DE4416962A1 - Gerät zum Schneiden von Verdrahtungen bzw. Leiterbahnen - Google Patents
Gerät zum Schneiden von Verdrahtungen bzw. LeiterbahnenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Gerät zum Schneiden von
Verdrahtungen bzw. Leiterbahnen, das zur Änderung oder Ausbesserung einer
Verdrahtung bzw. Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte eingesetzt wird, und
insbesondere ein Gerät zum Schneiden von Leiterbahnen, das für die Automation
geeignet ist.
Falls eine Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte aufgrund von
Entwurfsänderungen einer elektronischen Schaltung geändert wurde, oder falls ein
Defekt einer Leiterbahn aufgrund eines Fabrikationsfehlers auf der gedruckten
Leiterplatte entstand, wurden diese gedruckten Leiterplatten bislang weggeworfen.
Andererseits entstand mit Zunahme der Verarbeitungsgeschwindigkeit von
elektronischen Computern und Kommunikationsgeräten in den letzten Jahren ein Bedarf
nach Verdrahtungs- bzw. Leiterbahnanordnungen hoher Integrationsdichte auf einer
gedruckten Leiterplatte. Entsprechend wurden Entwicklungen hinsichtlich der
Miniaturisierung der Verdrahtungen und hinsichtlich der Benutzung von
mehrschichtigen Dünnfilmaufbauten unternommen. Dies hat jedoch zu einer Zunahme
der Fabrikationskosten dieser gedruckten Leiterplatten geführt.
Deshalb wäre es wünschenswert, daß die gedruckten Leiterplatten wiederverwendet
werden könnten, indem die Leiterbahn geändert wird, sofern sich der elektronische
Schaltungsentwurf verändert hat, oder indem die Leiterbahn, die aufgrund von bspw.
Kurzschlüssen beschädigt wurden, ausgebessert werden. Somit bestand der Wunsch, ein
Gerät zum Schneiden einer Leiterbahn vorzusehen, das zur Änderung oder
Ausbesserung einer Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte benutzt wird.
Ein nach dem Stand der Technik bekanntes Verfahren, eine Leiterbahn auf einer
gedruckten Leiterplatte zu schneiden, besteht darin, daß die Arbeit manuell mit einer
winzigen Pinzette und einem Messer ausgeführt wird. Während der Arbeiter eine
Leiterbahn als das zu schneidende Objekt durch ein Mikroskop ansieht, macht er einen
Schnitt über die Leiterbahn, so daß ein bestimmter Zwischenraum oder Leerraum, der
den Leiter trennt, entsteht.
Ein weiteres nach dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Schneiden einer
Leiterbahn besteht darin, daß die Leiterbahn berührungsfrei durch einen Laseroszillator
geschnitten wird. Als geeigneter Laser zum Schneiden einer metallischen hauptsächlich
aus Kupfer bestehenden Leiterbahn hat sich experimentell ein YAG-Laser mit einer
Wellenlänge von 1 µm hervorgetan. Daraufhin wurde ein Gerät zum Schneiden einer
Leiterbahn entwickelt, das einen solchen YAG-Laser enthält.
Falls das manuelle Verfahren zum Schneiden einer Leiterbahn benutzt wird, erhöht sich
das Risiko, daß eine Isolierharzschicht aus Polyimid oder ähnlichem unter der
Leiterbahn beschädigt wird, und sich daraus die Schwierigkeit ergibt, das Schneiden
einer Leiterbahn mit einem gleichbleibenden Qualitätsniveau zu erreichen.
Falls das Laserverfahren zum Schneiden einer Leiterbahn benutzt wird, wird ein gutes
Schneideergebnis dann erhalten, wenn die Bestrahlungsbedingungen optimal sind. Es ist
jedoch oft der Fall, daß der Zustand der zu schneidenden Leiterbahn (beispielsweise
Dicke und Breite) nicht mit dem Entwurf übereinstimmen. Daraus ergibt sich das
Problem, daß die Leiterbahn nicht gut geschnitten wird oder die Isolierharzschicht
durch eine übermäßige Bestrahlung mit einem Laserstrahl beschädigt wird.
Um ein solches Problem zu lösen, wurde ein Verfahren angewendet, bei dem ein
Arbeiter experimentell den Strom oder ähnliches der Energieversorgung des
Laseroszillators eingestellt hat, während er die auf einem Kontrollgerät dargestellte
Leiterbahn betrachtet hat. Da die Schneidequalität in diesem Verfahren direkt von den
Fähigkeiten des Arbeiters abhängt, ist eine Automatisierung dieses Vorgangs sehr
schwierig.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zum Schneiden
einer Leiterbahn vorzusehen, das für die Automatisierung geeignet ist.
Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät zum
Schneiden einer Leiterbahn vorgesehen, das einen Laseroszillator umfaßt, der den
Laserstrahl entlang des Hauptstrahlengangs, welches ein konvergentes optisches System
darstellt, aussendet. Des weiteren enthält das Gerät eine mehrachsige
Positioniervorrichtung, die die gedruckte Leiterplatte derart hält, daß diese praktisch
rechtwinklig zu dem Hauptstrahlengang orientiert ist und die darüberhinaus die
dreidimensionalen Koordinaten der gedruckten Leiterplatte ändert. Eine
X-Y-Achseneinstellungsvorrichtung stellt die zweidimensionalen Koordinaten der
dreidimensionalen Koordinaten rechtwinklig zum Hauptstrahlengang abhängig von einer
Positionsinformation, die von einem Hauptcomputer geliefert wird, derart ein, daß der
Laserstrahl auf die zu schneidende Leiterbahn geworfen wird. Ein optische Vorrichtung
mißt optisch die Formparameter der zu schneidenden Leiterbahn, und eine
Steuervorrichtung steuert die Strahlparameter des Laserstrahls abhängig von den
Formparametern, die von der optischen Vorrichtung gemessen wurden, so daß die zu
schneidende Leiterbahn optimal geschnitten wird.
Da eine gedruckte Leiterplatte derart positioniert wird, daß ein Laserstrahl auf eine zu
schneidende Leiterbahn geworfen wird und die Strahlparameter des Laserstrahls
abhängig von den optisch gemessenen Formparametern gesteuert werden, so daß die zu
schneidende Leiterbahn optimal geschnitten wird, gibt es entsprechend dem
erfindungsgemäßen Gerät zum Schneiden einer Leiterbahn kaum Änderungen in der
Schnittqualität und es wird dadurch möglich, ein für die Automation geeignetes
Leiterbahnsschneidegerät vorzusehen.
Die zuvor genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung und die Art der Realisierung, sowie die Erfindung selbst, werden mit Hilfe
der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen mit Bezug auf die
Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, deutlicher
und besser verstanden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Schnittansicht des Geräts zum
Schneiden einer Leiterbahn;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Geräts zum Schneiden von
Leiterbahnen;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 2 gezeigten Steuerungen
10;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm der Lasereinheit 12, die in Fig. 2
gezeigt ist;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 2 gezeigten
Sicherheitsvorrichtung 14;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm des in Fig. 2 gezeigten
Bildprozessors 6;
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 6 gezeigten
Großbildkameraeinheit 68;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 6 gezeigten
Kameraeinheit 70;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 6 gezeigten
Kameraeinheit 72;
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 6 gezeigten
Abbildungsidentifikation/ Überprüfungseinheit 74;
Fig. 11 ist ein strukturelles Diagramm eines Laser-Objektivtubus;
Fig. 12A, 12B und 12 C sind Flußdiagramme, die einen Überblick der im Gerät
zum Schneiden von Leiterbahnen durchgeführten Abläufe
geben;
Fig. 13 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer
Kameraeinheit zum optischen Schneiden;
Fig. 14 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Kameraeinheit zum
optischen Schneiden;
Fig. 15 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Kameraeinheit zum
optischen Schneiden;
Fig. 16 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Kameraeinheit zum
optischen Schneiden;
Fig. 17 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Kameraeinheit zum
optischen Schneiden;
Fig. 18 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Kameraeinheit zum
optischen Schneiden;
Fig. 19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer gespeicherten
Information in einem zweidimensionalen
Abbildungsspeicher darstellt;
Fig. 20A und 20B sind Flußdiagramme, die die Schritte der Korrektur des
Winkels zeigen;
Fig. 21A, 21B, 21C und 21D sind Diagramme, die Beispiele einer
Verteilungsprojektion für jeden Winkelschritt zeigen;
Fig. 22 ist ein Diagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel für
die Dickenmessung zeigt;
Fig. 23 ist ein Flußdiagramm, das die Verfahrensschritte der
Vermessung in Fig. 22 zeigt;
Fig. 24 ist ein Diagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel
zum Vermessen der Dicke darstellt;
Fig. 25 ist ein Flußdiagramm, das die Verfahrensschritte der
Vermessung, die in Fig. 24 gezeigt ist, darstellt;
Fig. 26 ist ein Diagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel für
die Dickenvermessung zeigt;
Fig. 27 ist ein Flußdiagramm, das die Verfahrensschritte der in
Fig. 26 gezeigten Vermessung darstellt;
Fig. 28 ist ein Diagramm, das ein viertes Ausführungsbeispiel für
die Dickenvermessung zeigt;
Fig. 29A und 29B sind Flußdiagramme, die die Verfahrensschritte der in Fig.
28 gezeigten Vermessung darstellen;
Fig. 30 ist ein Diagramm, das ein fünftes Ausführungsbeispiel für
die Dickenvermessung zeigt;
Fig. 31A und 31B sind Flußdiagramme, die die Verfahrensschritte zu der in
Fig. 30 gezeigten Vermessung darstellen;
Fig. 32 ist ein Diagramm, das ein sechstes Ausführungsbeispiel für
die Dickenvermessung zeigt; und
Fig. 33A und 33B sind Flußdiagramme, die die Verfahrensschritte zu der in
Fig. 32 gezeigten Vermessung darstellen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Schnittansicht eines automatischen
Leiterbahnsschneidegeräts, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und
Fig. 2 ist Blockdiagramm dieses automatischen Leiterbahnsschneidegeräts.
Das automatische Leiterbahnsschneidegerät 2 zum automatischen Schneiden einer
gedruckten Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte 1 besteht funktionell gesehen
aus einem Gehäuse 4 und einem Abbildungsprozessor 6. Das Gehäuse 4 umfaßt einen
Steuercomputer 8, verschiedene Steuerungen 10, eine Lasereinheit 12 zum Schneiden
der Leiterbahn und eine Sicherheitsvorrichtung 14. Der Steuercomputer 8 besitzt
verschiedene Peripheriegeräte 16.
Die unterschiedlichen Steuerungen 10, wie in Fig. 3 gut gezeigt, besitzen einen
X-Y-Positioniertisch 18 zum Positionieren der gedruckten Leiterplatte 1 in zwei
Richtungen, deren Achsen rechtwinklig zum Hauptstrahlengang des Laserstrahls stehen,
einen Drehmechanismus 20 zum Drehen des Positioniertisches, eine
Kopfhebevorrichtung 22, eine Schlitzsteuerung 24 zum Ändern eines Teils der
Strahlenparameter des Laserstrahls, eine Dreh- bzw. Revolversteuerung 26 zum
Variieren der Vergrößerung der Objektivlinse, zwei Belichtungssteuerungen 28 und 30
und eine Lasersteuerung 32.
Die in Fig. 4 gut gezeigte Lasereinheit 12 besitzt einen Laseroszillator 34, einen
Impulszähler 36 zum Zählen der Anzahl der Impulse des auf eine Leiterbahn
geworfenen Laserstrahls, einen Energiedetektor 38 zum Erfassen der Energie des auf
die Leiterbahn geworfenen Laserstrahls, eine Laserenergieversorgung 40, einen
Lasertubus 42, der den Laserstrahl vom Laseroszillator 34 auf die Leiterbahn einer
gedruckten Leiterplatte 1 bündelt, einen weiteren Laseroszillator 44 zum Einstellen der
optischen Achse des zum Leiterbahnsschneiden benutzten Lasers, einen Strahlaufweiter
46 mit einer Kollimationsfunktion, verschiedene optische Teile 48 für den Laser und ein
Laserabschirmungsgehäuse 50. Um ein wirksames Verschmelzen und Verdampfen der
Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte 1 zu erreichen, wird als Laseroszillator 34
bevorzugt ein YAG-Laseroszillator ausgewählt. Die verschiedenen optischen Teile 48
für den Laser umfassen einen Strahlteiler 48a, einen motorgetriebenen Schlitz 48b und
eine Objektivlinse 48c.
Die Sicherheitsvorrichtung 14, wie in Fig. 5 gut gezeigt, umfaßt Begrenzungsschalter
52 für unterschiedliche Ansteuerungsbereiche, eine Sicherungsvorrichtung 54, die mit
einer Tür verbunden ist, einen Kühlwasser-Temperaturbegrenzer 56, einen Kühlwasser-
Leitfähigkeitsbegrenzer 58, eine Gehäuseverriegelung, ein Q-Switchsteuerungs-
Kontrollgerät 62 (Q-Switch = Resonanzraum des Lasers), ein Kontroll-Warninstrument
64 für den motorbetriebenen Verschluß und ein Luftdruckkontrollinstrument 66.
Der Abbildungsprozessor 6, wie in Fig. 6 gezeigt, enthält eine Großbildkameraeinheit
68 (Kamera mit einer großen Bildfläche), die eine zweidimensionale Abbildung einer
Leiterbahn auf der gedruckten Leiterplatte 1 liefert, zwei Sets von Kameraeinheiten 70,
die ein optisches Schneideverfahren durchführen, eine Kameraeinheit 72, die ein auf der
gedruckten Leiterplatte 1 in einer bestimmten Position angebrachte Kreuzmarkierung
erkennt, und eine Abbildungsidentifikations- und Prüfungseinheit 74.
Die Großbildkameraeinheit 68, wie in Fig. 7 gezeigt, besitzt ein Kameragehäuse 76,
eine Zeilensensoransteuerung 78, eine Fokussierungslinse 80, einen halbdurchlässigen
Spiegel 82, der vom Hauptstrahlengang einen Strahlengang zum Kameragehäuse 76
abzweigt, eine Großbildkamerasteuerung 84, einen Zeilensensor-Ansteuerungsbegrenzer
86, eine Belichtungsfaservorrichtung 88 zum Einstellen der optischen Achse, eine
Belichtungsfaservorrichtung 90, die im Zeitpunkt der Bildaufnahme beleuchtet, einen
halbdurchlässigen Spiegel 92, der einen Strahl von der Belichtungsfaservorrichtung 88
in den Hauptstrahlengang einkoppelt, und einen halbdurchlässigen Spiegel 94, der einen
Strahl von der Belichtungsfaservorrichtung 90 in den Hauptstrahlengang einkoppelt.
Wie in Fig. 8 gezeigt, besitzt beispielsweise die Kameraeinheit 70 eine
Energieversorgung für die Kamera 96, eine Kamerasteuerungseinheit 98, eine
Fokussierungslinse 100, ein optisches Bandpaßfilter 102, eine Fernsehkamera 104,
einen Halbleiterlaser 106, einen festen Schlitz 108, einen motorbetriebenen Verschluß
110, eine Projektionslinse 112 und eine Halbleiterlasersteuerung 114.
Die Kameraeinheit 72, wie in Fig. 9 gezeigt, besitzt eine Energieversorgung 116 für die
Kamera, eine Kamerasteuerungseinheit 118, eine Fokussierungslinse 120, eine
Fernsehkamera 122, einen koaxialen Objektivtubus 124, eine
Belichtungsfaservorrichtung 126, einen halbdurchlässigen Spiegel 128, einen S/N-
Decodierer 130 und eine serielle Schnittstelle 132.
Wie in Fig. 9 gezeigt, enthält die Abbildungsidentifikation und Prüfeinheit 74 einen
Großbild-Abbildungsprozessor 134, einen Großbild Eingangs- und Anzeigeprozessor
136, einen Großbild-Abbildungsspeicher 138, einen Großbild-Verarbeitungscomputer
140, Peripheriegeräte 142 für den Großbild-Verarbeitungscomputer, einen
Abbildungsspeicher 144 für die Fernsehkamera, einen Abbildungsprozessor 146 für die
Fernsehkamera, einen Abbildungsverarbeitungs-Computer 148 für die Fernsehkamera
und Peripheriegeräte 150 für den Abbildungsverarbeitungs-Computer für die
Fernsehkamera.
Fig. 11 zeigt ein strukturelles Diagramm eines Beispiels eines Laser-Objektivtubus 42,
der in Fig. 1 und 2 gezeigt ist.
Fig. 12A, 12b und 12C sind Flußdiagramme, die den Betrieb des
Leiterbahnsschneidegeräts des vorliegenden Ausführungsbeispiels darstellen. Zuerst
prüft ein Produktions-Informations-Verarbeitungssystem (Hauptcomputer), ob es eine
zu schneidende Leiterbahn auf der Leiterplatte gibt, abhängig von einer Änderung des
Schaltungsentwurfs oder von einem Defekt der Leiterbahn, die aufgrund einer
Überprüfung der gedruckten Leiterplatte gefunden wurde. Abhängig von dem Ergebnis
dieser Überprüfung wird die gedruckte Leiterplatte 1 mit der zu schneidenden
Leiterbahn auf den X-Y-Tisch 18 in Schritt 201 gesetzt. Auf der gedruckten Leiterplatte
1 ist ein Barcode angebracht, der leiterplattenspezifische Informationen enthält und
anzeigt. In Schritt 202 wird der auf die gedruckte Leiterplatte aufgebrachte Barcode mit
Hilfe eines Barcodelesegeräts gelesen. Somit erhält man die Seriennummer der
gedruckten Leiterplatte 1 und die Information, ob die Vorderseite der gedruckten
Leiterplatte nach oben oder nach unten gerichtet ist. Die Seriennummer wird dem
Hauptcomputer zugeführt, und das Leiterbahnsschneidegerät empfängt vom
Hauptcomputer Informationen über die Position und Form der zu schneidenden
Leiterbahn (Schritte 203).
Dann wird in Schritt 204 der X-Y-Tisch so bewegt, daß die zu schneidende Leiterbahn
in die Nähe der Position gebracht wird, die durch einen Laserstrahl abhängig von der
Positionsinformation der zu schneidenden Leiterbahn bestrahlt werden soll. In Schritt
205 wird die Größe (Breite) der zu schneidenden Leiterbahn basierend auf der
Information über die Form der zu schneidenden Leiterbahn, die vom Hauptcomputer
geliefert wird, bestimmt. In diesem Beispiel ist ein Objektiv-Revolver 152 längs des
Strahlengangs des Laserstrahls, der zum Schneiden der Leiterbahn (vergleiche Fig. 11)
eingesetzt wird, vorgesehen. Dieser Revolver 152 trägt mehrere Objektivlinsen 48c mit
unterschiedlichen Vergrößerungen. Entsprechend der Größe der zu schneidenden
Leiterbahn wird über die Ansteuerung des Revolvers 152 durch die Revolversteuerung
26 eine Objektivlinse ausgewählt, durch die ein Laserstrahl auf die zu schneidende
Leiterbahn geworfen wird. In Schritt 206 wird die Objektivlinse mit der geeigneten
Vergrößerung abhängig von der Größe der zu schneidenden Leiterbahn, die in Schritt
205 bestimmt wurde, ausgewählt. Der Revolver 152 wird dann so angesteuert, daß die
Objektivlinse in den Hauptstrahlengang gebracht wird. In diesem Ausführungsbeispiel
ist ein den Laserstrahl formender Schlitz 48 im Hauptstrahlengang derart angeordnet,
daß der Laserstrahl sich der Form der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend der
Vergrößerung der Objektivlinse anpaßt. In Schritt 207 wird die Z-Koordinate des
Schlitzes 48b entsprechend der Vergrößerung der Objektivlinse eingestellt.
Anschließend wird in Schritt 208 die Breite des Schlitzes bestimmt, so daß die
Strahlbreite des Laserstrahls mit dem Entwurfswert der zu schneidenden Leiterbahn, der
entsprechend den in Schritt 203 erhaltenen Arbeitsdaten berechnet wurde,
übereinstimmt.
Dann wird zunächst in Schritt 209 der X-Y-Tisch so angesteuert, daß eine der
Kreuzmarkierungen in die Abbildungsaufnahmeposition der Kameraeinheit 72 gebracht
wird, um die zuvor in den vier Ecken der gedruckten Leiterplatte 1 aufgebrachten
Kreuzmarkierungen zu identifizieren. In Schritt 210 wird der Positionsfehler zwischen
der Position der erkannten Kreuzmarkierung und einer vorbestimmten Position
berechnet. In Schritt 211 wird überprüft, ob die Schritte 209 und 210 für alle
Kreuzmarkierungen ausgeführt wurden. Falls diese nicht vollständig ausgeführt wurden,
kehrt die Verarbeitung zu Schritt 209 zurück. Anderenfalls macht die Verarbeitung bei
Schritt 212 weiter.
In Schritt 212 wird dann die Position der zu schneidenden Leiterbahn, die der
Hauptcomputer zuvor geliefert hat, entsprechend dem Positionsfehler der
Kreuzmarkierung korrigiert. Anschließend wird der X-Y-Tisch in die korrigierte
Position gefahren. In Schritt 213 wird die genaue Position der zu schneidenden
Leiterbahn mit Hilfe der Großbild-Kameraeinheit 168 bestätigt und in Schritt 214 wird
die Position der zu schneidenden Leiterbahn weiter korrigiert. Dann wird in Schritt 215
die Z-Koordinate der zu schneidenden Leiterbahn längs des Hauptstrahlengangs
entsprechend eines später beschriebenen Verfahrens bestätigt, und die Z-Koordinate
wird dann in Schritt 216 korrigiert.
In Schritt 217 wird die Breite der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend einem
Verfahren, das ebenso später beschrieben wird, gemessen. Die Schlitzbreite wird in
Schritt 218 korrigiert, um diese an den gemessenen Wert anzupassen. Anschließend
wird in Schritt 219 die Dicke der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend einem
später beschriebenen Verfahren gemessen. In Schritt 220 werden die
Bestrahlungsparameter des Laserstrahls abhängig von der gemessenen Dicke der
Leiterbahn korrigiert.
In Schritt 221 wird der Laserstrahl unter korrigierten Bedingungen auf die zu
schneidende Leiterbahn geworfen. Dann werden in Schritt 222 der Ausgangspegel des
Laserstrahls und die Impulswiederholfrequenz des Laser mittels des Impulszählers 36
und des Energiedetektors 38 überprüft. In Schritt 223 wird bestimmt, ob sich der
Ausgangspegel und die Impulswiederholfrequenz des Lasers in Übereinstimmung mit
den Sollwerten befinden. Falls nicht, wird ein Nothalt in Schritt 224 ausgelöst.
Stimmen sie jedoch mit den Sollwerten überein, wird im folgenden Schritt 225 eine
visuelle Überprüfung des Schneidebereichs der Leiterbahn mit Hilfe der Großbild-
Kameraeinheit 76 durchgeführt.
Anschließend wird in Schritt 226 überprüft, ob noch restliches Metall der Leiterbahn im
Schneidebereich vorhanden ist, wobei dann zu Schritt 219 zurückgegangen wird und die
Verarbeitungsschritte 219 bis 225 wiederholt werden. Sollte jedoch kein übriges Metall
mehr vorhanden sein, wird die Verarbeitung bei Schritt 227 fortgesetzt, bei dem
bestimmt wird, ob die Schneidearbeit für alle zu schneidenden Leiterbahnen ausgeführt
wurde. Falls die Arbeit noch nicht beendet ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 212
zurück. Ist sie jedoch vollständig ausgeführt, wird die Verarbeitung bei Schritt 228
fortgesetzt, bei dem die gedruckte Leiterplatte 1 aus dem Drahtschneidegerät
herausgenommen wird und die Schnittergebnisse in Schritt 229 dem Hauptcomputer
übermittelt werden.
Der Grund, warum die Z-Koordinate der zu schneidenden Leiterbahn in Schritt 215
bestätigt wird und die Z-Koordinate in Schritt 216 korrigiert wird, ist folgender. Falls
die gedruckte Leiterplatte 1 relativ groß ist, kann sich die gedruckten Leiterplatte 1
während der Produktion manchmal aufgrund von Herstellungsproblemen wölben.
Deshalb kann durch die Messung der Z-Koordinate der zu schneidenden Leiterbahn und
die Bewegung der Objektivlinse längs der Z-Achse der Laserstrahl richtig auf die zu
schneidenden Leiterbahn fokussiert werden. Da manchmal die Leiterbahnsbreiten
aufgrund von Herstellungsproblemen abweichen, wird die Breite der zu schneidenden
Leiterbahn in Schritt 217 gemessen und die Breite des Schlitzes 48b in Schritt 218
korrigiert.
Da die Leiterbahn auf der gedruckten Leiterplatte normalerweise durch Löten
ausgebildet wird, ist es schwierig, eine hinsichtlich der Dicke konstante Leiterbahn
vorzusehen. Es ist bekannt, daß die Dicke der Leiterbahn manchmal um einen hohen
Prozentsatz von mehreren 10% variiert. Falls Leiterbahnen mit solchen
Dickenunterschieden mit einem Laserstrahl unter konstanten Ausgangsbedingungen
geschnitten wird und die Bestrahlungsenergie des Laserstrahls relativ gering ist, ergibt
sich lediglich das Problem, daß Metallrückstände der Leiterbahn zurückbleiben. Falls
jedoch die Bestrahlungsenergie des Laserstrahls relativ hoch ist, würde eine
Isolierschicht (beispielsweise Poyimid) beschädigt werden, mit der Gefahr, daß die
Isolierung der gedruckten Leiterplatte beeinträchtigt wird. Deshalb wird in dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dicke der Leiterbahn mittels des Verfahrens des
optischen Schneidens in Schritt 219 gemessen und die Bestrahlungsparameter des
Laserstrahls in Schritt 220 eingestellt. Das Einstellen der Bestrahlungsparameter des
Laserstrahls wird durch Einstellen des Stromwerts in der Stromversorgung des
Laseroszillators 34, des Laseroszillationsmodus im Laseroszillator 34, der
Laserimpulsbreite (Impulsdauer) im Laseroszillator 34 oder der Anzahl der
Bestrahlungszeiten erreicht.
Fig. 13 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Kameraeinheit (optische
Vorrichtung) für das optische Schneiden. Die Kameraeinheit 70 umfaßt einen
Strahlprojektionsbereich 70a, der einen schlanken streifenförmigen Prüf- bzw.
Taststrahl ausgibt, so daß eine zu schneidende Leiterbahn der gedruckten Leiterplatte
in Längsrichtung dem optischen Schneiden unterzogen wird, und einen
Bildaufnahmebereich 70b zur Aufnahme der Abbildung des Taststrahls, wobei der
Strahlprojektionsbereich hinsichtlich der optischen Achse einen anderen Winkel
einnimmt als der Bildaufnahmebereich. Berücksichtigt man den Fall, daß die zu
schneidende Leiterbahn in X-Richtung gestreckt ist, und den Fall, daß sie in
Y-Richtung gestreckt ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Sets von
Strahlprojektionsbereichen 70a und Abbildungsaufnahmebereiche 70b, die zueinander
rechtwinklig angeordnet sind, vorgesehen.
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein ersten Ausführungsbeispiel der
Kameraeinheit zeigt. In diesem Beispiel umfaßt der Strahlprojektionsbereich 70a eine
Laserstrahlquelle (Halbleiterlaser) 106, einen festen Schlitz 108, durch den der von der
Laserstrahlquelle 106 ausgestrahlte Strahl hindurchläuft, eine Projektionslinse 112, die
den durch den fixierten Schlitz hindurchgelaufenen Strahl passieren läßt, und einen
Strahlverschluß (motorbetriebener Verschluß) 110, der den durch die Projektionslinse
112 hindurchgelaufenen Strahl nur für eine bestimmte Zeitdauer passieren läßt. Der
Abbildungsaufnahmebereich 70b umfaßt ein optisches Bandpaßfilter 102 mit einem
Durchlaßbereich, der die Wellenlänge des Taststrahls, der auf die zu schneidende
Leiterbahn 154 auf der gedruckten Leiterplatte 1 auftrifft, enthält, und eine
Fernsehkamera 104 zur Aufnahme einer bestrahlten Abbildung durch den Taststrahl
über das Filter 102 und eine Fokussierungslinse 100 zur Ausbildung einer Abbildung
des Taststrahls auf der Abbildungsaufnahmeebene der Fernsehkamera 104. Da ein
schlanker streifenförmiger Taststrahl mit einem fixierten Schlitz 108 erzeugt wird und
die Abbildung der zu schneidenden Leiterbahn 154, die durch den Taststrahl bestrahlt
wird, aufgenommen wird, ist es erfindungsgemäß möglich, eine Abbildungsinformation
entsprechend der Dicke, Breite und ähnlichem der zu schneidenden Leiterbahn 154 zu
erhalten. Das Verfahren zur Verarbeitung der erhaltenen Abbildungsinformation wird
später beschrieben.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Kameraeinheit zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Abbildungsaufnahmebereich 70b zusätzlich mit einer zylindrischen Linse 158 versehen
ist, verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 14. Die zylindrische Linse
158 ist zwischen dem optischen Bandpaßfilter 102 und der Fokussierungslinse 100
angeordnet, so daß die Komponente in Richtung der Dicke der Leiterbahn 154 des auf
die Abbildungsaufnahmeebene 156 der Fernsehkamera 104 fokussierten Bildes
aufgeweitet wird.
Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiel einer
Kameraeinheit darstellt. In diesem Beispiel umfaßt der Strahlprojektionsbereich 70a
eine Laserstrahlquelle 160, die einen Taststrahl ausgibt, einen Strahlverschluß 110,
durch den der von der Laserstrahlquelle 160 ausgestrahlte Strahl nur für eine bestimmte
Zeitdauer hindurchlaufen kann, und eine zylindrische Linse 162, die den durch den
optischen Verschluß 110 hindurchgelaufenen Strahl passieren läßt. Die zylindrische
Linse 162 ist so angeordnet, daß der hindurchlaufende Strahl in Richtung der Breite der
zu schneidenden Leiterbahn 154 aufgeweitet wird. Der Abbildungsaufnahmebereich 70b
ist in gleicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 14 angeordnet.
Da erfindungsgemäß ein schlanker streifenförmiger Taststrahl durch Benutzung der
zylindrischen Linse 162 erhalten werden kann, können die Abbildungsinformationen
über die zu schneidende Leiterbahn 154, wie beim ersten Ausführungsbeispiel von Fig.
14, erhalten werden.
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein viertes Ausführungsbeispiel einer
Kameraeinheit zeigt. Diese Ausführungsbeispiel und das nächste fünfte
Ausführungsbeispiel sind gekennzeichnet durch eine Abtastvorrichtung, die den Strahl,
der den optischen Verschluß durchlaufen hat, so ablenkt, daß ein schlanker
streifenförmiger Taststrahl entsteht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die
Abtastvorrichtung einen Polygonspiegel 164, der den durch den optischen Verschluß
110 hindurchgelaufenen Strahl reflektiert, eine Antriebseinheit 166, die den
Polygonspiegel 164 dreht, und einen vollständig reflektierenden Spiegel 168, der den
vom Polygonspiegel 164 reflektierten Strahl weiter reflektiert, so daß der Strahl auf die
zu schneidende Leiterbahn 154 auf der gedruckten Leiterplatte 1 geleitet wird.
Andererseits umfaßt die Abtastvorrichtung im fünften Ausführungsbeispiel der
Kameraeinheit, die in Fig. 18 gezeigt ist, einen Galvanospiegel 170, der den durch den
optischen Verschluß 110 hindurchgelaufenen Strahl reflektiert, und eine Antriebseinheit
172, die den Galvanospiegel 170 mit einer Amplitude in Vibration versetzt, die größer
ist als eine vorbestimmte Amplitude. Die vorbestimmte Amplitude wird so eingestellt,
daß die Länge bzw. Breite des erhaltenen Taststrahls ausreichend größer wird als die
Breite der zu schneidenden Leiterbahn 154, so daß also die Leiterbahn in Querrichtung
vom Laserstrahl vollständig überstrichen wird.
Um die Formparameter (Breite, Dicke, etc.) und die Z-Koordinate der zu schneidenden
Leiterbahn zu messen, ist in diesen Ausführungsbeispielen ein zweidimensionaler
Abbildungsspeicher vorgesehen, der das von dem Abbildungsaufnahmebereich 70b
aufgenommene Bild speichert, sowie eine Winkelkorrekturvorrichtung, die den
Drehwinkel der Abbildung so einstellt, daß sich die Dicke der Leiterbahn vollständig in
Y-Achse erstreckt. Die Y-Achse ist hier eine der rechtwinkligen zwei Achsen (X-Achse
und Y-Achse) in dem zweidimensionalen Abbildungsspeicher.
Fig. 19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer in einem zweidimensionalen
Abbildungsspeicher gespeicherten Information zeigt. Die zuvor beschriebene
Winkelkorrektur wird erreicht, indem die gespeicherte Information in dem
zweidimensionalen Abbildungsspeicher binär umgesetzt wird, und zwar eine "1" für
eine Abbildungsinformation und in eine "0" für die restlichen Bereiche, die keine
Abbildung enthalten; indem die Erscheinungshäufigkeit der "1" in Y-Richtung für
jeden Drehwinkel der Abbildung bestimmt wird; und indem der Referenzwinkel so
eingestellt wird, daß er dem Drehwinkel des Bildes entspricht, das durch den
Maximalwert der Erscheinungshäufigkeit gegeben ist. Bezugnehmend auf Fig. 19
kennzeichnet der gebogene Pfeil 178 den Bereich der Drehung des Bildes, und der Pfeil
180 zeigt den Bereich der Projektion.
Die Drehwinkelschritte des Bildes werden innerhalb des Drehwinkels eingestellt und die
Häufigkeitsverteilung der "1" in y-Richtung wird innerhalb des Bereiches der
Projektion 180 erhalten.
Ein spezielles Beispiel der Winkelkorrektur wird nun in Bezug auf die Flußdiagramme
der Fig. 20a und 20b beschrieben. Zuerst wird in Schritt 301 der
Spitzenwertspeicher gelöscht, in Schritt 302 wird ein Binärflag gelöscht und der
optische Verschluß 110 wird in Schritt 303 geöffnet. Anschließend wird in Schritt 304
der Bildeingangssignaltrigger eingeschaltet, das Eingangsbild in Schritt 305
analog/digital umgewandelt und in Schritt 306 zum Bildspeicher übertragen. In Schritt
307 wird geprüft, ob das Binärflag gesetzt ist, und falls ja, springt die Verarbeitung zu
Schritt 310, bei der eine Binärumwandlungsverarbeitung durchgeführt wird. Falls das
Binärflag nicht gesetzt ist, wird in Schritt 308 eine Histogrammverarbeitung ausgeführt,
in Schritt 309 der Scheibenpegel berechnet und dann die Verarbeitung bei Schritt 310
fortgesetzt.
Anschließend wird in Schritt 311 das Binärflag gesetzt und in Schritt 312 wird die
Projektion der Verteilung (Häufigkeitsverteilung der "1") entlang der y-Achse
berechnet. In Schritt 313 wird der Spitzenwert (Maximalwert der Häufigkeitsverteilung)
berechnet. In Schritt 314 wird bestimmt, ob der Spitzenwert größer ist als der
vorausgegangene Spitzenwert. Falls der Spitzenwert kleiner ist als der vorausgegangene
Spitzenwert, springt die Verarbeitung zu Schritt 317. Falls der Spitzenwert größer ist
als der vorausgegangene Spitzenwert, wird die Verarbeitung bei Schritt 315 fortgesetzt,
bei dem der Spitzenwert im Speicher gespeichert wird. Anschließend wird in Schritt
316 die zweidimensionale Abbildung gespeichert. In Schritt 317 wird geprüft, ob das
Bild für alle Winkelschritte eingegangen ist. Falls nein, wird im folgenden Schritt 318
der Winkelschritt geändert, und die Verarbeitung kehrt zu Schritt 304 zurück. Falls
festgestellt wird, daß der Eingang des Bildes beendet ist, wird die Verarbeitung bei
Schritt 319 fortgesetzt, und die gespeicherte zweidimensionale Abbildung zum
Abbildungsspeicher übertragen. Dann wird in Schritt 320 die nächste Verarbeitung
durchgeführt. Damit endet der Ablauf.
Fig. 21A, 21B, 21C und 21D zeigen Beispiele für die Projektion der Verteilung für
jeden Winkelschritt. Die in Fig. 21A gezeigte Verteilung entspricht einem Winkel von
+3° Diese Verteilung wird an der im Uhrzeigersinn gesehenen Winkelgrenze des
Drehbereichs der Fig. 19 erhalten. Die in Fig. 21B, 21C und 21D gezeigten
Verteilungen entsprechen +1°, 0° bzw. -1°. Da der Spitzenwert der Häufigkeit von
"1" beim Winkel +3°, wie in Fig. 21A gezeigt, sein Maximum annimmt, wird der
Winkel +3° als Referenzwinkel festgelegt. Das Einstellen des Referenzwinkels wird
durch Drehwinkel-Koordinatentransformation im zweidimensionalen Koordinatenspeicher
erreicht, oder indem die Neigung der gedruckten Leiterplatte 1 geändert wird oder der
Abbildungsaufnahmebereich 70B bezüglich seiner optischen Achse gedreht wird.
Nun wird ein Verfahren zur Berechnung der Breite und Dicke der zu schneidenden
Leiterbahn auf der Basis der im zweidimensionalen Koordinatenspeicher gespeicherten
Information beschrieben, wobei der Speicher einer Winkelkorrektur unterzogen wurde.
Die Breite der Leiterbahn kann direkt aus der Breite in x-Richtung der gespeicherten
Information, die winkelkorrigiert ist, erhalten werden. Andererseits gibt es
verschiedene andere Verfahren, um die Dicke der zu schneidenden Leiterbahn zu
berechnen, die nun nacheinander beschrieben werden.
Fig. 22 ist ein Diagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel zum Messen der Dicke
zeigt, und Fig. 23 ist ein Flußdiagramm, das die einzelnen Schritte des in Fig. 22
gezeigten Verfahrens zur Messung angibt. Zunächst wird in Schritt 401 die im
zweidimensionalen Abbildungsspeicher gespeicherte Information binär umgewandelt, so
daß eine "1< der Abbildung entspricht und eine "0" sonst zugewiesen wird. Die
Häufigkeitsverteilung der "1" in y-Richtung (Projektion der Verteilung längs der y-
Achse) wird erhalten. Die Projektion der Verteilung ist durch die Bezugsziffer 180 in
Fig. 22 gekennzeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Winkelkorrektur bereits
abgeschlossen. Dann wird in Schritt 402 eine bestimmte Häufigkeit (F) von der
erhaltenen Projektion der Verteilung subtrahiert, womit eine erste Verteilung 184 und
eine zweite Verteilung 186, die unabhängig voneinander sind, erhalten werden.
Anschließend werden in Schritt 403 die y-Koordinaten y₁ und y₂ beider Enden der
ersten Verteilung 184 und die y-Koordinaten y₃ und y₄ der beiden Enden der zweiten
Verteilung 186 gesucht. In Schritt 404 wird die Höhe (Z-Koordinate) der zu
schneidenden Leiterbahn gemäß der folgenden Gleichung, die jede der y-Koordinaten
benutzt, berechnet:
Z = (y₃ + y₄)/2 - y₀
wobei y₀ die Referenzhöhe ist. In Schritt 405 wird die Dicke T der zu schneidenden
Leiterbahn entsprechend der folgenden Gleichung, die jede der y-Koordinaten benutzt,
berechnet.
T = {(y₃ + y₄) - (y₁ + y₂)}/2
Fig. 24 ist ein Diagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel zum Messen der Dicke
darstellt und Fig. 25 ist ein Flußdiagramm, das die Meßschritte der Fig. 24 darstellt. In
Schritt 501 wird eine Projektion der Verteilung 188 entlang der y-Achse erhalten.
Anschließend wird in Schritt 502 eine bestimmte Frequenz (f) von der erhaltenen
Projektion der Verteilung subtrahiert, womit eine erste Verteilung 190 und eine zweite
Verteilung 192, die voneinander unabhängig sind, erhalten werden. In Schritt 503
werden die Fläche S₁ der ersten Verteilung 190 und die Fläche S₂ der zweiten
Verteilung 192 berechnet. In Schritt 504 werden die y-Koordinate y₁, bei der die
Fläche S₁ der ersten Verteilung 190 halbiert ist, und die y-Koordiante y₂ bei der die
Fläche S₂ der zweiten Verteilung 192 halbiert ist, berechnet. In Schritt 505 wir die
Höhe (Z-Koordinate) der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend der folgenden
Gleichung, die jede der y-Koordinaten benutzt, berechnet:
Z = y₂ - y₀
Anschließend wird in Schritt 506 die Dicke der zu schneidenden Leiterbahn
entsprechend der folgenden Gleichung, die jede der y-Koordinaten benutzt, berechnet:
T = y₂ - y₁
Fig. 26 ist ein Diagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel zum Messen der Dicke
zeigt und Fig. 27 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte der Messung von Fig. 26
darstellt. In Schritt 601 wird eine Projektion der Verteilung 194 entlang der y-Achse
erhalten. Dann wird in Schritt 602 eine bestimmte Häufigkeit (f) von der erhaltenen
Projektion der Verteilung subtrahiert, womit eine erste Verteilung 196 und eine davon
unabgängige zweite Verteilung 198 erhalten werden. In Schritt 603 wird die erste
Verteilung 196 einer Normalverteilung 242 angenähert, und die zweite Verteilung 198
wird einer Normalverteilung 244 angenähert. In Schritt 604 wird ein arithmetischer
Mittelwert y₁ der y-Koordinaten in der Normalverteilung 242 berechnet, und ebenso
wird ein arithmetischer Mittelwert y₂ der y-Koordinaten in der Normalverteilung 244
berechnet. In Schritt 605 wird die Höhe (Z-Koordiante) der zu schneidenden Leiterbahn
entsprechend der folgenden Gleichung, die die Mittelwerte benutzt, berechnet:
Z = y₂ - y₀
In Schritt 606 wird die Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend der
folgenden Gleichung, die jeden der Mittelwerte benutzt, berechnet:
T = y₂ - y₁
Fig. 28 ist ein Diagramm, das ein viertes Ausführungsbeispiel zur Messung der Dicke
zeigt und Fig. 29A und 29B sind Flußdiagramme, die die Verfahrensschritte zur
Messung, wie in Fig. 28 gezeigt, darstellen. In Schritt 701 wird eine Projektion der
Verteilung 246 entlang der y-Achse erhalten. In Schritt 702 wird der Wert eines Zählers
auf einen Anfangswert m = 1 gesetzt. Dann wird in Schritt 703 die erhaltene
Verteilung an einer beliebigen y-Koordinate lm in zwei Teile geteilt, so daß eine erste
Verteilung 248, die in einem Gebiet mit kleineren y-Koordiantenwerten als lm liegt,
und eine zweite Verteilung 250, die im Gebiet mit größeren y-Koordinatenwerten als lm
liegt, erhalten, wobei m einen natürliche Zahl zwischen 1 und n ist. In Schritt 704 wird
die erste Verteilung 248 einer Normalverteilung 252 angenähert und deren
arithmetischer Mittelwert y1-m berechnet. In Schritt 705 wird die zweite Verteilung
250 einer Normalverteilung 254 angenähert und deren arithmetischer Mittelwert y2-m
berechnet. In Schritt 706 wird die Differenz am zwischen den Mittelwerten, die durch
die folgende Gleichung definiert sind, berechnet:
am = y2-m y1-m
In Schritt 707 wird geprüft, ob der Mittelwert am größer ist als der zuvor erhaltene
Wert. Falls er größer ist, werden die Mittelwerte y1-m und y2-m und die Differenz am
zwischen den Mittelwerten gesichert. Falls die Differenz am zwischen den Mittelwerten
nicht größer als der vorausgegangene Wert ist, wird die Verarbeitung sofort bei Schritt
709 fortgesetzt. Im Schritt 709 wird geprüft, ob der Wert m größer als n geworden ist.
Falls nicht, wird die Verarbeitung bei Schritt 710 fortgesetzt, in dem der Zähler m
inkrementiert wird, und dann zu Schritt 703 zurückgekehrt. Falls in Schritt 709 m
größer als n ist, wird die Verarbeitung bei Schritt 711 fortgesetzt und die Höhe (Z-
Koordinate) der zu schneidenden Leiterbahn wird entsprechend der folgenden
Gleichung berechnet:
Z = y2-m - y₀
Anschließend wird in Schritt 712 die Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn
entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
T = y2-m - y1-m
Fig. 30 ist ein Diagramm, das ein fünftes Ausführungsbeispiel zum Messen der Dicke
zeigt, und Fig. 31A und 31B sind Flußdiagramme, die die Verfahrensschritte zur
Messung, wie in Fig. 30 gezeigt, darstellen. In Schritt 801 wird eine Projektion der
Verteilung 256 entlang der y-Achse erhalten. Dann wird in Schritt 802 der Wert eines
Zählers auf einen Anfangswert m = 1 gesetzt. Anschließend wird in Schritt 803 die
erhaltene Verteilung an einer beliebigen y-Koordiante lm geteilt, so daß eine erste
Verteilung 258, die in dem Gebiet mit kleineren y-Koordinatenwerten als lm ist, und
eine zweite Verteilung 260, die in dem Gebiet mit größeren y-Koordiantenwerten als lm
ist, erhalten. In Schritt 804 wird die erste Verteilung 258 einer Normalverteilung 256
angenähert und deren Standardabweichung σ1-m berechnet. In Schritt 805 wird der
arithmetische Mittelwert y1-m der Normalverteilung 162 berechnet. In Schritt 806 wird
die zweite Verteilung 260 einer Normalverteilung 264 angenähert und deren
Standardabweichung σ2-m berechnet. In Schritt 807 wird der arithmetische Mittelwert
y2-m der Normalverteilung 264 berechnet. In Schritt 808 wird die Summe bm der
Standardabweichungen, die durch die folgende Gleichung definiert sind, berechnet:
bm = σ1-m + σ2-m
Dann wird in Schritt 809 geprüft, ob die Summe bm der Standardabweichungen kleiner
ist als der zuvor berechnete Wert. Falls sie kleiner ist, werden die Werte der Summe
bm der Standardabweichungen und die arithmetischen Mittelwerte y1-m und y2-m
gesichert, und anschließend wird die Verarbeitung bei Schritt 811 fortgesetzt. Falls die
Summe der Standardabweichungen bm nicht kleiner als der vorhergegangene Wert ist,
wird die Verarbeitung direkt bei Schritt 811 fortgesetzt. In Schritt 811 wird geprüft, ob
der Wert m größer oder gleich n ist. Falls m kleiner als n ist, wird die Verarbeitung bei
Schritt 812 fortgesetzt, bei dem der Wert m des Zählers inkrementiert wird. Die
Verarbeitung kehrt dann zu Schritt 803 zurück. Falls m größer oder gleich n ist, wird
die Verarbeitung bei Schritt 813 fortgesetzt, bei dem die Höhe (Z-Koordiante) der zu
schneidenden Leiterbahn entsprechend der folgenden Gleichung berechnet wird:
Z = y2-m - y₀
Dann wird in Schritt 814 die Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend der
folgenden Gleichung berechnet:
T = y2-m - y1-m
Fig. 32 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel zum Messen der Dicke, und Fig. 33A
und 33B sind Flußdiagramme, die die Verfahrensschritte der Messung in Fig. 32
zeigen. In Schritt 901 wird eine Projektion der Verteilung 266 entlang der y-Achse
erhalten, und dann wird in Schritt 902 der Wert eines Zählers auf einen Anfangswert m
= 1 gesetzt. Anschließend wird in Schritt 903 die erhaltene Verteilung an einer
beliebigen y-Koordinate lm zweigeteilt, so daß eine erste Verteilung 268, die im Gebiet
mit kleineren y-Koordinatenwerten als lm ist, und eine zweite Verteilung 270, die in
dem Gebiet mit größeren y-Koordinatenwerten als lm ist, erhalten werden. Im Schritt
904 wird die erste Verteilung 268 einer Normalverteilung 272 angenähert und deren
arithmetischer Mittelwert y1-m berechnet. Anschließend wird in Schritt 905 die zweite
Verteilung 270 einer Normalverteilung 274 angenähert und deren arithmetischer
Mittelwert y2-m berechnet. Dann wird in Schritt 906 die Fläche Cm des Bereiches, in
dem sich die Normalverteilungen 272 und 274 überlappen, berechnet.
In Schritt 907 wird geprüft, ob die Fläche Cm kleiner ist als der zuvor erhaltene Wert.
Falls sie kleiner ist, wird die Verarbeitung bei Schritt 908 fortgesetzt, bei dem die
Werte der Fläche Cm und der arithmetischen Mittelwerte y1-m und y2-m gespeichert
werden. Die Verarbeitung wir dann bei Schritt 909 fortgesetzt. Falls die Fläche Cm
kleiner ist als der vorhergegangene Wert, wird die Verarbeitung bei Schritt 909
fortgeführt. In Schritt 909 wird geprüft, ob m größer oder gleich n ist, und falls m
kleiner als n ist, wird die Verarbeitung bei Schritt 910 fortgesetzt, bei dem der Wert m
des Zählers inkrementiert wird. Dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt 903 zurück.
Falls m größer oder gleich n ist, wird die Verarbeitung bei Schritt 911 fortgesetzt, bei
dem die Höhe (Z-Koordinate) der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend der
folgenden Formel berechnet wird:
Z = y2-m - y₀
Anschließend wird in Schritt 912 die Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn
entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
T = y2-m - y1-m
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsbeispiele, wie zuvor beschrieben, werden
die Formparameter und die Z-Koordinate einer zu schneidenden Leiterbahn durch ein
optisches Schneideverfahren gemessen. Entsprechend kann ein günstiges Schneiden
einer Leiterbahn ohne Beschädigung der Isolierschicht erzielt werden, indem die
Strahlparameter des Laserstrahls abhängig von den gemessenen Werten gesteuert
werden.
Wie zuvor beschrieben, wird ein solcher Effekt durch die vorliegende Erfindung
erreicht, wodurch ein Gerät zum Schneiden einer Leiterbahn auf einer gedruckten
Leiterplatte für die Automatisation vorgesehen werden kann.
Claims (36)
1. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte
(1) mit einem Laserstrahl, umfassend:
einen Laseroszillator (34), der den Laserstrahl entlang eines Hauptstrahlengangs, der ein konvergentes optisches System enthält, aussendet;
eine mehrachsige Positioniervorrichtung (18), die die gedruckte Leiterplatte im wesentlichen senkrecht zu dem Hauptstrahlengang hält und die dreidimensionalen Koordinaten der gedruckten Leiterplatte ändert;
eine X-Y-Achsen Einstellvorrichtung, die die zweidimensionalen Koordinaten der dreidimensionalen Koordianten senkrecht zum Hauptstrahlengang einstellt in Übereinstimmung mit Positionsinformationen, die von einem Hauptcomputer geliefert werden, so daß der Laserstrahl auf die zu schneidende Leiterbahn geworfen wird;
eine optische Vorrichtung (70) zum optischen Messen der Formparameter der zu schneidenden Leiterbahn; und
eine Steuerungsvorrichtung (10; 32) zum Steuern der Strahlparameter des Laserstrahls abhängig von den Formparametern, die von der optischen Vorrichtung gemessen wurden, so daß die zu schneidende Leiterbahn passend geschnitten wird.
einen Laseroszillator (34), der den Laserstrahl entlang eines Hauptstrahlengangs, der ein konvergentes optisches System enthält, aussendet;
eine mehrachsige Positioniervorrichtung (18), die die gedruckte Leiterplatte im wesentlichen senkrecht zu dem Hauptstrahlengang hält und die dreidimensionalen Koordinaten der gedruckten Leiterplatte ändert;
eine X-Y-Achsen Einstellvorrichtung, die die zweidimensionalen Koordinaten der dreidimensionalen Koordianten senkrecht zum Hauptstrahlengang einstellt in Übereinstimmung mit Positionsinformationen, die von einem Hauptcomputer geliefert werden, so daß der Laserstrahl auf die zu schneidende Leiterbahn geworfen wird;
eine optische Vorrichtung (70) zum optischen Messen der Formparameter der zu schneidenden Leiterbahn; und
eine Steuerungsvorrichtung (10; 32) zum Steuern der Strahlparameter des Laserstrahls abhängig von den Formparametern, die von der optischen Vorrichtung gemessen wurden, so daß die zu schneidende Leiterbahn passend geschnitten wird.
2. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formparameter Breite und Dicke der zu schneidenden
Leiterbahn enthalten, und
daß die optische Vorrichtung (70) die Formparameter mittels eines Verfahrens zum optischen Schneiden messen.
daß die optische Vorrichtung (70) die Formparameter mittels eines Verfahrens zum optischen Schneiden messen.
3. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die optische Vorrichtung (70) umfaßt:
eine Strahlprojektionsvorrichtung (70A) zur Abgabe eines schlanken streifenförmigen Taststrahls zum optischen Schneiden der zu schneidenden Leiterbahn in dessen Längsrichtung, und
eine Abbildungs-Aufnahmevorrichtung (70B) zur Aufnahme einer Abbildung des auf die zu schneidende Leiterbahn geworfenen Taststrahls aus einem Winkel, der sich von dem Winkel unterscheidet, den die Strahlprojektionsvorrichtung zur Projektion des Laserstrahls benutzt.
eine Strahlprojektionsvorrichtung (70A) zur Abgabe eines schlanken streifenförmigen Taststrahls zum optischen Schneiden der zu schneidenden Leiterbahn in dessen Längsrichtung, und
eine Abbildungs-Aufnahmevorrichtung (70B) zur Aufnahme einer Abbildung des auf die zu schneidende Leiterbahn geworfenen Taststrahls aus einem Winkel, der sich von dem Winkel unterscheidet, den die Strahlprojektionsvorrichtung zur Projektion des Laserstrahls benutzt.
4. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahlprojektionsvorrichtung umfaßt:
eine Laserstrahlquelle (106; 160),
einen Schlitz (108), durch den der von der Laserstrahlquelle ausgestrahlte Laserstrahl hindurchlaufen kann,
eine Projektionslinse (112), die der durch den Schlitz (108) hindurchgetretene Laserstrahl durchläuft, und
einen optischen Verschluß (110), der den von der Projektionslinse kommenden Laserstrahl nur für eine bestimmte Zeitdauer durchläßt.
eine Laserstrahlquelle (106; 160),
einen Schlitz (108), durch den der von der Laserstrahlquelle ausgestrahlte Laserstrahl hindurchlaufen kann,
eine Projektionslinse (112), die der durch den Schlitz (108) hindurchgetretene Laserstrahl durchläuft, und
einen optischen Verschluß (110), der den von der Projektionslinse kommenden Laserstrahl nur für eine bestimmte Zeitdauer durchläßt.
5. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahlprojektionsvorrichtung umfaßt:
eine Laserstrahlquelle (106; 160),
einen optischen Verschluß (110), der den von der Laserstrahlquelle kommenden Laserstrahl nur für eine bestimmte Zeitdauer durchläßt, und
eine Zylinderlinse (158; 162), die der vom optischen Verschluß (110) kommende Strahl durchläuft, wobei die Zylinderlinse (158) einen Taststrahl erzeugt, indem der hindurchtretende Strahl nur in die Richtung der Breite der zu schneidenden Leiterbahn aufgeweitet wird.
eine Laserstrahlquelle (106; 160),
einen optischen Verschluß (110), der den von der Laserstrahlquelle kommenden Laserstrahl nur für eine bestimmte Zeitdauer durchläßt, und
eine Zylinderlinse (158; 162), die der vom optischen Verschluß (110) kommende Strahl durchläuft, wobei die Zylinderlinse (158) einen Taststrahl erzeugt, indem der hindurchtretende Strahl nur in die Richtung der Breite der zu schneidenden Leiterbahn aufgeweitet wird.
6. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahlprojektionsvorrichtung umfaßt:
eine Laserstrahlquelle (106; 160),
einen optischen Verschluß (110), der den von der Laserstrahlquelle kommenden Laserstrahl nur für eine bestimmte Zeitdauer durchläßt, und
eine Abtastvorrichtung (164, 166, 168; 170, 172) zum Ablenken des Strahls, der den optischen Verschluß (110) passiert hat, wobei der von der Abtastvorrichtung kommende Strahl als Taststrahl auf die zu schneidende Leiterbahn geworfen wird.
eine Laserstrahlquelle (106; 160),
einen optischen Verschluß (110), der den von der Laserstrahlquelle kommenden Laserstrahl nur für eine bestimmte Zeitdauer durchläßt, und
eine Abtastvorrichtung (164, 166, 168; 170, 172) zum Ablenken des Strahls, der den optischen Verschluß (110) passiert hat, wobei der von der Abtastvorrichtung kommende Strahl als Taststrahl auf die zu schneidende Leiterbahn geworfen wird.
7. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung umfaßt:
einen Polygonspiegel (164) zur Reflexion eines durch den optischen Verschluß (110) hindurchgetretenen Strahls,
eine Vorrichtung (166) zur Drehung des Polygonspiegels (164), und einen undurchlässigen Spiegel (168) zur weiteren Reflexion des vom Polygonspiegel (164) reflektierten Strahls.
einen Polygonspiegel (164) zur Reflexion eines durch den optischen Verschluß (110) hindurchgetretenen Strahls,
eine Vorrichtung (166) zur Drehung des Polygonspiegels (164), und einen undurchlässigen Spiegel (168) zur weiteren Reflexion des vom Polygonspiegel (164) reflektierten Strahls.
8. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet daß die Abtastvorrichtung umfaßt:
einen Galvano-spiegel (170) zur Reflexion des durch den optischen Verschluß (110) hindurchgetretenen Strahls, und
eine Vorrichtung (172), die den Galvano-spiegel (170) mit einer Amplitude in Vibration versetzt, die größer als eine vorbestimmte Amplitude ist.
einen Galvano-spiegel (170) zur Reflexion des durch den optischen Verschluß (110) hindurchgetretenen Strahls, und
eine Vorrichtung (172), die den Galvano-spiegel (170) mit einer Amplitude in Vibration versetzt, die größer als eine vorbestimmte Amplitude ist.
9. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abbildungs-Aufnahmevorrichtung umfaßt:
ein optisches Bandpaßfilter (102) mit einem Durchlaßbereich, in den die Wellenlänge des Taststrahl fällt, der auf die zu schneidende Leiterbahn fällt,
eine Fernsehkamera (104) zur Aufnahme der Abbildung durch das Bandpaßfilter (102), und
eine Fokussierungslinse (100) zur Erzeugung der Abbildung auf der Abbildungs-Aufnahmeebene (156) der Fernsehkamera (104).
ein optisches Bandpaßfilter (102) mit einem Durchlaßbereich, in den die Wellenlänge des Taststrahl fällt, der auf die zu schneidende Leiterbahn fällt,
eine Fernsehkamera (104) zur Aufnahme der Abbildung durch das Bandpaßfilter (102), und
eine Fokussierungslinse (100) zur Erzeugung der Abbildung auf der Abbildungs-Aufnahmeebene (156) der Fernsehkamera (104).
10. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abbildungs-Aufnahmevorrichtung des weiteren umfaßt:
eine Zylinderlinse (158), die zwischen dem optischen Bandpaßfilter (102) und der Fokussierungslinse (100) angeordnet ist, um die Abbildungs-Komponente in Richtung der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn aufzuweiten.
eine Zylinderlinse (158), die zwischen dem optischen Bandpaßfilter (102) und der Fokussierungslinse (100) angeordnet ist, um die Abbildungs-Komponente in Richtung der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn aufzuweiten.
11. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 3-10,
dadurch gekennzeichnet, daß die optische Vorrichtung mehrere Paare von
Strahlprojektionsvorrichtungen und Abbildungs-Aufnahmevorrichtungen aufweist.
12. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 3-11,
gekennzeichnet durch
einen zweidimensionalen Abbildungsspeicher zum Speichern der von der Abbildungs-Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Abbildung, und
eine Winkel-Korrekturvorrichtung zum Einstellen des Drehwinkels der Abbildung, so daß, falls zwei zueinander rechtwinklige Achsen in dem zweidimensionalen Abbildungsspeicher als x-Achse und y-Achse bezeichnet werden, die Richtung der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn in der Abbildung mit der y-Achse zusammenfällt.
einen zweidimensionalen Abbildungsspeicher zum Speichern der von der Abbildungs-Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Abbildung, und
eine Winkel-Korrekturvorrichtung zum Einstellen des Drehwinkels der Abbildung, so daß, falls zwei zueinander rechtwinklige Achsen in dem zweidimensionalen Abbildungsspeicher als x-Achse und y-Achse bezeichnet werden, die Richtung der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn in der Abbildung mit der y-Achse zusammenfällt.
13. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Winkel-Korrekturvorrichtung umfaßt:
eine Vorrichtung, die die im zweidimensionalen Abbildungsspeicher gespeicherten Informationen in binäre Daten umwandelt, wobei die "1" der Abbildung entspricht und die "0" den übrigen Bereichen,
eine Vorrichtung zur Erlangung einer Verteilung der Erscheinungshäufigkeit der "1" in Richtung der y-Achse für jeden Drehwinkelschritt der Abbildung, und
eine Vorrichtung zum Festsetzen eins Referenzwinkels, der jenen Drehwinkel der Abbildung darstellt, bei dem der maximale Wert der Erscheinungshäufigkeit erreicht wird.
eine Vorrichtung, die die im zweidimensionalen Abbildungsspeicher gespeicherten Informationen in binäre Daten umwandelt, wobei die "1" der Abbildung entspricht und die "0" den übrigen Bereichen,
eine Vorrichtung zur Erlangung einer Verteilung der Erscheinungshäufigkeit der "1" in Richtung der y-Achse für jeden Drehwinkelschritt der Abbildung, und
eine Vorrichtung zum Festsetzen eins Referenzwinkels, der jenen Drehwinkel der Abbildung darstellt, bei dem der maximale Wert der Erscheinungshäufigkeit erreicht wird.
14. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Festsetzung des Referenzwinkels durch eine Drehwinkel-
Koordinatentransformation im zweidimensionalen Abbildungsspeicher erzielt wird.
15. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Festsetzung des Referenzwinkels durch Ändern der Neigung
der gedruckten Leiterplatte erzielt wird.
16. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Festsetzung des Referenzwinkels durch Drehung der
Abbildungs-Aufnahmevorrichtung bezüglich seiner optischen Achse erzielt wird.
17. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 12, gekennzeichnet
durch
eine Breiten-Berechnungsvorrichtung und eine Dicken-Berechnungsvorrichtung
zum Berechnen der Breite bzw. der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn entsprechend
den gespeicherten Informationen im zweidimensionalen Abbildungsspeicher.
18. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicken-Berechnungsvorrichtung umfaßt:
eine Vorrichtung, die die im zweidimensionalen Abbildungsspeicher gespeicherten Informationen in binäre Daten umwandelt, wobei die "1" der Abbildung entspricht und die "0" den übrigen Bereichen, und
eine Vorrichtung zur Erlangung einer Verteilung der Erscheinungshäufigkeit der "1" in Richtung der y-Achse für jeden Drehwinkelschritt der Abbildung.
eine Vorrichtung, die die im zweidimensionalen Abbildungsspeicher gespeicherten Informationen in binäre Daten umwandelt, wobei die "1" der Abbildung entspricht und die "0" den übrigen Bereichen, und
eine Vorrichtung zur Erlangung einer Verteilung der Erscheinungshäufigkeit der "1" in Richtung der y-Achse für jeden Drehwinkelschritt der Abbildung.
19. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 18, gekennzeichnet
durch
eine Vorrichtung zur Erlangung einer ersten und einer zweiten Verteilung (184, 186), die unabhängig voneinander sind, indem von der erlangten Verteilung eine vorbestimmte Häufigkeit abgezogen wird, und
eine Vorrichtung zur Berechnung der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls y-Koordinaten beider Enden der ersten Verteilung als y₁ und y₂ ausgedrückt werden und die y-Koordinaten beider Enden der zweiten Verteilung als y₃ und y₄ ausgedrückt werden, entsprechend der folgenden Gleichung: T = {(y₃ + y₄) - (y₁ + y₂)}/2.
eine Vorrichtung zur Erlangung einer ersten und einer zweiten Verteilung (184, 186), die unabhängig voneinander sind, indem von der erlangten Verteilung eine vorbestimmte Häufigkeit abgezogen wird, und
eine Vorrichtung zur Berechnung der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls y-Koordinaten beider Enden der ersten Verteilung als y₁ und y₂ ausgedrückt werden und die y-Koordinaten beider Enden der zweiten Verteilung als y₃ und y₄ ausgedrückt werden, entsprechend der folgenden Gleichung: T = {(y₃ + y₄) - (y₁ + y₂)}/2.
20. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicken-Berechnungsvorrichtung umfaßt:
eine Vorrichtung zur Erlangung einer ersten und einer zweiten Verteilung (190, 192), die unabhängig voneinander sind, indem von der erlangten Verteilung eine vorbestimmte Häufigkeit abgezogen wird, und
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die y-Koordinate, an der die Fläche (S₁) der ersten Verteilung halbiert wird, als y₁ bezeichnet wird und die y-Koordinate, an der die Fläche (S₂) der zweiten Verteilung halbiert wird, als y₂ bezeichnet wird, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - -y₁.
eine Vorrichtung zur Erlangung einer ersten und einer zweiten Verteilung (190, 192), die unabhängig voneinander sind, indem von der erlangten Verteilung eine vorbestimmte Häufigkeit abgezogen wird, und
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die y-Koordinate, an der die Fläche (S₁) der ersten Verteilung halbiert wird, als y₁ bezeichnet wird und die y-Koordinate, an der die Fläche (S₂) der zweiten Verteilung halbiert wird, als y₂ bezeichnet wird, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - -y₁.
21. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicken-Berechnungsvorrichtung umfaßt:
eine Vorrichtung zur Erlangung einer ersten und einer zweiten Verteilung (196, 198), die unabhängig voneinander sind, indem von der erlangten Verteilung eine vorbestimmte Häufigkeit abgezogen wird, und
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls ein arithmetischer Mittelwert einer Normalverteilung (242), an die die erste Verteilung angenähert ist, als y₁ bezeichnet wird und ein arithmetischer Mittelwert einer Normalverteilung (244), an die die zweite Verteilung angenähert ist, als y₂ bezeichnet wird, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
eine Vorrichtung zur Erlangung einer ersten und einer zweiten Verteilung (196, 198), die unabhängig voneinander sind, indem von der erlangten Verteilung eine vorbestimmte Häufigkeit abgezogen wird, und
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls ein arithmetischer Mittelwert einer Normalverteilung (242), an die die erste Verteilung angenähert ist, als y₁ bezeichnet wird und ein arithmetischer Mittelwert einer Normalverteilung (244), an die die zweite Verteilung angenähert ist, als y₂ bezeichnet wird, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
22. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnete daß die Dicken-Berechnungsvorrichtung umfaßt:
eine Vorrichtung, die die erhaltene Verteilung an einer beliebigen y-Koordinate 1m teilt, wobei eine erste Verteilung (248) in jenem Gebiet erhalten wird, in dem die y- Koordinate kleiner als lm ist, und eine zweite Verteilung (250) in jenem Gebiet, in dem die y-Koordinate größer als lm ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen eines arithmetischen Mittelwerts y1-m einer Normalverteilung (252), an die die erste Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen eines arithmetischen Mittelwerts y2-m einer Normalverteilung (254), an die die zweite Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen der Differenz zwischen den Mittelwerten, definiert durch am=y2-m - y1-m, und
eine Vorrichtung zur Berechnung der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die Mittelwerte y1-m und y2-m als y₁ bzw. y₂ bezeichnet sind, wobei die Differenz am zwischen den Mittelwerten maximiert ist, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
eine Vorrichtung, die die erhaltene Verteilung an einer beliebigen y-Koordinate 1m teilt, wobei eine erste Verteilung (248) in jenem Gebiet erhalten wird, in dem die y- Koordinate kleiner als lm ist, und eine zweite Verteilung (250) in jenem Gebiet, in dem die y-Koordinate größer als lm ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen eines arithmetischen Mittelwerts y1-m einer Normalverteilung (252), an die die erste Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen eines arithmetischen Mittelwerts y2-m einer Normalverteilung (254), an die die zweite Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen der Differenz zwischen den Mittelwerten, definiert durch am=y2-m - y1-m, und
eine Vorrichtung zur Berechnung der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die Mittelwerte y1-m und y2-m als y₁ bzw. y₂ bezeichnet sind, wobei die Differenz am zwischen den Mittelwerten maximiert ist, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
23. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicken-Berechnungsvorrichtung umfaßt:
eine Vorrichtung, die die erhaltene Verteilung an einer beliebigen y-Koordinate lm teilt, wobei eine erste Verteilung (258) in jenem Gebiet erhalten wird, in dem die y- Koordinate kleiner als lm ist, und eine zweite Verteilung (260) in jenem Gebiet, in dem die y-Koordinate größer als lm ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y1-m und einer Standardabweichung σ1-m einer Normalverteilung (262), an die die erste Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y2-m und einer Standardabweichung σ2-m einer Normalverteilung (264), an die die zweite Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zur Berechnung der Summe der Standardabweichungen, definiert durch bm = σ1-m + σ2-m,
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die Mittelwerte y1-m und y2-m als y₁ bzw. y₂ bezeichnet werden, wobei die Summe bm der Standardabweichungen minimiert ist, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
eine Vorrichtung, die die erhaltene Verteilung an einer beliebigen y-Koordinate lm teilt, wobei eine erste Verteilung (258) in jenem Gebiet erhalten wird, in dem die y- Koordinate kleiner als lm ist, und eine zweite Verteilung (260) in jenem Gebiet, in dem die y-Koordinate größer als lm ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y1-m und einer Standardabweichung σ1-m einer Normalverteilung (262), an die die erste Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y2-m und einer Standardabweichung σ2-m einer Normalverteilung (264), an die die zweite Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zur Berechnung der Summe der Standardabweichungen, definiert durch bm = σ1-m + σ2-m,
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die Mittelwerte y1-m und y2-m als y₁ bzw. y₂ bezeichnet werden, wobei die Summe bm der Standardabweichungen minimiert ist, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
24. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicken-Berechnungsvorrichtung umfaßt:
eine Vorrichtung, die die erhaltene Verteilung an einer beliebigen y-Koordinate lm teilt, wobei eine erste Verteilung (268) in jenem Gebiet erhalten wird, in dem die y- Koordinate kleiner als lm ist, und eine zweite Verteilung (270) in jenem Gebiet, in dem die y-Koordinate größer als lm ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y1-m einer Normalverteilung (272), an die die erste Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y2-m einer Normalverteilung (274), an die die zweite Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen einer Fläche Cm eines Bereichs, in dem sich die erste und die zweite Normalverteilung (272, 274) überlappen, und
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die Mittelwerte y1-m und y2-m als y₁ bzw. y₂ bezeichnet werden, wobei die Fläche Cm minimiert ist, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
eine Vorrichtung, die die erhaltene Verteilung an einer beliebigen y-Koordinate lm teilt, wobei eine erste Verteilung (268) in jenem Gebiet erhalten wird, in dem die y- Koordinate kleiner als lm ist, und eine zweite Verteilung (270) in jenem Gebiet, in dem die y-Koordinate größer als lm ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y1-m einer Normalverteilung (272), an die die erste Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen des arithmetischen Mittelwerts y2-m einer Normalverteilung (274), an die die zweite Verteilung angenähert ist,
eine Vorrichtung zum Berechnen einer Fläche Cm eines Bereichs, in dem sich die erste und die zweite Normalverteilung (272, 274) überlappen, und
eine Vorrichtung zum Berechnen der Dicke T der zu schneidenden Leiterbahn, falls die Mittelwerte y1-m und y2-m als y₁ bzw. y₂ bezeichnet werden, wobei die Fläche Cm minimiert ist, entsprechend der folgenden Gleichung: T = y₂ - y₁.
25. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-24,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (10; 32) den an den
Laseroszillator (34, 44) von einer Spannungsversorgung (40) abgegebenen Strom ändert
entsprechend dem gemessenen Wert der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn.
26. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-24,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (10; 32) den Laseroszillator
(34, 44)-Modus im Laseroszillator (34, 44) ändert entsprechend dem gemessenen Wert
der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn.
27. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-24,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (10; 34) die Laser-Impulsbreite
im Laseroszillator (34, 44) ändert entsprechend dem gemessenen Wert der Dicke der zu
schneidenden Leiterbahn.
28. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-24,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Laseroszillator (34, 44) intermittierend den Laserstrahl mehrere Male ausstrahlt, und
daß die Steuerungsvorrichtung (10) die Anzahl der Ausstrahlungen des Laserstrahls im Laseroszillator (34, 44) entsprechend dem gemessenen Wert der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn ändert.
daß der Laseroszillator (34, 44) intermittierend den Laserstrahl mehrere Male ausstrahlt, und
daß die Steuerungsvorrichtung (10) die Anzahl der Ausstrahlungen des Laserstrahls im Laseroszillator (34, 44) entsprechend dem gemessenen Wert der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn ändert.
29. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 28, gekennzeichnet
durch eine Vorrichtung zum Überprüfen des Zustands des Rests der zu schneidenden
Leiterbahn immer dann, wenn der Laserstrahl ausgestrahlt wird, wobei die
Ausstrahlung des Laserstrahls gestoppt wird, wenn die zu schneidende Leiterbahn
verschwunden ist.
30. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-29,
gekennzeichnet durch einen Schlitz mit einer änderbaren Schlitzbreite, der im
Hauptstrahlengang angeordnet ist, um die Strahlform des Laserstrahls zu ändern, wobei
die Steuerungsvorrichtung (10; 24) die Schlitzbreite des Schlitzes ändert entsprechend
dem gemessenen Wert der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn.
31. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-30,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gedruckte Leiterplatte eine Markierung bestimmter Form an einer bestimmten Stelle aufweist, und
daß die Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn des weiteren umfaßt:
eine Vorrichtung (72) zur Identifikation der Markierung, und
eine Korrekturvorrichtung zum Korrigieren der zweidimensionalen Koordinaten, die durch die X-Y Achsen Einstellvorrichtung eingestellt werden, entsprechend der identifizierten Markierung.
daß die gedruckte Leiterplatte eine Markierung bestimmter Form an einer bestimmten Stelle aufweist, und
daß die Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn des weiteren umfaßt:
eine Vorrichtung (72) zur Identifikation der Markierung, und
eine Korrekturvorrichtung zum Korrigieren der zweidimensionalen Koordinaten, die durch die X-Y Achsen Einstellvorrichtung eingestellt werden, entsprechend der identifizierten Markierung.
32. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 31, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtung umfaßt:
einen ersten und einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel (82, 92, 94, 128), die im Hauptstrahlengang angeordnet sind,
eine Strahlquelle zum Bestrahlen der zu schneidenden Leiterbahn durch den ersten halbdurchlässigen Spiegel, und
eine Abbildungs-Aufnahmevorrichtung zur Erlangung eines Abbildung der zu schneidenden Leiterbahn durch den zweiten halbdurchlässigen Spiegel.
einen ersten und einen zweiten halbdurchlässigen Spiegel (82, 92, 94, 128), die im Hauptstrahlengang angeordnet sind,
eine Strahlquelle zum Bestrahlen der zu schneidenden Leiterbahn durch den ersten halbdurchlässigen Spiegel, und
eine Abbildungs-Aufnahmevorrichtung zur Erlangung eines Abbildung der zu schneidenden Leiterbahn durch den zweiten halbdurchlässigen Spiegel.
33. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn Anspruch 32, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zustand des Rests der zu schneidenden Leiterbahn
entsprechend der von der Abbildungs-Aufnahmevorrichtung erhaltenen Abbildung
weiter überprüft wird, nachdem der Laserstrahl vom Laseroszillator (34, 44)
ausgestrahlt wurde.
34. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach Anspruch 33, dadurch
gekennzeichnet, daß Laseroszillator (34, 44) des weiteren einen relativ schwachen
Laserstrahl ausstrahlt, falls die zu schneidende Leiterbahn stehenbleibt.
35. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-34,
gekennzeichnet durch
einen Revolver (152), der längs des Hauptstrahlengangs angeordnet ist, und
mehrere Linsen (mit unterschiedlichen Verstärkungen, die vom Revolver (152) getragen werden, wobei der Laserstrahl auf die zu schneidende Leiterbahn durch eine Linse geworfen wird, die entsprechend der Größe der zu schneidenden Leiterbahn ausgewählt wird.
einen Revolver (152), der längs des Hauptstrahlengangs angeordnet ist, und
mehrere Linsen (mit unterschiedlichen Verstärkungen, die vom Revolver (152) getragen werden, wobei der Laserstrahl auf die zu schneidende Leiterbahn durch eine Linse geworfen wird, die entsprechend der Größe der zu schneidenden Leiterbahn ausgewählt wird.
36. Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn nach einem der Ansprüche 1-35,
dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Vorrichtung desweiteren eine eindimensionale Koordinate längs des Hauptstrahlengangs der zu schneidenden Leiterbahn mißt, und
daß die Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn desweiteren umfaßt:
eine Z-Achse Einstellvorrichtung zum Einstellen der eindimensionalen Koordinate der zu schneidenden Leiterbahn, so daß die zu schneidende Leiterbahn in den Brennpunkt des Laserstrahls gebracht wird.
daß die optische Vorrichtung desweiteren eine eindimensionale Koordinate längs des Hauptstrahlengangs der zu schneidenden Leiterbahn mißt, und
daß die Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn desweiteren umfaßt:
eine Z-Achse Einstellvorrichtung zum Einstellen der eindimensionalen Koordinate der zu schneidenden Leiterbahn, so daß die zu schneidende Leiterbahn in den Brennpunkt des Laserstrahls gebracht wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19353593A JP3399590B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 配線の切断装置 |
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ID=16309698
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