[发明专利]一种非均匀绝缘介质的刻蚀方法、系统、装置与设备

说明书

本发明涉及一种非均匀绝缘介质的刻蚀方法、系统、装置与设备，该方法包括：利用刻槽激光在非均匀绝缘介质层上刻出一条槽形成孤岛；利用铣削激光束铣削孤岛；刻槽激光束的峰值功率密度大于非均匀绝缘介质层中高阈值绝缘材料的激光破坏阈值；铣削激光束的峰值功率密度，大于孤岛中低阈值绝缘材料的激光破坏阈值，小于孤岛中高阈值绝缘材料的激光破坏阈值，同时还小于衬底材料的激光破坏阈值。本发明主要解决非均匀绝缘介质层的清除需要采用高峰值功率密度的激光铣削与衬底材料不能承受高峰值功率密度激光的固有矛盾，巧妙用刻槽形成隔离槽的方式，实现了低峰值功率密度激光清除包含高阈值材料的非均匀绝缘介质层，同时保障了不伤及衬底的效果。

技术领域

本发明涉及激光盲孔钻孔领域，具体涉及一种非均匀绝缘介质的刻蚀方法、系统、装置与设备。

背景技术

一般线路板盲孔钻孔，绝缘介质层有两类，一类是软板盲孔钻孔，绝缘介质层在垂直于激光光束方向属于均匀介质，可以采用高峰值激光进行上导电层进行开盖，低峰值功率密度进行绝缘层铣削，同时能做到不伤害下导电层，完成激光盲孔钻孔。但是，如果涉及到绝缘介质层介质为非均匀介质，例如HDI硬板，以及软硬结合板，非均匀绝缘介质层就包含玻璃纤维，这种玻璃纤维交织在一起，填充了不同类型的胶并进行半固化。这种绝缘材料，采用低峰值功率激光是无法清除干净的，因为低峰值固态激光光源所产生的激光束无法去除夹杂在非均匀绝缘介质层的高激光破坏阈值的玻璃纤维的，无法达到盲孔钻孔效果。目前的HDI硬板盲孔钻孔，都是采用先把上导电层减薄棕化，再用特殊调制的高峰值功率二氧化碳激光脉冲进行加工，市场上这种设备99％为日本三菱镭射钻孔机。由于玻璃纤维对二氧化碳激光也是吸收的，因此这种加工方式是目前的主流加工方式。但是，这种设备被外资垄断，且加工流程非常复杂，需要一系列的前置处理，处理的均匀性也影响钻孔的均匀性，如果能找到一种全新的非均匀介质盲孔钻孔方式，既可以节省成本，也可以突破进口设备的技术封锁，在5G时代来临的时候，非常紧迫与必要。

解决这一问题，不能追着国外公司的盲孔钻孔思路，全世界都在按照这一思路，目前还没有出现进口设备替代的松动迹象，因此，必须采用完全不同的思路，弯道超车才可以达到目的。首先，不可以采用二氧化碳激光器光源，目前，用于HDI盲孔钻孔的二氧化碳光源的核心技术，把控在日本公司手里，不仅仅是专利保护，还有技术诀窍。因此需要采取其他波长的激光光源进行弯道超车。其次，其他波长的激光，HDI硬板内的玻璃纤维，需要一定的激光峰值功率密度的激光才可以破坏掉，但是如此也非常容易破坏掉下导电层，且盲孔孔底非常不容易清除干净，导致孔底残胶，直接导致线路板报废，得不偿失。但只有在采用除了二氧化碳激光波长以外的其他波长的激光，实现完美的非均匀绝缘介质盲孔钻孔，才能够突破日本企业的技术封锁，降低本行业线路板加工成本，促进HDI线路板行业进一步快速发展。本发明就要解决这个行业难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非均匀绝缘介质的刻蚀方法、系统、装置与设备，解决在衬底上去除包含高激光加工阈值绝缘材料的非均匀绝缘介质同时不伤及衬底的问题。

第一方面，本发明提供了一种非均匀绝缘介质的刻蚀方法，所述方法用于去除待加工工件上的非均匀绝缘介质，其中，所述待加工工件至少包括层叠在衬底上的非均匀绝缘介质层，所述非均匀绝缘介质层至少由高阈值绝缘材料填充低阈值绝缘材料构成；

所述方法包括如下步骤：

利用刻槽激光束的加工光斑在所述非均匀绝缘介质层上刻出一条槽，直至刻出的槽的槽底露出所述衬底形成隔离槽，使在所述衬底上且位于所述隔离槽内部的所述非均匀绝缘介质层形成孤岛；

利用铣削激光束的加工光斑铣削所述孤岛，所述铣削激光束的加工光斑与所述孤岛中的所述低阈值绝缘材料作用，清除所述低阈值绝缘材料的同时，产生激光等离子冲击波带出所述孤岛中的所述高阈值绝缘材料，直到露出所述衬底，完成所述孤岛的铣削；