JPH0750468A - 配線の切断装置 - Google Patents
配線の切断装置Info
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- JPH0750468A JPH0750468A JP5193535A JP19353593A JPH0750468A JP H0750468 A JPH0750468 A JP H0750468A JP 5193535 A JP5193535 A JP 5193535A JP 19353593 A JP19353593 A JP 19353593A JP H0750468 A JPH0750468 A JP H0750468A
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/225—Correcting or repairing of printed circuits
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- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明はプリント配線板の配線の切断装置に関
し、自動化に適した切断装置の提供を目的とする。 【構成】プリント配線板の配線をレーザビームにより切
断する装置であって、主光路に沿ってレーザビームを出
力するレーザ発振器34と、プリント配線板1の三次元
座標を変化させる多軸位置決め手段と、上位コンピュー
タから供給された位置情報に基づいて三次元座標のうち
主光路に垂直な二次元座標を調整するXY軸調整手段
(18)と、切断すべき配線の形状パラメータを光学的
に測定する手段と、測定された形状パラメータに基づい
てレーザビームのビームパラメータを制御する手段とか
ら構成する。
し、自動化に適した切断装置の提供を目的とする。 【構成】プリント配線板の配線をレーザビームにより切
断する装置であって、主光路に沿ってレーザビームを出
力するレーザ発振器34と、プリント配線板1の三次元
座標を変化させる多軸位置決め手段と、上位コンピュー
タから供給された位置情報に基づいて三次元座標のうち
主光路に垂直な二次元座標を調整するXY軸調整手段
(18)と、切断すべき配線の形状パラメータを光学的
に測定する手段と、測定された形状パラメータに基づい
てレーザビームのビームパラメータを制御する手段とか
ら構成する。
Description
【0001】(目次) 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、プリント配
線板の配線の変更や修復のために使用される配線の切断
装置に関し、さらに詳しくは、自動化に適した配線の切
断装置に関する。
線板の配線の変更や修復のために使用される配線の切断
装置に関し、さらに詳しくは、自動化に適した配線の切
断装置に関する。
【0003】従来、電子回路の設計変更によりプリント
配線板の配線を変更する場合或いは製造プロセス上の問
題によりプリント配線板に断線等が生じた場合には、プ
リント配線板は廃棄されていた。その一方で、近年にお
いては、電子計算機や通信機による処理速度の高速化の
ために、プリント配線板には配線の高密度化が要求され
ており、それに伴う配線の微細化及び薄膜多層化が進む
中で、プリント配線板の生産コストも上昇しているとい
う事情がある。
配線板の配線を変更する場合或いは製造プロセス上の問
題によりプリント配線板に断線等が生じた場合には、プ
リント配線板は廃棄されていた。その一方で、近年にお
いては、電子計算機や通信機による処理速度の高速化の
ために、プリント配線板には配線の高密度化が要求され
ており、それに伴う配線の微細化及び薄膜多層化が進む
中で、プリント配線板の生産コストも上昇しているとい
う事情がある。
【0004】このような事情により、電子回路の設計変
更に伴う配線の変更や短絡等に対する配線の修復を行っ
て、プリント配線板を再利用することが要求されてい
る。このため、プリント配線板の配線の変更や修復に際
して使用する配線の切断装置の提供が要望されている。
更に伴う配線の変更や短絡等に対する配線の修復を行っ
て、プリント配線板を再利用することが要求されてい
る。このため、プリント配線板の配線の変更や修復に際
して使用する配線の切断装置の提供が要望されている。
【0005】
【従来の技術】プリント配線板の配線を切断する従来の
方法の一つは、微細なピンセット及びナイフを使用して
人手により行うものである。作業者は顕微鏡を覗きなが
ら切断対象となる配線に切り込みを入れて一定の導体間
隔が得られるように切断をする。
方法の一つは、微細なピンセット及びナイフを使用して
人手により行うものである。作業者は顕微鏡を覗きなが
ら切断対象となる配線に切り込みを入れて一定の導体間
隔が得られるように切断をする。
【0006】従来の配線の切断方法の他の一つは、レー
ザ発振器を用いて非接触で配線の切断を行うものであ
る。一般に銅からなる金属配線を切断するためのレーザ
としては、波長が約1μmのYAGレーザが適している
ことが実験から判明しており、YAGレーザ発振器を搭
載した配線の切断装置が開発されている。
ザ発振器を用いて非接触で配線の切断を行うものであ
る。一般に銅からなる金属配線を切断するためのレーザ
としては、波長が約1μmのYAGレーザが適している
ことが実験から判明しており、YAGレーザ発振器を搭
載した配線の切断装置が開発されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】人手による前者の配線
の切断方法による場合、配線下にあるポリイミド等の絶
縁樹脂層を傷つけてしまう可能性が高く、一定の品質を
維持した切断が困難であるという問題がある。
の切断方法による場合、配線下にあるポリイミド等の絶
縁樹脂層を傷つけてしまう可能性が高く、一定の品質を
維持した切断が困難であるという問題がある。
【0008】一方、後者のレーザによる配線の切断方法
による場合、レーザの照射条件が最適であれば良好な切
断がなされるものの、切断すべき配線の状態(厚みや幅
等)が設計値通りでないことが多く、配線の切断が確実
になされなかったり或いはレーザの過剰な照射により絶
縁樹脂層が損傷することがあるという問題があった。
による場合、レーザの照射条件が最適であれば良好な切
断がなされるものの、切断すべき配線の状態(厚みや幅
等)が設計値通りでないことが多く、配線の切断が確実
になされなかったり或いはレーザの過剰な照射により絶
縁樹脂層が損傷することがあるという問題があった。
【0009】このような問題に対処するために、モニタ
に映し出される配線を見て作業者の経験によりレーザ発
振器の電源の電流等を調整しているが、切断の品質が作
業者の技能に直接的に影響を受けるため、配線の切断の
自動化が困難である。
に映し出される配線を見て作業者の経験によりレーザ発
振器の電源の電流等を調整しているが、切断の品質が作
業者の技能に直接的に影響を受けるため、配線の切断の
自動化が困難である。
【0010】よって、本発明の目的は、自動化に適した
配線の切断装置を提供することにある。
配線の切断装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によると、プリン
ト配線板の配線をレーザビームにより切断する装置であ
って、集束光学系を含む主光路に沿って上記レーザビー
ムを出力するレーザ発振器と、上記主光路に対して上記
プリント配線板がほぼ垂直になるように該プリント配線
板を保持するとともに、該プリント配線板の三次元座標
を変化させる多軸位置決め手段と、上位コンピュータか
ら供給された位置情報に基づいて、切断すべき配線に上
記レーザビームが照射されるように、上記三次元座標の
うち上記主光路に垂直な二次元座標を調整するXY軸調
整手段と、上記切断すべき配線の形状パラメータを光学
的に測定する光学手段と、該光学手段により測定された
上記形状パラメータに基づいて、上記切断すべき配線が
最も適切に切断されるように上記レーザビームのビーム
パラメータを制御する制御手段とを備えた配線の切断装
置が提供される。
ト配線板の配線をレーザビームにより切断する装置であ
って、集束光学系を含む主光路に沿って上記レーザビー
ムを出力するレーザ発振器と、上記主光路に対して上記
プリント配線板がほぼ垂直になるように該プリント配線
板を保持するとともに、該プリント配線板の三次元座標
を変化させる多軸位置決め手段と、上位コンピュータか
ら供給された位置情報に基づいて、切断すべき配線に上
記レーザビームが照射されるように、上記三次元座標の
うち上記主光路に垂直な二次元座標を調整するXY軸調
整手段と、上記切断すべき配線の形状パラメータを光学
的に測定する光学手段と、該光学手段により測定された
上記形状パラメータに基づいて、上記切断すべき配線が
最も適切に切断されるように上記レーザビームのビーム
パラメータを制御する制御手段とを備えた配線の切断装
置が提供される。
【0012】
【作用】本発明の配線の切断装置では、切断すべき配線
にレーザビームが照射されるようにプリント配線板を位
置決めし、光学的に測定された形状パラメータに基づい
て切断すべき配線が最も適切に切断されるようにレーザ
ビームのビームパラメータを制御するようにしているの
で、切断品質がばらつきにくくなり、自動化に適した配
線の切断装置の提供が可能になる。
にレーザビームが照射されるようにプリント配線板を位
置決めし、光学的に測定された形状パラメータに基づい
て切断すべき配線が最も適切に切断されるようにレーザ
ビームのビームパラメータを制御するようにしているの
で、切断品質がばらつきにくくなり、自動化に適した配
線の切断装置の提供が可能になる。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に沿って詳細
に説明する。図1は本発明の実施例を示す自動配線切断
装置の破断斜視図、図2は自動配線切断装置のブロック
図、図3は画像処理装置のブロック図、図4はレーザ光
学鏡筒の構成図である。
に説明する。図1は本発明の実施例を示す自動配線切断
装置の破断斜視図、図2は自動配線切断装置のブロック
図、図3は画像処理装置のブロック図、図4はレーザ光
学鏡筒の構成図である。
【0014】プリント配線板1の印刷配線を自動的に切
断する自動配線切断装置2は、機能的には、本体装置4
と画像処理装置6とからなる。本体装置4は、制御用コ
ンピュータ8と、各種制御装置10と、配線を切断する
ためのレーザ装置12と、安全装置14とを備える。
断する自動配線切断装置2は、機能的には、本体装置4
と画像処理装置6とからなる。本体装置4は、制御用コ
ンピュータ8と、各種制御装置10と、配線を切断する
ためのレーザ装置12と、安全装置14とを備える。
【0015】制御用コンピュータ8はコンピュータの各
種周辺機器16を有する。各種制御装置10は、レーザ
ビームの主光路に垂直な2軸方向についてプリント配線
板1の位置決めを行うXY位置決めテーブル18と、位
置決めテーブルを回転するための回転機構20と、ヘッ
ド昇降装置22と、レーザビームのビームパラメータの
一部を変化させるためのスリットコントローラ24と、
対物レンズの倍率を変化させるためのレボルバコントロ
ーラ26と、2つの照明コントローラ28及び30と、
レーザ制御装置32とを有する。
種周辺機器16を有する。各種制御装置10は、レーザ
ビームの主光路に垂直な2軸方向についてプリント配線
板1の位置決めを行うXY位置決めテーブル18と、位
置決めテーブルを回転するための回転機構20と、ヘッ
ド昇降装置22と、レーザビームのビームパラメータの
一部を変化させるためのスリットコントローラ24と、
対物レンズの倍率を変化させるためのレボルバコントロ
ーラ26と、2つの照明コントローラ28及び30と、
レーザ制御装置32とを有する。
【0016】レーザ装置12は、レーザ発振器34と、
配線に照射されたレーザのパルス数をカウントするパル
ス数カウンタ36と、配線に照射されたレーザのエネル
ギーを検出するエネルギーディテクタ38と、レーザ電
源40と、レーザ発振器34からのレーザをプリント配
線板1の配線上に集束させるためのレーザ光学鏡筒42
と、配線切断用のレーザの光軸を調整するためのもう一
つのレーザ発振器44と、コリメート機能を有するビー
ムエキスパンダ46と、レーザ用各種光学部品48と、
レーザ遮蔽用キャビネット50とを有する。
配線に照射されたレーザのパルス数をカウントするパル
ス数カウンタ36と、配線に照射されたレーザのエネル
ギーを検出するエネルギーディテクタ38と、レーザ電
源40と、レーザ発振器34からのレーザをプリント配
線板1の配線上に集束させるためのレーザ光学鏡筒42
と、配線切断用のレーザの光軸を調整するためのもう一
つのレーザ発振器44と、コリメート機能を有するビー
ムエキスパンダ46と、レーザ用各種光学部品48と、
レーザ遮蔽用キャビネット50とを有する。
【0017】プリント配線板1の配線を効率良く溶融及
び気化させるために、レーザ発振器34としては、望ま
しくはYAGレーザ発振器が選ばれる。レーザ用各種光
学部品48には、ビームスプリッタ48A、電動スリッ
ト48B及び加工用対物レンズ48Cが含まれる。
び気化させるために、レーザ発振器34としては、望ま
しくはYAGレーザ発振器が選ばれる。レーザ用各種光
学部品48には、ビームスプリッタ48A、電動スリッ
ト48B及び加工用対物レンズ48Cが含まれる。
【0018】安全装置14は、各種駆動部リミットスイ
ッチ52と、ドア連動安全装置54と、冷却水温度リミ
ッタ56と、冷却水導電率リミッタ58と、キャビネッ
トインターロック60と、Qスイッチドライバ監視装置
62と、電動シャッタ監視装置64と、空気圧監視装置
66とを有する。
ッチ52と、ドア連動安全装置54と、冷却水温度リミ
ッタ56と、冷却水導電率リミッタ58と、キャビネッ
トインターロック60と、Qスイッチドライバ監視装置
62と、電動シャッタ監視装置64と、空気圧監視装置
66とを有する。
【0019】画像処理装置6は、図3によく示されるよ
うに、プリント配線板1の配線の二次元画像等を得るた
めの大画面カメラ装置68と、光切断法を実施するため
の2台のカメラ装置70と、プリント配線板1の予め定
められた位置に付された十字マーク等を認識するための
カメラ装置72と、画像認識・検査装置74とを備え
る。
うに、プリント配線板1の配線の二次元画像等を得るた
めの大画面カメラ装置68と、光切断法を実施するため
の2台のカメラ装置70と、プリント配線板1の予め定
められた位置に付された十字マーク等を認識するための
カメラ装置72と、画像認識・検査装置74とを備え
る。
【0020】大画面カメラ装置68は、カメラ本体76
と、ラインセンサ駆動装置78と、結像レンズ80と、
主光路からカメラ本体76に光路を分岐するためのハー
フミラー82と、大画面カメラ制御装置84と、ライン
センサ駆動リミッタ86と、光軸調整用のファイバ照明
装置88と、撮像に際しての照明に供されるファイバ照
明装置90と、ファイバ照明装置88からの光を主光路
に結合するためのハーフミラー92と、ファイバ照明装
置90からの光を主光路に結合するためのハーフミラー
94とを有する。
と、ラインセンサ駆動装置78と、結像レンズ80と、
主光路からカメラ本体76に光路を分岐するためのハー
フミラー82と、大画面カメラ制御装置84と、ライン
センサ駆動リミッタ86と、光軸調整用のファイバ照明
装置88と、撮像に際しての照明に供されるファイバ照
明装置90と、ファイバ照明装置88からの光を主光路
に結合するためのハーフミラー92と、ファイバ照明装
置90からの光を主光路に結合するためのハーフミラー
94とを有する。
【0021】カメラ装置70は、例えば、カメラ用電源
96と、カメラコントロールユニット98と、結像レン
ズ100と、光学帯域フィルタ102と、テレビカメラ
104と、半導体レーザ106と、固定スリット108
と、電動シャッタ110と、投影レンズ112と、半導
体レーザコントローラ114とを有する。
96と、カメラコントロールユニット98と、結像レン
ズ100と、光学帯域フィルタ102と、テレビカメラ
104と、半導体レーザ106と、固定スリット108
と、電動シャッタ110と、投影レンズ112と、半導
体レーザコントローラ114とを有する。
【0022】カメラ装置72は、カメラ用電源116
と、カメラコントロールユニット118と、結像レンズ
120と、テレビカメラ122と、同軸光学鏡筒124
と、ファイバ照明装置126と、ハーフミラー128
と、S/Nデコーダ130と、シリアルインタフェース
132とを有する。
と、カメラコントロールユニット118と、結像レンズ
120と、テレビカメラ122と、同軸光学鏡筒124
と、ファイバ照明装置126と、ハーフミラー128
と、S/Nデコーダ130と、シリアルインタフェース
132とを有する。
【0023】画像認識・検査装置74は、大画面イメー
ジプロセッサ134と、大画面入力・表示プロセッサ1
36と、大画面イメージメモリ138と、大画面処理コ
ンピュータ140と、大画面処理コンピュータ周辺機器
142と、テレビカメラ用画像メモリ144と、テレビ
カメラ用画像プロセッサ146と、テレビカメラ用画像
処理コンピュータ148と、テレビカメラ用画像処理コ
ンピュータ周辺機器140とを有する。
ジプロセッサ134と、大画面入力・表示プロセッサ1
36と、大画面イメージメモリ138と、大画面処理コ
ンピュータ140と、大画面処理コンピュータ周辺機器
142と、テレビカメラ用画像メモリ144と、テレビ
カメラ用画像プロセッサ146と、テレビカメラ用画像
処理コンピュータ148と、テレビカメラ用画像処理コ
ンピュータ周辺機器140とを有する。
【0024】図5及び図6は本実施例における配線切断
装置の動作のフローチャートのそれぞれ前半部分及び後
半部分である。まず、製造情報処理システム(上位コン
ピュータ)が、回路設計の変更に関する情報或いはプリ
ント配線板の検査の結果から判明した配線の断線に関す
る情報から、当該プリント配線板に切断すべき配線があ
るか否かを判断する。その結果に基づき、ステップ20
1では、切断すべき配線を有するプリント配線板1がX
Yテーブル18上にロードされる。
装置の動作のフローチャートのそれぞれ前半部分及び後
半部分である。まず、製造情報処理システム(上位コン
ピュータ)が、回路設計の変更に関する情報或いはプリ
ント配線板の検査の結果から判明した配線の断線に関す
る情報から、当該プリント配線板に切断すべき配線があ
るか否かを判断する。その結果に基づき、ステップ20
1では、切断すべき配線を有するプリント配線板1がX
Yテーブル18上にロードされる。
【0025】プリント配線板1にはその固有情報を表示
するためにバーコードが付されている。ステップ202
では、バーコードリーダによってプリント配線板1に付
されたバーコードが読み取られ、これにより、プリント
配線板のシリアルナンバとプリント配線板が表を向いて
いるのか裏を向いているのかが判明する。
するためにバーコードが付されている。ステップ202
では、バーコードリーダによってプリント配線板1に付
されたバーコードが読み取られ、これにより、プリント
配線板のシリアルナンバとプリント配線板が表を向いて
いるのか裏を向いているのかが判明する。
【0026】このシリアルナンバは上位コンピュータに
送られ、配線切断装置は、切断すべき配線の位置及び形
状に関する情報を上位コンピュータから受け取る(ステ
ップ203)。
送られ、配線切断装置は、切断すべき配線の位置及び形
状に関する情報を上位コンピュータから受け取る(ステ
ップ203)。
【0027】続いて、ステップ204では、切断すべき
配線の位置情報に基づき、切断すべき配線がレーザビー
ムの照射位置の近傍に位置するように、XYテーブルが
移動する。
配線の位置情報に基づき、切断すべき配線がレーザビー
ムの照射位置の近傍に位置するように、XYテーブルが
移動する。
【0028】ステップ205では、上位コンピュータか
ら受け取った切断すべき配線の形状に関する情報に基づ
き、切断すべき配線の大きさ(幅)が判断される。この
例では、配線の切断に供されるレーザビームの主光路に
沿ってレボルバ152が設けられており(図4参照)、
このレボルバ152には異なる倍率の複数の対物レンズ
48Cが支持されている。そして、レボルバコントロー
ラ26がレボルバ152を駆動することによって、切断
すべき配線の大きさに応じて選択された対物レンズを介
してレーザビームが切断すべき配線に照射されるように
なっている。
ら受け取った切断すべき配線の形状に関する情報に基づ
き、切断すべき配線の大きさ(幅)が判断される。この
例では、配線の切断に供されるレーザビームの主光路に
沿ってレボルバ152が設けられており(図4参照)、
このレボルバ152には異なる倍率の複数の対物レンズ
48Cが支持されている。そして、レボルバコントロー
ラ26がレボルバ152を駆動することによって、切断
すべき配線の大きさに応じて選択された対物レンズを介
してレーザビームが切断すべき配線に照射されるように
なっている。
【0029】ステップ206では、ステップ205で判
断された切断すべき配線の大きさに応じて適正倍率の対
物レンズが選択され、その対物レンズが主光路上に位置
するようにレボルバ152が駆動される。
断された切断すべき配線の大きさに応じて適正倍率の対
物レンズが選択され、その対物レンズが主光路上に位置
するようにレボルバ152が駆動される。
【0030】この実施例では、対物レンズの倍率に対応
してレーザビームが切断すべき配線の形状に合うように
レーザビームを成形するスリット48Bが主光路上に設
けられている。ステップ207では、対物レンズの倍率
に対応してスリット48BのZ軸座標が設定される。
してレーザビームが切断すべき配線の形状に合うように
レーザビームを成形するスリット48Bが主光路上に設
けられている。ステップ207では、対物レンズの倍率
に対応してスリット48BのZ軸座標が設定される。
【0031】続いてステップ208では、レーザビーム
のビーム幅がステップ203で得られた作業データによ
り算出された切断すべき配線の設計値に合うようにスリ
ット幅が決定される。
のビーム幅がステップ203で得られた作業データによ
り算出された切断すべき配線の設計値に合うようにスリ
ット幅が決定される。
【0032】次いでステップ209では、プリント配線
板1の4隅の予め定められた位置に付された十字マーク
の位置を認識するために、まず何れかの十字マークがカ
メラ装置72の撮像位置に位置するようにXYテーブル
を駆動する。
板1の4隅の予め定められた位置に付された十字マーク
の位置を認識するために、まず何れかの十字マークがカ
メラ装置72の撮像位置に位置するようにXYテーブル
を駆動する。
【0033】そして、ステップ210では、認識された
十字マークの位置と予め定められた位置との間の位置誤
差を算出する。ステップ211では、全ての十字マーク
についてステップ209及び210の動作が完了したか
否かを判断し、完了していない場合にはステップ209
に戻り完了している場合にはステップ212に進む。
十字マークの位置と予め定められた位置との間の位置誤
差を算出する。ステップ211では、全ての十字マーク
についてステップ209及び210の動作が完了したか
否かを判断し、完了していない場合にはステップ209
に戻り完了している場合にはステップ212に進む。
【0034】続いてステップ212では、十字マークの
位置誤差に基づき、予め上位コンピュータから得られて
いる切断すべき配線の位置を補正して、補正された位置
にXYテーブルを移動する。
位置誤差に基づき、予め上位コンピュータから得られて
いる切断すべき配線の位置を補正して、補正された位置
にXYテーブルを移動する。
【0035】ステップ213では、大画面カメラ装置6
8により切断すべき配線の正確な位置を認識し、ステッ
プ214で切断すべき配線の位置をさらに補正する。続
いてステップ215では、後述する方法により切断すべ
き配線の主光路に平行なZ軸上の座標を認識し、ステッ
プ216でZ座標を補正する。
8により切断すべき配線の正確な位置を認識し、ステッ
プ214で切断すべき配線の位置をさらに補正する。続
いてステップ215では、後述する方法により切断すべ
き配線の主光路に平行なZ軸上の座標を認識し、ステッ
プ216でZ座標を補正する。
【0036】ステップ217では同じく後述する方法に
より切断すべき配線の幅を測定し、その測定値に合うよ
うにステップ218でスリット幅を補正する。続いてス
テップ219では、これも後述する方法により切断すべ
き配線の厚みを測定する。ステップ220では、測定さ
れた配線の厚みに従って、レーザビームの照射条件を補
正する。
より切断すべき配線の幅を測定し、その測定値に合うよ
うにステップ218でスリット幅を補正する。続いてス
テップ219では、これも後述する方法により切断すべ
き配線の厚みを測定する。ステップ220では、測定さ
れた配線の厚みに従って、レーザビームの照射条件を補
正する。
【0037】そして、ステップ221で補正された条件
の下に切断すべき配線にレーザビームを照射する。次
に、ステップ223では、パルス数カウンタ36及びエ
ネルギーディテクタ38により、レーザビームの出力レ
ベルとレーザの発振数を確認し、ステップ223でレー
ザの出力レベル及び発振回数が設定値と同じであるか否
かを判断する。
の下に切断すべき配線にレーザビームを照射する。次
に、ステップ223では、パルス数カウンタ36及びエ
ネルギーディテクタ38により、レーザビームの出力レ
ベルとレーザの発振数を確認し、ステップ223でレー
ザの出力レベル及び発振回数が設定値と同じであるか否
かを判断する。
【0038】設定値と異なる場合にはステップ224に
進み非常停止をする。一方、設定値と同じである場合に
は、ステップ225に進み、大画面カメラ装置76によ
り配線の切断部の外観チェックを行う。
進み非常停止をする。一方、設定値と同じである場合に
は、ステップ225に進み、大画面カメラ装置76によ
り配線の切断部の外観チェックを行う。
【0039】続いてステップ226では、切断部に配線
の金属が残留しているか否かを判断し、残留がある場合
にはステップ219に戻りステップ219乃至225の
内容を繰り返す。残留がない場合には、ステップ227
に進み、全ての切断すべき配線について切断作業が終了
したか否かを判定し、終了していない場合にはステップ
212に戻る。終了している場合にはステップ228に
進み、プリント配線板1を配線切断装置からアンロード
し、ステップ229で切断結果を上位コンピュータに伝
送する。
の金属が残留しているか否かを判断し、残留がある場合
にはステップ219に戻りステップ219乃至225の
内容を繰り返す。残留がない場合には、ステップ227
に進み、全ての切断すべき配線について切断作業が終了
したか否かを判定し、終了していない場合にはステップ
212に戻る。終了している場合にはステップ228に
進み、プリント配線板1を配線切断装置からアンロード
し、ステップ229で切断結果を上位コンピュータに伝
送する。
【0040】ステップ215で切断すべき配線のZ座標
を認識しステップ216でZ座標を補正しているのは次
の理由による。即ち、プリント配線板1が比較的大きい
場合、製造技術上の問題からプリント配線板1に反りが
生じることがある。このため、切断すべき配線のZ座標
を光切断法により測定し、対物レンズをZ軸方向に移動
させることで、レーザビームの焦点位置が切断すべき配
線上に正確に位置するようにするのである。
を認識しステップ216でZ座標を補正しているのは次
の理由による。即ち、プリント配線板1が比較的大きい
場合、製造技術上の問題からプリント配線板1に反りが
生じることがある。このため、切断すべき配線のZ座標
を光切断法により測定し、対物レンズをZ軸方向に移動
させることで、レーザビームの焦点位置が切断すべき配
線上に正確に位置するようにするのである。
【0041】また、ステップ217で切断すべき配線の
幅を測定し、ステップ218でスリット48Bの幅を補
正するようにしているのは、製造技術上の問題から配線
幅にばらつきが生じることがあるからである。
幅を測定し、ステップ218でスリット48Bの幅を補
正するようにしているのは、製造技術上の問題から配線
幅にばらつきが生じることがあるからである。
【0042】ところで、プリント配線板の配線は多くの
場合メッキにより形成されるが、メッキによる場合配線
の厚みを精密に一定にすることは困難である。場合によ
っては配線の厚みが数十%程度ばらつくことが知られて
いる。
場合メッキにより形成されるが、メッキによる場合配線
の厚みを精密に一定にすることは困難である。場合によ
っては配線の厚みが数十%程度ばらつくことが知られて
いる。
【0043】このようにばらついた厚みの配線を一定の
レーザの出力条件で切断すると、レーザビームの照射エ
ネルギーが相対的に小さい場合には配線の金属が残留す
るのみで済むが、レーザビームの照射エネルギーが相対
的に大きい場合には、配線下の絶縁体層(例えばポリイ
ミド)を損傷してプリント配線板の絶縁性を損なう危険
がある。
レーザの出力条件で切断すると、レーザビームの照射エ
ネルギーが相対的に小さい場合には配線の金属が残留す
るのみで済むが、レーザビームの照射エネルギーが相対
的に大きい場合には、配線下の絶縁体層(例えばポリイ
ミド)を損傷してプリント配線板の絶縁性を損なう危険
がある。
【0044】そこで、この実施例では、ステップ219
で光切断法により配線の厚みを実際に測定し、ステップ
220でレーザの照射条件を補正するのである。レーザ
の照射条件の設定は、レーザ発振器34の電源の電流
値、レーザ発振器34におけるレーザの発振モード、レ
ーザ発振器34におけるレーザのパルス幅(時間幅)或
いはレーザビームの照射回数により行うことができる。
で光切断法により配線の厚みを実際に測定し、ステップ
220でレーザの照射条件を補正するのである。レーザ
の照射条件の設定は、レーザ発振器34の電源の電流
値、レーザ発振器34におけるレーザの発振モード、レ
ーザ発振器34におけるレーザのパルス幅(時間幅)或
いはレーザビームの照射回数により行うことができる。
【0045】図7は光切断用のカメラ装置(光学手段)
の概略斜視図である。カメラ装置70は、プリント配線
板1の切断すべき配線をその長手方向に光切断するよう
に細長い帯状のプローブ光を出力する投光部70Aと、
切断すべき配線に照射されたプローブ光のイメージを投
光部70Aによる投光角度とは異なる角度から撮像する
撮像部70Bとを含む。
の概略斜視図である。カメラ装置70は、プリント配線
板1の切断すべき配線をその長手方向に光切断するよう
に細長い帯状のプローブ光を出力する投光部70Aと、
切断すべき配線に照射されたプローブ光のイメージを投
光部70Aによる投光角度とは異なる角度から撮像する
撮像部70Bとを含む。
【0046】この実施例では、切断すべき配線がX軸方
向に長い場合とY軸方向に長い場合とを考慮して、投光
部70A及び撮像部70Bを互いに直角関係で2組備え
ている。
向に長い場合とY軸方向に長い場合とを考慮して、投光
部70A及び撮像部70Bを互いに直角関係で2組備え
ている。
【0047】図8は光切断用のカメラ装置の第1実施例
を示す斜視図である。この例では、投光部102Aは、
レーザ光源(半導体レーザ)106と、レーザ光源10
6から放射された光が通過する固定スリット108と、
固定スリット108を通過した光が通過する投影レンズ
112と、投影レンズ112を通過した光を予め定めら
れた時間だけ通過させる光シャッタ(電動シャッタ)1
10とからなる。
を示す斜視図である。この例では、投光部102Aは、
レーザ光源(半導体レーザ)106と、レーザ光源10
6から放射された光が通過する固定スリット108と、
固定スリット108を通過した光が通過する投影レンズ
112と、投影レンズ112を通過した光を予め定めら
れた時間だけ通過させる光シャッタ(電動シャッタ)1
10とからなる。
【0048】また、撮像部102Bは、プリント配線板
1上の切断すべき配線154に対向するように設けられ
プローブ光の波長を包含する通過帯域を有する光学帯域
通過フィルタ102と、フィルタ102を介してプロー
ブ光の照射イメージを撮像するテレビカメラ104と、
テレビカメラ104の撮像面152上にプローブ光のイ
メージを結像するための結像レンズ100とからなる。
1上の切断すべき配線154に対向するように設けられ
プローブ光の波長を包含する通過帯域を有する光学帯域
通過フィルタ102と、フィルタ102を介してプロー
ブ光の照射イメージを撮像するテレビカメラ104と、
テレビカメラ104の撮像面152上にプローブ光のイ
メージを結像するための結像レンズ100とからなる。
【0049】この実施例によると、固定スリット108
を用いて細長い帯状のプローブ光を生成し、このプロー
ブ光の切断すべき配線154に対する照射イメージを撮
像するようにしているので、切断すべき配線154の厚
み及び幅等に応じた画像情報を得ることができる。尚、
得られた画像情報の処理方法については後述する。
を用いて細長い帯状のプローブ光を生成し、このプロー
ブ光の切断すべき配線154に対する照射イメージを撮
像するようにしているので、切断すべき配線154の厚
み及び幅等に応じた画像情報を得ることができる。尚、
得られた画像情報の処理方法については後述する。
【0050】図9は光切断用のカメラ装置の第2実施例
を示す斜視図である。この実施例は、図8の第1実施例
と対比して、撮像部102Bがさらにシリンドリカルレ
ンズ158を有している点で特徴付けられる。シリンド
リカルレンズ158は、テレビカメラ104の撮像面1
56上に結像したイメージにおける切断すべき配線15
4の厚み方向の成分を拡大するように、光学帯域通過フ
ィルタ102と結像レンズ100との間に設けられる。
を示す斜視図である。この実施例は、図8の第1実施例
と対比して、撮像部102Bがさらにシリンドリカルレ
ンズ158を有している点で特徴付けられる。シリンド
リカルレンズ158は、テレビカメラ104の撮像面1
56上に結像したイメージにおける切断すべき配線15
4の厚み方向の成分を拡大するように、光学帯域通過フ
ィルタ102と結像レンズ100との間に設けられる。
【0051】図10は光切断用のカメラ装置の第3実施
例を示す斜視図である。この例では、投光部70Aは、
プローブ光を出力するレーザ光源160と、レーザ光源
160から放射された光を予め定められた時間だけ通過
させる光シャッタ110と、光シャッタ110を通過し
た光が通過するシリンドリカルレンズ162とからな
る。
例を示す斜視図である。この例では、投光部70Aは、
プローブ光を出力するレーザ光源160と、レーザ光源
160から放射された光を予め定められた時間だけ通過
させる光シャッタ110と、光シャッタ110を通過し
た光が通過するシリンドリカルレンズ162とからな
る。
【0052】シリンドリカルレンズ162は、通過する
光を切断すべき配線154の幅方向に拡大するように配
置される。撮像部102Bは図8の第1実施例と同じよ
うに構成される。
光を切断すべき配線154の幅方向に拡大するように配
置される。撮像部102Bは図8の第1実施例と同じよ
うに構成される。
【0053】この実施例によると、シリンドリカルレン
ズ162を用いることで細長い帯状のプローブ光を得る
ことができるので、図8の第1実施例におけるのと同じ
ように切断すべき配線154に関する画像情報を得るこ
とがきる。
ズ162を用いることで細長い帯状のプローブ光を得る
ことができるので、図8の第1実施例におけるのと同じ
ように切断すべき配線154に関する画像情報を得るこ
とがきる。
【0054】図11は光切断用のカメラ装置の第4実施
例を示す斜視図である。この実施例及び次の第5実施例
は、細長い帯状のプローブ光を得るために、光シャッタ
110を通過した光の進行方向を走査する走査手段を備
えている点で特徴付けられる。
例を示す斜視図である。この実施例及び次の第5実施例
は、細長い帯状のプローブ光を得るために、光シャッタ
110を通過した光の進行方向を走査する走査手段を備
えている点で特徴付けられる。
【0055】この実施例では、走査手段は、光シャッタ
110を通過した光を反射させるポリゴンミラー164
と、ポリゴンミラー164を回転させる駆動装置166
と、ポリゴンミラー164で反射した光をさらに反射さ
せてプリント配線板1上の切断すべき配線15に導くた
めの全反射ミラー168とを含む。
110を通過した光を反射させるポリゴンミラー164
と、ポリゴンミラー164を回転させる駆動装置166
と、ポリゴンミラー164で反射した光をさらに反射さ
せてプリント配線板1上の切断すべき配線15に導くた
めの全反射ミラー168とを含む。
【0056】一方、図12に示された光切断用のカメラ
装置の第5実施例においては、走査手段は、光シャッタ
110を通過した光を反射させるガルバノミラー170
と、ガルバノミラー170を予め定められた振幅よりも
大きい振幅で振動させる駆動装置172とを含む。ここ
で、予め定められた振幅は、得られるプローブ光の長さ
が切断すべき配線15の幅よりも十分に大きくなるよう
に設定される。
装置の第5実施例においては、走査手段は、光シャッタ
110を通過した光を反射させるガルバノミラー170
と、ガルバノミラー170を予め定められた振幅よりも
大きい振幅で振動させる駆動装置172とを含む。ここ
で、予め定められた振幅は、得られるプローブ光の長さ
が切断すべき配線15の幅よりも十分に大きくなるよう
に設定される。
【0057】この実施例では、切断すべき配線の形状パ
ラメータ(幅及び厚み等)とZ座標とを測定するため
に、撮像部102Bで撮像されたイメージを記憶する二
次元画像メモリと、イメージの切断すべき配線の厚み方
向がy軸に一致するようにイメージの回転角を調整する
角度補正手段とを備えている。ここで、y軸は二次元画
像メモリにおける直交2軸(x軸及びy軸)のうちの一
方である。
ラメータ(幅及び厚み等)とZ座標とを測定するため
に、撮像部102Bで撮像されたイメージを記憶する二
次元画像メモリと、イメージの切断すべき配線の厚み方
向がy軸に一致するようにイメージの回転角を調整する
角度補正手段とを備えている。ここで、y軸は二次元画
像メモリにおける直交2軸(x軸及びy軸)のうちの一
方である。
【0058】図13は二次元画像メモリの記憶情報の例
を示す図である。上述の角度補正は、二次元画像メモリ
の記憶情報をイメージに対応する「1」及びそれ以外の
「0」に2値化し、イメージの回転角のステップ毎にy
軸の方向における「1」の出現度数の分布を得、出現度
数の最大値を与えるイメージの回転角となるように基準
角度を設定することによりなされる。
を示す図である。上述の角度補正は、二次元画像メモリ
の記憶情報をイメージに対応する「1」及びそれ以外の
「0」に2値化し、イメージの回転角のステップ毎にy
軸の方向における「1」の出現度数の分布を得、出現度
数の最大値を与えるイメージの回転角となるように基準
角度を設定することによりなされる。
【0059】図13において湾曲矢印178はイメージ
の回転範囲を表し、矢印180は投影範囲を表す。イメ
ージの回転角のステップは回転範囲内で設定され、y軸
方向における「1」の出現度数の分布は投影範囲180
内で得られる。
の回転範囲を表し、矢印180は投影範囲を表す。イメ
ージの回転角のステップは回転範囲内で設定され、y軸
方向における「1」の出現度数の分布は投影範囲180
内で得られる。
【0060】角度補正の具体例を図14及び図15のフ
ローチャートにより説明する。まず、ステップ301で
ピークメモリをクリアし、ステップ302で2値フラグ
をクリアし、ステップ303で光シャッタ110をオン
にする。
ローチャートにより説明する。まず、ステップ301で
ピークメモリをクリアし、ステップ302で2値フラグ
をクリアし、ステップ303で光シャッタ110をオン
にする。
【0061】続いてステップ304で画像入力トリガを
オンにし、ステップ305で画像入力をアナログ/デジ
タル変換した後、ステップ306で画像メモリに転送す
る。ステップ307では2値フラグがオンであるか否か
が判断され、オンである場合にはステップ310にジャ
ンプし2値化処理を行う。2値フラグがオフである場合
には、ステップ308でヒストグラム処理を行った後、
ステップ309でスライスレベルの算出を行い、ステッ
プ310に進む。
オンにし、ステップ305で画像入力をアナログ/デジ
タル変換した後、ステップ306で画像メモリに転送す
る。ステップ307では2値フラグがオンであるか否か
が判断され、オンである場合にはステップ310にジャ
ンプし2値化処理を行う。2値フラグがオフである場合
には、ステップ308でヒストグラム処理を行った後、
ステップ309でスライスレベルの算出を行い、ステッ
プ310に進む。
【0062】続いてステップ311では2値フラグをオ
ンにし、ステップ312でy軸上の投影分布(「1」の
出現度数の分布)を算出する。ステップ313ではピー
ク値(出現度数の最大値)を算出する。そして、ステッ
プ314でピーク値が前回のピーク値よりも大きいか否
かが判断され、ピーク値が前回のピークよりも小さい場
合にはステップ317にジャンプする。
ンにし、ステップ312でy軸上の投影分布(「1」の
出現度数の分布)を算出する。ステップ313ではピー
ク値(出現度数の最大値)を算出する。そして、ステッ
プ314でピーク値が前回のピーク値よりも大きいか否
かが判断され、ピーク値が前回のピークよりも小さい場
合にはステップ317にジャンプする。
【0063】ピーク値が前回のピーク値よりも大きい場
合にはステップ315に進み、ピーク値をメモリにセー
ブした後、ステップ316で2値画像をセーブする。ス
テップ317では全ての角度ステップで画像入力が完了
したか否かが判断され、完了していない場合にはステッ
プ318に進み角度ステップを変更した後ステップ30
4に戻る。ステップ317で画像入力が完了したと判断
された場合には、ステップ319に進みセーブされた2
値画像を画像メモリに転送する。その後ステップ320
で次の処理に移行しこのフローを終了する。図16は角
度ステップ毎の投影分布の例を示す図である。(A)は
+3°に対応し、この分布は図13において回転範囲の
反時計回り方向の限界角度で得られるものである。
合にはステップ315に進み、ピーク値をメモリにセー
ブした後、ステップ316で2値画像をセーブする。ス
テップ317では全ての角度ステップで画像入力が完了
したか否かが判断され、完了していない場合にはステッ
プ318に進み角度ステップを変更した後ステップ30
4に戻る。ステップ317で画像入力が完了したと判断
された場合には、ステップ319に進みセーブされた2
値画像を画像メモリに転送する。その後ステップ320
で次の処理に移行しこのフローを終了する。図16は角
度ステップ毎の投影分布の例を示す図である。(A)は
+3°に対応し、この分布は図13において回転範囲の
反時計回り方向の限界角度で得られるものである。
【0064】(B),(C)及び(D)はそれぞれ+1
°,0°及び−1°に対応している。これらのうち
(A)の+3°で「1」の度数のピーク値が最大になっ
ているので、+3°を基準角度とする。
°,0°及び−1°に対応している。これらのうち
(A)の+3°で「1」の度数のピーク値が最大になっ
ているので、+3°を基準角度とする。
【0065】基準角度の設定は、二次元座標メモリにお
ける回転座標変換により、プリント配線板の傾斜角を変
化させることにより、或いは撮像部102Bをその光軸
に対して回転させることによりなされる。
ける回転座標変換により、プリント配線板の傾斜角を変
化させることにより、或いは撮像部102Bをその光軸
に対して回転させることによりなされる。
【0066】続いて、角度補正された二次元座標メモリ
の記憶情報に基づく切断すべき配線の幅及び厚みの算出
方法について説明する。切断すべき配線の幅について
は、角度補正された記憶情報においてx軸方向のイメー
ジの幅から直接得ることができる。一方、切断すべき配
線の厚みを算出するには幾つかの方法がある。これを順
に説明する。
の記憶情報に基づく切断すべき配線の幅及び厚みの算出
方法について説明する。切断すべき配線の幅について
は、角度補正された記憶情報においてx軸方向のイメー
ジの幅から直接得ることができる。一方、切断すべき配
線の厚みを算出するには幾つかの方法がある。これを順
に説明する。
【0067】図17は厚み測定の第1実施例を示す図で
あり、図18は図17の測定法のフローチャートであ
る。まず、ステップ401では、二次元画像メモリの記
憶情報をイメージに対応する「1」及びそれ以外の
「0」に2値化し、y軸の方向における「1」の出現度
数の分布(y軸投影分布)を得る。この投影分布は図1
7に符号182で示されている。尚、この実施例では既
に角度補正がなされているものとする。
あり、図18は図17の測定法のフローチャートであ
る。まず、ステップ401では、二次元画像メモリの記
憶情報をイメージに対応する「1」及びそれ以外の
「0」に2値化し、y軸の方向における「1」の出現度
数の分布(y軸投影分布)を得る。この投影分布は図1
7に符号182で示されている。尚、この実施例では既
に角度補正がなされているものとする。
【0068】次いでステップ402では、得られた投影
分布から予め定められた度数を減算して互いに独立した
第1分布184及び第2分布186を得る。続いてステ
ップ403では、第1分布184の両端のy座標y1 及
びy2 と第2分布186の両端のy座標y3 及びy4 を
サーチする。
分布から予め定められた度数を減算して互いに独立した
第1分布184及び第2分布186を得る。続いてステ
ップ403では、第1分布184の両端のy座標y1 及
びy2 と第2分布186の両端のy座標y3 及びy4 を
サーチする。
【0069】ステップ404では、各y座標を用いて次
式により切断すべき配線の高さ(Z座標)を算出する。 Z=(y3 +y4 )/2−y0 ここでy0 は基準高さである。
式により切断すべき配線の高さ(Z座標)を算出する。 Z=(y3 +y4 )/2−y0 ここでy0 は基準高さである。
【0070】そしてステップ405では各y座標を用い
て次式により切断すべき配線の厚みTを算出する。 T={(y3 +y4 )−(y1 +y2 )}/2 図19は厚み測定の第2実施例を示す図であり、図20
は図19の測定法のフローチャートである。
て次式により切断すべき配線の厚みTを算出する。 T={(y3 +y4 )−(y1 +y2 )}/2 図19は厚み測定の第2実施例を示す図であり、図20
は図19の測定法のフローチャートである。
【0071】ステップ501ではy軸投影分布188を
得、ステップ502では得られた分布から予め定められ
た度数を減算して互いに独立した第1分布190及び第
2分布192を得る。
得、ステップ502では得られた分布から予め定められ
た度数を減算して互いに独立した第1分布190及び第
2分布192を得る。
【0072】ステップ503では、第1分布190の面
積S1 と第2分布192の面積S2を算出する。ステッ
プ504では、第1分布190の面積S1 を2等分する
y座標y1 と第2分布192の面積S2 を2等分するy
座標y2 を算出する。
積S1 と第2分布192の面積S2を算出する。ステッ
プ504では、第1分布190の面積S1 を2等分する
y座標y1 と第2分布192の面積S2 を2等分するy
座標y2 を算出する。
【0073】ステップ505では、各y座標を用いて次
式により切断すべき配線の高さ(Z座標)を算出する。 Z=y2 −y0 続いてステップ506では各y座標を用いて次式により
切断すべき配線の厚みTを算出する。
式により切断すべき配線の高さ(Z座標)を算出する。 Z=y2 −y0 続いてステップ506では各y座標を用いて次式により
切断すべき配線の厚みTを算出する。
【0074】T=y2 −y1 図21は厚み測定の第3実施例を示す図であり、図22
は図21の測定法のフローチャートである。
は図21の測定法のフローチャートである。
【0075】ステップ601ではy軸投影分布194を
得、ステップ602では得られた分布から予め定められ
た度数を減算して互いに独立した第1分布196及び第
2分布198を算出する。
得、ステップ602では得られた分布から予め定められ
た度数を減算して互いに独立した第1分布196及び第
2分布198を算出する。
【0076】続いてステップ603では第1分布196
を正規分布242に近似し、第2分布198を正規分布
244に近似する。ステップ604では、正規分布24
2におけるy座標の算術平均値y1 を算出し、正規分布
244におけるy座標の算術平均値y2 を算出する。
を正規分布242に近似し、第2分布198を正規分布
244に近似する。ステップ604では、正規分布24
2におけるy座標の算術平均値y1 を算出し、正規分布
244におけるy座標の算術平均値y2 を算出する。
【0077】ステップ605では各平均値を用いて切断
すべき配線の高さ(Z座標)を次式により算出する。 Z=y2 −y0 ステップ606では各平均値を用いて次式により切断す
べき配線の厚みTを算出する。
すべき配線の高さ(Z座標)を次式により算出する。 Z=y2 −y0 ステップ606では各平均値を用いて次式により切断す
べき配線の厚みTを算出する。
【0078】T=y2 −y1 図23は厚み測定の第4実施例を示す図であり、図24
は図23の測定法のフローチャートである。
は図23の測定法のフローチャートである。
【0079】ステップ701ではy軸投影分布246を
得る。ステップ702ではカウンタの値をm=1に初期
設定する。ステップ703では得られた分布を任意のy
座標lm で分割して、y軸上でl m よりも小の領域にあ
る第1分布248とlm よりも大の領域にある第2分布
250とを得る。ここで、mは1と自然数nとの間の自
然数である。
得る。ステップ702ではカウンタの値をm=1に初期
設定する。ステップ703では得られた分布を任意のy
座標lm で分割して、y軸上でl m よりも小の領域にあ
る第1分布248とlm よりも大の領域にある第2分布
250とを得る。ここで、mは1と自然数nとの間の自
然数である。
【0080】ステップ704では、第1分布248を正
規分布252に近似したときのその算術平均値y1-m を
算出する。ステップ705では第2分布250を正規分
布254に近似したときのその算術平均値y2-m を算出
する。
規分布252に近似したときのその算術平均値y1-m を
算出する。ステップ705では第2分布250を正規分
布254に近似したときのその算術平均値y2-m を算出
する。
【0081】ステップ706では次式で定義される各平
均値の差am を算出する。 am =y2-m −y1-m ステップ707では平均値の差am が前回の値よりも大
きいか否かを判断し、大きい場合にはステップ708で
各平均値y1-m 及びy2-m 並びに平均値の差a m の値を
セーブする。
均値の差am を算出する。 am =y2-m −y1-m ステップ707では平均値の差am が前回の値よりも大
きいか否かを判断し、大きい場合にはステップ708で
各平均値y1-m 及びy2-m 並びに平均値の差a m の値を
セーブする。
【0082】ステップ707で平均値の差am が前回の
値よりも大きくないと判断された場合には、そのままス
テップ709に進む。ステップ709ではmがn以上に
なったか否かを判断し、なっていない場合にはステップ
710に進みカウンタ値mをインクリメントしてステッ
プ703に戻る。
値よりも大きくないと判断された場合には、そのままス
テップ709に進む。ステップ709ではmがn以上に
なったか否かを判断し、なっていない場合にはステップ
710に進みカウンタ値mをインクリメントしてステッ
プ703に戻る。
【0083】ステップ709でmがn以上になった場合
にはステップ711に進み、切断すべき配線の高さ(Z
座標)を次式により算出する。 Z=y2-m −y0 続いてステップ712では切断すべき配線の厚みTを次
式により算出する。
にはステップ711に進み、切断すべき配線の高さ(Z
座標)を次式により算出する。 Z=y2-m −y0 続いてステップ712では切断すべき配線の厚みTを次
式により算出する。
【0084】T=y2-m −y1-m 図25は厚み測定の第5実施例を示す図であり、図26
は図25の測定法のフローチャートである。
は図25の測定法のフローチャートである。
【0085】ステップ801ではy軸投影分布256を
得、ステップ802ではカウンタ値をm=1に初期設定
する。ステップ803では得られた分布を任意のy座標
lm で分割して、y軸上でl m よりも小の領域にある第
1分布258とlm よりも大の領域にある第2分布26
0とを得る。
得、ステップ802ではカウンタ値をm=1に初期設定
する。ステップ803では得られた分布を任意のy座標
lm で分割して、y軸上でl m よりも小の領域にある第
1分布258とlm よりも大の領域にある第2分布26
0とを得る。
【0086】ステップ804では第1分布258を正規
分布262に近似したときのその標準偏差σ1-m を算出
する。ステップ805では正規分布262の算術平均値
y1-m を算出する。
分布262に近似したときのその標準偏差σ1-m を算出
する。ステップ805では正規分布262の算術平均値
y1-m を算出する。
【0087】ステップ806では第2分布260を正規
分布264に近似したときのその標準偏差σ2-m を算出
し、ステップ807では正規分布264の算術平均値y
2-mを算出する。
分布264に近似したときのその標準偏差σ2-m を算出
し、ステップ807では正規分布264の算術平均値y
2-mを算出する。
【0088】ステップ808では次式で定義される標準
偏差の和bm を算出する。 bm =σ1-m +σ2-m 続いてステップ809では、標準偏差の和bm が前回の
値より小さいか否かを判断し、小さい場合には標準偏差
の和bm 並びに各標準偏差y1-m 及びy2-m の値をセー
ブしてステップ811に進む。
偏差の和bm を算出する。 bm =σ1-m +σ2-m 続いてステップ809では、標準偏差の和bm が前回の
値より小さいか否かを判断し、小さい場合には標準偏差
の和bm 並びに各標準偏差y1-m 及びy2-m の値をセー
ブしてステップ811に進む。
【0089】ステップ809で標準偏差の和bm が前回
の値より小さくないと判断された場合には、そのままス
テップ811に進む。ステップ811ではmがn以上で
あるか判断され、mがnに満たない場合にはステップ8
12に進みカウンタ値mをインクリメントした後ステッ
プ803に戻る。
の値より小さくないと判断された場合には、そのままス
テップ811に進む。ステップ811ではmがn以上で
あるか判断され、mがnに満たない場合にはステップ8
12に進みカウンタ値mをインクリメントした後ステッ
プ803に戻る。
【0090】ステップ811でmがn以上であると判断
された場合には、ステップ813に進み切断すべき配線
の高さ(Z座標)を次式により算出する。 Z=y2-m −y0 続いてステップ814では切断すべき配線の厚みTを次
式により算出する。
された場合には、ステップ813に進み切断すべき配線
の高さ(Z座標)を次式により算出する。 Z=y2-m −y0 続いてステップ814では切断すべき配線の厚みTを次
式により算出する。
【0091】T=y2-m −y1-m 図27は厚み測定の第6実施例を示す図であり、図28
は図27の測定法のフローチャートである。
は図27の測定法のフローチャートである。
【0092】ステップ901ではy軸投影分布266を
得、ステップ902ではカウンタ値をm=1に初期設定
する。ステップ903では得られた分布を任意のy座標
lm で分割して、y軸上でl m よりも小の領域にある第
1分布268とlm よりも大の領域にある第2分布27
0とを得る。
得、ステップ902ではカウンタ値をm=1に初期設定
する。ステップ903では得られた分布を任意のy座標
lm で分割して、y軸上でl m よりも小の領域にある第
1分布268とlm よりも大の領域にある第2分布27
0とを得る。
【0093】ステップ904では第1分布268を正規
分布272に近似したときのその算術平均値y1-m を算
出し、ステップ905では第2分布270を正規分布2
74に近似したときのその算術平均値y2-m を算出す
る。
分布272に近似したときのその算術平均値y1-m を算
出し、ステップ905では第2分布270を正規分布2
74に近似したときのその算術平均値y2-m を算出す
る。
【0094】続いてステップ906では正規分布272
及び274が重なる部分276の面積cm を算出する。
ステップ907では面積cm が前回の値よりも小さいか
否かを判断し、小さい場合にはステップ908に進み面
積cm 並びに算術平均値y1-m 及びy2-m の値をセーブ
した後ステップ909に進む。
及び274が重なる部分276の面積cm を算出する。
ステップ907では面積cm が前回の値よりも小さいか
否かを判断し、小さい場合にはステップ908に進み面
積cm 並びに算術平均値y1-m 及びy2-m の値をセーブ
した後ステップ909に進む。
【0095】ステップ907で面積cm が前回の値より
も小さくないと判断された場合には、ステップ909に
進む。ステップ909ではmがn以上であるか否かが判
断され、mがnに満たない場合にはステップ910に進
みカウンタ値mをインクリメントした後ステップ903
に戻る。ステップ909でmがn以上であると判断され
た場合にはステップ911に進み切断すべき配線の高さ
(Z座標)が次式によって算出される。
も小さくないと判断された場合には、ステップ909に
進む。ステップ909ではmがn以上であるか否かが判
断され、mがnに満たない場合にはステップ910に進
みカウンタ値mをインクリメントした後ステップ903
に戻る。ステップ909でmがn以上であると判断され
た場合にはステップ911に進み切断すべき配線の高さ
(Z座標)が次式によって算出される。
【0096】Z=y2-m −y0 続いてステップ912では切断すべき配線の厚みTが次
式によって算出される。
式によって算出される。
【0097】T=y2-m −y1-m このように本実施例によると、光切断法を用いて切断す
べき配線の形状パラメータ及びZ座標を測定するように
しているので、その測定値に基づいてレーザビームのビ
ームパラメータを制御することによって絶縁層を損傷す
ることなく良好に配線の切断を行うことができるように
なる。
べき配線の形状パラメータ及びZ座標を測定するように
しているので、その測定値に基づいてレーザビームのビ
ームパラメータを制御することによって絶縁層を損傷す
ることなく良好に配線の切断を行うことができるように
なる。
【0098】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると自
動化に適したプリント配線板の配線の切断装置の提供が
可能になるという効果を奏する。
動化に適したプリント配線板の配線の切断装置の提供が
可能になるという効果を奏する。
【図1】配線切断装置の破断斜視図である。
【図2】配線切断装置のブロック図である。
【図3】画像処理装置のブロック図である。
【図4】レーザ光学鏡筒の構成図である。
【図5】配線切断装置の動作の概要を示すフローチャー
ト(その1)である。
ト(その1)である。
【図6】配線切断装置の動作の概要を示すフローチャー
ト(その2)である。
ト(その2)である。
【図7】光切断用のカメラ装置の概略斜視図である。
【図8】光切断用のカメラ装置の第1実施例図である。
【図9】光切断用のカメラ装置の第2実施例図である。
【図10】光切断用のカメラ装置の第3実施例図であ
る。
る。
【図11】光切断用のカメラ装置の第4実施例図であ
る。
る。
【図12】光切断用のカメラ装置の第5実施例図であ
る。
る。
【図13】二次元画像メモリの記憶情報の例を示す図で
ある。
ある。
【図14】角度補正のフローチャート(その1)であ
る。
る。
【図15】角度補正のフローチャート(その2)であ
る。
る。
【図16】角度ステップ毎の投影分布の例を示す図であ
る。
る。
【図17】厚み測定の第1実施例図である。
【図18】図17の測定法のフローチャートである。
【図19】厚み測定の第2実施例図である。
【図20】図19の測定法のフローチャートである。
【図21】厚み測定の第3実施例図である。
【図22】図21の測定法のフローチャートである。
【図23】厚み測定の第4実施例図である。
【図24】図23の測定法のフローチャートである。
【図25】厚み測定の第5実施例図である。
【図26】図25の測定法のフローチャートである。
【図27】厚み測定の第6実施例図である。
【図28】図27の測定法のフローチャートである。
2 自動配線切断装置 34 レーザ発振器 48B スリット 48C 対物レンズ 70 光切断用のカメラ装置 70A 投光部 70B 撮像部
Claims (35)
- 【請求項1】 プリント配線板(1) の配線をレーザビー
ムにより切断する装置であって、 集束光学系を含む主光路に沿って上記レーザビームを出
力するレーザ発振器(34)と、 上記主光路に対して上記プリント配線板(1) がほぼ垂直
になるように該プリント配線板を保持するとともに、該
プリント配線板の三次元座標を変化させる多軸位置決め
手段と、 上位コンピュータから供給された位置情報に基づいて、
切断すべき配線(154)に上記レーザビームが照射される
ように、上記三次元座標のうち上記主光路に垂直な二次
元座標を調整するXY軸調整手段(18)と、 上記切断すべき配線の形状パラメータを光学的に測定す
る光学手段(70)と、 該光学手段により測定された上記形状パラメータに基づ
いて、上記切断すべき配線が最も適切に切断されるよう
に上記レーザビームのビームパラメータを制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする配線の切断装置。 - 【請求項2】 上記形状パラメータは上記切断すべき配
線の幅及び厚みを含み、 上記光学手段(70)は光切断法により上記形状パラメータ
を測定することを特徴とする請求項1に記載の配線の切
断装置。 - 【請求項3】 上記光学手段(70)は、上記切断すべき配
線をその長手方向に光切断するように細長い帯状のプロ
ーブ光を出力する投光手段(70A) と、 上記切断すべき配線に照射された上記プローブ光のイメ
ージを上記投光手段(70A) による投光角度とは異なる角
度から撮像する撮像手段(70B) とを含むことを特徴とす
る請求項2に記載の配線の切断装置。 - 【請求項4】 上記投光手段(70A) は、 レーザ光源(106) と、 該レーザ光源から放射された光が通過するスリット(10
8) と、 該スリットを通過した光が通過する投影レンズ(112)
と、 該投影レンズを通過した光を予め定められた時間だけ通
過させる光シャッタ(110) とを含むことを特徴とする請
求項3に記載の配線の切断装置。 - 【請求項5】 上記投光手段(70A) は、 レーザ光源(160) と、 該レーザ光源から放射された光を予め定められた時間だ
け通過させる光シャッタ(110) と、 該光シャッタを通過した光が通過するシリンドリカルレ
ンズ(162) とを含み、 該シリンドリカルレンズは通過する光を上記切断すべき
配線の幅方向にのみ拡大して上記プローブ光を生成する
ことを特徴とする請求項3に記載の配線の切断装置。 - 【請求項6】 上記投光手段(70A) は、 レーザ光源(160) と、 該レーザ光源から放射された光を予め定められた時間だ
け通過させる光シャッタ(110) と、 該光シャッタを通過した光の進行方向を走査する走査手
段とを含み、 該走査手段からの光が上記プローブ光として上記切断す
べき配線に照射されることを特徴とする請求項3に記載
の配線の切断装置。 - 【請求項7】 上記走査手段は、 上記光シャッタ(110) を通過した光を反射させるポリゴ
ンミラー(164) と、 該ポリゴンミラーを回転させる手段(166) と、 該ポリゴンミラーで反射した光をさらに反射させる全反
射ミラー(168) とを含むことを特徴とする請求項6に記
載の配線の切断装置。 - 【請求項8】 上記走査手段は、 上記光シャッタ(110) を通過した光を反射させるガルバ
ノミラー(170) と、 該ガルバノミラーを予め定められた振幅よりも大きい振
幅で振動させる手段(172) とを含むことを特徴とする請
求項6に記載の配線の切断装置。 - 【請求項9】 上記撮像手段(70B) は、 上記切断すべき配線に対向するように設けられ、上記プ
ローブ光の波長を包含する通過帯域を有する光学帯域通
過フィルタ(102) と、 該光学帯域通過フィルタを介して上記イメージを撮像す
るテレビカメラ(104)と、 該テレビカメラの撮像面(156) 上に上記イメージを結像
するための結像レンズ(100) とを含むことを特徴とする
請求項3に記載の配線の切断装置。 - 【請求項10】 上記撮像手段(70B) は、 上記光学帯域通過フィルタ(102) と上記結像レンズ(10
0) の間に設けられ上記イメージにおける上記切断すべ
き配線の厚み方向の成分を拡大するシリンドリカルレン
ズ(158) をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載
の配線の切断装置。 - 【請求項11】 上記光学手段(70)は上記投光手段(70
A) 及び上記撮像手段(70B) を複数対含むことを特徴と
する請求項3に記載の配線の切断装置。 - 【請求項12】 上記撮像手段(70B) により撮像された
上記イメージを記憶する二次元画像メモリと、 該二次元画像メモリにおける直交二軸をx軸及びy軸と
するときに、上記イメージにおける上記切断すべき配線
の厚み方向が上記y軸に一致するように上記イメージの
回転角を調整する角度補正手段とをさらに備えたことを
特徴とする請求項3に記載の配線の切断装置。 - 【請求項13】 上記角度補正手段は、 上記二次元画像メモリの記憶情報を上記イメージに対応
する「1」及びそれ以外の「0」に2値化する手段と、 上記イメージの回転角のステップ毎に、上記y軸の方向
における「1」の出現度数の分布を得る手段と、 上記出現度数の最大値を与える上記イメージの回転角と
なるように基準角度を設定する手段とを含むことを特徴
とする請求項12に記載の配線の切断装置。 - 【請求項14】 上記基準角度の設定は、上記二次元画
像メモリにおける回転座標変換によりなされることを特
徴とする請求項13に記載の配線の切断装置。 - 【請求項15】 上記基準角度の設定は、上記プリント
配線板の傾斜角を変化させることによりなされることを
特徴とする請求項13に記載の配線の切断装置。 - 【請求項16】 上記基準角度の設定は、上記撮像手段
(70B) をその光軸に対して回転させることによりなされ
ることを特徴とする請求項13に記載の配線の切断装
置。 - 【請求項17】 上記二次元画像メモリの記憶情報に基
づき上記切断すべき配線の幅及び厚みをそれぞれ算出す
る幅算出手段及び厚み算出手段をさらに備えたことを特
徴とする請求項12に記載の配線の切断装置。 - 【請求項18】 上記厚み算出手段は、 上記二次元画像メモリの記憶情報を上記イメージに対応
する「1」及びそれ以外の「0」に2値化する手段と、 上記y軸の方向における「1」の出現度数の分布(182)
を得る手段と、 得られた分布から予め定められた度数を減算して互いに
独立した第1及び第2分布(184,186) を得る手段と、 該第1分布(184) の両端のy座標をy1 及びy2 とし、
該第2分布(186) の両端のy座標をy3 及びy4 とする
ときに、上記切断すべき配線の厚みTを、式 T={(y3 +y4 )−(y1 +y2 )}/2 で算出する手段とを含むことを特徴とする請求項17に
記載の配線の切断装置。 - 【請求項19】 上記厚み算出手段は、上記二次元画像
メモリの記憶情報を上記イメージに対応する「1」及び
それ以外の「0」に2値化する手段と、 上記y軸の方向における「1」の出現度数の分布(188)
を得る手段と、 得られた分布から予め定められた度数を減算して互いに
独立した第1及び第2分布(190,192) を得る手段と、 上記第1分布(190) の面積を2等分するy座標をy1 と
し、上記第2分布(192) の面積を2等分するy座標をy
2 とするときに、上記切断すべき配線の厚みTを、式 T=y2 −y1 で算出する手段とを含むことを特徴とする請求項17に
記載の配線の切断装置。 - 【請求項20】 上記厚み算出手段は、 上記二次元画像メモリの記憶情報を上記イメージに対応
する「1」及びそれ以外の「0」に2値化する手段と、 上記y軸の方向における「1」の出現度数の分布(194)
を得る手段と、 得られた分布から予め定められた度数を減算して互いに
独立した第1及び第2分布(196,198) を得る手段と、 該第1分布(196) を正規分布(242) に近似したときのそ
の算術平均値をy1 とし、該第2分布(198) を正規分布
(244) に近似したときのその算術平均値をy2とすると
きに、上記切断すべき配線の厚みTを、式 T=y2 −y1 で算出する手段とを含むことを特徴とする請求項17に
記載の配線の切断装置。 - 【請求項21】 上記厚み算出手段は、 上記二次元画像メモリの記憶情報を上記イメージに対応
する「1」及びそれ以外の「0」に2値化する手段と、 上記y軸の方向における「1」の出現度数の分布を得る
手段(246) と、 得られた分布を任意のy座標lm で分割して、y軸上で
lm よりも小の領域にある第1分布(248) とlm よりも
大の領域にある第2分布(250) とを得る手段と、 該第1分布(248) を正規分布(252) に近似したときのそ
の算術平均値y1-m を算出する手段と、 該第2分布(250) を正規分布(254) に近似したときのそ
の算術平均値y2-m を算出する手段と、 am =y2-m −y1-m で定義される平均値の差を算出す
る手段と、 該平均値の差am が最大になるときの上記平均値y1-m
及びy2-m をそれぞれy1 及びy2 とするときに、上記
切断すべき配線の厚みTを、式 T=y2 −y1 で算出する手段とを含むことを特徴とする請求項17に
記載の配線の切断装置。 - 【請求項22】 上記厚み算出手段は、 上記二次元画像メモリの記憶情報を上記イメージに対応
する「1」及びそれ以外の「0」に2値化する手段と、 上記y軸の方向における「1」の出現度数の分布(256)
を得る手段と、 得られた分布を任意のy座標lm で分割して、y軸上で
lm よりも小の領域にある第1分布(258) とlm よりも
大の領域にある第2分布(260) とを得る手段と、 該第1分布(258) を正規分布(262) に近似したときのそ
の算術平均値y1-m 及び標準偏差σ1-m を算出する手段
と、 該第2分布(260) を正規分布(264) に近似したときのそ
の算術平均値y2-m 及び標準偏差σ2-m を算出する手段
と、 bm =σ1-m +σ2-m で定義される標準偏差の和を算出
する手段と、 該標準偏差の和bm が最小になるときの上記平均値y
1-m 及びy2-m をそれぞれy1 及びy2 とするときに、
上記切断すべき配線の厚みTを、式 T=y2 −y1 で算出する手段とを含むことを特徴とする請求項17に
記載の配線の切断装置。 - 【請求項23】 上記厚み算出手段は、 上記二次元画像メモリの記憶情報を上記イメージに対応
する「1」及びそれ以外の「0」に2値化する手段と、 上記y軸の方向における「1」の出現度数の分布(266)
を得る手段と、 得られた分布を任意のy座標lm で分割して、y軸上で
lm よりも小の領域にある第1分布(268) とlm よりも
大の領域にある第2分布(270) とを得る手段と、 該第1分布(268) を第1の正規分布(272) に近似したと
きのその算術平均値y 1-m を算出する手段と、 該第2分布(270) を第2の正規分布(274) に近似したと
きのその算術平均値y 2-m を算出する手段と、 上記第1及び第2の正規分布(272,274) の重なる部分(2
76) の面積cm を算出する手段と、 該面積cm が最小になるときの上記平均値y1-m 及びy
2-m をそれぞれy1 及びy2 とするときに、上記切断す
べき配線の厚みTを、式 T=y2 −y1 で算出する手段とを含むことを特徴とする請求項17に
記載の配線の切断装置。 - 【請求項24】 上記制御手段は、上記切断すべき配線
の厚みの測定値に従って上記レーザ発振器(34)の電源の
電流値を変化させることを特徴とする請求項2に記載の
配線の切断装置。 - 【請求項25】 上記制御手段は、上記切断すべき配線
の厚みの測定値に従って上記レーザ発振器(34)における
レーザの発振モードを変化させることを特徴とする請求
項2に記載の配線の切断装置。 - 【請求項26】 上記制御手段は、上記切断すべき配線
の厚みの測定値に従って上記レーザ発振器(34)における
レーザのパルス幅を変化させることを特徴とする請求項
2に記載の配線の切断装置。 - 【請求項27】 上記レーザ発振器(34)は、複数回に分
けて上記レーザビームを出力し、 上記制御手段は、上記切断すべき配線の厚みの測定値に
従って上記レーザ発振器における上記レーザビームの出
力回数を変化させることを特徴とする請求項2に記載の
配線の切断装置。 - 【請求項28】 上記レーザビームを1回出力する毎に
上記切断すべき配線の残留状態を確認する手段をさらに
備え、 上記切断すべき配線が消滅した時点で上記レーザビーム
の出力を中止することを特徴とする請求項27に記載の
配線の切断装置。 - 【請求項29】 上記主光路上に設けられ、上記レーザ
ビームのビーム形状を変化させるスリット幅可変型のス
リット(48B) をさらに備え、 上記制御手段は、上記切断すべき配線の幅の測定値に従
って上記スリット(48B) のスリット幅を変化させること
を特徴とする請求項2に記載の配線の切断装置。 - 【請求項30】 上記プリント配線板には予め定められ
た位置に予め定められた形状のマークが付されており、 該マークを認識する手段と、 該認識されたマークに基づいて上記XY軸調整手段によ
り調整された上記二次元座標を補正する補正手段とをさ
らに備えたことを特徴とする請求項1に記載の配線の切
断装置。 - 【請求項31】 上記補正手段は、 上記主光路上に設けられた第1及び第2のハーフミラー
(94,82) と、 該第1のハーフミラー(94)を介して上記切断すべき配線
を照明する光源(90)と、 該第2のハーフミラー(82)を介して上記切断すべき配線
の画像を得る撮像手段(76)とを含むことを特徴とする請
求項30に記載の配線の切断装置。 - 【請求項32】 上記撮像手段(76)により得られた上記
画像により、さらに、上記レーザ発振器(34)が上記レー
ザビームを出力した後における上記切断すべき配線の残
留状態が確認されることを特徴とする請求項31に記載
の配線の切断装置。 - 【請求項33】 上記切断すべき配線が残留していると
きに、上記レーザ発振器(34)がさらに比較的弱いレーザ
ビームを出力することを特徴とする請求項32に記載の
配線の切断装置。 - 【請求項34】 上記主光路に沿って設けられたレボル
バ(152) と、 該レボルバに支持された異なる倍率の複数のレンズとを
さらに備え、 上記切断すべき配線の大きさに応じて選択されたレンズ
を介して上記レーザビームが上記切断すべき配線に照射
されることを特徴とする請求項1に記載の配線の切断装
置。 - 【請求項35】 上記光学手段は、さらに、上記切断す
べき配線の上記主光路と平行な一次元座標を測定し、 該切断すべき配線が上記レーザビームの焦点に位置する
ように該切断すべき配線の一次元座標を調整するZ軸調
整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載
の配線の切断装置。
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