JP2004249297A - レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004249297A JP2004249297A JP2003039732A JP2003039732A JP2004249297A JP 2004249297 A JP2004249297 A JP 2004249297A JP 2003039732 A JP2003039732 A JP 2003039732A JP 2003039732 A JP2003039732 A JP 2003039732A JP 2004249297 A JP2004249297 A JP 2004249297A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- machining
- points
- laser
- order
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
【課題】作業効率及び加工精度を向上することができるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を目的とする。
【解決手段】加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法において、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割段階と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得段階と、前記位置取得段階にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定段階とを有し、前記分割段階にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことにより、上記課題を解決する。
【選択図】 図７
【解決手段】加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法において、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割段階と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得段階と、前記位置取得段階にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定段階とを有し、前記分割段階にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことにより、上記課題を解決する。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体に係り、特に、複数の加工点を加工する場合に、効率的な加工を行うことができるよう加工順序を選定して加工を行うためのレーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板等の加工対象物にある複数の加工点に対して、効率的なレーザ加工を行うために、各加工点の加工順序を設定し、設定された加工順序に基づいて、レーザ加工を行うようプログラムを生成できるものとしてＣＡＤ／ＣＡＭシステムがある。ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いることにより、コンピュータによる生産活動のための工程設計や作業設計、設計支援、ＮＣ（数値制御）装置用のプログラム生成等を行うとができる。
【０００３】
また、レーザ加工による加工内容としては、ＬＳＩ等のＩＣチップを埋め込むためのＩＣパッケージの加工がある。なお、ＩＣパッケージとしては、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる形式のものが知られている。この形式のＩＣパッケージは、ＬＳＩのベア・チップをプリント配線基板に載せて封止し、基板の裏面側からエリア・アレイ状に配列された球状のハンダからなるリード端子を形成した表面実装型パッケージである。１つの加工対象物（基板）には、複数のＩＣパッケージがあり、夫々の加工点についてレーザ光による穴開け加工等を行っている。
【０００４】
ここで、加工対象物に形成されるＩＣパッケージの加工の様子を図を用いて説明する。図１は、加工対象物上に形成されるＩＣパッケージとその加工点を示す図である。
【０００５】
図１は、１つの加工対象物に対して９つのＩＣパッケージがあり、各パッケージには、１０ヶ所の加工点が存在する。通常このような加工点に対して加工を行う場合は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム等を用いて各加工点間の距離を測定し、距離の最も近い２点間距離を加工経路して連続した加工を行うよう制御プログラムが生成される。そして、この生成されたプログラムを使用して加工制御が行われる。
【０００６】
ここで、上述した複数存在する加工点への加工手順についてフローチャートを用いて説明する。
【０００７】
図２は、従来の加工手順を示す一例のフローチャートである。ここで、図２のフローチャートによる加工手順は、図１に示した加工点での加工手順について説明する。
【０００８】
まず、予め設定されている加工を行う全ての加工点の位置の取得を行う（Ｓ０１）。加工点は、加工対象物上にＸ―Ｙ軸をとり、基準となる点の位置から加工点の位置を座標点として取得する。なお、加工点については、ＣＡＤ等で作成された加工点を示した図面等から取得することもでき、また、予め設定した座標をＣＡＤ／ＣＡＭシステムに直接入力することでも取得することができる。次に、全ての点の座標を取得した後、各加工点間の距離を測定し、最も近くにある加工点を算出する（Ｓ０２）。その後、所定の加工開始位置から加工順序を選定して加工順序を決定する（Ｓ０３）。ここでは、既に加工順序に選定された加工点を順次除いた、未加工点間における地点間の最短となる加工点を次の加工順序に決定する。Ｓ０３にて加工順序が決定後、加工プログラムが生成される（Ｓ０４）。次に、生成した加工プログラムをレーザ加工装置の制御装置にセットし（Ｓ０５）、加工プログラムに決定された加工順序に基づき、レーザ発振器によりレーザ光を照射して加工対象物へのレーザ加工を行う（Ｓ０６）。
【０００９】
ここで、上述した最短距離の未加工点間を結んだ加工経路について図を用いて説明する。図３は、図１で示した加工点において、従来の方法で選定された加工順序の一例を示す図である。なお、図３に示す矢印は、加工経路を示し、加工開始地点からの最短未加工点間の加工を行う場合の加工順序である。これにより、ＩＣパッケージの加工を行うことができる。
【００１０】
なお、上述の方法において、更に効率的な加工順序を設定するために、次に続く加工点の位置データから最適な加工順序を選択する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
特許文献１では、加工穴位置を決めるガルバノミラーの角度位置データの並び順の最適化ができていない場合における、加工穴数が増えた場合に加工穴から加工穴までの移動に無駄、加工時間が延びてしまう問題を解決するために、位置データの並び順の中から隣り合わない任意の２点の位置データを選択し、選択した２点の位置データの間に並んでいる位置データを逆順に並べ替え、全位置データの総移動距離、総移動時間が並べ替えの前後で短くなったかどうかを判断し、短くなったらその並び順を採用する。
【００１２】
上述した加工経路手順は、複数の加工点に対して最短の距離になるようにレーザ光を用いた加工（以下、レーザ加工という）としては、溶接、穴開け又は切断等の加工技術が機械、電子、半導体装置等の多様な分野の製造過程で利用されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−３４７３８３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法においては、図３の加工経路に示すように、ＩＣパッケージ間の移動が多く、加工作業がどの程度進行しているのかを判断するのが困難である。また、未加工点が少なくなるほど、ＩＣパッケージ間の移動も多くなり、未加工点間では最短距離であったとしても、基板上の全加工点における移動距離としては増加してしまう。つまり、図３に示すように、あるＩＣパッケージ内の加工中に次のＩＣパッケージに移動して加工を行うため、１つのＩＣパッケージを加工するのにＩＣパッケージ幅以上の距離の移動が頻繁に発生してしまう。
【００１５】
更に、位置決め精度は、距離が大きいほど精度が悪くなる傾向があり、従来の方法では、位置決め距離にバラツキがあるため、ピッチ精度のバラツキも大きくなってしまう。
【００１６】
また、特許文献１の方法の場合も同様にＩＣパッケージ等の領域毎に処理を行う等の制御はなく、あくまでも加工順序（経路）が最短距離、最短時間になるようにするための制御であるので、作業状況を容易に把握する事が困難となる。また、これにより、加工の途中で加工誤差が発生した場合に、ＩＣパッケージ間の移動が頻繁に発生するため、誤差の場所を特定することができない。
【００１７】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、加工順序の選定において、加工領域を予め設定し、その領域内において最短距離となる加工点への加工を行うことで、作業効率及び加工精度を向上することができるレーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１９】
請求項１に記載された発明は、加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法において、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割段階と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得段階と、前記位置取得段階にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定段階とを有し、前記分割段階にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、加工点の距離の関係により、未加工点が散点することなく、加工経路を最短にすることができる。これにより、加工点への位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、前記分割段階にて分割された少なくとも１つ以上の領域に対する領域加工順序を選定する領域加工順序選定段階を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、領域を選定することにより、作業員が所望する加工順序で加工を行うことができ、位置決め誤差が生じた場合に、加工条件、加工箇所を容易に特定することができる。
【００２３】
請求項３に記載された発明は、前記加工点加工順序選定段階は、一の領域内において最後に加工される加工点から、次の加工領域内にある複数の加工点のうち、最短距離にある加工点を加工するよう加工順序を選定することを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、領域間の移動距離を最短にすることで、移動により生じる位置決め誤差を減少することができる。これにより、高精度で効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００２５】
請求項４に記載された発明は、前記分割段階は、前記加工対象物が複数のＩＣパッケージを有する場合に、該ＩＣパッケージ毎に領域を分割することを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、どの加工点のレーザ加工を行っているかの作業状況を容易に把握することができる。また、誤差の生じた箇所を容易に特定することができる。更に、誤差の生じる前のＩＣパッケージを有効利用することができる。
【００２７】
請求項５に記載された発明は、加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置において、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割手段と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定手段とを有し、前記分割手段にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、加工点の距離の関係により、未加工点が散点することなく、加工経路を最短にすることができる。これにより、加工点への位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００２９】
請求項６に記載された発明は、加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うよう制御装置に実行させるためのレーザ加工プログラムにおいて、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割処理と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得処理と、前記位置取得処理にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定処理とを有し、前記分割処理にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うよう制御装置に実行させる。
【００３０】
請求項６記載の発明によれば、加工点の距離の関係により、未加工点が散点することなく、加工経路を最短にすることができる。これにより、加工点への位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工をレーザ加工プログラムにより、制御装置に容易に実現させることができる。
【００３１】
請求項７に記載された発明は、前記分割処理にて分割された少なくとも１つ以上の領域に対する領域加工順序を選定する領域加工順序選定処理を有することを特徴とする。
【００３２】
請求項７記載の発明によれば、領域を選定することにより、作業員が所望する加工順序で加工を行うことができ、位置決め誤差が生じた場合に、加工条件、加工箇所を容易に特定することができる。
【００３３】
請求項８に記載された発明は、前記加工点加工順序選定処理は、一の領域内において最後に加工される加工点から、次の加工領域内にある複数の加工点のうち、最短距離にある加工点を加工するよう加工順序を選定することを特徴とする。
【００３４】
請求項８記載の発明によれば、領域間の移動距離を最短にすることで、移動により生じる位置決め誤差を減少することができる。これにより、高精度で効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００３５】
請求項９に記載された発明は、前記分割処理は、前記加工対象物が複数のＩＣパッケージを有する場合に、該ＩＣパッケージ毎に領域を分割することを特徴とする。
【００３６】
請求項９記載の発明によれば、どの加工点のレーザ加工を行っているかの作業状況を容易に把握することができる。また、誤差の生じた箇所を容易に特定することができる。更に、誤差の生じる前のＩＣパッケージを有効利用することができる。
【００３７】
請求項１０に記載された発明は、請求項６乃至９の何れか１項に記載のレーザ加工プログラムを記録した記録媒体である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明は、基板等の加工対象物に含まれる全ての加工点について加工を行う場合に、予め複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域を設定し、設定された加工領域内において未加工点間の距離が最短となる加工順序となるように全加工点の加工順序を選定（加工点加工順序選定）すると共に、複数の領域に対する加工順序も選定（領域加工順序選定）し、更に、一の領域内における最後の加工点から次の加工領域にある複数の加工点において、最短距離となる加工点を次の加工点とし、その加工点を領域内の加工開始点として加工順序を選定する。上述した方法を用いて加工順序を選定することにより、作業員が作業状況を確認しやすく、更に、最短距離となる加工経路、又は、加工対象物が載置されたＸ−Ｙ軸方向に移動可能なＸ−Ｙステージ、レーザ光を照射するＸ−Ｙ―Ｚ方向に移動可能なレーザ照射ハウジングの移動時間が最短となる加工経路とすることにより迅速で高精度なレーザ加工を行うことができる。
【００３９】
また、加工の領域をＩＣパッケージと同領域に設定することにより、途中で、レーザ加工に誤差が発生した場合でも、それまでのＩＣパッケージについては、高精度な加工が行われていたため、その部分のみの有効な利用を行うことができる。また、誤差が発生した加工点を容易に特定することができ、誤差の原因を迅速に究明することができる。
【００４０】
ここで、上述の内容を図を用いて説明する。図４は、本発明における加工順序の選定方法の一例を示す図である。ここで、図４の例においては、図１に示したＩＣパッケージとその加工点を用いて説明する。
【００４１】
図４に示す例では、例えば、１つのＩＣパッケージ毎にレーザ加工を行うよう設定する。なお、図４においては、図１に示したＩＣパッケージとその加工点を用いて説明する。
【００４２】
ＩＣパッケージの加工順序は、▲１▼、▲２▼、・・・、▲９▼の順の渦巻き型の加工順序とし、領域（ＩＣパッケージ間）の加工経路は、従来技術と同様に予め設定された加工点の位置データを座標に対応させて取得し、その位置データに基づいて、２点間の距離を求め、未加工点への加工経路又は加工時間が最短となる経路を決定する。領域内の開始点から領域内終了点までの経路が決定後、ＩＣパッケージ▲１▼の領域内終了点からＩＣパッケージ▲２▼の各点との位置データの比較を行い、最短距離となる加工点を選定し、その点をＩＣパッケージ▲２▼における領域内開始点とする。その後、領域内における複数の加工点の加工順序をＩＣパッケージ▲１▼と同様な方法を用いて選定する。
【００４３】
上述の加工順序選定手順を加工領域（ＩＣパッケージ）毎に関連付けて行うことにより、加工領域間の移動を減少することができレーザ加工の迅速な加工処理を実現させることができ、更に、加工作業の内容を容易に確認することができるため、効率的なレーザ加工を行うことができる。
【００４４】
ここで、領域の加工順序について説明する。図５は、本発明における領域間の加工順序の一例を示す図である。
【００４５】
図５に示すように、ＩＣパッケージ間は、その一辺が隣接していることが好ましく、図５（ａ）に示すように、渦巻き型の加工順序でもよく、また、図５（ｂ）に示すようなジグザグ型の加工順序でもよい。これにより、加工領域（ＩＣパッケージ）間の移動距離を減少させ、無駄な加工経路を有することなく効率的なレーザ加工が実現できる。また、上述の加工領域の例では、１つの領域に１つのＩＣパッケージとして説明したが、本発明においては、この限りではなく、１つの領域内に複数のＩＣパッケージを有してもよく、また、１つのＩＣパッケージに複数の領域を有してもよい。
【００４６】
ここで、上述の加工領域選定の内容について図を用いて説明する。図６は、本発明における加工領域の選定内容を示す一例の図である。なお、図６の例においては、図１に示したＩＣパッケージとその加工点を用いて説明する。
【００４７】
図６において、加工領域は、図６（ａ）に示すように、ＩＣパッケージの横一列を加工領域（実線▲１▼〜▲３▼）として、加工領域を設定し加工経路を決定する。また、図６（ｂ）に示すように、不特定な領域パターン（図６（ｂ）▲４▼〜▲６▼）の加工順序を設定して加工を行うこともできる。
【００４８】
これにより、加工対象物における全ての加工点において加工順序の優先度を設定することができ、複雑な加工パターンを実現できる。なお、ＩＣパッケージ（ＢＧＡ、ＣＳＰ）の加工点間のピッチ精度、及び、トータルピッチ精度の要求精度が５〜１０μｍと厳しくなっているため、移動距離を減少させるために加工領域をＩＣパッケージ毎に設定することが好ましい。
【００４９】
また、本発明では、加工順序の選定を、加工順序選定装置を用いて実現することができるが、上述の内容をコンピュータに実行させるためのレーザ加工プログラムを生成することにより同様に実現することができる。加工順序選定を有するレーザ加工プログラムを用いることで、上述したＣＡＤ／ＣＡＭシステム等にインストールすることにより、上述の選定処理を容易に実現できる。例えば、メタルマスクのパターンを編集するＣＡＤ／ＣＡＭソフトから図１に示すＩＣパッケージを有する加工対象物（基板）の情報を与え、従来あるデータ変換ソフトにて、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトから出力されるパターン情報からレーザ加工装置で動作可能な加工プログラムに変換して出力する。また、この過程でＩＣパッケージの加工順序及び加工点の加工順序が決定される。
【００５０】
ここで、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００５１】
図７は、本発明におけるレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【００５２】
図７のレーザ加工装置７０は、レーザ発振器７１と、反射ミラー７２と、加工ハウジング７３と、ガスノズル７４と、駆動装置７５と、ガス出射装置７６と、石定盤７７と、Ｘ−Ｙリニアモータ７８と、Ｘ−Ｙステージ７９と、制御装置８０と、加工順序選定装置８１とを有するよう構成されている。
【００５３】
また、加工ハウジングには、結像光学系レンズ８２を有し、Ｘ−Ｙステージ７９上には加工対象物８３が載置されている。
【００５４】
ここで、レーザ加工装置７０の動作手順について説明する。まず、レーザ発振器７１からのレーザ光を出射し、反射ミラー７２を介して、Ｘ−Ｙステージ７９の方向へレーザ光を反射して加工ハウジング７３に入射される。加工ハウジング７３には、結像光学系レンズ８２により、所望の穴径にて加工が行われるようレーザ光が集光され、ガス出射装置７６から出射されるレーザ加工により発生する融解物等を吹き飛ばすための酸素ガス、圧縮空気、又は、窒素ガス等のアシストガスと共に、加工ノズル７４から加工対象物８３に照射されレーザ加工が行われる。
【００５５】
ここで、駆動装置７６は、加工ハウジング７３及び加工ノズル７４をＺ軸方向に移動し、加工対象物８３に対して結像位置の調整を行うことができる。なお、本実施例におけるレーザ発振器７１から出射するレーザ光は、ＹＡＧレーザとし、加工対象物８３を複数の加工点及びＩＣパッケージが予め設定されたポリイミドシートとするが本発明においてはこの限りではない。また、Ｘ−Ｙステージ７９は、Ｘ−Ｙリニアモータ７８により高速度でＸ軸、Ｙ軸方向への移動を容易に行うことができる。ここで、Ｘ−Ｙステージ７９は、メタルマスクのサイズにあわせ、例えば６００×６００ｍｍストロークあり、加工位置決め精度は±３０μｍ／６００ｍｍ程度となる。なお、本発明における装置構成は、上述の限りではなく、例えば、加工ハウジング７３に真円の穴開け加工を行うトレパニングヘッドを有することにより、一般にＸ―Ｙステージ７９に載置された加工対象物８３に対する真円の穴開け加工精度を向上させることができる。
【００５６】
また、制御部８０は、レーザ発振器７１からのレーザ光の出射タイミングと、駆動装置７５による加工ハウジング７３及び加工ノズル７４のＺ軸方向への移動と、ガス出射装置７６からのアシストガスの出射タイミングと、Ｘ−Ｙリニアモータ７８におけるＸ−Ｙステージ７９の移動タイミングとを制御している。なお、制御装置８０による上述の各装置への制御は、加工順序選定装置８１により設定された加工経路に基づいて行われる。
【００５７】
ここで、図７に示す加工順序選定装置８１について、図を用いて説明する。
【００５８】
図８は、本発明における加工順序選定装置のハードウェア構成を示す一例のブロック図である。ここで、図８の加工順序選定装置８１は、専用の装置構成とすることもできるが、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等を適用することができる。
【００５９】
図８において、加工順序選定装置８１は、入力装置９１と、出力装置９２と、ドライブ装置９３と、メモリ装置９４と、演算処理装置９５と、補助記憶装置９６と、ネットワーク接続装置９７とを有するよう構成されており、これらはシステムバスＢで相互に接続されている。
【００６０】
入力装置９１は、レーザ加工装置７０の管理者が操作するキーボード及びマウス等を有しており、各種操作信号を入力する。出力装置９２は、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトにて提供される加工点加工順序選定処理及び領域加工順序選定処理を含むレーザ加工プログラムを操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有し、実行されるレーザ加工プログラムに基づいて表示される。なお、本発明において加工順序選定装置８１にインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体９８等により提供される。上述のレーザ加工プログラムを記録した記録媒体９８はドライブ装置９３にセット可能であり、記憶媒体９８に含まれる実行プログラムが、記録媒体９８からドライブ装置９３を介して補助記憶装置９６にインストールされる。
【００６１】
演算処理装置９５は、メモリ装置９４により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や後述する各処理を含む加工順序選定処理を制御する。また、プログラムの実行中に必要な各種情報は、予め補助記憶装置９６に蓄積しておき、実行時には補助記憶装置９６から取得することができ、また格納することもできる。ネットワーク接続装置９７は、通信ネットワーク等と接続することにより、レーザ加工プログラムを実行することで得られた情報を制御装置８０に提供することができる。また、他のレーザ加工装置と連結することで、一括制御を行うことができる。また、レーザ加工装置７０は、分割手段と、位置取得手段と、加工点加工順序選定手段と、領域加工順序選定手段とを有する。
【００６２】
次に、本発明におけるレーザ加工手順についてフローチャートを用いて説明する。図９は、本発明におけるレーザ加工手順を示す一例のフローチャートである。
【００６３】
図９では、まず、加工対象物における全ての加工点を含む領域から複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の加工領域の選定を行う（分割処理）（Ｓ１１）。ここで、初期設定として、加工領域がＩＣパッケージ毎に行われるよう設定されていることが好ましいが、本発明においてはこの限りではなく、図６に示すような加工領域が設定されていてもよい。加工領域は、ディスプレイ等の出力装置９２により、レーザ加工の作業員がマウス等の入力装置９１を使用して領域の範囲を設定することができる。
【００６４】
次に、加工対象物８０上にあるＩＣパッケージと加工点の位置の取得を行う（位置取得処理）（Ｓ１２）。取得方法は、上述したようにＸ―Ｙステージ７９上に座標軸を設定し、その座標と加工点との関係により加工点の位置データを取得する。
【００６５】
次に、演算処理装置９５は、設定された加工領域が複数ある場合に、その加工順序を設定する（領域加工順序選定処理）（Ｓ１３）。加工順序は、図５に示すような領域加工順序を選定することができるが、本発明においてはこの限りではなく、領域の選定内容等に応じて多種の領域加工順序を実現することができる。次に、各領域内での加工点間距離を測定する測定処理に関しては、ある領域内における加工開始地点からの未加工点の距離を測定し（Ｓ１４）、最短距離となる地点を次の加工順序として、領域内の全ての加工点における加工経路を選定する（加工点加工順序選定処理）（Ｓ１５）。
【００６６】
その後、全ての加工領域で加工順序の選定が行われたがを判定し（Ｓ１６）、全ての加工領域にて加工順序の選定が行われていない場合は（Ｓ１６において、ＮＯ）、次の加工領域との間の加工経路の選定を行う（Ｓ１７）。Ｓ１７では、加工順序が選定された加工領域における最後の加工点と、Ｓ１３にて設定された次の加工領域の各点における距離を算出し、加工距離が最短となる加工点を選出し、その加工点を次の領域内における加工開始地点として加工経路を決定する。その後、Ｓ１４のステップに戻り、次の領域内の加工点における経路の選定を行う。Ｓ１４〜Ｓ１７までの処理を全ての領域が終了するまで行う。
【００６７】
また、Ｓ１６において、加工対象物８３における全ての加工点の加工順序が決定した場合は、レーザ発振器からレーザ光を出射して加工対象物のレーザ加工を行う（Ｓ１８）。レーザ加工は、制御装置８０が加工順序選定装置８１により決定された加工順序に従い、順次駆動装置７５又はＸ−Ｙリニアモータ７８を移動させ、加工する加工点の位置決めを行った後、レーザ発振器７１よりレーザ光を出射して加工を行う。
【００６８】
上述のレーザ加工手順により加工を迅速に行うことができ、また、加工順序を選定することができるので、作業員が加工制御を行い作業経過を容易に把握することができ作業負担を減少させることができる。更に、加工点間の移動距離を少なくさせることができるので、位置決め誤差をなくし高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００６９】
なお、上述した加工対象物に複数ある加工点の加工順序が選定されたレーザ加工プログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体９８に記憶させて別のレーザ加工装置の制御装置にインストールすることにより、他のレーザ加工装置においてもレーザ加工処理の制御を高精度に行うことができる。更に、この他の方法として、ネットワーク接続装置９７を介した通信インターフェース及びネットワークによりレーザ加工プログラムをファイル形式で取得し、制御装置にインストールすることによってもレーザ加工処理を実行させることができる。
【００７０】
ここで、本発明において選定された加工順序に基づく加工経路の一例について図を用いて説明する。
【００７１】
図１０は、本発明におけるレーザ加工装置で選定された加工経路の一例を示す図である。なお、図１０の加工経路における加工点は、図１で示したＩＣパッケージ及び加工点を用いるものとする。また、図１０では、１つのＩＣパッケージを１つの領域とし、領域に対する加工順序は、▲１▼、▲２▼、・・・、▲９▼とする。更に、図中の矢印は、加工経路を示す。図１０に示すように、本発明により選定された加工順序によりＩＣパッケージ間の移動を頻繁に行う必要がなく、移動距離を減少させることができるため、位置決め精度を向上させ、高精度なレーザ加工を行うことができる。更に、領域を指定することにより、例えば、ＩＣパッケージ毎の加工を可能にすることで、加工中に精度の誤差が大きくなった場合でも、誤差が多くなる前のＩＣパッケージを利用することができ、加工対象物全てを無駄にさせることなく有効利用することができる。
【００７２】
上述したように本発明によれば、最短距離の加工点における加工経路を選定するのではなく、加工領域を選定し、その加工領域において加工順序を選定することにより、加工に誤差が生じた場合の加工条件、及び加工点を容易に特定することができる。これにより、誤差の原因を早期に究明することができる。
【００７３】
また、加工経路を最短距離になるよう設定する、又はレーザ加工装置における移動可能な装置構成要素の移動時間が最短時間になるよう設定することにより、迅速なレーザ加工を行うことができる。また、移動距離が少ない分、位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工を実現することができる。また、ＩＣパッケージ毎に加工を行うことで、同じ加工位置で加工を行う（相対位置がパッケージ毎に等しくなる）ため、バラツキが少なく高精度な加工を行うことができる。
【００７４】
更に、加工対象物に複数ある加工点の加工順序が選定されたレーザ加工プログラムを、別のレーザ加工装置の制御装置にインストールすることにより、他のレーザ加工装置においてもレーザ加工処理の制御を高精度に行うことができる。
【００７５】
また、加工対象物としては、プリント基板や電子部品等、精細で正確な加工が必要なもので利用することができる。
【００７６】
なお、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【００７７】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、複数の加工点に対するレーザ加工における加工順序の選定において、複数の加工領域を設定し、その領域毎に加工点の加工順序を選定して加工を行うことで、位置決め誤差を減少させ、高精度で効率的なレーザ加工を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工対象物上に形成されるＩＣパッケージとその加工点を示す図である。
【図２】従来の加工手順を示す一例のフローチャートである。
【図３】従来の選定された加工順序の一例を示す図である。
【図４】本発明における加工順序の選定方法の一例を示す図である。
【図５】本発明における領域間の加工順序の一例を示す図である。
【図６】本発明における加工領域の選定内容を示す一例の図である。
【図７】本発明におけるレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【図８】本発明における加工順序選定装置のハードウェア構成を示す一例のブロック図である。
【図９】本発明におけるレーザ加工手順を示す一例のフローチャートである。
【図１０】本発明におけるレーザ加工装置で選定された加工経路の一例を示す図である。
【符号の説明】
７０ レーザ加工装置
７１ レーザ発振器
７２ 反射ミラー
７３ 加工ハウジング
７４ 加工ノズル
７５ 駆動装置
７６ ガス出射装置
７７ 石定盤
７８ Ｘ−Ｙリニアモータ
７９ Ｘ−Ｙステージ
８０ 制御装置
８１ 加工順序選定装置
８２ 結像光学系レンズ
８３ 加工対象物
９１ 入力装置
９２ 出力装置
９３ ドライブ装置
９４ メモリ装置
９５ 演算処理装置
９６ 補助記憶装置
９７ ネットワーク接続装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体に係り、特に、複数の加工点を加工する場合に、効率的な加工を行うことができるよう加工順序を選定して加工を行うためのレーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板等の加工対象物にある複数の加工点に対して、効率的なレーザ加工を行うために、各加工点の加工順序を設定し、設定された加工順序に基づいて、レーザ加工を行うようプログラムを生成できるものとしてＣＡＤ／ＣＡＭシステムがある。ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いることにより、コンピュータによる生産活動のための工程設計や作業設計、設計支援、ＮＣ（数値制御）装置用のプログラム生成等を行うとができる。
【０００３】
また、レーザ加工による加工内容としては、ＬＳＩ等のＩＣチップを埋め込むためのＩＣパッケージの加工がある。なお、ＩＣパッケージとしては、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる形式のものが知られている。この形式のＩＣパッケージは、ＬＳＩのベア・チップをプリント配線基板に載せて封止し、基板の裏面側からエリア・アレイ状に配列された球状のハンダからなるリード端子を形成した表面実装型パッケージである。１つの加工対象物（基板）には、複数のＩＣパッケージがあり、夫々の加工点についてレーザ光による穴開け加工等を行っている。
【０００４】
ここで、加工対象物に形成されるＩＣパッケージの加工の様子を図を用いて説明する。図１は、加工対象物上に形成されるＩＣパッケージとその加工点を示す図である。
【０００５】
図１は、１つの加工対象物に対して９つのＩＣパッケージがあり、各パッケージには、１０ヶ所の加工点が存在する。通常このような加工点に対して加工を行う場合は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム等を用いて各加工点間の距離を測定し、距離の最も近い２点間距離を加工経路して連続した加工を行うよう制御プログラムが生成される。そして、この生成されたプログラムを使用して加工制御が行われる。
【０００６】
ここで、上述した複数存在する加工点への加工手順についてフローチャートを用いて説明する。
【０００７】
図２は、従来の加工手順を示す一例のフローチャートである。ここで、図２のフローチャートによる加工手順は、図１に示した加工点での加工手順について説明する。
【０００８】
まず、予め設定されている加工を行う全ての加工点の位置の取得を行う（Ｓ０１）。加工点は、加工対象物上にＸ―Ｙ軸をとり、基準となる点の位置から加工点の位置を座標点として取得する。なお、加工点については、ＣＡＤ等で作成された加工点を示した図面等から取得することもでき、また、予め設定した座標をＣＡＤ／ＣＡＭシステムに直接入力することでも取得することができる。次に、全ての点の座標を取得した後、各加工点間の距離を測定し、最も近くにある加工点を算出する（Ｓ０２）。その後、所定の加工開始位置から加工順序を選定して加工順序を決定する（Ｓ０３）。ここでは、既に加工順序に選定された加工点を順次除いた、未加工点間における地点間の最短となる加工点を次の加工順序に決定する。Ｓ０３にて加工順序が決定後、加工プログラムが生成される（Ｓ０４）。次に、生成した加工プログラムをレーザ加工装置の制御装置にセットし（Ｓ０５）、加工プログラムに決定された加工順序に基づき、レーザ発振器によりレーザ光を照射して加工対象物へのレーザ加工を行う（Ｓ０６）。
【０００９】
ここで、上述した最短距離の未加工点間を結んだ加工経路について図を用いて説明する。図３は、図１で示した加工点において、従来の方法で選定された加工順序の一例を示す図である。なお、図３に示す矢印は、加工経路を示し、加工開始地点からの最短未加工点間の加工を行う場合の加工順序である。これにより、ＩＣパッケージの加工を行うことができる。
【００１０】
なお、上述の方法において、更に効率的な加工順序を設定するために、次に続く加工点の位置データから最適な加工順序を選択する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
特許文献１では、加工穴位置を決めるガルバノミラーの角度位置データの並び順の最適化ができていない場合における、加工穴数が増えた場合に加工穴から加工穴までの移動に無駄、加工時間が延びてしまう問題を解決するために、位置データの並び順の中から隣り合わない任意の２点の位置データを選択し、選択した２点の位置データの間に並んでいる位置データを逆順に並べ替え、全位置データの総移動距離、総移動時間が並べ替えの前後で短くなったかどうかを判断し、短くなったらその並び順を採用する。
【００１２】
上述した加工経路手順は、複数の加工点に対して最短の距離になるようにレーザ光を用いた加工（以下、レーザ加工という）としては、溶接、穴開け又は切断等の加工技術が機械、電子、半導体装置等の多様な分野の製造過程で利用されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−３４７３８３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法においては、図３の加工経路に示すように、ＩＣパッケージ間の移動が多く、加工作業がどの程度進行しているのかを判断するのが困難である。また、未加工点が少なくなるほど、ＩＣパッケージ間の移動も多くなり、未加工点間では最短距離であったとしても、基板上の全加工点における移動距離としては増加してしまう。つまり、図３に示すように、あるＩＣパッケージ内の加工中に次のＩＣパッケージに移動して加工を行うため、１つのＩＣパッケージを加工するのにＩＣパッケージ幅以上の距離の移動が頻繁に発生してしまう。
【００１５】
更に、位置決め精度は、距離が大きいほど精度が悪くなる傾向があり、従来の方法では、位置決め距離にバラツキがあるため、ピッチ精度のバラツキも大きくなってしまう。
【００１６】
また、特許文献１の方法の場合も同様にＩＣパッケージ等の領域毎に処理を行う等の制御はなく、あくまでも加工順序（経路）が最短距離、最短時間になるようにするための制御であるので、作業状況を容易に把握する事が困難となる。また、これにより、加工の途中で加工誤差が発生した場合に、ＩＣパッケージ間の移動が頻繁に発生するため、誤差の場所を特定することができない。
【００１７】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、加工順序の選定において、加工領域を予め設定し、その領域内において最短距離となる加工点への加工を行うことで、作業効率及び加工精度を向上することができるレーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１９】
請求項１に記載された発明は、加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法において、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割段階と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得段階と、前記位置取得段階にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定段階とを有し、前記分割段階にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、加工点の距離の関係により、未加工点が散点することなく、加工経路を最短にすることができる。これにより、加工点への位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、前記分割段階にて分割された少なくとも１つ以上の領域に対する領域加工順序を選定する領域加工順序選定段階を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、領域を選定することにより、作業員が所望する加工順序で加工を行うことができ、位置決め誤差が生じた場合に、加工条件、加工箇所を容易に特定することができる。
【００２３】
請求項３に記載された発明は、前記加工点加工順序選定段階は、一の領域内において最後に加工される加工点から、次の加工領域内にある複数の加工点のうち、最短距離にある加工点を加工するよう加工順序を選定することを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、領域間の移動距離を最短にすることで、移動により生じる位置決め誤差を減少することができる。これにより、高精度で効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００２５】
請求項４に記載された発明は、前記分割段階は、前記加工対象物が複数のＩＣパッケージを有する場合に、該ＩＣパッケージ毎に領域を分割することを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、どの加工点のレーザ加工を行っているかの作業状況を容易に把握することができる。また、誤差の生じた箇所を容易に特定することができる。更に、誤差の生じる前のＩＣパッケージを有効利用することができる。
【００２７】
請求項５に記載された発明は、加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置において、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割手段と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定手段とを有し、前記分割手段にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、加工点の距離の関係により、未加工点が散点することなく、加工経路を最短にすることができる。これにより、加工点への位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００２９】
請求項６に記載された発明は、加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うよう制御装置に実行させるためのレーザ加工プログラムにおいて、前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割処理と、前記複数の加工点の位置を取得する位置取得処理と、前記位置取得処理にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定処理とを有し、前記分割処理にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うよう制御装置に実行させる。
【００３０】
請求項６記載の発明によれば、加工点の距離の関係により、未加工点が散点することなく、加工経路を最短にすることができる。これにより、加工点への位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工をレーザ加工プログラムにより、制御装置に容易に実現させることができる。
【００３１】
請求項７に記載された発明は、前記分割処理にて分割された少なくとも１つ以上の領域に対する領域加工順序を選定する領域加工順序選定処理を有することを特徴とする。
【００３２】
請求項７記載の発明によれば、領域を選定することにより、作業員が所望する加工順序で加工を行うことができ、位置決め誤差が生じた場合に、加工条件、加工箇所を容易に特定することができる。
【００３３】
請求項８に記載された発明は、前記加工点加工順序選定処理は、一の領域内において最後に加工される加工点から、次の加工領域内にある複数の加工点のうち、最短距離にある加工点を加工するよう加工順序を選定することを特徴とする。
【００３４】
請求項８記載の発明によれば、領域間の移動距離を最短にすることで、移動により生じる位置決め誤差を減少することができる。これにより、高精度で効率的なレーザ加工を実現することができる。
【００３５】
請求項９に記載された発明は、前記分割処理は、前記加工対象物が複数のＩＣパッケージを有する場合に、該ＩＣパッケージ毎に領域を分割することを特徴とする。
【００３６】
請求項９記載の発明によれば、どの加工点のレーザ加工を行っているかの作業状況を容易に把握することができる。また、誤差の生じた箇所を容易に特定することができる。更に、誤差の生じる前のＩＣパッケージを有効利用することができる。
【００３７】
請求項１０に記載された発明は、請求項６乃至９の何れか１項に記載のレーザ加工プログラムを記録した記録媒体である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明は、基板等の加工対象物に含まれる全ての加工点について加工を行う場合に、予め複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域を設定し、設定された加工領域内において未加工点間の距離が最短となる加工順序となるように全加工点の加工順序を選定（加工点加工順序選定）すると共に、複数の領域に対する加工順序も選定（領域加工順序選定）し、更に、一の領域内における最後の加工点から次の加工領域にある複数の加工点において、最短距離となる加工点を次の加工点とし、その加工点を領域内の加工開始点として加工順序を選定する。上述した方法を用いて加工順序を選定することにより、作業員が作業状況を確認しやすく、更に、最短距離となる加工経路、又は、加工対象物が載置されたＸ−Ｙ軸方向に移動可能なＸ−Ｙステージ、レーザ光を照射するＸ−Ｙ―Ｚ方向に移動可能なレーザ照射ハウジングの移動時間が最短となる加工経路とすることにより迅速で高精度なレーザ加工を行うことができる。
【００３９】
また、加工の領域をＩＣパッケージと同領域に設定することにより、途中で、レーザ加工に誤差が発生した場合でも、それまでのＩＣパッケージについては、高精度な加工が行われていたため、その部分のみの有効な利用を行うことができる。また、誤差が発生した加工点を容易に特定することができ、誤差の原因を迅速に究明することができる。
【００４０】
ここで、上述の内容を図を用いて説明する。図４は、本発明における加工順序の選定方法の一例を示す図である。ここで、図４の例においては、図１に示したＩＣパッケージとその加工点を用いて説明する。
【００４１】
図４に示す例では、例えば、１つのＩＣパッケージ毎にレーザ加工を行うよう設定する。なお、図４においては、図１に示したＩＣパッケージとその加工点を用いて説明する。
【００４２】
ＩＣパッケージの加工順序は、▲１▼、▲２▼、・・・、▲９▼の順の渦巻き型の加工順序とし、領域（ＩＣパッケージ間）の加工経路は、従来技術と同様に予め設定された加工点の位置データを座標に対応させて取得し、その位置データに基づいて、２点間の距離を求め、未加工点への加工経路又は加工時間が最短となる経路を決定する。領域内の開始点から領域内終了点までの経路が決定後、ＩＣパッケージ▲１▼の領域内終了点からＩＣパッケージ▲２▼の各点との位置データの比較を行い、最短距離となる加工点を選定し、その点をＩＣパッケージ▲２▼における領域内開始点とする。その後、領域内における複数の加工点の加工順序をＩＣパッケージ▲１▼と同様な方法を用いて選定する。
【００４３】
上述の加工順序選定手順を加工領域（ＩＣパッケージ）毎に関連付けて行うことにより、加工領域間の移動を減少することができレーザ加工の迅速な加工処理を実現させることができ、更に、加工作業の内容を容易に確認することができるため、効率的なレーザ加工を行うことができる。
【００４４】
ここで、領域の加工順序について説明する。図５は、本発明における領域間の加工順序の一例を示す図である。
【００４５】
図５に示すように、ＩＣパッケージ間は、その一辺が隣接していることが好ましく、図５（ａ）に示すように、渦巻き型の加工順序でもよく、また、図５（ｂ）に示すようなジグザグ型の加工順序でもよい。これにより、加工領域（ＩＣパッケージ）間の移動距離を減少させ、無駄な加工経路を有することなく効率的なレーザ加工が実現できる。また、上述の加工領域の例では、１つの領域に１つのＩＣパッケージとして説明したが、本発明においては、この限りではなく、１つの領域内に複数のＩＣパッケージを有してもよく、また、１つのＩＣパッケージに複数の領域を有してもよい。
【００４６】
ここで、上述の加工領域選定の内容について図を用いて説明する。図６は、本発明における加工領域の選定内容を示す一例の図である。なお、図６の例においては、図１に示したＩＣパッケージとその加工点を用いて説明する。
【００４７】
図６において、加工領域は、図６（ａ）に示すように、ＩＣパッケージの横一列を加工領域（実線▲１▼〜▲３▼）として、加工領域を設定し加工経路を決定する。また、図６（ｂ）に示すように、不特定な領域パターン（図６（ｂ）▲４▼〜▲６▼）の加工順序を設定して加工を行うこともできる。
【００４８】
これにより、加工対象物における全ての加工点において加工順序の優先度を設定することができ、複雑な加工パターンを実現できる。なお、ＩＣパッケージ（ＢＧＡ、ＣＳＰ）の加工点間のピッチ精度、及び、トータルピッチ精度の要求精度が５〜１０μｍと厳しくなっているため、移動距離を減少させるために加工領域をＩＣパッケージ毎に設定することが好ましい。
【００４９】
また、本発明では、加工順序の選定を、加工順序選定装置を用いて実現することができるが、上述の内容をコンピュータに実行させるためのレーザ加工プログラムを生成することにより同様に実現することができる。加工順序選定を有するレーザ加工プログラムを用いることで、上述したＣＡＤ／ＣＡＭシステム等にインストールすることにより、上述の選定処理を容易に実現できる。例えば、メタルマスクのパターンを編集するＣＡＤ／ＣＡＭソフトから図１に示すＩＣパッケージを有する加工対象物（基板）の情報を与え、従来あるデータ変換ソフトにて、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトから出力されるパターン情報からレーザ加工装置で動作可能な加工プログラムに変換して出力する。また、この過程でＩＣパッケージの加工順序及び加工点の加工順序が決定される。
【００５０】
ここで、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００５１】
図７は、本発明におけるレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【００５２】
図７のレーザ加工装置７０は、レーザ発振器７１と、反射ミラー７２と、加工ハウジング７３と、ガスノズル７４と、駆動装置７５と、ガス出射装置７６と、石定盤７７と、Ｘ−Ｙリニアモータ７８と、Ｘ−Ｙステージ７９と、制御装置８０と、加工順序選定装置８１とを有するよう構成されている。
【００５３】
また、加工ハウジングには、結像光学系レンズ８２を有し、Ｘ−Ｙステージ７９上には加工対象物８３が載置されている。
【００５４】
ここで、レーザ加工装置７０の動作手順について説明する。まず、レーザ発振器７１からのレーザ光を出射し、反射ミラー７２を介して、Ｘ−Ｙステージ７９の方向へレーザ光を反射して加工ハウジング７３に入射される。加工ハウジング７３には、結像光学系レンズ８２により、所望の穴径にて加工が行われるようレーザ光が集光され、ガス出射装置７６から出射されるレーザ加工により発生する融解物等を吹き飛ばすための酸素ガス、圧縮空気、又は、窒素ガス等のアシストガスと共に、加工ノズル７４から加工対象物８３に照射されレーザ加工が行われる。
【００５５】
ここで、駆動装置７６は、加工ハウジング７３及び加工ノズル７４をＺ軸方向に移動し、加工対象物８３に対して結像位置の調整を行うことができる。なお、本実施例におけるレーザ発振器７１から出射するレーザ光は、ＹＡＧレーザとし、加工対象物８３を複数の加工点及びＩＣパッケージが予め設定されたポリイミドシートとするが本発明においてはこの限りではない。また、Ｘ−Ｙステージ７９は、Ｘ−Ｙリニアモータ７８により高速度でＸ軸、Ｙ軸方向への移動を容易に行うことができる。ここで、Ｘ−Ｙステージ７９は、メタルマスクのサイズにあわせ、例えば６００×６００ｍｍストロークあり、加工位置決め精度は±３０μｍ／６００ｍｍ程度となる。なお、本発明における装置構成は、上述の限りではなく、例えば、加工ハウジング７３に真円の穴開け加工を行うトレパニングヘッドを有することにより、一般にＸ―Ｙステージ７９に載置された加工対象物８３に対する真円の穴開け加工精度を向上させることができる。
【００５６】
また、制御部８０は、レーザ発振器７１からのレーザ光の出射タイミングと、駆動装置７５による加工ハウジング７３及び加工ノズル７４のＺ軸方向への移動と、ガス出射装置７６からのアシストガスの出射タイミングと、Ｘ−Ｙリニアモータ７８におけるＸ−Ｙステージ７９の移動タイミングとを制御している。なお、制御装置８０による上述の各装置への制御は、加工順序選定装置８１により設定された加工経路に基づいて行われる。
【００５７】
ここで、図７に示す加工順序選定装置８１について、図を用いて説明する。
【００５８】
図８は、本発明における加工順序選定装置のハードウェア構成を示す一例のブロック図である。ここで、図８の加工順序選定装置８１は、専用の装置構成とすることもできるが、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等を適用することができる。
【００５９】
図８において、加工順序選定装置８１は、入力装置９１と、出力装置９２と、ドライブ装置９３と、メモリ装置９４と、演算処理装置９５と、補助記憶装置９６と、ネットワーク接続装置９７とを有するよう構成されており、これらはシステムバスＢで相互に接続されている。
【００６０】
入力装置９１は、レーザ加工装置７０の管理者が操作するキーボード及びマウス等を有しており、各種操作信号を入力する。出力装置９２は、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトにて提供される加工点加工順序選定処理及び領域加工順序選定処理を含むレーザ加工プログラムを操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有し、実行されるレーザ加工プログラムに基づいて表示される。なお、本発明において加工順序選定装置８１にインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体９８等により提供される。上述のレーザ加工プログラムを記録した記録媒体９８はドライブ装置９３にセット可能であり、記憶媒体９８に含まれる実行プログラムが、記録媒体９８からドライブ装置９３を介して補助記憶装置９６にインストールされる。
【００６１】
演算処理装置９５は、メモリ装置９４により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や後述する各処理を含む加工順序選定処理を制御する。また、プログラムの実行中に必要な各種情報は、予め補助記憶装置９６に蓄積しておき、実行時には補助記憶装置９６から取得することができ、また格納することもできる。ネットワーク接続装置９７は、通信ネットワーク等と接続することにより、レーザ加工プログラムを実行することで得られた情報を制御装置８０に提供することができる。また、他のレーザ加工装置と連結することで、一括制御を行うことができる。また、レーザ加工装置７０は、分割手段と、位置取得手段と、加工点加工順序選定手段と、領域加工順序選定手段とを有する。
【００６２】
次に、本発明におけるレーザ加工手順についてフローチャートを用いて説明する。図９は、本発明におけるレーザ加工手順を示す一例のフローチャートである。
【００６３】
図９では、まず、加工対象物における全ての加工点を含む領域から複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の加工領域の選定を行う（分割処理）（Ｓ１１）。ここで、初期設定として、加工領域がＩＣパッケージ毎に行われるよう設定されていることが好ましいが、本発明においてはこの限りではなく、図６に示すような加工領域が設定されていてもよい。加工領域は、ディスプレイ等の出力装置９２により、レーザ加工の作業員がマウス等の入力装置９１を使用して領域の範囲を設定することができる。
【００６４】
次に、加工対象物８０上にあるＩＣパッケージと加工点の位置の取得を行う（位置取得処理）（Ｓ１２）。取得方法は、上述したようにＸ―Ｙステージ７９上に座標軸を設定し、その座標と加工点との関係により加工点の位置データを取得する。
【００６５】
次に、演算処理装置９５は、設定された加工領域が複数ある場合に、その加工順序を設定する（領域加工順序選定処理）（Ｓ１３）。加工順序は、図５に示すような領域加工順序を選定することができるが、本発明においてはこの限りではなく、領域の選定内容等に応じて多種の領域加工順序を実現することができる。次に、各領域内での加工点間距離を測定する測定処理に関しては、ある領域内における加工開始地点からの未加工点の距離を測定し（Ｓ１４）、最短距離となる地点を次の加工順序として、領域内の全ての加工点における加工経路を選定する（加工点加工順序選定処理）（Ｓ１５）。
【００６６】
その後、全ての加工領域で加工順序の選定が行われたがを判定し（Ｓ１６）、全ての加工領域にて加工順序の選定が行われていない場合は（Ｓ１６において、ＮＯ）、次の加工領域との間の加工経路の選定を行う（Ｓ１７）。Ｓ１７では、加工順序が選定された加工領域における最後の加工点と、Ｓ１３にて設定された次の加工領域の各点における距離を算出し、加工距離が最短となる加工点を選出し、その加工点を次の領域内における加工開始地点として加工経路を決定する。その後、Ｓ１４のステップに戻り、次の領域内の加工点における経路の選定を行う。Ｓ１４〜Ｓ１７までの処理を全ての領域が終了するまで行う。
【００６７】
また、Ｓ１６において、加工対象物８３における全ての加工点の加工順序が決定した場合は、レーザ発振器からレーザ光を出射して加工対象物のレーザ加工を行う（Ｓ１８）。レーザ加工は、制御装置８０が加工順序選定装置８１により決定された加工順序に従い、順次駆動装置７５又はＸ−Ｙリニアモータ７８を移動させ、加工する加工点の位置決めを行った後、レーザ発振器７１よりレーザ光を出射して加工を行う。
【００６８】
上述のレーザ加工手順により加工を迅速に行うことができ、また、加工順序を選定することができるので、作業員が加工制御を行い作業経過を容易に把握することができ作業負担を減少させることができる。更に、加工点間の移動距離を少なくさせることができるので、位置決め誤差をなくし高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００６９】
なお、上述した加工対象物に複数ある加工点の加工順序が選定されたレーザ加工プログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体９８に記憶させて別のレーザ加工装置の制御装置にインストールすることにより、他のレーザ加工装置においてもレーザ加工処理の制御を高精度に行うことができる。更に、この他の方法として、ネットワーク接続装置９７を介した通信インターフェース及びネットワークによりレーザ加工プログラムをファイル形式で取得し、制御装置にインストールすることによってもレーザ加工処理を実行させることができる。
【００７０】
ここで、本発明において選定された加工順序に基づく加工経路の一例について図を用いて説明する。
【００７１】
図１０は、本発明におけるレーザ加工装置で選定された加工経路の一例を示す図である。なお、図１０の加工経路における加工点は、図１で示したＩＣパッケージ及び加工点を用いるものとする。また、図１０では、１つのＩＣパッケージを１つの領域とし、領域に対する加工順序は、▲１▼、▲２▼、・・・、▲９▼とする。更に、図中の矢印は、加工経路を示す。図１０に示すように、本発明により選定された加工順序によりＩＣパッケージ間の移動を頻繁に行う必要がなく、移動距離を減少させることができるため、位置決め精度を向上させ、高精度なレーザ加工を行うことができる。更に、領域を指定することにより、例えば、ＩＣパッケージ毎の加工を可能にすることで、加工中に精度の誤差が大きくなった場合でも、誤差が多くなる前のＩＣパッケージを利用することができ、加工対象物全てを無駄にさせることなく有効利用することができる。
【００７２】
上述したように本発明によれば、最短距離の加工点における加工経路を選定するのではなく、加工領域を選定し、その加工領域において加工順序を選定することにより、加工に誤差が生じた場合の加工条件、及び加工点を容易に特定することができる。これにより、誤差の原因を早期に究明することができる。
【００７３】
また、加工経路を最短距離になるよう設定する、又はレーザ加工装置における移動可能な装置構成要素の移動時間が最短時間になるよう設定することにより、迅速なレーザ加工を行うことができる。また、移動距離が少ない分、位置決め誤差を減少させることができ、高精度で、効率的なレーザ加工を実現することができる。また、ＩＣパッケージ毎に加工を行うことで、同じ加工位置で加工を行う（相対位置がパッケージ毎に等しくなる）ため、バラツキが少なく高精度な加工を行うことができる。
【００７４】
更に、加工対象物に複数ある加工点の加工順序が選定されたレーザ加工プログラムを、別のレーザ加工装置の制御装置にインストールすることにより、他のレーザ加工装置においてもレーザ加工処理の制御を高精度に行うことができる。
【００７５】
また、加工対象物としては、プリント基板や電子部品等、精細で正確な加工が必要なもので利用することができる。
【００７６】
なお、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【００７７】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、複数の加工点に対するレーザ加工における加工順序の選定において、複数の加工領域を設定し、その領域毎に加工点の加工順序を選定して加工を行うことで、位置決め誤差を減少させ、高精度で効率的なレーザ加工を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工対象物上に形成されるＩＣパッケージとその加工点を示す図である。
【図２】従来の加工手順を示す一例のフローチャートである。
【図３】従来の選定された加工順序の一例を示す図である。
【図４】本発明における加工順序の選定方法の一例を示す図である。
【図５】本発明における領域間の加工順序の一例を示す図である。
【図６】本発明における加工領域の選定内容を示す一例の図である。
【図７】本発明におけるレーザ加工装置の一構成例を示す図である。
【図８】本発明における加工順序選定装置のハードウェア構成を示す一例のブロック図である。
【図９】本発明におけるレーザ加工手順を示す一例のフローチャートである。
【図１０】本発明におけるレーザ加工装置で選定された加工経路の一例を示す図である。
【符号の説明】
７０ レーザ加工装置
７１ レーザ発振器
７２ 反射ミラー
７３ 加工ハウジング
７４ 加工ノズル
７５ 駆動装置
７６ ガス出射装置
７７ 石定盤
７８ Ｘ−Ｙリニアモータ
７９ Ｘ−Ｙステージ
８０ 制御装置
８１ 加工順序選定装置
８２ 結像光学系レンズ
８３ 加工対象物
９１ 入力装置
９２ 出力装置
９３ ドライブ装置
９４ メモリ装置
９５ 演算処理装置
９６ 補助記憶装置
９７ ネットワーク接続装置
Claims (10)
- 加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法において、
前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割段階と、
前記複数の加工点の位置を取得する位置取得段階と、
前記位置取得段階にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定段階とを有し、
前記分割段階にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法。 - 前記分割段階にて分割された少なくとも１つ以上の領域に対する領域加工順序を選定する領域加工順序選定段階を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
- 前記加工点加工順序選定段階は、
一の領域内において最後に加工される加工点から、次の加工領域内にある複数の加工点のうち、最短距離にある加工点を加工するよう加工順序を選定することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。 - 前記分割段階は、
前記加工対象物が複数のＩＣパッケージを有する場合に、該ＩＣパッケージ毎に領域を分割することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーザ加工方法。 - 加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置において、
前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割手段と、
前記複数の加工点の位置を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定手段とを有し、
前記分割手段にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うことを特徴とするレーザ加工装置。 - 加工対象物における全ての加工点に対して、順次レーザ光を照射して加工を行うよう制御装置に実行させるためのレーザ加工プログラムにおいて、
前記全ての加工点を含む領域を、複数の加工点を含む少なくとも１つ以上の領域に分割する分割処理と、
前記複数の加工点の位置を取得する位置取得処理と、
前記位置取得処理にて得られる位置データから加工順序を選定する加工点加工順序選定処理とを有し、
前記分割処理にて分割された一の領域内における全ての加工点が加工された後に、次の領域の加工を行うよう制御装置に実行させるためのレーザ加工プログラム。 - 前記分割処理にて分割された少なくとも１つ以上の領域に対する領域加工順序を選定する領域加工順序選定処理を有することを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工プログラム。
- 前記加工点加工順序選定処理は、
一の領域内において最後に加工される加工点から、次の加工領域内にある複数の加工点のうち、最短距離にある加工点を加工するよう加工順序を選定することを特徴とする請求項６又は７に記載のレーザ加工プログラム。 - 前記分割処理は、
前記加工対象物が複数のＩＣパッケージを有する場合に、該ＩＣパッケージ毎に領域を分割することを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載のレーザ加工プログラム。 - 請求項６乃至９の何れか１項に記載のレーザ加工プログラムを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003039732A JP2004249297A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003039732A JP2004249297A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004249297A true JP2004249297A (ja) | 2004-09-09 |
Family
ID=33023827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003039732A Pending JP2004249297A (ja) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004249297A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013164308A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Hioki Ee Corp | 移動経路作成装置、検査装置および移動経路作成方法 |
| JP2014034045A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置 |
| JP2016531419A (ja) * | 2013-07-08 | 2016-10-06 | ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト−ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー | 導電性要素を備えたチップダイの提供 |
| KR20160127594A (ko) * | 2015-04-27 | 2016-11-04 | 한서대학교 산학협력단 | 이동식 연속 레이저 각인 절단 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10258373A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-09-29 | Nikon Corp | 加工装置及びレーザ加工装置 |
| JP2001195112A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザドリリング経路決定方法 |
| JP2004230408A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
-
2003
- 2003-02-18 JP JP2003039732A patent/JP2004249297A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10258373A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-09-29 | Nikon Corp | 加工装置及びレーザ加工装置 |
| JP2001195112A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザドリリング経路決定方法 |
| JP2004230408A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013164308A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Hioki Ee Corp | 移動経路作成装置、検査装置および移動経路作成方法 |
| JP2014034045A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置 |
| JP2016531419A (ja) * | 2013-07-08 | 2016-10-06 | ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト−ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー | 導電性要素を備えたチップダイの提供 |
| KR20160127594A (ko) * | 2015-04-27 | 2016-11-04 | 한서대학교 산학협력단 | 이동식 연속 레이저 각인 절단 장치 |
| KR101725206B1 (ko) | 2015-04-27 | 2017-04-11 | 한서대학교 산학협력단 | 이동식 연속 레이저 각인 절단 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2005230886A (ja) | Ｎｃ制御のレーザ加工機 | |
| US7545024B2 (en) | Laser beam processing apparatus for processing semiconductor wafer in production of semiconductor devices, laser beam processing method executed therein, and such semiconductor wafer processed thereby | |
| KR101161886B1 (ko) | 파손 분석 방법 및 시스템 | |
| KR100815312B1 (ko) | 레이저 가공장치와 레이저 가공방법 | |
| JP4800939B2 (ja) | レーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法 | |
| JP5254646B2 (ja) | ワーク加工方法およびワーク加工装置 | |
| JP2004249297A (ja) | レーザ加工方法、レーザ加工装置、レーザ加工プログラム、及び該レーザ加工プログラムを記録した記録媒体 | |
| US8694148B2 (en) | Tracking and marking specimens having defects formed during laser via drilling | |
| JP4272667B2 (ja) | 穴明け加工方法およびレーザ加工機 | |
| JP3999796B2 (ja) | 加工計画方法、装置、及び、加工方法、装置 | |
| US20060273074A1 (en) | Laser machining method and laser machining machine | |
| US20020014515A1 (en) | Method of self-correcting bond placement errors of integrated circuit bonders | |
| US20060217817A1 (en) | System and method to customize bond programs compensating integrated circuit bonder variability | |
| JP5043480B2 (ja) | プリント基板加工機 | |
| JP2004142082A (ja) | 加工計画方法及び装置 | |
| JP3865226B2 (ja) | レーザ加工方法、レーザ加工装置、及びレーザ加工プログラム | |
| JP2020136555A (ja) | 加工装置 | |
| JP2004276089A (ja) | レーザ加工機の複数軸間データ分割方法及び装置 | |
| JP7162983B2 (ja) | 加工装置及び加工方法 | |
| JP2004230441A (ja) | 加工機の制御方法及び装置 | |
| JPH09216076A (ja) | レーザ加工における切断部品の切断順序決定方法 | |
| CN117206664A (zh) | 激光加工装置 | |
| CN115041834A (zh) | 基于机床坐标系的印制电路金属基板激光切割方法 | |
| JP2003211273A (ja) | 加工計画方法及び装置 | |
| JP2009101508A (ja) | 穴明け加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050526 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051004 |