JP2022098586A - プリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーの調整方法と、該プリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーの調整方法を実施してなるプリント基板レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】標準アパーチャを使用した場合と実装用アパーチャを使用した場合との加工点パワーの差異に基づく補正パラメータによってズームのズーム比率を調整することで、両アパーチャの加工点パワーを一致させるものである。【解決手段】標準加工パラメータとは別に、標準アパーチャ６’の標準アパーチャ加工点パワー１０１と、実装用アパーチャ６”の実装用アパーチャ加工点パワー１０２を測定するとともに記録し、該標準アパーチャ加工点パワー１０１に対する、実装用アパーチャ加工点パワー１０２の差異に基づく補正パラメータ１０３を以て、当該差異を解消するようにズーム４のズーム比率を調整して、実装用アパーチャ６”と標準アパーチャ６’との加工点パワー１０１、１０２を一致させているので、実装用アパーチャを使用しても標準アパーチャを使用した場合と同様のレーザ加工による良好な加工結果を得ることができる。【選択図】図２

Description

本願発明は、プリント基板に対して切断、スポット等のレーザ加工を行うプリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーの調整方法と、該プリント基板に対して上記レーザ加工を行うプリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーの調整方法を実施してなるプリント基板レーザ加工装置に関する。

図３に示すように、一般的なプリント基板レーザ加工装置Ａは、レーザ光Ｂを発生する発振器Ｃ、該発振器Ｃから発生したレーザ光Ｂの光径を複数のレンズＤ’を以て収束させるズームＤ、該ズームＤによって光径を収束させたレーザ光Ｂを所定の光径にまで絞るアパーチャＦ、該アパーチャＦを複数保持するキャリアＥ、プリント基板Ｉの一定の区画の照射面に対してアパーチャＦを通過したレーザ光Ｂを狙った位置へ照射するようガルバノスキャナＧによって制御されてなるガルバノミラーＨ、プリント基板Ｉの照射面に対してレーザ光Ｂを垂直に照射させるＦθレンズＪ、該ＦθレンズＪを通過したレーザ光Ｂによって加工が施されるプリント基板Ｉを適切な位置に設定するため平面方向を縦横に移動する加工テーブルＫ、発振器ＣからズームＤ、アパーチャＦ、ガルバノミラーＨ、ＦθレンズＪへレーザ光Ｂを反射しつつ誘導してプリント基板Ｉに至る光路を形成する複数のミラーＬ、プリント基板Ｉに当たるレーザ光Ｂの加工点パワーを測定するパワーメータＭ、及び前記各部品を統合して制御するとともに、予め所定のプリント基板Ｉに対するレーザ加工の条件、例えば材質、板厚、スポットの直径や深さ等に応じて、パルス幅やショット数等を最適に設定する標準加工パラメータＯを収納する制御装置Ｎから構成されている。

そして、上記プリント基板レーザ加工装置Ａでは、制御装置Ｎ内に収納する標準加工パラメータＯを使用することで、ズームＤ及びアパーチャＦによって光径が絞られたレーザ光Ｂの照射を制御して、切断やスポット等のレーザ加工を行うものである。

また、上記プリント基板レーザ加工装置Ａは、出荷時においてレーザ加工性能が十分に発揮されていることを確認するため、次に示す複数のステップにより、アパーチャＦに対するズームのズーム比を調整する出荷調整を行うものである。すなわち、
第１ステップとして、同一機種からなる複数のプリント基板レーザ加工装置Ａのそれぞれにおいて、いずれも加工実績のある、異なる穴径を有する複数のアパーチャ（以下、この複数のアパーチャをそれぞれ「標準アパーチャ」という。）ｆを保持するキャリアＥを装着して、その複数の標準アパーチャｆの内の１個を使用し、プリント基板Ｉの材質や板厚等に対応してレーザ加工の条件を設定する一定の加工パラメータ（以下、「標準加工パラメータ」という。）Ｏを使用して、発振器Ｃから発出されたレーザ光Ｂのプリント基板Ｉ設置位置における加工点パワーをパワーメータＭによって確認する。
第２ステップとして、各プリント基板レーザ加工装置Ａにおいて、前記加工点パワーを確認した標準アパーチャｆを以て、前記標準加工パラメータＯを使用して、テスト加工を行い、加工結果を確認する。
第３ステップとして、上記各プリント基板レーザ加工装置Ａ内に装着されるキャリアＥに保持する他の全ての標準アパーチャｆについても、第１ステップ及び第２ステップを実施した上で、同一機種におけるプリント基板レーザ加工装置Ａでは標準アパーチャｆの違いを除き、加工性能に差異が無いことを確認する。
第４ステップとして、上記各プリント基板レーザ加工装置Ａにおいて、上記キャリアＥに保持される複数の標準アパーチャｆに代えて、該複数の標準アパーチャｆの穴径に対応する複数の実装用アパーチャｆ’を保持するキャリアＥを装着して、第１ステップと同じ標準加工パラメータを使用して、各実装用アパーチャｆ’を使用した際のレーザ光Ｂのプリント基板Ｉ設置位置における加工点パワーが、同じ穴径の標準アパーチャｆを使用した際の加工点パワーと同等となることを、パワーメータＭによって確認する。
第５ステップとして、各プリント基板レーザ加工装置Ａにおいて、そのキャリアＥに装着された複数の実装用アパーチャｆ’の内の１個の実装用アパーチャｆ’を以て、同じ標準加工パラメータＯを使用して、プレント基板Ｉのテスト加工を行い、加工結果を確認する。
第６ステップとして、上記各プリント基板レーザ加工装置Ａ内に装着されるキャリアＥに保持する他の全ての実装用アパーチャｆ’についても、第４ステップ及び第５ステップを実施して、全ての実装用アパーチャｆ’において標準アパーチャｆを使用した際と同様の加工性能があることを確認する。
そして、実装用アパーチャｆ’を使用した際に、同じ穴径の標準アパーチャｆと同一の加工結果が得られなかった場合には、場合によってはそのプリント基板レーザ加工装置Ａにおいて使用する標準加工パラメータＯを調整して出荷することとなる。
以上のとおり、テスト加工の加工結果が確認された出荷用アパーチャｆ’を装着するプリント基板レーザ加工装置Ａを最終製品として出荷するものである。

ところで、近年、レーザ加工を行うプリント基板Ｉでは薄板化及び微細化が進んでおり、該プリント基板Ｉの薄板化及び微細化に合わせるように、例えばプリント基板Ｉに対するスポット加工ではスポットの直径の小径化が求められている。

ここで、上記スポットの直径は、アパーチャＦの穴径、ズームＤ及びＦθレンズＪによる光収束度によって決定されるものであり、特に小径化するスポットの直径においては、アパーチャＦの穴径における機械加工の寸法公差のバラツキが大きく影響するものである。
即ち、アパーチャＦの穴径における機械加工の寸法公差がアパーチャＦの穴径に比例して変化するのであれば、プリント基板Ｉに対してスポットを加工する加工点パワーの変動量も同様に変化するはずである。
しかしながら、アパーチャＦの穴径における機械加工の寸法公差は略±３０μｍと固定的であるため、アパーチャＦの穴径が小さくなるにつれ、アパーチャＦを通過する加工点パワーの変動量はアパーチャＦの穴径に反比例して大きくなる。
例えば、アパーチャＦの穴径がΦ５ｍｍ±０．０３ｍｍであると、その加工点パワーの変化率は±０．０１２（％）となるが、アパーチャＦの穴径がΦ１ｍｍ±０．０３ｍｍであると、その加工点パワーの変化率は±０．０６（％）となって、アパーチャＦの穴径が５分の１になったにもかかわらず、加工点パワーの変化率は±５倍の範囲内でバラつくこととなる。

一方、上記プリント基板レーザ加工装置Ａに用いられる標準加工パラメータＯは、標準アパーチャｆを以て、プリント基板Ｉの材質や板厚等に対応してレーザ加工の最適な条件を設定しているはずのものである。
しかしながら、出荷調整時における実装用アパーチャを使用した場合の加工結果に基づく調整においては、スポット加工の最適な結果が得られるよう、当初の標準加工パラメータＯ自体が変更されることがある。
即ち、同一機種のプリント基板レーザ加工装置Ａであっても、各々の標準加工パラメータＯが異なるよう調整されている場合があり、まずその標準加工パラメータＯの変更作業に多くの時間が必要となるので、出荷に当たってもプリント基板レーザ加工装置の調整や取り扱いが難しいものとなる。

更に、プリント基板レーザ加工装置Ａの出荷後においても、そこに使用されているアパーチャを実装用アパーチャｆ’から交換する必要が生じた場合、交換後の実装用アパーチャに対して、改めて加工結果を調整するための標準加工パラメータＯの変更作業が必要となり、そのために多くの時間がかかるため、客先における実装用アパーチャの交換作業での作業性の低下及びコストの増大を招くものであった。

また、新規材料に対する新たな加工パラメータを決定し、該新たな加工パラメータをプリント基板レーザ加工装置Ａの制御装置に移植しようとしても、同一機種における標準加工パラメータが統一されていないので、使用中の実装用アパーチャにそれぞれ合わせて、同一機種であっても各プリント基板レーザ加工装置Ａごとに個別の標準加工パラメータを決定する必要があり、そのための大量の標準加工パラメータの変更作業が必要になる。

しかも、同一機種におけるプリント基板レーザ加工装置Ａにおいて、各々の標準加工パラメータＯが異なっていると、同一機種のプリント基板レーザ加工装置Ａにおける同一条件下でのレーザ加工において同一の加工結果が得られない場合がある。
このとき、その原因が同一機種間での加工性能差によるものなのか、それとも加工するプリント基板Ｉの材質等によるものであるのかが判然としないものとなる。

なお、出荷時にプリント基板レーザ加工装置Ａに装着する実装用アパーチャｆ’についての出荷時調整において、標準アパーチャｆの穴径に対して実装用アパーチャｆ’の穴径の精度を厳密に管理することも理論的には考えられるが、そのためには実装用アパーチャｆ’の穴径に対する厳密な製造管理が必要になり、その管理作業の時間やコストも著しく増大してしまい、プリント基板レーザ加工装置Ａの製造として現実的ではないものである。

特開２００３－２０４１３７号公報

解決しようとする課題は、同一機種のプリント基板レーザ加工装置Ａであっても、その標準加工パラメータは公差の存在する実装用アパーチャに合わせて変更され、各々異なるものとなってしまうことである。また出荷後においても、実装用アパーチャが交換されれば、再度新しい実装用アパーチャに合わせて標準加工パラメータを調整し直さなければならないことである。
そのため、プリント基板レーザ加工装置の調整・管理、取り扱いが困難となり、標準加工パラメータの変更作業により作業性を低下させるとともに作業コストを増大させ、レーザ加工における加工不良の原因把握に手間がかかることになる。また、標準加工パラメータの調整を省略しようとすれば、さらに高精度の実装用アパーチャを使用する必要があり、その場合には実装用アパーチャの製造コストが増大してしまうことである。

第１の特徴として、
少なくとも、レーザ光の光路内にレーザ光の光径を絞るズーム及びアパーチャを配置するプリント基板レーザ加工装置において、標準アパーチャを使用した場合の加工点パワー（以下、「標準アパーチャ加工点パワー」という。以下同じ）に対する、実装用アパーチャを使用した場合の加工点パワー（以下、「実装用アパーチャ加工点パワー」という。以下同じ）の差異に基づく補正パラメータを以て、当該差異を解消するようズームのズーム比率を調整する
ことを特徴とするものである。

さらに、第１の特徴を踏まえて、第２の特徴として
上記第１の特徴であるプリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーによる調整方法を実施してなるものである。

そのため、標準アパーチャ加工点パワー及び実装用アパーチャ加工点パワー測定した上で、実装用アパーチャを使用した場合でも、標準アパーチャの標準アパーチャ加工点パワーと同一となるように、該両者の加工点パワーの差異に基づく補正パラメータを以てズームのズーム比率を調整して、両者の加工点パワーが同一となるので、実装用アパーチャによりレーザ加工を行っても標準アパーチャと同様の良好な加工結果を得ることができる。更に、同一機種のプリント基板レーザ加工装置では標準加工パラメータが統一されているので、各プリント基板レーザ加工装置における標準アパーチャ加工点パワーと実装用アパーチャ加工点パワーとの差異に基づく補正パラメータを以てズーム比率を調整すれば済み、プリント基板レーザ加工装置の調整・管理や取り扱いを容易にすることができるものである。

そして、ズームのズーム比率を調整する標準アパーチャ加工点パワーと実装用アパーチャ加工点パワーとの差異に基づく補正パラメータを独立して導入したことにより、同一機種及び同一材料に使用される標準加工パラメータが統一されるので、プリント基板レーザ加工装置における標準加工パラメータは、個々の実装用アパーチャの有する微差が招来する加工点パワーの相違を考慮せずに容易に作成することが可能となる。更に、プリント基板レーザ加工装置のユーザにおいて、新規材料に対する新たな標準加工パラメータを設定する場合も、個々のアパーチャの相違に基づく加工点パワーの変動を除外して標準加工パラメータを設定し得るので、その導入作業も容易にでき、同一機種のプリント基板レーザ加工装置において新たな標準加工パラメータを広く展開できるものである。

また、実装用アパーチャの交換に際しては、交換後の実装用アパーチャに合わせて標準加工パラメータを変更する必要はなく、交換後の実装用アパーチャを使用した場合の加工点パワーを測定して記録し、標準アパーチャ加工点パワーと当該交換後の実装用アパーチャ加工点パワーとの差異に基づく補正パラメータを以て、ズームのズーム比率の調整が可能となるので、実装用アパーチャ交換作業を迅速かつ確実に終了させることができ、メンテナンス性を向上させることができるものである。
特に、制御装置において標準アパーチャ加工点パワーと当該交換後の実装用アパーチャ加工点パワーとの差異に基づく補正パラメータを計算して、その補正パラメータを以て、両者の加工点パワーが同一となるまでズームのズーム比率の調整を自動で行えるようにすれば、上記実装用アパーチャの交換に伴う上記作業を自動的に行ことができ、迅速かつ確実に交換作業を終了させて、プリント基板レーザ加工装置による加工作業を早急に再開させることができるものである。

なお、標準アパーチャ加工点パワーに対する実装用アパーチャ加工点パワーの差異に基づく補正パラメータを以てズームのズーム比率を調整して、標準アパーチャと実装用アパーチャのそれぞれを使用した場合の加工点パワーを一致させるので、実装用アパーチャの穴径のバラツキが大きいことを理由とする加工不良品の発生を防止できるとともに、標準アパーチャと同様の高精度の実装用アパーチャの使用を不要として製造コストを削減できるものである。尚、このことは、プリント基板レーザ加工装置の出荷に際しても、また出荷後のアパーチャの交換においても、同様に言えることである。

本願発明のプリント基板レーザ加工装置では、標準加工パラメータとは別に、実装される実装用アパーチャ加工点パワー測定し、標準アパーチャと実装用アパーチャのそれぞれを使用した場合の加工点パワーの差異である補正パラメータによってズームのズーム比率を調整して、いずれのアパーチャを使用した場合でも加工点パワーが一致するので、同一機種・同一材に使用される標準加工パラメータを統一することができ、プリント基板レーザ加工装置の調整・管理及び取り扱いを容易とし、新規材質に対する新たな標準加工パラメータを容易に移植して同一機種に広く展開させ、プリント基板レーザ加工装置のメンテナンス性を向上させ、交換作業での作業性を低下させず製造コストの増大を防止し、さらに高精度の実装用アパーチャの使用を不要として製造コストを低減させることができる優れた効果を有するものである。

図１は、本願発明におけるプリント基板レーザ加工装置の構成を示す模式図である。 図２は、本願発明の実施例であるプリント基板レーザ加工装置の出荷時におけるプリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーの調整方法を示す作業工程図である。 図３は、従来のプリント基板レーザ加工装置の構成を示す模式図である。 図４は、従来の出荷時におけるプリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーの調整方法を示す作業工程図である。 図５は、仕上がりアパーチャ径Φ１．０ｍｍである標準アパーチャ６’及び比較対象となる仕上がりアパ－チャ径がΦ０．９９０ｍｍ並びにΦ１．０１５ｍｍである実装用アパーチャ６”をそれぞれ装着した上で、標準加工パラメータを使用してアクリル板に対してスポット加工比較試験の結果である。

プリント基板レーザ加工装置において、プリント基板の材質や板厚等に対して設定されている標準加工パラメータとは別に、標準アパーチャ及び実装用アパーチャを使用した場合の加工点パワーに基づいて、該標準アパーチャ加工点パワーに対する実装用アパーチャ加工点パワーの差異に基づく補正パラメータを以て、標準アパーチャ加工点パワーと実装用アパーチャ加工点パワーとが一致するように、ズームのズーム比率を調整するものである。

図１に示すものは、プリント基板９に対して切断加工やスポット加工等のレーザ加工を行う、本願発明の実施例であるプリント基板レーザ加工装置１であり、該プリント基板レーザ加工装置１のアパーチャ６に関しては、同様に本願発明の実施例であるプリント基板レーザ加工装置１に装着されるアパーチャ６における加工点パワーの調整方法を実施するものである。

まず、本願発明の実施例であるプリント基板レーザ加工装置１は、レーザ光２を発生する発振器３、該発振器３から発生したレーザ光２の光径を複数のレンズ４’を以て収束させるズーム４、該ズーム４によって光径を収束させたレーザ光２を所定の光径にまで絞るアパーチャ６、該アパーチャ６を複数保持するキャリア５、プリント基板９の一定の区画の照射面に対してアパーチャ６を通過したレーザ光２を狙った位置へ照射するようにガルバノスキャナ７によって制御されてなるガルバノミラー８、プリント基板９の照射面に対してレーザ光２を垂直に照射させるＦθレンズ１０、該Ｆθレンズ１０を通過したレーザ光２によって加工が施されるプリント基板９を適切な位置に設定するため平面方向を縦横に移動する加工テーブル１１、発振器３からズーム４、アパーチャ６、ガルバノミラー８、Ｆθレンズ１０へレーザ光２を反射しつつ誘導してプリント基板９に至る光路を形成する複数のミラー１２、プリント基板９に当たるレーザ光２の加工点パワーを測定するパワーメータ１３、及び前記各部品を統合して制御する制御装置１４から構成されるものである。

そして、上記各部品を統合して制御する制御装置１４には、標準アパーチャ６’を以て、所定のプリント基板９の材質、厚さ、例えば、スポットの直径等の加工条件に応じて最適なレーザ加工が行えるように設定された標準加工パラメータ１００を収納するものである。

そのため、レーザ加工においては、標準加工パラメータ１００によって制御されて、発振器３から発生したレーザ光２は、複数のミラー１２の反射によってプリント基板９へ至る光路を形成するものであって、まずズーム４により光径が収束され、さらにアパーチャ６により光径を絞られた上で、ガルバノスキャナ７によって制御されたガルバノミラー８及びＦθレンズ１０を経て、平面方向を縦横（図１における加工テーブル１１に正対して上下左右方向、）に移動する加工テーブル１１上に載置、固定されるプリント基板９における所定の位置へ照射されるものである。

ここで、上記プリント基板レーザ加工装置１において装着されているキャリア５に保持される複数の実装用アパーチャ６”については、次に示す複数のステップにより出荷調整を行い、プリント基板レーザ加工装置１に実装されて出荷されるものである。すなわち、
第１ステップとして、同一機種からなる複数の出荷するプリント基板レーザ加工装置１のそれぞれにおいて、いずれも加工実績のある、異なる穴径を有する複数（例えば２０種類とする。）の標準アパーチャ６’を保持するキャリア５を装着し、その内の任意の１個の標準アパーチャ６’を使用し、標準加工パラメータ１００を使用して、発振器３から発出されたレーザ光２のプリント基板９に対する加工点パワーをパワーメータ１３により確認するとともに、該加工点パワーを標準アパーチャ加工点パワー１０１として基準値（例えば、１００．０％とする。）を設定する。
第２ステップとして、各プリント基板レーザ加工装置１において、前記加工点パワーを測定した標準アパーチャ６’を以て、標準加工パラメータ１００を使用してプリント基板９に対するテスト加工を行い、加工結果を確認する。
第３ステップとして、各プリント基板レーザ加工装置１に装着されるキャリア５に保持する他の全ての標準アパーチャ６’についても、第１ステップ及び第２ステップを実施することで、同一機種におけるプリント基板レーザ加工装置１において、標準アパーチャ６’の違いを除き、加工性能に差異が無いことを確認する。
第４ステップとして、上記各プリント基板レーザ加工装置１において、上記複数の標準アパーチャ６’を保持するキャリア５に代えて、該複数の標準アパーチャ６’の穴径に対応する複数の実装用アパ－チャ６”を保持するキャリア５を装着した上で、前記第１ステップで加工点パワーを測定する際に使用した標準アパーチャ６’の穴径に対応する実装用アパ－チャ６”を使用し、同じく標準加工パラメータ１００を使用して、発振器３から発出されたレーザ光２のプリント基板９に対する加工点パワーをパワーメータ１３により測定して、実装用アパーチャ加工点パワー１０２として記録する（その場合、前記第１ステップにおいて確認した基準値となる標準アパーチャ加工点パワー１０１を１００．０％と設定したならば、それに対するパーセンテージ比率として記録してもよい。）。
第５ステップとして、標準アパーチャ加工点パワー１０１と実装用アパーチャ加工点パワー１０２との差異に基づく補正パラメータ１０３を以て、標準アパーチャ６’を使用した場合と実装用アパ－チャ６”を使用した場合の加工点パワー１０１、１０２とが同一となるよう、ズーム４のズーム比を調整し、標準加工パラメータ１００を使用してプリント基板９のテスト加工を行い、加工結果を確認する。
第６ステップとして、各プリント基板レーザ加工装置１内に装着されるキャリア５に保持する他の全ての実装用アパーチャ６”についても、第４ステップ及び第５ステップを実施して、全ての実装用アパーチャ６”において標準アパーチャ６’を使用した際と同様の加工性能があることを確認するものである。

以上のとおり、この発明の実施例であるプリント基板レーザ加工装置１に装着されるキャリア５に保持される複数の実装用アパーチャ６”に対して、上記のアパーチャ加工点パワー１０１、１０２を使用した加工点パワーの調整方法を実施しているので、実装用アパーチャ６”において、標準アパーチャ６’と比較してその穴径にバラツキがあっても、それらを使用した際の加工点パワー１０２が標準アパーチャ６’を使用した場合と一致するように補正パラメータ１０３を以てズーム４のズーム比が調整されるので、標準アパーチャ６’を使用した場合と同様に、良好な加工結果を得ることができるものとなる。

そして、同一機種における標準加工パラメータ１００は統一されているので、プリント基板レーザ加工装置１の調整・管理や取り扱いは容易になるとともに、実装用アパーチャ６”と標準アパーチャ６’との間に生じうる寸法微差が招来する加工点パワー１０１、１０２の相違は、両者のアパーチャ加工点パワー１０１、１０２の差異に基づく補正パラメータ１０３を以てズーム４のズーム比率によって調整されることから、同一機種のプリント基板レーザ加工装置１における標準加工パラメータ１００の作成工程をも容易にすることができる。

さらに、新規材料に対する新たな標準加工パラメータ１００を導入するにあたっては、該新たな標準加工パラメータ１００は標準アパーチャ６’を使用して設定するだけで足り、再度の実装用アパーチャ６”に合わせての調整は必要なくなるので、同一機種のプリント基板レーザ加工装置１における新たな標準加工パラメータ１００の導入作業を容易とし、広く展開させることができるものである。

また、アパーチャ６の交換に際しては、交換後の実装用アパーチャ６ａに合わせて標準加工パラメータ１００を変更する必要が無く、標準加工パラメータ１００の設定のままで交換後アパーチャ６ａを使用した場合の加工点パワーを測定して、交換後の実装用アパーチャ加工点パワー１０２ａを記録した上で、該交換後の実装用アパーチャパラメータ１０２ａと標準アパーチャ加工点パワー１０１との差異に基づく補正パラメータ１０３を以て、その両者を使用した場合の加工点パワーが同一となるようにズーム４のズーム比率の調整を可能とするので、プリント基板レーザ加工装置１のメンテナンス性を向上させることができるものである。
特に、この実装用アパーチャ６”の交換に伴うズーム４のズーム比率の調整を制御装置１４により自動的に行うものとすると、迅速かつ確実に交換作業を終了させるので、プリント基板レーザ加工装置１によるレーザ加工作業を早急に再開させることができるものである。

なお、標準アパーチャ６’を使用した際の標準アパーチャ加工点パワー１０１と、実装用アパーチャ６”を使用した際の実装用アパーチャ加工点パワー１０２（あるいは交換後の実装用アパーチャ６ａを使用した場合の交換後のアパーチャ加工点パワー１０２ａ）の差異に基づく補正パラメータ１０３を以て、標準アパーチャ６’を使用した場合と実装用アパーチャ６”（あるいは交換後の実装用アパーチャ６ａ）を使用した場合との加工点パワーが一致するようズーム４のズーム比率を調整しているので、標準アパーチャ６’と同様の高精度の実装用アパーチャ６”（あるいは交換後アパーチャ６ａ）を使用する必要がなくなり、製造コストを削減することができるものである。

そこで、上記プリント基板レーザ加工装置１において、仕上がりアパーチャ径Φ１．０ｍｍである標準アパーチャ６’及び比較対象となる仕上がりアパ－チャ径がΦ０．９９０ｍｍ並びにΦ１．０１５ｍｍである実装用アパーチャ６”をそれぞれ装着した上で、標準加工パラメータを使用してアクリル板に対してスポット加工比較試験を行ったところ、次に示す試験結果が得られた（図５参照）。
ここで、上記標準パーチャ６’及び実装用アパーチャ６”に対して行ったスポット加工試験の目標は、加工対象物の板厚２．０ｍｍであるアクリル板に対してスポット径を０．０３５ｍｍ、該スポット深さを０．０２３ｍｍのスポットを形成することである。
そのため、このスポット加工比較試験で使用した標準加工パラメータ１００は、最適なレーザ加工が行えるように、加工対象物の材質及び板厚並びにスポット径及び深さに対応して、ズーム比率５３％、アパーチャ径０．０３５ｍｍ、レーザのパルス幅３μｓ、並びにレーザのショット回数１回が予め設定されているものである。
その結果、まず、標準アパーチャ６’では、加工対象物であるアクリル板に対する加工点パワー１０１は０．４０Ｗとなり、それによって実際に加工したスポット径は０．０３４９ｍｍ、スポット深さは０．０２３ｍｍとなった。そして、上記加工点パワー１０１の値を標準アパーチャ加工点パワー１０１とした。
一方、比較対象の１つである仕上がりアパーチャ径が０．９９０ｍｍである実装用アパーチャ６”では、加工対象物のアクリル板に対する加工点パワー１０１は０．４０Ｗとなり、それによって実際に加工したスポット径は０．０３４７ｍｍ、スポット深さは０．０２２ｍｍとなった。ここで、上記加工点パワーの値を実装用アパーチャ加工点パワー１０２とした。さらに、標準アパーチャパ６’と実装用アパーチャ６”をそれぞれ使用した際のスポット径、及びスポット深さを比較した結果、スポット径及びスポット深さは誤差の許容範囲内となったので、ズーム４のズーム比に対する補正は不要であると判断した。
次に、仕上がりアパーチャ径が１．０１５ｍｍである実装用アパーチャ６”では、加工対象物のアクリル板に対する加工点パワー１０１は０．４３Ｗとなり、それによって実際に加工したスポット径は０．０３６１ｍｍ、スポット深さは０．０２５ｍとなった。そして、当該実装用アパーチャ６”における加工点パワー０．４３Ｗを、実装用アパーチャ加工点パワー１０２として記録した。さらに、標準アパーチャ６’を使用した際の穴径、及び穴の深さを比較した結果、スポット径は０．０３４９ｍｍと０．０３６１ｍｍ、スポット深さは０．０２３ｍｍと０．０２５ｍｍと大きく異なったため、ズーム４のズーム比率を補正する必要があると判断した。
そこで、仕上がりアパーチャ径が１．０１５ｍｍである実装用アパーチャ６”において、本願発明の実施例であるプリント基板レーザ加工装置１に装着されるアパーチャ６”における加工点パワーの調整方法を実施して、実装用アパーチャ６”の加工点パワー１０２を補正した。
即ち、標準アパーチャ６’を使用した際の標準アパーチャ加工点パワー１０１である０．４０Ｗと一致するように、標準アパーチャ加工点パワー１０１と実装用アパーチャ加工点パワー１０２との差異に基づく補正パラメータ１０３を以て、ズーム４のズーム比率を２％増加させて５５％に調整した。
その結果、実装用アパーチャ６”における加工点パワー１０２は０．４０Ｗとなって標準アパーチャ６’の加工点パワー１０１と一致するものとなり、さらにその際のスポットの穴径は０．０３４９ｍｍ、穴の深さは０．０２３ｍｍとなって、標準アパーチャ６’におけるスポット加工の試験結果と同一となった。
以上のことから、本願発明の実施例であるプリント基板レーザ加工装置１に装着されるアパーチャ６”における加工点パワー１０２の調整方法の効果は確認された。
尚、このように標準アパーチャ加工点パワー１０１と実装用アパーチャ加工点パワー１０２との差異に基づく補正パラメータ１０３を以て、ズーム４のズーム比率を調整する場合、実装用アパーチャ加工点パワー１０２の数値が標準アパーチャ加工点パワー１０１の数値より大きくなっている場合には、ズーム比率を上げる方向に調整し、逆に実装用アパーチャ加工点パワー１０２の数値が標準アパーチャ加工点パワー１０１の数値より小さくなっている場合には、ズーム比率を下げる方向に調整することとなる。

標準アパーチャを使用した際の加工点パワーと出荷用アパーチャを使用した際の加工点パワーとの差異に基づく補正パラメータにより、ズームのズーム比率を調整して両者の加工点パワーを同一として良好な加工結果が得られるので、プリント基板に対してばかりで無く、少なくともズーム及びアパーチャを有する、あらゆるレーザ加工装置において適用できるものである。

１ プリント基板レーザ加工装置
２ レーザ光
３ 発振器
４ ズーム
４’ レンズ
５ キャリア
６ アパーチャ
６’ 標準アパーチャ
６” 実装用アパーチャ
６ａ 交換後の実装用アパーチャ
７ ガルバノスキャナ
８ ガルバノミラー
９ プリント基板
１０ Ｆθレンズ
１１ 加工テーブル
１２ ミラー
１３ パワーメータ
１４ 制御装置

１００ 標準加工パラメータ
１０１ 標準アパーチャ加工点パワー
１０２ 実装用アパーチャ加工点パワー
１０２ａ 交換後の実装用アパーチャ加工点パワー
１０３ 補正パラメータ

Ａ プリント基板レーザ加工装置
Ｂ レーザ光
Ｃ 発振器
Ｄ ズーム
Ｄ’ レンズ
Ｅ キャリア
Ｆ アパーチャ
ｆ 標準アパーチャ
ｆ’ 実装用アパーチャ
Ｇ ガルバノスキャナ
Ｈ ガルバノミラー
Ｉ プリント基板
Ｊ Ｆθレンズ
Ｋ 加工テーブル
Ｌ ミラー
Ｍ パワーメータ
Ｎ 制御装置
Ｏ 標準加工パラメータ

Claims (2)

1. 少なくとも、レーザ光の光路内にレーザ光の光径を絞るズーム及びアパーチャを配置するプリント基板レーザ加工装置において、標準アパーチャ加工点パワーに対する、実装用アパーチャ加工点パワーの差異に基づく補正パラメータを以て、当該差異を解消するようにズームのズーム比率を調整する
   ことを特徴とするプリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーの調整方法。
2. 上記請求項１記載のプリント基板レーザ加工装置に装着されるアパーチャにおける加工点パワーによる調整方法を実施してなる
   ことを特徴とするプリント基板レーザ加工装置。

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