TW200821075A - System and method for employing a resonant scanner in an X-Y high speed drilling system - Google Patents

Description

200821075 九、發明說明： 【優先權】 本申請案主張2006年8月22曰申請之美國暫時專利 申請案第60/83921 1號的優先權。 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於雷射加工系統，用於提供在印刷電路 板中的鑽孔’且更特別地係有關於此種雷射加工系統，其 ^ 在印刷電路板的加工方面提供改善的速度及準確性。孔可 被用以提供通過電路板的路徑（或導孔）。 【先前技術】

已知雷射鑽孔通常係使用與一光學掃瞄器，諸如一電 流計光學掃瞄器，一起被設置的一雷射光束完成。電流計 光學掃瞄器通常包括被耦合至有限旋轉馬達的一掃瞄鏡。 此種掃瞄器一般被稱為，，galv〇s，，或是”電流掃瞄器，，， 且此種掃瞄器的例子被揭露於被讓渡給本發明之受讓人的 美國專利第6424632號。 要鑽-圓孔，雷射斑點在雷射脈衝持續期間相對於期 望的孔位置相當穩定是报重要的。對於每個孔，有限旋轉 馬達被旋轉以將鏡子定位於正確的座標，且一旦有限旋轉 馬達被安置好就發射雷射。料，雷射脈衝在持續期間方 面遠短於在有限旋轉馬達上改變鏡子的位置所需的時間。 由於這些理由，鑽多個孔的速度係受到定位系統的反應速

1136-9037-PF 5 200821075 率限制’而非受雷射功率限制。有限旋轉 通常係受到共振頻率限制，且步進速度進的^置性能 限於馬達效率。不過，掸加並女置）係受 卞个、、加馬達的帶寬係受到 限制，即在有限旋轉馬達中消失的功率（例如，/二事貫的 係比例於速度的五次方。 …的形式） 因此，對於改善定位系、统的效率之更有 射加工系統仍維持有需求。 I濟的雷 【發明内容】 本發明提供—種雷射加工系統，用 以相對較大的速度掃晦時 一知瞒器 杈小速度。根據一實施例 玉射先束的 掃晦單元、一擴走π、__/包括一雷射光源、-第一 t ^ ^ "益、—第二掃瞄單元及聚焦光學元件。 寸的至少一光束i Γ 出，其具有有一光束尺 處之-第-軸的一第―：：早70係用於在沿著在目標位置 於接收雷射輸出… 晦雷射輸出。擴束器係用 的雷射輸出。第二掃聪單元係二束直…供-修改 第一軸的—第：古A %係用於在沿著在目標位置處之 出。第二方向大—體J上掃猫來自擴束器之修改的雷射輸 著在二體著第—轴與第—方向減，使得沿 ^位置處的第一軸 雷射脈衝期間實際 >文的雷射輸㈣淨速度在- 的雷射輪出聚焦朝向目標：置聚焦光學元件係用於將修改 1136-903 200821075 【實施方式;] 在許多應用中，在將姑雄 姑M刻^ 在將被鑽成孔的一目標基板上的區域 被排列，使得那裡將存 a 一列被腎货門^ 群^延小於場尺寸的間隔沿著 夕j被緊进間隔的孔。為# 斗、士 ΛΛ 士 在 情況中，其可能使用恆速槎 式中的有限旋轉馬達盘較高 、 鑽孔速度。掃以可為結合快的 旋轉多面铲 ’、、、“偏轉器、-電光偏轉器、一 器。一附加的電流計光學掃瞒器、或一共振掃晦 附加的掃猫器需要高速但非常小的角行 小孔徑的擴庚5|夕义aA y士班丄 &而！ 常，在直：佈置在某些應用中可為最佳的。通 ^中鏡子可被移動的時間以孔徑尺寸衡量。經由將 咼速知目苗元件放置在供击哭、 、 的系一較小的孔徑’較高速 耗於 。此一系統的其他優點包括較低的功率消 耗、較小的製造費用、寬鬆 ^ ^ ^ 隹Γ生要求、較容易的校正 及較間單的封裝。 掃：:’！據一實施例’除了在相同軸中的另-較慢的 “益外’本發明使—快速掃猫器可被使用於至少 ί:二軸二V軸)。舉例而言，快速掃晦器可為在此討論的 渴目田或者可為任何類型的振靖性快速掃猫器。 圖顯示使用此一共振掃猫器之根據本發明之一實施 ，的-系統。圖i的系統包括一雷射光源i。、一光束：型 單元12、一共振掃瞄鏡14(快速掃瞄器）、_擴束器= :x轴…18、一 Y軸反射鏡2。、及一平場聚焦透鏡(、, …1咖）22,用以引導光束朝向—基板24。共振掃猫

1136-9037-PF 7 200821075 器14產生具有固定頻率但可調振幅的正弦位置。义軸位置 被共振掃瞄器U及反射鏡18控制，其被連接至有限旋轉 馬達（慢X軸掃瞄器）。Y軸係被反射鏡2〇控制，其被連接 至另一有限旋轉鏡（慢Y軸掃瞄器）。 光束整型單元12可包括—光束轉換器，其影響雷射輸 出的尺寸、幾何形狀、或強度分布。例如，單元12可包括 —球面或變形U細。rphie)擴束器，其將—圓形或矩形雷 射輸出光束匹配至共振掃晦器或其他光學組件的孔徑以改 變強度分布。舉例而言，光束整型單元12可提供高斯或其 他非均勻光束至一近乎均勻的(例如平頂)光束之轉換。空 間遽光也可在某些實施例中被使用以改善雷射輸出的光束 共振掃瞄器14可為例如一高頻率掃目苗器，置在低於 至約剛Hz操作’且可包括扭轉組件，其被機械 h周整而以相反的相位共振’使得它們產生彼此抵消的轉 矩’從而將振動最小化。 在一將被加工的基板中，其包括沿著χ軸之一列均勻 門Ρ网的孔’其可能將γ軸有限旋轉馬達定位於列的位置， 移^ X軸有限旋轉馬達，然後以共振掃目苗器調變沿著^轴 之雷射光束的位置，使得當雷射的位置係在孔的位置時存 ，相當小的移動的週期。此接近零的速度之情況保持在各 订進方向上’而容許鑽孔圖案的彈性。共振頻率可對應於 最、、、田的間距，且孔間隔可為間距的整數倍。 擴束器16具有一擴展率，其改變雷射輸出的一雷射光

U3 6-9037-PF 200821075 束之大小。大於一的比率係表示 射輸出的光束具有一尺寸(例如， 二出广之雷 於在擴束器輸人端的尺寸n⑴長度）’其大 光束尺寸。通常m… 導致—減小的 J 逋吊 光束擴展率將姑遗if：丨v + * 千將被選擇以在表面上提供一 疋：度的斑點大小。斑點大小係有關於在輸 4:光束之焦距及直a’輸出的聚焦光學元件可包= 於掃瞄的/-theta修正透鏡。 市場上現有的擴束器通常係被設計以用於同轴 (⑽操作。擴束器16的設計包括考慮與人射雷射光 束的光束大小及最大角度關聯的像差。在—些實施 共振掃晦器僅當光束係在軸、近軸或同軸之一時被使用， 從而擴束器的寬視場要求相對於前面的系統被降低。在至 V貝施例中’角視场可為足夠小以可使用現有的擴束 器°無論如何’在使用不同的㈣機構之光學掃I系統中 的一或多個擴束器的使用已知係如在美國專利f 425ιΐ25 號、第51 091 49號及第6307799號中揭露者。 不過’按照擴展率的擴展反向地及正比地衡量輸出角 度。因此，此高速掃瞄元件必須具有在最高速具有一全刻 度的振巾田’其足夠大以補償此角度減小。共振掃瞒器，諸 如 GSI Group Corporati〇n 〇f BiUerica，Massachusetts 所販買的CRS系列掃瞄器，可具有接近2〇度之電氣可調整 的振幅且通常提供在高頻率之寬角度掃瞄的組合。每一個 鏡子的掃晦速度、㈣肖色及光束大小計算可被使用以知 道鏡密度（P)、鏡半徑（R)、及鏡厚度（L)。特別地，鏡質量

1136-9037-PF 9 200821075 (Μ)、及鏡慣性（J)可被決定，0 $ u7 l 饭成疋且達到鏡子的期望速度所需 要的能量也可被決定。 圖2顯示對於一恒速有限旋轉馬達結合一共振掃猫器 的距離對時間的說明圖，且繪示只要雷射工作週期小於例 如約20%’雷射位置係相當地固定於孔的位置。特別地， 待鑽孔的孔被顯示力30’叉軸有限旋轉馬達的移動被顯示 在32,共振掃目苗器的移動被顯示在％。雷射位置被顯示在 速度有效地停止在_ 1所示的基板中鑽孔需要的時間，以 及從一脈衝雷射、或一選通cw雷射（gatedcwiaser)、或 他適s的田射輸出施加一或多個雷射脈衝。 36且Μ㈣示在38 °X軸有限旋轉馬達及共振掃猫器在 相反方向上#動，使得在孔的位置處，它們將雷射光速的 經由共振掃晦器之說明於上例的正弦波掃猫可被其他 類型的掃^完成’諸如聲光偏轉器（料柱面透鏡效應具 有I田的L正）、或一有限旋轉馬達。在此其他的情況中， f可為T有固疋或可變的掃瞄頻率及/或振幅的三角波 ，光柵圖案。鑽孔可在任—方向被完成。料—聲光偏轉 益、電光偏轉器、或具有線性控制器的有限旋轉馬達，孔 而疋週J丨生的。這些應用也對雷射指向的漂移敏感，其 被擴束器最小化(做為減小發散角的結果）。在共振掃瞄器 或有限旋轉馬達的情況中，高速軸的校正 以及在反射鏡背面的-雷射而被-再地完成，權I: 組件的位置漂移。 圖3顯示根據本發明之一實施例的系統的方塊圖。系

n36-9037-PF 200821075 統包括控制雷射42的一頭部控制器4〇、共振掃描器控制 益44、X軸線性掃❹控制器仏及γ軸線性掃晦器控制器 48 ，、振掃目田益控制& 44，驅動一共振掃瞒器，立任音 地使用:光源52及光檢測器54，以提供一速度回饋㈣ 給控制态4 4。當使用此一於制士 田便用此核測态％，發射器將一光束導 掃瞒鏡（或是背面鏡），其然後以不同的掃聪角度掃猫穿過 父又的檢測器。各檢測器可由雙單元檢測器形成，各單元 包含由-細線分開之緊密間隔的檢測器表面。當在雙單元 的各邊上的功率相等時，可進行交又點的準確測量。經由 感測連續的雙單元照明，掃晦器方向可被決定 1及檢測器2上的雷鼾昭舢戸弓从士 的田_間的時間間隔以及頻率資訊可 被用以计异拎瞄振幅。此感測 可被替代為共振位置估計写。;轴= 零訊號

,^ f ^ X軸線性控制器46驅動一 X 跑“ 56,控制器“從其接收一位置回饋訊號。γ軸線 性控制緣驅動一 γ軸掃目苗器58，控制器 位置回饋訊號。 1 /、授叹 使用一共振掃瞄器做為第一古 電流計為基礎的第二掃瞒哭的告^^器並結合以線性 …n "°。的“例提供在非整數或非均 :間隔二:孔的調整。例如’―電路板可具有帶有不同的 或在目標位置處，在該處將形成=路板的不同區域， 其中之-。第二婦晦器的反射鏡17列=行的導孔的至少 1 8的至少盆中之^一 ΛΑ :=ΓΓ制以基於在圖3的頭部控制器4。内產生的 生—掃晦。控制器4G包括-光柵產生器62’

1136-9037-PF 11 200821075 其提供X、Y掃目苗器46、48的驅動訊號。-電流計掃瞒器 對於位置或速度指令的通常的反應時間可為數百微秒，且 可與例如在被用於PCB鑽孔的^ c〇2雷射的連續脈衝間 的時間間隔相比較。 再者，共振掃瞄器的振幅，至少在低頻率，可被動能 地調整。，在附件中提到的c R s掃瞒器包括—驅動板恶 其提供具有5V的輸入電塵、6 msec的趨穩時間之相位 調整及振幅（掃瞄角度）控制。調整對於在固定共振頻率的 掃瞒速度之控制提供另一種選擇。此選擇可被單獨使用或 與輸出鏡的調整結合，並且考慮光束大小及在工件的表面 上之對應的斑點大小。 & 在某些條件之下，在一給定的振幅之共振婦晦器的可 變的角速度（零rad/sec至最大值rad/sec)也提供掃猫速 度的若干調整。在雷射加工應用中，其中單一的短脈衝或 紐脈衝群在共振掃猫器的一週期的期間被施加，且脈衝產 生可基於在某時刻之預定的共振掃晦器速度被安排時間。 然後_，第二婦猫器的速度也使用圖3的控制器加以調整。 頭部控制器40包括一主機及控制設置單元6〇，其美 望的速度修正、光栅圖案及孔位置、及共振時間二 汁忙並叹置共振掃瞄器的掃瞄器振幅。單元⑽提供—振 訊號給控制器44,並提供工作圖案及時間表 ： 產生器單元62。 挪 共振掃晦器在具有正弦振幅變化的自由運轉操作中於 預定的頻率振盈。操作具有以共振掃晦器為主控端的系統

1136-9037-PF 12 200821075 疋方便的，其中從掃聪器得出的時序變化掃瞒系統的主 鐘。共振㈣器控制器44提供位置資訊及速度資訊給一共 振位置估計器6 β，並姐y丄 、 估叶的光束位置資訊給一 置估計器68。時鐘訊號係基於掃晦速度的一過零點或者可 為基於一單獨的光學交叉蛤 哭時鐘訊號設定光栅產生 "62的速度。光束位置估計器也提供-超取樣的時鐘替 給主機及控制設置單元㈧、計數器64、及光栅產生器^虎 先柵產生器驅動掃晦器以當共振择猫器為正確的速声 時在預定的時間（下一鑽孔時間）通過目標。光拇產生⑽ 提供此貧訊給下-鑽孔時間單元7〇，其依次提供相位孕差 貧訊給一加法器單元72。加法器單元72也從光束位置估 計器68接收位置相位誤差資訊。當光束將超過下一孔位置 時’相位誤差被加到下一鑽孔時間以設定正確的時間。光 栅產生器也可經由一比較器74輸出雷射設定以及電光系 統的誤差之校正函數，比較器74從加法器單元72數 器6 4接收一輸出。 根據一實施例’雷射的脈衝率可為5〇〇〇Hz，脈衝宽产 可為3〇x10、ec，且在擴束整型之前的光束直徑可^ _。舉例而言，基板可要求孔具有-的間隔及。·〇〇ι_ 的块差。快軸掃瞄器振幅(以弧度為單位)被設定為等於孔 間隔（以公尺為單位之孔間的距離)x望遠鏡放大率 ⑷/Wu)，其巾/theta係以公尺為翠位之透鏡的 焦距。電流計的速度（以弧度/秒為單位）被設定為等於孔間 隔X共振掃瞄器的頻率。

1136-9037-PF 13 200821075 特別地’共振掃晦器 — ΑΛ η± # ° /、在某^實施例中提參 ㈣鐘，基於本身的機械設計 點時，時鐘可被用以β 、振。虽共振一過零 主控制器單元60。妙您 羊，、被通報至 μ後，主控制器單元eo計算正確的丘 估計器6β。 ^ +田态50並提供振幅資訊給共振位置 放大卑：予知目田角度係經由將孔分開距離除以π乘上 放鳩以⑽焦距而以弧度為單位被提供。根據一實 施例’光學掃猫角度 、 w、Μ帝 為〇·011弧度。主控制器單元使用 攸k零點檢測器得出的 、 員羊及攸/、振知瞄控制器得出的速 又 计异被包括在傳送至井；^冊姦吐哭,,, 度。 至先柵產生-的工作中之X光栅速 先學掃目苗角速度可為最小值的孔分開距離（最細的間 距）除以透鏡的焦距乘上共振頻率。共振位置估計器66使 用速度及過零時鐘(頻率)以計算共振掃瞄器的角位置，直 =提供至光束位置估計Μ 68。光束位置估計器68使用該 貝矾以及X掃瞄器的位置以計算位置誤差相位誤差（與時 ]表的日守間差異）。位置誤差相位誤差被提供至加法器，其 將在其將發射雷射的計數偏移一數量以修正在視場中的斑 ”、、占位置。其也基於共振掃瞄器節拍產生一超取樣的高解析 疋％%鐘吼號。超取樣時鐘每個共振週期具有許多定時時 鐘以改善準確性。 估计的位置係由光學掃瞄角度x s i η (2 π乘上超取樣時 鐘）提供。主機提供一工作給光栅產生器，包括孔間隔及位 置以及掃瞄器應該通過待處理的孔的上方之實際的時間。

1136-9037-PF 14 200821075 這些實際的時間係基於在來自此 〆、子辰位置估計琴的 鐘之高解析度下的共振掃聪器頻率。^的起取樣時 案提供像脈衝能量的雷射控制參數。〃 ^工作設定檔 时光柵產生器傳送下_即時鐵孔時間給下_鑽孔 存為以排定下一雷射脈衝的時 ^ 丁间 光柵產生器基於丘垢搞 瞄器頻率產生此光柵圖案並對 、/、" % ^ ^ ]表執订。超取樣時鐘也 n士“ 只際的共振時間。當-個孔被對準 % ’連接的比較器查看在加法 為中之真正的相位修正位 而以訊號通知雷射。 圖4顯示根據本發明之另外的實施例的一系統，直包 括_快㈣^ ’例如’ χ & γ電流計掃❹。特別地， 糸統包括-雷射8〇、_光束整型器82、_ χ軸共振掃瞒器 反射鏡84、一 γ軸共振掃瞄器反射鏡86、一擴束器⑽、 一線性有限旋轉馬達控制的W反射鏡90、-線性有限旋 轉馬達控制的γ軸反射鏡92、及—平場聚焦透鏡單元^，

用以將雷射光束導向—待處理的基板96。在此系統中，X 軸線f生控制反射鏡9〇及γ軸線性控制反射鏡92被調整以 舁决X軸及Υ軸反射鏡84、86共同動作以在鑽孔期間使速 度貫際上為零。此一系統通常不僅容許在單一方向上，也 容許在相當小的二維區域上之緊密間隔的孔之快速鑽孔。 或者，右X及Υ掃瞄器84及86小心地被同步化，系統也 可在對角線上操作（亦即，具有非零X及非零γ分量的方 向）。 在使用C〇2雷射之PCBS的雷射鑽孔應用中，共振掃瞄

1136-9037-PF 15 200821075 器可具有5ΚΗζ的頻率，其係接近許多c〇2雷射的重複頻 率。因此，隨著第二掃瞄器的連續運動，孔可不犧牲產量 而被鑽通。 在一些實施例中，一擴束器可被取代為光學中繼或其 他成像系統。在某些情況中，第二線性掃瞄器的光瞳可被 共振掃瞄器孔徑近似地匹配，而消除了對此種光學元件的 需求。 在另外的實施例中，一第一共振掃瞄器及一非必要的 f 第二共振掃瞄器可如圖5所示被設置在擴束器之後。圖5 的系統包括如上討論的一雷射1〇〇、一光束整型器1〇2及 一擴束态1 04。系統也包括一 X軸共振掃瞄器反射鏡i 〇6、 一 X軸反射鏡108、一 γ軸共振掃瞄器反射鏡11〇、及一 γ 軸反射鏡112、以及用於處理一基板116的平場聚焦透鏡 114。此一系統可被良好地適用於由擴束器輸出時的光束之 形狀沒有在共振掃瞄器106及1〇8上強加不適當的限制之 應用中。 、 上述實施例及例子特別適於使用C〇2雷射鑽孔，諸如

Coherent， Inc· of Santa Clara，CaHf〇rnia 販賣的

Diamond系列的雷射。以c〇2雷射產生之典型的孔大小係約 5 0μΐϋ 〇 其他的快速掃瞄器可單獨或與共振掃瞄器結合而被用 在一些實施例中。掃瞄器可包括聲光裝置、電光裝置、多 面鏡、或是全像掃瞄器。適合與否可取決於數個參數。例 如，全像掃瞄器可在單一掃瞄器中提供多個功能，可被使

1136-9037-PF 16 200821075 用在IR或短的可見光波長’在該處繞射效率夠高。 因此，根據本發明之一雷射鑽孔系統可包括一光學盒 120，其包括一雷射122及一頭部控制器124。一光學及掃 瞄頭單元128也被裝在光學盒12〇上。雷射照明126從雷 射122被提供至掃瞄頭128，且單元128提供如上討論的 擴束器、X及/或γ共振掃瞄器、χ及γ反射鏡、及平場聚 焦透鏡。來自單兀1 28的雷射焦斑面積被提供至印刷電路 板132的磚塊區域（tUe regi〇n)13〇，其被提供為一鋪磚 平台（tiling stage)134的部分。鋪磚平台134及光學盒 1 一20被提供在-框帛136上，且系統控制及電力調整電子 元件138、140被提供在框架ι36内。 圖5的雷射鑽孔系統提供較高的產量，其可由在光學 及掃瞒頭單元128中除…γ掃晦器之外還使用一或二 個共振掃瞄器而被達成。 本發明的原理也可被延伸至顯微鏡的尺度。例如 能改善可在對半導體基板、晶圓、光路等鑽孔時被找到。 多個脈衝可從一短波長雷射產生，諸如一綠光超短雷射。 在某些情況中，高速掃胳她蓉 一、 田機構及擴束器可被縮放尺寸以匹 配咼速掃瞒顯微鏡的孔經。 熟知此技藝者將理解在不脫離本發明之精神及範圍的 情況下可對上述實施例進行許多修改及變化。 【圖式簡單說明】 上述說明參閱附圖可更加明瞭，其中

1136-9037-PF 17 200821075 圖1顯示根據本發明之一實施例的/雷射加工系 說明圖； ％ 圖2顯示在根據本發明之一實施例的系統中之不同一 件的時間及位置的說明圖； 凡 图 …員示根據本發明之一實施例的糸統之元件的說明 功能圖；

圖4顯不根據本發明之再一實施例的一雷射加工系統 的說明圖； V 圖5顯不根據本發明之再一實施例的一雷射加工系統 的說明圖；及 ' 圖6顯示根據本發明之一實施例的χ_γ高速鑽孔系 的說明圖。 〃 圖式僅係為了說明的目的被顯示。 【主要元件符號說明】 £ 10 ： 雷射 光源； 4 \ = 12 ： 光束 .整型單元； 14 ： 共振掃猫鏡； 16、 88 > 104 :擴束器 17、 18 ： 反射鏡； 18、 108 :X軸反射鏡 20、 112 :Y軸反射鏡 22、 114 :平場聚焦透 24、 96 > 11 6 :基板； 1136-9037-PF 18 200821075 40、124 :頭部控制器； 42、80、100、122 :雷射； 44 :共振掃瞄器控制器； 46 : X軸線性掃瞄器控制器； 48 : Y軸線性掃瞄器控制器； 5 0 ·共振掃目苗裔， 5 2 :光源； 5 4 :光檢測器； 56 : X轴掃瞄器； 58 : Y軸掃瞄器； 60 :主機及控制設置單元； 62 :光柵產生器； 64 :計數器； 66 :共振位置估計器； 68 :光束位置估計器； 70 :鑽孔時間單元； 72 :加法器單元； 74 :比較器； 82、102 :光束整型器； 84、106 : X軸共振掃瞄器反射鏡； 86、11 0 : Y軸共振掃瞄器反射鏡； 90 : X軸線性控制反射鏡； 9 2 : Y轴線性控制反射鏡； 94 :平場聚焦透鏡單元； 19

1136-9037-PF 200821075 120 :光學盒； 126 :雷射照明； 128 :光學及掃瞄頭單元； 130 :磚塊區域； 1 3 2 :印刷電路板； 134 :鋪磚平台； 136 :框架； 138 :系統控制電子元件； 140 :電力調整電子元件。 20

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Claims (1)

1. 200821075 十、申請專利範圍·· 大的!t二種雷射加工系統，用於在至少-掃猫器以相對較 大的逑度知瞄時在目輕 度，該系統包括 置上‘供-雷射光束的較小逮 田射光源’用於提供一脈衝雷射輸 有有一^束尺寸的至少—光束； w出具 2知r田單①’用於在沿著在目標位置處之—第一 軸的一第—方向上掃瞄該雷射輸出； 擴束益，用於接收雷射輸出及用於 -光束直徑並提供一修改的雷射輸出； '輸出的 ^第_知瞄單兀’用於在沿著在目標位置處之第一軸 的一第二方向上掃猫來自擴束器之修改的雷射輸出，該第 :方向大體上沿著第一軸與第一方向相反，使得沿著在目 標位置處的第一轴之修改的雷射輸出的淨速度在—雷射脈 衝期間實際上可被降低至一較小的速度；及 聚焦光學元件，用於將修改的雷射輸出聚焦朝向目標 位置。 2. 如申請專利範圍第i項的雷射加n其中，該 淨速度係零毫米/秒。 3. 如申請專利範圍帛1項的雷射加工系統，其中，該 光束被用於在目標位置鑽孔。 斤t如。申請專利範圍帛1項的雷射加工系、统，其中，該 第一掃瞄單元包括一共振掃瞄器。 5.如申請專利範圍！ i項的雷射加工***，其中，該 1136-9037-PF 21 200821075 第一掃瞄單元包括聲弁 限旋轉掃晦器的至少t、電光調變器及線性控制有 ，丄如申請專利範圍帛1項的雷射加工系統，其中，节 糸統更包括一第：r播目从留一 Τ ^ 一 〜 知目田早兀，用於在沿著大體上正交於繁 、-弟二軸之一第三方向上掃瞄雷射輸出。 系統更Λ中請專利範圍第6項的雷射加工系統，其中，該 的第一：一弟四掃瞄單元’用於在大體上舆沿著第-軸 的第二方向相反的一 每示—釉 弟四方向上掃瞄雷射輸出。 •—種雷射加工系統，用 大的速度掃瞒時在目^ u“ w相對較 度，該系統包括目^置上提供—雷射光束的較小速 有有一直：於提供-脈衝雷射輸出，雷射輸出具 一# 尤束直徑的至少一光束； 軸的：/瞄單元，用於在沿著在目標位置處之-第 軸的：方向士掃晦該雷射輸出; 处之弟一 ^器用於接收來自第一掃瞄單元的帝鉍μ山 用於修改雷射輸出以目士 θ 早凡的田射輸出及 一，、有一弟二光束直徑；及 —弟二掃聪里 方向相反之沿著^用於在大體上與沿著第—軸的第一 得沿著在目標位置/由的一第二方向上掃瞒雷射輸出，使 .+ “ 置處的第一軸之修改的雷射輸出的、、秦、φ奋 -第：//U際上可被降低至一較小的速度；及 —知田單元，用於在沿著大體上正交；^ 之在目標位置處的一第二軸的一第：以弟-軸 出。 早 乐一万向上掃瞄雷射輸 1136-9037-PF 22 200821075 9·如申請專利範圍 只W W射加工系統，i由 系統更包括一第四掃瞄單 宁、死八中，该 m遠士 在沿著在目標位置處之 弟一釉的一弟四方向兩 和fes射輸出，該第方向 與沿著第二軸的第二乃门大體上 41之一、事i#痄i ^ 忧侍，口者弟一軸的雷射輪 ?速度在—雷射脈衝期間實際上可為零。 其中 10.如申請專利範圍第8項的雷射加工系統 該淨速度係零毫米/秒。 其中 ,11·、如申請專利範圍第8項的雷射加工系統 該光束被用於在目標位置鑽孔。 其中 12. 如申請專利範圍第8項的雷射加工系統 該第一掃瞄單元包括一共振掃瞄器。 13. -種以雷射加工目標的方法’該方法包 驟： 夕 k供具有有一光束尺寸之至少一氺击 ^ 了之至V光束的一雷射輸出； 在沿著在目標位置處之一第一轴的一第一方向上以一 第一掃瞄單元掃瞄雷射光束； 修改雷射輸出以提供具有一修改的光束尺寸之一修 的雷射光束； ’ 在沿著在目標位置處之第一軸的一第二方向上以一第 二掃瞄單元掃瞄雷射光束，該第二方向大體上與沿著在目 標位置處之第一軸的第一方向相反； 在沿著在目標位置處之一第二軸的一第三方向上以一 第二掃瞄單元掃瞄雷射輸出，該第二軸大體上正交於在目 標位置處之第一轴；及 1136-9037-PF 23 當以第-及第二掃猫器掃 產生脈衝，使得沿著第_車由“ 、别出時，使雷射輸出 射脈衝期間實際上為雯。 田射輸出的一淨速度在一雷 14.如申靖專利範圍第13項 包括下列步驟：在沿著 、去’其中，該方法更 向上以一第四掃 处之第二軸的一第四方 Μ日田早7〇知瞄雷射 ^ 與沿著在目標位置處 ’辕第四方向大體上 在目標位置處之t U + 一万向相反，使得沿著 免之第一軸的雷射輪出之_ 衝期間實際上可為零。 甲速度在一雷射脈 種田射加工系統，用於、 對較大的祙洚β抑士 主乂 一掃目苗器以一相 了孕乂大的速度彳㈣時在目標位 射光走&釦丨4 # 慝理一工件及提供一雷 母丁尤采的車乂小速度，該系統包括·· 一雷射光源，用於提供一雷射 -光走尺+“ I 田射輸出，雷射輸出具有有 尤末尺寸的至少一光束； 一第一掃瞄單元，具有一振|彳 Q ^ 派盈部¥田态，用於在沿著在 一目標位置處之一箆一蚰沾 哲 ^ 出； 《轴的-弟-方向上掃晦該雷射輸 第二㈣單元，其接收第—掃^元的輸出並在沿 者在目標位置處之第一軸的一第-方& 山^ ^弟一方向上掃瞄該雷射輸 出，該第二方向大體上與在目標位置處之苐一方向相反· -控制器’其從第一掃猫單元接收—控制訊號並且可 基於控制訊號及在第一及第二掃瞄器相對於工件移動期間 操作以協調雷射輸出的至少一部分至目標位置的傳送:^ 得在目標位置處之雷射輸出的一淨速度實際上可為愛及 1136-9037-PF 24 200821075 伞焦光學7L件’用於將蕾直 用於將雷射輸出聚焦朝向目標位置。 …16.如中請專利範圍第15項的系統，其中，第—掃目苗 器係一共振婦猫器，第-橋目σ 罘一扣目田裔係一低慣性電流計掃 為，其包括被耦合至一有限旋轉馬達的一平面鏡，且其中， 控制訊號對應於共振掃瞄器速度的一過零點。 Π.如申請專利範圍第15項的系統”:更包括—擴束 益，用於接收在第一掃猫角度範圍甲之雷射輸出並且提供 一修改的光束直徑及角度範圍。 18.如申請專利範圍第15J員的系、统，其中，控制号包 括-種裝置，用於調整第一振蘆掃晦器的相位、第—振盈 掃晦器的振幅、第二掃晦器的位置、及第二掃猫器的速产 之至少一種’用於調整的裝置提供在以不均句的間隔被隔 開之工件目標位置上的雷射加工。 19.如申請專利範圍第18項的系統，其中，加工包括 雷射鑽孔，卫件係—印職路板，且其中，用於調整的裝 置將在約100微秒中之相位、振幅、位置、及速度之至少 種δ周整至小於约i 〇微秒，以避免在雷射鑽孔電路板時之 實質的干擾並且避免在電路板之指定位置上鑽孔所需的總 時間之對應的實質減少。 〇 2〇.如申請專利範圍第15項的系統，其中，共振掃晦 器頻率大約等於被用於鑽孔的雷射重複頻率。 21· —種以雷射加工目標的方法，該方法包括下列步 提供一脈衝雷射，被配置以接收一外部觸發輸入並且 1136-9037-PF 25 200821075 沿者一光學傳播軸產生具有一光束尺寸的至少一光束； 使用 弟光學掃瞒器通過在一第一掃目苗場中的一第 一知r田角度範圍以一週期性的第一掃瞄速度輪廓掃瞄傳播 軸； 在大體上與第一掃瞄場一致的一第二掃瞄場中，使用 第一光學知瞄器通過一第二掃瞄角度範圍以一第二掃瞄 速度掃瞄傳播軸； 產生一週期性的觸發訊號，其對應於週期性的第一掃 瞄速度輪廓之週期的至少一預定的相位； 以週期性的觸發訊號觸發脈衝雷射以產纟一脈 輸出；及 田对 r出！=預ί的組合掃猫速度被掃瞒時，以脈衝雷射 :’其巾，组合掃_係第-週期性的掃猫 速度輪廓與第二掃瞄速度的組合。 22.如申請專利範圍第21項的方法，盆 掃瞄速度輪廓係正弦。 /、，週期性的 2 3.如申請專利範圍第21項的方 一光學㈣器的-共振週期。 /、中’週期係第 2 4 ·如申請專利範圍第21項的方法，1 、 位對應於-第-㈣速度。 週期的相 25. 如申請專利範圍第21項的方法，复 速度係小於第二掃瞄速度。 、、且口婦目田 26. 如申請專利範圍第21項的方法，复 速度大體上為零。 〃中，組合掃猫 1136-9037-PF 26 200821075 27·如申請專利範圍第21項的方法，其_，使用一第 一光學掃瞄器通過在一第一掃瞄場中的一第一掃瞄角度範 圍以一週期性的第一掃瞄速度輪廓掃瞄傳播軸包括下列步 驟：使用一擴束器將第一光學掃瞄器的一掃瞄光瞳轉送至 第二光學掃瞄器的一掃瞄光瞳，從而擴展光束尺寸並比例 地減小第一掃瞄角度範圍的大小。 1136-9037-PF 27