TW202231393A - 雷射加工設備、操作該設備的方法以及使用其加工工件的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種雷射加工設備,該雷射加工設備可實施一製程以藉由引導雷射能量至具有一第一材料之一工件上使得該雷射能量入射於該第一材料上而在該工件中形成一貫孔,該第一材料形成於一第二材料上,其中該雷射能量具有一波長,該第一材料比該第二材料對該波長反射更多。該設備可包括:一背向反射感測系統,其可操作以捕捉對應於經引導至該工件並由該第一材料反射的雷射能量之一部分的一背向反射信號且基於該捕捉之背向反射信號產生一感測器信號;及一控制器,其以通信方式耦接至該背向反射感測系統之一輸出端,其中該控制器可操作以基於該感測器信號控制形成該貫孔的該製程之一剩餘部分。

Description

雷射加工設備、操作該設備的方法以及使用其加工工件的方法
本發明的具體實例係關於一雷射加工設備及操作該設備之方法。
印刷電路板(Printed circuit board;PCB)典型地由已層疊至介電基板上的導電層形成。PCB可為雙面或多層。雙面PCB包括層疊至共同介電基板之相對側面上的兩個導電層。多層PCB典型地包括其中導電層***於其間的多個介電基板,以及層疊於其外表面上的一或多個導電層。
介電基板通常經提供為由基質材料(例如,環氧樹脂)及強化材料(例如,編織玻璃纖維布)形成的複合材料。此介電基板將必需具有不均勻組分,如圖1中所說明。參看圖1,可發現編織玻璃纖維織布(展示為白色股線或灰色股線)藉由基質材料(以黑色展示)環繞。介電基板之組分將取決於位置而變化  舉例而言,在位置「A」處,介電基板含有相對高量之強化材料及相對低量之基質材料;在位置「B」處,介電基板僅僅含有基質材料;且在位置「C」處,介電基板含有比位置「A」處少但比位置「B」處多的強化材料且含有比位置「A」處多但比位置「C」處少的基質。圖2中展示PCB之一部分(包括如參看圖1所論述的介電基板)的示意截面圖。參看圖2,電導體20(本文亦稱作「頂部導體」)經提供於介電基板24之第一表面處,且另一電導體24(本文亦稱作「底部導體」)經提供於介電基板24之第二表面處。介電基板24經展示為包括基質材料26及強化材料28。
貫孔(不論盲通孔抑或貫穿孔)可使用雷射(例如,使用雷射鑽孔製程)在PCB中鑽孔。圖3中展示形成於圖2中展示之PCB中的盲通孔的示意截面圖。參看圖2,盲通孔30可使用雷射鑽孔「衝壓」製程形成,在雷射鑽孔「衝壓」製程中雷射能量光束經引導至PCB上之單一位置以便在頂部導體20中形成開口,並移除介電基板24以便曝光底部導體22在盲通孔30內的一部分。然而,介電基板24之基質材料及加固材料常常不會由雷射以相同效率來加工;基質材料典型地比強化材料更容易被加工。此外,橫越PCB之不同區,可存在頂部導體20之表面反射率及/或厚度的變化。結果,若相同鑽孔參數(例如,就脈衝寬度、峰值脈衝功率而言)用於在介電基板內之不同位置處形成盲通孔,則最終產生之盲通孔之間的形態將存在某一固有可變性。盲通孔之形態特徵可包括頂部導體在形成於介電基板24中的孔之側壁上延伸的程度(亦稱為「突出量」)及在底部導體22處之盲通孔30的直徑與在頂部導體20處之盲通孔30的直徑之比率(亦稱為「錐度」)。一般而言,需要每一貫孔藉由相對較小突出量及相對較大錐度表徵。盲通孔之形態特徵的位置相依可變性因此對於高效能PCB及其相關聯加工良率係不合需要的。
上文所提及之可變性問題可藉由使用對介電基板組分之變化相對不敏感的雷射波長加工PCB而稍微減少。舉例而言,二氧化碳雷射可產生在約9.4 µm之波長下的雷射能量,該波長可由基質材料及加固材料線性地吸收但主要由待藉由盲通孔曝光的電導體(亦即,銅)反射。通常已知與移除基質材料26相比,需要更多能量(甚至在約9.4 µm之雷射波長下的雷射)來移除強化材料28。然而,即使移除介電基板24之一部分所需要的能量基於其中基質材料26及強化材料28之相對量而變化,介電基板24之基質材料及加固材料通常仍可在不損壞(例如,熔融)底部導體22情況下經可靠地移除。
上文所提及之可變性問題可藉由使用多個雷射脈衝以形成單一盲通孔而進一步減少。在此情況下,第一脈衝經施加以在頂部導體20中形成開口且全部後續脈衝經施加以在不損壞底部導體22的情況下移除剩餘介電基板24。用以改良此「多脈衝加工」技術之提議典型地涉及基於由底部導體22反射的雷射光之強度調整第二或後續雷射脈衝之脈衝能量,該強度通常經理解為對應於藉由盲通孔30曝光的底部導體22之區域的大小。
本發明之一個具體實例可廣泛地表徵為用於實施一製程以藉由引導雷射能量至具有一第一材料之一工件上使得該雷射能量入射於該第一材料上而在該工件中形成一貫孔的雷射加工設備,該第一材料形成於一第二材料上,其中該雷射能量具有一波長,該第一材料比該第二材料對該波長反射更多。該設備可包括:一背向反射感測系統,其可操作以捕捉對應於經引導至該工件並由該第一材料反射的雷射能量之一部分的一背向反射信號且基於被捕捉之該背向反射信號產生一感測器信號;及一控制器,其以通信方式耦接至該背向反射感測系統之一輸出端,其中該控制器可操作以基於該感測器信號來控制形成該通孔的該製程之一剩餘部分。
本發明之另一具體實例可廣泛地表徵為一種方法,該方法包括:實施一製程以藉由引導雷射能量至具有一第一材料之一工件上使得該雷射能量入射於該第一材料上而在該工件中形成一貫孔,該第一材料形成於一第二材料上,其中該雷射能量具有一波長,該第一材料比該第二材料對該波長反射更多;捕捉對應於經引導至該工件並由該第一材料反射的雷射能量之一部分的一背向反射信號;基於被捕捉之該背向反射信號產生一感測器信號;加工該感測器信號以判定該製程之一剩餘部分應如何實施以形成該貫孔;及基於該感測器信號之該加工而實施該製程的該剩餘部分。
本發明之又另一具體實例可廣泛地表徵為一種供與一雷射加工設備一起使用的非暫時性電腦可讀取媒體,該雷射加工設備可操作以實施一製程以藉由引導雷射能量至具有一第一材料之一工件上使得該雷射能量入射於該第一材料上而在該工件中形成一貫孔,該第一材料形成於一第二材料上,其中該雷射能量具有一波長,該第一材料比該第二材料對該波長反射更多,其中設備具有:一背向反射感測系統,該背向反射感測系統可操作以捕捉對應於經引導至該工件並由該第一材料反射的雷射能量之一部分的一背向反射信號並基於被捕捉之該背向反射信號產生一感測器信號;及一控制器,該控制器以通信方式耦接至該背向反射感測系統之一輸出端,且其中該非暫時性電腦可讀取媒體在其上儲存指令,所述指令在由該控制器執行時使該控制器基於該感測器信號來控制形成該貫孔的該製程。
本文中參看隨附圖式來描述實例具體實例。除非另外明確地陳述,否則在圖式中,組件、特徵、元件等之大小、位置等以及其間的任何距離未必按比例,而是出於清楚之目的而放大。在圖式中,相同編號通篇指相同元件。因此,可能在參看其他圖式時描述相同或類似編號,即使所述編號在對應圖式中未提及亦未描述。又,即使未經參考數字指示之元件亦可參考其他圖式加以描述。
本文中所使用之術語僅出於描述特定實例具體實例之目的,且並不意欲為限制性的。除非另外定義,否則本文中所使用之所有術語(包括技術及科學術語)皆具有與所屬領域中具有通常知識者所理解之含義相同的含義。如本文中所使用,除非上下文另有清晰地指示,否則單數形式「一」以及「該」意欲亦包括複數形式。應認識到,術語「包含(comprises及/或comprising)」在用於本說明書中時指定所陳述之特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件之存在,但並不排除一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。除非另外說明,否則在敍述值範圍時,值範圍包括該範圍之上限與下限以及在其間之任何子範圍。除非另外指示,否則諸如「第一」、「第二」等術語僅用於區別一個元件與另一元件。舉例而言,一個節點可稱為「第一節點」,且類似地,另一節點可稱為「第二節點」,或反之亦然。
除非另外指示,否則術語「約」、「大約」、「實質上」等意謂量、大小、配方、參數及其他量及特性並非且不必為精確的,而視需要可為大致的及/或更大或更小,從而反映容限、轉換因素、捨入、量測誤差及其類似者,以及熟習此項技術者已知之其他因素。諸如「在...下方」、「在...下面」、「在...下部」、「在...上方」及「在...上部」及類似者的空間相對術語本文中出於易於描述而使用以描述如諸圖中所說明的一個元件或特徵對於另一元件或特徵的關係。應認識到,所述空間相對術語意欲涵蓋除諸圖中所描繪之定向之外的不同定向。舉例而言,若諸圖中的物件經翻轉,則描述為「在」其他元件或特徵「下方」或「下面」的元件將接著定向為「在」其他元件或特徵「上方」。因此,例示性術語「在...下方」可涵蓋在...上方及在...下方之定向兩者。物件可以其他方式定向(例如,旋轉90度或處於其他定向),且本文中所使用的空間相對描述詞相應地進行解釋。
本文中所使用之章節標題僅用於組織目的,且除非另外明確地陳述,否則所述章節標題不應被理解為限制所描述之主題。將瞭解,許多不同形式、具體實例及組合係可能的,而不會背離本發明之精神及教示,且因此,本發明不應被視為限於本文中所闡述之實例具體實例。確切而言,提供此等實例及具體實例,使得本發明將為透徹且完整的,且將向所屬領域中具有通常知識者傳達本發明之範圍。
I. 概述
圖4示意性說明根據本發明之一個具體實例之雷射加工設備。
參考圖4中所展示之具體實例,用於加工工件102之雷射加工設備100(在本文中亦簡稱為「設備」)可表徵為包括用於產生雷射能量光束之雷射源104、光束調變器106、掃描器108、平台110及掃描透鏡112。
如下文更詳細地論述,光束調變器106可操作以選擇性地且可變地使自雷射源104傳播之雷射能量光束衰減。結果,自光束調變器106沿著光束路徑114傳播之雷射能量光束可具有小於沿著光束路徑114傳播至光束調變器106中之雷射能量光束之光功率的光功率。如本文中所使用,術語「光束路徑」指代雷射能量光束中之雷射能量在自雷射源104傳播至掃描透鏡112時行進所沿的路徑。
掃描器108可操作以對由雷射源104產生且由光束調變器106偏轉(亦即,以使雷射能量光束「偏轉」)之雷射能量光束進行繞射、反射、折射或其類似者或其任何組合,以便使光束路徑114偏轉至掃描透鏡112。當使光束路徑114偏轉至掃描透鏡112時,掃描器108可使光束路徑114在角度範圍內(如116處所指示)偏轉任何角度(例如,如相對於掃描透鏡112之光軸所量測)。
偏轉至掃描透鏡112之雷射能量典型地由掃描透鏡112聚焦且經透射以沿光束軸線傳播,以便遞送至工件102。遞送至工件102之雷射能量可表徵為具有高斯型空間強度剖面或非高斯型(亦即,「成形」)空間強度剖面(例如,「頂帽型」空間強度剖面、超高斯空間強度剖面等)。
如本文中所使用,術語「光點大小」係指在光束軸線與工件102之將由經遞送雷射能量光束至少部分地加工之區相交的位置處遞送之雷射能量光束的直徑或最大空間寬度(亦被稱作「製程光點」、「光點位置」,或簡稱為「光點」)。本文中出於論述之目的,將光點大小量測為自光束軸線至光束軸線上的光學強度下降至至少光學強度的1/e2之位置處的徑向或橫向距離。通常,雷射能量光束之光點大小將在光束腰處達到最小值。一旦遞送至工件102,光束內之雷射能量可表徵為以介於2 μm至200 μm範圍內之光點大小照射工件102。然而,將瞭解,可使光點大小小於2 µm或大於200 µm。因此,遞送至工件102之雷射能量光束可具有大於、小於或等於2 μm、3 μm、5 μm、7 μm、10 μm、15 μm、30 μm、35 μm、40 μm、45 μm、50 μm、55 μm、80 μm、100 μm、150 μm、200 μm等或介於此等值中之任一者之間的光點大小。
設備100亦可包括一或多個其他光學組件(例如,光束捕集器、光束擴展器、光束成形器、光束***器、孔隙、濾光器、準直儀、透鏡、鏡面、稜鏡、偏振器、相位延遲器、繞射光學元件(在此項技術中通常被稱為DOE)、折射光學元件(在此項技術中通常被稱為ROE)或其類似者或其任何組合),以在雷射能量光束沿光束路徑114傳播時對該雷射能量光束進行聚焦、擴展、準直、成形、偏振、濾光、***、組合、修剪、吸收或以其他方式修改、調節、引導等。
A. 雷射源
在一個具體實例中,雷射源104可操作以產生雷射脈衝。因而,雷射源104可包括脈衝雷射源、CW雷射源、QCW雷射源、叢發模式雷射或其類似者或其任何組合。在雷射源104包括QCW或CW雷射源之情況下,雷射源104可在脈衝模式中操作,或可在非脈衝模式中操作但進一步包括脈衝閘控單元(例如,聲光(acousto-optic;AO)調變器(acousto-optic modulator;AOM)、截光器等)以在時間上調變自QCW或CW雷射源輸出之雷射輻射光束。儘管未說明,但設備100可視情況包括經組態以轉換由雷射源104輸出之光波長的一或多個諧波產生晶體(亦被稱作「波長轉換晶體」)。然而,在另一具體實例中,雷射源104可提供為QCW雷射源或CW雷射源且不包括脈衝閘控單元。因此,雷射源104可廣泛地表徵為可操作以產生雷射能量光束,該雷射能量光束可呈現為一系列雷射脈衝或者連續或準連續雷射光束,該雷射能量光束此後可沿光束路徑114傳播。儘管本文中所論述之許多具體實例參考雷射脈衝,但應認識到,每當適當或需要時,可替代地或另外採用連續或準連續光束。
由雷射源104輸出之雷射能量可具有在電磁波譜之紫外線(ultraviolet;UV)、可見光或紅外線(infrared;IR)範圍內的一或多個波長。電磁波譜之UV範圍內之雷射能量可具有在10 nm(或上下)至385 nm(或上下)之範圍內的一或多個波長,諸如100 nm、121 nm、124 nm、157 nm、200 nm、334 nm、337 nm、351 nm、380 nm等,或介於此等值中之任一者之間。電磁波譜之可見綠色範圍內之雷射能量可具有在500 nm(或上下)至560 nm(或上下)之範圍內的一或多個波長,諸如511 nm、515 nm、530 nm、532 nm、543 nm、568 nm等,或介於此等值中之任一者之間。電磁波譜之IR範圍內之雷射能量可具有在750 nm(或上下)至15 μm(或上下)之範圍內的一或多個波長,諸如600 nm至1000 nm、752.5 nm、780 nm至1060 nm、799.3 nm、980 nm、1047 nm、1053 nm、1060 nm、1064 nm、1080 nm、1090 nm、1152 nm、1150 nm至1350 nm、1540 nm、2.6 μm至4 μm、4.8 μm至8.3 μm、9.4 μm、10.6 μm等,或介於此等值中之任一者之間。
當雷射能量光束呈現為一系列雷射脈衝時,由雷射源104輸出之雷射脈衝可具有在10 fs至900 ms之範圍內的脈衝寬度或脈衝持續時間(亦即,基於脈衝中之光學功率對時間的半高全寬(full-width at half-maximum;FWHM))。然而,將瞭解,可使脈衝持續時間小於10 fs或大於900 ms。因此,由雷射源104輸出之至少一個雷射脈衝可具有小於、大於或等於以下各值之脈衝持續時間:10 fs、15 fs、30 fs、50 fs、100 fs、150 fs、200 fs、300 fs、500 fs、600 fs、750 fs、800 fs、850 fs、900 fs、950 fs、1 ps、2 ps、3 ps、4 ps、5 ps、7 ps、10 ps、15 ps、25 ps、50 ps、75 ps、100 ps、200 ps、500 ps、1 ns、1.5 ns、2 ns、5 ns、10 ns、20 ns、50 ns、100 ns、200 ns、400 ns、800 ns、1000 ns、2 µs、5 µs、10 µs、15 µs、20 µs、25 µs、30 µs、40 µs、50 µs、100 µs、300 µs、500 µs、900 µs、1 ms、2 ms、5 ms、10 ms、20 ms、50 ms、100 ms、300 ms、500 ms、900 ms、1 s等,或此等值中之任一者之間的值。
由雷射源104輸出之雷射脈衝可具有在5 mW至50 kW範圍內之平均功率。然而,應瞭解,可使平均功率小於5 mW或大於50 kW。因此,由雷射源104輸出之雷射脈衝可具有小於、大於或等於以下各值之平均功率:5 mW、10 mW、15 mW、20 mW、25 mW、50 mW、75 mW、100 mW、300 mW、500 mW、800 mW、1 W、2 W、3 W、4 W、5 W、6 W、7 W、10 W、15 W、18 W、25 W、30 W、50 W、60 W、100 W、150 W、200 W、250 W、500 W、2 kW、3 kW、20 kW、50 kW等,或此等值中之任一者之間的值。
雷射脈衝可由雷射源104以在5 kHz至5 GHz範圍內之脈衝重複率輸出。然而,將瞭解,可使脈衝重複率小於5 kHz或大於5 GHz。因此,雷射脈衝可由雷射源104以小於、大於或等於以下各者之脈衝重複率輸出:5 kHz、50 kHz、100 kHz、175 kHz、225 kHz、250 kHz、275 kHz、500 kHz、800 kHz、900 kHz、1 MHz、1.5 MHz、1.8 MHz、1.9 MHz、2 MHz、2.5 MHz、3 MHz、4 MHz、5 MHz、10 MHz、20 MHz、50 MHz、60 MHz、100 MHz、150 MHz、200 MHz、250 MHz、300 MHz、350 MHz、500 MHz、550 MHz、600 MHz、900 MHz、2 GHz、10 GHz等,或此等值中之任一者之間的值。
除波長、平均功率以及當雷射能量光束呈現為一系列雷射脈衝時之脈衝持續時間及脈衝重複率之外,遞送至工件102之雷射能量光束可表徵為諸如脈衝能量、峰值功率等之一或多個其他特性,所述特性可經選擇(例如,視情況基於諸如波長、脈衝持續時間、平均功率及脈衝重複率等之一或多個其他特性)而以足以加工工件102(例如,形成一或多個特徵)之光學強度(以W/cm2量測)、通量(以J/cm2量測)等輻照製程光點處的工件102。
雷射源104之雷射類型之實例可表徵為氣體雷射(例如,二氧化碳雷射、一氧化碳雷射、準分子雷射等)、固態雷射(例如,Nd:YAG雷射等)、棒狀雷射、纖維雷射、光子晶體棒狀/纖維雷射、被動模式鎖定之固態塊狀或纖維雷射、染料雷射、模式鎖定之二極體雷射、脈衝式雷射(例如,ms、ns、ps、fs脈衝式雷射)、CW雷射、QCW雷射或其類似物或其任何組合。取決於所述雷射之組態,氣體雷射(例如,二氧化碳雷射等)可經組態以在一或多個模式中(例如,在CW模式、QCW模式、脈衝式模式或其任何組合中)操作。
B. 光束調變器
如上文所提及,光束調變器106可操作以選擇性地且可變地使自雷射源104傳播之雷射能量光束衰減。光束調變器106之實例可包括一或多個系統,諸如可變中性密度濾光器、聲光(acousto-optical;AO)調變器(acousto-optical modulator;AOM)、AO偏轉器(AO deflector;AOD)、液晶可變衰減器(liquid crystal variable attenuator;LCVA)、基於微機電系統(micro-electro-mechanical system;MEMS)之VOA、光學衰減器輪、偏振器/波片濾光器或其類似者或其任何組合。
i. 關於 AOD 作為光束調變器之具體實例
當光束調變器106經提供為一或多個AOM或AOD或其任何組合時,光束調變器106亦可經操作以使藉由雷射源104產生的雷射能量光束繞射且以便使光束路徑114相對於掃描器108偏轉。在一個具體實例中,光束調變器106亦可操作以賦予光束軸線相對於工件102沿著X軸(或方向)、Y軸(或方向)或其組合之移動(例如,藉由使光束路徑114在一角度範圍內偏轉,如118處所指示)。儘管未說明,但Y軸(或Y方向)應理解為指正交於所說明之X及Y軸(或方向)之軸(或方向)。
在一個具體實例中,光束調變器106可經提供為AO偏轉器(AO deflector;AOD)系統,其包括各自具有由諸如以下各者之材料形成的AO單元之一或多個AOD:結晶鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、鉬鉛礦(PbMoO4)、二氧化碲(TeO2)、結晶石英、玻璃態SiO2、三硫化砷(As2S3)、鈮酸鋰(LiNbO3)或類似者,或其任何組合。將瞭解,形成AO單元之材料將取決於沿著光束路徑114傳播以便入射於AO單元上之雷射能量的波長。舉例而言,可使用諸如結晶鍺之材料,其中待偏轉之雷射能量之波長在2 µm(或上下)至20 µm(或上下)之範圍內,可使用諸如砷化鎵及三硫化砷之材料,其中待偏轉之雷射能量光束之波長在1 µm(或上下)至11 µm(或上下)之範圍內,且可使用諸如玻璃態SiO2、石英、鈮酸鋰、鉬鉛礦及二氧化碲之材料,其中待偏轉之雷射能量之波長在200 nm(或上下)至5 µm(或上下)之範圍內。
如所屬技術領域中具有通常知識者將認識到,AO技術(例如,AOD、AOM等)利用由一或多個聲波產生之繞射效應,該一或多個聲波傳播通過AO單元(亦即,沿AOD之「繞射軸」)以使入射光波(亦即,在本申請案之上下文中,雷射能量光束)繞射,同時傳播通過AO單元(亦即,沿AOD內之「光軸」)。使入射雷射能量光束繞射產生繞射圖案,其典型地包括零階及一階繞射峰,且亦可包括其他高階繞射峰(例如,二階、三階等)。如此項技術中已知,雷射能量之繞射光束在零階繞射峰中之部分被稱為「零階」光束,雷射能量之繞射光束在一階繞射峰中之部分被稱為「一階」光束,等等。一般而言,零階光束及其他繞射階光束(例如,一階光束等)在射出AO單元(例如,穿過AO單元之光學輸出側)後沿不同光束路徑傳播。舉例而言,零階光束沿零階光束路徑傳播,一階光束沿一階光束路徑傳播,等等。除非本文中另外明確地陳述,否則射出AO單元之光束路徑114對應於一階光束路徑。儘管未說明,但設備100將包括經配置且經組態以吸收自光束調變器106沿著零階光束路徑或除一階光束路徑以外之任一光束路徑傳播的雷射能量的一或多個光束收集器或捕集器,如此項技術中所已知。
典型地藉由將RF驅動信號(例如,來自光束調變器106之一或多個驅動器)施加至超音波換能器元件而將聲波發射至AO單元中。可控制(例如,基於由控制器122、組件特定控制器或其類似者或其任何組合輸出之一或多個控制信號)RF驅動信號之特性(例如,振幅、頻率、相位等)以調整繞射入射光波之方式。
舉例而言,所施加RF驅動信號之頻率將判定光束路徑114偏轉之角度。如此項技術中已知,可如下計算光束路徑114偏轉之角度Θ:
Figure 02_image001
其中λ為雷射能量光束之光學波長,f為所施加RF驅動信號之頻率,且v為AO單元中之聲波之速度。若所施加RF驅動信號之頻率由多個頻率構成,則光束路徑114將同時偏轉多個角度。
此外,所施加RF驅動信號之振幅可對AOD之繞射效率有影響。如本文中所使用,術語「繞射效率」係指入射於AOD上之雷射能量光束中之能量的比例,該雷射能量光束在AOD之AO單元內繞射成一階光束。繞射效率可因此表示為由AOD產生之一階光束中之光學功率與入射於AOD上之入射雷射能量光束之光學功率的比率。因此,所施加RF驅動信號之振幅可對由AOD輸出之一階光束中之光學功率具有較大影響。因此,光束調變器106可經操作以在由具有所要或另外合適振幅之所施加RF信號驅動之後理想地使雷射能量之入射光束衰減。亦應注意,AOD之繞射效率亦可依據經施加以驅動AOD之RF驅動信號的頻率而改變。
當操作或驅動AOD以使入射雷射能量光束繞射時,射出AO單元之光束路徑114旋轉(例如,在入射於AO單元上時相對於光束路徑114)所圍繞的軸(在本文中亦被稱作「旋轉軸」)與AO單元之繞射軸及入射雷射能量光束在AO單元內傳播所沿之光軸兩者正交。因此,AOD使入射光束路徑114在含有(或另外大體平行於)AO單元之繞射軸及AO單元內之光軸的平面(在本文中亦被稱作「偏轉平面」)內偏轉。AOD可使光束路徑114在偏轉平面內偏轉所跨越的空間範圍在本文中被稱作彼AOD之「掃描場」。因此,光束調變器106之第一掃描場可被視為對應於單一AOD之掃描場(例如,在光束調變器106包括單一AOD之情況下),或對應於多個AOD之經組合掃描場(例如,在光束調變器106包括多個AOD之情況下)。
在光束調變器106之操作期間,RF驅動信號被反覆地施加至光束調變器106之一或多個超音波換能器。施加射頻驅動信號之速率亦稱為「更新速率」或「再新速率」。舉例而言,光束調變器106之更新速率可大於、等於或小於8 KHz、10 KHz、20 KHz、30 KHz、40 KHz、50 KHz、75 KHz、80 KHz、100 KHz、250 KHz、500 KHz、750 kHz、1 MHz、5 MHz、10 MHz、20 MHz、40 MHz、50 MHz、75 MHz、100 MHz、125 MHz、150 MHz、175 MHz、200 MHz、225 MHz、250 MHz等,或介於此等值中之任一者之間的更新速率。
ii. 關於光束調變器賦予光束軸之移動的用途之額外論述
在一個具體實例中,光束調變器106可經操作以便賦予光束軸相對於工件102之移動(亦即,單獨或與掃描器108一起)。光束軸藉由光束調變器106之移動通常受限制,使得可掃描、移動或以其他方式定位在由掃描透鏡112投影之第一掃描場內。一般而言,及取決於諸如光束調變器106之組態、光束調變器106沿著光束路徑114之位置、入射於光束調變器106上的雷射能量光束之光束大小、光點大小等的一或多個因素,第一掃描場可在X或Y方向中之任一者上延伸至一距離,該距離小於、大於或等於0.01 mm、0.04 mm、0.1 mm、0.5 mm、1.0 mm、1.4 mm、1.5 mm、1.8 mm、2 mm、2.5 mm、3.0 mm、3.5 mm、4.0 mm、4.2 mm、5 mm、10 mm、25 mm、50 mm、60 mm等或此等值中之任一者之間的值。如本文所使用,術語「光束大小」指代雷射能量光束之直徑或寬度,且可經測量為自光束軸線至光學強度下降至在沿著光束路徑114之傳播軸線處的光學強度之至少1/e2之處的徑向或橫向距離。第一掃描場之最大尺寸(例如,在含有X軸及Y軸之平面(本文中稱為「X-Y平面」)中)可大於、等於或小於待形成於工件102中的特徵(例如,開口、凹部、貫孔、溝槽等)之最大尺寸(如在X-Y平面中量測)。
在一個具體實例中,AOD系統包括至少一個(例如,一個、兩個、三個、四個、五個、六個等)單元件AOD、至少一個(例如,一個、兩個、三個、四個、五個、六個等)多元件AOD或其類似者,或其任何組合。僅包括一個AOD之AOD系統在本文中被稱作「單單元AOD系統」,且包括多於一個AOD之AOD系統在本文中被稱作「多單元AOD系統」。如本文中所使用,「單元件」AOD係指僅具有聲學耦接至AO單元之一個超音波換能器元件的AOD,而「多元件」AOD包括聲學耦接至共同AO單元之至少兩個超音波換能器元件。AOD系統可藉由以對應方式使光束路徑114偏轉而提供為單軸AOD系統(例如,可操作以使光束軸線沿單一軸偏轉)或提供為多軸AOD系統(例如,可操作以使光束軸線沿一或多個軸偏轉,諸如沿X軸、沿Y軸或其任何組合)。一般而言,多軸AOD系統可經提供為單單元或多單元AOD系統。多單元多軸AOD系統典型地包括多個AOD,所述AOD各自可操作以使光束軸線沿不同軸偏轉。舉例而言,多單元多軸系統可包括可操作以使光束軸線沿一個軸(例如,沿X軸)偏轉之第一AOD(例如,單元件或多元件AOD系統),及可操作以使光束軸線沿第二軸(例如,沿Y軸)偏轉之第二AOD(例如,單元件或多元件AOD)。單單元多軸系統典型地包括單一AOD,該AOD可操作以使光束軸線沿兩個軸(例如,沿X及Y軸)偏轉。舉例而言,單單元多軸系統可包括聲學耦接至共同AO單元之正交配置平面、刻面、側面等的至少兩個超音波換能器元件。
光束調變器106可表徵為具有「第一定位速率」,其係指光束調變器106將製程光點定位於第一掃描場內之任何位置處(因此移動光束軸線)的速率。此範圍在本文中亦被稱作第一定位頻寬。第一定位速率之倒數在本文中被稱作「第一定位時段」,且因此指在製程光點之位置自第一掃描場內之一個位置改變至第一掃描場內之另一位置之前經過的最小時間量。因此,光束調變器106可表徵為具有大於、等於或小於以下各者的第一定位時段:200 µs、125 µs、100 µs、50 µs、33 µs、25 µs、20 µs、15 µs、13.3 µs、12.5 µs、10 µs、4 µs、2 µs、1.3 µs、1 µs、0.2 µs、0.1 µs、0.05 µs、0.025 µs、0.02 µs、0.013 µs、0.01 µs、0.008 µs、0.0067 µs、0.0057 µs、0.0044 µs、0.004 µs等或此等值中之任一者之間的值。
當由雷射源104輸出之雷射能量光束呈現為一系列雷射脈衝時,光束調變器106可經操作以使光束路徑114偏轉不同角度。在一個具體實例中,更新速率大於或等於雷射脈衝中之每一者之脈衝持續時間。因此,在以固定RF驅動頻率(或一組固定RF驅動頻率)驅動AOD時,雷射脈衝可通過AOD之AO單元。維持在雷射脈衝通過AOD之AO單元時施加至AOD的固定RF驅動頻率(或一組固定RF驅動頻率)通常導致在雷射脈衝之整個脈衝持續時間內使雷射脈衝均一地偏轉,且因此亦可稱為「整個脈衝偏轉」。然而,在另一具體實例中,更新速率可低於雷射脈衝之脈衝持續時間;因此,在RF驅動頻率(或一組RF驅動頻率內的頻率)改變時,雷射脈衝可通過AOD之AO單元。在雷射脈衝通過AOD之AO單元時改變施加至AOD的RF驅動頻率可導致在時間上劃分輸入至AOD的雷射脈衝,且因此亦可稱為「部分脈衝偏轉」或「脈衝分片」。改變所施加射頻驅動信號之振幅(例如,至零或其中能量之無關緊要比例經繞射至一階光束路徑中的某一標稱振幅)以將AOD之繞射效率減小至零或相當大程度(亦即,使得入射於AOD的雷射能量實質上沿著零階光束路徑傳播)亦可導致時間上劃分輸入至AOD之雷射脈衝(亦即,脈衝分片)。
當執行脈衝分片時,射出AOD之雷射脈衝將具有小於輸入至AOD的雷射脈衝之脈衝持續時間的脈衝持續時間。如本文所使用,輸入至AOD之雷射脈衝亦稱作「母體脈衝」且自母體脈衝在時間上劃分並沿著光束路徑114退出AOD的雷射脈衝在本文中亦被稱作「脈衝片」。儘管脈衝分片技術在本文中描述為應用於在時間上劃分雷射脈衝,但將瞭解,此等技術可同樣適用於在時間上劃分呈現為連續或準連續雷射光束之雷射能量光束。
C. 掃描器
一般而言,掃描器108可操作以賦予光束軸線相對於工件102沿X軸(或方向)、Y軸(或方向)或其組合之移動。
如由掃描器108賦予的光束軸線相對於工件102之移動通常受限制,使得製程光點可掃描、移動或以其他方式定位在由掃描透鏡112投影之第二掃描場內。一般而言,且取決於一或多個因素,諸如掃描器108之組態、掃描器108沿光束路徑114之位置、入射於掃描器108上之雷射能量光束的光束大小、光點大小等,第二掃描場可在X方向或Y方向中之任一者上延伸至大於第一掃描場之對應距離的一距離。鑒於上文,第二掃描場可在X或Y方向中之任一者上延伸至小於、大於或等於1 mm、25 mm、50 mm、75 mm、100 mm、250 mm、500 mm、750 mm、1 cm、25 cm、50 cm、75 cm、1 m、1.25 m、1.5 m等或介於此等值中之任一者之間的距離。第二掃描場之最大尺寸(例如,在X-Y平面中)可大於、等於或小於待形成於工件102中之特徵(例如,開口、凹部、貫孔、溝槽、切割道、導電跡線等)之最大尺寸(如在X-Y平面中所量測)。
鑒於本文中所描述之組態,應認識到,由光束調變器106賦予的光束軸線之任何移動可與由掃描器108賦予的光束軸線之移動重疊。因此,掃描器108可操作以在第二掃描場內掃描第一掃描場。
一般而言,掃描器108能夠將製程光點定位於第二掃描場內之任何位置處(因此使光束軸線在第二掃描場內移動及/或在第二掃描場內掃描第一掃描場)的定位速率跨越小於第一定位頻寬之範圍(在本文中亦被稱作「第二定位頻寬」)。在一個具體實例中,第二定位頻寬在500 Hz(或上下)至8 kHz(或上下)範圍內。舉例而言,第二定位頻寬可大於、等於或小於500 Hz、750 Hz、1 KHz、1.25 KHz、1.5 KHz、1.75 KHz、2 KHz、2.5 KHz、3 KHz、3.5 KHz、4 KHz、4.5 KHz、5 KHz、5.5 KHz、6 KHz、6.5 KHz、7 KHz、7.5 KHz、8 KHz等,或介於此等值中之任一者之間的值。
在一個具體實例中,掃描器108可提供為包括兩個電流計鏡面組件之電流計鏡面系統,亦即,經配置以賦予光束軸線相對於工件102沿X軸之移動的第一電流計鏡面組件(例如,X軸電流計鏡面組件),及經配置以賦予光束軸線相對於工件102沿Y軸之移動的第二電流計鏡面組件(例如,Y軸電流計鏡面組件)。然而,在另一具體實例中,掃描器108可提供為僅包括單一電流計鏡面組件之電流計鏡面系統,該單一電流計鏡面組件經配置以賦予光束軸線相對於工件102沿X及Y軸之移動。在又其他具體實例中,掃描器108可提供為旋轉多邊形鏡面系統、AOD系統或其類似者或其任何組合。
D. 平台
平台110可操作以賦予工件102相對於掃描透鏡112之移動,且因此賦予工件102相對於光束軸線之移動。工件102相對於光束軸線之移動大體上受限制,使得製程光點可掃描、移動或以其他方式定位於第三掃描場內。取決於諸如平台110之組態的一或多個因素,第三掃描場可在X方向、Y方向或其任何組合上延伸至大於或等於第二掃描場之對應距離的距離。然而,一般而言,第三掃描場之最大尺寸(例如,在X-Y平面中)將大於或等於待形成於工件102中之任何特徵之對應最大尺寸(如在X-Y平面中所量測)。視情況,平台110可操作以使工件102相對於光束軸線在掃描場內移動,該掃描場在Z方向上(例如,在1 mm與50 mm之間的範圍內)延伸。因此,第三掃描場可沿X、Y及/或Z方向延伸。
如目前所描述,設備100可將所謂的「堆疊式」定位系統用作平台110,該平台使工件102能夠移動,同時諸如光束調變器106、掃描器108、掃描透鏡112等其他組件之位置在設備100內相對於工件102保持固定(例如,經由一或多個支撐件、框架等,如此項技術中已知)。在另一具體實例中,平台110可經配置且可操作以使諸如光束調變器106、掃描器108、掃描透鏡112或類似者或其任何組合之一或多個組件移動,且工件102可保持固定。
在又一具體實例中,平台110可提供為所謂的「***軸」定位系統,其中諸如光束調變器106、掃描器108、掃描透鏡112或類似者或其任何組合之一或多個組件由一或多個線性或旋轉平台承載(例如,安裝於框架、台架等上)且工件102由一或多個其他線性或旋轉平台承載。在此類具體實例中,平台110包括經配置且可操作以使諸如掃描頭(例如,包括掃描器108及掃描透鏡112)之一或多個組件移動的一或多個線性或旋轉平台,及經配置且可操作以使工件102移動的一或多個線性或旋轉平台。舉例而言,平台110可包括用於賦予工件102沿Y方向之移動的Y平台及用於賦予掃描頭沿X方向之移動的X平台。
在平台110包括Z平台之一個具體實例中,Z平台可經配置且經組態以使工件102沿Z方向移動。在此情況下,Z平台可由其他前述平台中之一或多者承載以用於移動或定位工件102,可承載其他前述平台中之一或多者以用於移動或定位工件102,或其任何組合。在平台110包括Z平台之另一具體實例中,Z平台可經配置且經組態以使掃描頭沿Z方向移動。因此,在平台110提供為***平台定位系統之情況下,Z平台可承載X平台或由X平台承載。沿Z方向移動工件102或掃描頭可導致工件102處之光點大小改變。
在又一具體實例中,諸如掃描器108、掃描透鏡112等一或多個組件可由鉸接式多軸機器人臂(例如,2軸、3軸、4軸、5軸或6軸臂)承載。在此具體實例中,掃描器108及/或掃描透鏡112可視情況由機器人臂之末端執行器承載。在又一具體實例中,工件102可直接承載於鉸接式多軸機器人臂之末端執行器上(亦即,不具有平台110)。在再一具體實例中,平台110可承載於鉸接式多軸機器人臂之末端執行器上。
E. 掃描透鏡
掃描透鏡112(例如,提供為簡單透鏡或化合物透鏡)大體上經組態以聚焦沿光束路徑引導之雷射能量光束,典型地以便產生可定位於所要製程光點處或附近的光束腰。掃描透鏡112可提供為f-θ透鏡(如所展示)、遠心f-θ透鏡、軸錐透鏡(在此情況下,產生一系列光束腰,從而得到沿光束軸線彼此移位的複數個製程光點),或其類似者或其任何組合。
在一個具體實例中,掃描透鏡112經提供為固定焦距透鏡,且耦接至可操作以移動掃描透鏡112(例如,以便改變光束腰沿光束軸線之位置)之掃描透鏡***(例如,透鏡致動器,圖中未示)。舉例而言,透鏡致動器可提供為可操作以使掃描透鏡112沿Z方向線性地平移之音圈。在此情況下,掃描透鏡112可由諸如以下各者之材料形成:熔融矽石、光學玻璃、硒化鋅、硫化鋅、鍺、砷化鎵、氟化鎂等。在另一具體實例中,掃描透鏡112提供為可變焦距透鏡(例如,變焦透鏡,或併有由COGNEX、VARIOPTIC等當前提供之技術的所謂「液體透鏡」),該可變焦距透鏡能夠經致動(例如,經由透鏡致動器)以改變光束腰沿光束軸線之位置。改變光束腰沿束軸之位置可導致工件102處之光點大小改變。
在設備100包括透鏡致動器之具體實例中,透鏡致動器可耦接至掃描透鏡112(例如,以便實現掃描透鏡112在掃描頭內相對於掃描器108之移動)。替代地,透鏡致動器可耦接至掃描頭(例如,以便實現掃描頭本身的移動,在此情況下,掃描透鏡112及掃描器108將一起移動)。在另一具體實例中,掃描透鏡112及掃描器108係整合於不同外殼中(例如,以使得整合了掃描透鏡112的外殼可相對於整合了掃描器108的外殼移動)。
F. 控制器
一般而言,設備100包括一或多個控制器,諸如控制器122,以控制或促進控制設備100之操作。在一個具體實例中,控制器122(例如,經由一或多個有線或無線、串列或並列之通信鏈路,諸如USB、RS-232、乙太網路、Firewire、Wi-Fi、RFID、NFC、藍芽、Li-Fi、SERCOS、MARCO、EtherCAT,或其類似者或其任何組合)以通信方式耦接至設備100之一或多個組件,諸如雷射源104、光束調變器106、掃描器108、平台110、透鏡致動器、掃描透鏡112(當提供為可變焦距透鏡時)等,該一或多個組件因此可回應於由控制器122輸出之一或多個控制信號而操作。
舉例而言,控制器122可控制光束調變器106之操作以選擇性地且可變地使入射至其的雷射能量光束衰減,以使光束路徑114或其組合偏轉(例如,以賦予光束軸線與工件之間的相對移動以便引起製程光點與工件102之間沿路徑或軌跡(在本文中亦被稱作「製程軌跡」)相對移動)。同樣地,控制器122可控制掃描器108、平台110或其任何組合的操作以賦予光束軸線與工件之間的相對移動,以便引起製程光點與工件102之間沿製程軌跡的相對移動。
一般而言,控制器122包括可操作以在執行指令後產生前述控制信號之一或多個處理器。處理器可經提供為可操作以執行指令之可程式化處理器(例如,包括一或多個通用電腦處理器、微處理器、數位信號處理器或其類似者或其任何組合)。可由處理器執行之指令可實施為軟體、韌體等,或為任何適合形式之電路系統,包括可程式化邏輯裝置(programmable logic device;PLD)、場可程式化閘陣列(field-programmable gate array;FPGA)、場可程式化物件陣列(field-programmable object array;FPOA)、特殊應用積體電路(application-specific integrated circuit;ASIC)-包括數位、類比及混合類比/數位電路系統,或其類似者或其任何組合。指令之執行可在一個處理器上執行、分配在多個處理器中、跨一裝置內之處理器或跨裝置之網路並行地進行,或其類似者或其任何組合。
在一個具體實例中,控制器122包括諸如電腦記憶體之有形媒體,其可(例如,經由一或多個有線或無線通信鏈路)由處理器存取。如本文中所使用,「電腦記憶體」包括磁性媒體(例如,磁帶、硬碟驅動機等)、光碟、揮發性或非揮發性半導體記憶體(例如,RAM、ROM、反及型快閃記憶體、反或型快閃記憶體、SONOS記憶體等)等,且可本端、遠端(例如,跨網路)或以其組合方式存取。一般而言,指令可儲存為可易於由技術人員根據本文中所提供之描述授權的電腦軟體(例如,可執行碼、檔案、指令等,庫檔案等),其例如以C、C++、Visual Basic、Java、Python、Tel、Perl、Scheme、Ruby、組合語言、硬體描述語言(例如,VHDL、VERILOG等)等編寫。電腦軟體通常儲存於藉由電腦記憶體輸送之一或多個資料結構中。
儘管圖中未示,但一或多個驅動器(例如,RF驅動器、伺服驅動器、線驅動器、電源等)可以通信方式耦接至一或多個組件之輸入端以用於控制此等組件,該一或多個組件諸如雷射源104、光束調變器106、掃描器108、平台110、透鏡致動器、掃描透鏡112(當提供為可變焦距透鏡時)等。因此,諸如雷射源104、光束調變器106、掃描器108、平台110、透鏡致動器、掃描透鏡112(當提供為可變焦距透鏡時)等一或多個組件可被視為亦包括任何適合驅動器,如此項技術中已知。此等驅動器中之每一者典型地包括以通信方式耦接至控制器122之輸入端,且控制器122可操作以產生一或多個控制信號(例如,觸發信號等),該一或多個控制信號可傳輸至與設備100之一或多個組件相關聯的一或多個驅動器之輸入端。諸如雷射源104、光束調變器106、掃描器108、平台110、透鏡致動器、掃描透鏡112(當提供為可變焦距透鏡時)等之組件因此回應於由控制器122產生之控制信號。
儘管圖中未示,但一或多個額外控制器(例如,組件特定控制器)可視情況以通信方式耦接至驅動器之輸入端,該輸入端以通信方式耦接至諸如雷射源104、光束調變器106、掃描器108、平台110、透鏡致動器、掃描透鏡112(當提供為可變焦距透鏡時)等之組件(且因此與該組件相關聯)。在此具體實例中,每一組件特定控制器可以通信方式耦接至控制器122且可操作以回應於自控制器122接收之一或多個控制信號而產生一或多個控制信號(例如,觸發信號等),該一或多個控制信號可接著傳輸至控制器以通信方式耦接至的驅動器之輸入端。在此具體實例中,組件特定控制器可以與關於控制器122所描述之方式類似的方式操作。
在提供一或多個組件特定控制器之另一具體實例中,與一個組件(例如,雷射源104)相關聯的組件特定控制器可以通信方式耦接至與一個組件(例如,光束調變器106等)相關聯的組件特定控制器。在此具體實例中,組件特定控制器中之一或多者可操作以回應於自一或多個其他組件特定控制器接收的一或多個控制信號而產生一或多個控制信號(例如,觸發信號等)。
G. 背向反射感測系統
如上文所提及,若相同鑽孔參數用於在介電基板24內之不同位置處形成盲通孔,則將可能存在最終產生之盲通孔之間的形態的某一可變性(例如,歸因於介電基板24之固有組成不均勻性、頂部導體20之表面反射率/厚度變化,等)。為減小不合需要形態可變性的可能性,設備100可經提供有背向反射感測系統124。背向反射感測系統124之輸出可單獨或結合控制器122使用以實施其中用於形成盲通孔之製程的一或多個參數(例如,脈衝寬度、平均功率、峰值功率、脈衝能量、數目或雷射脈衝或其類似者或其任何組合)係基於背向反射信號之一或多個特性而設定的適應性加工技術。
一般而言,背向反射信號為經遞送至工件102(例如,在形成盲通孔之製程期間)的已由工件102反射的雷射能量光束之一部分。取決於待加工的工件102之材料及在雷射加工期間遞送至工件102的雷射能量光束之波長,有可能工件102可反射自掃描透鏡112遞送的雷射能量光束之至少一部分。舉例而言,雷射能量光束可具有約9.4 µm之波長,且工件102可提供為諸如上文參看圖1及圖2所描述之PCB的PCB。在此情況下,經遞送至工件102的雷射能量光束之有效比例可由頂部導體20背向反射至掃描透鏡112。若工件102(亦即,前述PCB)待加工以形成在底部導體22處終止的盲通孔30,則經遞送至底部導體22的雷射能量光束之一部分亦可由底部導體22反射。亦應注意介電基板24之一或多個成分組件(例如,樹脂材料26、強化材料28或其一組合)亦可反射雷射能量光束之一部分,但所反射量典型地比可由頂部導體20或底部導體22反射的部分少得多。
在圖4中,背向反射感測系統124經說明為配置在光束路徑114中在光束調變器106與掃描器108之間的一位置處(以便光學耦接至光束調變器106之光學輸出端及掃描器108之光學輸入端)。因此,背向反射感測系統124可操作以自在光束調變器106與掃描器108之間沿著光束路徑114的一位置捕捉背向反射信號的至少一部分。然而,應瞭解背向反射感測系統124可經提供以自沿著光束路徑114之任一(任何)其他合適或所要位置(例如,在雷射源104與光束調變器106之間、在掃描器108與掃描透鏡112之間、在掃描透鏡112與工件102之間或其類似者或其任何組合)捕捉背向反射信號之至少一部分。
背向反射感測系統124亦可操作以將所捕捉背向反射信號轉換成電子信號(在本文中亦被稱作「感測器信號」)。此後,感測器信號可經加工(例如,在背向反射感測系統124或控制器122處)以判定工件102是否應經進一步加工以形成盲通孔。視情況,感測器信號經加工(例如,在背向反射感測系統124或控制器122處)以判定工件102應如何經進一步加工以形成盲通孔。下文更詳細地描述關於背向反射感測系統124之構造及操作以及感測器信號之加工的實例具體實例。
III. 關於背向反射感測系統之實例具體實例
參看圖5,背向反射感測系統124可例如包括偏振光束***器500、波片502(例如,四分之一波片)、透鏡504及偵測器506(例如,光偵測器)。在形成盲通孔之製程(例如,如上文參看圖3所論述),雷射能量光束自光束調變器106沿著光束路徑114並依次傳播通過偏振光束***器500、波片502、掃描器108及掃描透鏡112以遞送至工件102(例如,提供為如上文參看圖1及圖2所論述的PCB)。
在所說明之具體實例中,雷射能量光束具有可至少稍微由工件102之一或多種材料反射的波長(例如,約9.4 µm)。因此,經遞送雷射能量光束之一部分由工件102反射以便依次傳播通過掃描透鏡112、掃描器108及波片502(例如,沿著光束路徑114,或沿著不同光束路徑)。所反射光在變得入射於偏振光束***器500之前係藉由波片502偏振。因此,偏振光束***器500將自波片502透射的經反射光反射至透鏡504(例如,沿著光束路徑510至透鏡504)。透鏡504將經反射光聚焦至偵測器506上。在此情況下,在工件102中形成盲通孔期間使波片502處之背向反射光偏振及沿著光束路徑510反射背向反射光的動作構成「捕捉」背向反射信號。
一般而言,偵測器506可操作以將入射反射光(亦即,自透鏡504沿著路徑510傳播)轉換成電流並將電流作為前述感測器信號輸出(例如,至控制器122)。因此,偵測器506之輸出將取決於入射至其的經反射光之強度而變化。
IV. 關於背向反射信號之論述
圖6為說明隨時間變化(亦即,根據本發明之具體實例,在形成盲通孔期間)的由背向反射感測系統124捕捉的例示性背向反射信號之信號強度的圖表。特定言之,圖6中展示之圖表說明在例示性初始(亦即,第一)雷射脈衝經遞送至工件102(例如,提供為如上文參看圖1及圖2所論述之PCB)以形成盲通孔(例如,如上文參看圖3所論述)時捕捉的例示性背向反射信號之信號強度。
出於論述之目的,可假定圖6中展示之經捕捉背向反射信號所基於的初始雷射脈衝具有在約10 µs與11 µs之間的範圍內的脈衝持續時間及足以在PCB之頂部導體22中形成開口並移除其下方的介電基板24之一部分的脈衝能量。然而,應瞭解初始雷射脈衝可具有小於10 µs或多於11 µs之脈衝持續時間。根據本文所論述之具體實例,在用以在工件102中形成盲通孔之製程中經遞送至工件102的初始雷射脈衝之脈衝能量足以藉由稱為「間接燒蝕」之製程在頂部導體20中形成開口且亦藉由稱為「直接燒蝕」之製程移除藉由開口曝光的介電基板24之一部分。
在燒蝕之主要原因為材料歸因於藉由材料遞送之雷射能量之光束內的能量之吸收(例如,線性吸收、非線性吸收,或其任何組合)之分解時,發生工件102中材料之直接燒蝕。在燒蝕之主要原因為歸因於在吸收最終經遞送至工件102的雷射能量光束內之能量的鄰近材料中產生及自該鄰近材料輸送之熱而發生的熔融及汽化時,發生工件102中材料之間接燒蝕(亦稱為「剝離」)。關於藉由間接燒蝕(及直接燒蝕)移除材料之考慮因素為此項技術中已知的,且論述於國際公開案第WO 2017/044646 A1號中。在此情況下,在頂部導體20反射經遞送至工件102的初始雷射脈衝之一部分時,頂部導體20亦由於藉由初始雷射脈衝輻照而變熱。熱耗散或自頂部導體20轉移至介電基板24之在頂部導體20之藉由初始雷射脈衝輻照的區域下方之一區中。因此,介電基板24之該區隨時間累積自頂部導體20轉移的熱且經汽化。若頂部導體20之輻照區域尚未獲得大於或等於其加工臨限溫度之溫度,則介電基板24之區的汽化用來在頂部導體20之輻照區域下方創建一凹座或空間(例如,含有在介電基板24之汽化後產生的經加壓加熱氣體、粒子等的高壓區)。接著,當藉由初始雷射脈衝輻照的頂部導體20之區域達到大於或等於其加工臨限溫度之溫度時,積累於其下方之凹座內的壓力足以將頂部導體20之經輻照區域自工件彈出,藉此「間接燒蝕」頂部導體20以曝光下方介電基板24。
返回參看圖6,與初始雷射脈衝相關聯之背向反射信號可表徵為包括具有相對高強度之初級強度時段600繼之以具有相對低強度之次級強度時段602。在圖6中所展示之實例中,背向反射信號在大致前6 µs中相當恆定(例如,處於約0.5a.u.之相對高信號強度)。接著,信號強度快速下降(例如,在約1 µs至1.5 µs之時段內),繼之以在再次簡單增加至次級峰值604(例如,至約0.1a.u.)且接著衰減至零之前信號強度更漸進減小(例如,在約2.5 µs之時段內)。
背向反射信號之信號強度的演進編碼在形成盲通孔中所涉及之間接燒蝕製程的動力學。舉例而言,當使用第一雷射脈衝啟動盲通孔之加工時,初級強度時段600中之相對高信號強度對應於由頂部導體20反射的光。在此時間期間,介電基板24累積自頂部導體20轉移之熱並汽化以形成經加壓加熱氣體、粒子等之凹座。信號強度之後續陡峭下降指示頂部導體20之經輻照區域已獲得大於或等於其加工臨限溫度之溫度,且積累於其下方之凹座內的壓力已彈出頂部導體20之經輻照區域,因此將下方介電基板24直接曝光至初始雷射脈衝。因此,初級強度時段600之持續時間t1對應於經遞送雷射脈衝在頂部導體20中形成開口所花費的時間。次級強度時段602中之信號強度峰值604指示介電基板24的一部分已藉由第一雷射脈衝移除以曝光底部導體22之一部分(本文中亦被稱作在介電基板24中形成開口的動作)。在608處接近零信號強度之下降指示照射在工作表面上的雷射脈衝之末端。
A. 關於所捕捉背向反射信號特性之具體實例
如上文所提及,背向反射感測系統124可操作以將背向反射信號(亦即,在初始雷射脈衝經遞送至工件102時捕捉)轉換成表示所捕捉背向反射信號之感測器信號。感測器信號可經加工(例如,在背向反射感測系統124或控制器122,或其組合處)以辨別所捕捉背向反射信號之一或多個特性,如可由感測器信號表示或以其他方式自感測器信號導出。將瞭解,感測器信號可使用如此項技術中已知的一或多個合適之信號加工技術來加工以辨別一或多個所捕捉背向反射信號特性。下文更詳細地描述所捕捉背向反射信號之此類特性的實例具體實例。
i. 初級強度時段之持續時間
可用以進行加工判定的所捕捉背向反射信號之特性的一個具體實例為初級強度時段600之持續時間t1。在圖6中,基於所捕捉背向反射信號之信號強度對時間的半高全寬(FWHM)量測初級強度時段600之持續時間。然而,在另一具體實例中,初級強度時段可被視為與捕捉背向反射信號的初始雷射脈衝之脈衝上升時間之末端一致。脈衝上升時間可被視為雷射脈衝之前邊緣自峰值脈衝振幅之10%上升至90%所需要的時間間隔。亦如圖6中所展示,持續時間t2表示在初級強度時段600之末端開始至雷射脈衝之末端的時段。
給定上述持續時間t1及t2之定義,應顯而易見隨著t1減少,t2將增加。且隨著t1增加,t2將減少。藉由申請人進行的實驗往往會指示與具有相對短t1持續時間(亦即,相對長t2持續時間)之所捕捉背向反射信號相關聯的盲通孔往往會具有不合需要大的突出量,且與具有相對長t1持續時間(亦即,相對短t2持續時間)之所捕捉背向反射信號相關聯的盲通孔往往會具有不合需要大的錐度。
ii. 次級強度時段中之區的整合
可用以進行加工判定的所捕捉背向反射信號之特性的另一具體實例為t1之末端至雷射脈衝之末端不足信號的整合區域,其捕捉次級峰值604(指示介電基板24中之開口的形成)及雷射能量經引導至介電基板24的時間之總長兩者。
iii. 所捕捉背向反射信號特性之其他實例具體實例
可用以進行加工判定的所捕捉背向反射信號之特性的其他具體實例包括:在所捕捉背向反射信號的次級峰值(例如,如圖6中所展示之604)處之信號強度;及在所捕捉背向反射信號之初級峰值(亦即,最高信號強度)(例如,如圖6中所展示之606)處之信號強度。
B. 關於所捕捉與參考背向反射信號特性之間的比較之具體實例
在辨別後,所捕捉背向反射信號特性(或表示該特性之其他資料)可與同所捕捉背向反射信號特性相關聯之參考背向反射信號特性比較(例如,在背向反射感測系統124或控制器122,或其組合處)。舉例而言,若所捕捉背向反射信號特性為初級強度時段之前述持續時間t1,則相關聯參考背向反射信號特性將為用於初級強度時段之持續時間t1的某一參考值或範圍。若所捕捉背向反射信號特性為次級強度時段期間不足信號之前述整合區域,則相關聯參考背向反射信號特性將為用於整合區域之某一參考值或範圍。
將瞭解,可藉由加工感測器信號(例如,使用如此項技術中已知之一或多個合適之信號加工技術)、藉由加工與所辨別特性相關聯之資料、或其類似者或其任何組合進行此類比較。將進一步瞭解,相關聯參考背向反射信號特性之參考值或範圍可對應於已經遞送至工件102直至捕捉到背向反射信號特性時的初始雷射脈衝之部分的一或多個參數(例如,就持續時間、峰值功率、光點大小、波長等而言)、工件102之一或多個參數(例如,頂部導體20之材料組分、頂部導體20之厚度、介電基板24之材料組分、介電基板24之厚度等),或其類似者或其任何組合。舉例而言,用於初級強度時段之持續時間t1的參考值或範圍可:(a)隨增加初始雷射脈衝之峰值功率而減少或隨減少初始雷射脈衝之峰值功率而增加;隨增加頂部導體20之厚度而增加或隨減少頂部導體20之厚度而減少;或(b)若頂部導體20塗覆有能量吸收塗層,則減少,或(c)可取決於基質材料26之組分而增加或減少;或(d)其類似者或其任何組合。此等參考值或範圍可經導出或以其他方式經由經驗觀測、計算模擬或診斷或其類似者或其任何組合而指定。
V. 關於適應性加工之具體實例
設備100可用以實施適應性加工技術,其中用於形成盲通孔的製程之一或多個參數(例如,脈衝寬度、平均功率、峰值功率、脈衝能量、數目或雷射脈衝或其類似者或其任何組合)係基於所捕捉背向反射信號特性(或表示該特性之其他資料)與相關聯參考背向反射信號特性的前述比較而設定。在此情況下,用於形成盲通孔之製程可大體表徵為需要至少一個雷射脈衝遞送至工件102(亦即,經提供為參看圖1及圖2描述的前述PCB)處之單一所要位置的「衝壓」製程。待遞送至工件102以形成特定盲通孔的第一雷射脈衝本文中被稱作「初始雷射脈衝」。經遞送至工件102以形成特定盲通孔的任一後續雷射脈衝本文中被稱作「補充雷射脈衝」,或可以其他方式標註,此取決於經遞送至工件102以形成特定盲通孔的雷射脈衝之序列中的次序(例如,「第二雷射脈衝」、「第三雷射脈衝」、「最終雷射脈衝」等)。
初始雷射脈衝(在其待遞送至工件102時)將藉由諸如以下各者之一組雷射脈衝參數(在本文中亦被稱作「初始雷射脈衝參數」)表徵:波長、脈衝持續時間、暫時光功率剖面、與暫時光功率剖面相關聯之峰值功率、光點大小及脈衝能量。一般而言,任一雷射脈衝之脈衝持續時間可藉由以此項技術中已知的任一方式控制雷射源104之操作、藉由控制光束調變器106之操作(例如,以影響脈衝分片,如上文所描述)或其類似者或其任何組合而調整。初始雷射脈衝可具有的暫時光功率剖面之實例包括矩形、椅子形狀(自低至高、自高至低,或其組合)、斜坡式(分步或線性地或非線性連續或其組合而增加及/或減少)。任一雷射脈衝之暫時光功率剖面(及因此,峰值功率)可藉由以此項技術中已知的任一方式控制雷射源104之操作、藉由控制光束調變器106之操作或其類似者或其任何組合而調整。
一般而言,初始雷射脈衝參數經設定以使得具有所需要特性(例如,就突出量、錐度或其類似者或其任何組合而言)之盲通孔(例如,盲通孔30,如圖3中例示性展示)可僅僅使用初始雷射脈衝而形成於工件102內的參考位置處。參考位置可例如為對應於諸如位置「B」或位置「C」(圖1中所展示的兩者)或其類似者之位置的在工件102中之位置。初始雷射脈衝參數之設定因此可取決於工件102之構造而變化,且參考脈衝能量量之判定可憑經驗或以計算方式判定。前述背向反射信號特性(例如,初級強度時段之持續時間t1、次級強度時段期間不足信號之整合區域等)中之一或多者接著可憑經驗判定(例如,引導具有初始雷射脈衝參數之雷射脈衝至工件102並捕捉及加工所得捕捉背向反射信號,如上文所論述),以計算方式導出,或其類似者或其任何組合,且經設定為與待在用以在工件102中之任意位置處形成盲通孔的「衝壓」製程期間遞送至工件102的初始雷射脈衝相關聯的背向反射信號特性之參考值或範圍。
在一個具體實例中,如遞送至工件102的初始雷射脈衝可具有在9 µm(或上下)至11 µm(或上下)範圍內之波長(例如,9.4 µm(或上下)、10.6 µm(或上下)或其類似者之波長)、在5 µs(或上下)至20 µs(或上下)範圍內之脈衝持續時間、為矩形(或至少實質上矩形)之暫時光功率剖面、在250 W(或上下)至2 kW(或上下)範圍內之峰值功率及在30 µm(或上下)至90 µm(或上下)範圍內之光點大小。亦應瞭解,如遞送至工件102之初始雷射脈衝可具有低於9 µm的波長(例如,在電磁波譜之紫外線或綠色可見光範圍中),限制條件為其他特性(例如,脈衝持續時間、暫時光功率剖面、峰值功率、光點大小、脈衝能量等)經設定使得初始雷射脈衝可加工工件102。應注意,若波長經改變成電磁波譜之紫外線或綠色可見光範圍,則初始雷射脈衝可由雷射脈衝之初始集合替換,其中雷射脈衝之初始集合中之每一雷射脈衝具有在ns或ps狀態中(例如,在10 ns(或上下)與1 ps(或上下)之間的範圍內)之脈衝持續時間且雷射脈衝係以在100 MHz(或上下)至5 GHz(或上下)的範圍內之脈衝重複率遞送。
為實施用於執行「衝壓」製程以在工件102中之任意位置處形成盲通孔的適應性加工技術,初始雷射脈衝(亦即,具有初始雷射脈衝參數)經遞送至工件102。初始雷射脈衝中之光的至少一部分係由工件102(亦即,由頂部導體20)背向反射穿過掃描透鏡112且此後如上文參看圖5所論述被捕捉。所得捕捉背向反射信號接著經加工(例如,如上文所論述)以辨別與初始雷射脈衝相關聯的一或多個所捕捉背向反射信號特性(或表示所述特性的其他資料)。此類特性接著可與一或多個相關聯參考背向反射信號特性(例如,如上文所論述)比較(例如,在背向反射感測系統124處、在控制器122處或其類似者或其任何組合)。如將在下文更詳細地描述,控制器122可基於該比較來操作以控制設備100之一或多個組件(例如,雷射源104、光束調變器106或其類似者或其任何組合)的操作。
在一些具體實例中,與初始雷射脈衝相關聯之經捕捉背向反射信號特性為初級強度時段之持續時間t1。因此,將初級強度時段之持續時間t1與初級強度時段之持續時間t1之預定參考值或範圍相比。在一些具體實例中,與初始雷射脈衝相關聯之經捕捉背向反射信號特性為在次級強度時段期間不足信號的整合區域。因此,將次級強度時段期間不足信號的整合區域與次級強度時段期間不足信號的整合區域之預定參考值或範圍相比較。在其他具體實例中,與初始雷射脈衝相關聯之經捕捉背向反射信號特性為前述特性之組合。因此,分別將所捕捉特性與彼等特性之預定參考值或範圍相比較。
若與初始雷射脈衝相關聯的初級強度時段之持續時間t1大於與其相關聯的參考值或範圍,則此指示初始雷射脈衝(亦即,具有初始雷射脈衝參數)將不足以在頂部導體20中形成開口或形成具有所需要特性(例如,就錐度而言)之盲通孔。若初始雷射脈衝之初級強度時段的持續時間t1小於與其相關聯的參考值或範圍,則此指示初始雷射脈衝將不足以形成具有所需要特性(例如,就突出量而言)之盲通孔或可終止損壞(例如,不合需要地熔融或移除)自盲通孔內曝光的底部導體22。
若所捕捉背向反射信號特性與相關聯參考值或範圍之間的比較指示初始雷射脈衝將不足以形成具有所需要特性(例如,如上文所論述)之盲通孔,則控制器122可輸出一或多個控制信號(例如,至雷射源104、光束調變器106或其類似者或其任何組合)以確保將形成具有所需要特性(例如,就錐度及突出量而言)之盲通孔。舉例而言,如將瞭解(例如,自圖6),初級強度時段之持續時間t1及次級強度時段期間不足信號的整合區域可在整個初始雷射脈衝已遞送至工件102之前自與初始雷射脈衝相關聯之所捕捉背向反射信號辨別。因此,藉由控制器122輸出的一或多個控制信號可操作以修改初始雷射脈衝參數(例如,藉由增加或減少初始雷射脈衝之瞬時功率來調整暫時光功率剖面、增加或減少初始雷射脈衝之脈衝持續時間,或其類似者或其任何組合)。作為修改初始雷射脈衝之初始雷射脈衝參數的替代或補充,藉由控制器122輸出之一或多個控制信號可操作以在整個初始雷射脈衝已遞送至工件102之後使一或多個補充雷射脈衝遞送至工件102。如本文所使用,如藉由控制器122啟動(例如,在由於前述比較而藉由控制器122輸出一或多個控制信號後)的一或多個初始雷射脈衝參數之修改或補充雷射脈衝之遞送本文中被稱作對所捕捉背向反射信號特性之「適應性回應」。
若與初始雷射脈衝相關聯的初級強度時段持續時間之持續時間t1大於與其相關聯的參考值或範圍,則控制器122可操作以使暫時光功率剖面經調整(例如,藉由增加初始雷射脈衝之瞬時功率)及/或使初始雷射脈衝之脈衝持續時間增加。在一個具體實例中,前述雷射脈衝參數係以預定方式調整而無關於初始雷射脈衝之初級強度時段的持續時間t1相對於與其相關聯的參考值或範圍大多少。在另一具體實例中,前述雷射脈衝參數係以對應於初始雷射脈衝之初級強度時段的持續時間t1相對於與其相關聯的參考值或範圍之間的差的預定方式來調整。若使一或多個補充雷射脈衝遞送至工件102,則彼等補充雷射脈衝中之任一者可藉由與初始雷射脈衝參數相同或不同於初始雷射脈衝參數的雷射脈衝參數表徵(例如,以減小藉由補充雷射脈衝移除介電基板24之速率)。一般而言,藉由控制器122執行適應性回應之方式可經預定(例如,基於經驗觀測、計算模擬或其類似者或其任何組合)或可即時判定(例如,藉由內插預定資料),或其類似者或其任何組合。
若與初始雷射脈衝相關聯的初級強度時段之持續時間t1小於與其相關聯的參考值或範圍,則控制器122可操作以使暫時光功率剖面經調整(例如,藉由減少初始雷射脈衝之瞬時功率)及/或使初始雷射脈衝之脈衝持續時間減少。在一個具體實例中,前述雷射脈衝參數係以預定方式調整而無關於初始雷射脈衝之初級強度時段的持續時間t1相對於與其相關聯的參考值或範圍少多少。在另一具體實例中,前述雷射脈衝參數係以對應於初始雷射脈衝之初級強度時段的持續時間t1相對於與其相關聯的參考值或範圍之間的差的預定方式來調整。若使一或多個補充雷射脈衝遞送至工件102,則彼等補充雷射脈衝中之任一者可藉由與初始雷射脈衝參數相同或不同於初始雷射脈衝參數的雷射脈衝參數表徵(例如,以增加藉由補充雷射脈衝移除介電基板24之速率)。一般而言,藉由控制器122執行適應性回應之方式可經預定(例如,基於經驗觀測、計算模擬或其類似者或其任何組合)或可即時判定(例如,藉由內插預定資料),或其類似者或其任何組合。
VII. 結論
前文說明本發明之具體實例及實例,且不應解釋為對其之限制。舉例而言,儘管已在上文關於盲通孔形成製程論述適應性加工技術,但應瞭解此等適應性加工技術可經擴展至貫穿孔加工技術或其類似者。儘管已參看圖式描述幾個特定具體實例及實例,但所屬領域中具通常知識者將易於瞭解,對所揭示具體實例及實例以及其他具體實例的諸多修改在不顯著背離本發明之新穎教示及優點的情況下為可能的。相應地,所有此等修改意欲包括於如申請專利範圍中所界定的本發明之範圍內。舉例而言,所屬領域中具通常知識者將瞭解,任何句子、段落、實例或具體實例之主題可與其他句子、段落、實例或具體實例中之一些或全部的主題組合,除非此等組合彼此互斥。本發明之範圍因此應由以下申請專利範圍判定,且所述申請專利範圍之等效物包括於本發明之範圍中。
20:電導體/頂部導體 22:底部導體 24:介電基板 26:基質材料 28:強化材料 30:盲通孔 100:雷射加工設備 102:工件 104:雷射源 106:光束調變器 108:掃描器 110:平台 112:掃描透鏡 114:光束路徑 116:角度範圍 118:角度範圍 122:控制器 124:背向反射感測系統 500:偏振光束***器 502:波片 504:透鏡 506:偵測器 510:光束路徑 600:初級強度時段 602:次級強度時段 604:次級峰值/信號強度峰值 606:所捕捉背向反射信號 608:接近零信號強度 A:位置 B:位置 C:位置 t1,t2:持續時間
[圖1]說明可根據本發明之具體實例運用雷射加工的複合介電基板之基質材料內的強化材料之實例配置。
[圖2]說明PCB之一部分(包括如參看圖1所論述的介電基板)的示意截面圖。
[圖3]說明形成於圖2中展示之PCB中的盲通孔的示意截面圖。
[圖4]示意性說明根據本發明之一個具體實例之雷射加工設備。
[圖5]示意性說明根據本發明之一個具體實例的在圖4中展示之雷射加工設備之背向反射感測系統。
[圖6]為說明根據本發明之具體實例的隨時間變化(亦即,在形成盲通孔期間)的由參看圖4及圖5論述之背向反射感測系統捕捉的例示性背向反射信號之信號強度的圖表。
102:工件
108:掃描器
112:掃描透鏡
114:光束路徑
116:角度範圍
124:背向反射感測系統
500:偏振光束***器
502:波片
504:透鏡
506:偵測器
510:光束路徑

Claims (17)

  1. 一種雷射加工設備,其用於實施一製程以藉由引導雷射能量至具有第一材料之工件上使得該雷射能量入射於該第一材料上而在該工件中形成貫孔,該第一材料形成於第二材料上,其中該雷射能量具有一波長,該第一材料比該第二材料對該波長反射更多,該設備包含: 背向反射感測系統,其可操作以捕捉對應於經引導至該工件並由該第一材料反射的雷射能量之一部分的背向反射信號且基於被捕捉之該背向反射信號產生感測器信號;及 控制器,其以通信方式耦接至該背向反射感測系統之輸出端,其中該控制器可操作以基於該感測器信號控制形成該貫孔的該製程之剩餘部分。
  2. 如請求項1之雷射加工設備,其中經引導至該工件之該雷射能量經呈現為至少一個雷射脈衝,且其中該控制器可操作以至少部分藉由控制該至少一個雷射脈衝之脈衝能量來控制該製程。
  3. 如請求項1之雷射加工設備,其中經引導至該工件之該雷射能量經呈現為至少一個雷射脈衝,且其中該控制器可操作以至少部分藉由控制該至少一個雷射脈衝之一脈衝寬度而控制該製程。
  4. 如請求項1之雷射加工設備,其中經引導至該工件之該雷射能量經呈現為至少一個雷射脈衝,且其中該控制器可操作以至少部分藉由控制待引導至該工件的雷射脈衝之數目來控制該製程。
  5. 如請求項1之雷射加工設備,其中該控制器可操作以至少部分藉由控制該雷射能量之平均功率來控制該製程。
  6. 如請求項1之雷射加工設備,其中該控制器可操作以至少部分藉由控制該雷射能量之一峰值功率控制該製程。
  7. 如請求項1之雷射加工設備,其中經引導至該工件之該雷射能量經呈現為雷射脈衝,且其中該控制器可操作以在該雷射脈衝經引導至該工件時控制形成該貫孔的該製程。
  8. 如請求項1之雷射加工設備,其進一步包含可操作以產生該雷射能量的雷射源。
  9. 如請求項1之雷射加工設備,其進一步包含可操作以調變該雷射能量的光束調變器。
  10. 一種方法,其包含: 實施一製程以藉由引導雷射脈衝至具有第一材料之工件上使得該雷射脈衝入射於該第一材料上而在該工件中形成貫孔,該第一材料形成於第二材料上,其中該雷射能量具有一波長,該第一材料比該第二材料對該波長反射更多; 捕捉對應於經引導至該工件並由該第一材料反射的雷射能量之一部分的背向反射信號; 基於被捕捉之該背向反射信號產生感測器信號; 加工該感測器信號以判定該製程之剩餘部分應如何實施以形成該貫孔;及 基於該感測器信號之該加工實施該製程之該剩餘部分。
  11. 如請求項10之方法,其中經引導至該工件的該雷射能量經呈現為至少一個雷射脈衝,且其中實施該製程之該剩餘部分包括調整該至少一個雷射脈衝之一脈衝能量。
  12. 如請求項10之方法,其中經引導至該工件之該雷射能量經呈現為至少一個雷射脈衝,且其中實施該製程之該剩餘部分包括調整該至少一個雷射脈衝之脈衝寬度。
  13. 如請求項10之方法,其中經引導至該工件的該雷射能量經呈現為至少一個雷射脈衝,且其中實施該製程之該剩餘部分包括調整待引導至該工件的雷射脈衝之數目。
  14. 如請求項10之方法,其中實施該製程之該剩餘部分包括調整該雷射能量之平均功率。
  15. 如請求項10之方法,其中實施該製程之該剩餘部分包括調整該雷射能量之峰值功率。
  16. 如請求項10之方法,其中經引導至該工件的該雷射能量經呈現為雷射脈衝,且其中在該雷射脈衝經引導至該工件時實施該製程之該剩餘部分。
  17. 一種用於與雷射加工設備一起使用之非暫時性電腦可讀取媒體,該雷射加工設備可操作以實施一製程以藉由引導雷射能量至具有第一材料之工件上使得該雷射能量入射於該第一材料上而在該工件中形成貫孔,該第一材料形成於第二材料上,其中該雷射能量具有一波長,該第一材料比該第二材料對該波長反射更多,其中設備具有:背向反射感測系統,該背向反射感測系統可操作以捕捉對應於經引導至該工件並由該第一材料反射的雷射能量之一部分的背向反射信號並基於被捕捉之該背向反射信號產生感測器信號;及控制器,該控制器以通信方式耦接至該背向反射感測系統之輸出端,且其中該非暫時性電腦可讀取媒體在其上儲存指令,所述指令在由該控制器執行時使該控制器基於該感測器信號來控制形成該貫孔的該製程。
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