[发明专利]以短脉冲，固态紫外线激光做微加工

说明书

技术领域

本发明是有关于激光微加工处理，并且特别是关于以短脉冲激光进行的激光微加工应用。 

背景技术

Q-切换固态激光为众知，并且对于许多激光微加工应用而言既已展现出成功结果。然而，Q-切换激光的微加工参数，包含其波长(从近红外线到深紫外线的范围)、脉冲宽度、脉冲能量及脉冲重复率，即以产量与像是洁净度、侧壁尖锥、圆滑度及可重复性的加工质量而言，对于有些种类的叠层有机、无机及金属微电子材料建构来说仍尚非完美。 

此类型材料的其一而为印刷接线板(PWB)业界所常用者包含经浸以一或更多有机聚合物树脂的玻璃布料，而经夹置于通常为铜质的导体金属层间。此材料组态称为「FR4」或「BT」。 

另一种常用来作为高效能集成电路的封装材料的类型是包含未经火烧、「生」陶瓷材料。这些陶瓷基材是通过对像是氧化铝(Al₂O₃)或氮化铝(AlN)的常用陶瓷粉墨施加高压所构成。通过有机「接附剂」将微米或次微米粒子固连合一，这些可对于像是钻凿的加工操作提供足够的机械整体性。的后，再以高温热烧该生材料以将接附剂驱离，并且将微粒子熔灼或热融成一极为坚硬、耐固性的高温基材。 

Owen等人的美国专利第5,593,606及5,841,099号的案文中描述为以运用Q切换UV激光系统，在有利参数内产生激光输出脉冲，以通过在包含FR4在内的多层装置里的至少两种类型叠层，构成通透孔洞或盲通孔的技术及优点。这些专利讨论用于对其进行加工的装置以及该激光与参数。这些参数通常包含具有短于100奈秒(ns)的时间脉冲宽度的非激态输出脉冲；具有小于100微米(μm)的光点直径的光点区域；以及在该光点区域上大于100毫瓦(mW)， 而以高于200赫兹(Hz)的重复率的平均强度或辐射度。 

Dunsky等人的美国专利第6,784,399号案文中揭示一种利用一Q切换二氧化碳激光以产生激光脉冲突波，并且可控制其尖顶与尾部以解决该整体通孔材料的异离汽化温度或熔点的方式。 

Mourou等人的美国专利第5,656,186号案文中揭示一种通过高重复率的超快速激光脉冲，此者通常短于10微微秒(ps)，而按数种波长的激光引入溃解及削除的一般方法，并且展示出较绕射限制光点大小为微小的经加工特性大小的建立作业。 

Rieger等人的美国专利第5,742,634号案文中揭示一种具二极管激励的同时Q切换及模式锁定的钕激光装置。该激光发射一列的脉冲，而在一100ns的周期时段里各者具有一60至300ps的周期长度。 

Sun等人的美国专利第6,574,250号第一个揭示一种用以实时性地处理与至少两个激光脉冲的链接的方法。一具体实施例运用具有小于25微微秒(ps)的脉冲宽度的脉冲。 

Kafka等人的美国专利第6,734,387号案文中揭示一种利用自一模式锁定、似连续波(cw)激光系统所输出的UV微微秒激光，以在聚合物薄膜内切割或刻铸线路的方式。 

发明内容

因而，本发明的一目的在于提供一种为以提高微电子制造材料的激光微加工产量的激光和/或方法。 

部份的较佳具体实施例有关于利用一种微微秒脉冲宽度固态UV激光，以进行像是同构型薄膜、粒子填充树脂、聚酰亚胺物与纤维强化聚合物而具或并无金属包覆的电子材料的通孔钻凿和/或削除作业。 

部份的较佳具体实施例有关于生陶瓷加工处理、焊接区清洁，或是光阻材料移除。 

在一些示范性具体实施例里，用以清洁一底置焊接区的脉冲的数目可显著地减少，并且在多数的较佳情况下，可利用仅单一脉冲以进行清洁。 

在一些具体实施例里，该激光输出是由一震荡器模块并同于一放大模块共 同运作所产生。在一些较佳具体实施例里，该震荡器模块包含一二极管激励、固态(DPSS)主震荡器。在一些较佳具体实施例里，该震荡器模块包含一脉冲半导体激光发射微微秒脉冲。在一些具体实施例里，该震荡器模块包含一脉冲纤维主震荡器。在一些较佳具体实施例里，该脉冲纤维主震荡器包含一二极管激励、稀土族掺入的玻璃纤维主震荡器，此者运用一半导体可饱和吸收映镜(SESAM)。在一些具体实施例里，该玻璃纤维主震荡器包含一稀土族掺入、经熔烧硅质纤维。该稀土族掺入物最好是包含Nd、Yb、Ho、Er、Dy、Pr、Tm或Cr。