[发明专利]采用高脉冲重复频率的皮秒激光脉冲的激光直接烧蚀

权利要求书

1.一种用于激光直接烧蚀的方法，所述激光直接烧蚀产生切割到介电层中的图案以形成具有受控信号传播特性的导电迹线，所述方法包括：

选择用于沿着工件表面上的刻划线移除期望深度的材料的剂量通量；

选择一系列激光脉冲中每个激光脉冲的时间脉冲宽度；

选择所述一系列激光脉冲的脉冲重复频率，其中所述脉冲重复频率的所述选择至少部分基于所选择的时间脉冲宽度，以维持沿着所述刻划线的所选择的剂量通量，并且其中所选择的脉冲重复频率提供沿着所述刻划线的激光光斑的预定的最小重叠；

根据所选择的剂量通量、时间脉冲宽度和脉冲重复频率，使用激光源生成包括所述一系列激光脉冲的激光束；以及

提供所述工件和所述激光束之间的相对运动，使得所述激光束的路径以选定的速率循着沿着所述工件的所述表面的所述刻划线位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所选择的时间脉冲宽度小于或等于1μs。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所选择的时间脉冲宽度在约10ps和约29ns之间的范围内。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所选择的速率在约1m/s和约10m/s之间的范围内。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所选择的速率在约2m/s和约4m/s之间的范围内。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述沿着所述刻划线的激光光斑的预定的最小重叠为光斑尺寸直径的约60%。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述光斑尺寸直径在约5μm和约30μm之间的范围内。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所选择的脉冲重复频率在约750kHz和约5MHz之间的范围内。

9.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

确定作为所选择的时间脉冲宽度的函数的所述激光源的工作通量，所述工作通量包括除以所选择的时间脉冲宽度的平方根的所选择的剂量通量。

10.根据权利要求9所述的方法，其中选择所述脉冲重复频率包括：

通过所述脉冲宽度的所述平方根来缩放所述激光源的最大脉冲重复频率；

对于沿着所述刻划线的激光光斑的所选择的最小重叠，基于光斑尺寸和所选择的速率来计算最小脉冲重复频率；以及

选择将在所缩放的最大脉冲重复频率和所计算的最小脉冲重复频率之间的所述脉冲重复频率。

11.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

在抖动方向上来回地抖动所述激光束，同时所述激光束的所述路径以所选定的速率循着沿着所述工件的所述表面的所述刻划线位置。

12.一种用于激光直接烧蚀的系统，所述激光直接烧蚀产生切割到介电层中的图案以形成具有受控信号传播特性的导电迹线，所述系统包括：

处理器；

计算机可读介质，其存储用于促使所述处理器执行以下步骤的计算机可执行指令：

选择用于沿着工件表面上的刻划线移除期望深度的材料的剂量通量；

选择一系列激光脉冲中每个激光脉冲的时间脉冲宽度；以及

选择所述一系列激光脉冲的脉冲重复频率，其中所述脉冲重复频率的所述选择至少部分基于所选择的时间脉冲宽度，以维持沿着所述刻划线的所选择的剂量通量，并且其中所选择的脉冲重复频率提供沿着所述刻划线的激光光斑的预定的最小重叠；

激光源，其用来根据所选择的剂量通量、时间脉冲宽度和脉冲重复频率来生成包括所述一系列激光脉冲的激光束；以及

运动元件，其用来提供所述工件和所述激光束之间的相对运动使得所述激光束的路径以选定的速率循着沿着所述工件的所述表面的所述刻划线位置。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所选择的时间脉冲宽度小于或等于1μs。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所选择的时间脉冲宽度在约10ps和约29ns之间的范围内。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所选择的速率在约1m/s和约10m/s之间的范围内。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所选择的速率在约2m/s和约4m/s之间的范围内。