專利名稱：通過以圓形和螺旋形軌跡精確移動定時激光脈沖來加工孔的方法
技術領域：
本技術領域涉及激光，更具體地涉及采用激光束在各種樣本材料中快速加工孔的方法。
背景技術：
電子電路的復雜度持續(xù)增加而同時尺寸和成本卻在縮減。由此引起的電路密度的增加產(chǎn)生了對高密度集成電路、混合電路和ECB生產(chǎn)量的巨大需求。
現(xiàn)有技術人員已經(jīng)采用成組的機械鉆和沖頭在ECB中加工孔，但孔直徑大于規(guī)范規(guī)定的新的孔直徑。此外，機械鉆孔法是慢速的、易于工具劃傷的，并且限于鉆所謂的“貫通”孔。
最近，基于激光的鉆孔法已經(jīng)發(fā)展到可每次加工二百個非常微小的孔(稱作“微通孔”或“通孔”)，這些孔通常終止于ECB內(nèi)的導體層上。
對于一些鉆孔應用，高斯分布的激光束被用來加工材料，并且該光束具有的直徑明顯小于被鉆孔的直徑。因此，激光束必須被移動以切掉所述孔或切除其整個區(qū)域。運動類型和對運動的約束直接影響鉆孔所花的時間，從而影響激光系統(tǒng)產(chǎn)量。
現(xiàn)有技術人員具有帶所謂的“環(huán)鉆(trepan)”和“螺旋形”運動圖案的激光鉆孔，所述運動圖案通常被稱作“工具”。環(huán)鉆加工開始于孔中心，然后迅速移動到孔周界并且在迅速返回中心之前以設定的重復次數(shù)環(huán)繞周界來轉(zhuǎn)動光束。螺旋加工開始于孔中心，迅速移動到內(nèi)徑，然后以設定的旋轉(zhuǎn)次數(shù)轉(zhuǎn)動光束定位器，逐漸增加直徑直到達到孔周界。激光束的移動可通過各種激光束定位系統(tǒng)實現(xiàn)，例如型號Model 53XX系列的工件加工系統(tǒng)，它由俄勒岡州Portland的ElectroScientific Instruments，Inc.公司制造，該公司是本專利申請的受讓人。
現(xiàn)有環(huán)鉆和螺旋激光鉆孔法呈現(xiàn)出至少如下所述的九個問題 1.現(xiàn)有工具圖案導致對定位器系統(tǒng)的過度加速度限制?，F(xiàn)有技術穿孔需要環(huán)繞正被加工的孔周界以圓周運動移動激光束。本領域技術人員知道圓周運動的徑向加速度等于v2/R，其中v是工具速度，且R是圓周運動的半徑。在將工具定位到孔中心之后，為穿孔加上一初始移動段，所述初始移動段在孔中心和圓周運動的開始處之間以平滑的方式過渡以限制工具加速度和加加速度(jerk)(加速度的變化率)。在現(xiàn)有技術穿孔中，初始移動段所需的加速度是2v2/R，其是圓周運動所需加速度的兩倍。此外，需要雙倍加速度的運動軸與執(zhí)行半工持續(xù)時間加速度脈沖的軸是同一軸，從而導致比圓周運動所需的大四倍的加加速度分布(profile)。激光束定位系統(tǒng)加速度受到限制，這是因為在兩倍伺服頻率處需要兩倍的電機電流。
2.現(xiàn)有螺旋形工具圖案被限于向外盤旋，這限制了可被加工的材料類型。
3.現(xiàn)有環(huán)鉆和螺旋形工具需要非常耗時的多個步驟以螺旋形和反復的周界運動來加工孔。執(zhí)行多個步驟需要光束定位器實行一般移動算法(generic move algorithm)，該算法需要至少兩個加速度脈沖以在各步驟之間將工具移回至孔中心。
4.如果從高加速度恢復需要光束定位器置位時間(settlingtime)，那么從前一孔高速度移出，所述置位時間是通過移動至下一孔目標位置的恒定工具速度實現(xiàn)的，這限制了可用的光束定位器運動范圍。當采用基于檢流計的光束定位器時，該運動范圍是重要的。
5.如上所描述的置位時間技術同樣未能將光束定位器固定在穩(wěn)態(tài)孔加工頻率，當振蕩圓周運動開始時這導致了瞬態(tài)運動響應。
6.當需要螺旋形工具的多次重復以從各種進入角接近孔時，現(xiàn)有工具圖案是過度慢速的?，F(xiàn)有光束定位器方法采用了如上描述的一般移動算法，該算法需要至少兩個加速度脈沖以在各重復之間返回至孔中心。
7.現(xiàn)有環(huán)鉆工具圖案可能導致材料的不均勻移除。這是因為當光束從孔中心移動至周界并再次退回時激光束能量被集中在孔的一個象限中。
8.現(xiàn)有螺旋形和環(huán)鉆工具沒有將激光觸發(fā)信號的定時與光束定位器運動同步，這就導致因典型的Q開關激光器根據(jù)指令不產(chǎn)生第一個脈沖而遺漏了第一個孔加工脈沖。
9.用于在周界處以多次重復過程鉆孔的現(xiàn)有環(huán)鉆工具圖案，基本上環(huán)繞孔周界重疊激光脈沖，并因此導致材料的不均勻移除。
因此，仍然所需的是較低成本的、較高產(chǎn)量的工件加工機器，所述工件加工機器具有在各種工件材料(例如，實際上任何印刷線路板材料，不管是剛性的或柔性的、包銅的或無掩蔽的、纖維增強的或均勻的樹脂電介質(zhì)的)中生產(chǎn)較小的、高質(zhì)量孔的工具圖案。工件材料還可包括陶瓷襯底和硅襯底，例如那些在半導體器件中所采用的材料。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種以可指定的光束定位器加速度來開始和結(jié)束圓周鉆孔運動的方法。
另一目的是提供用于產(chǎn)生各種新工具圖案的方法。
進一步的目的是提供一種用于調(diào)節(jié)工具圖案參數(shù)以實現(xiàn)孔材料均勻移除的方法。
另一目的是提供一種用于控制激光激發(fā)(firing)圖案和定時以用于進行工件加工的方法。
另一目的是提供一種用于同步激光激發(fā)和工件上的任意工具位置點的方法。
如下實施例產(chǎn)生用于操作激光束定位器和定時相關激光激發(fā)指令的工具圖案移動指令。如下方面通過一些編號來標識，所述編號匹配用于標識上述作為背景信息的相應問題的編號。
1.優(yōu)選的工具圖案減少了由從孔中心外靠近孔位置而引起的光束定位器加速度和加加速度的問題。在靠近移動過程中，移動段，被稱作dt/2段，其具有的持續(xù)時間等于圓周段持續(xù)時間的一半且具有零加速度。該靠近移動導致少得多的伺服錯誤。因為工具速度被可用加速度的平方根約束，所以如果不被其它因素約束，則該孔靠近方法可使工具速度提高41％。來自dt/2段的高加速度移除同樣允許增加最大圓周振動頻率而同時維持鉆孔質(zhì)量。鉆孔時dt/2段加速度與圓周加速度的比率被定義為因子α。當α增加時，初始孔位置點朝向孔中心移動，α＝2代表現(xiàn)有技術的啟動位置點。對于α＝0，dt/2段具有優(yōu)選的零相對加速度。
2.工具圖案支持向外盤旋、向內(nèi)盤旋以及組合的向外和向內(nèi)盤旋，所有這些都可被執(zhí)行而不用在移動段之間關閉激光脈沖發(fā)生。向內(nèi)盤旋常常更適用于加工玻璃增強材料，例如非均勻(nonhomogeneous)的玻璃增強蝕刻電路板材料。
3.工具圖案可在單個步驟中執(zhí)行螺旋形和反復的周界加工而不關閉激光脈沖發(fā)生。
4.定位器置位時間是用戶可設定的且被光束定位器用于跟蹤將被加工的初始孔直徑的圓周路徑，所述跟蹤并不會限制光束定位器的范圍。
5.上述的置位時間增加還引起當光束定位器振蕩時置位的發(fā)生，所以從快速定向(slewing)到振蕩運動的過渡都在置位時而不在加工時發(fā)生。
6.工具圖案采用一種用于處理所述工具的多次重復的改進方法。這個方法不以一般移動(generic move)來結(jié)束圓周運動而建立下一次重復，而是保持相切但是關閉激光脈沖發(fā)生，定位器軸之間具有90度的相位差。這導致圓周運動連續(xù)進行而移動段持續(xù)時間被調(diào)整直到達到下一工具重復的進入條件?，F(xiàn)有方法需要各重復之間的激光關閉時間，該關閉時間等于初始重復的旋轉(zhuǎn)(revolution)時間的四分之一加上一般移動時間，加上下一重復的旋轉(zhuǎn)時間的四分之一。該方法至多需要初始重復的旋轉(zhuǎn)時間的四分之一加上最少鉆孔時間(drill-Tmin)，加上下一工具重復的旋轉(zhuǎn)時間的四分之一。由于所采用的是小幅運動，所以最小drill-Tmin小于一般移動時間Tmin。此外，當下一重復的進入角相對初始重復的退出角偏移180度時，所需的激光關閉時間僅是初始重復的旋轉(zhuǎn)時間的四分之一加上下一重復的旋轉(zhuǎn)時間的四分之一。
7.當工具圖案被用于僅在周界環(huán)繞(circle-at-perimeter-only)的模式時，不在周界路徑中未放入激光脈沖，這消除了現(xiàn)有不均勻地分布激光能量的問題。
8.一種光束定位器以及激光同步方法將用于激發(fā)第一個激光脈沖的激光激發(fā)信號安排在光束定位器到達目標孔位置之前，以使是實際被激發(fā)的第一個脈沖的第二個激光脈沖落在所需的位置，并且所有被支配的脈沖其后被傳送到工件。該方法進一步包括參數(shù)“微小激光延遲(fractional laser delay)”，該參數(shù)被加入半正弦輪廓器(half-sine profiler)參數(shù)組，用于在加速度段的中部打開激光。
9.工具圖案支持孔周界上的脈沖“遞增侵蝕尺寸(incremental bite size)”分布，所述分布說明在周界執(zhí)行了多少次工具旋轉(zhuǎn)(重復)。這優(yōu)化了均勻及細致地環(huán)繞孔周界的激光脈沖分布。遞增侵蝕尺寸被定義為所述工具的第一次和第二次旋轉(zhuǎn)(重復)中所傳送的第一個脈沖之間的沿周界距離。遞增侵蝕尺寸方法提供了自動地調(diào)整工具速度以將遞增侵蝕尺寸設置為等于激光侵蝕尺寸除以工具旋轉(zhuǎn)(重復)次數(shù)。
根據(jù)如下參照附圖對優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的額外方面和優(yōu)點將會很明顯。


圖1A是描述第一組X和Y軸位置點與光束定位器時間的關系的曲線圖，所述光束定位器用于沿一種工具圖案引導激光束。
圖1B是描述進入段、圓周段以及退出段激光束運動的XY坐標圖，激光束運動是由圖1A的第一組X和Y軸光束位置點產(chǎn)生的。
圖2A是描述第二組X和Y軸位置點與光束定位器時間的關系的曲線圖，所述光束定位器用于沿一種工具圖案引導激光束。
圖2B是描述進入段、圓周段以及退出段激光束運動的XY坐標圖，激光束運動是由圖2A的第二組X和Y軸光束位置點產(chǎn)生的。
圖3是描述由一種激光束定位法產(chǎn)生的圓形工具圖案的XY坐標圖。
圖4是描述由一種激光束定位法產(chǎn)生的向外螺旋形工具圖案的XY坐標圖。
圖5是描述由一種激光束定位法產(chǎn)生的向內(nèi)螺旋形工具圖案的XY坐標圖。
圖6是描述由一種激光束定位法產(chǎn)生的向內(nèi)和向外螺旋形工具圖案的XY坐標圖。
圖7是描述由一種激光束定位法產(chǎn)生的向外螺旋形工具圖案的兩次重復的XY坐標圖。
圖8是通過使用現(xiàn)有技術環(huán)鉆工具圖案的多次重復加工的無法接受的蝕刻電路板的照片，所述工具圖案采用很小的遞增侵蝕尺寸。
圖9是通過使用圓形工具圖案的多次重復加工的高質(zhì)量蝕刻電路板的照片，所述工具圖案采用根據(jù)脈沖激光發(fā)射法而選擇的遞增侵蝕尺寸。
圖10是描述通過現(xiàn)有技術環(huán)鉆工具圖案的五次重復加工的通孔的XY坐標圖，所述工具圖案采用現(xiàn)有技術工具速度。
圖11是描述通過圓形工具圖案的五次重復加工的通孔的XY坐標圖，所述工具圖案采用計算的工具速度。
圖12是描述由現(xiàn)有技術環(huán)鉆工具圖案的兩次重復引起的環(huán)繞孔周界不均勻分布的激光脈沖的XY坐標圖。
圖13是描述由采用“均衡周界脈沖重疊”法的圓形工具圖案的兩次重復引起的環(huán)繞孔周界均勻分布的激光脈沖的XY坐標圖。
圖14是描述控制和支持上述方法的寄存器結(jié)構(gòu)的簡化電氣框圖。
圖15A和15B是描述支持上述方法的激發(fā)激光脈沖的相應常規(guī)和特殊情形下的時序關系的電波形時序圖。
圖16是顯示了激光束定位指令、各種系統(tǒng)延遲和激光束脈沖發(fā)生之間的時序關系的電氣波形時序圖。
具體實施例方式如背景信息部分所提到的，為獲得高速準確的激光束定位，定位器系統(tǒng)必須控制加加速度，所述加加速度是加速度的變化率。許多現(xiàn)有定位器系統(tǒng)以一列短的互連的直線移動來實現(xiàn)圓周運動。但是，在每一互連處突然的角度變化導致無法接受的大加加速度，這限制了速率以及定位準確度。
在鉆孔應用中圓周運動是基本的，因此優(yōu)選采用正弦定位器驅(qū)動波形。尤其，優(yōu)選的定位器驅(qū)動波形采用半正弦曲線形加速度段，該加速度段開始和停止于零加速度點。每一加速度段均具有一個時期TMIN并避免了定位器共振問題，所述TMIN是定位器系統(tǒng)的加速性能內(nèi)最短的非零加速度半正弦段。
如圖1A和2A所示，通過使用一對90度相移的正弦波形驅(qū)動定位器的正交軸可實現(xiàn)圓周運動。例如，為形成一始于90度進入角的完整圓，X軸被兩個半正弦加速度段驅(qū)動，而Y軸被三個90度相移的半正弦段驅(qū)動。X軸具有“填充”段，被稱為進入和退出段，其用于將孔加工和孔位置間的移動分離。
因此，本發(fā)明的第一個方面是，一種在dt/2段上以可指定的光束定位器加速度開始和結(jié)束圓形工具圖案的方法。產(chǎn)生圓周運動需要產(chǎn)生一對用于驅(qū)動光束定位器X和Y軸的90度相移正弦運動波形。90度相移的產(chǎn)生需要將半正弦段插入所述軸之一(依賴于工具圖案進入角的那個軸)中，且dt等于圓周運動段dt的二分之一。因此，相移段被稱為dt/2段。用戶可指定dt/2段加速度從零到兩倍于圓周加速度以權衡初始光束位置點與所需的加速度。因子α被定義為dt/2段加速度與圓周周界(或圓形周界)加速度的比率。隨著α增加，初始光束位置點從圓周運動周界外朝向?qū)⒈患庸さ目字行囊苿樱纱艘鸬募铀俣纫矔黾?。對于α?，可產(chǎn)生現(xiàn)有技術的啟動運動和加速度。對于α＝0，dt/2段具有相對圓周運動的優(yōu)選的零加速度。
圖1和2說明了對于α的不同值的光束定位器運動。對開始和結(jié)束dt/2段可指定不同的α值。
圖1A和1B顯示了第一組X軸位置點10和Y軸位置點12與用于沿工具圖案光束路徑14引導激光束軸的光束定位器(未顯示)的時間的關系。光束路徑14開始于開始位置16(顯示為一個圓點)，包括進入段18、360度圓周段20(以虛線顯示)、退出段22和結(jié)束位置24(顯示為一個圓點)，所述結(jié)束位置還是圓周段20的中心25。圓周段20具有直徑D，其對應于將被加工的孔的周界或外圍，并可具有除360度以外的范圍。在本例中，進入段18具有被設為零的α，而退出段22具有被設為二的α。因此，進入段18的加速度為零(恒定速度)，這是優(yōu)選的，而退出段22的加速度是圓周段20加速度的兩倍。
圖2A和2B顯示了第二組X軸位置點30和Y軸位置點32與用于沿工具圖案光束路徑34引導激光束軸的光束定位器的時間的關系。光束路徑34開始于開始位置36(顯示為一個圓點)，包括進入段38、360度圓周段40(以虛線顯示)、退出段42和結(jié)束位置44(顯示為一個圓點)。在本例中，進入段38具有設為一的α，而退出段42具有設為0.5的α。因此，進入段38的加速度與圓周段20的加速度相同，并且退出段22的加速度是圓周段20的加速度的二分之一。
工具圖案采用進入段，例如進入段18和38，并采用退出段，例如退出段42。通過沿將前一孔的結(jié)束位置和下一孔的開始位置連接在一起的路線引導激光束軸，可在工件中加工一連串孔。進入和退出段方法使工具移動速度可增加到超過使用現(xiàn)有方法可獲得的速度的41％。
本發(fā)明的第二個方面提供了一種用于產(chǎn)生半正弦參數(shù)的方法，所述參數(shù)例如為用于實現(xiàn)各種工具圖案的圖1A和2A中的X和Y軸位置點10、12、30和32。所述參數(shù)和方法將參考本發(fā)明的Matlab代碼表示和若干說明工具圖案特征的附圖來描述。Matlab是一種基于模型的設計仿真程序，其可從馬薩諸塞州的The Math Works of Natick公司獲得。用于產(chǎn)生移動段的Matlab代碼在附錄A中闡述。
圖3顯示了由所述方法產(chǎn)生的圓形工具圖案50。圓形工具圖案50被用于通過環(huán)繞正被加工的孔外圍51進行切割在材料中切掉孔。當采用所述工具圖案時，每一孔都參考環(huán)繞X-Y座標軸的旋轉(zhuǎn)角度來加工，在所述X-Y座標軸中+X、+Y、-X和-Y軸分別被定向為0、90、180和270度。
圓形工具圖案50包括進入段52，進入段52具有270度處的開始位置54和0度處的進入位置56，在該進入段52處激光脈沖被啟動。在本例中，正被加工的孔具有125μm(微米)的直徑且激光脈沖58具有20μm的有效光點尺寸。10.25μm的激光侵蝕尺寸可產(chǎn)生33個激光脈沖58，所述激光脈沖58在工具圖案50的單個360度重復期間被分布在外圍51內(nèi)，所述工具圖案50開始并結(jié)束于進入位置56。激光脈沖58被關閉并且工具圖案50沿退出段60前進到90度處的結(jié)束位置62。
本領域技術人員將會認識到，進入和退出段52和60的角度位置僅僅代表一組示范性的相對角，所述相對角可繞X和Y軸偏移，這取決于先前和隨后將被加工的孔的相對位置。例如，進入段52可開始和結(jié)束于0度和90度，從而，退出角60可開始和結(jié)束于90度和180度。
與工具圖案50有關的典型的定位器參數(shù)、激光參數(shù)和孔參數(shù)包括工具速度717mm/sec(毫米/秒)、激光脈沖重復頻率(“PRF”)70KHz(千赫茲)、定位器最大加速度1,000Gs，通孔鉆孔時間0.47msec以及通孔最少移動時間0.7msec，所述參數(shù)可產(chǎn)生的最大的通孔加工速率是855vias/sec(通孔數(shù)/秒)。
圖4顯示了由所述方法產(chǎn)生的向外螺旋形工具圖案70。通過沿逐漸遠離中心25并朝向正被加工的每個孔外圍51的曲線路徑從中心25切除材料的方式，向外螺旋形工具圖案70被用來在材料上鉆孔。向外螺旋形工具圖案70包括進入段72，所述進入段72具有270度處的開始位置74和0度處的進入位置76，在該進入段72處激光脈沖78被啟動。在本例中，正被加工的孔具有125μm的直徑，且激光脈沖58具有20μm的有效光點尺寸和4.47μm的激光侵蝕尺寸。在工具圖案70的單次重復期間分布了89個激光脈沖78，工具圖案70開始于進入位置76、向外盤旋一360度旋轉(zhuǎn)并在外圍51內(nèi)從0度到大約216度加工，在該點處激光脈沖78被關閉以防止與先前已加工的位置重疊。工具圖案70沿退出段80前進，所述退出段80具有270度處的開始位置82到0度處的結(jié)束位置84。
本領域技術人員又將認識到，進入和退出段72和80的角度位置僅僅代表一組示范性的相對角，所述相對角可關于X和Y軸偏移，這取決于先前的和隨后將被加工的孔的相對位置。例如，進入段72可開始并結(jié)束于0度和90度，從而，退出段80可開始并結(jié)束于0度和90度。
與工具圖案70有關的典型的定位器參數(shù)、激光參數(shù)和孔參數(shù)包括工具速度313mm/sec、激光PRF 70KHz、定位器最大加速度1,000Gs，通孔鉆孔時間1.27msec以及通孔的最少移動時間0.99msec，所述參數(shù)可產(chǎn)生的最大通孔加工速率是442vias/sec。
圖5顯示了由所述方法產(chǎn)生的向內(nèi)螺旋形工具圖案90。通過沿逐漸向內(nèi)遠離外圍51并朝向每個正被加工的孔中心25的曲線路徑從外圍51切除材料的方式，向內(nèi)螺旋形工具圖案90被用來在材料上鉆孔。向內(nèi)螺旋形工具圖案90包括進入段92，所述進入段92具有90度處的開始位置94和180度處的進入位置96，在進入段92處激光脈沖98被啟動。在本例中，正被加工的孔具有125μm的直徑，且激光脈沖98具有20μm的有效光點尺寸和4.47μm的激光侵蝕尺寸。在工具圖案90的單次重復期間分布了273個激光脈沖98，工具圖案90開始于進入位置96、在外圍51內(nèi)進行開始于180度且結(jié)束于0度的二又二分之一的旋轉(zhuǎn)(900度)、向內(nèi)盤旋兩個起始且結(jié)束于0度的360度旋轉(zhuǎn)，在該點處激光脈沖98被關閉。工具圖案90沿退出段100前進，所述退出段具有0度處的開始位置102到90度處的結(jié)束位置104。
本領域技術人員又將認識到，進入和退出段92和100的角度位置僅僅代表一組示范性的相對角，所述相對角可關于X和Y軸偏移，取決于先前的和隨后將被加工的孔的相對位置。例如，進入段92可開始并結(jié)束于270度和0度，從而，退出段100可開始并結(jié)束于90度和180度。
與工具圖案90有關的典型的定位器參數(shù)、激光參數(shù)和孔參數(shù)包括工具速度313mm/sec、激光PRF 70KHz、定位器最大加速度1,000Gs，通孔鉆孔時間3.9msec以及通孔最少移動時間0.85msec，所述參數(shù)可產(chǎn)生的最大通孔加工速率是211vias/sec。
圖6顯示了由所述方法產(chǎn)生的向內(nèi)且向外的螺旋形工具圖案110。通過從外圍51向內(nèi)到正被加工的每個孔中心并向外回到外圍51來切除材料的方式，向內(nèi)且向外的螺旋形工具圖案110被用來在材料上鉆孔。向內(nèi)且向外的螺旋形工具圖案110包括進入段112，所述進入段112具有180度處的開始位置114和270度處的進入位置116，在進入段112處激光脈沖118被啟動。在本例中，正被加工的孔具有125μm的直徑，且激光脈沖118具有20μm的有效光點尺寸和4.47μm的激光侵蝕尺寸。在工具圖案110的單次重復期間分布了132個激光脈沖118，工具圖案110開始于進入位置116、在外圍51內(nèi)進行開始于270度且結(jié)束于0度的四分之一的旋轉(zhuǎn)(90度)、向內(nèi)盤旋一個起始且結(jié)束于0度的360度旋轉(zhuǎn)，繞孔中心加工從0度到180度的二分之一的旋轉(zhuǎn)，向外盤旋一個起始且結(jié)束于180度的360度旋轉(zhuǎn)，并在外圍51內(nèi)加工從180度到270度的四分之一旋轉(zhuǎn)，在該點處激光脈沖118被關閉。工具圖案110沿退出段120前進，所述退出段具有270度處的開始位置122到0度處的結(jié)束位置124。
本領域技術人員又將認識到，進入和退出段112和120的角度位置僅僅代表一組示范性的相對角，所述相對角可關于X和Y軸偏移，這取決于先前的和隨后將被加工的孔的相對位置。
與工具圖案110有關的典型的定位器參數(shù)、激光參數(shù)和孔參數(shù)包括工具速度313mm/sec、激光PRF 70KHz、定位器最大加速度1,000Gs、通孔鉆孔時間1.88msec以及通孔最少移動時間1.03msec，所述參數(shù)可產(chǎn)生的最大通孔加工速率是434vias/sec。
圖7顯示了由所述方法產(chǎn)生的兩次重復的向外螺旋形工具圖案70(兩次重復稱作70′)。(工具圖案70′以半尺寸的激光光點顯示以更清楚地顯示進入和退出段軌跡)。通過從中心向外到每個正被加工的孔外圍51來重復地切除材料的方式，向外螺旋形工具圖案70′被用來在材料上鉆孔。向外螺旋形工具圖案70′包括進入段72′，所述進入段72′具有270度處的開始位置74′和0度處的進入位置76′，在進入段72′處激光脈沖78′被啟動。在本例中，正被加工的孔具有200μm的直徑，且激光脈沖78具有10μm的有效光點尺寸和4.47μm的激光侵蝕尺寸。在工具圖案70′的兩次重復期間分布了216個激光脈沖78′，第一次重復首先開始于進入位置76′，向外盤旋一個360度旋轉(zhuǎn)到0度，并在外圍51內(nèi)從0度到大約90度進行加工，在該點處激光脈沖78′被關閉且工具圖案70′沿具有90度處的開始位置82′的過渡段80′前進并通常向內(nèi)盤旋到180度處的過渡結(jié)束位置84′。工具圖案70′的第二次重復開始于過渡結(jié)束位置84′，向外盤旋一個360度旋轉(zhuǎn)到180度，并在外圍51內(nèi)從180度到270度進行加工，在該點處激光脈沖78′再次被關閉且工具圖案70′沿著具有270度處的開始位置82″的退出段80″前進到0度處的結(jié)束位置84″。
本領域技術人員又將認識到，進入和退出段72和80的角度位置僅僅代表一組示范性的相對角，所述相對角可關于X和Y軸偏移，取決于先前的和隨后將被加工的孔的相對位置。
與工具圖案70′有關的典型的定位器參數(shù)、激光參數(shù)和孔參數(shù)包括工具速度313mm/sec、激光PRF 70KHz、定位器最大加速度1,000Gs、通孔鉆孔時間3.08msec以及通孔最少移動時間1.69msec，所述參數(shù)可產(chǎn)生的最大通孔加工速率是209vias/sec。
本發(fā)明的第三個方面提供了一種方法，該方法用于調(diào)節(jié)激光束移動速度以在加工孔時獲得均勻的激光能量分布。當使用多次重復的例如圓形工具圖案50(圖3)加工通孔時，加工優(yōu)質(zhì)孔取決于稍微重疊每次隨后重復的激光點。從重復到重復的重疊程度是由被稱為“遞增侵蝕尺寸”的參數(shù)決定的。所述遞增侵蝕尺寸被定義為激光位置在圓形工具圖案的重復中移位的距離。
激光束速度的小變化可明顯地改變重復-到-重復(或重復之間)的脈沖重疊，或遞增侵蝕尺寸。優(yōu)質(zhì)的通孔加工取決于為圓形工具圖案的每次重復稍微移動激光脈沖的位置，以使激光脈沖在隨后的重復期間不會擊中同一光點且激光能量被更均勻地環(huán)繞通孔外圍散布。
例如，如果通孔加工應用采用五次圓周重復，則優(yōu)選為每次重復移位激光脈沖以使假想的第六次重復具有和第一次重復的脈沖完全重疊的脈沖(遞增侵蝕尺寸近似等于被圓周重復次數(shù)除后的侵蝕尺寸)。相反，當來自每次重復的脈沖撞擊同一位置時，就導致了不良的通孔加工。這通常是由無意地采用與實際侵蝕尺寸相比非常小的或近似等于實際侵蝕尺寸的遞增侵蝕尺寸造成的。
圖8和9分別顯示了通過分別采用現(xiàn)有技術侵蝕尺寸和優(yōu)選計算出的遞增侵蝕尺寸的環(huán)鉆和圓形工具圖案的多次重復在蝕刻電路板材料中加工的無法接受的通孔和高質(zhì)量的通孔。
圖10和11顯示了遞增侵蝕尺寸如何被激光束速度的微小變化影響的。圖10顯示了由于采用環(huán)鉆工具圖案的五次重復而產(chǎn)生的現(xiàn)有技術侵蝕尺寸，其中激光PRF為30kHz，通孔直徑為125μm，有效激光束光點尺寸為13μm，且激光束速度為377.5mm/s。圖10顯示了來自五次環(huán)鉆重復中每次的激光脈沖幾乎完全重疊，從而導致低質(zhì)量的通孔和/或不良的環(huán)鉆加工健壯性。相反，圖11顯示了同一處理，只是激光束速度被些微地變化到379.5mm/s。2mm/sec的微小速度變化引起激光脈沖繞通孔外圍的均勻分布，從而產(chǎn)生高質(zhì)量的通孔和/或改進的加工健壯性。圖11的圓周加工采用2.3μm的遞增侵蝕尺寸，其使來自假想的第六次重復的激光脈沖與來自第一次重復的激光脈沖重疊。
用于適當設定與特定圓形工具圖案相關的遞增侵蝕尺寸所需的激光束速度取決于所采用的重復次數(shù)、通孔直徑、激光PRF以及有效激光束光點尺寸。激光束速度優(yōu)選被選擇，以使第一次的激光束脈沖位置和假想的最后一次外加一次的工具圖案重復的激光束脈沖位置基本上重疊。
如下顯示的是被用來計算遞增侵蝕尺寸(Δrep)的等式，所述遞增侵蝕尺寸作為圓形工具重復次數(shù)(Cycles)的函數(shù)是使第一次的激光脈沖位置和假想的最后一次外加一次工具圖案重復的激光脈沖位置重疊所需的定義Bite=vPRE]]>(等式1)定義Δrep＝(Nrep)(Bite)-π(D-Eff)(等式2)因此Δrep=BiteCycles]]>(等式3)其中Bite＝侵蝕尺寸(不是遞增侵蝕尺寸)，單位為μm；v＝工具速度，單位為mm/sec；PRF＝激光脈沖重復率(或激光脈沖重復頻率)，單位為kHz；Nrep＝一次圓周重復中的脈沖數(shù)；D＝通孔直徑，單位為μm；Eff＝有效光點尺寸，單位為μm；Δrep＝遞增侵蝕尺寸，單位為μm；以及Cycles＝所采用的圓周重復次數(shù)。
附錄B陳述了基于等式1到3的Matlab編碼方法，其用于在采用圓形工具圖案的多次重復時調(diào)節(jié)遞增侵蝕尺于以獲得均等的脈沖間隔。當用戶啟動“均衡周界脈沖重疊”按鈕或其它啟動器時該方法被執(zhí)行。該方法調(diào)節(jié)工具速度并且，從而降低侵蝕尺寸很小的量以獲得所需的遞增侵蝕尺寸而不會明顯地改變激光脈沖能量密度。
當然，通過改變工具速度、PRF和有效光點尺寸的任意組合可調(diào)節(jié)遞增侵蝕尺寸，其對應于改變孔直徑。因此，遞增侵蝕尺寸的更嚴格的數(shù)學描述被陳述如下。
有效孔直徑被定義為Deff＝D-Eff(等式4) 遞增侵蝕尺寸的廣義方程是Δrep=ceil(π(Deff)(PRF)v)vPRF-πDeff]]>(等式5)其中函數(shù)ceil(w)返回的是大于或等于w的最小整數(shù)，并且表示分數(shù)的上舍入過程。
用于獲得被均勻地劃分的增侵蝕尺寸的條件是Δrep=v(PRF)(Cycles)]]>(等式6) 等式4到6可被合并以產(chǎn)生等式7ceil(π(Deff)(PRF)v)-π(Deff)(PRF)v=1Cycles]]>(等式7) 數(shù)量“x”被等式8定義x=π(Deff)(PRF)v]]>(等式8) 對等式7求解和對等式9求解一樣ceil(x)-x=1Cycles]]>(等式9) 等式9具有一個無窮解集，其中具有分數(shù)余項(fractionalremainder)為1-1Cycles]]>的任何正數(shù)可產(chǎn)生一個解。優(yōu)選的情形產(chǎn)生最小的可能調(diào)整，其進一步又被旋轉(zhuǎn)方向約束。當進行調(diào)整時，數(shù)量x可被向上或向下調(diào)節(jié)。優(yōu)選做較小的改變，盡管對可實現(xiàn)的速度和PRF的實際約束可指示某一調(diào)整方向。
調(diào)節(jié)x到最小量以上以對等式9求解的解答被顯示在下面等式10中xnew=ceil(x+1Cycles)-1Cycles]]>(等式10) 調(diào)節(jié)x到最小量以下以對等式9求解的解答被顯示在下面等式11中xnew=floor(x+1Cycles)-1Cycles]]>(等式11) 一旦優(yōu)選的數(shù)學調(diào)整被確定，可通過根據(jù)等式8變動速度、PRF、直徑或有效光點尺寸來影響遞增侵蝕尺寸。通過調(diào)節(jié)速度求解遞增侵蝕尺寸被顯示于下面的等式12中vnew=π(Deff)(PRF)v]]>(等式12) 通過調(diào)節(jié)PRF求解遞增侵蝕尺寸被顯示于下面的等式13中PRFnew=vxnewπ(Deff)]]>(等式13) 通過調(diào)節(jié)有效孔直徑求解遞增侵蝕尺寸被顯示于下面的等式14中Deff,new=vxnewπ(PRF)]]>(等式14) 當然，通過改變孔直徑和有效光點尺寸的組合可改變有效直徑。然而，因為改變有效直徑會些微地改變激光通孔尺寸，并且改變PRF會具有對激光設置和控制開支(control overhead)的不希望的牽連，所以遞增侵蝕尺寸優(yōu)選通過采用等式12來確定，該等式用于調(diào)節(jié)光束定位器速度。
當確定遞增侵蝕尺寸時，脈沖間隔不需要很精確以獲得合適的通孔加工結(jié)果。例如，Δrep可增加多達大約百分之二十。此外，在一些樣品加工應用中，Δrep可導致脈沖間隔小于5um。在這些應用中，激光脈沖之間的間隔應不小于1.0um。
圖12和13顯示了分別根據(jù)現(xiàn)有技術和這種方法形成的環(huán)鉆和圓形工具圖案之間的比較關系。具體地，圖12顯示了激光脈沖130不均勻地環(huán)繞孔外圍132分布，這是由現(xiàn)有技術環(huán)鉆工具圖案134的兩次重復引起的。環(huán)鉆工具圖案134采用717mm/sec的激光束速度、70kHz的激光PRF、125μm的孔直徑、20μm的有效光點尺寸、10.24μm的激光侵蝕尺寸和8.15μm的侵蝕尺寸136。
相反，圖13顯示了激光脈沖130均勻地環(huán)繞孔外圍132分布，這是通過采用“均衡周界脈沖重疊”法的圓形工具圖案138的兩次重復實現(xiàn)的。圓形工具圖案138采用710.5mm/sec的激光束速度、70kHz的激光PRF、125μm的孔直徑、20μm的有效光點尺寸、10.15μm的激光侵蝕尺寸和5.07μm的遞增侵蝕尺寸139。采用“均衡周界脈沖重疊”法使激光束速度從717mm/sec變?yōu)?10.5mm/sec。
本發(fā)明的第四個方面提供了一種用于控制Q開關激光器的方法，所述Q開關激光器發(fā)射激光束脈沖，所述激光束脈沖被如上描述的工具圖案采用。該方法在邏輯裝置上執(zhí)行，例如數(shù)字信號處理器(“DSP”)的微處理器，所述數(shù)字信號處理器包括用于控制現(xiàn)場可編程門陣列(“FPGA”)的寄存器，所述現(xiàn)場可編程門陣列相對于驅(qū)動激光束定位器的半正弦輪廓指令精確地安排第一個激光脈沖的發(fā)射和所有隨后的激光脈沖的發(fā)射。示例剖面指令可包括沿如上所描述的工具圖案段定位激光束所需的指令。
圖14顯示了第一個DSP寄存器，其是一種包括16個讀/寫單元的“激光重復率(Rep Rate)寄存器”140，所述讀寫單元用于設定激光脈沖間周期(interpulse period)。激光重復率寄存器140控制著重復率發(fā)生器142，所述重復率發(fā)生器提供具有范圍從305.18Hz(赫茲)(寄存器140值為0xFFFF)到2.0MHz(兆赫茲)(寄存器140值為0x0)的頻率fn的信號，并具有大約為0.0047Hz的分辨率。信號頻率fn＝1/(寄存器值(reg.value)*50nsec(納秒))。重復率發(fā)生器142僅當如下描述的DSP“脈沖記數(shù)寄存器”144存儲非零值時才會被激活。
第二個DSP寄存器是“激光脈沖控制定時器寄存器(TimerRegister)”146，其包括24個讀/寫單元，所述讀寫單元用于設定與發(fā)射激光脈沖相關的兩個時間延遲。單元0-10設定門延遲，而單元12-22設定第一個脈沖延遲。單元12-22優(yōu)選被移位，從而在將歸一化的值應用到如下的“dly”公式之前歸一化存儲于其中的值。每一個延遲均由該公式確定，dly＝(寄存器146的值*50nsec)，且從0到102.3μsec之間變動。
第三個DSP寄存器是脈沖記數(shù)寄存器144，其包括18個讀/寫單元，所述讀寫單元用于設定在一脈沖串中將被發(fā)射的激光脈沖的數(shù)量。有效的寄存器144值是從0x3FFFF到0變動。值0x3FFFF和0x0具有特殊含義。有效值(1到0x3FFFE，262142D)對應脈沖串中發(fā)射的脈沖數(shù)。特殊值0x3FFFF產(chǎn)生連續(xù)的脈沖串直到一零值被寫入脈沖記數(shù)寄存器144。特殊值0x0終止當前脈沖串。
用于啟動激光脈沖發(fā)射的方法參照圖15A和15B在下文被描述。激光脈沖指令被監(jiān)視定時器限定，如果DSP失效，所述監(jiān)視定時器將終止激光脈沖的發(fā)射。本領域技術人員將會理解如何實現(xiàn)邏輯裝置以執(zhí)行該激光控制方法。
圖15A和15B分別顯示了常規(guī)和特殊情形下發(fā)射支持上述方法的激光脈沖的時序關系。
圖15A所示的常規(guī)時序關系以如下方式實現(xiàn) 同樣參照圖14，通過DSP將脈沖間周期150寫入激光重復率寄存器140來設定激光PRF。
脈沖記數(shù)寄存器144被初始化為零值。DSP使用“DSP_Write_Strobe_N”寫信號152來啟動激光脈沖發(fā)生過程，所述寫信號將多個脈沖值(1到200,000)154載入激光脈沖記數(shù)寄存器144中。
如由激光脈沖控制定時器寄存器146的比特00到10確定的，“FPGA_Gate_N”激光門信號156在適量的門延遲(50ns(毫微秒)到100μs(微秒))158之后變成“真”。
如由激光脈沖控制定時器寄存器146的比特12到22確定的，第一個“FPGA_QSW_N”激光Q開關信號160在適量的第一個脈沖延遲(50ns到100μs)162之后變成“真”。默認的第一個脈沖延遲162為零。
激光脈沖數(shù)154在脈沖記數(shù)寄存器144中被設定，除了如下參照圖15B陳述的特殊情形。在最后一個激光脈沖164引起最后一個脈沖發(fā)射變成“真”50ns之后，激光門信號156變成“假”。
圖15B顯示的特殊情形下的時序關系以如下方式實現(xiàn) 同樣參照圖14，當DSP寫信號152將一個值0x3FFFF載入脈沖記數(shù)寄存器144時，就發(fā)生特殊時序情形。該動作導致脈沖計數(shù)器148持續(xù)記數(shù)直到DSP寫信號152′將一零值載入脈沖記數(shù)寄存器144，這將導致激光Q開關信號160脈沖在一個不確定脈沖延遲166之后停止，從而避免競態(tài)狀態(tài)加上門延遲158的剩余和第一個脈沖延遲162。
本發(fā)明的第五個方面需要一種用于協(xié)調(diào)激光脈沖的發(fā)射和它們?nèi)肷湓陬A定的激光束定位指令位置上的方法。當應用如上描述的用于加工孔的工具圖案時，所發(fā)射的激光脈沖在所需的工具圖案重復次數(shù)過程中被精確定位以及，具體地，將每次重復的第一個激光脈沖發(fā)射在工具圖案的正確位置。因此，該方法改進了如上描述的工具圖案采用的激光定時和運動輪廓器(motion profiler)的協(xié)調(diào)、準確度和性能。
該方法支持新的工具圖案，這是通過為一給定的激光束定位器加速度限制提供較高工具速度來實現(xiàn)的。例如，一種典型的基于檢流計的光束定位器具有1,000G的加速度限制。新的工具圖案以至少兩種方式影響激光脈沖發(fā)射定時。第一，圓形工具圖案可在移動段的中間啟動激光脈沖發(fā)射并在工具重復的極小部分中允許激光脈沖發(fā)生。因此，激光束定位器系統(tǒng)的一部分，被稱為協(xié)調(diào)運動控制模塊(coordinated motion control module，“CMCM”)，其與系統(tǒng)控制計算機協(xié)調(diào)以在移動段的預定部分引起激光脈沖發(fā)射。第二，與接近1.0m/sec(米/秒)的工具速度結(jié)合的新的中段激光定時需要非常高的激光脈沖定時準確度?，F(xiàn)有激光定時系統(tǒng)具有大約±50μsec(微秒)的第一脈沖定時分辨率，這意味著不可接受的±50μm的第一脈沖定位。
因此，該方法通過將DSP寄存器的內(nèi)容和相關的定時控制傳送到FPGA中的配對寄存器140′、144′和146′，將激光脈沖的精確定時從DSP控制傳送到快很多的FPGA。另外，新的FractionalLaserDelay參數(shù)被添加到移動段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于協(xié)調(diào)CMCM運動指令和激光脈沖發(fā)射定時。FractionalLaserDelay參數(shù)定義移動段的開始和第一個激光脈沖發(fā)射之間的時間延遲為全段時間的一小部分ΔT。FractionalLaserDelay參數(shù)具有8-比特值，且其值從0到255。如果該值為零，激光脈沖定時就像現(xiàn)有技術一樣工作。從移動段的開始到第一個激光脈沖的延遲是Delay＝ΔT*FractionalLaserDelay/256。
圖16顯示了激光束脈沖發(fā)生和光束定位器(“BP”)的時序關系。理想地，第一個激光脈沖的發(fā)射170將在光束定位器啟動一工具圖案進入段(例如圖3的進入段52)之后發(fā)生FractionalLaserDelay*ΔT 172的時間。然而，許多系統(tǒng)延遲需要用于實際第一個激光脈沖174的發(fā)射的協(xié)調(diào)定時方法。
協(xié)調(diào)定時方法首先解釋了包括繪輪廓濾波器(profilingfilter)群延遲和檢流計延遲的CoordinatedModeFilterDelay 176。繪輪廓濾波器群延遲具有取決于該濾波器頻率的50-80msec固定值。美國專利號5,751,585——HIGH SPEED，HIGH ACCURACY MULTI-STAGETOOL POSITIONING SYSTEM描述了協(xié)調(diào)模式光束定位以及相關群濾波器延遲，該專利被轉(zhuǎn)讓給本中請的受讓人。GalvoDelay是光束定位器指令到達光束偏轉(zhuǎn)檢流計需要的時間。GalvoDelay被固定在200msec左右。
協(xié)調(diào)定時方法進一步解釋了LaserEventBufferDelay178，其包括剖面鉆孔段(例如圖3的進入段52)和被命令啟動激光發(fā)射的時間之間的流逝時間。LaserEventBufferDelay178可被調(diào)節(jié)到50msec的分辨率。
GateDelay158(同樣見圖15A和15B)被存儲于FPGA脈沖控制定時器寄存器146′的第一部分中并確定在接收脈沖記數(shù)寫信號152和激活激光門信號156(同樣見圖14A和14B)之間的FPGA延遲。GateDelay158具有50nsec的分辨率。
FirstPulseDelay162(同樣見圖14A和14B)被存儲于FPGA脈沖控制定時器寄存器146′的第二部分中并且確定激光門信號156和第一個激光Q開關信號160之間的延遲，所述第一個激光Q開關信號用于請求第一個實際激光脈沖的發(fā)射。FirstPulseDelay162由1/PRF+RuntDelay確定，其中RuntDelay是避免反常的低能量(矮子(runt))激光脈沖所要求的固定延遲。
每次DSP裝載新的移動段，其會按如下方式計算LaserEventBufferDelay178和GateDelay158的值CoordinatedModeFilterDelay+GalvoDelay的值被存儲為一個被命名為BPDelay的參數(shù)。
Delay1＝BPDelay+ΔT*FractionalLaserDelay-FirstPulseDelay。這是LaserEventBufferDelay178和GateDelay158之間所需的延遲。
GateDelay158＝(Delay1模數(shù)50msec)+50msec。該延遲確保GateDelay158足夠長以避免FPGA邊界條件。
LaserEventBufferDelay178＝Delay1-GateDelay158。該延遲是50msec的偶數(shù)倍。
在值被計算出之后，GateDelay 158作為一個域被裝載在LaserEventBuffer的LaserOn數(shù)據(jù)包中的，并且所述數(shù)據(jù)包的時間標記是當前時間加上LaserEventBufferDelay。
當光束定位器伺服調(diào)用LaserOn數(shù)據(jù)包時，它會將GateDelay158的值裝入FPGA激光脈沖控制定時器寄存器146′，然后詢問FPGA脈沖記數(shù)寄存器144′以確定所需的激光脈沖數(shù)。
本領域技術人員將會認識到，本發(fā)明的各部分可采用與如上描述的優(yōu)選實施例的實現(xiàn)不同的方式來實現(xiàn)。例如，工件樣本材料實際上可包括任何印刷線路板材料，不管是剛性的或柔性的，包銅的或無掩蔽的，纖維增強的或均勻的樹脂電介質(zhì)的材料，并且還可包括陶瓷襯底和硅襯底，例如那些被應用在微電子和半導體設備中的襯底。
附件A
% generate the move segmentsfunction[x_segs,y_segs]=gen_segs(hole_diameter,eff_spot_size,spiral_revs,proc_action,spiral_id,velocity,repetitions,revs_at_diam,settle_revs,prf_period,init_entry_angle)% The preferred rotation direction is CCW.This is allowed by apps andminimizes the complexity of switch statements,etc.The trueentry conditions,however,are determined by the settling revs andrevs at hole diameter if the spiral action is inward.
entry_angle=init_entry_angle; % degrees forrep_ctr=1:repetitions% Compute the dt for the initial revolutionif(proc_action==2) % spiral outwarddt_init=pi*spiral_id/2/velocity;
else% starts at outer diameterdt_init=pi*(hole_diameter-eff_spot_size)/2/velocity;
enddt＝dt_init;
% Compute how far off of the entry angle to start.
pre_entry_angle_bp_revs＝0;
if((proc_action==3)|(proc_action==4)) % spiral inward orspiral inward,then outwardpre_entry_angle_bp_revs＝revs_at_diam;
end% settle rev on the initial rep onlyif(rep_ctr==1)pre_entry_angle_bp_revs=pre_entry_angle_bp_revs+settle_revs;
end% figure the entry angle for starting the definition of bp motionpre_entry_angle_bp_revs_mod4=ceil(pre_entry_angle_bp_revs*4)/4;
entry_angle_bp=entry_angle-pre_entry_angle_bp_revs_mod4*360;
entry_angle_bp=mod(entry_angle_bp,360);
% Now start adding move segments. Note that the move segmentformat is:
% [dp_um dv_umpersec dt_sec pulse_cnt pulse_frac_dly]% add the move segments pre entry angle% figure out the segment reference times for BP motionswitch entry_angle_bp,case 0,x_segs=
;% leader is x axisx_ref_time=-dt/2; % x starts at time -dt/2x_total_dt=dt/2;
y_segs=
;
y_ref_time=0; % y starts at time zeroy_total_dt=0;
vx=-velocity;
vy=velocity;
case 90,y_segs=
;% leader is y axisy_ref_time=-dt/2; % x starts at time -dt/2
y_total_dt=dt/2;
x_segs=
;
x_ref_time=0; % y starts at time zerox_total_dt=0;
vx=-velocity;
vy=-velocity;case 180,x_segs=
; % leader is x axisx_ref_time=-dt/2; % x starts at time -dt/2x_total_dt=dt/2;
y_segs=
;
y_ref_time=0; % y starts at time zeroy_total_dt=0;
vx=velocity;
vy=-velocity;case 270,y_segs=
; % leader is y axisy_ref_time=-dt/2; % x starts at time -dt/2y_total_dt=dt/2;
x_segs=
;
x_ref_time=0; % y starts at time zerox_total_dt=0;
vx=velocity;
vy=velocity;end% Now round and round for the rounded bp_revs. Each segmentdefines the next 1/4 of a revolutionfor seg_ctr=1:pre_entry_angle_bp_revs_mod4*4if(y_total_dt>x_total_dt)x_segs=[x_segs; 0 -2*vx dt 0 0];
vx=-vx;
x_total_dt=x_total_dt+dt;
elsey_segs=[y_segs; 0 -2*vy dt 0 0];
vy=-vy;
y_total_dt=y_total_dt+dt;
endend% Motion is now defined up to the entry angle. Where to move nextdepends on the processing action.if((proc_action==3)|(proc_action==4)) % spiral inwarddiam_inc=(spiral_id-(hole_diameter-eff_spot_size))/spiral_revs;dt_inc_seg=pi*diam_inc/(8*velocity);for seg_ctr=1:spiral_revs*4dt=dt+dt_inc_seg;
if(y_total_dt>x_total_dt)x_segs=[x_segs;0 -2*vx dt 0 0];
vx=-vx;
x_total_dt=x_total_dt+dt;
elsey_segs=[y_segs; 0 -2*vy dt 0 0];
vy=-vy;
y_total_dt=y_total_dt+dt;
endendend% inward/outward includes extra 1/2 rev which will be at IDif(proc_action==4)for seg_ctr=1:2if(y_total_dt>x_total_dt)x_segs=[x_segs; 0 -2*vx dt 0 0];
vx=-vx;
x_total_dt=x_total_dt+dt;
elsey_segs=[y_segs;0 -2*vy dt 0 0];
vy=-vy;
y_total_dt=y_total_dt+dt;
endendendif((proc_action==2)|(proc_action==4))% spiral outwarddiam_inc=((hole_diameter-eff_spot_size)-spiral_id)/spiral_revs;dt_inc_seg=pi*diam_inc/(8*velocity);for seg_ctr=1:spiral_revs*4dt=dt+dt_inc_seg;
if(y_total_dt>x_total_dt)x_segs=[x_segs; 0 -2*vx dt 0 0];
vx=-vx;
x_total_dt=x_total_dt+dt;
elsey_segs=[y_segs; 0 -2*vy dt 0 0];
vy=-vy;
y_total_dt=y_total_dt+dt;
endendendif((proc_action==1)|(proc_action==2)|(proc_action==4))% docircular revsncircle_segs=ceil(revs_at_diam*4);for seg_ctr=1:ncircle_segsif(y_total_dt>x_total_dt)x_segs=[x_segs; 0 -2*vx dt 0 0];
vx=-vx;
x_total_dt=x_total_dt+dt;
elsey_segs=[y_segs; 0 -2*vy dt 0 0];
vy=-vy;
y_total_dt=y_total_dt+dt;
endendend% That defines the BP motion, besides the entry/exit which will behandled later. Next thing to do is compute the number of laserpulses and schedule the laser-on event in the move segments.laser_delay_revs=pre_entry_angle_bp_revs_mod4; % basic delay% if spiral inward is first process action, back off the delay bythe revs at diameterif((proc_action==3)|(proc_action==4))laser_delay_revs=laser_delay_revs-revs_at_diam;endlaser_delay_time=laser_delay_revs*dt_init*2;% laser on time is equal to the minimum of the two total segmenttimes,then adjusted by the laser delay time and the differencebetween the rounded up final revs and desired final revslaser_on_time=min([x_total_dt y_total_dt]);laser_on_time=laser_on_time-laser_delay_time;if((proc_action==1)|(proc_action==2)|(proc_action==4))fractional revs at endbp_finish_up_time=(ceil(revs_at_diam*4)/4-revs_at_diam)*dt*2;laser_on_time=laser_on_time-bp_finish_up_time;endpulse_count=ceil(laser_on_time/prf_period);% The laser-on event goes into the X segment streamt_tracker=x_ref_time;seg_idx=1;dtseg=x_segs(1,3);while(t_tracker+dtseg<=laser_delay_time)t_tracker=t_tracker+dtseg;
seg_idx=seg_idx+1;
dtseg=x_segs(seg_idx,3);endfrac=(laser_delay_time-t_tracker)/dtseg;% 1/256 resolution just like cmcmfrac=round(frac*256);% Now stick it into the move segmentsx_segs(seg_idx,4)=pulse_count;x_segs(seg_idx,5)=frac;% Need to pad the move segments with the entry.% The first rep always enters with a generic move.if(rep_ctr==1)switch entry_angle_bp,case 0,y_segs=[-x_ref_time*velocity 0 -x_ref_time 0 0; y_segs];
x0=0;
y0=x_ref_time*velocity;
vx0=velocity;
vy0=velocity;case 90,x_segs=[y_ref_time*velocity 0 -y_ref_time 0 0; x_segs];
x0=-y_ref_time*velocity;
y0=0;
vx0=-velocity;
vy0=velocity;case 180,y_segs=[x_ref_time*velocity 0 -x_ref_time 0 0; y_segsl;
x0=0;
y0=-x_ref_time*velocity;
vx0=-velocity;
vy0=-velocity;case 270,x_segs=[-y_ref_time*velocity 0 -y_ref_time 0 0; x_segs];
x0=y_ref_time*velocity;
y0=0;
vx0=velocity;
vy0=-velocity;end
% generic move from hole center. Create generic move segmentsfrom current position to initial conditions for the via[gmt_x,Apk,Vpk]=gm_new(x0,0,vx0); =gm_new(y0,0,vy0);
% Take max of move times for two cases.
gmt=max([gmt_x;gmt_y]);
% Round up to modulus of 50 usecrup=50e-6-mod(sum(x_segs(:,3))+sum(gmt),50e-6);% x,ysame dtrup=mod(rup,50e-6);
gmt(2)=gmt(2)+rup;
% compute generic move dvs and dpsinit_x=x0;
x=0;
init_y=y0;
y=0;
vx_start=0;
vy_start=0;
init_vx=vx0;
init_vy=vy0;
denom=(gmt(1)+2*gmt(2)+gmt(3));
dvx1=(2*(init_x-x)-vx_start*(2*gmt(1)+2*gmt(2)+gmt(3))-init_vx*gmt(3))/denom;
dvy1=(2*(init_y-y)-vy_start*(2*gmt(1)+2*gmt(2)+gmt(3))-init_vy*gmt(3))/denom;
dvx3=(-2*(init_x-x)+vx_start*gmt(1)+init_vx*(gmt(1)+2*gmt(2)+2*gmt(3)))/denom;
dvy3=(-2*(init_y-y)+vy_start*gmt(1)+init_vy*(gmt(1)+2*gmt(2)+2*gmt(3)))/denom;
dpx1=gmt(1)*(vx_start+dvx1/2);
dpy1=gmt(1)*(vy_start+dvy1/2);
dpx2=gmt(2)*(vx_start+dvx1);
dpy2=gmt(2)*(vy_start+dvy1);
dpx3=init_x-x-dpx1-dpx2;
dpy3=init_y-y-dpy1-dpy2;
% pre-pand the generic move segmentsx_segs=[dpx1 dvx1 gmt(1)0 0;
dpx2 0 gmt(2)0 0;
dpx3 dvx3 gmt(3)0 0;
x_segs];
y_segs=[dpy1 dvy1 gmt(1)0 0;
dpy2 0 gmt(2)0 0;
dpy3 dvy3 gmt(3)0 0;
y_segs];
prior_x_segs=x_segs;
prior_y_segs=y_segs;else% subsequent reps will adjust from the prior dt to the new dtprior_exit_angle=mod(round((atan2(prior_vy,prior_vx)-3*pi/4)/(pi/2))*90,360);
ea_advance_segs=mod((entry_angle_bpprior_exit_angle)/90,4);
if(ea_advance_segs<2)ea_advance_segs=ea_advance_segs+4;
end
% If more than 2 segs are required, do them at the minpossible time for maximum speed advantage.
tmin_transition=1e-4;% 0.1msecif(tmin_transition<pi*velocity/(1000*9.8e6))tmin_transition=pi*velocity/(1000*9.8e6); % limit1000Gend% insert extra segments if more than 1/2 of a rev is requiredtmin_transition=1e-4; % 0.1msecif(tmin_transition<pi*velocity/(1000*9.8e6))tmin_transition=pi*velocity/(1000*9.8e6); % limit1000Gendfor i=1:ea_advance_segs-2if(prior_total_dt_y>prior_total_dt_x)dt=tmin_transition;
if(dt<=prior_total_dt_y-prior_total_dt_x+tmin_transition/2)dt=prior_total_dt_y-prior_total_dt_x+tmin_transition/2;
endprior_x_segs=[prior_x_segs; 0 -2*prior_vx dt 0 0];
prior_vx=-prior_vx;
prior_total_dt_x=prior_total_dt_x+dt;
elsedt=tmin_transition;
if(dt<=prior_total_dt_x-prior_total_dt_y+tmin_transition/2)dt=prior_total_dt_x-prior_total_dt_y+tmin_transition/2;
endprior_y_segs=[prior_y_segs; 0 -2*prior_vy dt 0 0];
prior_vy=-prior_vy;
prior_total_dt_y=prior_total_dt_y+dt;
endend% now fix things up!if(prior_total_dt_y>prior_total_dt_x)dt=prior_total_dt_y-prior_total_dt_x-y_ref_time;
prior_x_segs=[prior_x_segs;0 -2*prior_vx dt 0 0];
elsedt=prior_total_dt_x-prior_total_dt_y-x_ref_time;
prior_y_segs=[prior_y_segs;0 -2*prior_vy dt 0 0];
end% conglomerate things!prior_x_segs=[prior_x_segs; x_segs];
prior_y_segs=[prior_y_segs; y_segs];endprior_total_dt_x=x_total_dt; % don′t accumulateprior_total_dt_y=y_total_dt;prior_vx=vx;prior_vy=vy;% compute the entry angle for the next rev switch entry_angle,case 0,switch init_entry_angle,case 0,
new_ea=180;
case 90,new_ea=90;
case 180,new_ea=270;
case 270,new_ea=180;
endcase 90,switch init_entry_angle,case 0,new_ea=270;
case 90,new_ea=270;
case 180,new_ea=180;
case 270,new_ea=0;
endcase 180,switch init_entry_angle,case 0,new_ea=90;
case 90,new_ea=0;
case 180,new_ea=0;
case 270,new_ea=270;
endcase 270,switch init_entry_angle,case 0,new_ea=0;
case 90,new_ea=180;
case 180,new_ea=90;
case 270,new_ea=90;
endendentry_angle=new_ea;
endx_segs=prior_x_segs; % get the conglomeratey_segs=prior_y_segs;
% Finish up the last rep,just coast to even up the dtif(y_total_dt>x_total_dt)fixup=y_total_dt-x_total_dt;
x_segs=[x_segs; vx*fixup 0 fixup 0 0];
elsefixup=x_total_dt-y_total_dt;
y_segs=[y_segs; vy*fixup 0 fixup 0 0];end
附件B% ---Executes incremental bite size upon button press in eq_pulse_overlap.function eq_pulse_overlap_Callback(hObject,eventdata,handles)% hobject handle to eq_pulse_overlap% eventdata reserved-to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user datahole_diameter=str2double(get(handles.hole_diameter,′String′));eff_spot_size=str2double(get(handles.eff_spot_size,′String′));% Convert to velocity to number in um/seevelocity=str2double(get(handles.velocity,′String′))*1000;revs=ceil(str2double(get(handles.revs_at_diam,′String′)));prf_period=1/(str2double(get(handles.prf,′String′))*1000);% to sec% Want to set incremental bite size to bite size/ceil(revs_at_diam)Trev=pi*(hole_diameter-eff_spot_size)/velocity;x=Trev/prf_period;% Adjustx=ceil(x+1/revs)-1/revs;% back out the new velocityTrev=x*prf_period;velocity=pi*(hole_diameter-eff_spot_size)/Trev;set(handles.velocity,′String′,num2str(velocity/1000)); % to mm/sec% Print the bite size,microns. Also the"incremental" bite size, which isthe advance of the first pulse of the 2nd revolution relative to the lstrevolution set(handles.bite_size,′String′, num2str(velocity*prf_period));imag_bite_size=mod(prf_period-mod(Trev,prf_period),prf_period)*velocity;set(handles.imag_bite_size,′String′, num2str(imag_bite_size)); 如上所描述的實施例的細節(jié)可做很多改變而不偏離本發(fā)明的基本原理，這對本領域技術人員來說是很明顯的。因此，本發(fā)明的范圍應只被所附權利要求書確定。
權利要求
1.一種通過激光工具的操作實現(xiàn)從樣本的目標區(qū)域高速移除材料的方法，所述目標區(qū)域具有基本呈圓形的目標周界，所述目標周界由延伸穿過目標中心的目標直徑限定，并且所述激光工具限定一光束軸，激光束沿所述光束軸傳播，所述激光束在所述目標區(qū)域限定激光光點，該激光光點具有的直徑小于所述目標直徑，所述方法包括促成所述光束軸和所述目標區(qū)域之間的相對運動，以將所述光束軸引導到所述目標區(qū)域中的選定位置或所述目標區(qū)域中且靠近所述目標區(qū)域的選定位置，從而實現(xiàn)從所述目標區(qū)域的移除材料的過程；以進入段加速度并沿著進入軌跡引導所述光束軸到所述目標區(qū)域內(nèi)的進入位置點，所述進入位置點對應一個位置，該位置處所述激光束的發(fā)射在所述目標區(qū)域之上被啟動；以圓形周界加速度在所述目標區(qū)域內(nèi)移動所述光束軸以定位所述激光光點，從而沿所述目標周界的圓周段移除材料；以及設定所述進入段加速度和圓形周界加速度的值，以使所述進入段加速度的值小于所述圓形周界加速度的值的兩倍。
2.根據(jù)權利1要求所述的方法，其中所述進入位置點是這樣的以至于所述束光點位于所述目標周界的所述圓周段之上，并且其中所述光束軸從最接近所述目標周界的所述圓周段的位置退出所述目標區(qū)域。
3.根據(jù)權利1要求所述的方法，其中所述進入位置點被定位成大體接近所述目標中心，并且所述激光光點沿逐漸地遠離所述目標中心到所述目標周界的所述圓周段的曲線路徑移除材料。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述進入位置點構(gòu)成第一進入位置點，并且所述曲線路徑構(gòu)成第一曲線路徑，且所述方法進一步包括引導所述光束軸到大體接近所述目標中心的第二進入位置點；以及引導所述激光光點以沿逐漸地遠離所述目標中心到所述目標周界的第二曲線路徑移除材料。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述圓周段包括所述目標周界的全部，并且所述進入位置點是這樣的以至于所述激光光點被定位在所述目標周界上；以及所述激光光點在繞所述目標周界的多次旋轉(zhuǎn)中移除材料，且其后沿朝向所述目標中心的大體螺旋形路徑移除材料。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中所述樣本包括剛性的或柔性的印刷線路板材料、包銅的或無掩蔽的印刷線路板材料、纖維增強的或均勻的樹脂電介質(zhì)的印刷線路板材料、陶瓷襯底以及硅襯底中的任何一種，并且其中從所述樣本的所述目標區(qū)域移除材料包括加工孔。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述進入位置點是這樣的以至于所述激光光點被定位在所述目標周界的所述圓周段上；以及所述激光光點沿朝向所述目標中心的第一大體螺旋形路徑移除材料，且沿遠離所述目標中心的第二大體螺旋形路徑移除材料，并返回到所述目標周界的所述圓周段。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述進入位置點構(gòu)成第一進入位置點，且進一步包括引導所述光束軸到所述目標區(qū)域中的第二進入位置點，所述第一和第二進入位置點互相偏移；引導所述激光光點以沿朝向所述目標中心的第三大體螺旋形路徑移除材料，沿遠離所述目標中心的第四大體螺旋形路徑移除材料，并返回到所述目標周界；以及引導所述光束軸退出所述目標區(qū)域。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述樣本包括蝕刻電路板材料，并且從所述樣本的所述目標區(qū)域的材料移除包括在所述蝕刻電路板材料中加工孔。
10.一種通過激光工具的操作實現(xiàn)從樣本的目標區(qū)域移除材料的方法，所述目標區(qū)域具有基本呈圓形的目標周界，所述目標周界由延伸穿過目標中心的目標直徑限定，并且所述激光工具限定一光束軸，激光束沿所述光束軸傳播，所述激光束在所述目標區(qū)域限定激光光點，該激光光點具有的直徑小于所述目標直徑，所述方法包括促成所述光束軸和所述目標區(qū)域之間的相對運動，以引導所述光束軸到所述目標區(qū)域中的選定位置或所述目標區(qū)域中且靠近所述目標區(qū)域的選定位置，從而實現(xiàn)從所述目標區(qū)域移除材料的過程；沿進入軌跡引導所述光束軸到所述目標區(qū)域內(nèi)的進入位置點，所述進入位置點對應一個位置，在該位置處所述激光束的發(fā)射在所述目標區(qū)域之上被啟動；以及在所述目標區(qū)域內(nèi)移動所述光束軸以定位所述激光光點，從而沿所述目標周界的圓周段移除材料，且其后沿朝向所述目標中心的大體螺旋形路徑移除材料。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述圓周段包括所述目標周界的全部，并且所述進入位置點是這樣的以至于所述激光光點被定位在所述目標周界上，并且所述激光光點在繞所述目標周界的多次旋轉(zhuǎn)中移除材料，且其后沿朝向所述目標中心的大體螺旋形路徑移除材料。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中；所述進入位置點是這樣的以至于所述激光光點被定位在所述目標周界的所述圓周段上；以及所述激光光點沿朝向所述目標中心的第一大體螺旋形路徑移除材料，沿遠離所述目標中心的第二大體螺旋形路徑移除材料，并返回到所述目標周界的所述圓周段。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述進入位置點構(gòu)成第一進入位置點，且所述方法進一步包括引導所述光束軸到所述目標區(qū)域中的第二進入位置點，所述第一和第二進入位置點互相偏移；引導所述激光光點以沿朝向所述目標中心的第三大體螺旋形路徑移除材料，沿遠離所述目標中心的第四大體螺旋形路徑移除材料，并返回到所述目標周界；以及引導所述光束軸退出所述目標區(qū)域。
14.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述樣本包括剛性的或柔性的印刷線路板材料、包銅的或無掩蔽的印刷線路板材料、纖維增強的或均勻的樹脂電介質(zhì)的印刷線路板材料、陶瓷襯底以及硅襯底中的任何一種，并且其中從所述樣本的所述目標區(qū)域的材料移除包括在所述樣本中加工通路孔。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述通路孔包括封閉通路孔。
16.一種使用一定脈沖重復率下的脈沖激光發(fā)射光束從樣本的目標區(qū)域移除材料的方法，所述目標區(qū)域具有基本呈圓形的目標周界，所述目標周界由目標直徑限定，并且所述光束的每一脈沖激光發(fā)射在所述目標區(qū)域限定激光光點，該激光光點具有的直徑小于所述目標直徑，所述方法包括環(huán)繞所述圓形目標周界以一工具速度相對彼此多次移動所述脈沖激光發(fā)射光束和目標區(qū)域，以使得所述脈沖激光發(fā)射光束在工具圖案的多次重復中移除材料，在所述工具圖案的多次重復的每次中每一激光光點均入射在所述目標區(qū)域的一位置上；以及通過移位所述工具圖案的重復中的所述激光光點的位置來協(xié)調(diào)所述工具速度和所述脈沖重復率，從而基本均勻地環(huán)繞所述圓形目標周界散布激光發(fā)射能量，以使所述激光光點與前一重復的所述激光光點入射的位置不重合。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述協(xié)調(diào)包括調(diào)整所述工具速度、所述脈沖重復率、所述激光光點直徑和所述目標直徑中的至少一個。
18.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述激光光點的位置移位包括根據(jù)如下表達式確定所述激光光點的位置移位距離ΔrepΔrep=v(PRF)(Cycles),]]>其中v＝所述工具速度；PRF＝所述脈沖重復率；以及Cycles＝所述工具圖案的重復次數(shù)。
19.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述激光光點的位置移位包括根據(jù)如下表達式確定所述工具速度vv=π(Deff)(PRF)v,]]>其中Deff＝所述目標直徑；PRF＝所述脈沖重復率；以及 其中Cycles＝所述工具圖案的重復次數(shù)。
20.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述激光光點的位置移位包括根據(jù)如下表達式確定所述脈沖重復率PRFPRF=vxπ(Deff)]]>其中Deff＝所述目標直徑；v＝所述工具速度；以及 其中Cycles＝所述工具圖案的重復次數(shù)。
21.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述激光光點的位置移位包括根據(jù)如下表達式確定所述目標直徑DeffDeff=vxπ(PRF)]]>其中v＝所述工具速度；PRF＝所述脈沖重復率；以及 其中Cycles＝所述工具圖案的重復次數(shù)。
22.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述激光光點的位置移位包括確定所述激光光點的位置移位的距離，并且其中所述距離具有的公差為百分之二十或更小。
23.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述激光光點的位置移位包括確定所述激光光點的位置移位的距離，并且其中所述距離至少在約1.0微米左右。
24.一種為目標樣本的預定激光束定位指令位置上的入射協(xié)調(diào)激光脈沖發(fā)射的方法，包括提供一光束定位指令以相對所述目標樣本啟動光束定位器移動段，所述光束定位器移動段包括光束定位指令位置；促成一組激光脈沖的發(fā)射，所述組包括第一個激光脈沖；以及在所述光束定位器移動段的起始和所述第一個激光脈沖的發(fā)射之間引入微小激光束延遲，以使在所述光束定位器移動段中所述第一個激光脈沖入射在所述光束定位指令位置上。
25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述微小激光束延遲包括多個延遲時間部分，并且其中一組激光脈沖的發(fā)射是響應激光門信號而發(fā)生的，所述激光門信號發(fā)生在所有所述多個延遲時間部分期滿之前。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中所述延遲時間部分包括第一個脈沖延遲部分，并且其中一組激光脈沖的發(fā)射發(fā)生在所述第一個脈沖延遲部分期滿之后，所述第一個脈沖延遲部分是充分的持續(xù)時間，以防止異常低能量的激光脈沖被作為所述第一個激光脈沖發(fā)射。
27.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中在定位器延遲期滿之后所述激光門信號響應所述光束定位指令而發(fā)生，所述定位器延遲由濾波器和光束定位器延遲時間部分產(chǎn)生。
28.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中一組激光脈沖的發(fā)射是響應激光門信號而發(fā)生的，并且其中微小激光束延遲的引入導致所述光束定位指令相對于所述激光門信號的一定量的延遲，所述一定量的延遲導致所述第一個激光脈沖入射在所述光束定位指令位置上。
全文摘要
從樣本高速移除材料，所述光束定位器用于沿各種圓形(50)和螺旋形(70，90，110)激光工具圖案引導激光束軸。材料移除的優(yōu)選方法需要促成光束軸和樣本之間的相對移動，以進入段加速度并沿著進入軌跡(18，52)引導光束軸到所述樣本內(nèi)的進入位置點(16，54)，激光束脈沖發(fā)射(58)在所述進入位置被啟動，在所述樣本內(nèi)以圓形周界加速度移動光束軸以沿樣本的圓周段(40)移除材料，以及將進入段加速度設置為小于圓形周界加速度的兩倍。
文檔編號A61K39/395GK101035645SQ200580030424
公開日2007年9月12日 申請日期2005年8月1日 優(yōu)先權日2004年8月4日
發(fā)明者R·M·派耶索普, W·雷, H·馬楚莫托, G·西門森, D·A·瓦特, M·A·昂若斯, W·J·喬丹斯 申請人:電子科學工業(yè)公司