TWI703001B - 製造印刷電路的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

一種製造印刷電路的方法，包含：以一或多個超快脈衝的雷射照射暗化導電材料的表面位置，並以一或多個較長歷時脈衝的雷射照射在表面位置燒蝕導電材料以產生跡線或PCB表面的微通孔圖案。藉由以一或多個較長歷時脈衝的雷射照射燒蝕暗化表面位置處的導電材料並以一或多個較長歷時脈衝的雷射照射清潔基板下方的第二導電材料來產生用於盲微通孔的孔。

Description

製造印刷電路的方法及裝置
本發明的實施例有關印刷電路板的製造，尤其有關產生精細跡線、RDL(再分配線)及用於在印刷電路板或IC基板中鑽微通孔的改進方法。
可以使用許多不同的製程來創建現代印刷電路板(PCB)。在PCB上創建導線和焊墊圖案的常用製程是直接成像。在直接成像中，首先用光活化疊層處理PCB。光活化疊層在暴露於光線時變得對顯影劑具有抵抗力。將光活化疊層材料暴露於所需電路形狀的紫外線(UV)雷射照射，然後用顯影劑洗滌。光活化疊層保留在暴露於UV雷射照射的區域中。然後將具有疊層的PCB暴露於對PCB的金屬層(稱為蝕刻劑)具有腐蝕性的化學品。層疊區域對蝕刻劑有抵抗力，並且疊層下面的導電層不會被蝕刻劑腐蝕。在暴露於蝕刻劑之後，移除疊層，留下乾淨的導電金 屬跡線。在一些直接成像法中，使用UV燈透過透明影像掩模將疊層暴露於電路形式的照射。直接成像法使用光活化疊層、顯影劑和蝕刻劑，它們可能是有毒化學品或腐蝕性化學品，而且跡線的大小取決於所選擇的光活化疊層。
類似地，雷射用於在稱為通孔(via)的多層(multilayed或multisided)PCB中的層間產生孔。通孔將一層電耦合到另一層。有多種不同類型的通孔，例如，最簡單類型的通孔是貫通孔(through via)，其是從第一導電層完全延伸到第二導電層的孔。通孔的另一個示例是盲孔(blind via)，其從第一導電層延伸到第二導電層但在刺穿第二導電層之前停止。通孔的第三個示例是埋孔(buried via)，其是電耦合被其他層的PCB覆蓋的兩層PCB的孔。通孔的第四個示例是堆疊通孔(stacked via)，其是穿過多層的PCB且將這些層電耦合在一起的孔。
為了製造這些通孔，PCB的銅表面經過化學處理來產生黑色氧化物，以降低約10um的CO2波長時的反射率。然後使用脈衝二氧化碳(CO2)雷射在9至10.6微米的近紅外線波長下雷射所需的通孔區域。該第一雷射脈衝移除頂層氧化物、銅和一些基板材料。來自CO2雷射的第二雷射脈衝將基板材料向下移除到下一個銅層，並且最終脈衝清潔任何剩餘基板的通孔中的第二銅層，並對內部銅層進行去污，以準備用於隨後的電鍍。在形成通孔之後，必須清除黑色或棕色氧化物層，並且必須將通孔電鍍在銅或其他導電材料中以確保兩層PCB的電互連。在該過程中產生的通孔的大小受到CO2 雷射的長紅外線波長的限制，因此在生產有價值的速度下通常只有大於50至70μm的結構。另一個缺點是該方法需要化學處理頂部銅層以形成隨後必須去除的黑色氧化物層。
在智慧型裝置中驅動更高密度的互連需要在電路板和IC基板上使用越來越小的細線和微通孔直徑。CO2 雷射鑽孔製程固有的孔大小限制促使使用者探索以較短波長雷射(諸如UV奈秒脈衝固態雷射)進行直接銅鑽孔。在製造微通孔的第二種方法中，用UV雷射直接鑽出薄的銅外層，以產生多個小直徑孔。然後可以用具有通常為50-70微米的較大繞射極限光斑直徑的CO2 脈衝雷射照射這些小孔徑。在CO2 雷射波長下具有高反射性的銅層用作為共形掩模並且僅允許鑽穿小孔徑。這種二雷射或組合製程技術可以鑽出能夠比使用標準CO2 「黑色氧化製程」實現的直徑更小的板式去污盲微通孔(blind micro-via)。然而，生產量受到影響且紫外線雷射的高價格阻礙了採用。
因此，本技術領域需要一種快速產生PCB精細跡線和較小微通孔而無需化學處理或UV雷射的技術。
及
儘管為了說明之目的，以下詳細明包含許多特定細節，但是具有通常知識者將理解，對以下細節的許多變化和改變都在本發明的範圍內。因此，闡述以下說明的本發明的示例性實施例而不失一般性，並且不對所請之發明施加限制。
在以下的具體實施方式中，參照所附圖式，其形成本發明的一部分，並且其中透過圖示的方式顯示了可以實施本發明的具體實施例。在此方面，參考被描述之圖式的方位使用方向術語，例如「頂部」、「底部」、「前部」、「後部」、「前部」、「尾部」。因為本發明的實施例的組件可以定位在許多不同的方位上，所以方向術語用於說明的目的而不是限制性的。應當理解，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以利用其他實施例並且可以進行結構或邏輯上的改變。因此，以下詳細說明不應被視為具有限制意義，並且本發明的範圍由所附申請專利範圍限定。
根據本發明的態樣的電路跡線製造可以以空白PCB作為初始工件開始。如圖1A所示，空白PCB通常可以包含導電材料層101、增建層(build-up layer)或絕緣層102，以及可選地包含芯材料層103。導電材料層101可以是PCB製造領域中已知的任何導電材料，但通常是導電金屬，或金屬混合物，例如銅，鎳，錫，鉛，鋁，銀，金或其任何組合。絕緣層102可以由PCB製造技術中已知的任何非導電材料製成。用作絕緣層或增建層的適合基板的實例包括有機環氧樹脂，例如ABF、聚酰亞胺材料或編織玻璃纖維環氧材料，例如FR4、FR2、FR1、CEM-1、CEM-3和預浸料。芯103可以由剛性或柔性材料構成，選擇該材料以為導電層和絕緣層提供強度和抗撕裂性(tear resistance)。通常，芯也是玻璃纖維環氧樹脂，但在某些情況下可以是金屬、陶瓷或塑膠。另外，空白PCB可以是雙面多層PCB。雙面PCB在板的兩個實質上平坦的側面上塗覆有導電材料，其中，絕緣層和可選的芯材料將兩個導電材料層分開。多層PCB具有由絕緣層或增建層(例如圖2A-2D所示之設置在PCB的實質上平坦表面上的導電材料101)所隔開的二或更多個導電材料層，並且基板102隔開設置在絕緣或增建層202上的第二導電材料201並位於導電材料101下方。根據本發明的態樣可以使用的其他PCB類型包含軟式(Flex)和軟硬(Flex-Rigid)板類型。
電路跡線製造
目前製造PCB跡線和通孔的方法需要有毒化學處理以及多個耗時步驟。此種新方法使用兩步處理法。如圖1B所示，超快脈衝雷射照射104用於界定導電材料層上的跡線的圖案105。此處使用的超快脈衝雷射照射104可以指具有從100飛秒(fsec)到100皮秒(ps)的脈衝歷時的雷射。超快脈衝雷射104可以是波長範圍從350奈米至5微米的脈衝雷射UV到紅外線(IR)。作為示例但不作為限制，超快脈衝雷射104可以是能夠產生以約1μm的波長和2-3皮秒脈衝歷時為特徵的雷射脈衝的IR雷射。作為示例而非透過限定的方式，IR雷射可以是Yb皮秒脈衝雷射，例如IPG光子學YLPP-25-3-50鐿微微秒雷射。
應注意，給定光學頻率(光速除以波長)的光的波長通常是其行進的介質的函數。術語「波長」在本文中通常用於表示「真空波長」或真空中給定頻率的光的波長。
根據本發明的態樣之超快脈衝雷射光斑的直徑d可以是任何大小，但是在較佳實施例中，小於35μm。超快脈衝雷射104可以用在PCB上的表面位置105處，以藉由暗化導電材料101的部分來佈局電路和互連的圖案。超快脈衝雷射照射104直接在金屬表面101上快速地產生數位界定的暗化或黑色圖案105而不需要多步微影/光阻製程、或昂貴的紫外雷射或燈。導電材料101的表面暴露於超快脈衝雷射照射104藉由產生奈米結構的脊和谷而使表面105暗化。這些奈米結構增加表面積並降低表面的反射率，有效地形成看起來更暗或黑的區域。已經由超快脈衝雷射104照射的黑色區域105具有增加的光學吸收，其有利於它們隨後以來自較長波長雷射的較長歷時的照射脈衝選擇性地移除。如上述之可以雷射於金屬表面上的電路圖案的示例繪示於圖4中。
如圖1C所示，利用超快脈衝雷射104連同未修改的高反射導電材料101所產生的暗化或黑色圖案105的組合產生「共形掩模」，使得較長波長雷射106能夠產生小於通常可以較長波長雷射實現之寬度的跡線寬度。為了根據本發明的態樣產生跡線，以來自較長波長雷射106的較長歷時脈衝照射暗化或黑色圖案105。較長波長雷射106的較長歷時的照射燒蝕暗化或黑色圖案108之位置的材料，因為暗化或黑色圖案的較高的吸收率及降低的反射率。不具有暗化或黑色圖案的導電材料區域不被燒蝕107，因為導電材料對較長歷時和較長波長雷射照射106具有高反射性。因此，期望選擇較長歷時的波長和較長波長雷射使得未改變的導電材料101高反射較長脈衝和較長波長雷射照射。作為示例而非限制，較長歷時和較長波長雷射106可具有範圍從1μm至20μm的波長。在一些實施例中，較長歷時和較長波長雷射106是常見的工業雷射，例如脈衝二氧化碳(CO2 )雷射。在其他實施例中，較長歷時和較長波長雷射可以是中紅外線脈衝光纖雷射或用於樹脂燒蝕的一氧化碳(CO)雷射。在燒蝕表面材料之後，可以清潔、去污並電鍍具有跡線的PCB或以阻焊和絲網印刷的影像或文字予以完成。
這種利用超快脈衝高重複率雷射快速圖案化，然後使用CO2 雷射進行宏觀移除的二階段技術，保留了現有雷射直接成像法相對於電路數位圖案化的優勢，且此提供了層對齊等的靈活性。此外，這種新穎的二階段大量製造法還消除對目前用來排除圖案化導電層的昂貴光阻劑和化學蝕刻劑的需求。由於超快脈衝雷射優雅地提供了此點。
通孔的雷射製程
通孔是從PCB的一個導電層到另一個導電層的孔。通常，通孔藉由塗覆側面或以導電材料填充通孔的孔來電耦合兩層。如圖2A所示，通孔的製造最初開始於雙面或多面PCB，其具有由絕緣層102隔開的導電材料層101和第二導電材料層201。超快脈衝雷射照射203空白銅板PCB的表面位置，產生用於通孔的暗化或黑色圖案204。如上所述，暗化或黑色圖案增加吸收率並降低導電材料對較長波長照射的反射率。
在如圖2B所示的下一步驟中，暗化或黑色圖案204暴露於來自較長脈衝歷時和較長波長雷射205的照射。如上所述，較長歷時和較長波長雷射205可以例如但不侷限於二氧化碳雷射。較長歷時和較長波長雷射205燒蝕導電材料101以及在暗化或黑色區域204中的一些基板材料102。在不是暗化或黑色的區域中，較長歷時和較長波長雷射被反射206而不燒蝕導電材料。在此第一次曝光之後，在導電材料101中產生小孔207，並且也可以移除一些基板材料102。與導電材料不同，絕緣層材料通常對工業雷射的常用CO2 波長具有低反射率和高吸收率(但是玻璃纖維引起UV問題)。該過程相對於現有通孔產生方法的益處在於，較長脈衝歷時和較長波長雷射照射的位置精確度不需要高度精確。只要較長脈衝歷時和較長波長雷射照射點與暗化圖案重疊，就會在精確界定的位置中產生孔而不會損壞未修改的導電材料。
如圖2C所示，透過導電材料101和絕緣材料102形成的小孔207以較長歷時和較長波長雷射照射209的第二脈衝照射。該脈衝穿透剩餘的絕緣材料102到第二導電層201。來自較長歷時和較長波長雷射的任何額外照射從第二導電層201的高反射表面被反射210。如前所述，任何不在導電材料層101表面上的暗化或黑色圖案位置的照射被反射208。
最後，如圖2D所示，暗化或黑色圖案204的表面位置第三次暴露於來自較長歷時和較長波長雷射照射211。不在暗化或黑色圖案位置的任何照射僅僅被反射213。照射211清潔任何剩餘基板102的第二導電材料層201並去污在暴露位置中的第二導電材料201的表面。一旦被清潔和拋光，第二導電材料201的暴露表面變成可反射的並且藉由燒蝕剩餘基板而反射212未被吸收的剩餘照射。因此，此孔清除程序在PCB的表面中產生從一導電層101到第二導電層201的盲孔。該孔可以藉由使用第三導電材料將導電層與第二導電層電耦合以創造一個盲微通道來加以完成。該孔的內壁可以鍍以或填充以導電材料，例如導電金屬或金屬混合物。導電金屬或金屬混合物藉由示例且非藉由限制可以為銅、鎳、錫、鉛、鋁、銀、金或其任何組合。
利用以上揭露的方法，可以透過迭代重複增建PCB疊層程序來產生任何層深的通孔。作為示例而非限制，可以創建四層深通孔。
這種利用超快脈衝高重複率雷射快速圖案化，接著使用CO2 雷射進行宏觀移除的二階段技術，保留了現有雷射直接鑽孔法相對於微通孔形狀、完整性、電鍍兼容性等的優勢。這種新穎的大量製造法還消除對黑/棕色銅氧化物步驟的需要，該步驟目前用於在以長波長CO2 雷射鑽孔之前改變裸銅的波長吸收並且允許產生直徑小於35μm的通孔。由於超快脈衝雷射優美地提供了此點。
實作
根據本發明的態樣之用於製造電路跡線及微通孔的方法可以使用如圖3中所示的二雷射系統來實現。二雷射系統可以包含超快脈衝雷射303以及較長歷時和較長波長雷射301。雷射(laser)是藉由受激輻射將光放大(light amplification by stimulated emission of radiation)的首字母縮寫。雷射是由兩個反射表面形成的光學共振腔。其中一個反射表面允許撞擊它的一小部分照射逸出。腔體包含可拉伸材料，有時稱為增益介質(gain medium)。增益介質可以是任何適合的材料，即晶體、玻璃、液體、半導體、染料或氣體，其包含能夠藉由例如藉由透過光或放電來泵浦而被激發成介穩狀態(metastable state)的原子。當原子降回基態時，原子會從介穩狀態發射光。通過光子的存在刺激光發射，這使得被發射的光子具有與刺激光子相同的相位和方位。光(在本文中稱為受激照射)在腔內振盪。
受激照射的波長取決於增益介質的選擇。因此，通常根據所使用的增益介質來描述雷射。例如，CO2 雷射使用二氧化碳(CO2 )氣體作為增益介質。光纖雷射使用摻雜有稀土元素(例如鉺、鐿、釹、鏑、鐠、銩和鈥)的光纖作為增益介質。光纖雷射通常使用光纖布拉格光柵(Bragg gratings)作為反射器來形成共振腔。
可以例如透過脈衝種子照射或泵浦能量來實現來自共振腔的光的脈衝。在一些實作中，取決於期望的脈衝特性，脈衝可以光學方式完成，例如透過Q開關或模式鎖定。例如，透過旋轉鏡或電光開關主動Q開關CO2 雷射相對容易，從而產生高達千兆瓦(GW)的Q開關峰值功率。
Q開關迅速改變光學共振腔的Q值。Q指腔的品質因數，定義為(2π) x (儲存在共振器中的平均能量)/(每個週期消耗的能量)。光學共振器表面的反射率越高，吸收損耗越低，Q越高，所需雷射模式的能量損失越小。Q開關雷射在雷射的共振腔中使用Q開關來防止雷射作用，直到在雷射介質中實現高能階的反轉(光學增益和能量儲存)。當開關快速增加腔的Q值時，例如，以聲光或電光調變器或可飽和吸收器，巨大的脈衝被產生。
鎖模利用雷射共振腔的不同模式之間的建設性干涉，使雷射作為一系列脈衝產生。以這種方式操作的雷射被稱為「鎖相」(phase-locked)或「鎖模」(mode-locked)。由於光是波，當在共振腔的反射鏡之間反射時，光會建設性地以及破壞性地與自身干擾，導致在反射鏡之間形成駐波或模式。這些駐波形成一組離散的頻率，稱為腔的縱向模式。這些模式是自我再生並且可以在共振腔中振盪。其他頻率的光被相消干涉(destructive interference)抑制。鎖模雷射透過在內部控制每個模式的相對相位(有時透過相對於時間的調變)來作用，以選擇性地產生高峰值功率和短歷時的能量脈衝，例如在皮秒(10-12 秒)域。
如上所述，超快脈衝雷射303可具有從100飛秒到100皮秒的脈衝歷時。超快脈衝雷射303可以發射範圍從UV到紅外線(IR)光譜的照射304，波長範圍從300奈米到5微米。作為示例而非透過限制的方式，NdYAG雷射通常發射大約1064 nm的照射，其可以被認為是大約1μm。本發明的較佳實施例是脈衝IR光纖雷射，其具有1μm的波長和2-3皮秒的脈衝歷時。超快脈衝雷射的光斑大小可小於50微米且通常為30-25微米。超快脈衝雷射的峰值功率可大於10MW。根據本發明的態樣之較長歷時和較長波長雷射301可以發射具有範圍從9μm至10.6μm的波長的雷射照射302。在示例性實施例中，較長歷時和較長波長雷射是常見的工業雷射，例如二氧化碳(CO2 )雷射。在其他實施例中，可以使用改進的CO2 脈衝雷射。改進的CO2 脈衝雷射可以是TEA-CO2 、高峰/短脈衝CO2 雷射或增強型CO2 雷射。較長的脈衝歷時和較長波長雷射可具有大約十千赫茲的重複率，脈衝歷時範圍從奈秒到大約10毫秒。
如本文所使用者，術語脈衝歷時是指重複信號的時間歷時或生命期，例如脈衝的前緣和後緣上的半功率點之間的時間間隔。脈衝歷時有時被稱為「脈衝寬度」。脈衝能量是指脈衝中的能量。可以透過在脈衝週期上積分瞬時脈衝功率來計算脈衝能量。脈衝週期(T)指的是一系列之二或多個脈衝中的連續脈衝的等效點之間的時間。脈衝重複頻率(PRF)是指每單位時間的脈衝重複率。PRF與週期T成反比，例如，PRF=1/T。
二雷射系統可以包含光學元件305以控制雷射照射並將其聚焦到工件306。光學元件305可以包含足夠的鏡子和透鏡以聚焦超快脈衝照射304和較長波長照射302。光學元件305還可以包含用以導致掃描照射的裝置，例如反射鏡、電子機械反射鏡、折射棱鏡電光偏轉器等。在一些實施方式中，光學元件305可以被配置為以上述圖1A-C和圖4所討論的圖案來掃描來自雷射301、303之穿過工件306的照射，或者開發出如圖2A-D所示的通孔。光學元件還可包含掃描器、光束偏轉器、孔徑、濾波器和斬波器、光學放大器、Q開關、聲光調變器(AOM)或EOM，用於控制雷射301、303所產生的照射的強度、形狀、位置和脈衝特性。光學元件305還可包含均化器、孔徑、準直器或其任何組合，其可用於形成雷射照射的能量密度的空間分佈。作為示例而非透過限定的方式，均化器、孔徑和準直器的組合可以將每個雷射的雷射照射的能量分佈整形為均勻的頂帽型形狀分佈。在本發明的一些實施例中，二雷射系統中僅一個雷射具有成形的能量分佈。
二雷射系統還可以包含用於保持工件306的平台307。在本發明的一些實施例中，平台307是可移動平台，其被配置為圍繞照射的焦點橫穿或旋轉工件306。可移動台可以是具有足夠的傳動裝置以移動工件306的機動台。平台307可以進一步包含夾具、安裝支架或卡盤(例如，真空吸盤、磁性卡盤或靜電卡盤)以牢固地保持或緊固工件306於平台的表面。
如關於圖1A和2A所討論者，工件306可以是具有至少一個導電金屬表面的任何類型的PCB。工件306可包含用於將物件安裝到平台上的凹口或孔。
根據本發明的態樣之二雷射系統可以由可操作地耦合到雷射301、303光學元件305和平台307的雷射控制器308控制。作為示例而非限制，雷射控制器可以透過串列纜線、通用串列匯流排(USB)纜線、D-sub纜線或匯流條可操作地耦合到系統中的其他組件。雷射控制器308可以包含處理器和儲存器，並且例如透過處理器的適當編程來配置，以使雷射301、303光學元件305和平台307實現用於製造圖1A-C中描述的跡線的方法以及圖2A-D中描述的通孔的製造方法。在本發明的一些實施例中，雷射控制器308是電腦化控制器，其中，該方法體現在控制邏輯中，該控制邏輯使系統執行所描述的方法。在其他實施例中，雷射控制器308是通用電腦，其中，所描述的方法體現在非暫態性電腦可讀媒體上，當被執行時，使得通用電腦變成專用電腦。專用電腦被配置為使系統執行所描述的方法。在其他實施例中，雷射控制器308是具有足夠電及/或機械邏輯的機電控制器，以使系統執行所描述的方法。
為了清楚起見，並未顯示和描述本文描述的實施方式的所有常規特徵。具有通常技術者將理解，在任何此種實作的開發中，必須做出許多特定於實現的決策以實現開發者的特定目標，例如遵守與應用程式和業務相關的約束，以及這些具體目標因從一個開發人員到另一個開發人員的實施而異。此外，應當理解，這種開發努力可能複雜且耗時，但是對於受益於本發明的具有通常技術者來說仍然是工程的常規任務。
根據本發明的態樣，可以使用各種類型的作業系統來實現組件、處理步驟及/或資料結構；計算平台；使用者界面/顯示器，包含個人或膝上型電腦、視頻遊戲控制台、PDA和其他手持裝置，例如蜂巢式電話、平板電腦，攜帶式遊戲裝置；及/或通用機器。此外，具有通常技術者將認識到，在不脫離本文揭露的發明構思的範圍和精神的情況下，也可以使用通用性較差的裝置，例如硬連線裝置、現場可編程閘陣列(FPG)、特定應用積體電路(ASIC)等。
雖然以上是對本發明較佳實施例的完整描述，但是可以使用各種替換、修改和等同物。因此，本發明的範圍不應參考以上描述來確定，而是應該參考所附申請專利範圍及其等同物的全部範圍來確定。無論是否較佳，任何特徵，無論是否較佳，都可以與任何其他特徵組合。在隨後的申請專利範圍中，不定冠詞「A」或「An」是指該物品之後的一或多個物品的數量，除非另有明確說明。所附申請專利範圍不應被解釋為包含裝置加功能限制，除非在使用片語「用於…的手段」的給定申請專利範圍中明確地敘述了這種限制。申請專利範圍中未明確聲明「用於…的手段」執行指定功能的任何元素，不應被解釋為美國35USC第112條第6段中規定的「手段」或「步驟」子句。
101‧‧‧導電材料層 102‧‧‧絕緣層/增建層 103‧‧‧芯 104‧‧‧超快脈衝雷射照射 105‧‧‧圖案/表面/表面位置/暗化或黑色圖案/黑色區域 106‧‧‧較長波長雷射 107‧‧‧不被燒蝕的不具有暗化或黑色圖案的導電材料區域 108‧‧‧暗化或黑色圖案 201‧‧‧第二導電材料層 202‧‧‧絕緣層/增建層 203‧‧‧照射 204‧‧‧暗化或黑色圖案 205‧‧‧較長歷時和較長波長雷射 206‧‧‧反射 207‧‧‧小孔 208‧‧‧反射 210‧‧‧反射 211‧‧‧照射 212‧‧‧反射 213‧‧‧反射 301‧‧‧較長歷時和較長波長雷射 302‧‧‧雷射照射 303‧‧‧雷射 304‧‧‧照射 305‧‧‧光學元件 306‧‧‧工件 307‧‧‧平台 308‧‧‧雷射控制器
本發明的教示可藉由慮及以下結合所附圖式的詳細說明而容易理解，其中：
圖1A是根據本發明的一態樣之PCB的剖面圖。
圖1B是描繪根據本發明的一態樣之以脈衝照射在PCB上產生暗化跡線的剖面圖。
圖1C是描繪根據本發明的一態樣之以較長歷時照射蝕刻的PCB的銅層的剖面圖。
圖2A是顯示根據本發明的一態樣之以脈衝照射產生用於在多層PCB中的通孔的暗化區域的剖面圖。
圖2B是剖面圖，顯示根據本發明的一態樣之以來自較長歷時脈衝和較長波長雷射照射的第一脈衝燒蝕的多層PCB的上銅層及一些基板。
圖2C是顯示根據本發明的一態樣之以較長歷時脈衝和較長波長照射移除多層PCB的基板的剖面圖。
圖2D是剖面圖，顯示根據本發明的一態樣之以較長波長和較長脈衝歷時照射清潔和去污多層PCB的第二導電材料層。
圖3是描繪根據本發明的一態樣之二雷射微通孔鑽孔系統的圖。
圖4顯示根據本發明的一態樣之可以在金屬表面上繪製的電路圖案的示例。
301:較長歷時和較長波長雷射
302:雷射照射
303:雷射
304:照射
305:光學元件
306:工件
307:平台
308:雷射控制器

Claims (28)

  1. 一種製造印刷電路的方法，包含：a)以一或多個超快脈衝的雷射照射暗化第一導電材料的表面位置；以及b)以一或多個較長歷時脈衝的雷射照射燒蝕該表面位置處的第一導電材料。
  2. 如請求項1所述的方法，還包含：c)以一或多個另外的較長歷時脈衝的雷射照射在該表面位置燒蝕絕緣層；以及d)以一或多個較長歷時脈衝的雷射照射清潔該絕緣層下的第二導電材料。
  3. 如請求項2所述的方法，其中，清潔該第二導電材料移除在該表面位置處耦合到該第二導電材料的絕緣材料。
  4. 如請求項2所述的方法，其中，該清潔去污或拋光該第二導電材料。
  5. 如請求項2所述的方法，其中，在c)中燒蝕該絕緣層形成從該第一導電材料穿過該絕緣層到該第二導電材料的孔。
  6. 如請求項5所述的方法，還包含：以第三導電材料電鍍該孔的內壁以電耦合該第一導電材料和該第二導電材料。
  7. 如請求項2所述的方法，其中，該第一導電材料和該第二導電材料由相同的金屬構成。
  8. 如請求項6所述的方法，其中，該第一導電材料、該第二導電材料和該第三導電材料由相同的金屬構成。
  9. 如請求項1所述的方法，其中，該表面位置包含電路跡線。
  10. 如請求項1所述的方法，其中，該超快脈衝的雷射照射的脈衝的特徵在於範圍從100fs至100ps的脈衝歷時。
  11. 如請求項10所述的方法，其中，該脈衝歷時是2至3皮秒。
  12. 如請求項1所述的方法，其中，該超快雷射照射的脈衝是近紅外線(IR)雷射照射的脈衝。
  13. 如請求項12所述的方法，其中，該近紅外線雷射照射的特徵在於約1μm的波長。
  14. 請求項1所述的方法，其中，該超快雷射照射的脈衝的特徵在於峰值功率大於10MW。
  15. 如請求項1所述的方法，其中，該一或多個較長歷時脈衝的雷射照射的特徵在於中紅外線(IR)中的波長。
  16. 如請求項15所述的方法，其中，該一或多個較長歷時脈衝的雷射照射的特徵在於範圍從9μm至20μm的波長。
  17. 如請求項1所述的方法，其中，該暗化增加該第一導電材料對IR照射的吸收率。
  18. 如請求項1所述的方法，其中，該暗化包含在該第一導電材料的表面位置上形成奈米結構脊。
  19. 一種製造印刷電路的裝置，包含：超快脈衝的雷射；較長脈衝歷時較長波長脈衝的雷射；雷射控制器，可操作地耦合到該超快雷射以及該較長歷時雷射，該超快雷射以及該較長歷時雷射被配置用以實現方法，該方法包含：a)以該超快脈衝雷射暗化導電材料的表面位置；b)以該較長波長較長脈衝歷時雷射燒蝕該表面位 置處的該導電材料。
  20. 如請求項19所述的裝置，其中，該超快脈衝的雷射照射的脈衝的特徵在於範圍從100fs至100皮秒的脈衝歷時。
  21. 如請求項19所述的裝置，其中，該脈衝歷時為約3皮秒。
  22. 如請求項19所述的裝置，其中，該超快雷射照射的脈衝是近紅外線(IR)雷射照射的脈衝。
  23. 如請求項22所述的裝置，其中，該近紅外線雷射照射的特徵在於約1μm的波長。
  24. 如請求項19所述的裝置，其中，該超快雷射照射的脈衝的特徵在於峰值功率大於10MW。
  25. 如請求項19所述的裝置，其中，一或多個較長歷時脈衝的雷射照射的特徵在於中紅外線(IR)中的波長。
  26. 如請求項25所述的裝置，其中，該一或多個較長歷時脈衝的雷射照射脈衝由CO2雷射產生。
  27. 如請求項19所述的裝置，還包含用於掃描該超快脈衝 的雷射和該較長歷時雷射的雷射光學系統。
  28. 如請求項19所述的裝置，其中，還包含工件台，用於保持工件並相對於雷射移動該工件。
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