下面介紹低㎡紫外激光在PCB工藝中微電子材料在PCB制造中的應用優勢：

智能手機和平板電腦等移動設備正在快速增長。 隨著移動設備變得越來越小、越來越快、越來越輕、越來越便宜、功能越來越強大、越來越復雜，零部件的制造也朝著小型化和精密化方向發展。 對于一些關鍵部件，例如半導體芯片、微電子封裝、觸摸屏和印刷電路板 (PCB)，它們將繼續面臨挑戰，例如提高產量和生產率，同時降低成本。 這促進了激光在移動設備制造中的廣泛應用。 由于設備越來越復雜，需要的制造工藝也越來越復雜，對激光光源的研究進展提出了更高的要求。

具有更短波長和脈沖寬度以及更低 M2（光束質量）的激光可以創建更聚焦的光斑，并保持最小的熱影響區 (HAZ)，從而實現更精密的微加工。 具有高能量吸收，特別是在紫外 (UV) 波長和短脈沖范圍內，材料將迅速氣化，從而減少熱影響區和碳化。 更小的聚焦光斑可以實現更高精度和更小尺寸的加工。 高功率、高脈沖重復率 (PRF)、脈沖整形和脈沖分離都有助于提高微加工的生產率。 連續的高脈沖穩定性確保了過程的可重復性，有助于實現更高的產量。

傳統的紫外調Q二極管泵浦固態（DPSS）激光器可以較好地滿足精密制造的要求，但在實現更高的加工速度和更高的微加工質量方面仍有不足。 提高加工速度的常用方法是在保持其他工藝參數不變的情況下，提高激光器的脈沖重復率。 然而，這對于典型的 Q 開關 DPSS 激光器來說是不可能的。 這些激光器的平均功率和脈沖能量會隨著脈沖重復頻率的增加而迅速下降。 此外，當脈沖重復率較高時，激光脈沖寬度和脈沖能量波動往往會顯著增加。

本文結合高功率獨立可調紫外激光脈沖寬度和先進的高脈沖重復率脈沖調節技術，將其應用于各種微電子材料的微加工，包括硅（在芯片制造中的應用）、氧化鋁（在微電子封裝中的應用） 制造）玻璃（應用于觸摸屏制造）和銅（應用于印刷電路板和微電子封裝制造）。

半導體制造中的硅標記

激光切割硅片可以替代傳統的精密鋸切。 隨著芯片越來越薄，激光越來越強大，激光相對于鋸切的優勢進一步增強。 為了與傳統鋸切競爭，必須實現更高的刻劃速度和更好的切割質量。

我們使用 Quasar 激光測量厚度小于 100 μ M 的拋光單晶硅片，以實現熱損傷最小的高速打標。 在圖1中，曲線顯示隨著刻劃速度的增加，刻劃深度會減小（200kHz，25ns單脈沖）。 更高的功率用于更高的重復率。 同時，TiMEShift技術可以使用軟件設置寬范圍的脈沖能量和脈沖寬度。 最后，我們可以看到打標速度幾乎提高了三倍（25ns 單脈沖，50 μ M）。

氧化鋁陶瓷打標

氧化鋁(Al2O3)陶瓷由于具有高介電性能、高強度、耐腐蝕、高穩定性和相對較低的成本等優點，廣泛應用于微電子封裝。 在典型的制造過程中，具有多個模組的大尺寸氧化鋁基板最終會被分離成一個模組（single module）。 在常用的打標技術（“劃痕和折斷”）中，激光用于在基板上形成較深的劃痕，然后通過機械壓力將基板打斷分離。 高功率紫外激光器可實現干凈、準確的高速打標。

與硅雕刻類似，我們可以看到，當使用Quasar激光器以更高的速度進行氧化鋁雕刻時，我們可以使用更高的功率和TimeShift技術來實現最小的熱效應。

平板顯示器玻璃切割

在顯示器的制造過程中，觸摸屏和LCD玻璃塊的剝離需要直線切割，而拐角、孔洞和凹槽的制作需要曲線切割。 消費電子產品中使用的玻璃基板，通過各種化學或熱處理，變得越來越薄，強度也越來越高。 因此，玻璃的激光加工在實現高質量切割和高生產率方面顯示出巨大的潛力，并且還可以減少傳統機械雕刻和剝離工藝帶來的產出損失。

我們開發的TimeShift技術是一種利用激光與物質相互作用來加工玻璃的技術。 PCB 技術正在申請專利。 在這項技術中，單個激光脈沖的修改可以減少熱負荷和由此產生的材料碎片或碎片。 在康寧大猩猩玻璃、旭化成Dragontail玻璃、肖特Xenation玻璃等化學強化玻璃的切割中，可實現良好的切割質量和1.5m/s以上的線切割速度。 在鈉鈣玻璃和高級柔性玻璃（如康寧柳玻璃）的加工中也可以獲得類似的結果，同時藍寶石加工的工藝開發也在進行中。

先進封裝和互連中的銅切割

對于較薄（10-20μm）銅層的干凈快速切割是柔性線路板切割的典型應用。 此外，PCB 結構中的鉆孔包括類似厚度的銅層的燒蝕。 我們研究了 TimeShift 技術在這些應用中的潛在效用，主要是通過使用子脈沖（脈沖序列）來標記銅以提高凹槽的深度。

概括

我們發現，高脈沖重復率的高功率紫外激光器與TimeShift可編程脈沖整形技術（Quasar激光器）相結合，可以大大提高微加工的加工效果。

將紫外激光應用于各種常見微電子材料（包括硅、陶瓷、玻璃、銅）的批量加工，可以帶來很多好處。 通過擴大PCB工藝參數空間（在更高的脈沖重復率下提高功率），結合先進的脈沖分裂和整形技術，可以提高加工速度和微加工質量。 通過適當的參數優化，使用這種新型紫外納秒脈沖激光源可以獲得更好的質量和更高的生產率，從而提高當今激光微加工的能力，從而為未來消費類PCB產品的制造面臨更高的挑戰