[发明专利]LTCC超快加工系统及其方法

说明书

本发明涉及LTCC超快加工系统及方法，依光路方向设有：激光器，输出光束；第一反射单元，将从激光器输出光束射入光束整形模组；光束整形模组，对光束进行扩束和过滤；衰减模组，将入射光分成平行方向和垂直方向的两束光；第二反射单元，将分光后的水平方向的P偏光入射至第一扫描单元；第一扫描单元，将第二反射单元反射的光束进行聚焦，场镜聚焦至加工对象上；第三反射单元，将分光后的垂直方向的S偏光入射至第二扫描单元；第二扫描单元，将第三反射单元反射的光束进行聚焦，场镜聚焦至加工对象上。采用超快绿光皮秒激光器及与之相匹配的高速振镜和光学器件，将LTCC基板上微通孔直径降至50μm以下，微通孔圆度达到95％以上，锥度3μm内。

技术领域

本发明涉及一种LTCC超快加工系统及其方法。

背景技术

目前，高密度低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramics，LTCC)基板的制作依赖于基板内部导体的精细互连技术。近年来，随着微电子技术和封装工艺的发展，超大规模集成电路的密度越来越高。为了满足LTCC多层基板高密度互连的工艺要求，必须使基板微通孔的直径及导线线宽缩小到100μm甚至50μm以下。同时，每片LTCC基板上的微通孔数量达到50K甚至100K以上，并且微通孔的间距精度也越来越高。

对于任意形状的切割和微孔(＜100μm)的加工，传统的加工方式很难达到要求。但是激光具有高精度、高密度、高效率和无接触损伤等特点，而且激光的能量和光斑在很小的范围内实现精准控制，所以激光加工的线条非常精细，孔径可以达到很小，并且可以加工任意形状。因此目前主要运用激光打孔机作为LTCC基板微通孔的加工方式。

目前市面上的LTCC基板微通孔激光打孔机主要是针对直径为50～100μm的微孔，受限于激光器的类型以及其他光学器件的选型，对于直径为50μm以下的微通孔难以达到要求，而且加工效率很难超过1000孔/秒，即使勉强提高效率，达到要求，但随之而来的微通孔间距精度也使得市面上的激光打孔机望而却步。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种LTCC超快加工系统及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

LTCC超快加工系统，依光路方向设置有：

激光器，输出光束；

第一反射单元，包含依光路方向布置的第一反射镜，将从激光器输出的光束射入光束整形模组；

光束整形模组，对光束进行扩束并改变扩束光斑的大小，且对扩束之后激光光束进行过滤；

衰减模组，改变整形后激光光束的偏振态并将入射光分成平行方向和垂直方向的两束光，包含偏振玻片和偏光立方体分光器，偏振玻片位于偏光立方体分光器入射光口，偏振玻片改变入射光束的偏振态，调节光束中P偏光与S偏光的比例，偏光立方体分光器根据光的偏振态将光分成两个互相垂直的方向出射，P偏光从平行方向出射，S偏光从垂直方向出射；

第二反射单元，包含依分光之后的水平光路方向依次布置的第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜，将分光后的水平方向光入射至第一扫描单元；

第一扫描单元，将第二反射单元反射的光束进行聚焦，包含依光路方向依次布置的振镜和场镜，分光后的水平方向的P偏光光经第二反射单元射到振镜的镜片上，由场镜聚焦至加工对象上；

第三反射单元，包含依分光之后的垂直光路方向依次布置的第五反射镜和第六反射镜，将分光后的垂直方向的S偏光入射至第二扫描单元；

第二扫描单元，将第三反射单元反射的光束进行聚焦，包含依光路方向依次布置的振镜和场镜，分光后的垂直方向光经第三反射单元射到振镜的镜片上，由场镜聚焦至加工对象上；

加工平台，用于放置加工材料。