NL1022231C2 - Method and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam. - Google Patents

Method and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam. Download PDF

Info

Publication number
NL1022231C2
NL1022231C2 NL1022231A NL1022231A NL1022231C2 NL 1022231 C2 NL1022231 C2 NL 1022231C2 NL 1022231 A NL1022231 A NL 1022231A NL 1022231 A NL1022231 A NL 1022231A NL 1022231 C2 NL1022231 C2 NL 1022231C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
laser beam
housing
gas
carrier
gas stream
Prior art date
Application number
NL1022231A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Joannes Leonardus Jurrian Zijl
Willem Antonie Hennekes
Henri Joseph Van Egmond
Original Assignee
Fico Bv
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
Application filed by Fico Bv filed Critical Fico Bv
Priority to NL1022231A priority Critical patent/NL1022231C2/en
Priority to TW092133990A priority patent/TW200418245A/en
Priority to PCT/NL2003/000862 priority patent/WO2004060602A1/en
Priority to AU2003285832A priority patent/AU2003285832A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1022231C2 publication Critical patent/NL1022231C2/en

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
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1435Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means
    • 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
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1435Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means
    • B23K26/1438Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means for directional control
    • 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
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/1476Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
    • 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
    • B23K26/16Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
    • 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
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

Werkwijze en inrichting voor het met een laserstraal bewerken van een drager voor ten minste één elektronische componentMethod and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het met een laserstraal bewerken 5 van een drager voor ten minste één elektronische component, door het op de drager richten van de laserstraal. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het met een laserstraal bewerken van een drager voor ten minste één elektronische component, omvattende: een laserbron met op de laserbron aansluitende richtmiddelen voor het op een te bewerken object richten van een laserstraal, en een ten minste 10 gedeeltelijk rond de laserbron aangebrachte behuizing met een gastoevoer.The invention relates to a method for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam by directing the laser beam at the carrier. The invention also relates to a device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam, comprising: a laser source with directing means connecting to the laser source for directing a laser beam to an object to be processed, and an at least one 10 housing partially arranged around the laser source with a gas supply.

Het gebruik van laserlicht in de vorm van een laserstraal voor het graveren of het doorsnijden van materialen is reeds algemeen bekend. Daartoe wordt een laserstraal op het te bewerken object gericht, vaak in combinatie met een gasstroom. Deze gasstroom 15 is ervoor het object te koelen en om te voorkomen dat er ongewenste chemische reacties optreden, zoals bijvoorbeeld overmatige oxidatie. Lasersnijden wordt met name toegepast voor grover mechanisch werk. Een belangrijk nadeel van de bestaande technieken is dat weerszijden van een middels lasersnijden vervaardigde snede metaaldepositie (afzetting van met name sublimerend metaal) optreedt. Dit kan worden 20 verklaard uit het verdampen van materiaal daar waar de laserstraal het te bewerken object treft. Dit aldus verdampte materiaal zal ten gevolge van afkoeling neerslaan op korte afstand (in de ordegrootte van millimeters bij gebruikelijke procescondities) van de snede. Voor grofstoffelijke constructies of voor materiaal dat een nabewerking ondergaat na het lasersnijden behoeft dit geen nadeel te vormen maar voor meer 25 fijnmechanische toepassing van het lasersnijden is het fenomeen van aan weerszijden van de snede optredende materiaaldepositie ongewenst respectievelijk onacceptabel.The use of laser light in the form of a laser beam for engraving or cutting through materials is already well known. To this end, a laser beam is aimed at the object to be processed, often in combination with a gas stream. This gas stream 15 is for cooling the object and to prevent undesired chemical reactions, such as for example excessive oxidation. Laser cutting is mainly used for coarser mechanical work. An important disadvantage of the existing techniques is that either side of a cut metal deposition produced by means of laser cutting (deposition of, in particular, sublimating metal) occurs. This can be explained by the evaporation of material where the laser beam hits the object to be processed. This material, which has thus evaporated, will precipitate a short distance (in the order of millimeters at usual process conditions) from the cut as a result of cooling. For coarse-material constructions or for material that undergoes post-processing after laser cutting, this need not be a disadvantage, but for more fine-mechanical application of the laser cutting, the phenomenon of material deposition occurring on either side of the cut is undesirable or unacceptable.

Doel van de onderhavige uitvinding is onder handhaving van de voordelen volgens de stand der techniek het lasersnijden ook mogelijk te maken voor toepassing in 30 fijnmechanische omstandigheden, meer in het bijzonder bij de productie van halfgeleiders.It is an object of the present invention, while maintaining the advantages according to the prior art, to also enable laser cutting for use in precision mechanical conditions, more particularly in the production of semiconductors.

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze van het in aanhef genoemde type met het kenmerk dat daar waar de laserstraal in contact komt met de drager een gasstroom ' ^ Λ I aanwezig is welke ten minste een bewegingscomponent heeft in een richting loodrecht I op de richting van de laserstraal. Door de gasstroom op de locatie waar de laserstraal het te bewerken object raakt zal het van het object losgemaakt materiaal althans voor een I belangrijk deel met de gasstroom worden meegevoerd. Het gevolg hiervan is dat de 5 materiaaldepositie op het te bewerken object zich (ten minste in hoofdzaak) zal I voordoen benedenstrooms van de locatie waar de laserstraal het te bewerken object I raakt. Aldus zal het te bewerken object slechts deel verontreinigd raken rond de locatie I waar de laserstraal het te bewerken object raakt. Een belangrijk voordeel hiervan is dat I bij het doorsnijden van een drager met elektronisch componenten, zoals meer in het I 10 bijzonder halfgeleider producten, de componenten zo kunnen worden losgesneden dat de losgesneden contactdelen ervan zonder verdere bewerking (dus zonder verdere reiniging of mechanische bewerking) zodanig schoon blijven dat deze direct geschikt zijn voor verder gebruik ondanks de hoge eisen die hiervoor aan de kwaliteit van de contactdelen wordt gesteld. Onder gebruik van de componenten wordt gewoonlijk 15 verstaan de inbouw van de elektronisch component in een elektrische installatie.To this end, the invention provides a method of the type mentioned in the preamble, characterized in that where the laser beam comes into contact with the carrier, a gas stream is present which has at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. As a result of the gas flow at the location where the laser beam touches the object to be processed, the material detached from the object will at least for an important part be entrained with the gas flow. The consequence of this is that the material deposition on the object to be processed will occur (at least substantially) downstream of the location where the laser beam touches the object to be processed. Thus, the object to be processed will only become partially contaminated around the location where the laser beam touches the object to be processed. An important advantage hereof is that when cutting a carrier with electronic components, such as more particularly semiconductor products, the components can be cut loose in such a way that the cut-off contact parts thereof without further processing (i.e. without further cleaning or mechanical processing) remain clean in such a way that they are immediately suitable for further use, despite the high demands placed on the quality of the contact parts. Use of the components is usually understood to mean the incorporation of the electronic component into an electrical installation.

Bij voorkeur wordt de gasstroom door een rond de laserstraal aangebrachte behuizing in hoofdzaak evenwijdig aan de laserstraal aangevoerd om deze gasstroom meer nabij de drager om te vormen in de gasstroom met ten minste een bewegingscomponent in een 20 richting loodrecht op de richting van de laserstraal. Daar er weinig ruimte is voor de aanvoer van de gasstroom is het een veel toegepaste oplossing de toevoer voor het gas te combineren met een afgeschermde doorvoer voor de laserstraal. Pas daar waar de H laserstraal zijn werk verricht (bij het treffen van het object) is het overeenkomstig de uitvinding noodzakelijk om te beschikken over een gasstroom die het residu in een H 25 voorkeursrichting afvoert. De richting van de evenwijdig aan de laserstraal aangevoerde H gasstroom kan bijvoorbeeld door een ten opzichte van de laserstraal niet rotatiesymmetrische vorm van de behuizing worden omgezet in een gasstroom met ten minste een bewegingscomponent in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal. Door de van rotatiesymmetrisch afwijkende vorm ten opzichte van de 30 laserstraal zorgt de behuizing voor een richting (of richtingen) van de gasstroom die een hoek insluit (insluiten) met de laserstraal. Daarbij wordt de gasstroom bij voorkeur gevormd door, ten minste in hoofdzaak, inert gas, zoals Ar (of een ander edelgas) en N2. Ook een combinatie van verschillende gassen is mogelijk. Als alternatief is het ook denkbaar het gas te verrijken met bijvoorbeeld O2 maar dit ligt minder voor de hand 3 daar dit het doorsnijden van objecten kan bevorderen maar waarbij tevens een minder beheersbaar eindresultaat ontstaat hetgeen nu juist bij fïjnmechanische toepassingen wordt gezocht. Desalniettemin zijn er specifieke toepassingen denkbaar (moeilijk te doorsnijden materiaal, het doorsnijden van materiaaldelen waarvan de vorm minder 5 kritisch is en zo voorts) dat een verrijkt gas de voorkeur verdient.The gas stream is preferably supplied through a housing arranged around the laser beam, substantially parallel to the laser beam, in order to convert this gas stream closer to the carrier into the gas stream with at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. Since there is little room for supplying the gas stream, it is a frequently used solution to combine the feed for the gas with a shielded feed-through for the laser beam. Only where the H laser beam performs its work (when hitting the object) is it necessary in accordance with the invention to have a gas stream which discharges the residue in an H preferred direction. The direction of the H gas stream supplied parallel to the laser beam can, for example, be converted by a non-rotationally symmetrical shape of the housing into a gas stream with at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. Due to the shape that deviates from rotationally symmetrically relative to the laser beam, the housing provides a direction (or directions) of the gas stream that encloses (encloses) an angle with the laser beam. The gas stream is herein preferably formed by, at least substantially, inert gas, such as Ar (or another noble gas) and N2. A combination of different gases is also possible. As an alternative, it is also conceivable to enrich the gas with, for example, O 2, but this is less obvious 3 as this can promote the cutting of objects, but also results in a less controllable end result, which is precisely sought for fine-mechanical applications. Nonetheless, specific applications are conceivable (material that is difficult to cut, material parts whose shape is less critical and so on) that an enriched gas is preferred.

Voor een gecontroleerde afzetting van materiaalresten kan de gasstroom van daar waar de laserstraal in contact komt met de drager ten minste over enige afstand langs de drager worden gevoerd. De depositie zal dan plaatsvinden daar waar de gastroom langs 10 de drager wordt gevoerd op korte afstand van de werklocatie van de laserstraal. Het is echter ook mogelijk dat de gasstroom op korte afstand van daar waar de laserstraal in contact komt met de drager wordt afgezogen. Het voordeel van directe afzuiging van de gasstroom nadat deze de werklocatie van de laserstraal verlaat is dat depositie op de drager (althans voor een deel) voorkomen kan worden. Het met de gastroom 15 meegevoerde residu van de drager zal dan (in optimale omstandigheden) voor het zich kan afzetten op de drager reeds op afstand van de drager zijn gebracht.For a controlled deposition of material residues, the gas stream from where the laser beam comes into contact with the carrier can be passed along the carrier at least over some distance. The deposition will then take place where the gas flow is passed along the carrier at a short distance from the working location of the laser beam. However, it is also possible for the gas stream to be extracted at a short distance from where the laser beam comes into contact with the carrier. The advantage of direct extraction of the gas stream after it leaves the working location of the laser beam is that deposition on the carrier (at least in part) can be prevented. The residue of the carrier entrained with the gas stream 15 will then (under optimum conditions) be deposited at a distance from the carrier before it can settle on the carrier.

De uitvinding verschaft tevens een inrichting van het in aanhef genoemde type met het kenmerk dat de behuizing een zodanig ten opzichte van de laserstraal van 20 rotatiesymmetrisch afwijkende vorm heeft, dat een middels de gastoevoer aangevoerde gasstroom na het verlaten van de behuizing ten minste een bewegingscomponent heeft in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal. Met een dergelijke inrichting kunnen de voordelen worden gerealiseerd zoals reeds voorgaand beschreven aan de hand van de werkwijze volgens de uitvinding. Tevens wordt opgemerkt dat een 25 dergelijke inrichting ten opzichte van de stand van techniek hoegenaamd geen extra kosten met zich mee hoeft te brengen. Voor een goede werking is het gewenst dat de gastoevoer aansluit op een gasbron van een ten minste gedeeltelijk inert gas. In het bijzonder wordt met na het verlaten van de behuizing gedoeld op de gasstroom op 0,5 tot 1,0 mm afstand van de behuizing. Dit is immers de gebruikelijk afstand waarop een 30 te bewerken drager zicht bevind van de behuizing.The invention also provides a device of the type mentioned in the preamble, characterized in that the housing has a shape which deviates from the laser beam in a rotationally symmetrical manner such that a gas stream supplied via the gas supply after leaving the housing has at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. With such a device the advantages can be realized as already described above with reference to the method according to the invention. It is also noted that such a device does not have to incur any additional costs compared to the prior art. For proper operation, it is desirable that the gas supply connects to a gas source of an at least partially inert gas. In particular, after leaving the housing, reference is made to the gas flow at a distance of 0.5 to 1.0 mm from the housing. This is, after all, the usual distance at which a carrier for processing is located from the housing.

In een voordelige uitvoeringsvariant zijn de laserstraal en de behuizing zodanig ten opzichte van elkaar verplaatsbaar dat de bewegingscomponent van de gasstroom na het verlaten van de behuizing in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal 1022231 I wijzigbaar is. Het belangrijke voordeel hiervan is dat de richting waarin de I materiaaldepositie (de verontreiniging van het te bewerken object) plaatsvindt hierdoor I controleerbaar is. Door het in een bepaalde richting sturen van de gasstroom (althans de I component ervan loodrecht op de laserstraal) zal ook de depositie zich I 5 dienovereenkomstig uitstrekken. Bij bijvoorbeeld het separeren van omhulde I halfgeleiders uit een gezamenlijke drager zal bij het maken van ieder afzonderlijke I snede de depositie juist in een zodanige richting worden gestuurd dat de vrijgemaakte I contacten van de omhulde halfgeleiders vrij blijven van depositie (afzetting).In an advantageous embodiment, the laser beam and the housing are displaceable relative to each other in such a way that the movement component of the gas stream can be changed after leaving the housing in a direction perpendicular to the direction of the laser beam 1022231. The important advantage hereof is that the direction in which the material deposition (the contamination of the object to be processed) takes place can hereby be controlled. By controlling the gas flow in a certain direction (at least its component perpendicular to the laser beam), the deposition will also extend accordingly. For example, when separating encapsulated semiconductors from a common carrier, the deposition will be controlled in such a way that the released contacts of the encapsulated semiconductors remain free of deposition (deposition).

10 Het richten van de gasstroom kan bijvoorbeeld op relatief goedkope wijze worden I gerealiseerd door een behuizing die roteerbaar is ten opzichte van de laserstraal. Als alternatief (of in combinatie met de roteerbare behuizing) kan de behuizing transleerbaar worden uitgevoerd ten opzichte van de laserstraal. Zoals bovengaand H beschreven is het extra voordelig de gasstroom kort na het passeren van de werklocatie 15 van de laserstraal af te zuigen zodat er in de mate van depositie wordt teruggebracht, dit wordt mogelijk wanneer de behuizing is voorzien van een gasafvoer voor het afvoeren van gas dat ten minste een bewegingscomponent heeft gehad in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal. Daarbij is het gewenst dat de gasafvoer is geopend aan een van de laserstraal afgekeerde zijde van de behuizing. Het gas kan dan vanuit de 20 behuizing in contact treden met het te bewerken object om vervolgens te worden afgezogen. De ongewenste vermenging van nog niet langs de werklocatie gevoerd gas met gas dat deze locatie reeds heeft gepasseerd kan zo worden voorkomen.The alignment of the gas flow can for instance be realized in a relatively inexpensive manner through a housing which is rotatable relative to the laser beam. Alternatively (or in combination with the rotatable housing) the housing can be made translatable with respect to the laser beam. As described above H, it is extra advantageous to extract the gas stream from the laser beam shortly after passing the working location 15 so that the amount of deposition is reduced, this becomes possible if the housing is provided with a gas discharge for discharging gas that has had at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. It is then desirable for the gas outlet to be opened on a side of the housing remote from the laser beam. The gas can then come into contact from the housing with the object to be processed and subsequently be extracted. The undesired mixing of gas that has not yet passed the work location with gas that has already passed this location can thus be prevented.

H Ter vergroting van de stroomsnelheid van het gas (tot bij voorkeur maximaal sonische 25 snelheid) en om het gasverbruik te reduceren is het voordelig de behuizing te voorzien van een inwendige vernauwing welke vernauwing zowel de laserstraal als de gasstroom doorlaat. Een andere mogelijkheid is dat de behuizing is voorzien van een afzonderlijk H excentrisch geplaatst tweede toevoerkanaal voor gas. Door een tweede toevoerkanaal H voor gas wordt het nog beter mogelijk de richting van gasstroom buiten de behuizing H 30 (met name daar waar de laserstraal de te bewerken drager treft) te beheersen.To increase the gas flow rate (to preferably maximum sonic speed) and to reduce gas consumption, it is advantageous to provide the housing with an internal restriction, which restriction passes through both the laser beam and the gas stream. Another possibility is that the housing is provided with a separate H eccentrically placed second gas supply channel. A second gas supply channel H makes it even better possible to control the direction of gas flow outside the housing H 30 (in particular where the laser beam hits the carrier to be processed).

H De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in H navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: 5 figuur 1 een schematisch aanzicht op een dwarsdoorsnede door een deel van een laserinrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 2 een schematisch aanzicht op een dwarsdoorsnede door een deel van een uitvoeringsvariant van een laserinrichting overeenkomstig de uitvinding, 5 figuur 3 een schematisch aanzicht op een dwarsdoorsnede door een deel van een tweede uitvoeringsvariant van een laserinrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 4 een schematisch aanzicht op een dwarsdoorsnede door een deel van een derde uitvoeringsvariant van een laserinrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 5 een schematisch aanzicht op een dwarsdoorsnede door een deel van een vierde 10 uitvoeringsvariant van een laserinrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 6 een schematisch aanzicht op een dwarsdoorsnede door een deel van een vierde uitvoeringsvariant van een laserinrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 7A een schematisch weergegeven bovenaanzicht op een laserstraal en behuizing welke onderdeel uitmaken van een inrichting volgens de uitvinding, 15 figuur 7B een schematisch weergegeven bovenaanzicht op een laserstraal en behuizing volgens figuur 7A in een tweede onderlinge oriëntatie, figuur 7C een schematisch weergegeven bovenaanzicht op een laserstraal en behuizing volgens figuren 7A en 7B in een derde onderlinge oriëntatie, en figuur 7D een schematisch weergegeven bovenaanzicht op een laserstraal en behuizing 20 volgens figuren 7A-7C in een vierde onderlinge oriëntatie.The present invention will be further elucidated on the basis of the non-limitative exemplary embodiments shown in the following figures. Herein: figure 1 shows a schematic view of a cross-section through a part of a laser device according to the invention, figure 2 shows a schematic view of a cross-section through a part of an embodiment of a laser device according to the invention, figure 3 shows a schematic view of a cross-section through a part of a second embodiment of a laser device according to the invention, figure 4 shows a schematic view of a cross-section through a part of a third embodiment of a laser device according to the invention, figure 5 shows a schematic view of a cross-section through a part of a fourth embodiment of a laser device according to the invention, figure 6 shows a schematic view of a cross-section through a part of a fourth embodiment of a laser device according to the invention, figure 7A shows a schematic top view of a laser beam and housing forming part of a device according to the invention, figure 7B shows a schematic top view of a laser beam and housing according to figure 7A in a second mutual orientation, figure 7C shows a schematic top view of a laser beam and housing according to figures 7A and 7B in a third mutual orientation, and figure 7D shows a schematic top view of a laser beam and housing 20 according to figures 7A-7C in a fourth mutual orientation.

Figuur 1 toont een deel van een kop van een behuizing 1 met een doorvoer 2 waardoor een, middels onderbroken belijning weergegeven, laserstraal 3 op een te bewerken materiaallaag 4 wordt geprojecteerd. De laserstraal 3 is zo krachtig (bijvoorbeeld 1064 25 nm, 24 Watt effectief bij een diameter van 15 pm) dat deze in de drager (bijvoorbeeld vervaardigd uit koper, epoxy, kunststof of een samengesteld product zoals een “BGA-board”) een snede 5 aanbrengt waarmee de drager 4 volledig kan worden doorsneden. Door de doorvoer 2 wordt een gas gevoerd (bijvoorbeeld met een overdruk van 2,5 tot 4 Bar) waarvan de stroming middels pijlen is weergegeven. Daar waar de laserstraal 2 de 30 snede 5 in de drager 4 raakt stroomt het gas ten minste deels evenwijdig aan de drager 4 (zie hiertoe pijl PI). Door de richting van deze gasstroming PI nabij de snede 5 zal het door de laserstraal losgemaakte en verdampte dragermateriaal als neerslag 6 zich ten minste in hoofdzaak afzetten aan één zijde van de snede 5. Om nu dit effect te bereiken is de laserstraal 3 uit het midden van de doorvoer 2 geplaatst zodat de behuizing 1 niet 1 ; 7 7 9 Λ i I meer rotatiesymmetrisch geplaatst is ten opzichte van de laserstraal 3. Opgemerkt wordt H tevens dat de vernauwing in de doorvoer 2 is voorzien om de gasstroom te versnellen I (tot een snelheid van meer dan 100 meter per seconde, of nog meer bij voorkeur tot I sonische snelheid) en om het gasverbruik te beperken.Figure 1 shows a part of a head of a housing 1 with a passage 2 through which a laser beam 3, represented by interrupted lines, is projected onto a material layer 4 to be processed. The laser beam 3 is so powerful (e.g. 1064 25 nm, 24 Watt effective at a diameter of 15 µm) that it cuts a cut in the support (for example made from copper, epoxy, plastic or a composite product such as a "BGA board") 5 with which the support 4 can be completely cut. A gas is passed through the passage 2 (for example with an overpressure of 2.5 to 4 Bar), the flow of which is shown by arrows. Where the laser beam 2 touches the cut 5 in the carrier 4, the gas flows at least partially parallel to the carrier 4 (see arrow PI for this). Due to the direction of this gas flow P1 near the cut 5, the carrier material released and evaporated by the laser beam as precipitate 6 will deposit at least substantially on one side of the cut 5. To achieve this effect now, the laser beam 3 is off center of the passage 2 so that the housing 1 is not 1; 7 7 9 Λ i I is positioned more rotationally symmetrically with respect to the laser beam 3. It is also noted that the restriction in the passage 2 is provided to accelerate the gas flow I (to a speed of more than 100 meters per second, or even more preferably to sonic speed) and to limit gas consumption.

Figuur 2 toont wederom de drager 4 waarin een snede 5 wordt gemaakt. De in deze I figuur weergegeven behuizing 7 heeft een doorvoer 8 waardoor nu centraal een laserstraal 9 voert. De behuizing is nu echter zodanig aan het uiteinde afgeschuind dat I de gasstroom na het verlaten van de behuizing in hoofdzaak in een voorkeursrichting zal I 10 worden gedrongen. Zie hiertoe ook de middels de pijlen symbolisch weergegeven richting van de gasstroming. De gasstroom nabij de snede 5 (zie pijl P2) draagt zorg I voor het althans in hoofdzaak eenzijdig optreden van materiaalafzetting 10.Figure 2 again shows the carrier 4 in which a cut 5 is made. The housing 7 shown in this figure has a bushing 8 through which a laser beam 9 now conducts centrally. However, the housing is now chamfered at the end in such a way that after leaving the housing the gas flow will be forced substantially in a preferred direction. See also the direction of the gas flow symbolically represented by the arrows. The gas flow near the cut 5 (see arrow P2) is responsible for the at least substantially unilateral occurrence of material deposits 10.

Figuur 3 toont nog een uitvoeringsvariant van een behuizing 11 waarmee de gasstroom 15 vanuit een doorvoer 12 in een voorkeursrichting kan worden gedrongen. De centraal in de doorvoer 12 geplaatste laserstraal 13 maakt een snede 5 in de drager 4 waarvan ten gevolge van de lokale richting van de gasstroom nabij de snede 5 (zie pijl P3) wederom in hoofdzaak slechts eenzijdig van de snede 5 materiaaldepositie 10 zal optreden.Figure 3 shows another embodiment variant of a housing 11 with which the gas flow 15 can be forced from a passage 12 in a preferred direction. The laser beam 13 placed centrally in the feed-through 12 makes a cut 5 in the carrier 4 of which, as a result of the local direction of the gas flow near the cut 5 (see arrow P3), again substantially only one-sided of the cut 5 material deposition 10 will occur.

20 Figuur 4 toont een variant 14 op een kop van de behuizing 1 getoond in figuur 1 waarin nu echter een afvoeropening 15 voor gas is aangebracht. Doordat een deel van het materiaal dat door de laserstraal 3 wordt losgemaakt uit de drager 4 nu zal worden afgezogen voordat het neerslaat zal de in hoofdzaak eenzijdig van de snede 5 optredende depositie 16 minder zijn dan de depositie 6 zoals deze is getoond in figuur 1.Figure 4 shows a variant 14 on a head of the housing 1 shown in Figure 1, in which, however, a discharge opening 15 for gas is now provided. Because part of the material released by the laser beam 3 from the carrier 4 will now be suctioned off before depositing, the deposition 16 occurring substantially unilaterally of the cut 5 will be less than the deposition 6 as shown in Fig. 1.

Figuur 5 toont een behuizing 30 welke een grote gelijkenis vertoont met de behuizing 14 zoals getoond in figuur 5 echter de behuizing 30 is tevens voorzien van een extra H toevoerkanaal 31 voor gas. De laserstaal 3 kan centrisch door deze behuizing 30 worden H gevoerd waardoor het voor het verplaatsen van de richting waarin de depositie 16 H 30 optreedt de behuizing 30 eenvoudig centrisch kan worden geroteerd. Tevens wordt de H aandacht gevestigd op de vorm van de centrale doorvoer 32 die, overeenkomstig de H vorm van de doorvoer getoond in figuur 4, een convergerende vorm heeft. Een aldus H gevormde centrale doorvoer 32 is met name geschikt voor het creëren van een gasstroming met een maximaal sonische (sub-sone) snelheid.Figure 5 shows a housing 30 which is very similar to the housing 14 as shown in Figure 5, but the housing 30 is also provided with an additional H gas supply channel 31. The laser steel 3 can be passed centrically through this housing 30, so that the housing 30 can easily be rotated centrically for displacing the direction in which the deposition 16 H 30 occurs. The H attention is also drawn to the shape of the central bushing 32 which, according to the H shape of the bushing shown in Figure 4, has a converging shape. A central passage 32 thus formed is particularly suitable for creating a gas flow with a maximum sonic (sub-sonic) speed.

77

Ook figuur 6 toont een behuizing 17 voor een laserstraal 18 met een afvoerkanaal 19 voor gas. In het in deze figuur 5 weergegeven voorbeeld is echter het afvoerkanaal 19 voorzien van een afzonderlijke mantel 24 die is aangebracht tegen de buitenzijde van de 5 behuizing 17. Wederom is geïllustreerd dat de optredende materiaaldepositie 20 op de drager 4 minder is dan de depositie 6,10 zoals getoond in de figuren 1-3,Figure 6 also shows a housing 17 for a laser beam 18 with a gas discharge channel 19. In the example shown in this figure 5, however, the discharge channel 19 is provided with a separate casing 24 which is arranged against the outside of the housing 17. It is again illustrated that the material deposition 20 occurring on the carrier 4 is less than the deposition 6, 10 as shown in figures 1-3,

Figuren 7A-7D tonen een binnenwand 21 van de behuizing 1 uit figuur 1 waardoor excentrisch een laserstraal 22 voert. Door de excentrische opstelling van de laserstraal 10 22 in de behuizing 1 zal de materiaaldepositie niet gelijkmatig rond het middelpunt van de binnenwand 21 optreden maar voornamelijk optreden in een gearceerde gebied 23. Aldus kan door de wijziging van de onderlinge oriëntatie van de laserstraal 22 en de binnenwand 21 worden bepaald waar het gearceerde gebied 23 zich bevindt. De onderlinge verplaatsing van de binnenwand 21 en de laserstraal 22 kan plaatsvinden 15 middels translatie en/of excentrische rotatie van één van beiden. Ten aanzien van de uitvoeringsvarianten van de behuizing 7,11 getoond in de figuren 2 en 3 wordt opgemerkt dat hierbij de richting van de depositie 10 het meeste eenvoudig kan worden gestuurd door centrische rotatie (ten opzichte van de laserstraal 9,13) van de behuizing 7,11.Figures 7A-7D show an inner wall 21 of the housing 1 of figure 1 through which a laser beam 22 is eccentric. Due to the eccentric arrangement of the laser beam 22 in the housing 1, the material deposition will not occur uniformly around the center of the inner wall 21, but will mainly occur in a shaded area 23. Thus, by changing the mutual orientation of the laser beam 22 and the inner wall 21, it is determined where the shaded area 23 is located. The mutual movement of the inner wall 21 and the laser beam 22 can take place by means of translation and / or eccentric rotation of one of the two. With regard to the embodiments of the housing 7, 11 shown in Figures 2 and 3, it is noted that the direction of the deposition 10 can be controlled most simply here by centric rotation (relative to the laser beam 9.13) of the housing 7.11.

ί '^4/1 o è^ 4/1 o è

Claims (15)

1. Werkwijze voor het met een laserstraal bewerken van een drager voor ten minste één elektronische component, door het op de drager richten van de laserstraal, I 5 met het kenmerk dat daar waar de laserstraal in contact komt met de drager een I gasstroom aanwezig is welke ten minste een bewegingscomponent heeft in een richting I loodrecht op de richting van de laserstraal.Method for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam by directing the laser beam at the carrier, characterized in that a gas stream is present where the laser beam comes into contact with the carrier which has at least one movement component in a direction I perpendicular to the direction of the laser beam. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de gasstroom door een 10 rond de laserstraal aangebrachte behuizing in hoofdzaak evenwijdig aan de laserstraal I wordt aangevoerd om deze gasstroom meer nabij de drager om te vormen in de I gasstroom met ten minste een bewegingscomponent in een richting loodrecht op de I richting van de laserstraal. I 152. Method as claimed in claim 1, characterized in that the gas stream is supplied through a housing arranged around the laser beam, substantially parallel to the laser beam I, to convert this gas stream closer to the carrier into the gas stream with at least one movement component in it. a direction perpendicular to the I direction of the laser beam. I 15 3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de richting van de I evenwijdig aan de laserstraal aangevoerde gasstroom door een ten opzichte van de laserstraal niet rotatiesymmetrische vorm van de behuizing wordt omgezet in een I gasstroom met ten minste een bewegingscomponent in een richting loodrecht op de I richting van de laserstraal. I 203. Method as claimed in claim 2, characterized in that the direction of the gas stream supplied parallel to the laser beam is converted by a non-rotationally symmetrical shape of the housing into an I gas stream with at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. on the I direction of the laser beam. I 20 4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de gasstroom wordt gevormd door, ten minste in hoofdzaak, inert gas, zoals Ar en N2.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas flow is formed by, at least substantially, inert gas, such as Ar and N 2. 5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de 25 gasstroom met ten minste een bewegingscomponent in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal van daar waar de laserstraal in contact komt met de drager ten minste over enige afstand langs de drager wordt gevoerd.5. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas stream with at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam from where the laser beam comes into contact with the carrier at least over some distance along the carrier being fed. 6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de 30 gasstroom met ten minste een bewegingscomponent in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal van daar waar de laserstraal in contact komt met de drager wordt afgezogen. -sr' ‘i.'6. Method as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the gas stream is extracted with at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam from where the laser beam comes into contact with the carrier. -sr "" i. " 7. Inrichting voor het met een laserstraal bewerken van een drager voor ten minste één elektronische component, omvattende: - een laserbron met op de laserbron aansluitende richtmiddelen voor het op een te bewerken object richten van een laserstraal, en 5 - een ten minste gedeeltelijk rond de laserbron aangebrachte behuizing met een gastoevoer, met het kenmerk dat de behuizing een zodanig ten opzichte van de laserstraal van rotatiesymmetrisch afwijkende vorm heeft, dat een middels de gastoevoer aangevoerde gasstroom na het 10 verlaten van de behuizing ten minste een bewegingscomponent heeft in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal.Device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam, comprising: - a laser source with directing means connecting to the laser source for directing a laser beam on an object to be processed, and - an at least partially rounded housing with a gas supply arranged in the laser source, characterized in that the housing has a shape of rotationally symmetrical deviation from the laser beam such that a gas stream supplied via the gas supply has at least one movement component in a direction perpendicular after leaving the housing on the direction of the laser beam. 8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de gastoevoer aansluit op een gasbron van een ten minste gedeeltelijk inert gas. 15Device as claimed in claim 7, characterized in that the gas supply connects to a gas source of an at least partially inert gas. 15 9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk dat de laserstraal en de behuizing zodanig ten opzichte van elkaar verplaatsbaar zijn dat de bewegingscomponent van de gasstroom na het verlaten van de behuizing in een richting loodrecht op de richting van de laserstraal wijzigbaar is. 20Device as claimed in claim 7 or 8, characterized in that the laser beam and the housing are displaceable relative to each other in such a way that the movement component of the gas stream can be changed after leaving the housing in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. 20 10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de behuizing roteerbaar is ten opzichte van de laserstraal.Device as claimed in claim 9, characterized in that the housing is rotatable relative to the laser beam. 11. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk dat de behuizing 25 transleerbaar is ten opzichte van de laserstraal.11. Device as claimed in claim 8 or 9, characterized in that the housing 25 is translatable relative to the laser beam. 12. Inrichting volgens een der conclusies 7-11, met het kenmerk dat de behuizing is voorzien van een gasafvoer voor het afvoeren van gas dat ten minste een bewegingscomponent heeft gehad in een richting loodrecht op de richting van de 30 laserstraal.12. Device as claimed in any of the claims 7-11, characterized in that the housing is provided with a gas discharge for discharging gas that has had at least one movement component in a direction perpendicular to the direction of the laser beam. 13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de gasafvoer is geopend aan een van de laserstraal afgekeerde zijde van de behuizing. 10222?’ I 10Device as claimed in claim 12, characterized in that the gas discharge is opened on a side of the housing remote from the laser beam. 10222? "I 10 14. Inrichting volgens een der conclusies 7-13, met het kenmerk, dat de behuizing I is voorzien van een inwendige vernauwing welke vernauwing zowel de laserstraal als I de gasstroom doorlaat. I 5Device as claimed in any of the claims 7-13, characterized in that the housing I is provided with an internal restriction, which restriction passes both the laser beam and I the gas stream. I 5 15. Inrichting volgens een der conclusies 7-14, met het kenmerk, dat de behuizing is voorzien van een afzonderlijk excentrisch geplaatst tweede toevoerkanaal voor gas.Device as claimed in any of the claims 7-14, characterized in that the housing is provided with a separate eccentrically placed second gas supply channel.
NL1022231A 2002-12-20 2002-12-20 Method and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam. NL1022231C2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1022231A NL1022231C2 (en) 2002-12-20 2002-12-20 Method and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam.
TW092133990A TW200418245A (en) 2002-12-20 2003-12-03 Method and device for treating with a laser beam a carrier for at least one electrical component
PCT/NL2003/000862 WO2004060602A1 (en) 2002-12-20 2003-12-04 Method and device for treating with a laser beam a carrier for at least one electrical component
AU2003285832A AU2003285832A1 (en) 2002-12-20 2003-12-04 Method and device for treating with a laser beam a carrier for at least one electrical component

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1022231A NL1022231C2 (en) 2002-12-20 2002-12-20 Method and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam.
NL1022231 2002-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1022231C2 true NL1022231C2 (en) 2004-06-22

Family

ID=32709974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1022231A NL1022231C2 (en) 2002-12-20 2002-12-20 Method and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam.

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2003285832A1 (en)
NL (1) NL1022231C2 (en)
TW (1) TW200418245A (en)
WO (1) WO2004060602A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6124425B1 (en) * 2015-10-26 2017-05-10 株式会社日本製鋼所 Laser processing device rectifier and laser processing device
DE102016215019C5 (en) 2016-08-11 2023-04-06 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Process for laser cutting with optimized gas dynamics
DE102023106969A1 (en) * 2023-03-20 2024-09-26 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Laser marking method for producing a marking pattern on a workpiece surface of a workpiece

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0618037A1 (en) * 1993-04-02 1994-10-05 International Business Machines Corporation Optics and environmental protection device for laser processing applications
JP2001053443A (en) * 1999-08-06 2001-02-23 Hitachi Ltd Method and device for manufacturing electronic circuit board and electronic circuit board
US20020074318A1 (en) * 1999-04-07 2002-06-20 Helmut Vogt Method and device for thin-film ablation of a substrate
WO2003015977A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-27 Robert Bosch Gmbh Device for reducing the ablation products on the surface of a work piece during laser drilling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0618037A1 (en) * 1993-04-02 1994-10-05 International Business Machines Corporation Optics and environmental protection device for laser processing applications
US20020074318A1 (en) * 1999-04-07 2002-06-20 Helmut Vogt Method and device for thin-film ablation of a substrate
JP2001053443A (en) * 1999-08-06 2001-02-23 Hitachi Ltd Method and device for manufacturing electronic circuit board and electronic circuit board
US6498319B1 (en) * 1999-08-06 2002-12-24 Hitachi, Ltd. Method and an apparatus for manufacturing multi-layer boards using laser light
WO2003015977A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-27 Robert Bosch Gmbh Device for reducing the ablation products on the surface of a work piece during laser drilling

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 19 5 June 2001 (2001-06-05) *

Also Published As

Publication number Publication date
TW200418245A (en) 2004-09-16
AU2003285832A1 (en) 2004-07-29
WO2004060602A1 (en) 2004-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960004755B1 (en) Laser beam machine
NL1022231C2 (en) Method and device for processing a carrier for at least one electronic component with a laser beam.
JP5964693B2 (en) Substance collection method and substance collection apparatus
KR100902271B1 (en) Bonding device
JPH06501131A (en) High-speed arc spraying equipment and spraying method
KR930006176A (en) Reactive Sputtering Device
CN106583931A (en) Laser processing apparatus
JPH08507254A (en) Solder nozzle with gas knife jet
JP6124425B1 (en) Laser processing device rectifier and laser processing device
JP2014237148A (en) Protection method for cover glass and laser processing head
JP2008517752A (en) Method and apparatus for sorting gas-driven streams of generally flat and lightweight articles
US4923527A (en) Apparatus and method for slag-free cutting of billets and the like
JP6128101B2 (en) Laser cladding equipment
TW200800461A (en) Method for removing by-products in laser beam process and apparatus for the same
JP6318034B2 (en) Cutting equipment
JP2020002464A (en) Pulse laser vapor deposition for particle reduction of substrate, and apparatus for substrate having substrate surface
JPH08192289A (en) Laser beam machining device
EP3661689A1 (en) Device and method for plasma cutting of work pieces
US6742693B2 (en) Solder bath with rotatable nozzle
JPH11267874A (en) Laser processing nozzle
JPH04284978A (en) Plasma powder cladding torch
JP2003334686A (en) Laser beam processing sputtering adhesion prevention
CS479790A3 (en) Apparatus for metal cutting
KR940016601A (en) Manufacturing method and thin film forming apparatus of semiconductor device
US1034969A (en) Apparatus for separating magnetic metal from sand.

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20070701