[发明专利]在基板上进行激光烧蚀的设备及方法

说明书

本发明公开了用于进行激光烧蚀的设备和方法。在示例性的布置中，使用空间光调制器(54)对来自固态激光器(52)的脉冲激光束进行调制。使用两级缩小工艺(58，62)以使在空间光调制器(54)处保持相对低的辐射强度，同时能够访问中间成像平面中的反馈传感器(64)。

技术领域

本发明涉及使用固态激光器和可编程的空间光调制器在基板上进行激光烧蚀。

背景技术

激光器广泛用于制造先进的印刷电路板(PCB)。一个非常熟悉的例子是在多层PCB中打出接触盲孔(即被称为微通孔)。在该情况下，通常用紫外(UV)固态激光器打穿顶部铜层和下面的介电层，从而能够接触下铜层。在一些情况下，通过使用两种不同的激光工艺去除两种不同的材料，来改善该工艺的成本效益。通常使用UV二极管泵浦固态(DPSS)激光器在顶部铜层中打孔以暴露下介电层，并在单独的工艺中，使用CO2激光器来去除暴露在每个孔下面的介电材料。

最近提出了一种新型的高密度多层电路板制造技术。US2005/0041398A1和出版物“Unveiling the next generation in substrate technology”,Huemoeller et al,2006Pacific Micro-electronics Symposium描述了“激光嵌入电路技术”的概念。在这种新技术中，激光器被用于直接在有机介电基板中烧蚀精细沟槽、较大面积的焊垫以及接触孔。沟槽与焊垫和接触孔相连，这使得在激光结构化和随后的金属电镀之后同时形成第一层和第二层，其中，该第一层由嵌入在介电层顶表面的精细导体和焊垫构成的复杂图案组成，而该第二层由与下金属层相连的更深的接触孔组成。有关这项新技术的进展的更多信息描述在12^th Electronic Circuit World Convention in Taiwan,November 9^th-11^th 2011的论文EU165(David Baron)和TW086-2(Yuel-Ling Lee&Barbara Wood)中。

到目前为止，在该方法中，已使用脉冲UV激光器在利用直写或掩模成像方法的单个工艺中形成沟槽、焊垫和接触孔。

直写方法通常使用光束扫描器在基板表面上移动来自激光器的聚焦的光束，以刻划沟槽并且还产生焊垫和接触孔结构。这种直写方法使用来自具有高光束质量的UV二极管泵浦固态(DPSS)激光器的高度可聚焦的光束，因此非常适合于精细沟槽刻划工艺。它还能够很好地处理与焊垫和接触孔结构有关的不同层深度的要求。通过该方法，可以容易地形成不同深度的沟槽、焊垫和接触孔。然而，由于UV DPSS激光器的低脉冲能量需要非常小的聚焦光斑来进行烧蚀，因此，该方法便于产生窄的轨迹和孔，而在从较大面积的特征和接地层去除材料时其并非有效的方法。同时这种直写方法在沟槽和焊垫之间的交叉处难以保持恒定的深度。适合制造基于嵌入式导体的PCB的直写激光装置描述在12^th ElectronicCircuit World Convention in Taiwan,November 9^th-11^th 2011的论文TW086-9(WeimingCheng&Mark Unrath)里。

掩模成像方法通常使用UV准分子激光器照射掩模，上述掩模包含电路设计的一层或一个板级的全部细节。掩模的图像在基板上是缩小的，从而利用足以烧蚀介电材料的激光脉冲能量水平能够在基板上重现该层上电路的全部区域。在一些情况下，如要形成的电路很大时，使用掩模与基板的相对同步移动来转印全部图案。多年来，用于覆盖大基板面积的准分子激光掩模投影和相关策略是为人所熟知的。Proc SPIE 1997,vol.3223,p 26(Harvey&Rumsby)对该方法进行了描述。