TWI378839B - Laser machining method and laser machining apparatus - Google Patents
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Description
1378839 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種雷射加 以經由將脈衝雷射光束照射至 工方法及雷射加工裝置,用 孔 工件而在一工件上加工製 造 【先前技術】 傳統上,揭露有-種雷射加卫方法,例如在日本特許公 修開公報第2_-249364號中揭露者,其被布置以經由同時輸 入一 S偏振的第二雷射光束及—卩㈣的第一雷射光束至 - fe透鏡,而透過由一對旋轉鏡組成的第一光學平面鏡系 統及由一旋轉鏡組成的第二光學平面鏡系統與一旋轉偏振 光束混合器以同時加工兩個孔。 在例如C〇2雷射的情況中,易於吸收c〇2雷射的材料, 因為其可增加雷射光束的能量密度,而可被有效地加工。不 過,因為當C〇2雷射被照射至銅板時,其表面反射大部分 • 的c〇2雷射,故其難以加工銅板。然後,在加工用以電性 連接分別被形成在印刷電路板的表面上與内側之表面與内 部銅導電層(以下被稱為”銅層,,)的一導通孔的情況中,其中 在印刷電路板中銅層及樹脂層(由樹脂或樹脂及玻璃纖維構 成的絕緣層,以下被稱為“絕緣層”)被積層,一孔被預先製 作在表面銅層上且一雷射光束被照射至孔以移除絕緣物質 並製作到達内部銅層的導通孔。因此,此方法需要許多加工 步驟。 同時’因為UV雷射易於被諸如金屬、有機及無機材料 2221-8333-PF 5 1378839 •等的許多材料吸收,與c〇2雷射相比,其可較容易地加工 一複合材料。因此,其不需預先透過表面銅層製作一孔如 此加工用以電性連接印刷電路板的表面及内部鋼層的導通 、孔之加工步驟的數目可被減少。所以,使用uv雷射的加工 • 方法成為加工印刷電路板的主流。 在UV雷射的情況中,即使雷射振盪器的振盪頻率高, 其每-脈衝的能量很小。不過’經由縮小雷射光束的外J直 徑並經由增加每單位面積的能量密度,即使每—脈衝的能量 ®很小,其可有效地加工例如鋼層。不過,若能量密度太高時 會有銅層的底部熔化且形成貫孔的情況。 例如,當用以連接在銅層及絕緣層被積層之印刷電路板 的表面上及内側的銅層之直徑40μιη的孔經由使用相同直 徑’亦即40μπι’的UV f射,以爆裂加工(一種將雷射光束 重複地照射至相同位置的加工方法,在此因為其類似沖孔而 $稱為沖孔)被製作時,其結果如下。注意加工銅層的能量 Φ度係8 J/cm2 ’加工絕緣層的能量密度係i J/cm2且脈衝頻 修率係30KHz。 (1) 在當其厚度等於或小於5μηι且絕緣層的厚度等於或大 於25μιη時加工表面銅層的情況中: -脫層(delamination)發生在表面銅層與絕緣層的邊界,且 若雷射光束被連續地照射多於特定次數,銅層傾向於脫層。 亦即,為了不在銅層及絕緣層的邊界引起脫層,必須將照射 的次數限定於預先設定的數目。 (2) 在§表面銅層的厚度等於或大於5 且絕緣層的厚度 專於或大於25μιη時加工表面銅層的情況中: 2221-8333-PF 6 1378839 -連續地照射雷射光束多於特定次數損害在銅層下的絕緣 層’從而增大表面銅層的突出並劣化鍍層的黏著。亦即,為 了減小銅層的突出,必須將照射的次數限定於預先設定的數 目0 (3)在當絕緣層僅由樹脂製作時加工絕緣層的情況中: _連續地照射雷射光束超過特定次數使得孔成為啤酒桶的 形狀亦即,為了开)成側壁筆直的孔,必須將照射的次數限 定於預先設定的數目。 ® (4)在當絕緣層包含玻璃纖維時加工絕緣層的情況中: _連續地照射雷射光束超過特定次數使得孔成為啤酒桶的 形狀,其中玻璃纖維突出至孔中。亦即,為了形成侧壁平滑 且筆直的孔,必須將照射的次數限定於預先設定的數目。 再者,當照射間距(雷射光束的照射位置之間隔,其也 被稱為一脈衝間距)在與上述相同的條件下的環鋸 ㈣P罐ing)卜種經由將雷射光束照射在周圍的軌道複數次 以加工-直徑大於雷射光束者的孔之方法)中也被縮小時, • 銅層傾向從絕緣層脫層。 因此’其必須不降低加工效率而防止鋼層從絕緣層脫 層’同時防止在如同雷射加工方法的任何情況中之熱集中。 然後,在例如上述⑴的情況中,經由重複需要次數的 循環加工,亦即照射預先設定的脈衝數目之雷射光束至一组 複數個孔中的各加工孔,加工品質被維持。 在下面的循環加工的情況中,具體的加工次數可被設 定。 在以3〇kHz的脈衝頻率及1 J/cm2的能量密度加以㈣ 2221-8333-PF 7 1378839 厚且僅由樹脂構成的絕緣層中,需要照射雷射光束仙脈 衝。在此’定位光學平面鏡需要的時間被假定為2kHz。同 時假定同時加工複數個孔而各照射1G脈衝至_個孔。在此 情況中,因為光學平面鏡的定位的次數是四且每個加工孔實 行四次加工,加工一個孔花費3 2ms。再者,在各照射五個 脈衝至:個孔的情況中,因為實行8次的定位及8次的加 工’其花費5.1 ms去加工一個孔。
再者,雷射光束的直徑(光束直徑)越大且加工速度越 高,在單位時間中分解的散射物質增加越多。此外,當雷射 在高溫下通過分解的散射物㈣,雷射光束的折射^會改 變。因此’會有光束模式改變且加工的孔之形狀的精確性變 差的情況。也就是’雖然當光束模式係高斯模式時(雷射光 束的能量密度係高斯線的形狀),其可製作壁面陡峭的孔, 亦即底部直徑接近人口直徑的孔,當光束模式改變時會有孔 的底部直徑遠小於入口直徑的情況。因此,雷射加工方法也 需要不降低加工效率而抑制分解的散射物質的產生。 因此’本發明之目的在於提供一種雷射加工方法及雷射 加工裝置’用以不降低其加工效率而加卫工件同時保持優秀 的加工準確性及品質。 【發明内容】 不過,因為當一次照射的次數被減少以改善加工品質時 定位的次數增加,當採用循環加工時會花費較長的加工時 間。所以,發明人進行各種測試以解決上述問題並獲致下列 的結果。
2221-8333-PF 8 CS 1378839 為了改善側壁的形狀及孔的品質,減小雷射光束的直徑 是有效的。也就是’使得銅層與絕緣層沒有脫層且在加工鋼 層中容許銅層沒有突出的光束直徑與能量密度係分別等於 或小於30μιη(理想上係等於或小於25μιη)與等於或小於14 J/cm2(理想上係等於或小於1〇 J/Cin2)。然後發現下列問題。 也就是,在此種條件下’即使脈衝被連續地照射在僅加工銅 層的範圍中’孔的品質不會被損壞,且在加工絕緣層中,當
絕緣層僅由樹脂製成時,以等於或小於1.5 j/cm2 (理想上係 1.0 J/cm2)的能量密度及等於或小於1〇脈衝(理想上係等於 或小於5脈衝)的連續脈衝數目,侧壁的品質被改善且孔的 底部直徑可更接近入口直徑。再者,當絕緣層係由包含玻璃 纖維的樹脂製成時,以等於或小於2至6J/cm2(理想上係2 至4 J/cm2)的能量密度及等於或小於5脈衝(理想上係等於 或小於3脈衝)的連續脈衝數目,可製作孔,其中突出至孔 中的玻璃纖維短且其側壁平直,且孔的底部直徑可更接近入 口直徑。 再者’雖然由輸入複數雷射光束至一個仞透鏡以加工 工件的方法在過去即為已知,發明人注意到其難以經由以一 如過去者的雷射光束加卫―孔而同時改善加卫品質及加工 效率。 從上述的結果,根據本發明之第—特徵,提供有 力射加:方法,用以由第一脈衝雷射光束及第二脈衝雷射光束 的雷定射光束的照射位置係根據第-雷射光束 根據本發明之第二特徵’提供有一種雷射加工方法,其 2221-8333-pf 1378839 • 中’經由預先設定雷射光束之照射間隔的最大值L、連續照 射雷射光束的容許次數N及靜止期間τ〇,且當相鄰的照射 位置間的間隔小於最大值L時,在照射雷射光束次數ν之 , 後,照射被停止靜止期間Τ0 ’然後雷射光束的照射再次開 始,而實行照射。 根據本發明之第三特徵,提供有一種雷射加工裝置,具 有:一雷射振盪器;一分光器,用以將入射光分裂朝向二方 向;第一及第二聲光元件,用以分時使用朝向二方向的入射 癱光,及第一及第一加工頭;其中,分光器將雷射振盪器輸出 的雷射光束分成二光束,並將一光束輸入第一聲光元件且將 另一光束輸入第二聲光元件;第一聲光元件將一分時使用的 雷射光束提供給第一加工頭並將另一雷射光束提供給第二 加工頭;及第二聲光元件將一分時使用的雷射光束提供給第 一加工頭並將另一雷射光束提供給第二加工頭。 因為一個孔係以例如環鋸由二雷射光束被加工,即使加 工效率被保持相同,輸入在一孔的熱可被例如減半。再者, •因為照射位置可被分隔’在加工孔的溫度之增加可被減少且 如此可達成具有優良品質的 力口工。 再者,因為即使光學平面鏡的響應頻率由分時使用雷射 光束而低於雷射光束的振盪頻率(例如1/2),雷射振盪器的 能力可被充分利用’加工效率可被改善。 注意上述發明之内容不需說明本發明之所有的必須的 特點。本發明也可是上述特點的次組合。 【實施方式】 2221-8333-PF 10 1378839 下面將詳細說明本發明。 <第一實施例> 圖1係顯示可被適當地適用至本發明的第一雷射加工 裝置的光學系統的配置之圖式。 雷射振盪器1輸出具有頻率F(在此為3〇KHz)的p偏 振uv雷射光束。雷射振盪器1輸出的脈衝光束2穿著調整 光束之外部直徑的光束直徑調整器3及控制脈衝能量的聲 光脈衝調變器(A〇M,也被稱為聲光元件)7,然後進入分光 器4。注意A0M 7也可控制脈衝光束2的方向,其是否應 〜著入射方向被傳送(在圖式中以虛線表示)或者應被導引 至從入射方向被切換的一光學路徑。 分光器4反射50%的脈衝光束2以做為分裂光束5並傳 送剩餘部分以做為分裂光束6。分裂光束5進入頭H的一 XY直流電單元12,且分裂光束6進入將偏振方向偏移(旋 轉)9〇度的偏振裝置21,然後進入Χγ直流電單元12做為s 偏振脈衝光束。注意一光程切換單元22被提供在偏振裝置 21及直流電單元12之間,藉以可切換分裂光束6的光程。 光程切換單元22被布置以能夠在分裂光束6的光程等於分 裂光束5者時(等直徑的光學路徑)的情況及在分裂光束6的 光程大於分裂光束5者時(擴張直徑的光學路徑)的情況中選 擇。當光程切換單元22被設定在等直徑的光學路徑側之上 時,分裂光束5與分裂光束6的光束直徑變成相等。當光程 切換單元22被設定在擴張直徑的光學路徑側之上時,分裂 光束6的光束直徑變成較大,例如,兩倍於分裂光束$者。 也就是,其可能經由將光程切換單元22設定在擴張直徑的
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< S 1378839 光學路徑側之上,不改變雷射振盈器i的輸出,將分裂光束 6的能量密度減少至例如四分之一。 因為分裂光束5係一 P波,其傳送穿過χγ直流電單元 ,12(也就是,其未被ΧΥ直流電單元12定位)並進入一 乂丫直 •流電單元Μ。其被ΧΥ直流電單元14定位並進入一聚光仞 透鏡16,其沿著垂直於工件的方向導引光束的光轴。 因為分裂光束6相對地係S波’其被χγ直流電單元 定位(在此,就加工面積而言係以2mmx2mm,就直流電 _操作用角度而s係、等於或小於〇.5度)並進人直流電單元 4其進步被χΥ直流電單元14定位並進入聚光fe透鏡 16’其在垂直於卫件的方向上導引光束的光轴。注意分裂光 束6及分裂光東5的能量強度相等。在第一實施例中,分裂 光束5以下將被稱為”主要光束”且分裂光束6以下將被稱 為”次要光束”。 ^次要光束在此配置中係與主要光束同步,使得加工速度 係由用以定位光學平面鏡12及14所需的時間決定。然後, 籲因為定位次要光束所需的時間比定位主要光束所需的時間 短加工速度實質上係由定位主要光束所需的時間決定。 其次,經由例示製作(環鋸)具有比雷射光束的直徑大的 直徑之圓孔時的情況,說明照射本發明的雷射光束之程序。 " 二光束及二軌道環鋸 圖2係顯示用以照射本發明之雷射光束的步驟之照射 軌道圖。 ’、 在圖式中,由一實線表示的z係主要光束5的軌道, 2221-8333-PF 12 1378839 質。 再者,雷射光束始終在擺動(移動)光學平面鏡時被照 射,亦即,光學平面鏡未固定於期望的位置,與將光學平面 .鏡固定於期望的位置的情況相比,其可增加定位光學平面鏡 . 的響應頻率的速度5到15倍。 另外,與在分隔軌道上之雷射光束照射位置時照射雷射 光束的情況相比,其易於控制定位。 再者,因為次要光束6的定位時間比主要光束5少,與 鲁分開定位光學平面鏡的情況相比,其可減少定位時間。 在此,其可經由不同地選擇圓形軌道Z的半徑R、圓形 軌道Y的半徑r、角度θ及角度α的值而設定圖3至8所示的 軌道。也就是: ⑷將那些值設定為θ = m8、α = 〇及r = 2R· s湖6 使知主要光束5及次要光束6被照射在分開π/12的位置且 使得主要光束5及6的照射間隔被偏移1/2,亦即,如圖3 所示,次要光束6被設置在主要光束5的照射位置的中間(二 _ 光束及二軌道環鋸的執道)。 從而,雷射光束的照射間隔就時間及距離的觀點可變寬 (在此,次要光束6在周向上相對於主要光束5被偏移15 個間距),使得在加工孔的溫度之升高變得緩和且加工品質 可被改善。注意圖3係顯示每Π/12的旋轉角度照射雷射光 束的情沉。 (b)將那些值設定為θ = π/6、α = 〇及 r = 2R · Sinfi/12 使得主要光束5及次要光束6的照射位置在圖4所示的軌道 Z(二光束及二轨道環鑛的軌道)上相等(不過,照射時間不
2221-8333-PF 14 CS 1378839 ω^ω2且〇)1+(〇2=2〇))時移動次要光束6,而在如圖8所示之 以F為中心的半徑al及半徑a2(半徑al =半徑a2+w,其中 w係半徑al及半徑a2間的差)的二轨道上移動次要光束6 - 的照射位置(二光束及三軌道環鋸的軌道)。也就是,使次要 光束6像圖2所示的情況變薄並經由在外部軌道上移動主要 光束5時在二内部軌道上移動次要光束6以改善加工效率變 得沒有必要。 再者’因為次要光束6的照射間隔在徑向及周向上擴 • 展,能量密度被平均且在加工一盲孔(具有底部的孔)時改善 孔底部的品質。 注意在加工一貫孔的情況中,因為内部周邊被移除雖 然其沒有變薄,次要光束6可被照射。 另外’雖然本實施例可改善加工速度’因為其將一雷射 光束分成二雷射光束,所以需要具有大輸出的雷射振盪器。 <第二實施例> 圖9係顯示可被適當地適用至本發明的第二雷射加工 • 裝置的光學系統的配置之圖式。具有與圖丨中相同功能的組 件被標示相同的參考號碼且在此省略其重複的說明。 具有振盪頻率F之雷射振盪器1輸出的p波主要光束2 穿過調整其外部直徑的光束直徑調整器3,然後被平面鏡2〇 反射。然後其由聲光脈衝調變器(A〇M) 7被分裂成具有頻率 F/2及不同的光軸之二分裂光束8及9。注意A〇M7不只將 主要光束2分裂成二分裂光束8及9,也能夠控制一脈衝, 亦即,分裂光束8及9的脈衝能量。 分裂光束8進入頭Η的XY直流電單元12。再者,分
2221-8333-PF 16 < S 1378839 裂光束9經由穿過偏轉裝置21,其將光束的偏振方向偏移 (旋轉)90度,而變成s波主要光束,且經由穿過光程切換單 元22而進入XY直流電單元12。 因為分裂光束8係p波,其傳送通過χγ直流電單元 12(亦即,其未被χγ直流電單元12定位)並進入定位分裂 光束8的χγ直流電單元14且進入將分裂光束8的光軸導 引至垂直於工件的方向之聚光作透鏡16。 同時,分裂光束9係S波,其被χγ直流電單元12定 位(在此就加工面積而言係小於2mmx2mm或者就直流電操 作用角度而言係小於〇·5度)並進入也定位分裂光束9的χγ 直流電單7L 14。然後進入聚光£θ透鏡16,其在垂直於工件 的方向上導引光束的光轴。 以下,分裂光束8將被稱為”主要光束,,且分裂光束9將 被稱為”次要光束”。 因為第二實施例被布置以不僅可以與第一實施例相同 的方式分隔主要光束及次要光束的照射位置,也可由α〇μ 7 父互地照射主要光束及次要光束,與第一實施例的情況相 比,其可進一步減緩在加工孔之溫度的增加。 雷射振盪器的輸出可為第一實施例者的一半。 注意因為在本實施例的情況中主要光束及次要光束被 父互地照射,其需要設定角度α,其為在相對於在(α+οη/2 或oc-cot/2)的主要光束之次要光束的徑向上之偏移的角度, 以在如上述之圖2至8所示的位置照射雷射光束。 順便,根據上述二實施例,即使與傳統技藝相比,其可 改善加工品質’加工速度仍與傳統技藝相同。所以,下面將 2221-8333-PF 17 說明可改善加工速度的雷射加工裝置。 <第三實施例> 圖1〇係顯示可被適當地適用至本發明的第三雷射加工 裝置的光學系統的配置之圖式。具有與圖1及9 "目同功能 立#件被標7F相同的參考號碼且在此省略其重複的說明。注 曰存在有具有相同功#的二組件時其係在其參寺號碼後 面標示下標八及6加以區別。圖η係顯示由適用本發明之 例示的在環鑛中的照射時序的圖,其中⑷顯示加工步驟, ⑻顯示光學平面鏡的操作及(_示雷射㈣器輸出的雷射 光束。(d)至⑴中的實線表示被照射至加工孔的各分裂光束 的強度及其照射時序,其中的虛線表示沒有光束被照射至加 工孔的情況且橫座標軸表示時間。注意(<:)至⑴中的高度表 示能量密度。 如圖10所示,雷射振盪器輸出的雷射光束被分光器4 分成分裂光束5及6。在第三實施例中,分裂光束5接著被 AOM 7A分開成二光束8八及9八且次要光束6被八體7b 分開成二光束8B及9B。光束8A及8B被導引至第一頭HA, 而光束9 A及9B被導引至第二頭HB。注意在本實施例中, 分裂光束5及6的能量強度相等且A〇M 7A及7B同步地操 作。注思此時經由重複定位光學平面鏡及加工(銅層及絕緣 層的加工)完成鑽孔周期。再者,雷射振盪器i輸出具有頻 率f的雷射光束。 現在,說明頭HA的操作。 當以ω的角速度擺動光學平面鏡時,光束每周期 2Τ(其中’ T=l/f)被照射Ml次(圖式中為1〇次)且光束8Β每 2221-8333-PF 18 1378839 周期4T被照射心(圖式中為5次)以加卫銅層。在結束加 工銅層之後,與加工銅層的情況相比,能量密度減小,光束 ^每周期2Τ被照射N1次(圖式中為1〇次)且光束8Β每周 :厂破照射„!次(圖式中為5次)以加工絕緣層。當加工在 那個位置結束時,光學平面鏡被移動以加工下—個加工孔。 如此,加工以相同的方式持續進行。 頭ΗΒ的操作係頭ΗΑ的操作僅偏移周期了者。
若為本實施例,即使雷射振^的振㈣率為丽ζ 且疋位光學平面鏡的響應頻率係咖,振盪的雷射光束可 被充分利用而不浪費。 再者,經由改變例如分光器4的分配比率,主要及次要 光束的能量可不控制A〇M7A& 7B而被改變。 本實施例也容許主要及次要光束的照射時序在各個頭 HA及HB中被偏移,其減緩在加卫孔之溫度的增加並能極 佳的品質加工。 再者’實施例被安排使得即使在移動及定位光學平面鏡 的期間,雷射振盪器持續地振盪脈衝且A〇M 7A及處置 士使用的雷射光束(圖!"的虛線所示),可增加雷射振盪 器及光學系統的熱穩定性。 順便,第一至第二實施例因為雷射光束被照射至例如環 鋸中的遠方位置而可減緩在加工孔之溫度的增加。不過當 雷射振盪器的输出變大且振盪頻率變高時,發生不可避免的 情況使得由於加工孔之溫度的快速增加,孔的側面的不平整 增加或側面變得像啤酒桶。 其次,將說明一加工方法,其使得加工品質被進一步改
2221-8333-pp 1^78839 善。 發明人進一步進行測試並且找出將雷射光束照射至一 孔(類似於沖孔的加工)的適當條件,以利用雷射光束製造具 . 有相同直徑的礼,如下。 , 也就是,在加工絕緣層時’當絕緣層僅由樹脂構成時, 月<=*量抵度被設定在1.5 j/cm2或更小(理想上為i 〇 J/cm2或更 小)且連續脈衝的數目被設定為1〇脈衝或更少(理想上為5 脈衝或更;)。此外,當絕緣層係由包含玻璃的樹脂構成時, 眷能置密度被設定在2至6 J/cm2或更小(理想上為2至4 J/cm2 或更小)且連續脈衝的數目被設定為5脈衝或更少(理想上為 3脈衝或更少)。經由如此,可製作具有極佳品質的壁面並 且使孔的底部之直徑更接近孔的入口之直徑。也可製作孔, 其中,若樹脂包含玻璃纖維’突出至孔中的玻璃纖維短且其 側壁平整。 ~ 再者,當照射位置的間隔係5μιη或更小或者為直徑的 1/5或更小時,能量密度及連續照射的次數間的關係也適用 _ 於環鋸的情況中。 再者,隨著當雷射照射之後特定期間的時間經過時加工 孔的熱傳送至加工孔的周圍部分,加工孔的溫度充分地下 降。 根據上述結果’加工品質可經由如下照射雷射光束而被 進一步改善。 也就是,照射係由預先設定雷射光束的照射間隔的最大 值L(例如5μιη或雷射光束的直徑之1/5)、連續地照射雷射 光束之可容許的次數Ν(例如5次)及靜止期間To。當相鄰的 2221-8333-PF 20 1378839 T射位置間的距料於最AAL或更小時,在照射雷射光 ’照:在靜止期間τ°靜止’然後雷射光束的照射 广始、主思雖然最大值L可為〇,其在此情況中係如上 述的沖孔。靜止期間係預先經由實驗得到。 其次’當本發㈣適㈣的h速度將與前述傳統的循 :。工比較。“加工裝置的加工條件與效能相同。再者, 光學平面鏡的定位頻率係2 kHz。 也發t此,4〇脈衝被照射以製作—孔 '經由預先進行試驗 Γη二為靜止期間T。,當雷射振盈器的振盈頻率為 適4 ’,且It㈣^Ν=0時,對應於11脈衝的期間是 二的。且::許的次數Ν=5時’對應於6脈衝的期間是 時ί就疋’當結合靜止期間的照射期間被設定為1 2時且當脈衝照射間隔為【時,下列關係適用:照射期間 且靜止期間T〇=(N+1)t。即使雷射振盈器的振盈頻 專於或大於3〇kHz,當脈衝能量強度及脈衝的連續照射數 相同時,靜止期間τ。必須是與當振堡頻率為3〇 , :即當供應的能量相同時,的情況相同的靜止期間。注意因 :目前大多使用的雷射振盤器的振盪頻率係斯是 ,據振盪頻率為30kHz的情況。 又 二)當容許次數N=1〇時(當絕緣層係僅由樹脂構成時),盆 =由分成四次照射雷射以完成加工,使得三次的靜止期 B G為必須。一次的定位光學平面鏡也需要。 雷射振盈器帽頻率係30kHz時,其花費2“s加 孔’與傳統的循環加工之3.2ms相比,可 0.4 ms(14%)。 2221-8333-pf 21 1378839 即使與30kHz的情況相同的靜止期間Tq是必須的,當雷 射振盪器的振盪頻率係60kHz時,A菲眷0, ^ ,、化賈2.2 ms加工一 可增加速度0.4 (2) *谷許次數N=5時(當絕緣層包含玻璃纖維時),其需要
孔’與傳統的循環加工之2.6 ms相比 邮(18%) 〇 經由分成八次照射雷射以完成加工(4〇/5 = 8),使得2次的 靜止上期間T。是必須的…次較位光學平面鏡也是需要的。 •當雷射振虽器的振盪頻率係30kHz時,其花費3.〇聊加 工—孔’與傳統的循環加工之5.1 2.1 ms(71%)。 ms相比,可增加速度 ^雷射振盪器的振盪頻率係60kHz時’其宂卷,,丄 J 开化買2·4 ms加 工一孔’與傳統的循環加工之4·5 相比 2.1 ms(86%)。 可增加速度 注意雖然在此照射周期的次數經由設定為n=i〇而為 四,N可為小於1〇或可逐漸減小。 如上述⑴及(2)所示,根據本發明,與傳統的循環加工 相比’雷射振盪器的振盪頻率越高,效率越可被改善。 餘止期間T。越長’通常形成在侧壁與孔底部間的曲面 之半徑變得越小。也就是’孔底部的直徑可更接近入口的直 徑或側壁的中央部分,使得加工品質被改善。另外最好縮 知靜止期間T。以改善加卫品f。此外,經由將靜止期間% 設定為如本實施例中說明之(N+1)t可不降低品質而改善加 工效率。再者’因為雷射被交互地供應至二個孔,可有效地 使用大部分從雷射振盪器振盪的雷射。 注意當雷射加工裝置的光學系統係如圖ig所示者時且 2221-8333-PF 22 U78839 田冲孔被實行時,雷射光束在一雷射光束靜止時可被照射至 另一加工孔。 圖12係顯示由適用本發明之例示的在沖孔(一次之連 '續的照射數目係10脈衝。總共係由4〇脈衝加工)樹脂中的 •照射時序的圖,其中上階段A顯示雷射振盪器的振盪頻率 為30 kHz時的脈衝而下階段B顯示雷射振盪器的振盪頻率 為6〇kHZ時的脈衝,且⑷表示光束8A及⑻表示光束9A。 如圖所不’在光束8A未被供應至頭ha的期間,經由 _將光束8B供應至頭HB,可不浪費地使用雷射振盈器輸出 的雷射光束。 主思被供應至頭HA或HB的雷射光束之脈衝數目或能 量強度可被適當地選擇。 再者,當振盪頻率隨著雷射振盪器的功率增加而增加 時,經由增加頭的數目,可不浪費地使用雷射振盪器輸出的 雷射光束。 再者’當二不同孔的位置在圖9中彼此非常接近時,可 如圖12所不不浪費地使用雷射振盪器輸出的雷射光束。 <第四實施例> 圖13係顯示可被適當地適用至本發明的第四雷射加工 裝置的光學系統的配置之圖式。這顯示雷射加工裝置之光學 系統的配置,其為圖所示者之修改。 圖式中所示之雷射加工裝置的光學系統係A〇M 7被設 置以取代圖10中的分光器4,分光器4A被設置以取代a〇m 7A且分光器4B被設置以取代a〇m 7B者》 注意雷射加工裝置已可由第一至第三實施例被瞭解,故
2221-8333-PF 23 < S 1378839 在此將省略其詳細的說明。 注意當可控制分配角度的AOD被採用以取代AOM 7 時’ AOD輸出的雷射光束的輸出方向可不僅被分配至二個 方向,也可被分配至三個以上的方向。 再者,雖然將孔加工的情況已說明如上,本發明不僅可 適用於加工一孔的情況’也可適用於加工—溝槽及一平面 (例如曝露被設置為内部銅層之部分的定位基準標記)的情 況或是諸如移除矽(Si)氧化膜之加工一表面的情況。 雖然本發明已經由實施例加以說明,熟知技藝者可不脫 離本發明之精神與範疇而進行多種改變與替代。由附加的申 請專利範圍的界定很明顯地具有此種修改的實施例也屬於 本發明之範疇。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示可被適當地適用至本發明的第一雷射加工 裝置的光學系統的配置之圖式。 圖2係顯示用以照射本發明之雷射光束的步驟之照射 軌道圖。 圖3係顯示用以照射本發明之雷射光束的另一步驟之 另一照射軌道圖。 圖4係顯示用以照射本發明之雷射光束的又一步驟之 又一照射軌道圖。 圖5係顯示用以照射本發明之雷射光束的再一步驟之 再一照射軌道圖。 圖6係顯示用以照射本發明之雷射光束的不同步驟之
2221-8333 24 t S 不同照射軌道圖。 的又一步骑之 的另一步戰之 圖7係顯不用以照射本發明之雷射光束 又一照射執道圖。 圖8係顯不用以照射本發明之雷射光束 另一照射執道圖。 工 圖9係顯示可被適當地適用至本發明的第二雷射加 教置的光學系統的配置之圖式。 工 圖10係顯示可被適當地適用至本發明的第三雷射加 裝置的光學系統的配置之圖式。 圖11係顯示由適用本發明之例示的在環錯中的照射 序的圓。 之例示的在沖孔樹脂中的照 圖12係顯示由適用本發明 射時序的圖。 工 圖13係顯示可被適當地適用至本發明的第四雷射加 裝置的光學系統的配置之圖式。 主要元件符號說明】 1雷射振111 ; 2脈衝光束; 調整器; 尤束, 6次要光束; 7、7A、7B 聲光脈衝調變器;8、9分f光束. =、:、9B光束;12、14 Μ直流電單 16聚先ίθ透鏡; 20平面鏡; 21偏振裝置; 22伞典+ u ΗΑ、ΗΒ頭。 22先程切換單元; 2221-8333-PF 25
Claims (1)
137883,9 第 095135109號 101年3月19日修正替換頁 申請專利範圍 1. 一種雷射加工方法’其中一脈衝狀的第丨雷射光束 的照射位置係根據一第1XY直流電單元而決定,且—脈衝 狀的第2雷射光纟的照射位置係根據該帛ιχγ直流電單元 以及-第2ΧΥ直流電單元而決定,藉由該第i以及第2雷 射光束對工件加工;其特徵在於: 將該第1雷射光束的執道晝出具有一第i半徑的—第1 圓軌道’藉此對胃帛1XY直流電單元進行調整的步驟; 將該第2雷射光束的執道以該第i雷射光束的照射位置 為中心,畫出具有-第2半徑的—第2圓軌道,藉此對該第 2XY直流電單元進行調整的步驟;以及 令該第1以及第2XY吉户觉留-& , i/;,L電早兀的光學平面鏡始終擺 動’使該第!雷射光束以及第2雷射光束以預定的時間間隔 照射在各自的圓執道上’使該第1雷射光束的照射位置在該 第i圓軌道上移動的同時,使該第2雷射光束的照射位置於 與該第1圓軌道為同樣中心的圓軌道上移動,用以環鑛一大 於該第1以及第2雷射光束的直徑的一個孔的步驟。 2. 如申請專利範圍第i項的f射加卫方法,其中… 圓形孔係在使該第1及第2 f料束的旋轉方向及角速度相 等時被製作。 3. 如申請專利範圍第1項的雷射加工方法,A中,該 第2雷射光束的照射位置所移動出的圓軌道係,由該第Γ 圓軌道的内側之二個以上的圓執道所構成。 4. 如申請專利範圍第i項的雷射加工方法,其中,該 第1及第2雷射光束的能量的密度的值係有差異的。 2221-8333-PF1 26 137883.9 • 第095135109號 101年3月19日修正替換頁 5.如申請專利範圍第1項的雷射加工方法,其中,該第 1及第2雷射光束係一雷射振盪器輸出的一雷射光束被分時 - 使用者。 、 6.如申請專利範圍第1項的雷射加工方法,其中,該 第1及第2雷射光束係一雷射振盪器輸出的一雷射光束被一 分光器或一半反射鏡分裂者。
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