用于移除电介质材料的系统和方法与流程

背景技术：

有时候使用电介质材料作为绝缘层来保护印刷电路板、模块和其它芯片的电气部件以免损坏。例如，高功率晶体管模块（诸如，用于汽车应用的绝缘栅双极型晶体管（igbt）高功率模块）可以操作在近似650伏特的电压和近似1600安培的电流下，并且具有大约1500瓦特的功率耗散。在这样的高操作电压、电流和功率的情况下，高功率晶体管模块可能包括电介质绝缘材料（例如，凝胶体）的厚层，其覆盖高功率晶体管模块的芯片、二极管和其它电气部件以用于保护（例如，抵抗成拱作用）。

不幸地，如果电气部件中的一个或多个最终失效，电介质凝胶体保护层可能抑制模块的无效分析。因此，为了准确地确定失效的根本原因，必须在可以执行模块上的受影响区域的恰当检查之前移除电介质绝缘凝胶体。

技术实现要素：

大体上，描述了下述电路和技术：该电路和技术用于使用激光系统来快速地移除已经成层在失效电气系统的电气部件顶上的保护电介质凝胶体，而不会引起重铸并且不会进一步损坏电气系统的部件。激光系统使用激光使凝胶体蒸发成在电介质材料的热影响区上方的等离子体羽状物，并且然后使用两个或更多个特殊设计的真空喷嘴来从热影响区域提取等离子体羽状物。

在一个示例中，本公开内容涉及一种系统，该系统包括配置为投射激光以用于使电部件的电介质层蒸发成位于电介质层上方的等离子体羽状物的光栅部件、定位在光栅部件的第一侧上并且配置为在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第一部分的第一真空喷嘴、以及定位在光栅部件的第二侧上并且配置为在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第二部分的第二真空喷嘴。

在另一示例中，本公开内容涉及一种方法，该方法包括在从光栅部件向电部件的电介质层上投射激光以在电介质层上方生成等离子体羽状物的同时：利用定位在光栅部件的第一侧上的第一真空喷嘴在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第一部分，以及利用位于光栅部件的第二侧上的第二真空喷嘴在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第二部分。

在另一示例中，本公开内容涉及一种系统，该系统包括用于将激光投射到电部件的电介质层上以在电介质层上方生成等离子体羽状物的构件。该系统还包括用于在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第一部分的构件，以及用于在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第二部分的构件。

在以下附图和描述中阐述一个或多个示例的细节。本公开内容的其它特征、对象和优点将从该描述和附图并且从权利要求而显而易见。

附图说明

图1a和1b是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的用于从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例激光系统的不同视图的概念图。

图2是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的用于从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例激光系统的进一步细节的概念图。

图3a-3c是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的用于控制与激光相关联的热影响区的放置和位置同时从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例激光系统的不同填充图案和喷嘴位置的概念图。

图4a-4c是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的由示例激光系统在从电气部件移除电介质凝胶体保护层时创建的热影响区的位置分离的概念图。

图5是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的由示例激光系统执行以用于从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例操作的流程图。

具体实施方式

过去已经尝试许多技术来从电部件移除保护、电介质层。然而，这些先前的技术可能遭受一个或多个缺点，诸如缓慢（例如，花费大约一个到若干个小时来完成）、产生大量危险废物或者其它副产品、以及损坏定位在电介质层下面的电气部件的表面和子部件。

例如，溶剂可以用于清除和溶解电介质材料。不幸地，溶剂可能花费若干个小时或甚至数天来完全地溶解保护凝胶体并且还可能造成点火并引起火灾的风险。例如，一些溶剂清除剂将生成热量并且甚至达到超出化学溶剂的着火点的温度。溶剂的其它不利方面（down-sides）在于，一些基于溶剂的移除技术还可能生成大量危险废物作为移除过程的副产品。处置、转移和部署大量（例如，一个或多个半加仑）的危险废物可能是危险和昂贵的。此外，由于其磨损性质，一些基于溶剂的移除技术可能损坏定位在电介质层下面（例如，位于管芯层处）的电气部件的表面和子部件，从而进一步抑制恰当的失效分析。

在其它应用中，使用高压喷砂和/或压力冲洗技术来从电部件移除电介质凝胶体。在移除电介质凝胶体的过程中，高压冲洗或者高压喷砂可能弄坏导线、连接器以及位于电介质下面的其它子部件，并且潜在地破坏失效的迹象。此外，高压冲洗技术还可能产生大量的危险废物，从而导致与溶剂类似的缺点。

作为可以产生较少危险废物的更快速的可替换方案，一些应用使用激光来从电部件移除保护层。例如，二氧化碳（co2）激光可以用于从电部件移除电介质材料。co2激光还局部地加热电介质材料，然而由于co2激光的10纳米波长，所以激光完全被电介质材料所吸收，由此防止激光到达并且损坏位于电介质层下面的电气部件的部分。跨电部件的表面前后移动co2激光以便一次移除小的个体电介质层（例如，30微米厚）。类似地，作为co2激光的可替换方案，红外（ir）钇铝石榴石（yag）激光可以用于通过局部化加热而融化电介质凝胶体层的区域。不幸地，yag激光的1064纳米波长可以透射通过电介质凝胶体并且损坏电气部件的底层表面和子部件。

在co2激光的情况下，如果co2激光在凝胶体的区域上聚焦达充足的持续时间，则电介质凝胶体可以被蒸发。电介质的蒸发产生电介质材料的等离子体羽状物，其在电部件的工作表面上方和外部喷射。为了防止蒸发的电介质材料落回到部件的工作表面上，有时候使用鼓风机来在真空喷嘴的方向上吹等离子体羽状物，真空喷嘴从工作表面向外并且远离工作表面提取蒸发的电介质材料。不幸地，吹等离子体羽状物扇动（fan）电部件的表面，从而引起产生被称为“重铸”的现象的湍流。在一些等离子体羽状物被吹回到电部件的表面上时，重铸引起碳化材料在被处理的电部件的表面上的累积。co2激光在使覆盖有重铸的电介质材料蒸发方面效率较低，并且因此要求利用激光的更多时间和来回（pass）以对部件的表面进行清除。

大体上，描述了下述电路和技术：该电路和技术用于使用激光系统来高效地并且快速地移除已经成层在失效电气系统的电气部件顶上的保护电介质凝胶体，而不会引起重铸并且还不会损坏电气系统的部件。激光系统使用激光使凝胶体蒸发成在电介质材料的热影响区上方的等离子体羽状物，并且然后使用两个或更多个特殊设计的真空喷嘴来从热影响区域提取等离子体羽状物。在一些示例中，激光系统可以在仅仅几分钟内而不是数小时内移除保护电介质凝胶体。此外，由示例系统产生的危险废物的所得数量（如果有的话）可能仅为几个毫米而不是由其它过程产生的数加仑。

图1a和1b是图示了作为依照本公开内容的一个或多个方面的用于从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例激光系统的激光系统100的两个不同视图的概念图。图1a是图示了系统100的截面侧视图的概念图，并且图1b是图示了系统100的自顶向下视图的概念图。

系统100包括定位在光栅部件112下面的电部件101。系统100还包括定位在光栅部件112的相反侧面上的两个真空喷嘴110a和110b。尽管未示出，但是系统100可以包括控制光栅部件112的控制器。

电部件101包括被示出的两个层（凝胶体层104和管芯层106）。在一些示例中，电部件101可以包括未示出的附加层。

管芯106表示可以在其上制作与电部件101相关联的给定功能电路的半导体材料（例如，硅、氮化镓或者其它半导体材料）层。凝胶体层104表示沉积在管芯106顶上以保护管芯106（例如，以防成拱作用）的电介质材料或凝胶体的保护层。凝胶体层104是可以防止电荷流过材料以及向下流到管芯106或者从管芯106向上流的电气绝缘体。

在操作中，电部件101可能失效并且需要经历分析。为了针对失效而分析电部件101的不同部分，凝胶体层104的部分可能需要被移除，使得可以检查管芯106的潜在有故障的区域。

光栅部件112配置为将激光向下投射到电部件101上以便移除凝胶体层104。尽管未示出，但是系统100可以包括控制光栅部件112的控制器。例如，控制器可以控制光栅部件112的设定（例如，激光功率、流电速度以及如下文所述的其它设定）。

光栅部件112配置为投射具有用于下述的充足性能的激光：使凝胶体层104蒸发并且将来自凝胶体层104的电介质材料116投射为位于凝胶体层104上方的等离子体羽状物114。例如，光栅部件112可以配置为在投射激光用于使凝胶体层104蒸发时遵循映射在凝胶体层104顶上的填充图案。填充图案可以是交叉格栅、竖直格栅或者水平格栅类型的填充图案。通过当光栅部件112投射激光时以某一速率或速度遵循填充图案，系统100可以加热凝胶体层104的薄（例如，30微米）层。当凝胶体层104被激光加热时，电介质材料116的部分可以从凝胶体层104喷射并且形成等离子体羽状物114。

在凝胶体层104被蒸发时，系统100使用两个或更多个真空喷嘴110a和110b以及等离子体羽状物114的性质提取来自凝胶体层104的电介质材料116，而不是使用鼓风机来在真空喷嘴的方向上引导电介质材料116。也就是说，由于电介质材料116在被光栅部件112的激光所蒸发时已经喷射到空气中，所以不需要吹掉。使用两个（或更多个）特殊设计的真空喷嘴110a和110b（其如下文所描述的那样设定在特定角度下），系统100可以在没有吹掉的情况下并且在电介质材料116落回到电部件110上之前在羽状物114的顶点处提取电介质材料116。

喷嘴110a和110b可以与光栅部件112的移动方向一致地移动。照此，喷嘴110a和110b可以在等离子体羽状物114随光栅部件112移动时从等离子体羽状物114提取电介质材料116。如在下文更加详细描述的，喷嘴110a定位在光栅部件112的第一侧上并且配置为在等离子体羽状物114位于凝胶体层104上方时提取等离子体羽状物114的第一部分，并且喷嘴110b定位在光栅部件112的第二（例如，相反）侧上并且配置为在等离子体羽状物114位于凝胶体层104上方时提取等离子体羽状物114的第二部分。在一些示例中，由喷嘴110a和110b提取的等离子体羽状物114的第一部分和等离子体羽状物114的第二部分近似构成等离子体羽状物114的整个体积。在其它示例中，喷嘴110a和110b配置为提取比整个体积更少的等离子体羽状物114。

在一些示例中，光栅部件112配置为投射40瓦特、连续波、co2激光，其具有近似10微米的波长。然而，在其它示例中，光栅部件112可以配置为投射具有相应波长的其它类型的连续或非连续类型的激光，相应波长使激光被凝胶体层104的电介质材料所吸收并且未投射穿透到管芯层106。

例如，考虑与电磁能量有关的所有材料是不透明的、半透明的或者透明的。取决于这些材料的物理和化学组成，电磁能量可能被透射、反射或吸收。光栅部件112配置为投射使凝胶体层104蒸发的激光而没有突出穿透层104并且潜在地损坏管芯层106。因此，光栅部件112必须投射具有对应于凝胶体层104的吸收特性的适当波长的激光。

例如，由于典型的电介质凝胶体是清澈的并且对于可见光透明，所以使用诸如iryag激光的红外激光使凝胶体层104蒸发可能是困难的，因为与iryag激光相关联的红外能量可能在一些波长处被透射通过清澈且透明的介质。不同于iryag激光，co2激光典型地展现10微米的红外波长，其在红外频谱的远侧（例如，更接近微波）。由于10微米波长更接近微波，所以co2激光在聚焦于诸如凝胶体层104之类的半透明材料上时具有更好的吸收特性。因而，光栅部件112可以配置为投射co2激光以用于移除凝胶体层104，因为co2激光由于co2激光的吸收特性而更加适用于移除凝胶体层104。

除了投射具有用于由凝胶体层104吸收的适当波长的激光之外，光栅部件112必须投射具有其它性质的激光以用于使凝胶体层104充分地蒸发成等离子体羽状物114。例如，因为co2激光在从光栅部件112投射时被凝胶体层104吸收，所以co2激光射束的能量可能引起在激光消融领域中已知为“重铸”的现象。重铸是由于过多能量被电介质材料（诸如凝胶体层104）吸收而引起的碳化材料的累积。也就是说，与打到凝胶体层104的激光相关联的过多能量可能引起凝胶体层104的材料碳化而不是蒸发，而与激光相关联的不足够能量可能引起凝胶体层104的材料由于浅吸收深度而变换成薄的白点（whiteflake）材料。为了避免重铸并且为了使凝胶体层104蒸发成等离子体羽状物114，光栅部件112必须对投射到电部件101上的co2激光调谐。

例如，光栅部件112可以通过调节质量和斑图案来对co2激光调谐。激光射束的质量由其m2因子（还已知为射束传播率）限定，并且斑图案对应于激光的横向电磁模式（tem）性质。

光栅部件112可以投射具有tem00斑图案的激光。换言之，光栅部件112可以具有如与“多斑图案”相反的“单斑图案”。图1b示出了由光栅部件112投射的激光射束的单斑图案。

m2因子涉及激光射束在发散方面的质量并且确定光栅部件112可以如何使激光射束良好地聚焦。然而，因为m2因子不能被测量，所以m2值必须使用不确定性原理以及来自真实射束与具有m2值1的高斯理想完美射束相关的瑞利测量结果进行计算。

m2值简单地是真实射束多么接近于完美的指标。非完美射束可以具有大于1的m2值。展现范围从1.1到1.3的m2因子的射束被视为高质量的，因为当前不存在现有的具有m2因子1的完美射束。

m2因子和斑图案一起直接地影响co2激光关于其对凝胶体层104的加热的功率强度。co2激光的强度基于距射束中心的距离而变化，使得强度在靠近射束中心处较大并且朝向边缘不那么强烈。强度关于距离的变化类似于钟形曲线。tem00斑图案激光具有其在射束中心处的最高功率强度，这就是tem00斑图案激光为什么被视为在质量方面最高。

光栅部件112可以进一步通过调节激光功率、与激光相关联的rf信号的占空比、激光的流电（“galvo”）速度和/或激光的焦距来对co2激光进行调谐。例如，关于激光功率，系统100可以依赖于电源（例如，30vdc）来向光栅部件112提供功率以用于激励co2激光。来自电源的输出可以经由晶体受控振荡器而被转换成射频（rf）信号。光栅部件112可以将经转换的rf信号放出至填充有co2气体的激光管的电极中，该rf信号可以激发co2气体并且作为co2激光射束而离开该管。可能要求对激光功率的调节以使凝胶体层104达到蒸发状态。在一些示例中，激光功率可以是28瓦特。

经由脉冲宽度调制（pwm）来操控rf信号的占空比并且由该占空比来设定应用于激光的时间平均的rf功率。与激光相关联的光学输出的百分比随着rf信号的脉冲宽度减少而增加。

galvo速度表示当光栅部件112跨电部件101（例如，依照格栅轮廓）移动时光栅部件112的速度并且以每秒的单位来测量。通过调节galvo速度，系统100可以控制在多长时间内将激光射束引导到凝胶体层104的特定位置上。当使凝胶体层104蒸发时，缓慢的galvo速度可能使激光应用过多能量，而使用所描述的技术对凝胶体层104的移除应当一次在小层中完成以便减少任何潜在的重铸效果。因此，在一些示例中，系统100可以使用非常快的galvo速度，使得停留时间将是短的，并且凝胶体层104上的激光的穿透深度将是浅的。快的速度可以使得激光能够使凝胶体层104蒸发同时还缓解表面破裂，从而使表面免于重铸，并且对管芯层106和处于凝胶体层104下面的电部件101的剩余部分带来最小影响（如果有影响的话）。

在一些示例中，可以存在移除凝胶体层104时的光栅部件112的galvo速度和激光功率之间的直接关系。例如，一般地，功率设定越高，galvo速度就应当越快，并且相反地，功率设定越低，galvo速度就应当越慢（例如，设定70%最大值或者28瓦特的功率可能要求每秒700个单位的galvo速度）。然而，在28瓦特功率下，如果激光与管芯层106的部件直接接触（例如，在凝胶体层104被蒸发并且从部件101移除之后），co2激光可能对部件101引起损坏。为了防止与激光的直接接触损坏层106的部件，系统100可以通过确保功率设定足够低以防止管芯层106的材料的热击穿并且足够低以防止管芯层106内的导线键合传递可能进一步损坏电部件101的来自激光的ir热量来确保光栅部件112在将不会危害管芯层106的功率设定下操作激光。例如，因此，来自10微米co2激光的硅的热击穿在激光功率处于近似15瓦特处时发生。为了防止来自激光的损坏，光栅部件112可以输出仅具有14瓦特功率的激光和/或在350或者更多个时间单位的galvo速度下移动。

在一些示例中，功率可以设定在较低的功率设定处并且在较慢的速度下移动以便从电部件101清除凝胶体层104。当凝胶体层104被移除时，来自激光的一些ir能量可以开始反射离开金属导线键合并且一些ir能量可以被导线键合所吸收，从而导致潜在地形成一些碳化凝胶体。因为良好失效分析的关键是不要丢失失效的迹象。一些失效是存在于凝胶体层104下面的小颗粒的结果，小颗粒可能潜在地被激光分裂或蒸发。在低功率设定下操作激光可以最小化丢失迹象的风险。或者，在一些示例中，与用于使较浅层（例如，靠近最初暴露于空气的凝胶体层104的表面的层）蒸发的功率设定相比，在使凝胶体层104的较深层（例如，较接近管芯层106的层）蒸发时可以使用较低的功率设定。

在一些示例中，由光栅部件112投射的激光的焦距近似为140mm。也就是说，系统100可以包括用于观看在从光栅部件112投射时将受激光所影响的凝胶体层104的区域的相机。相机可以从上方观看凝胶体层104（例如，在如图1a中所示的自顶向下视图中）。激光光学器件可以耦合到可以经由z控制来调节的相机。例如，当激光光学器件聚焦在凝胶体层104上时，激光的焦距也可以被聚焦。激光光学器件聚焦与激光的焦距之间的一一对应关系可能造成问题，特别是对于较厚的凝胶体层而言。因为当激光通过凝胶体层104向下传播到管芯层106上的部件时，激光射束可能发散，所以问题出现。射束通过凝胶体层104行进得越远，射束就变得越弱，从而使得凝胶体层104可能低效蒸发并且使重铸发展。焦距以下或者以上几个毫米可能带来过程中的差异，并且因此，激光光学器件的z控制可能需要调节以使凝胶体层104达到针对恰当焦距的焦点中。

光栅部件112可以进一步通过调节与激光相关联的热影响区（haz）的尺寸来对co2激光进行调谐。如在图1a和1b中所示，haz102是围绕从光栅部件112投射的激光射束的凝胶体层104的部分。haz区102具有最大穿透（例如，深度）和最大直径。当射束碰触（strike）凝胶体层104时，初始反应是剧烈的。射束穿透到凝胶体层104中，其中来自初始碰触的热量以最大直径d向外传播并且向下传播到穿透深度p。响应于来自初始碰触的热量，电介质材料116的波从凝胶体层104的受辐照部分向上在过热的等离子体羽状物114中向外喷射。因为从激光射束向外向直径d并且向下向穿透深度p传播的热量改变凝胶体层104内的haz102的组成，以及haz102内的材料的拓扑，所以光栅部件112必须精细地调谐co2激光功率和深度以便控制haz102的尺寸（例如，直径和深度）。因而，如在下文关于附加的图更详细描述的，通过光栅部件112在haz102的尺寸和放置上的控制还可以贡献于由光栅部件112投射的co2激光的调谐以用于控制凝胶体层104的蒸发。

因而，用于使用10微米co2激光移除电部件的凝胶体层（例如，基于si）的所描述的技术可以比其它技术更加快速并且产生比其它技术更少的危险废物。由于每一个电介质材料可以具有其自身的唯一材料特性，所以具有其它波长的激光可以用于其它类型的不透明、半不透明和半透明的材料。

图2是图示了作为依照本公开内容的一个或多个方面的用于从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例激光系统的激光系统200的进一步细节的概念图。以下在图1的系统100的上下文中描述系统200。例如，真空喷嘴210a和210b可以对应于系统100的喷嘴110a和110b，并且光栅部件212对应于系统100的光栅部件112。

激光系统200包括在电部件201的凝胶体层204上方的高度h处分别以角度a1和a2定位的真空喷嘴210a和210b。以相对于等离子体羽状物214的顶点215的第一角度a1定位喷嘴210a的相应开口，并且以相对于等离子体羽状物214的顶点215的第二角度a2定位喷嘴210b的相应开口，以用于同时提取等离子体羽状物214的第一和第二部分。

当光栅部件212在凝胶体层204处投射激光射束时，从受激光辐照的凝胶体层204的区域向上喷射过热等离子体的等离子体羽状物214。真空喷嘴210a和210b定位成使得等离子体羽状物214经由真空（未示出）而被吸掉。为了防止由激光蒸发的凝胶体层204的窗口的侧壁的碳化，真空流必须处于中等设定处。此外，真空喷嘴210a和210b的角度a1和a2以及形状必须基于所照射的窗口的尺寸来调节。如果角度a1和a2过浅或者过陡，则真空吸取可能使激光照射的窗口超射（overshoot）并且引起重铸。真空喷嘴210a和210b的设计和位置对于防止重铸极为重要。在一些示例中，第一角度a1近似为相对于凝胶体层204的表面的150度，并且第二角度a2近似为相对于凝胶体层204的表面的30度。可以取决于所照射的窗口的尺寸而使用其它角度。

图3a-3c是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的用于控制与激光相关联的热影响区的放置和位置同时从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例激光系统的不同填充图案和喷嘴位置的概念图。存在填充图案的三个基本样式：交叉、竖直和水平。

图3a示出了交叉填充图案300a。对于使电介质凝胶体蒸发的应用，交叉填充图案或交叉格栅允许潜在的重叠热影响区区域，从而导致应用极其多的能量。冗余重叠可能导致形成重铸、拓扑表面破坏以及残留碳化凝胶体，这仅仅是因为射束在相同区域之上经过多次。为了优化并且调整应用于凝胶体的能量，水平或竖直填充图案在允许能量的更平滑分布以及更好的控制方面要高效得多。

图3b包括与水平填充图案300b一致定位的喷嘴310a和310b，并且图3c包括与竖直填充图案300c一致定位的喷嘴310a和310b。为了防止重铸，本文描述的用于移除电部件的凝胶体层的蒸发技术的一个目标是在下述情况下在薄层中一次一个地使凝胶体层蒸发：对其下方还没有蒸发的下一层具有最小的表面破坏和最小的影响。为了帮助一次一个地移除薄层，可以依照热影响区方法而使用具有0.130mm填充间距的水平或竖直填充图案。不管是水平还是竖直的，喷嘴310a和310b都与光栅部件的移动一致定位，当光栅部件根据填充图案移动时，光栅部件投射激光。换言之，如果激光的移动根据图3b的填充图案从左向右，则当激光根据填充图案移动时，喷嘴310b可以在激光前方并且喷嘴310a可以在激光后方。如果激光的移动根据图3c的填充图案从顶部向底部，则当激光根据填充图案移动时，喷嘴310b可以在激光前方并且喷嘴310a可以在激光后方。确保喷嘴310a和310b与填充图案一致可以帮助更好地引导真空抽提流，并且帮助减少重铸的形成，由此创建平滑消融表面。如上文所述，真空抽提速率可以保持在非常低的速度下。

在一些示例中，要在失效分析期间移除的凝胶体层的厚度可以近似为5或6mm。来回的数量可以取决于凝胶体的厚度，以便不会将部件暴露于浅层加热和热学膨胀。如上文所述，在管芯层处与激光射束的直接接触可能加热并且潜在地损坏管芯或者引入遮蔽失效源的制品（artifact）。因此，在一些示例中，凝胶体层的薄层可以被留下并且没有被激光所移除以确保迹象被完整留下。没有被激光所移除的凝胶体的薄层可以在几分钟内（而不是几小时或几天内）例如使用溶剂清除技术来移除。

图4a-4c是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的由示例激光系统在从电气部件移除电介质凝胶体保护层时创建的热影响区的位置分离的概念图。如上文所述，存在填充图案的三个基本样式：交叉、竖直和水平。图4a示出了交叉格栅填充图案400a，图4b示出了水平填充图案400b的一个示例，并且图4c示出了水平填充图案400c的不同示例。在图4a-4c中的每一个中，示出了与激光的移动相关联的热影响区的位置。

为了减少或者防止重铸，可能需要在从电部件移除凝胶体层时控制激光的热影响区的放置。填充图案的填充间距或者格栅的填充间距可能是关键的，而不管格栅是水平还是竖直的。在一些示例中，如果间距分开得过远，则热影响区区域对于有效蒸发而言可能同样地分开得过远。并且如果间距过于紧密，则热影响区区域可能重叠，从而形成重铸并且使表面碳化。必须针对有效蒸发过程而调节填充间距，使得在填充图案的随后来回期间存在仅仅足够的热影响区的重叠，使得可以实现凝胶体层的表面的平滑消融。

在图4a中，交叉格栅填充图案400a表示热影响区的过多重叠并且可能引起重铸。在图4a的示例中，填充间距过于紧密地在一起，并且如果应用过多功率，则表面材料将烧焦并且碳化。在图4b中，水平填充图案400b具有比每一个热影响区的直径d大的热影响区之间的间距s1。在图4b的示例中，填充间距分开得过远，使得表面拓扑可能不如期望的那样平滑，因为材料被蒸发。在图4c中，水平填充图案400c具有比每一个热影响区的直径d小的热影响区之间的间距s2。图4c示出了其中填充间距已经被调节成使得在热影响区之间存在仅仅足够的重叠的示例。利用使材料蒸发的充足功率，由蒸发凝胶体移除过程创建的所得拓扑可能创建平滑、平坦并且免受重铸和表面破坏的拓扑。

图5是图示了依照本公开内容的一个或多个方面的由示例激光系统执行以用于从电气部件移除电介质凝胶体保护层的示例操作500-520的流程图。例如，诸如图1a和1b的系统100之类的激光系统的控制器（例如，计算设备、处理器等等）可以执行操作500-520以使光栅部件112从电部件101移除凝胶体层104。在一些示例中，非暂时性计算机可读存储介质可以包括指令，该指令在由激光系统的处理器执行时使处理器执行操作500-520。下面在图1a和1b的系统100的上下文中描述图5。

在操作中，激光系统100可以使用光栅部件将激光投射到电部件的电介质层上，以在电介质层上方生成等离子体羽状物（500）。例如，光栅部件112的处理器或控制器可以将光栅部件112配置成将co2激光射束投射到凝胶体层104上，以便使凝胶体层104蒸发成在凝胶体层104上方的空气空间中形成的过热电介质材料的等离子体羽状物114。

在投射激光时，激光系统100可以利用定位在光栅部件的第一侧上的第一真空喷嘴在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第一部分（510）。例如，当光栅部件112投射co2激光时，喷嘴110b可以定位成在光栅部件112的前方并且与光栅部件112的移动一致。在等离子体羽状物114可以落回到电部件101上并且引起重铸之前，喷嘴110b可以提取等离子体羽状物114的一半。

在投射激光时，激光系统100还可以利用定位在光栅部件的第二侧上的第二真空喷嘴在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第二部分（520）。例如，当光栅部件112投射co2激光时，喷嘴110a可以定位在光栅部件112的后方并且与光栅部件112的移动一致。在等离子体羽状物114可以落回到电部件101上并且引起重铸之前，喷嘴110a可以提取喷嘴110b未能提取的等离子体羽状物114的剩余部分。

以此方式，喷嘴110a和110b可以防止凝胶体层104的碳化（例如，重铸）。在移除之后剩余一些碳化凝胶体的事件中，碳化凝胶体可以在仅仅几分钟内而不是数小时或数天内被移除。相比于用于电介质移除的其它技术，通过所描述的技术，可以更加快速地并且通过产生少得多的危险废物来移除电部件的凝胶体层。此外，本文描述的技术导致对管芯层/衬底/以及位于电介质层下面的子部件和连接的很少至没有影响，使得可以保留确认失效机制的迹象。

条款1.一种系统，包括：光栅部件，配置为投射激光以用于使电部件的电介质层蒸发成位于电介质层上方的等离子体羽状物；第一真空喷嘴，定位在光栅部件的第一侧上并且配置为在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第一部分；以及第二真空喷嘴，定位在光栅部件的第二侧上并且配置为在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第二部分。

条款2.条款1的系统，其中光栅部件还配置为在投射激光用于使电介质层蒸发时遵循映射在电部件的电介质层顶上的填充图案，该填充图案是交叉格栅、竖直格栅或水平格栅。

条款3.条款2的系统，其中填充图案包括比等离子体羽状物的直径小的填充间距。

条款4.条款2-3中任一项的系统，其中光栅部件的第一侧和光栅部件的第二侧与光栅部件在遵循填充图案时移动的方向一致。

条款5.条款4的系统，其中当光栅部件在遵循填充图案时移动时，第一喷嘴在等离子体羽状物的前方并且第二喷嘴在等离子体羽状物的后方。

条款6.条款1-5中任一项的系统，其中光栅的第一侧和光栅的第二侧是光栅的相对侧。

条款7.条款1-6中任一项的系统，其中以相对于等离子体羽状物的顶点的第一角度定位第一喷嘴的相应开口，并且以相对于等离子体羽状物的顶点的第二角度定位第二喷嘴的相应开口，以用于同时提取等离子体羽状物的第一和第二部分。

条款8.条款7的系统，其中第一角度近似为150度，并且第二角度近似为30度。

条款9.条款1-7中任一项的系统，其中激光是连续波激光。

条款10.条款9的系统，其中激光是包括近似10微米波长和近似40瓦特功率的二氧化碳激光。

条款11.一种方法，包括：在从光栅部件向电部件的电介质层上投射激光以生成电介质层上方的等离子体羽状物时：利用定位在光栅部件的第一侧上的第一真空喷嘴在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第一部分；以及利用定位在光栅部件的第二侧上的第二真空喷嘴在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第二部分。

条款12.条款11的方法，还包括：在将激光透射到电部件的电介质层上时，由光栅部件遵循映射在电部件的电介质层顶上的填充图案，该填充图案是交叉格栅、竖直格栅或水平格栅。

条款13.条款12的方法，其中光栅部件的第一侧和光栅部件的第二侧与光栅部件在遵循填充图案时移动的方向一致。

条款14.条款12-13中任一项的方法，其中在光栅部件遵循填充图案时，第一喷嘴在等离子体羽状物的前方并且第二喷嘴在等离子体羽状物的后方。

条款15.条款11-14中任一项的方法，其中以相对于等离子体羽状物的顶点的第一角度定位第一喷嘴的相应开口，并且以相对于等离子体羽状物的顶点的第二角度定位第二喷嘴的相应开口，以用于同时提取等离子体羽状物的第一和第二部分。

条款16.条款15的方法，其中第一角度近似为150度，并且第二角度近似为30度。

条款17.条款11-16中任一项的方法，其中激光是二氧化碳、连续波激光。

条款18.一种系统，包括：用于将激光投射到电部件的电介质层上以生成电介质层上方的等离子体羽状物的构件；用于在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第一部分的构件；以及用于在等离子体羽状物位于电介质层上方时提取等离子体羽状物的第二部分的构件。

条款19.条款18的系统，其中用于将激光投射到电介质层上的构件还包括用于在将激光投射到电部件的电介质层上时遵循映射在电部件的电介质层顶上的填充图案的构件，该填充图案是交叉格栅、竖直格栅或水平格栅。

条款20.条款18-19中任一项的系统，其中等离子体羽状物的第一部分和等离子体羽状物的第二部分一起包括对应于等离子体羽状物的体积的组合体积。

条款21.一种系统，包括用于执行条款11-17的方法中的任一个的构件。

条款22.一种包括指令的计算机可读存储介质，该指令在由系统的处理器执行时将系统配置成执行条款11-17的方法中的任一个。

已经描述了各种示例。这些和其它示例在所附权利要求的范围内。