TW503143B - Method and apparatus for drilling printed wiring boards - Google Patents
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Description
503143 Α7 Β7 五、發明説明(1 ) 〔發明技術背景〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明關於利用雷射光來進行印刷電路板之鑽孔方法 及設備,進一步言之,其有關於鑽設肓通孔來連接上傳導 層和下傳導層。 〔發明背景〕 圖1 7爲以雷射光鑽孔之傳統光學系統槪示圖,在此 雷射鑽孔系統中,從雷射頭1發出的雷射光束2被準直儀 3準直和放大或縮小,之後塑成適當直徑來鑽設孔口 4。 塑形後的雷射光束2由一角鏡5和一機製頭z內的一鏡子 1 4反射,之後由一對檢流器鏡1 5 a,1 5 b反射到一 f — Θ透鏡16。雷射光束2由檢流器鏡15a ,15b 定位,且經由f - 0透鏡垂直入射到一機製面。機製是在 f - 0透鏡尺寸界定的各機製區1 8進行,且該區係由一 X — Y表(未示出)從18,到18N依序移動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 8 a顯示準直儀3和孔口 4,此圖中下方圖形顯 示雷射光能(縱座標)和雷射光束內部徑向位置(橫座標 )之關係。由於在雷射頭1輸出窗口的空間能量分布一般 爲高斯分布,通過準直儀3的雷射光束空間能量分布亦爲 高斯分布。雷射光束大小可由準直儀3放大而加以變化( 放大率或縮小率),亦即,當放大不多,雷射光束直徑變 小,而空間能量分布呈現圖1 8 a中所示之高能量(或功 率)密度之a >分布(虛線),當放大很多時,雷射光束 傳導層直徑變大,而空間能量分布呈現圖1 8 a中所示之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇Χ297公釐1 :4_ 503143 A7 B7 五、發明説明(2 ) 低能量(或功率)密度之b ’分布(虛線)。 進一步言之,若孔口 4徑大,一機製通孔底部(亦即 一內傳導層之表面)可能會受損,因爲能量集中在中心, 因此利用一適當孔口 4來切掉光束中央部分來做成能量分 布相當均勻之A /分布(實線)或B /分布(實線)’以 避免損傷。之後將孔口 4從光徑移除而得之全空間能量分 布稱爲C /分布。 另一方面,圖1 8 b所示者爲在光徑中使用一光束均 勻器3 0時之能量分布’空間能量分布經過光束均勻器 3 0塑形成一矩形,被準直儀3縮小或放大(a分布(實 線)或b‘分布(實線))’之後以一孔口 4切割製做爲高 度均勻(圖1 8 b中之A分布(實線)或B分布(實線) )。之後,這些矩形分布稱爲 > 頂帽狀〃分布,將孔口 4 從光徑移去之後所得之利用光束均勻器3 0之全空間能量 分布稱爲C分布。不同的商用光學產品可做爲光束均勻器 3 0,諸如消球差透鏡系統或繞射光學系統。 印刷電路板典型構造爲一含玻璃基板(F R - 4 ), 其爲一基板,上面輪替疊置一層或多層導體和一層或多層 含樹脂之玻璃纖維,而其表層爲一傳導層;另一典型構造 爲R C C基板,其爲一基板,上面輪替疊置一層或多層導 體和一層和多層樹脂,而其表層爲一傳導層;又一典型構 造爲樹脂直接層,其傳導層包覆一層樹脂,樹脂主要是用 環氧基樹脂或聚亞醯胺,有時亦可以陶瓷材料取代玻璃纖 維來強化樹脂層。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210'〆297公釐) -5- 503143 A7 B7 _ 五、發明説明(3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 下述之以波長爲1 0 . 6/zm之二氧化碳(C〇2)雷 射來鑽孔之方法爲已知。1982年4月出版之IPC Technical Review第1 2 — 1 5頁、'用於I B Μ新大型積體 封裝設計〃一文中揭示一種稱爲C 0 2樹脂直接法〃之方 法.,其在樹脂直接基板的樹脂層形成一肓通孔。日本公開 案58 — 64097JP Α1和美國專利 5,0 1 0,2 3 2號揭示在以化學蝕刻或鑽孔形成一窗 口之後以C 〇 2雷射在一含玻璃基板的樹脂層內形成一肓通 孔之方法。 此外,曰本公開案01 — 266983JP Α1揭 示在一片上面輪替疊層多層傳導層和多層樹脂層的基板上 鑽設穿透孔或盲通孔之方法,其爲以能有效移除金屬之紫 .外線(U V )雷射光經由圓形加工在一傳導層形成一窗口 以及利用C 〇 2雷射光鑽-樹脂層之重覆的程序。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而,已知爲在C 0 2雷射鑽孔後會在通孔底部殘留一 層厚度t。爲〇 · 2〜3 //m之薄殘留樹脂層(俗稱污痕( smear)),換言之,在傳導層上。另外,吾人發現厚度t 不 會改變,即使C 〇 2雷射脈衝的能量密度或射撃次數有所不 同。 以下爲吾人對殘留物成因之推測。C 〇 2鑽孔法爲利用 樹脂層熱分解,其溫度隨著吸收紅外線光而上升。因此, 由於(內)傳導層(例如銅)之熱傳導率比樹脂層大上一 千倍,當樹脂層變薄,熱能開始流入內傳導層。因此,樹 脂層溫度無法上升到樹脂殘留層之分解溫度,因而留下一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公羞1 ~一 — 一 503143 A7 B7 五、發明説明(4 ) 層〇 · 2〜3/zm之殘留層。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 當有此殘留層’不可避免地須以一化學去污程序來除 去殘留層,步驟包括空調、淸洗、煮沸、冷卻、淸洗、膨 脹、淸洗、氧化去污、淸洗、中和、淸洗、乾燥等等。在 此.化學去污程序中,通孔直徑小於1 〇 〇 # m者之可加濕 性低’亦即去污液很難深入通孔,程序之可靠性因而減低 。此外’以C 〇 2雷射鑽設大於1 〇 # m之通孔常常有問題 ’因爲通孔側面亦被去污液切掉3〜5 // m,雖然去污程 序之目的在去除底部之殘留層。 另一方面,1987年11月出版的IPC Technical Review 第 16 — 20 頁、、Excimer 雷射:電子 工業之曙光技術〃一文中揭示一種、、U V樹脂直接法〃, 其爲以U V雷射在樹脂直接基板的樹脂層形成一肓通孔之 方法’而且己經證實爲可行。美國專利5,593,606號揭示僅 以U V雷射在一片上面疊置傳導層和樹脂層的基板上形成 一通孔之方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與C 〇 2雷射法不同的是通孔底部不會有殘留層,然而 ,若吾人使用足夠能量得到可行加工速度,傳導層表面也 會被過多的能量刮到,而原本形成粗糙以便穩固電鍍之表 面熔化且分解成平坦表面。進一步言之,當吾人使用波長 被一非線性光學元件和類似物轉換的一波長轉換型U V雷 射,它很容易傷及底部傳導層的表面,因爲很難在加工中 改變脈衝能量,而且樹脂層厚度變化與6 5 // m厚的樹脂 層相比之下大約2 0 // m。另外,若樹脂層的能量吸收係 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -7- 503143 A7 B7 五、發明説明(5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 數低,到達通孔底部之光能增加,在傳導層上方貯存之光 能增加。由是,由於在通孔底部之樹脂被貯存的光能分解 和蒸發,而在底緣的樹脂層被蒸發能剝除。這些損傷可藉 由降低光脈衝能量而避免,但加工速度降低,因爲脈衝射 擊次數必須增加。 當吾人以U V雷射加工含玻璃基板,不僅傳導層表面 被過多能量刮傷,通孔側壁也會被刮成圓筒狀,而玻璃纖 維突出。 以下爲吾人對過多能量之推測。在紫外(u V )光範 圍中波長爲3 5 5 n m的能量吸收係數如下:環氧基樹脂 爲3 0〜8 0%,銅爲大於7 0〜7 5%,玻璃大約2 0 %。熱傳導係數如下:環氧基樹脂爲〇 . 8〜〇 . 85 Wm — iK — 1,銅爲 1,玻璃爲 1 · 〇4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〜1 · 〇 9 W m _ 1 K — 1。這些數據顯示材料之間有很大的 差異,因此,所施加的雷射能約有8 0 %因反射或繞射而 貯存在通孔內’通孔的樹脂側壁被刮成圓筒狀,玻璃纖維 突出,尤其是脈衝週期小於3 . 3 m s (脈衝重覆率高於 3 k Η z ),加工可靠性減低。 另外,由於雷射加工能量在鑽傳導層(即使是樹脂層 不包含玻璃纖維之R C C基板之傳導層)時每平方公分高 於3焦耳,上述紫外線光材質差異使其難以控制熱狀況, 傳導層底面受損,因此很難得到通孔實用品質。 此外,由於U V雷射光束的能量空間分布爲a >分布 或C 7分布,如圖1 8 a所示,底部產生粗糙,移除殘留 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 503143 A7 B7 五、發明説明(6 ) 層所需時間更久或是傳導層底面部分受損。 ------:---K---丨 I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 避免傳導層底面受損之方法揭示於例如日冕出版有限 公司於1 9 9 9年出版的、、sono-ouyoh雷射剝離〃 一書中 ’其示出藉由將加工雷射光能量設定成高於樹脂層分解能 量臨界値且低於傳導層分解能量臨界値之一種選擇性樹脂 鈾刻法。 在此之分解能量臨界値爲開始剝離程序必須的施加雷 射光能量強度,其爲以雷射光分解、熔化或蒸發之程序。 施加雷射光的能量密度爲施加能源密度和脈衝寬度(稱爲 變量)之積。 另一方面,日本專利案2983481號揭示在寬區 中從通孔底部和附近去除殘留物或污痕之淸理方法,其以 一光束均勻裝置使一 excimer雷射光束在一線性或矩形分布 中寬地均勻。然而,當將此法應用在表層爲樹脂層的樹脂 直接基板時,樹脂層會受損。 〔發明槪述〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此本發明的第一個目的在於提供一種印刷電路板之 鑽孔方法,它不用化學去污程序,而是以雷射光選擇性地 蝕去殘留層,其係藉由量測及使用樹脂和傳導器之分解能 量臨界値之真正差異而達成。 本發明的第二個目的在於提供一種表層爲樹脂之基板 鑽孔方法,其不致於損傷表面。 本發明的第三個目的在於提供一適當系統來鑽通孔和 本紙張尺度適用中周國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) _ 9麵 503143 A7 B7 五、發明説明(7 ) 殘留層,其係藉由改變雷射能量密度和波長。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 吾人發現達成第一項目的時,與標的傳導層接觸之樹 脂層鑽孔留下儘可能均勻之殘留層,鑽孔是用能量密度高 於傳導層分解能量臨界値且空間能量分布爲頂帽狀的第一 U V雷射光束,而殘留層之移除是用能量密度低於傳導層 分解能量臨界値且高於樹脂層分解能量臨界値的第二U V 雷射光束。 吾人從經驗發現材料在波長爲3 5 5 n m時之分解能 量臨界値如下:環氧基樹脂爲0 · 3〜0 . 5 J / c m 2, 銅爲0 · 8〜1 . OJ/cm2,而玻璃爲5〜6 J / c m 2。利用吾人發現的環氧基樹脂與銅在分解能量臨 界値之小差異,本發明藉由以能量密度低於傳導層分解能 .量臨界値且高於樹脂層分解能量臨界値的第二U V雷射光 束來選擇性地蝕去殘留層而得以成功地露出標的傳導層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,殘留層厚度在此方法中應被頂帽狀第一紫外線 (U V )雷射光束均勻化。當結合頂帽狀第一 U V雷射加 工以及第二U V雷射加工(能量密度低於傳導層分解能量 臨界値且高於樹脂層分解能量臨界値),本發明之使用爲 最佳。 爲達到第二個目的,第二U V雷射光束之空間能量分 布爲頂帽狀,且光束直徑與被第一雷射光束在樹脂層形成 的通孔直徑一致,以免損及樹脂層表面。 用於第一目的的另一方法爲依序以能量密度高於傳導 層分解能量臨界値的第一 u V雷射光束在傳導層形成一孔 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) 503143 A7 B7 五、發明説明(8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,以C 0 2雷射光束加工樹脂層,以及以能量密度低於傳導 層分解能量臨界値且高於樹脂層分解能量臨界値的第二u V雷射來去除污痕。在此實施例中,依據上述吾人之實驗 ,由於使用c 〇 2雷射會自動殘留污痕(樹脂層殘留部), 其很容易設定加工參數,因爲不需控制殘留層厚度。另外 ,樹脂層側壁不會如同U V雷射加工般被刮成圓筒狀。 爲達到第三個目的,至少準備二條雷射路徑,以路徑 中的均勻器單元使空間能量分布爲頂帽型,且直徑和能量 密度的調整是個別的。若以例如一音光偏轉器使路徑從一 雷射頭切換,對於節省空間而言甚佳。此外,若路徑對齊 一基板表面附近的一共同軸線,加工時間縮短’因爲台基 板工作不需在改變路徑時移動。 〔圖式簡介〕 圖1爲本發明的雷射機製系統槪示圖。 圖2a爲UV雷射光束能量分布圖以及因而在一 R C C基板上形成一孔之延伸程序。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2 b爲圖2 a中程序之檢流器鏡動作以及U V雷射 脈衝時序圖。 圖3 a爲U V雷射光束能量分布圖以及因而在一樹脂 直接基板上形成一孔之延伸程序。 圖3 b爲用於圖3 a程序之檢流器鏡動作及U V雷射 脈衝時序圖。 圖4爲本發明另一機製系統槪示圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ ) 503143 A7 B7 五、發明説明(9 ) 圖5 a爲U V雷射光束能量分布以及利用圓形加工在 含玻璃基板的傳導層鑽孔槪示圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5 b爲C 〇 2雷射光束能量分布以及利用脈衝重覆加 工在含玻璃基板的樹脂層鑽孔槪示圖。 圖5 c爲ϋ V雷射光束能量分布以及含玻璃基板殘留 層去除程序。 圖6 a爲用於圖5 a程序之檢流器鏡動作以及C 〇 2雷 射脈衝時序圖。 圖6 b爲用於圖5 b中程序之檢流器鏡動作以及C 〇 2 雷射脈衝時序圖。
圖6 c爲用於圖5 c中程序之檢流器鏡動作以及U V 雷射脈衝時序圖。 圖7 a爲U V雷射光束能量分布以及利用圓形加工在 R C C基板傳導層鑽孔槪示圖。 圖7 b爲C 〇 2雷射光束能量分布以及利用脈衝重覆加 工在R C C基板樹脂層鑽孔槪示圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖7 c爲UV雷射光束能量分布以及RC C基板殘留 層去除程序槪示圖。 圖8 a爲用於圖7 a中程序的檢流器鏡動作以及u v 雷射脈衝時序圖。 圖8 b爲用於圖7 b中程序之檢流器鏡動作以及c 0 2 雷射脈衝時序圖。 圖8 c爲用於圖7 c中程序之檢流器鏡動作以及U V 雷射脈衝正時圖。 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 503143 A7 B7 五、發明説明(10 ) 圖9 a爲C 〇2雷射光束能量分布以及在含玻璃樹脂直 接基板樹脂層鑽孔槪示圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖9 b爲用於圖9 a中程序之檢流器鏡動作以及C 〇 2 雷射脈衝時序圖。 圖9 c爲U V雷射光束能量分布以及含玻璃樹脂直接 基板殘留層去除程序槪示圖。 圖9 d爲用於圖9 c中程序之檢流器鏡動作以及U V 雷射脈衝時序圖。 圖1 0 a爲C 〇 2雷射光束能量分布以及在樹脂直接基 板樹脂層鑽孔槪示圖。 圖1 0 b爲用於圖1 〇 a中程序之檢流器鏡動作以及 C 〇 2雷射脈衝時序圖。 圖1 0 c爲UV雷射光束能量分布以及含樹脂直接基 板殘留層去除程序槪示圖。 圖1 0 d爲用於圖1 0 c中程序之檢流器鏡動作以及 U V雷射脈衝時序圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 1 a爲UV雷射光束能量分布以及在樹脂直接基 板樹脂層鑽孔槪示圖。 圖1 1 b爲用於圖1 1 a中程序之檢流器鏡動作以及 ϋ V雷射脈衝時序圖。 圖1 1 c爲U V雷射光束能量分布以及樹脂直接基板 殘留層去除程序槪示圖。 圖1 1 d爲用於圖1 1 c中程序之檢流器鏡動作以及 U V雷射脈衝時序圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 503143 A7 B7 五、發明説明(1i ) 圖1 2爲本發明又一雷射機製系統槪示圖。 圖1 3 a爲UV雷射光束能量分布圖以及在RCC基 板鑽孔之延伸程序。 圖1 3 b爲用於圖1 3 a中程序之檢流器鏡動作以及 U V雷射脈衝時序圖。 圖1 4 a爲UV雷射光束能量分布圖以及在樹脂直接 基板鑽孔之延伸程序。 圖1 4 b爲用於圖1 4 a中程序之檢流器鏡動作以及 U V雷射脈衝時序圖。 圖1 5爲本發明再一雷射機製系統槪示圖。 圖1 6爲本發明更一雷射機製系統槪示圖。 圖1 7爲以雷射光鑽孔之傳統光學系統。 圖1 8 a爲準直儀3及孔口 4的效應槪示圖。‘ 圖1 8 b爲在光徑中使用一光束均勻器3 0時之空間 能量分布槪7K圖。 主要元件對照 I----L----- C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 雷射頭 2 雷射光束 3 準直儀 4 孔口 5 角鏡 14 m 15a 檢流器鏡 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 14- 503143 A7 B7 五、發明説明(12 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15b 檢流器鏡 16 f 一 0透鏡 18 機製區 30 光束均勻器 2i. 偏轉雷射光束 3, 準直儀 4i 孔口 5i 角鏡 10 偏振光束結合器 5k 角鏡 2k 透射雷射光束 30k 光束均勻器 3k 準直儀 6 音光偏轉器 11 半波板 22 樹脂層 21 傳導層 24 內傳導層 30i 光束均与單元 Zi 機製頭 二氧化碳雷射頭 2, 光束 3 j 準直儀 4〕 孔口 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 15- 503143 A7 B7 五、發明説明(13 ) 5. 角鏡 Z, 機製頭 Zk 機製頭 12 角鏡 Z 機製頭 23 纖維 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔較佳實施例詳述〕 (設備實施例1 ) 圖1所示者爲本發明雷射機製系統之光學系統槪示圖 ’一偏振Q切換四氧化釔釩雷射頭做爲紫外線(u V )雷 射頭1 ,其波長藉由非線性光學元件L B〇(L i B 3〇5 )轉換成第三諧波(3 5 5 n m )且重覆頻率範圍爲1 〇 - 1 0 0 k H z。雷射頭置放方式使雷射光束2電場向量 平行於圖紙(P偏振)。沿雷射光束2光徑設有一音光偏 轉器6,音光偏轉器一般有結合一壓電元件之音光元件, 且藉由施加R F電壓給壓電元件而產生的超音波波前利用 Bragg繞射使入射光偏轉。雷射光束2方向利用音光偏轉器 6從直向2 k到偏轉方向2 i,偏轉的雷射光束2 i被光束 均勻器單元3 0 ,均勻而有頂帽型空間能量分布,被一準直 儀3 i準直和放大或縮小,且以一孔口 4 i塑成用於機製之 適當直徑,之後,雷射光束2 i被一角鏡5 i反射,而偏振 被一半波板1 1轉動,使雷射光束2 i電場向量垂直圖紙( S偏振)。接著,雷射光束2 i被一偏振光束結合器1 〇, ---------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) -16- 503143 A7 B7 五、發明説明(14 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 反射,偏振光束結合器1 0爲反向操作偏振光束分裂器, 其透射P偏振光並反射S偏振光。之後,雷射光束2 i被一 角鏡5k反射且進入一機製頭Z,機製頭Z包含二檢流器鏡 以及一 f 一 Θ透鏡,如圖1 7所示.。最後,雷射光束2 I被 檢流器鏡定位、被:f - 0透鏡聚光、且垂直入射到要機製 的基板表面。在此例中,雷射光束(2 i和2 k )在經過偏 振光束結合器1 0之後沿一共同光徑前進。 適合機製之空間能量分布A i和B k可藉由調整準直儀 3 i和3 k之放大率Μ ^和M k而得,同時孔口直徑保持不變 (見圖1 8 b )。此外,藉由將孔口 4 i從光徑移去,吾人 可得C i分布全輸出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此爲有用於機製之雙光徑且其個別能量分布設定實質 上獨立之非常簡化的設備實施例,因此設備變得很小巧。 此外,經由一偏轉器(例如音光式)透射之光線輸入一卸 光器(beam dumper)並在一傳統系統中卸成熱,但在本設 備實施例中有效率地利用。另外,由於雙光徑的雷射光束 在通過角鏡5 k之後沿共同光徑前進,後續以雷射光束機製 不需平台移動,由是機製時間可縮短。 在此實施例中,若吾人使用音光偏轉器使通過音光偏 轉器6的入射光偏轉9 0 ° ,半波板1 1可不用,因爲不 需要偏振旋轉。 (機製實施例1 ) 圖2 a所示者爲ϋ V雷射光束能量分布圖以及以設備 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 503143 A7 B7 五、發明説明(15 ) 實施例1在一 RC C基板鑽孔之延伸程序’而圖2 a爲用 於圖2 a中程序之檢流器鏡動作以及U V雷射脈衝時序圖
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T W E 在此,雷射光束2 i和2 k物理性質界定如下: “脈衝能量(=E P。a X ( d A a / d。a / M a ) E P Q a :雷射頭脈衝能量輸出 d A a :孔口直徑 d〇a :進入3 0 a刖之雷射光束2 a直在 M a :準直儀放大率 3 :脈衝寬度 3 :尖峰輸出功率( = Epa/Tpa) :能量密度(=E P a d S a :機製點直徑 / { ;r ( d s a / 2 t——·—— m In ϋϋ ml ml sm In In (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) ,tr
L ·· f :d A a X { (La/fa)— ll 0透鏡與工件之間距離 (基板) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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P P f 一 0透鏡之焦距 :脈衝週期 ::檢流器鏡定位週期 :分解能量臨界値 :脈衝射撃次數 :材料移除量 其中下標a爲雷射光束 和k之間之區別 本紙張尺度適用中周國家標準(CNS〉A4規格(210X 297公釐) 18 503143 A 7 B7 五、發明説明(16 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2 a中,標號2 1爲銅製外傳導(金屬)層(厚度 爲9 /zm),標號2 2爲環氧基樹脂製之絕緣層(厚度爲 50/zm),標號24爲銅製內傳導(金屬)層,符號t 爲以第一雷射光束2 i加工後之絕緣層殘餘厚度。首先,藉 由施加R F電壓以音光偏轉器偏轉得到第一雷射光束2 1, 在此步驟中,使用第一雷射光束2 ^之分解能臨界値E s i 應爲0 · 8〜1 · 0 J / c m 2,等於外傳導層2 1 ( 0 · 8〜1 · 0 J / c m 2 )分解能量臨界値,高於樹脂層 22分解能量臨界値(0.3〜0.5J/cm2)。 依據吾人實驗,由於有效率地移除傳導層所需之雷射 光束2 i能量密度等於或高於約3 . 0 J / c m 2,其需要 強烈聚光。因此,雷射光束2 i使用C i能量分布,以得到 .強且寬之光束。當脈衝寬度T p !爲2 5 n s,脈衝週期 Tppi爲〇 · 03ms (頻率爲30kHz),尖峰踰出 WPi爲2 · 4〜4 · OkW,脈衝能量EPi爲〇 . 〇6〜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0 · 1 0 m J ,且機製點直徑d s ,爲4 0 // m,吾人得到 脈衝能量密度E d s i爲4 _ 8〜8 · 0 J / c m 2,吾人得 以雷射光束去除幾乎整個傳導層2 1和樹脂層厚度,此外 需要在光束點圓形定位之多脈衝加工(圓形加工或鑽孔, 如圖2 a箭頭所示)以在厚度9 /zm之傳導層形成直徑爲 1 0 0 μ m之窗口,因爲機製光束點小於該窗口,此時, 所需脈衝射擊總次數N i爲1 0 0,在此,樹脂層殘留厚度 t較佳爲5〜1 〇 // m,由於第一雷射光束2 Λ的空間能量 分布爲頂帽型,殘留厚度實質上均勻。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) _ 19: " ~ 503143 A7 _ B7 五、發明説明(17 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 樹脂層2 2殘留厚度t係由第二雷射光束2 k移除,其 係藉由切掉音光偏轉器6的R F電壓而得,移除孔底部樹 脂層殘留厚度所需之UV雷射光束2k能量密度大於0.3 〜〇 . 5 J/cm2 (實際上等於或大於〇 · 5 J/cm2 ).。頂帽型B k分布被採用以去除內傳導層表面上形成的氧 化層,以增進樹脂層剝離強度,並實質上不損及內傳導層 。此外,若第二雷射光束2 k的脈衝能量E ’ P k高於分解能 量臨界値E s k (其等於樹脂層分解能量臨界値)且低於內 傳導層2 4分解能量臨界値,內傳導層2 4並無損傷。因 此採用2 5 n s之脈衝寬度T p k,脈衝週期T p p k爲 0 . 0 3 m s (頻率爲3 0kHz),尖峰輸出WPk爲 2 . 3〜3 . 6kW,且脈衝能量Epk爲〇 . 〇6〜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0 . 09mJ ,而採用機製點直徑dSk爲12 0//m,其 大於窗口直徑1 0 0 // m。由是,吾人可得脈衝能量密度 EdSk爲〇 · 5〜0 · 8 J/cm2。在此狀況下,樹脂層 殘留厚度可被移除,因爲能量密度高於環氧基樹脂層實際 上所需的分解能量臨界値0 · 5〜0 · 8 J / c m 2,且內 傳導層無損,因爲能量密度低於內傳導層材料的銅之分解 能量臨界値0 · 8〜1 · 0 J / c m 2。此實施例中之樹脂 層移除速度約爲每脈衝0 . 5 // m,而所需脈衝數目n k爲 3 0 〇 圖2 b爲此法時序圖,其中可看出以第一雷射光束2 i 進行機製時減弱的第二雷射光束2 k與第一雷射光束2 i結 合,因爲音光裝置之繞射效率並非1 0 0 %。然而.,由於 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 503143 A7 B7 五、發明説明(18 ) 減弱的第二雷射光束量低於樹脂分解能量臨界値,以第一 雷射光束2 i機製時並無衰減。 依據此實施例,傳導層與樹脂層之間沿通孔底部邊緣 並無去層。此外,在有些場合,稍有分解細屑殘留在傳導 層的通孔底部,然而並不會造成問題,因爲可在雷射光束 機製後進行的電鍍程序第一步驟(即化學鈾刻)來將內傳 導層表面上的細屑連同氧化層或類似物一起除去。 (機製實施例2 ) 圖3 a所示者爲U V雷射光束能量分布圖以及以設備 實施例1在樹脂直接基板(其進入材料爲環氧基樹脂)鑽 孔之延伸程序,而圖3 b爲用於圖3 a中程序之檢流器鏡 動作以及U V雷射脈衝時序圖。圖3 a中,標號2 2爲環 氧基樹脂製絕緣層(厚度爲5 0 // m ),標號2 4爲銅製 內傳導(金屬)層,而符號t爲以第一雷射光束2 i加工後 之絕緣層殘餘厚度。在此,使用第一雷射光束2 i的分解 能量臨界値爲環氧基樹脂層2 2的分解能量臨界値,亦即 0 · 3 〜0 - SJ/cm2。 在此實施例中,狀況幾乎與機製實施例1完全相同, 除了以下差異。 由於去除樹脂層所需雷射光束2 i能量密度低於$除傳 導層所需者’其爲A i能量分布。當脈衝寬度TPi· 2 5 ns ,脈衝週期Τρρϊ爲〇 .OSnis (頻率爲3〇kHz ),尖峰輸出Wpi爲1 . 〇〜1 . 6kW,脈衝能量Epi 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) --------:---— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503143 A7 B7 五、發明説明(19 ) 爲0·025〜0·〇4〇mJ ,而且機製點直徑dsi爲 5 0 // m,吾人可得脈衝能量密度E d s i爲1 · 3〜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 . 0 J/cm2,以雷射光束移除樹脂層整個厚度。所需 總數N i爲1 0 〇 ’樹脂層較佳殘餘厚度t爲5〜1 0 # m 。.由於第一雷射光束2 i空間能量分布爲頂帽型,殘留厚度 實質上均勻。 樹脂層2 2殘留層厚度t以具頂帽型分布的第二雷 射光束2 k去除,採用的脈衝寬度T p k爲2 5 n s ,脈衝 週期丁"^爲0 · 〇3ms (頻率爲3 0 k Η ζ ),而尖峰 輸出研^,爲0 · 4〜0 · 6kW。此實施例中,與機製實 施例1不同的是,比窗口直徑大之機製點直徑d s k 1 2 0 // m係設爲5 0 # m,其與第一雷射孔徑相同,以防止其 他部分之損傷,由是,脈衝能量減爲〇 · 〇 1 0〜 0 . 〇16mJ,而脈衝能量密度EdSk變爲〇 . 5〜 〇 . 8 J / c m 2,此實施例中之樹脂層去除速度約爲每脈 衝0 . 5 // m,所需脈衝數N k爲1 5。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (設備實施例2 ) 圖4爲本發明以設備實施例2做爲另一雷射機製系統 槪示圖,其中可在以U V雷射鑽一窗口後以C 〇 2雷射去除 樹脂層。從U V雷射頭1 i射出的u V雷射光朿2 i通過一 光束均勻器單元3 0 i,之後光束2 i直徑被準直儀3 i放 大或縮小,且被孔口 4 i塑成用於機製之適當直徑,且雷射 光束2 i被角鏡5 i反射進入機製頭Z i,之後雷射光束2 i -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 503143 A7 _ B7 ____ 五、發明説明(20 ) 被定位、聚光且垂直入射到要被機製頭Z i機製的基板表面 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 從C 〇 2雷射頭1 ;射出之C 〇 2雷射光束2』通過一光 束均勻器單元3 0 ,,之後光束2」直徑被準直儀3 3』放 大或縮小,被孔口 4 ^塑成用於機製之適當直徑’且雷射光 束2 ^被角鏡5 ^反射進入機製頭Z』,之後雷射光束2』被 定位、聚光且垂直入射到要被機製頭Z i機製的基板表面。 從U V雷射頭1 k射出的U V雷射光束2 k通過光束均 勻器單元3 〇k,之後光束2k直徑被準直儀3k放大或縮 小,被孔口 4 k塑成用於機製之適當直徑,且雷射光束2 k 被角鏡5 k反射進入機製頭Z k,之後雷射光束2 k被定位 、聚光且垂直入射到要被機製頭Z i機製的基板表面。 藉由分別調整光束均勻器單元3 0 i,3 0』,3 0 k ,雷射光束2 i,2 i,2 k之空間能量分布可從高斯分布 均勻成頂帽型.。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,藉由改變孔徑d a i,d μ和d a k,機製光束 在工件表面上的直徑d s i,d s j和d s k可分別改變,同 時其能量密度保持不變。 另外,可藉由分別改變準直儀3 i,3 j,和3 k可得 到不同.空間能量分布A i,B i,A j,B ^,A k和B k, 同時孔徑d A i,d A j和d A k保持不變。此外,藉由將孔 口從光徑上移除,可分別得到空間能量分布C i,C j和 C k完全輸出。 另外,各機製頭Z ,,Z j和Z k可連續進行機製,且 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(BOX297公釐) ^ 雇 503143 A7 B7 五、發明説明(21 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 各機製範圍足以機製一塊印刷電路板上的整個區域。之後 ,機製頭可線性地安排在雷射光束機製設備,機製頭機製 軸線之間的距離L , ^,L ^ k最小化,且各機製頭可對工作 台上的同一印刷電路板加工。 (機製實施例3 ) 圖5a,5b和5c爲UV和C〇2雷射光束能量分布 圖以及利用設備實施例2在含玻璃基板上鑽孔槪示圖。圖 6 a ,6 b和6 c爲分別用於圖5 a,5 b和5 c之檢流 器鏡動作以及U V和C 〇 2雷射脈衝時序圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 外傳導層2 1 (厚度爲9 // m )以脈衝能量E p i高於 分解能量臨界値E s i的雷射光束2 i移除,如圖5 a所示 。在此使用的雷射光束2 i爲C ,分布,脈衝寬度T p i爲 30ns,脈衝週期丁?^爲0 . 04ms (頻率爲2 5 kHz),尖峰輸出WPi爲4kW,脈衝能量EPi爲 0 · 1 2 m J ,機製點直徑d s i爲6 0 // m,且脈衝能量 密度EdSi爲4 J /cm2。在這些狀況下,吾人得到實際 需要不低於3 J / c m 2 (經驗得知)以移除傳導層之能量 密度。另外需要形成直徑1 0 0 # m的窗口之圓形加工, 因爲機製光束點小於窗口,此時所需脈衝射撃總次數N i爲 8 0 — 如圖5 b中所示,含玻璃纖維2 3的樹脂層2 2幾乎 整個厚度(厚度爲5 0 //m)被C 〇 2雷射光束2 j去除, 其爲C^·分布,脈衝寬度T p 爲1 0 // s,尖峰輸出w p』 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24- 503143 A7 ____B7 五、發明説明(22 ) 爲8 0 0 W,脈衝能量E P j爲8 m J ,機製點直徑d s j爲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 150//m(大於窗口直徑100/zm),且脈衝能量密 度E d s j爲4 5 J / c m 2,脈衝數爲3。在這些狀況下, 樹脂層厚度幾乎整個被去除,但孔底部殘留了厚度t。爲 0. · 1〜3//m之樹脂層污痕。 如圖5 c所示,污痕是由雷射光束2k去除,其爲Bk 分布,脈衝寬度Tpk爲3 0ns,脈衝週期Tppk爲 0 . 0 4 m s (頻率爲2 5 kHz),尖峰輸出Wpk爲4 k W,脈衝能量E p k爲〇 · 1 2 m J,機製點直徑d s k爲 1 5 0 // m (大於窗口直徑1 〇 〇 // m ),且脈衝能量密 度E d s k爲〇 . 7 J / c m 2。樹脂層去除速度約爲每脈衝 0 · 5//m,而所需脈衝數目爲5。 利用此機製實施例3,傳導層和含玻璃纖維的樹脂層 可最有效率地機製。另外,到達通孔底部的U V雷射光束 之總能量約爲0 · 5 5 m J (〜0 . 1 2 m J X 1 0次X ( 01ΟΟ/0Ϊ5Ο)2),比僅利用第二雷射光束機製整 個樹脂層所需的總能量6 m J (〜0 · 1 2 X 5 0次)的 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 %還少。因此,孔底部無損,且傳導層與樹脂層之間 在底緣處並無去層發生,即使樹脂層材料對u v雷射有低 吸收率。另外,利用C 〇 2雷射光束2 i機製後的殘留厚度 (污痕厚度)並未改變,即使樹脂層厚度改變。因此’此 實施例的機製可靠度增加。 (機製實施例4 ) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 25 - 503143 A 7 _—_ B7 _ 五、發明説明(23 ) 圖7a,7b和7c爲UV和C 〇2雷射光束能量分布 以及以設備實施例2在R C C基板上鑽孔槪示圖。圖8 a (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ’ 8 b和8 c爲分別用於圖7 a ,7 b和7 c中程序的檢 流器鏡動作以及U V和C 〇 2雷射脈衝時序圖。 外傳導層2 1被機製,如圖7 a所示,如同圖5所示 之機製實施例3。如圖7 b所示,樹脂層2 2整個厚度幾 乎全由C 〇2雷射光束2 j移除,其爲Bj分布,脈衝寬度
T p〗爲.1 〇 m s,尖峰輸出W ^爲5 0 0 W,脈衝能量E p』爲5 m J ,其低於機製實施例3中之値,因爲樹脂層分 解能量臨界値低於含玻璃纖維的樹脂層之分解能量臨界値 〇 吾人使用的機製點直徑d s j爲1 5 0 // m,其低於窗 口直徑1 0 0 /i m,由是所得到的脈衝能量密度E d s j爲 3 〇 J / c m 2,其比經驗得到的去除樹脂層實際所需能量 密度低限1 0 J / c m 2高。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在這些狀況下,樹脂層整個厚度幾乎全由1〜2次雷 射光束2 k射擊去除,雖然孔底部殘留厚度t。爲〇 . 1〜 3 // m之污痕,污痕之去除如圖7 c所示,如同圖5 c所 示之機製實施例3。 (機製實施例5 ) 圖9 a和9 c爲C〇2和UV雷射光束能量分布圖以及 以設備實施例2在含玻璃的樹脂直接(F R - 4 )基板的 樹脂層上鑽孔槪示圖。圖9 b和9 d爲分別用於圖9 a和 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 503143 A7 ____B7 _ 五、發明説明(24 ) 9 c中程序的檢流器鏡動作以及C 0 2和U V雷射脈衝時序 圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在機製無外傳導層的F R - 4基板時,含玻璃纖維2 3的外樹脂層2 2機製如圖9 a所示,如同圖5 b所示之 機製實施例3,除了孔之入口直徑是由雷射光束2 i空間能 量分布和樹脂層分解能量臨界値E s j決定。孔底部樹脂層 2 2殘留厚度(污痕厚度)以雷射光束2k去除,如圖9 c 所示,如同圖5 c所示之機製實施例3。 (機製實施例6 ) 圖1 0 a和1 0 c爲C〇2和UV雷射光束能量分布圖 以及以設備實施例2在樹脂直接基板的樹脂層鑽孔槪示圖 。圖1 0 b和1 0 d爲分別用於圖1 0 a和1 〇 d中程序 的檢流器動作以及C 0 2和II V雷射脈衝時序圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在機製無任何外傳導層的樹脂直接基板時,外樹脂層 2 2被機製如圖1 〇 a所示,如同圖7 b所示之機製實施 例4,除了孔之入口直徑是由雷射光束2 j空間能量分布以 及樹脂層分解能量臨界値E s j決定。孔底部的樹脂層 2 2殘留厚度(污痕厚度)以雷射光束2 k去除,如圖1 0 c所示.,如同圖7 c所示之機製實施例4。 (機製實施例7 ) 圖1 1 a和1 1 c爲UV雷射能量分布圖以及以設備 實施例2在樹脂基板或F R - 4基板的樹脂層鑽孔槪示圖 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公_ 27 - " 503143 A7 _ B7 五、發明説明(25 ) 。圖1 1 b和1 1 d爲用於圖1 1 a和1 1 c程序的檢流 器鏡動作以及U V雷射脈衝時序圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在機製無任何外傳導層的樹脂直接基板時,外樹脂層 2 2係以B i分布的第一 UV雷射光束機製,如圖1 1 3所 示.,而非C 〇 2雷射光束2 i。脈衝能量E P i調節成殘留厚 度t爲5〜1 〇 ’其係考量樹脂層材料和厚度變化。 底部殘留厚度係以雷射光束2 k去除,如圖1 1 c所示。 (設備實施例3 ) 圖12爲本發明第三設備實施例之另一雷射機製系統 ,其中與圖4相同的元件以相同標號標記。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 標號1 0爲沿雷射光束2 i光徑設置的偏振光束結合器 ’標號1 1爲沿雷射光束2 k光徑設置的半波板,而標號 1 2爲角鏡。角鏡1 2爲雷射光束2 k反射到與透射通過偏 振結合器1 0的雷射光束2 i沿同一路徑前進。另外,從雷 射頭1 i和1 k發出的U V雷射光束方向及初始光徑平行地 對齊。由是,在偏振光束結合器1 0之後的共同光徑同時 或輪替地獲得B i分布雷射光束2 i之P偏振P i以及Bk* 布雷射光束2 k之S偏振Sk。亦即,可經由共同機製頭 Z i和路徑提供具不同能量密度、功率密度和點直徑之光束 。此外,藉由將半波板1 1和角鏡1 2從光徑去除,雷射 光束2 i和雷射光束2 k可同時且獨立地進行機製,如圖4 所示設備實施例2。 另一方面,若雷射頭1 i和2 i放置方式使得雷射光束 ^氏張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格( 210X297公釐) -28- 503143 A7 B7 五、發明説明(26 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 i的電向量方向平行於圖紙且雷射光束2 k的電向量垂直 於圖紙,沒有半波板1 1時,雷射光束2 i和2 k偏振方向 分別變成P偏振和S偏振。 (.機製實施例8 ) 圖1 3 a爲U V雷射光束能量分布圖以及以設備實施 例3在R C C基板上鑽孔之延伸程序。圖1 3 b爲用於圖 1 3 a程序的檢流器鏡動作及U V雷射脈衝時序圖。 傳導層以及幾乎整個樹脂層被C i分布雷射光束2 i和 Bk分布雷射光束2k之組合雷射光束去除,雷射光束2 i 之能量密度足以移除傳導層和樹脂層,而雷射光束2 k之能 量密度足以去除樹脂層,但不足以損及傳導層。孔底部殘 留了厚度爲1 0 // m之樹脂層,之後此殘留厚度被單雷射 光束2 k接連地移除。如此形成盲通孔但不損及孔底部,且 孔之品質提升。另外,將檢流器鏡定位之後的總脈衝週期 0 . 0 1 2秒(2 5 k Η z及3 0 0次射撃)並無改變, 因爲係以組合雷射光束同時機製。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (機製實施例9 ) 圖.1 4 a爲U V雷射光束能量分布圖以及以設備實施 例在樹脂直接層基板(樹脂厚度爲4 0 // m )上鑽孔之延 伸程序。圖1 4 b爲用於圖1 4 a程序之檢流器鏡動作以 及U V雷射脈衝時序圖。 幾乎整個樹脂層係以A i分布雷射光束2 i和B k分布 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X29<7公釐) 503143 A7 B7 五、發明説明(27 ) 雷射光束2 k的組合雷射光束去除,雷射光束2 i能量密度 足以去除樹脂層,而雷射光束2 k能量密度足以去樹脂層但 不足以損及傳導層。孔底部的樹脂層殘留厚度爲1 〇 # m ,之後殘留厚度係以單雷射光束2.k接連地去除。樹脂層被 移除,但藉由選擇殘留厚度,樹脂層之移除不受樹脂層厚 度變化影響。結果形成盲通孔但不損及孔底部’且孔之品 質提升。另外,在將檢流器鏡定位之後的總脈衝週期變成 0 . 0 0 1秒(4 0 k Η z和4 0次射擊)’因爲係以組 合雷射光束同時機製。單雷射光束2 k的總脈衝週期爲 0 · 0 0 2秒(4 0 k Η Z和8 0次射擊)。 (設備實施例4 ) 圖1 5爲本發明第四設備實施例之又一雷射機製系統 槪示圖,其中與圖4和1 2中相同之元件以相同標號標記 〇 雷射頭1 i放置方式使雷射光束2電向量方向平行於圖 紙,由是雷射光束2之偏振變成P偏振’標號6 a和6 b 爲沿雷射光束2光徑設置的音光偏轉器,標號8爲卸掉第 0階繞射光(透射光)之卸光器。 與圖4設備實施例2的雷射光束2 i和2 k比較,雷射 光束2 :和2 k能量密度減少約1 5 %,因爲在音光偏轉器 6 a和6 b中有能量損失。然而,由於特性諸如空間能量 分布並未改變,可藉由調整雷射頭輸出而得到大致上與圖 4設備實施例2相同之機製能力。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
X 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 30- 503143 A7 _B7__ 五、發明説明(28 ) (機製實施例1 0 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以設備實施例4機製含玻璃基板時採用以下步驟,首 先,以C i分布且能量密度足以去除傳導層之雷射光束2 ^ 去除外傳導層,之後以A j分布雷射光束2 i去除樹脂層, 接著以B k分布雷射光束2 k去除孔底部殘留污痕層,以形 成~~^盲通孔。在此實施例中’將檢流益I疋位之後的最長 總脈衝週期在移除傳導層期間爲〇 . ο 〇 1 2秒,移除樹 脂層的總脈衝週期爲0 · 0 0 3秒,而去除污痕層的總脈 衝週期爲0 . 0 0 0 4秒。因此,進行污痕層之去除是在 用於傳導層去除之檢流器鏡動作期間,使得與以圖4中設 備實施例2的實質機製時間相比並未增加。結果,僅一雷 射頭1 i做圖4中雷射頭1 i和1 k之工作、設備成本可降 低。 (設備實施例5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 6爲本發明第四設備實施例之更一雷射機製系統 槪示圖,其中與圖4,1 2和1 5中元件相同之元件以相 同標號標示。 除了設備實施例4 ;設有一半波板1 1、一角鏡1 2 、和一偏振光束結合器1 0將雷射光束2 i和2 k共軸地導 至機製區。 藉由將半波板1 1和角鏡1 2從雷射光束2 k光徑移除 ,雷射光束2 i和2 k (虛線)被個別地用來進行機製,如 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 503143 A7 ____ B7 五、發明説明(29 ) 同設備實施例4。 (機製實施例1 1 ) 以設備實施例5機製樹脂直接基板(樹脂層厚度爲 4 0 // m )之進行方式如同設備實施例3,結果,孔品質 之改進如同設備實施例3。另外,雖然在檢流器鏡定位之 後雷射光束2 i和2 k於個別週期射擊,藉由增加雷射頭輸 出,總脈衝週期保持0 . 0 0 1秒(4 0 k Η z和4 0次 射擊)。 將半波板1 1和角鏡1 2從光徑移除之後’雷射光束 機製功能可等同於設備實施例3,由是,設備實施例3功 能可由單雷射頭達成,結果,設備成本可降低° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 32 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 503143 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1·一種形成一盲通孔以露出上面輪替層設一或多層 傳導層和一或多層樹脂層的一印刷電路板的一內傳導層之 方法,包括: 施加一第一 U V雷射光束及/或一紅外線雷射光束以 鑽盲孔,直到到達接觸該內傳導層之樹脂層的殘留層,以 及 施加能量密度高於該樹脂層分解能量臨界値且低於該 內傳導層分解能量臨界値的一第二u V雷射光束來去除該 殘留層。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中採用具有頂 帽型空間能量分布且能量密度高於該傳導層及該樹脂層分 解能量臨界値的該第一 U V雷射光束來機製,直到到達與 該內傳導層接觸的該樹脂層之該殘留層。 3 .如申請專利範圍第2項之方法,其中該印刷電路 板的第一表面層爲一樹脂層,該第二U V雷射光束有頂帽 型空間能量分布且光束直徑與該第一雷射光束形成之孔徑 相同。 ‘. 4 . 一種雷射機製一印刷電路板之設備,包括: 一雷射頭, 一光學偏轉器,用來切換從該雷射頭發出的雷射光束 之光徑, 數光學元件,其沿著該等光徑設置,以個別地調整該 等雷射光束的能量密度、空間能量分布、以及光束直徑。 5 · —種使用申請專利範圍第4項的設備之方法’包 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503143 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 2 括: 利用該光學偏轉器使從該U V雷射頭發出的雷射光偏 轉而製出一第一UV雷射光束, 以該等光學元件聚光來調整該第一 U V雷射光束使其 具有高能量密度, 使從該U V雷射頭發出的雷射光束透射通過該光學偏 轉器而製出一第二UV雷射光束, 以該等光學元件使該第二U V雷射光束擴張而將該第 二U V雷射光束具有低能量密度,以及 在調整這些參數之後使該等雷射光束沿該共同光徑行 進。 6 .如申請專利範圍第1項之方法,其中係以能量密 度高於該傳導層分解能量密度的該第一 U V雷射光束來移 除一或多層傳導層, 一或多層樹脂係以該紅外線雷射移除,以及 該等程序重覆直到到達與該內傳導層接觸之該樹脂層 之該殘留層。 . 7 .如申請專利範圍第6項之方法,其中該第一及第 二U V雷射光束係從一 ϋ V雷射頭得到,以及 該等雷射光束之能量密度、空間能量分布、光束直徑 係個別地調整到分別適合去除一傳導層和該殘留層。 8 . —種雷射機製一印刷電路板之設備,.包括: 一雷射頭, . 一第一及一第二雷射光束,其係藉由切換從該雷射頭 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) ' ^— ------~ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 503143 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 發出的雷射光束光徑而得, 另一雷射頭,· 數光學元件,其係沿該等光徑設置以個別地調整能量 密度、空間能量分布和光束直徑 9 .如申請專利範圍第8項之設備,其中係以一光學 偏轉器來切換該第一及第二雷射光束。 1 0 .如申請專利範圍第8項之設備,其中在調整能 量密度、空間能量分布和光束直徑之後,該第一及第二雷 射光束沿一共同光徑行進。 ---------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tT 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35-
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