JPH11267868A - レ―ザ加工装置及びレ―ザ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルムシート上に形成された導体に位置ズ
レが存在しても、レーザ照射位置を自動的に補正できる
レーザ加工装置の実現。 【解決手段】 レーザ発振器12と、加工レンズ24と、リ
ングライト32と、ＣＣＤカメラ34と、ビームコンバイナ
22と、記憶手段及び制御手段として機能するパソコン81
と、ＸＹテーブル36を備え、加工対象物30表面で反射さ
れたリングライト32の光は、加工レンズ24を通過し、ビ
ームコンバイナの第２面22ｂで反射されてＣＣＤカメラ
34に入射する。ＣＣＤカメラ34からの画像データは、制
御ボード82を介してパソコンに入力され、加工目標であ
るランドの実際の位置座標と予め記憶装置内に記憶され
たランドの位置データとが比較され、両者にズレが生じ
ている場合にズレ補正信号が出力される。この補正信号
に応じてＸＹテーブル36は必要方向に必要量移動し、ズ
レを解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はレーザ加工技術に
係り、特にＦＰＣの穴開け加工のように、微細かつ大量
の穴開け加工を高速かつ高精度で処理可能なレーザ加工
装置及びレーザ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴い、これら
に用いられる回路素子の小型化、高密度実装化が求めら
れ、それにつれて各素子間を接続するための配線パター
ンにも細線化や柔軟性が要請されるようになってきた。
このような要請を充たすべく登場したＦＰＣ（Flexible
Print Circuit）は、例えばポリイミド等の可撓性フィ
ルム上に被着された銅等の導体を線状にエッチングする
ことで形成され、各線状導体の適当な箇所には電子素子
との接続用に微細な貫通孔が形成されている。このよう
なＦＰＣを効率的に製造するためには、比較的大きめの
フィルムシート表面に多数の線状導体を形成しておき、
各導体のランド（穴開け箇所）への貫通孔形成をまとめ
て済ませた上で、フィルムシートを必要本数の導体毎に
切り分けることが適している。そして、このようなフィ
ルムシート上に形成された多数の導体に対する穴開け加
工を実現するため、レーザビームを利用することが試み
られている。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】確かに、ＣＯ₂レーザ
のように高出力のレーザビームをパルス発振させて導体
のランドに照射すれば、瞬時に導体及びポリイミドを除
去可能であり、しかも周辺部に余計やダレや歪みを生じ
させることもないため、ＦＰＣの穴開け加工を効率化で
きる可能性を有している。しかしながら、ＦＰＣの素と
なるフィルムシートは非常に薄くて温度変化による延び
や歪み等の変形が生じやすく、このため表面に形成され
た各導体の位置やピッチの精度がシート全体としてみれ
ば必ずしも高くはないという特徴がある。この結果、例
え各フィルムシート上の第１番目の導体の位置決めを正
確に行った上で、各導体間のピッチに従って自動送りに
よる穴開け加工を実行したとしても、上記フィルムシー
トの変形に起因した各導体の位置ズレの累積により、徐
々に狙いが外れ出すという問題があった。

【０００４】この発明は、従来の上記問題点を解決する
ためになされたものであり、フィルムシート上に形成さ
れた個々の導体に多少の位置ズレが存在しても、それに
合わせてレーザ照射位置を自動的に補正することによ
り、導体のランドに対して確実にレーザビームを照射す
ることができ、したがってＦＰＣにおける微細な穴開け
加工を効率的に実行可能なレーザ加工装置及びレーザ加
工方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係るレーザ加工装置は、フィルムシー
トの表面に複数の導体を形成してなる加工対象物に、レ
ーザビームを照射して少なくとも上記導体のランドに対
する穴開け加工を順次実行するレーザ加工装置であっ
て、レーザ発振器と、該レーザ発振器から出力されたレ
ーザビームの光路中に、上記ランドに対応したマスク部
材を介装させることにより、上記レーザビームを当該ラ
ンドに対応したレーザビームに絞るマスク手段と、上記
マスク部材を通過してきたレーザビームを加工対象物の
表面に結像させて、上記ランドに対する穴開け加工を実
現する加工レンズと、該加工レンズの近傍に配置され、
上記加工対象物表面を照らす照明手段（ライト）と、イ
メージセンサと、上記加工レンズの前段に設けられ、上
記マスク部材を通過してきたレーザビームを透過させて
上記加工レンズへ導くと共に、上記加工対象物表面で反
射され上記加工レンズを通過してきた上記照明手段の光
を反射させて上記イメージセンサへ導くビームコンバイ
ナと、上記導体のランドに関するデータを記憶しておく
記憶手段と、一定周期毎に、上記イメージセンサが捉え
た上記加工対象物表面の画像データに画像処理を施し
て、上記ランドが実際に置かれている位置座標を算出す
ると共に、該算出結果と上記記憶手段内に記憶されたラ
ンドの位置データとを比較し、両者間にズレが生じてい
ると判断した場合にズレ補正信号を出力する制御手段
と、上記加工対象物が配置される加工台を備え上記制御
手段から出力された上記ズレ補正信号に基づき上記加工
台を必要方向に移動させて上記ズレを解消する位置補正
を行うＸＹテーブルとを少なくとも備えている。上記イ
メージセンサとしては、例えばＣＣＤ（charge coupled
device／電荷結合素子）カメラが該当する。上記記憶
手段としては、例えばパソコンのハードディスク装置
（ＨＤＤ）やメモリ等が該当する。また、上記制御手段
としては、パソコンのＣＰＵや制御ボード等が該当す
る。

【０００６】このように、複数の導体のランドに対して
レーザビームを用いた穴開け加工を連続的に実行する過
程で、一定周期毎に画像処理技術を利用した位置補正を
行うことができるため、例えフィルムシートの歪み等に
起因して各導体間に多少の位置ズレが存在したとして
も、正確な穴開け加工を行うことができる。しかも、こ
の画像処理による位置補正は、加工レンズを通して加工
対象物から反射して来た照明光を画像データとして直接
取り込んで行われるものであり、加工用のレーザビーム
と同一光路軸を経てきた画像を捉える同軸観測方式であ
るため、極めて正確な位置補正を行うことができる。

【０００７】また、この発明に係る他のレーザ加工装置
は、フィルムシートの表面に複数の導体を形成してなる
一対の加工対象物に、レーザビームを照射して少なくと
も上記導体のランドに対する穴開け加工を順次実行する
レーザ加工装置であって、レーザ発振器と、該レーザ発
振器から出力されたレーザビームの一部を反射させると
共に、残部を透過させることにより、上記レーザビーム
を２分岐させるビームスプリッタと、該ビームスプリッ
タによって分岐されたレーザビームの光路中に、それぞ
れ上記ランドに対応したマスク部材を介装させることに
より、上記レーザビームを当該ランドに対応したレーザ
ビームに絞る一対のマスク手段と、各マスク部材を通過
してきたレーザビームを加工対象物の表面に結像させ
て、上記ランドに対する穴開け加工を実現する一対の加
工レンズと、各加工レンズの近傍に配置され、上記加工
対象物表面を照らす一対の照明手段と、一対のイメージ
センサと、各加工レンズの前段に設けられ、上記マスク
部材を通過してきたレーザビームを透過させて上記加工
レンズへ導くと共に、上記加工対象物表面で反射され上
記加工レンズを通過してきた上記照明手段の光を反射さ
せて上記イメージセンサへ導く一対のビームコンバイナ
と、上記導体のランドに関するデータを記憶しておく記
憶手段と、一定周期毎に、各イメージセンサが捉えた上
記加工対象物表面の画像データに画像処理を施して、上
記ランドが実際に置かれている位置座標を算出すると共
に、該算出結果と上記記憶手段内に記憶されたランドの
位置データとを比較し、両者間にズレが生じていると判
断した場合にズレ補正信号を出力する制御手段と、上記
加工対象物が配置される加工台を備え上記制御手段から
出力された上記ズレ補正信号に基づき上記加工台を必要
方向に移動させて上記ズレを解消する位置補正を行う一
対のＸＹテーブルとを少なくとも備えている。

【０００８】このように、レーザ発振器から出力された
レーザビームを、ビームスプリッタの働きによって２分
岐し、分岐されたそれぞれのレーザビームによって同時
に穴開け加工が実現できるため、その加工効率はより高
いものとなる。

【０００９】上記導体のランドが複数集合して一定の配
列を備えたランドパターンを構成している場合には、上
記マスク手段として上記ランドパターンに対応したマス
ク部材を備えたものを用い、このマスク部材を上記レー
ザビームの光路中に介装させることにより、上記レーザ
ビームを当該ランドパターンに対応した複数本のレーザ
ビームに絞り、もって複数のランドに対する穴開け加工
を同時に実現するよう構成することが望ましい。この結
果、加工効率をさらに高めることができる。また、上記
加工対象物が複数のランドパターンを含む場合に、上記
マスク手段として各ランドパターンに対応した複数のマ
スク部材を備えたものを用い、上記制御手段からの指令
に基づき、上記レーザビームの光路中に介装させるマス
ク部材を変更可能に構成すれば、複数のランドパターン
を含んだ加工対象物の加工がノンストップで実現でき
る。

【００１０】上記加工台の表面側に、多数の吸気口を備
えた吸着プレートを配置させると共に、この吸着プレー
トの吸気口を通じて加工台側から吸引することによっ
て、上記加工対象物を吸着プレート上に吸着固定するよ
うに構成することもできる。また、上記加工台の表面に
カーボングラファイト（例えば等方性電気黒鉛質等）よ
りなるプレートを配置すると共に、このプレート上に上
記加工対象物を載置させるように構成してもよい。これ
にはもちろん、上記吸着プレートをカーボングラファイ
トによって構成することも含まれる。さらには、上記照
明手段の光の中から、上記イメージセンサの感度領域に
属する波長成分のみを取り出すカットフィルタを備えさ
せ、このカットフィルタを透過してきた光で加工対象物
表面を照らすように構成してもよい。あるいは、上記照
明手段として、上記イメージセンサの感度領域に属する
波長の光を放射するものを選定してもよい。

【００１１】本発明に係るレーザ加工方法は、フィルム
シートの表面に複数の導体を形成してなる加工対象物
に、レーザビームを照射して少なくとも上記導体のラン
ドに対する穴開け加工を順次実行するレーザ加工方法で
あって、上記ランドに関するデータを予め記憶手段に記
憶させる工程と、イメージセンサによって上記加工対象
物表面の画像データを取り込む工程と、一定周期毎に、
上記イメージセンサによって取り込まれた画像データに
画像処理を施して、ランドが実際に置かれている位置座
標を算出する工程と、該算出結果と上記記憶手段内に記
憶されているランドの位置データとを比較し、両者間に
ズレが生じている場合に、ズレ補正信号を出力する工程
と、該ズレ補正信号に基づき、上記加工対象物が置かれ
ている加工台を必要方向に移動させて上記ズレを解消す
る位置補正を行う工程と、上記ランドに対応したマスク
部材を光路中に介装させる工程と、該マスク部材にレー
ザビームを導き、該レーザビームを上記ランドに対応し
たレーザビームに絞る工程と、上記レーザビームを加工
対象物に導く工程とを少なくとも備えたことを特徴とし
ている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るレーザ加
工装置10の全体像を示す概略説明図である。まず、レー
ザ光学系を中心に説明すると、レーザ加工装置10は、レ
ーザ発振器12と、複数の反射ミラー14ａ〜14ｈと、ビー
ムエキスパンダ16と、ビームスプリッタ18と、一対のマ
スクチェンジャ20，20と、一対のビームコンバイナ22，
22と、一対の加工レンズ24，24とを備えている。

【００１３】上記レーザ発振器12は、TEA(Transversely
Excited Atmospheric)ＣＯ₂レーザ発振器より構成され
ている。このTEAＣＯ₂レーザ発振器は、約１気圧（大気
圧）以上の気体でレーザ管の軸と垂直方向の放電により
励起する方式のものであり、極めて短いパルス幅で、極
めて高いパルスピーク値を実現できる特性を備えてい
る。このTEAＣＯ₂レーザ発振器から出力されたレーザビ
ームは、比較的ビームの広がり角が大きくなるという特
性があるため、レーザ発振器12と第１の反射ミラー14ａ
との間に長焦点レンズ26を介在させ、その広がりが抑制
されている。レーザ発振器12として、ここでは出力が20
0Ｗで発光波長が9.3μｍのものを用いている。

【００１４】上記レーザ発振器12から出力され、長焦点
レンズ26を通過したレーザビームαは、第１の反射ミラ
ー14ａで反射されてビームエキスパンダ16に到達し、そ
こを通過することによって、ビームの断面形状が整形さ
れる。すなわち、レーザ発振器12から放射されたレーザ
ビームαの断面は20mm×20mmの正方形であるが、ビーム
エキスパンダ16を経由することにより、15mm×36mmの矩
形状に整形される。

【００１５】このビームエキスパンダ16から放射された
レーザビームαは、光路中に介装されたビームスプリッ
タ18によって２方向に分岐される。このビームスプリッ
タ18の表面には、ＣＯ₂レーザビームが45度の角度で入
射した場合に、その50％を反射させると共に残りのレー
ザビームを透過させるよう、特殊コーティングが施され
ている。例えば、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等を用いた
誘電体多層膜が該当する。

【００１６】このビームスプリッタ18によって反射され
た第１の分岐レーザビームβは、第２の反射ミラー14ｂ
及び第３の反射ミラー14ｃを経由して、マスクチェンジ
ャ20のマスク部材28に到達する。このマスク部材28に
は、所定形状の貫通孔が、所定の数・パターンで形成さ
れており、該マスク部材28の貫通孔を通過することによ
って任意の形状・数に絞られた第１の分岐レーザビーム
βは、第４の反射ミラー14ｄで反射されてビームコンバ
イナ22に到達する。このビームコンバイナ22は、その第
１面22ａに入射したＣＯ₂レーザビームをそのまま透過
させて第２面22ｂから放出させると共に、その第２面22
ｂに入射した可視光（少なくともＣＣＤカメラの感度領
域内の光）を反射させるように、各面に特殊なコーティ
ングが施されている。例えば、セレン化亜鉛（ＺｎＳ
ｅ）等を用いた誘電体多層膜が該当する。このため、ビ
ームコンバイナの第１面22ａに入射した第１の分岐レー
ザビームβは、ビームコンバイナ22を透過して加工レン
ズ24に到達し、加工対象物30の表面に反転結像されて穴
開け加工が実現される。

【００１７】また、加工レンズ24の周囲にはリングライ
ト32が配置されており、加工対象物30の表面はこのリン
グライト32から放射された可視光によって常時照らされ
ている。そして、加工対象物30の表面で反射された照明
光（可視光）は、加工レンズ24を通過してビームコンバ
イナ22の第２面22ｂに到達し、そこで反射されてＣＣＤ
カメラ34に入射する。このように、ＣＣＤカメラ34は加
工レンズ24を通過して来る可視光を順次捉えることがで
き、これはすなわち加工用の第１の分岐レーザビームβ
が照射されるのと同じ箇所の画像データを、当該レーザ
ビームβの光路と同じ光路を経由して観測することがで
きることを意味している。

【００１８】上記ビームスプリッタ18を透過した第２の
分岐レーザビームγも、第５の反射ミラー14ｅ、第６の
反射ミラー14ｆ及び第７の反射ミラー14ｇを経由してマ
スクチェンジャ20のマスク部材28に到達する。そして、
このマスク部材28によって上記と同様の形状に絞られた
第２の分岐レーザビームγは、第８の反射ミラー14ｈで
反射されてビームコンバイナ22の第１面22ａに到達す
る。そして、このビームコンバイナ22を透過した第２の
分岐レーザビームγは、加工レンズ24に到達し、加工対
象物30の表面に反転結像され、穴開け加工が実現され
る。

【００１９】また、この加工レンズ24の周囲にも可視光
を加工対象物30表面に向けて放射するリングライト32が
配置されており、加工対象物30の表面で反射された照明
光は、加工レンズ24を通過してビームコンバイナの第２
面22ｂに到達し、そこで反射されてＣＣＤカメラ34に入
射する。

【００２０】上記加工レンズ24，24の下方には、それぞ
れＸＹテーブル36，36が配置されている。各ＸＹテーブ
ル36は、加工対象物30がセットされる加工台38と、この
加工台38を左右に必要量回動させるθ軸40と、加工台38
をＸ軸方向に必要量移動させるＸ軸送り機構42と、加工
台38及びＸ軸送り機構42をＹ軸方向に必要量移動させる
Ｙ軸送り機構44とを備えている。

【００２１】上記ＸＹテーブル36，36の近傍には、それ
ぞれストッカ46，46が配置されており、各ストッカ46内
には複数の加工対象物30が上下に積層された状態で格納
されている。また、各ストッカ46と上記ＸＹテーブル36
との間には、ベルトコンベアやピックアップアーム等よ
りなるローダ・アンローダ機構48，48が配置されてお
り、加工対象物30を順番にストッカ46内の所定の収納場
所から取り出して上記ＸＹテーブルの加工台38に搬送し
たり（ローダ動作）、加工の終了した加工対象物30を上
記ストッカ46内の元の収納場所に戻す（アンローダ動
作）働きをする。なお、各加工対象物30は、上記ストッ
カ46内において積層された状態で昇降可能に配置されて
おり、ある加工対象物30の加工が完了した場合には、１
段分下降して次の加工対象物30のローダ動作が実行され
る。

【００２２】このレーザ加工装置10にあっては、上記の
ように一つのレーザ発振器12から出力されたレーザビー
ムαが、ビームスプリッタ18によって第１の分岐レーザ
ビームβ及び第２の分岐レーザビームγに分光され、そ
れぞれマスクチェンジャ20、ビームコンバイナ22、加工
レンズ24、ＸＹテーブル36等を備えた第１の加工ステー
ジ50と第２の加工ステージ52おけるレーザ加工が、同時
並行的に実現できる。

【００２３】図２は上記加工対象物30の具体例を示すも
のであり、この加工対象物30としては、ポリイミド等よ
りなる可撓性を備えたフィルムシート54の表面に、多数
の線状導体56を形成したものが該当する。図３は上記線
状導体56の一例を示す拡大図であり、各線状導体56は４
本単位で一つの配線パターン58を形成している。また、
各線状導体56の両端には、それぞれ穴開け箇所を示す矩
形状のランド60，60が形成されている。そして、各配線
パターン58の右端に形成された４つのランド60によって
ランドパターンＡが構成されると共に、左端に形成され
た４つのランド60によってランドパターンＢが構成され
ている。各配線パターン58は、穴開け加工終了後に破線
で示した輪郭線66に沿ってフィルムシート54を裁断する
ことにより、個々のＦＰＣ67として完成する。

【００２４】上記配線パターン58は、フィルムシート54
上において、複数のブロック68を構成するよう集合配置
されている（図２）。図２においては、相互に一定の間
隔をおいて横８×縦４の合計32ブロックが構成された例
が示されている。また、図４に示すように、各ブロック
68にはそれぞれ24個の配線パターン58が集合されてい
る。さらに、各ブロック68の近傍には、ドット状の補正
マーク69が配置されている。

【００２５】上記フィルムシート54自体は非常に薄く、
そのまま自動搬送に供することが困難であるため、ベー
スプレート70上に載置されている（図２）。このベース
プレート70の表面には、一対の位置決めピン71が対角線
上に突設されており、この位置決めピン71にフィルムシ
ート54の位置決め穴72を挿通させることにより、ベース
プレート70とフィルムシート54との位置決めが実現され
る。なお、このベースプレート70が反射特性の強い材質
によって構成されていると、穴開けを行ったレーザ光が
ベースプレート70で反射され、再度加工対象物に入射し
てこれを損なう危険性があるため、カーボングラファイ
トなどレーザ光の吸収特性に優れた材質によってベース
プレート70を構成することが望ましい。

【００２６】また、フィルムシート54の表面には、スチ
ール製の第１の押さえプレート73が重ねられる（図
２）。この第１の押さえプレート73には、上記配線パタ
ーン58のランドパターンＡに対応した矩形状の貫通窓74
ａと、ランドパターンＢに対応した矩形状の貫通窓74ｂ
と、補正マーク69に対応した円形の貫通窓74ｃとが、各
ブロック毎に形成されている。このように、第１の押さ
えプレート73によって表面を押さえることにより、可撓
性に富んだフィルムシート54に反りや皺が生じることを
有効に防止できる。この第１の押さえプレート73には、
一対の位置決め穴75が対角線上に形成されており、この
位置決め穴75に上記ベースプレート70の位置決めピン71
を挿通させることにより、ベースプレート70との位置決
めが実現される。フィルムシート54は、このようにベー
スプレート70と第１の押さえプレート73によって挟まれ
た状態で上記ストッカ46内に格納されると共に、ＸＹテ
ーブルの加工台38上に搬送される。

【００２７】図５に示すように、上記マスク部材28はマ
スクホルダ76の開口窓に嵌合された状態で、マスクチェ
ンジャ20に装着されている。このマスクホルダ76には４
つの開口窓76ａ〜76ｄが形成されており、この開口窓76
ａ〜76ｄを塞ぐ形で４枚のマスク部材28ａ〜28ｄが装着
されている。図５の例では、２つの開口窓76ａ，76ｂに
真性のマスク部材28ａ，28ｂが装着されている。この
中、第１のマスク部材28ａには上記配線パターン58のラ
ンドパターンＡに対応した４個の貫通孔77よりなるマス
クパターンが形成されており、第２のマスク部材28ｂに
はランドパターンＢに対応した４個の貫通孔77よりなる
マスクパターンが形成されている。また、残りの開口窓
76ｃ，76ｄに装着された第３のマスク部材28ｃ及び第４
のマスク部材28ｄは、貫通孔の形成されていない、いわ
ばダミーのマスク部材である。

【００２８】上記マスクチェンジャ20は、レーザビーム
の光路を遮る形で垂直方向に往復移動できるように配置
されている。これは、例えばマスクチェンジャ20の下端
部20ａをリニアガイド78に対してスライド自在に係合さ
せておき、これをパルスモータや電磁ソレノイドなど適
当な駆動手段によって移動させることで実現できる。こ
のマスクチェンジャ20の往復動作によって、レーザビー
ムの光路中に介在されるマスク部材28が交換可能とされ
ている（図５においては、第２のマスク部材28ｂが光路
79中に介装されている状態が示されている）。マスクチ
ェンジャ20の留めネジ80，80を外すことにより、マスク
ホルダ76ごとマスク部材28を交換することができる。こ
のため、一つの配線パターン58中に３種類以上のランド
パターンが含まれているものを加工する場合には、各ラ
ンドパターンに対応したマスク部材を備えたマスクホル
ダに交換すればよい。

【００２９】つぎに、このレーザ加工装置10の制御系に
ついて説明する。図１に示すように、このレーザ加工装
置10は、基本的には１台のパーソナルコンピュータ（以
下「パソコン81」と称する）によって駆動制御される。
このパソコン81による制御は、主としてＣＣＤカメラ34
によって読み込まれ、制御ボード82によって画像処理さ
れたデータを、パソコン81の中央処理装置（ＣＰＵ）が
パソコンの補助記憶装置（ＨＤＤ）内にインストールさ
れた制御プログラムに従って演算処理すると共に、その
演算結果に基づいた信号をＸＹテーブル36やレーザ発振
器12、ローダ・アンローダ機構48、ストッカ46等に出力
することで実現される。

【００３０】すなわち、両ＣＣＤカメラ34，34は、一対
の制御ボード82，82を介してそれぞれパソコン81に接続
されており、ＣＣＤカメラ34が捉えた加工対象物30表面
の画像データは、制御ボード82で画像処理された後、リ
アルタイムでパソコン81に取り込まれる。また、両ＸＹ
テーブル36，36も、それぞれ制御ボード82，82を介して
上記パソコン81に接続されており、パソコン81からの出
力信号に従ってθ軸40の回動やＸＹ方向への移動が実現
される。さらに、レーザ発振器12も、制御ボード82，82
を介してパソコン81に接続されており、パソコン81から
の出力信号に基づいてレーザ照射のＯＮ／ＯＦＦ制御等
が実現される。パソコン81には、制御ボード82，82を介
して一対のモニタ83，83も接続されており、各モニタ83
にはＣＣＤカメラ34が捉えた加工対象物30の拡大映像が
映し出される。

【００３１】その他、ローダ・アンローダ機構48，48、
ストッカ46，46、マスクチェンジャ20，20も、それぞれ
制御ボード82，82を介してパソコン81に接続され、パソ
コン81からの出力信号に従って駆動制御される。また、
図示は省略したが、各加工レンズ24，24の近傍にはモー
タ駆動の焦点調節機構が内蔵されており、この焦点調整
機構も上記パソコン81に接続され、パソコン81からの出
力信号に基づいてピント合わせが実行される。なお、上
記制御ボード82，82は、実際にはパソコンの拡張スロッ
ト内に装着されている。

【００３２】このレーザ加工装置10を用いた穴開け加工
を実行する前に、少なくとも以下の事項について設定し
ておく必要がある。これらの設定は、上記パソコンにイ
ンストールされた制御プログラム上で、必要な値を入力
することで実現される。 (1) レーザ加工を行うステージの選択 第１の加工ステージ50及び第２の加工ステージ52におい
て同時に加工を行うのか、何れか一方のステージにおい
てのみ加工を行うのかを入力する。 (2) 第１のブロックに属する補正マークの設定 ベースプレート70の一方の位置決めピン71を基準（０座
標）として、第１番目のブロック68ａの補正マーク69ま
での距離が設定される（図４）。より具体的には、図６
に示すように、Ｘ方向の距離GOffXとＹ方向の距離GOffY
を、「GOffX：5500μｍ、GOFFY：20000μｍ」というよ
うに入力する。また、この補正マーク69のサイズ（直
径）を入力する。このサイズとしては、例えば420μｍ
が設定される。 (3) フィルムシート上に配置されたブロック数の設定 フィルムシート54上に配置されたブロック68の数を、例
えば「Ｘ方向：８、Ｙ方向：４」のように設定する。 (4) 各ブロック間の距離の設定 各ブロック68間の距離を、それぞれの補正マーク69を基
準として、例えば「Ｘ方向：50000μｍ、Ｙ方向：60000
μｍ」のように入力する。 (5) ランドパターンの種類数の入力 図３に示した配線パターン58を例にすれば、ランドパタ
ーンＡ及びランドパターンＢの２種類を備えており、ラ
ンドパターン数は「２」となるが、より多くのランドパ
ターンを含む配線パターン58を加工する場合には、それ
に対応してこの数値は当然増加する。 (6) ランドパターンに対応するマスク番号の入力 当該ランドパターンに対応したマスク部材を特定するた
めの設定であり、上記ランドパターンＡに対しては第１
のマスク部材28ａが、またランドパターンＢに対しては
第２のマスク部材28ｂが選択される。 (7) 各ブロックの第１番目の加工箇所の特定 図６に示すように、各ブロックの補正マーク69から、当
該ブロックに属する第１番目の配線パターンのランドパ
ターンＡまでの距離OffX1及びOffY1を、例えば「OffX
1：6850μｍ、OffY1：21650μｍ」というように入力す
る。 (8) ランドパターンＡの設定 ランドパターンＡを構成するランド60の数、形状、寸法
を、例えば「ランドの数：４、形状：四角、寸法：縦30
0μｍ、横300μｍ」のように入力する。また、ランド6
0，60間の距離PitchX1及びPitchY1を、「PitchX1：1000
μｍ、PitchY1：200μｍ」のように入力する。 (9) 各ブロックのつぎのランドパターンの先頭位置の特
定 図６に示すように、各ブロックの補正マーク69から、当
該ブロックに属するつぎのランドパターン（ランドパタ
ーンＢ）の中で先頭に位置するものまでの距離OffX2及
びOffY2を、例えば「OffX2：41850μｍ、OffY2：21050
μｍ」というように入力する。 (10)ランドパターンＢの設定 ランドパターンＢを構成するランド60の数、形状、寸法
を、例えば「ランドの数：４、形状：四角、寸法：縦30
0μｍ、横300μｍ」のように入力する。また、ランド間
の距離PitchX2を、「PitchX2：500μｍ」のように入力
する。このランドパターンＢの場合、各ランド60間にＹ
方向へのズレが存在しないため、「PitchY2」を入力す
る必要がない。 (11)１ランドパターン当たりの加工数の設定 各ブロックに含まれる配線パターン58の数に相当する数
値を、例えば「加工数：24」のように入力する。 (12)ランドパターン間のピッチ １ブロック内におけるランドパターン間のピッチを入力
する。 (13)レーザ条件の設定 穴開け加工に用いるレーザビームの周波数、及びショッ
ト数を、例えば「周波数：９.３μｍ、ショット数：
１」というように入力する。因みに、ＣＯ₂レーザを用
いたレーザ加工においては一般に10.６μｍの発光波長
が選択されるが、これでＦＰＣの穴開けを行うとフレア
が生じやすくハンダの乗りが悪くなるため、９.３μｍ
波長を選択することが望ましい。

【００３３】以上の設定により、フィルムシート54上に
おいてレーザ照射によって穴開け加工を実行すべきラン
ドパターンの種類や位置、形状等が制御プログラム内に
設定されることとなる。これらの設定は、加工対象物の
種類毎にテンプレート化して制御プログラム内に登録し
ておけば、つぎに同種のフィルムシートを加工する際
に、再度入力し直す手間が省ける。また、以上の設定項
目は一例であり、他にも様々な設定項目を用意すること
ができる。

【００３４】上記設定が終了した後は、フィルムシート
上に配置された各補正マークやランドパターンの画像を
ＣＣＤカメラで取り込み、当該補正マークやランドパタ
ーンが実際におかれている座標と上記の設定値との差を
算出し、この差を矯正すべくＸＹテーブルを移動させれ
ばよい。説明の便宜上、以下においては一つの加工ステ
ージを中心にその動作を記述するが、実際には両方の加
工ステージにおいてほぼ同様の工程が同時に進行してい
く。

【００３５】まず、図示しないメインスイッチをＯＮし
て、レーザ発振器12やＣＣＤカメラ34、ＸＹテーブル36
等を待機状態としておき、上記パソコン81上においてレ
ーザ加工シーケンス制御の実行を指令する。以上の指令
を受けると、ＸＹテーブル36が予め設定されたプログラ
ムに従って動き回り、ＣＣＤカメラ34からは加工レンズ
24下方の画像が送出される。ＣＣＤカメラ34から出力さ
れた画像データは、制御ボード82において画像処理され
た後、パソコン81に入力される。パソコン81内において
は、予め設定された補正マーク69やランドパターンに関
するデータと、ＣＣＤカメラ34から送られてきた画像デ
ータとのマッチングを行い、ＸＹテーブル36上に加工対
象物が載置されていないことを確認する。つぎに、上記
ローダ・アンローダ機構48に対して信号を出力し、スト
ッカ46内に格納された第１番目の加工対象物30を搬送さ
せると共に、当該加工対象物30を受け取り可能な位置ま
でＸＹテーブル36を移動させる。

【００３６】以上の結果、ＸＹテーブル36の加工台38に
加工対象物30が載置されると、ＸＹテーブル36の移動に
より、加工レンズ24を介してＣＣＤカメラ34が加工対象
物30の表面を走査し、加工台38にセットされた加工対象
物30に傾きがあるか否かが検出される。この傾きの有無
は、例えば以下のようにして検出される。まず、Ｘ方向
に並んだ各ブロック68の補正マーク69の画像をＣＣＤカ
メラ34で取り込み、これに画像処理を施してそれぞれの
補正マーク69が置かれている座標を算出することによっ
て、Ｘ方向の傾きが検出される。また、Ｙ方向の傾き
も、Ｙ方向に並んだ各ブロック68の補正マーク69の画像
をＣＣＤカメラ34で取り込み、これに画像処理を施して
それぞれの補正マーク69が置かれた座標を算出すること
によって検出される。上記の結果、加工対象物30に傾き
があると判断された場合には、上記ＸＹテーブルのθ軸
40を必要方向に必要量回動させることにより、その傾き
を解消させる。なお、この加工対象物30の傾きの補正
は、第１の加工ステージ50及び第２の加工ステージ52に
おいて別個に行われる。

【００３７】つぎに、上記ＣＣＤカメラ34によって、基
準となる一方の位置決めピン71の画像が所定の範囲で取
り込まれ（図４）、当該位置決めピン71の絶対座標が検
出される。この位置決めピン71の形状や寸法、位置座標
等に関するデータは、予め制御プログラム内に登録され
ている。つぎに、この位置決めピン71が位置する座標を
基準（０座標）とし、予め設定されている第１のブロッ
ク68ａの補正マーク69が位置する座標まで加工レンズ24
が移動する。なお、実際には加工レンズ24は静止したま
まであり、ＸＹテーブル36側が移動することによって加
工レンズ24と加工対象物30との相対位置が変位するので
あるが、説明の便宜上、以下においては加工レンズ24を
主体として動きを記述する。また、加工に際しては、上
記のようにフィルムシート54の表面に第１の押さえプレ
ート73が被せられ、各補正マーク69やランドパターン部
分のみが貫通窓74を通して露出しているのが、ここでは
第１の押さえプレート73を外した状態で説明する。

【００３８】ＣＣＤカメラ34によって第１のブロック68
ａの補正マーク69の画像が認識され、それが実際に位置
する座標が算出される。そして、予め設定されていた位
置データと実際の座標との間にズレが存在している場合
には、このズレを矯正すべくパソコン81からズレ補正信
号が出力され、このズレ補正信号に従ってＸＹテーブル
36が必要方向に必要量移動する。

【００３９】この補正マーク69における位置補正を終了
した後、加工レンズ24は第１のブロック68ａに属するラ
ンドパターンＡの位置する座標に移動し、当該ランドパ
ターン周辺の画像を予め設定された範囲で取り込む。そ
して、上記と同様の手順によって当該ランドパターンの
実際に位置する座標と予め設定された位置とのズレが算
出され、このズレを矯正すべくＸＹテーブル36がμｍオ
ーダーの精度で移動する。このズレの補正が終了した
後、直ちに上記レーザ発振器12によってレーザビームが
出力され、ランドパターンＡに対する穴開け加工を実行
する。この際、第１のマスク部材28ａがレーザビームの
光路中に介装されている。そして、レーザ発振器12から
照射されたレーザビームは、第１のマスク部材28ａを通
過することでランド60の数に対応した４本のビームに分
光されているため、４つのランド60に対する穴開けをワ
ンショットで実現することができる。

【００４０】上記のようにして先頭に位置するランドパ
ターンＡに対する穴開け加工を実現した後は、予め設定
されたランドパターン間のピッチに基づいてＸＹテーブ
ル36を順次移動させ、その都度レーザビームでもって１
１回の穴開け加工を連続して行う。そして、第１のブロ
ック68ａの１３番目のランドパターンＡにおいて、再度
上記と同様の画像処理による位置補正を行った後、残り
のランドパターンＡに対する穴開け加工が実行される。
以上のようにして、第１のブロック68ａに属するランド
パターンＡの穴開け加工が終了した後、第１のブロック
68ａのランドパターンＢの先頭まで加工レンズ24は移動
し、そこで画像処理を用いた位置補正を行う。その後、
マスクチェンジャ20のスライド動作によってランドパタ
ーンＢに対応した第２のマスク部材28ｂがレーザビーム
の光路79中に配置され（図５）、レーザビームによる穴
開け加工を連続して１２回実行する。そして、第１のブ
ロック68ａの１３番目のランドパターンＢにおいて、再
度上記と同様の画像処理による位置補正を行った後、残
りのランドパターンＢの穴開け加工が実行される。

【００４１】以上の結果、第１のブロック68ａに属する
全てのランドパターンに対する穴開け加工が終了した時
点で、加工レンズ24は第２のブロック68ｂに属する補正
マーク69まで移動し、そこで画像処理による位置補正を
行った後、上記と同様の手順にしたがって第２のブロッ
ク68ｂに属する各ランドパターンの穴開け加工を実行す
る。以後、同様の手順にしたがって、フィルムシート54
上に配置された32ブロックの各ランドパターンに対する
穴開け加工を実行する。

【００４２】上記のようにして、１枚目の加工対象物30
に対する穴開け加工が終了すると、上記ローダ・アンロ
ーダ機構48によってＸＹテーブル36上の加工対象物30は
ストッカ46内の元の場所に戻される。そして、ストッカ
46内に積層された各加工対象物30が１枚分下降し、未加
工の加工対象物30がローダ・アンローダ機構48によって
ＸＹテーブル36上に搬送され、当該加工対象物30に対す
る穴開け加工が開始される。

【００４３】ここで用いた画像処理を用いた位置補正の
手順を、以下に整理する。まず、予め制御プログラム内
に設定されたランドパターンの位置データに基づいて、
当該ランドパターンが存在するであろう座標まで加工レ
ンズ24が移動した後、ＣＣＤカメラ36が加工レンズ24を
通して加工対象物30の表面の画像を予め設定された範囲
で取り込む。取り込まれた画像データは、制御ボード82
においてＡ／Ｄ変換、２値化処理、フィルタ処理、エッ
ジ強調処理等の各種画像処理が施された後、パソコン81
のメモリに送出される。パソコン81のＣＰＵは、この画
像データを所定のアルゴリズムに従って解析し、ランド
パターンが実際に置かれた位置座標を算出する。つぎ
に、この算出結果と、予めパソコンの補助記憶装置（Ｈ
ＤＤ）内に設定されていた当該ランドパターンの位置デ
ータとを比較し、両者間にズレがあると判断した場合に
は、ズレ補正信号を生成し、これをＮＣ制御機能を兼ね
備えた制御ボード82を経由させてＸＹテーブル36に出力
する。そして、ＸＹテーブル36において、加工台38をズ
レ補正信号に従って必要な方向に必要量移動させること
により、上記ズレを解消させる。この段階で、上記パソ
コン81から上記レーザ発振器12に指令を出してレーザビ
ームを出力させれば、加工レンズ24を経由したレーザビ
ームがランドパターンに寸分の狂いもなく照射される。

【００４４】一般に、一つのブロック68に属する各ラン
ドパターン間のピッチは比較的正確であるため、ランド
パターン毎に画像処理による位置補正を行うことなく、
上記のように一定間隔毎に実施すれば十分であるが、よ
り高い位置精度が求められる場合には、画像処理による
位置補正の頻度を高めたり、あるいは個々のランドパタ
ーン毎に画像処理による位置補正を実施するようにして
もよい。また、各ブロック68毎に補正マーク69を設定
し、この補正マーク69において当該ブロック単位での位
置補正を一旦行った後、各ランドパターンの位置補正及
び穴開け加工に移行する代わりに、直ちに第１番目のラ
ンドパターンが存在する位置に加工レンズ24が移動し、
そこで画像処理による位置補正と穴開け加工を実行する
よう設定してもよい。さらに、上記のようにストッカ46
内に多数の加工対象物30を格納しておき、これらをロー
ダ・アンローダ機構48を介してＸＹテーブルの加工台38
に自動的にセットすることは、本発明にとって必ずしも
必須の構成ではない。加工対象物30を人間の手によって
ＸＹテーブルの加工台38にセットし、当該加工対象物30
に対する穴開け加工が終了した時点で、未加工の加工対
象物30と交換するよう構成してもよい。

【００４５】このレーザ加工装置10にあっては、レーザ
発振器12から出力されたレーザビームをビームスプリッ
タ18の働きによって２分岐し、２つの加工ステージにお
いて同時に穴開け加工が実現できるため、その加工効率
は極めて高いものとなる。もちろん、２つの加工ステー
ジで同時運転するといっても、個々のフィルムシート54
毎に位置ズレの有無や程度が異なるため、画像処理を用
いた位置補正自体はそれぞれ独立して行われる。また、
２つのステージで同時加工する必要がない場合には、稼
働させる加工ステージを上記制御プログラム上で選択す
ることにより、一方の加工ステージのみでの加工を実施
することができる。具体的には、使用しない方の加工ス
テージに属するＸＹテーブル36やローダ・アンローダ機
構48等を未稼働にしておくと共に、当該加工ステージに
向かう分岐レーザビームを適当なシャッタ手段によって
光路の途中で遮蔽する。

【００４６】図７〜図９は、第２の押さえプレート84を
示すものである。上記第１の押さえプレート73が平板状
であったのに対し、この第２の押さえプレート84は、平
板状の底板85と、該底板85の周辺から立ち上げられた側
壁部86と、該側壁部86の端辺に形成された縁部87とを備
えた舟形に形成されている。上記側壁部86の断面は、テ
ーパ状に傾斜している。また、上記底板85には、第１の
押さえプレート73と同様、補正マークやランドパターン
を露出させるための貫通窓74が複数形成されている。

【００４７】上記第２の押さえプレート84は、ＸＹテー
ブルの加工台38の表面に形成された矩形状の開口部88内
に収納されており、その縁部87が開口部88の周縁と係合
している。図示は省略したが、上記加工台38はθ軸40を
介して上記ＸＹテーブル36上に回動自在に設置されてい
る。上記加工台38の内部にはベルトコンベア89が配置さ
れており、このベルトコンベア89はエアシリンダ90によ
って上下動可能となされている。また、加工台38の側面
には導入口91が形成されており、該導入口91をローダ・
アンローダ機構48の一部を構成する他のベルトコンベア
92の端部にまで移動させることにより、加工対象物30が
当該ベルトコンベア92を経由して加工台38内部のベルト
コンベア89上に移送される。

【００４８】この加工対象物30としてのフィルムシート
54は、ベースプレート70の表面に載置されただけの状態
で移送されるものであり、個別の押さえプレートで表面
が覆われてはいない。このフィルムシート54が加工台38
内のベルトコンベア89上に完全に移行し、ベースプレー
ト70の端部が加工台38内の壁部93に突き当たった時点
で、ベルトコンベア89による移送動作が完了する（図
８）。このベースプレート70の端部が壁部93に突き当た
った事実は、図示しないリミットスイッチや光センサ等
によって検出される。そして、ＸＹテーブル36の駆動に
よって加工台38がローダ・アンローダ機構48のベルトコ
ンベア92から離れた時点で、上記エアシリンダ90の駆動
によって上記フィルムシート54はベルトコンベア89ごと
数cmほど持ち上げられる（図９）。

【００４９】この結果、フィルムシート54の表面が第２
の押さえプレート84の底面85に密着し、第２の押さえプ
レート84も一緒に持ち上げられることとなる。この際、
ベースプレート70の位置決めピン71が第２の押さえプレ
ートの位置決め用貫通孔94に挿通される結果、両者の位
置決めが実現される。この位置決めピン71は先端が鋭利
に尖っており、また位置決め用貫通孔94の口径はこの位
置決めピン71の先端よりも十分広い。このため、ベルト
コンベア92，89による移送に際して、フィルムシート54
と第２の押さえプレート84との間に多少の配置誤差が生
じたとしてもても、位置決めピン71が位置決め貫通孔94
を挿通していく途中で、この誤差が解消される。また、
フィルムシート54の表面には、第２の押さえプレート84
の重量が加わり、均一に押圧される。

【００５０】この第２の押さえプレート84とフィルムシ
ート54との密着が完了した時点で、加工台38はＸＹテー
ブル36の動作によって加工レンズ24の下方に移動し、上
記と同様のレーザ加工処理が行われる。そして、この加
工処理が完了すると、上記エアシリンダ90によってベル
トコンベア89を下降させて第２の押さえプレート84とフ
ィルムシート54との密着状態を解き、この加工済みのフ
ィルムシート54をベースプレート70と共にローダ・アン
ローダ機構48のベルトコンベア92に受け渡し、つぎのフ
ィルムシート54の受け容れ態勢をとる。

【００５１】この第２の押さえプレート84を使用すれ
ば、個々のフィルムシート54毎に第１の押さえプレート
73を用意する必要がないため、イニシャルコストを抑え
ることができる。また、第１の押さえプレート73の場合
には、人間の手で一枚一枚フィルムシート54上に配置さ
せる必要があり、手間がかかることはもちろん、その際
に均一に力を加えることは難しく、どうしても第１の押
さえプレート73側に歪みが生じやすいという問題があっ
た。例え僅かではあっても第１の押さえプレート73に歪
みがあると、フィルムシート54の位置精度に悪影響を与
える可能性がある。これに対し、第２の押さえプレート
84を用いれば、フィルムシート54との係合に人手の介在
を完全に廃することができ、上記のような人為的な歪み
の発生を未然に防止できる。また、第２の押さえプレー
ト84がテーパ状に広がる側壁部86や縁部87を備えている
ことも、その剛性を高める効果が期待でき、平板状の第
１の押さえプレート73よりも歪み難い形状を備えている
といえる。

【００５２】上記にあっては、加工対象物30としてのフ
ィルムシート54の表面に、貫通窓74を備えた第１の押え
プレート73あるいは第２の押えプレート84を載置させる
ことでフィルムシート54に反りや皺が発生することを防
止する方法を説明したが、他の方法を用いてこれを実現
してもよい。図１０〜図１２はその一例を示すものであ
り、多数の微細な吸気口100が一定ピッチでマトリクス
状に形成された吸着プレート102が、箱形をした加工台3
8の上部開口38ａに嵌合されている。この吸着プレート1
02は、カーボングラファイトによって形成されている。

【００５３】加工台38の内部には、上記吸気口100と連
通した空洞部が形成されている（図示省略）。この加工
台38の一側面には、５本の吸気支管104が気密に接続さ
れている。これらの吸気支管104は、加工台38の空洞部
と連通接続されている。また、各吸気支管104は、１本
の吸気管106に連通接続されている。この吸気管106は、
管継手108及びフレキシブルダクト110等を介して真空ポ
ンプ112に連通接続されている。この加工台38は、図示
は省略したが、上記と同様ＸＹテーブル36の一部を構成
しており、θ軸の回動によって角度が可変となされてお
り、またＸ軸送り機構及びＹ軸送り機構によってＸＹ方
向に必要量移動可能となされている。

【００５４】この加工台38上にフィルムシート54をセッ
ティングするに際しては、図１１に示すように、まずフ
ィルムシート54の四隅に形成された位置決め穴72を、吸
着プレート102表面の四隅に突設された位置決めピン114
に挿通させ、両者間の位置決めを行う。つぎに、図１１
及び図１２に示すように、このフィルムシート54の表面
に、スチール製の枠部材116を装着させる。この枠部材1
16の四隅にも位置決め穴118が形成されており、これら
の位置決め穴118を上記位置決めピン114に挿通させるこ
とで、正確な位置決めが実現される。この状態におい
て、上記真空ポンプ112による吸引動作を開始すると、
加工台38内部に負圧が生じ、フィルムシート54の裏面が
各吸気口100に吸着されることとなる。

【００５５】上記のように多数の吸気口100が吸着ベー
ス102表面に満遍なく配置されているため、上記吸引動
作の開始によってフィルムシート54は完全に伸ばされた
状態で加工台38の表面側に貼り付き、部分的な歪みや反
りが矯正される。この状態においてレーザ発振器12を稼
働させ、上記のような画像処理による位置補正を用いた
レーザ加工を実行することで、正確な穴開け加工が実現
される。そして、１枚のフィルムシート54に含まれる全
てのランドに対する穴開け加工が終了した時点で、吸引
動作が停止されて加工済みのフィルムシート54は吸着シ
ート102から取り除かれ、未加工のフィルムシート54が
新たにセッティングされる。

【００５６】つぎに、このレーザ加工装置10の照明手段
について説明する。この照明手段として、上記のように
通常のハロゲンランプや蛍光ランプよりなるリングライ
ト32を用いることもできるが、これらの照明器具はＣＣ
Ｄカメラ34にとってノイズとなるような波長成分をも同
時に照射させるものであり、このようなノイズ成分の影
響でＣＣＤカメラ34によって取り込まれた画像データが
不鮮明となる可能性がある。このため、ノイズ成分を極
力除去し、ＣＣＤカメラ34の感度領域に適合した波長の
光を照明光として用いることが望ましい。

【００５７】図１３はその一例を示すものであり、この
照明手段120は、加工レンズ24の近傍に配置された出射
部122と、光源ユニット124とを備えている。この光源ユ
ニット124内には、ハロゲンランプ126、反射部材128、
集光レンズ130、カットフィルタ132、及び入射部134が
配置されている。この入射部134と上記出射部122との間
には、多数本の光ファイバ135を束ねた集束体136が接続
されており、この集束体136が光源ユニット124と出射部
122間の導光路として機能する。しかして、上記ハロゲ
ンランプ126の点灯によって発生した光は、反射部材128
によって集光レンズ130側に反射され、カットフィルタ1
32によって一定範囲の波長に絞られた上で入射部134に
到達し、光ファイバの集束体136を経由して出射部122か
ら外部に放射される。

【００５８】上記出射部122の内側には、テーパ状の放
射面138が加工レンズ24の光軸を円形に取り囲むように
形成されており、図１４に示すように、この放射面138
には微細な放射口140が多数形成されている。また、各
放射口140内には、上記光ファイバ135の出射端部135ａ
が一定本数ずつ配置されており、各出射端部135ａより
光源ユニット124からの光が放射される。上記カットフ
ィルタ132としては、例えば、ＣＣＤカメラ34の感度領
域に含まれる600nm〜700nm波長の光を透過させ、それ以
外の波長成分を除去するものが選定される。このため、
上記出射端部135ａから放射される照明光は、赤色光と
なっている。

【００５９】上記フィルムシート54には通常、線状導体
56が多数形成された明るい表面と、ほとんど線状導体56
が形成されず暗い裏面との区別がある。また、上記ベー
スプレート70や吸着プレート102は、黒いカーボングラ
ファイトによって構成されている。したがって、このカ
ーボングラファイト製の黒いプレート上に明るい表面を
上にしてフィルムシート54を配置させた場合には、両者
間のコントラストが明瞭となり、通常の照明光でも十分
明瞭な画像データを得ることができる。これに対し、フ
ィルムシート54の裏面側から穴開け加工を行う必要があ
る場合、黒いプレートと暗い裏面ではコントラストが低
下し、通常の照明光では十分な画像データを得ることが
できなかった。これに対し、上記のようにＣＣＤカメラ
34による画像入力の邪魔になる波長成分をカットするこ
とにより、被写体側が比較的暗い場合であってもフィル
ムシート54上の輪郭を明瞭に捉えることが可能となり、
フィルムシート54の裏面から穴開け加工する必要がある
場合にも対応できるようになる。

【００６０】上記のように、カットフィルタ132を用い
てハロゲンランプ126から放射された光の中から特定波
長の成分のみを取り出す代わりに、初めからＣＣＤカメ
ラ34の感度領域内の光を放射させるものを照明手段とし
て用いても同様の効果を得ることができる。図１５はそ
の一例を示すものであり、テーパ状の放射面138に複数
の装着口142を設けると共に、該装着口142内に配置され
た固定部144にそれぞれ赤色ＬＥＤ146の両端子148を挿
通させてなる。この放射面138は、上記と同様、加工レ
ンズ24の光軸を円形に取り囲むように形成されているも
のであり、各ＬＥＤ146を点灯させることにより、ＣＣ
Ｄカメラ34の感度領域に属する660nm波長の赤色光が加
工対象物表面における加工箇所に照射され、その反射光
はビームコンバイナの第２面22ｂで反射されてＣＣＤカ
メラ34に入射する。

【００６１】

【発明の効果】この発明に係るレーザ加工装置及びレー
ザ加工方法によれば、上記のようにフィルムシート上に
形成された多数の導体に対して穴開け加工をする際、一
定周期毎に画像処理技術を利用した位置補正を行うこと
ができるため、フィルムシートの歪み等に起因して各導
体間に多少の位置ズレが存在したとしても、正確な穴開
け加工を実現できる。また、レーザ発振器から放射され
たレーザビームを、ビームスプリッタによって２つに分
岐し、分岐されたそれぞれのレーザビームによって同時
に穴開け加工を行うように構成すれば、その加工効率を
飛躍的に高めることができる。さらに、ランドパターン
に対応したマスク部材をレーザビームの光路中に介装さ
せて、レーザビームをランドパターンに対応した複数本
のレーザビームに絞り、複数のランドに対する穴開け加
工を同時に実現するようにすれば、加工効率をさらに高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ加工装置の全体構造を示す
概略説明図である。

【図２】上記レーザ加工装置の加工対象物であるフィル
ムシートを示す平面図である。

【図３】配線パターン及びＦＰＣを示す拡大図である。

【図４】フィルムシート表面の一部分を示す拡大平面図
である。

【図５】マスクチェンジャを示す正面図である。

【図６】ランドパターンの設定方法を示す説明図であ
る。

【図７】第２の押さえプレートを示す部分断面図であ
る。

【図８】第２の押さえプレートを示す部分断面図であ
る。

【図９】第２の押さえプレートを示す部分断面図であ
る。

【図１０】加工台に吸着プレートを装着した例を示す平
面図である。

【図１１】吸着プレート上にフィルムシートをセットす
る様子を示す平面図である。

【図１２】吸着プレート上にフィルムシートをセットす
る様子を示す平面図である。

【図１３】照明手段の一例を示す説明図である。

【図１４】上記照明手段を示す拡大断面図である。

【図１５】照明手段の他の例を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

10 レーザ加工装置 12 レーザ発振器 18 ビームスプリッタ 20 マスクチェンジャ 22 ビームコンバイナ 24 加工レンズ 28 マスク部材 30 加工対象物 32 リングライト 34 ＣＣＤカメラ 36 ＸＹテーブル 38 加工台 54 フィルムシート 56 線状導体 58 配線パターン 60 ランド 100 吸気口 102 吸着プレート 126 ハロゲンランプ 132 カットフィルタ 136 光ファイバの集束体 146 赤色ＬＥＤ Ａ ランドパターン Ｂ ランドパターン α レーザビーム β 第１の分岐レーザビーム γ 第２の分岐レーザビーム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 26/06 Ｂ２３Ｋ 26/06 Ｊ Ｃ 26/10 26/10 // Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｎ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルムシートの表面に複数の導体を形成
   してなる加工対象物に、レーザビームを照射して少なく
   とも上記導体のランドに対する穴開け加工を順次実行す
   るレーザ加工装置であって、 レーザ発振器と、 該レーザ発振器から出力されたレーザビームの光路中
   に、上記ランドに対応したマスク部材を介装させること
   により、上記レーザビームを当該ランドに対応したレー
   ザビームに絞るマスク手段と、 上記マスク部材を通過してきたレーザビームを加工対象
   物の表面に結像させて、上記ランドに対する穴開け加工
   を実現する加工レンズと、 該加工レンズの近傍に配置され、上記加工対象物表面を
   照らす照明手段と、 イメージセンサと、 上記加工レンズの前段に設けられ、上記マスク部材を通
   過してきたレーザビームを透過させて上記加工レンズへ
   導入すると共に、上記加工対象物表面で反射され上記加
   工レンズを通過してきた上記照明手段の光を反射させて
   上記イメージセンサへ導入するビームコンバイナと、 上記導体のランドに関するデータを記憶しておく記憶手
   段と、 一定周期毎に、上記イメージセンサが捉えた上記加工対
   象物表面の画像データに画像処理を施して、上記ランド
   が実際に置かれている位置座標を算出すると共に、該算
   出結果と上記記憶手段内に記憶されたランドの位置デー
   タとを比較し、両者間にズレが生じていると判断した場
   合にズレ補正信号を出力する制御手段と、 上記加工対象物が配置される加工台を備え、上記制御手
   段から出力された上記ズレ補正信号に基づき、上記加工
   台を移動させて上記ズレを解消する位置補正を行うＸＹ
   テーブルと、 を少なくとも備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
2. 【請求項２】フィルムシートの表面に複数の導体を形成
   してなる一対の加工対象物に、レーザビームを照射して
   少なくとも上記導体のランドに対する穴開け加工を順次
   実行するレーザ加工装置であって、 レーザ発振器と、 該レーザ発振器から出力されたレーザビームの一部を反
   射させると共に、残部を透過させることにより、上記レ
   ーザビームを２分岐させるビームスプリッタと、 該ビームスプリッタによって分岐されたレーザビームの
   光路中に、それぞれ上記ランドに対応したマスク部材を
   介装させることにより、上記レーザビームを当該ランド
   に対応したレーザビームに絞る一対のマスク手段と、 各マスク部材を通過してきたレーザビームを加工対象物
   の表面に結像させて、上記ランドに対する穴開け加工を
   実現する一対の加工レンズと、 各加工レンズの近傍に配置され、上記加工対象物表面を
   照らす一対の照明手段と、 一対のイメージセンサと、 各加工レンズの前段に設けられ、上記マスク部材を通過
   してきたレーザビームを透過させて上記加工レンズへ導
   入すると共に、上記加工対象物表面で反射され上記加工
   レンズを通過してきた上記照明手段の光を反射させて上
   記イメージセンサへ導入する一対のビームコンバイナ
   と、 上記導体のランドに関するデータを記憶しておく記憶手
   段と、 一定周期毎に、各イメージセンサが捉えた上記加工対象
   物表面の画像データに画像処理を施して、上記ランドが
   実際に置かれている位置座標を算出すると共に、該算出
   結果と上記記憶手段内に記憶されたランドの位置データ
   とを比較し、両者間にズレが生じていると判断した場合
   にズレ補正信号を出力する制御手段と、 上記加工対象物が配置される加工台を備え、上記制御手
   段から出力された上記ズレ補正信号に基づき、上記加工
   台を移動させて上記ズレを解消する位置補正を行う一対
   のＸＹテーブルと、 を少なくとも備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
3. 【請求項３】上記導体のランドが複数集合して一定の配
   列を備えたランドパターンを構成している場合に、上記
   マスク手段として上記ランドパターンに対応したマスク
   部材を備えたものを用い、このマスク部材を上記レーザ
   ビームの光路中に介装させることにより、上記レーザビ
   ームを当該ランドパターンに対応した複数本のレーザビ
   ームに絞り、もって複数のランドに対する穴開け加工を
   同時に実現することを特徴とする請求項１または２に記
   載のレーザ加工装置。
4. 【請求項４】上記加工対象物が複数のランドパターンを
   含む場合に、上記マスク手段として各ランドパターンに
   対応した複数のマスク部材を備えたものを用い、上記制
   御手段からの指令に基づき、上記レーザビームの光路中
   に介装させるマスク部材を変更可能に構成したことを特
   徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
5. 【請求項５】上記加工台の表面側に多数の吸気口を備え
   た吸着プレートが配置され、該吸着プレートの吸気口を
   通じて加工台側から吸引することで、上記加工対象物を
   吸着プレート上に吸着固定することを特徴とする請求項
   １〜４の何れかに記載のレーザ加工装置。
6. 【請求項６】上記加工台の表面側にカーボングラファイ
   トよりなるプレートが配置され、該プレート上に上記加
   工対象物が載置されることを特徴とする請求項１〜５の
   何れかに記載のレーザ加工装置。
7. 【請求項７】上記照明手段の光の中から、上記イメージ
   センサの感度領域に属する波長成分のみを取り出すカッ
   トフィルタを備え、このカットフィルタを透過してきた
   光で加工対象物表面を照らすことを特徴とする請求項１
   〜６の何れかに記載のレーザ加工装置。
8. 【請求項８】上記照明手段が、上記イメージセンサの感
   度領域に属する波長の光を放射するものであることを特
   徴とする請求項１〜６の何れかに記載のレーザ加工装
   置。
9. 【請求項９】フィルムシートの表面に複数の導体を形成
   してなる加工対象物に、レーザビームを照射して少なく
   とも上記導体のランドに対する穴開け加工を順次実行す
   るレーザ加工方法であって、 上記ランドに関するデータを予め記憶手段に記憶させる
   工程と、 イメージセンサによって上記加工対象物表面の画像デー
   タを取り込む工程と、 一定周期毎に、上記イメージセンサによって取り込まれ
   た画像データに画像処理を施して、ランドが実際に置か
   れている位置座標を算出する工程と、 該算出結果と上記記憶手段内に記憶されているランドの
   位置データとを比較し、両者間にズレが生じている場合
   に、ズレ補正信号を出力する工程と、 該ズレ補正信号に基づき、上記加工対象物が置かれてい
   る加工台を移動させて上記ズレを解消する位置補正を行
   う工程と、 上記ランドに対応したマスク部材を光路中に介装させる
   工程と、 該マスク部材にレーザビームを導き、該レーザビームを
   上記ランドに対応したレーザビームに絞る工程と、 上記レーザビームを加工対象物に導く工程と、 を少なくとも備えたことを特徴とするレーザ加工方法。