 |
JP2003177553A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-06-27 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | レーザ描画方法とその装置 |
US6706998B2 (en) | 2002-01-11 | 2004-03-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Simulated laser spot enlargement |
JP4270891B2 (ja) | 2003-01-21 | 2009-06-03 | 三洋電機株式会社 | El表示装置のレーザーリペア方法 |
DE10249868B3 (de) * | 2002-10-25 | 2004-04-29 | Siemens Ag | Verfahren zum Bohren von Löchern in einem aus Polymermaterial mit Glasfaserverstärkung gebildeten Substrat |
US6706999B1 (en) | 2003-02-24 | 2004-03-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser beam tertiary positioner apparatus and method |
US6947454B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-09-20 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser pulse picking employing controlled AOM loading |
CN2667723Y (zh) | 2003-09-19 | 2004-12-29 | 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 | 电连接器组件 |
US7133187B2 (en) | 2004-06-07 | 2006-11-07 | Electro Scientific Industries, Inc. | AOM modulation techniques employing plurality of transducers to improve laser system performance |
GB2429843B (en) * | 2004-06-18 | 2009-07-08 | Electro Scient Ind Inc | Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots |
US7259354B2 (en) | 2004-08-04 | 2007-08-21 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods for processing holes by moving precisely timed laser pulses in circular and spiral trajectories |
US7366378B2 (en) * | 2004-10-29 | 2008-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrafast laser machining system and method for forming diffractive structures in optical fibers |
US20060114948A1 (en) | 2004-11-29 | 2006-06-01 | Lo Ho W | Workpiece processing system using a common imaged optical assembly to shape the spatial distributions of light energy of multiple laser beams |
US7834293B2 (en) | 2006-05-02 | 2010-11-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for laser processing |
US20080083706A1 (en) * | 2006-10-05 | 2008-04-10 | Mu-Gahat Enterprises, Llc | Reverse side film laser circuit etching |
US8026158B2 (en) | 2007-06-01 | 2011-09-27 | Electro Scientific Industries, Inc. | Systems and methods for processing semiconductor structures using laser pulses laterally distributed in a scanning window |
US8101247B2 (en) * | 2007-06-19 | 2012-01-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Sub-micron laser direct write |
US8076605B2 (en) | 2007-06-25 | 2011-12-13 | Electro Scientific Industries, Inc. | Systems and methods for adapting parameters to increase throughput during laser-based wafer processing |
GB0800333D0 (en) | 2008-01-09 | 2008-02-20 | Ucl Business Plc | Beam deflection apparatus and methods |
CN102006964B (zh) | 2008-03-21 | 2016-05-25 | Imra美国公司 | 基于激光的材料加工方法和系统 |
WO2009137182A2 (en) | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Combining multiple laser beams to form high repetition rate, high average power polarized laser beam |
US7982160B2 (en) * | 2008-03-31 | 2011-07-19 | Electro Scientific Industries, Inc. | Photonic clock stabilized laser comb processing |
US8598490B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-12-03 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods and systems for laser processing a workpiece using a plurality of tailored laser pulse shapes |
US8680430B2 (en) | 2008-12-08 | 2014-03-25 | Electro Scientific Industries, Inc. | Controlling dynamic and thermal loads on laser beam positioning system to achieve high-throughput laser processing of workpiece features |
WO2010067042A1 (en) * | 2008-12-13 | 2010-06-17 | M-Solv Limited | Method and apparatus for laser machining relatively narrow and relatively wide structures |
GB0900036D0 (en) * | 2009-01-03 | 2009-02-11 | M Solv Ltd | Method and apparatus for forming grooves with complex shape in the surface of apolymer |
US8663754B2 (en) * | 2009-03-09 | 2014-03-04 | Imra America, Inc. | Pulsed laser micro-deposition pattern formation |
TWI523720B (zh) | 2009-05-28 | 2016-03-01 | 伊雷克托科學工業股份有限公司 | 應用於雷射處理工件中的特徵的聲光偏轉器及相關雷射處理方法 |
US8680429B2 (en) * | 2009-11-10 | 2014-03-25 | Instrument Associates LLC | Laser beam scribing system |
TWI430000B (zh) | 2010-07-02 | 2014-03-11 | Ind Tech Res Inst | 平面顯示器之修補方法與系統 |
DE102010025968B4 (de) * | 2010-07-02 | 2016-06-02 | Schott Ag | Erzeugung von Mikrolöchern |
KR20220046706A (ko) * | 2010-10-22 | 2022-04-14 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 빔 디더링 및 스카이빙을 위한 레이저 처리 시스템 및 방법 |
US8896909B2 (en) | 2010-11-04 | 2014-11-25 | Micronic Ab | Method and device scanning a two-dimensional brush through an acousto-optic deflector (AOD) having an extended field in a scanning direction |
JP2012115899A (ja) | 2010-11-09 | 2012-06-21 | Amada Co Ltd | レーザ切断加工方法及びレーザ加工装置 |
US8648277B2 (en) | 2011-03-31 | 2014-02-11 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser direct ablation with picosecond laser pulses at high pulse repetition frequencies |
DE102012207220A1 (de) * | 2012-04-30 | 2013-10-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Laserstrahlung |
US9259802B2 (en) | 2012-07-26 | 2016-02-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for collecting material produced by processing workpieces |
US9610653B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-04-04 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for separation of workpieces and articles produced thereby |
JP6373272B2 (ja) * | 2012-10-22 | 2018-08-15 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 対象物にマーキングを施すための方法及び装置 |
KR102208818B1 (ko) * | 2012-11-20 | 2021-01-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 가공 장치 |
CN104903044B (zh) | 2013-01-11 | 2018-01-12 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 激光脉冲能量控制系统及方法 |
DE102013201968B4 (de) | 2013-02-07 | 2014-08-28 | BLZ Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH | Vorrichtung zur akustooptischen Umformung periodisch gepulster, elektromagnetischer Strahlung |
JP2016516584A (ja) | 2013-03-15 | 2016-06-09 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | テーパ制御のためのビーム角度とワークピース移動の連係方法 |
KR102166134B1 (ko) | 2013-03-15 | 2020-10-16 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 빔 포지셔너의 레이저 방출-기반 제어 |
CN105121088B (zh) | 2013-03-15 | 2017-03-08 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 激光处理设备和经由激光工具操作而处理工件的方法 |
KR102245810B1 (ko) | 2013-03-15 | 2021-04-30 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | Aod 라우트 프로세싱을 위한 레이저 시스템들 및 방법들 |
WO2014153280A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Merck Sharp & Dohme Corp. | 2-pyridyl carboxamide-containing spleen tyrosine kinase (syk) inhibitors |
CN103418913A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-12-04 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种超短脉冲激光加工小孔装置及小孔加工方法 |
WO2015108991A2 (en) | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Imra America, Inc. | Laser-based modification of transparent materials |
US9434006B2 (en) * | 2014-09-23 | 2016-09-06 | Attostat, Inc. | Composition containing spherical and coral-shaped nanoparticles and method of making same |
EP3261796A4 (en) * | 2015-02-23 | 2018-12-19 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser systems and methods for large area modification |
US10286488B2 (en) * | 2015-03-06 | 2019-05-14 | Intel Corporation | Acousto-optics deflector and mirror for laser beam steering |
WO2017161284A1 (en) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Electro Scientific Industries, Inc. | Location of image plane in a laser processing system |
EP3854592A1 (en) * | 2017-11-15 | 2021-07-28 | Granat Research Ltd. | Metal droplet jetting system |
-
2016
- 2016-09-08 JP JP2018512536A patent/JP6921057B2/ja active Active
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- 2016-09-09 TW TW111136791A patent/TWI819817B/zh active
-
2021
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-
2023
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003136266A (ja) | 2001-10-29 | 2003-05-14 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
US20040173589A1 (en) | 2003-03-05 | 2004-09-09 | Kam-Chuen Yung | Method of drilling a circuit board |
JP2009538539A (ja) | 2006-05-24 | 2009-11-05 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 短パルス固体uvレーザによるマイクロマシニング |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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