JP5066495B2

JP5066495B2 - 回路基板の製造装置及びその製造方法

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Publication number: JP5066495B2
Application number: JP2008217288A
Authority: JP
Inventors: 崇進藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: JP2010056171A

Description

本発明は、金属薄膜を形成した基板の表面にパルス状レーザを走査させ、その金属薄膜における不要部分を除去して基板に回路を形成することにより、回路基板を製造する回路基板の製造装置及びその製造方法に関するものである。

従来から、スキャナを用いて金属薄膜を形成した基板の表面にパルス状レーザを走査させ、その金属薄膜における不要部分を除去して基板に回路を形成することにより、回路基板を製造する方法は知られている。

しかしながら、スキャナを用いてパルス状レーザを走査させる場合、停止状態と、加速状態と、等速状態と、減速状態との４つの状態に順次移行させながら行い、加速状態及び減速状態では、等速状態に比べて走査速度が遅くなる。従って、加速状態及び減速状態においても、等速状態の場合と同様に、一定時間ごとにパルス状レーザを発振せると（図８（ｂ）参照）、加速状態及び減速状態で、パルス状レーザの距離ピッチが等速状態の場合よりも小さくなってしまう（図８（ａ）参照）。

そこで、この問題点を解決するものとして、例えばスキャナの加減速特性と、走査経路に関するＣＡＤデータに基づく走査内容とから、走査経路上の各部における走査速度を演算し、得られた走査速度に応じてレーザ発振器が発振するパルス周波数等を制御するものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−２９０００７号公報

しかしながら、上記特許文献１では、走査速度を、走査経路に関するＣＡＤデータに基づく走査内容等から演算しているため、走査内容を正確にデータ化するのに時間を要するとともに、例えば走査経路が異なるごとにＣＡＤデータに基づいて走査速度を演算等しなければならず、走査速度を演算するための作業が複雑化し時間を要し、制御し難くなる場合もあるという問題点がある。

本発明は、簡単な制御で、加速状態及び減速状態でも、等速状態と同一の距離ピッチで、且つ１回当たりのエネルギー量を略同じにして走査できる回路基板の製造装置及びその製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、金属薄膜を形成した基板の表面にパルス状レーザを走査させ、その金属薄膜における不要部分を除去して基板に回路を形成することにより、回路基板を製造する回路基板の製造装置であって、前記パルス状レーザを発振させるレーザ発振器と、そのレーザ発振器からのパルス状レーザを受けてそのパルス状レーザを基板の表面に走査させるスキャナと、それらのスキャナ及びレーザ発振器と通信可能なレーザ走査制御部とを備え、前記スキャナは、前記走査に際し、パルス状レーザを停止状態から加速させつつ走査させる加速状態と、パルス状レーザを加速状態から等速で走査させる等速状態と、パルス状レーザを等速状態から減速させつつ走査させる減速状態と、パルス状レーザを減速状態から走査を停止させる停止状態との４つの状態に順次移行させながら行い、前記レーザ走査制御部は、前記４つの状態夫々における走査速度に関する走査速度情報と予め設定した閾値とに基づいて、前記スキャナが前記４つの状態の内のいずれかの状態から次の状態に移行したか否かの判定を行い、加速状態又は減速状態に移行したとの判定をした場合に、等速状態で走査する際における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量と略同じになるようにパルス周波数情報を生成してレーザ発振器に送信し、前記走査速度情報は、所定時間当たりの速度の変化量の絶対値とされ、前記閾値は、停止状態から加速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第１閾値と、加速状態から等速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第２閾値と、等速状態から減速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第３閾値と、減速状態から停止状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第４閾値とから構成されていることを特徴とする回路基板の製造装置を提供する。

請求項２の発明は、前記スキャナは、前記基板の表面にパルス状レーザを走査させるに際し、互いに直交する２軸夫々の方向に走査させる第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナを備え、前記第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナは、夫々、前記４つの状態に順次移行させながら夫々の軸方向へパルス状レーザを走査させ、前記加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報とを合成した合成走査速度情報とされていることを特徴とする回路基板の製造装置である。

請求項３の発明は、前記スキャナは、前記基板の表面にパルス状レーザを走査させるに際し、互いに直交する２軸夫々の方向に走査させる第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナを備え、前記第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナは、夫々、前記４つの状態に順次移行させながら夫々の軸方向へパルス状レーザを走査させ、前記加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報との内で、夫々が示す値の大きい方のものとされていることを特徴とする回路基板の製造装置である。

請求項４の発明は、前記スキャナは、前記基板の表面にパルス状レーザを走査させるに際し、互いに直交する２軸夫々の方向に走査させる第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナを備え、前記第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナは、夫々、前記４つの状態に順次移行させながら夫々の軸方向へパルス状レーザを走査させ、前記加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報とのいずれか一方のものとされていることを特徴とする回路基板の製造装置である。

請求項５の発明は、レーザ走査制御部は、加速状態又は減速状態に移行したとの判定をした場合に、前記走査速度情報に基づいて所定時間当たりの走査距離を演算し、前記パルス周波数情報は、その走査距離に基づいて生成されていることを特徴とする回路基板の製造装置である。

請求項６の発明は、前記レーザ走査制御部は、等速状態でパルス状レーザを発振させる距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量を記憶したデータベースにアクセス可能とされているとともに、等速状態に移行したとの判定をした場合に、パルス状レーザを発振させる距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量を前記データベースから得てレーザ発振器に
送信し、前記パルス周波数情報は、前記データベースから得た等速状態における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量に基づいて生成されていることを特徴とする回路基板の製造装置である。

又、請求項７の発明は、パルス状レーザを発振させるレーザ発振器と、そのレーザ発振器からのパルス状レーザを、加速状態と等速状態と減速状態と停止状態との４つの状態に順次移行しながら基板の表面に走査させるスキャナと、それらのスキャナ及びレーザ発振器と通信可能なレーザ走査制御部とを備えた回路基板の製造装置を用いて、金属薄膜を形成した基板の表面にパルス状レーザを走査させ、その金属薄膜における不要部分を除去して基板に回路を形成することにより、回路基板を製造する回路基板の製造方法であって、前記レーザ走査制御部に、前記４つの状態夫々における走査速度に関する所定時間当たりの速度の変化量の絶対値からなる走査速度情報と、予め設定した、停止状態から加速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第１閾値と、加速状態から等速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第２閾値と、等速状態から減速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第３閾値と、減速状態から停止状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第４閾値とに基づいて、前記スキャナが前記４つの状態の内のいずれかの状態から次の状態に移行したか否かの判定を行い、加速状態又は減速状態に移行したとの判定をした場合に、等速状態で走査する際における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量と略同じになるようにパルス周波数情報を生成してレーザ発振器に送信させる処理を行わせることを特徴とする回路基板の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明の請求項１及び７によれば、レーザ走査制御部は、停止状態と加速状態と等速状態と減速状態の状態夫々における走査速度に関する走査速度情報と予め設定した閾値とに基づいて、スキャナがいずれかの状態から次の状態に移行したか否かの判定を行う。

これにより、レーザ走査制御部による上記移行の判定を、従来のようにＣＡＤデータに基づく走査内容等に基づいて行わなくて済み、判定を容易なものにでき、制御を容易なものにできる。
又、閾値は、第１閾値〜第４閾値の４つから構成されている。これにより、現在の状態から次の状態へ移行したか否かの判定を確実なものにできる。
又、走査速度情報は、変化量の絶対値とされている。これにより、停止状態における変化量と等速状態における変化量とをほぼ同じものにできるとともに、加速状態における変化量と減速状態における変化量とをほぼ同じものにできる。
従って、第１閾値〜第４閾値の全部に、同一の数値を用いることができ、より一層、制御を簡略化でき、制御を容易なものにできる。

請求項２によれば、加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報とを合成した合成走査速度情報とされている。

これにより、走査速度情報に、第１軸用スキャナの第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの第１軸用走査速度情報とを含ませることができ、走査速度情報として信頼性の高いものにできる。

請求項３によれば、加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報との内で、夫々が示す値の大きい方のものとされている。

これにより、走査速度情報のセンシングを安定化させることがでるとともに、制御を簡素化でき、制御を容易なものにできる。

請求項４によれば、加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報とのいずれか一方のものとされている。

これにより、例えば第１軸用スキャナと第２軸用スキャナとが同時に走査させている場合でも、一方の第１軸用走査速度情報または第２軸用走査速度情報を走査速度情報とすれば良く、制御を簡素化できる。

請求項５によれば、レーザ走査制御部は、加速状態又は減速状態に移行したとの判定をした場合に、所定時間当たりの走査距離を演算する。そして、パルス周波数情報を、その走査距離情報に基づいて生成する。

これにより、等速状態と加速状態と減速状態とのいずれの領域においても、同じ距離ピッチで同じ１回当たりのエネルギー量でパルス状レーザをレーザ発振器から発振させて基板に走査させることができる。

請求項６によれば、レーザ走査制御部は、等速状態でパルス状レーザを発振させる距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量を記憶したデータベースから得ることが可能とされている。

これにより、レーザ走査制御部は、等速状態でパルス状レーザを発振させる距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量を演算等せずに済み、レーザ走査制御部の動作を軽減でき、制御を容易なものにできる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の回路基板の製造装置の概略説明図である。

この実施形態の回路基板の製造装置は、レーザ発振器１と、スキャナ２と、スキャナ２及びレーザ発振器１と通信可能に接続されたレーザ発振制御部３とを備えている。

レーザ発振機１は、この実施形態では、レーザ発振機用コントローラ１１が付設されており、このレーザ発振機用コントローラ１１によってパルス状レーザのパルス周波数及び１回当たりのエネルギー量等で発振するよう制御されるようになっている。

又、この実施形態のレーザ発振機用コントローラ１１は、レーザ発振制御部３を介して主コントローラ１０から、後述する等速状態でのパルス周波数、そのパルス周波数での距離ピッチ、パルス状レーザの１回当たりのエネルギー量の情報を受信し、その受信した情報に基づいて、レーザ発振機１におけるパルス状レーザの発振を制御する。

詳しくは、主コントローラ１０は、後述する等速状態における速度に対するパルス周波数とそのパルス周波数での距離ピッチとを関連付けて記憶しているとともに、パルス状レーザの１回当たりのエネルギー量等の情報を記憶したデータベースを備えている。

そして、主コントローラ１０は、上記パルス周波数、上記１回当たりのエネルギー量等の情報をレーザ発振制御部３を介してレーザ発振機用コントローラ１１に送信する。そして、レーザ発振機用コントローラ１１は、その受信した情報に基づいて、レーザ発振機１におけるパルス状レーザの発振を制御する。

スキャナ２は、レーザ発振器１からのパルス状レーザを受けてそのパルス状レーザを基板１００の被加工面である表面に走査させるものである。このスキャナ２は、回動自在に保持されて可動する２つの第１軸用スキャナ２１及び第２軸用スキャナ２２と、その第１軸用スキャナ２１を回動操作する第１ドライバー２３及び第２軸用スキャナ２２を回動操作する第２ドライバー２４と、ドライバー用コントローラ２５とを備えている。

第１軸用スキャナ２１及び第２軸用スキャナ２２は、レーザ発振機１からのパルス状レーザを受けて反射する反射ミラーから構成されている。

第１ドライバー２３は、第１軸用スキャナ２１に電圧をかけ、第１軸用スキャナ２１を回動操作する。そして、その回動に伴い、第１軸用スキャナ２１は、上記基板１００の表面に対する角度を変える。これにより、第１軸用スキャナ２１は、第１軸用スキャナ２１の回動（角度）に応じて、上記基板１００の表面における一方向であるＸ軸方向にパルス状レーザを走査させることができるようになっている。

又、第１軸用スキャナ２１の動きの速度は、この第１ドライバー２３から第１軸用スキャナ２１にかかる位置指令に対し、図２（ａ）に示すように、第１軸用スキャナ２１は、停止した状態である停止状態２０ａと、加速状態２０ｂと、等速状態２０ｃと、減速状態２０ｄとの４つの状態に順次移行しながら動く。

加速状態２０ｂは、第１軸用スキャナ２１の動きが漸次加速する状態である。又、等速状態２０ｃは、第１軸用スキャナ２１の動きが等速になる状態である。減速状態２０ｄは、第１軸用スキャナ２１の動きが漸次減速する状態である。

また、上記第１軸用スキャナ２１の動きの速度は、この第１軸用スキャナ２１によって基板１００を走査するパルス状レーザの走査速度に比例している。従って、パルス状レーザの走査速度は、停止状態２０ａでは、ゼロで、加速状態２０ｂでは、徐々に速くなり、又、等速状態２０ｃでは、等速となり、減速状態２０ｄでは、徐々に遅くなる。

第２ドライバー２４は、第２軸用スキャナ２２に電圧をかけ、第２軸用スキャナ２２を回動操作する。そして、その回動に伴い、第２軸用スキャナ２２は、上記基板１００の表面に対する角度を変える。これにより、第２軸用スキャナ２２は、第２軸用スキャナ２２の回動（角度）に応じて、上記基板１００の表面における上記Ｘ軸方向と直交するＹ軸の方向にパルス状レーザを走査させうるようになっている。

第２ドライバー２４におけるその他は、上記第１ドライバー２３と同構成を採っており、この第２ドライバー２４によって第２軸用スキャナ２２においても、図２（ｃ）に示すように、停止状態２０ａと、加速状態２０ｂと、等速状態２０ｃと、減速状態２０ｄとの４つの状態に順次移行しながら動き、その動きの下でパルス状レーザを走査させる。

ドライバー用コントローラ２５は、図２（ａ）に示すように、第１ドライバー２３から第１軸用スキャナ２１にかかる微小時間（所定時間）あたりの電圧（速度）増加量（ΔＶ１＝Ｖｎ―Ｖｎ−１）を検出し、その検出した増加量の情報を第１軸用スキャナ２１によるパルス状レーザの第１軸用走査速度情報としてレーザ発振制御部３に送信する。

又、ドライバー用コントローラ２５は、図２（ｃ）に示すように、第２ドライバー２４から第２軸用スキャナ２２にかかる微小時間（所定時間）あたりの電圧（速度）増加量（ΔＶ２＝Ｖｎ―Ｖｎ−１）を検出し、その検出した増加量の情報を第２軸用スキャナ２２によるパルス状レーザの第２軸用走査速度情報としてレーザ発振制御部３に送信する。

尚、この実施形態では、スキャナ２は、図１に示すように第１軸用スキャナ２１及び第２軸用スキャナ２２と、基板１００との間に、集光レンズ２６を備えている。この集光レンズ２６によって、第１軸用スキャナ２１及び第２軸用スキャナ２２から来たパルス状レーザを、拡散させることなく集光させて基板１００に照射させつつ走査させることができるようになっている。

レーザ発振制御部３は、図３に示すように、停止状態移行判定部３１と、加速状態移行判定部３２と、等速状態移行判定部３３と、減速状態移行判定部３４と、パルス周波数情報生成部３５と、受信部３６と、送信部３７とを備えている。

加速状態移行判定部３２は、停止状態２０ａから加速状態２０ｂに移行したか否かの判定を行う。又、この判定は、ドライバー用コントローラ２５から受信した上記走査速度情報と予め設定した第１閾値とに基づいて行われる。

又、この実施形態では、上記受信した第１軸用走査速度情報と第２軸用走査速度情報との夫々の速度増加量から、合成速度増加ベクトルを生成することにより合成走査速度情報を生成し、この合成走査速度情報と第１閾値とに基づいて上記判定を行なう。

等速状態移行判定部３３は、加速状態２０ｂから等速状態２０ｃに移行したか否かの判定を行う。又、この判定は、上記合成走査速度情報と第２閾値とに基づいて行なわれる。

減速状態移行判定部３４は、等速状態２０ｃから減速状態２０ｄに移行したか否かの判定を行う。又、この判定は、上記合成走査速度情報と第３閾値とに基づいて行なわれる。

停止状態移行判定部３１は、減速状態２０ｄから停止状態２０ａに移行したか否かの判定を行う。又、この判定は、上記合成走査速度情報と第４閾値とに基づいて行なわれる。

パルス周波数情報生成部３５は、上記加速状態移行判定部３２によって加速状態２０ｂに移行したとの判定を行った場合、及び、減速状態移行判定部３４によって減速状態２０ｄに移行したとの判定を行った場合、パルス周波数についてのパルス周波数情報を生成する。

又、この実施形態では、走査速度情報として、速度増加量を採用しているとともに、その速度増加量の絶対値を採用し、第１閾値〜第４閾値として、全て同じ数値を設定している（第１閾値＝第２閾値＝第３閾値＝第４閾値）。

受信部３６は、例えばドライバー用コントローラ２５から、第１軸用走査速度情報や第２軸用走査速度情報を受信する。又、受信部３６は、例えば主コントローラ１０から、上記パルス周波数や１回当たりのエネルギー量の情報を受信する。

送信部３７は、例えばパルス周波数情報をレーザ発振機用コントローラ１１に送信する。

なお、レーザ発振制御部３は、図示しないが、記録装置であるメモリ、制御装置であるＣＰＵ、表示装置である表示部、入力装置であるボタンキー、ドライバー用コントローラ２５及び主コントローラ１０と通信するための通信インターフェース等を備えている。

そして、上記ＣＰＵは、図３の停止状態移行判定部３１、加速状態移行判定部３２、等速状態移行判定部３３、減速状態移行判定部３４、パルス周波数情報生成部３５、受信部３６、送信部３７として機能する。

次に、本実施形態の装置の動作について説明する。図４〜図６は、発明の装置によって、回路基板を製造する場合の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、ドライバー用コントローラ２５が作動を開始すると、図示しないが、その旨の信号をレーザ発振制御部３に送信する。受信したレーザ発振制御部３は、停止状態２０ａにあると判定する（図４、ステップＳ１）。この状態では、図２（ａ）（ｃ）に示すように第１軸用スキャナ２１及び第２軸用スキャナ２１には、若干の電圧がかかった状態になっている。

レーザ発振制御部３は、停止状態にあると判定した場合、パルス状レーザの発振を停止するとのレーザ発振停止情報をレーザ発振機用コントローラ１１に送信する。受信したレーザ発振機用コントローラ１１は、レーザ発振機１からのパルス状レーザの発振を停止した状態にする（図４、ステップＳ２）。

その後、レーザ発振制御部３は、停止状態において、ドライバー用コントローラ２５から受信した走査速度情報の速度増加量が第１閾値以上になったか否かを判定する（図４、ステップＳ３）。

上記ステップＳ３において、上記第１閾値以上になっていないとの判定をした場合は、制御戻し、上記第１閾値以上になるのを待つ。一方、上記ステップＳ３において、上記第１閾値以上になったとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、加速状態２０ｂに移行したとの判定をする（図４、ステップＳ４）。

そして、上記加速状態２０ｂに移行したとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、一定距離ごとにパルス状レーザを発振するよう、レーザ発振機用コントローラ１１を介してレーザ発振機１を制御する（図４、ステップＳ５）。即ち、等速状態２０ｃで走査する際における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量と略同じになるようにレーザ発振機１を制御する。

より詳しくは、レーザ発振制御部３は、上記ドライバー用コントローラ２５から受信した速度増加量から所定時間当たりの走査距離を演算する（図６、ステップＳ５１）。

そして、所定時間当たりの走査距離に基づいて、主コントローラ１０から受信した等速状態における距離ピッチと同一になるように、パルス周波数についてのパルス周波数情報を生成する（図６、ステップＳ５２）。

この加速状態２０ｂでは、加速状態２０ｂの開始時から等速状態に入るまで漸次速度が速くなる。そのため、パルス周波数を、等速状態における距離ピッチと同一に合わせると、例えば図２（ｂ）に示すように、開始時におけるパルス周波数ｔ１、即ち、パルス状レーザを発振する時間間隔ｔ１が、等速状態におけるパルス周波数（時間間隔）ｔ２よりも大きくなる。そして、等速状態に近づくにつれ漸次パルス周波数が小さくなっていき、等速状態に入る直前で等速状態におけるパルス周波数ｔ２とほぼ同じになる。

又、図６に示すようにパルス周波数情報を生成したレーザ発振制御部３は、生成したパルス周波数情報をレーザ発振機用コントローラ１１に送信する（図６、ステップＳ５３）。受信したレーザ発振機用コントローラ１１は、その受信したパルス周波数情報に基づいてレーザ発振機１からパルス状レーザを発振させる。

次に、レーザ発振制御部３は、加速状態２０ｂにおいて、上記速度増加量が第２閾値より小さくなったか否かを判定する（図４、ステップＳ６）。上記ステップＳ６において、上記第２閾値より小さくなっていないとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、上記ステップＳ５に制御戻す。

一方、上記ステップＳ６において、上記第２閾値よりも小さくなったとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、低速状態２０ｃに移行したとの判定をする（図４、ステップＳ７）。

そして、レーザ発振制御部３は、一定のパルス周波数、即ち、図２（ｂ）に示すように等時間間隔ｔ２でパルス状レーザを発振するよう制御する（図４、ステップＳ８）。

詳しくは、この実施形態では、主コントローラ１０から受信した等速状態におけるパルス周波数の情報を、レーザ発振機用コントローラ１１に送信する。そして、レーザ発振機用コントローラ１１は、受信したパルス周波数情報に基づいてレーザ発振機１からパルス状レーザを発振させる。

次に、レーザ発振制御部３は、等速状態２０ｂにおいて、上記速度増加量が第３閾値よりも大きくなったか否かを判定する（図５、ステップＳ９）。上記ステップＳ９において、上記第３閾値よりも小さくなっていないとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、上記ステップＳ８に制御戻す。

一方、上記ステップＳ９において、上記第３閾値よりも大きくなったとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、減速状態２０ｄに移行したとの判定をする（図５、ステップＳ１０）。

そして、レーザ発振制御部３は、一定距離ごとにパルス状レーザを発振するよう、レーザ発振機用コントローラ１１を介してレーザ発振機１を制御する（図５、ステップＳ１１）。即ち、等速状態２０ｃで走査する際における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量と略同じになるようにレーザ発振機１を制御する。

このステップＳ１１におけるレーザ発振制御部３の動作は、上記のステップ５と略同じである。より詳しくは、レーザ発振制御部３は、上記速度増加量から所定時間当たりの走査距離を演算する。

そして、所定時間当たりの走査距離に基づいて、主コントローラ１０から受信した等速状態における距離ピッチと同一になるように、パルス周波数についてのパルス周波数情報を生成し、レーザ発振機用コントローラ１１に送信する。

この減速状態２０ｄでは、その開始時から停止状態に近づくにつれ漸次速度が遅くなる。そのため、パルス周波数を、等速状態における距離ピッチと同一に合わせると、例えば図２（ｂ）に示すように、減速状態２０ｄの開始時におけるパルス周波数が、等速状態におけるパルス周波数ｔ２とほぼ同じなる。そして、停止状態に近づくにつれ漸次パルス周波数が大きくなっていき、停止状態に入る直前でパルス周波数ｔ３が最も大きくなる。

次に、レーザ発振制御部３は、減速状態２０ｄにおいて、上記速度増加量が第４閾値より小さくなったか否かを判定する（図５、ステップＳ１２）。上記ステップＳ１２において、上記第４閾値より小さくなっていないとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、上記ステップＳ１１に制御戻す。

一方、上記ステップＳ１２において、上記第４閾値より小さくなったとの判定をした場合、レーザ発振制御部３は、上記ステップＳ１に制御戻す。

以上のように構成することにより、例えばパルス状レーザの走査方向を変えながら走査させる場合でも、等速状態と同一の距離ピッチで、且つ１回当たりのエネルギー量を略同じにして走査できる。

例えば図７（ｂ）に示すように、パルス状レーザを基板の表面上における後方側から前方位置に走査させ、更にその位置から左方側にほぼ９０°走査方向を変えて走査させる。このように走査させる場合、走査速度は、図７（ａ）に示すように、後方側から前方に向かって等速状態２０ｃで進み、上記前方位置の手前位置からその前方位置にかけて、漸次速度が遅くなる減速状態２０ｄになる。

そして、その前方位置で一旦、停止状態２０ａになり、その前方位置から左方側に、漸次速度が速くなる加速状態２０ｂになり、所定距離だけ進んだ位置で等速状態２０ｃになる。

その際、上記後方側から左方側にかけて、例えば図８（ｂ）に示すように、等速状態２０ｃにおけるパルス周波数ｔ４と、減速状態２０ｄにおけるパルス周波数ｔ５と、加速状態２０ｂにおけるパルス周波数ｔ６とを同じに設定した場合は、以下のようになる。

この場合は、図８（ａ）に示すように、後方側から前方に向かう等速状態２０ｃでは、パルス状レーザの距離ピッチＬ３は一定になるが、上記前方位置の手前位置からその前方位置にかけての減速状態２０ｄにおける距離ピッチＬ４は、徐々に狭くなる。又、その前方位置から左方側にかけての加速状態２０ｂにおける距離ピッチは、その狭くなった状態から徐々に広くなる。

従って、走査方向が変わる近傍では、等速状態と同一の距離ピッチにはならず、レーザの単位面積当たりのエネルギー密度を均一にできない。

しかしながら、上記実施形態では、図７（ｂ）に示すように後方側から前方に向かう等速状態２０ｃにおけるパルス状レーザの距離ピッチＬ１と、上記前方位置の手前位置からその前方位置にかけての減速状態２０ｄにおける距離ピッチＬ２とが同じになる。又、その前方位置から左方側にかけての加速状態２０ｂにおける距離ピッチも同じになる。従って、等速状態と同一の距離ピッチで、且つ１回当たりのエネルギー量を略同じにして走査できる。

尚、上記実施形態では、各状態における走査速度情報として、速度増加量の絶対値を採用しているが、これに限らず、例えば絶対値を用いずに負の増加量を採用しても良い。又、その場合は、例えば第１閾値と第２閾値とに同じものを用い、第３閾値と第４閾値とに同じものを用いることができる。

又、走査速度情報として、速度増加量を用いる形態のものにかぎらず、走査速度（電圧）値をそのまま走査速度情報としても良い。その場合は、第１閾値〜第４閾値の夫々を異なる数値に設定すれば良い。

又、上記実施形態では、走査速度情報を、第１軸用走査速度情報と第２軸用走査速度情報とから生成した合成走査速度情報としているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。

例えば加速状態及び減速状態における走査速度情報を、第１軸用走査速度情報と第２軸用走査速度情報とを比較してそれらが示す値の大きい方のものとしても良い。例えば図２（ａ）に示す加速状態における速度増加量ΔＶ１と、図２（ｃ）に示す加速状態における速度増加量ΔＶ２とを比較する。そして、第１軸用走査速度情報である速度増加量ΔＶ１が第２軸用走査速度情報である速度増加量ΔＶ２よりも大きい場合、その大きい方の第１軸用走査速度情報を走査速度情報とする。

あるいは、加速状態及び減速状態における走査速度情報を、第１軸用走査速度情報と第２軸用走査速度情報とのいずれか一方のものとしても良い。

又、上記実施形態では、レーザ走査制御部３は、等速状態におけるパルス周波数の情報を、主コントローラ１０から受信しているが、例えばレーザ走査制御部３が有するデータベースに、予め記憶させるようにしても良い。あるいは、レーザ走査制御部３がアクセス可能なコンピュータであって、この装置とは別のコンピュータが有するデータベースに予め記憶させておき、その別のコンピュータからレーザ走査制御部３に送信するようにしても良く、適宜変更できる。

本発明の一実施形態の回路基板の製造装置の概略説明図である。図２（ａ）は、第１軸用スキャナにかかる電圧（速度）と時間との関係を表したグラフ、図２（ｂ）は、パルス状レーザの発振と時間との関係を表したグラフ、図２（ｃ）は、第２軸用スキャナにかかる電圧（速度）と時間との関係を表したグラフである。レーザ発振制御部を説明するためのブロック図である。本発明の装置によって、回路基板を製造する場合の処理の流れを示すフローチャートの一部である。本発明の装置によって、回路基板を製造する場合の処理の流れを示すフローチャートの他の一部である。一定距離ごとにパルス状レーザを発振するよう制御する場合の処理の流れの詳細を示すフローチャートである。図７（ａ）は、パルス状レーザを、走査方向を変えながら走査させた場合の走査速度と時間との関係を表したグラフ、図７（ｂ）は、パルス状レーザを、走査方向を変えながら走査させた場合の模式図である。比較例に係り、図８（ａ）は、比較例において、パルス状レーザを、走査方向を変えながら走査させた場合の走査速度と時間との関係を表したグラフ、図７（ｂ）は、比較例において、パルス状レーザを、走査方向を変えながら走査させた場合の模式図である。

符号の説明

１レーザ発振器
２スキャナ
３レーザ発振制御部
２１第１軸用スキャナ
２２第２軸用スキャナ

Claims

金属薄膜を形成した基板の表面にパルス状レーザを走査させ、その金属薄膜における不要部分を除去して基板に回路を形成することにより、回路基板を製造する回路基板の製造装置であって、
前記パルス状レーザを発振させるレーザ発振器と、そのレーザ発振器からのパルス状レーザを受けてそのパルス状レーザを基板の表面に走査させるスキャナと、それらのスキャナ及びレーザ発振器と通信可能なレーザ走査制御部とを備え、
前記スキャナは、前記走査に際し、パルス状レーザを停止状態から加速させつつ走査させる加速状態と、パルス状レーザを加速状態から等速で走査させる等速状態と、パルス状レーザを等速状態から減速させつつ走査させる減速状態と、パルス状レーザを減速状態から走査を停止させる停止状態との４つの状態に順次移行させながら行い、
前記レーザ走査制御部は、前記４つの状態夫々における走査速度に関する走査速度情報と予め設定した閾値とに基づいて、前記スキャナが前記４つの状態の内のいずれかの状態から次の状態に移行したか否かの判定を行い、加速状態又は減速状態に移行したとの判定をした場合に、等速状態で走査する際における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量と略同じになるようにパルス周波数情報を生成してレーザ発振器に送信し、
前記走査速度情報は、所定時間当たりの速度の変化量の絶対値とされ、
前記閾値は、停止状態から加速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第１閾値と、加速状態から等速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第２閾値と、等速状態から減速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第３閾値と、減速状態から停止状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第４閾値とから構成されていることを特徴とする回路基板の製造装置。
前記スキャナは、前記基板の表面にパルス状レーザを走査させるに際し、互いに直交する２軸夫々の方向に走査させる第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナを備え、
前記第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナは、夫々、前記４つの状態に順次移行させながら夫々の軸方向へパルス状レーザを走査させ、
前記加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報とを合成した合成走査速度情報とされていることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造装置。
前記スキャナは、前記基板の表面にパルス状レーザを走査させるに際し、互いに直交する２軸夫々の方向に走査させる第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナを備え、
前記第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナは、夫々、前記４つの状態に順次移行させながら夫々の軸方向へパルス状レーザを走査させ、
前記加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報との内で、夫々が示す値の大きい方のものとされていることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造装置。
前記スキャナは、前記基板の表面にパルス状レーザを走査させるに際し、互いに直交する２軸夫々の方向に走査させる第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナを備え、
前記第１軸用スキャナ及び第２軸用スキャナは、夫々、前記４つの状態に順次移行させながら夫々の軸方向へパルス状レーザを走査させ、
前記加速状態及び減速状態における走査速度情報は、前記第１軸用スキャナの走査速度に関する第１軸用走査速度情報と第２軸用スキャナの走査速度に関する第２軸用走査速度情報とのいずれか一方のものとされていることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造装置。
レーザ走査制御部は、加速状態又は減速状態に移行したとの判定をした場合に、前記走査速度情報に基づいて所定時間当たりの走査距離を演算し、
前記パルス周波数情報は、その走査距離に基づいて生成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路基板の製造装置。
前記レーザ走査制御部は、等速状態でパルス状レーザを発振させる距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量を記憶したデータベースにアクセス可能とされているとともに、等速状態に移行したとの判定をした場合に、パルス状レーザを発振させる距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量を前記データベースから得てレーザ発振器に送信し、
前記パルス周波数情報は、前記データベースから得た等速状態における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量に基づいて生成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回路基板の製造装置。
パルス状レーザを発振させるレーザ発振器と、そのレーザ発振器からのパルス状レーザを、加速状態と等速状態と減速状態と停止状態との４つの状態に順次移行しながら基板の表面に走査させるスキャナと、それらのスキャナ及びレーザ発振器と通信可能なレーザ走査制御部とを備えた回路基板の製造装置を用いて、金属薄膜を形成した基板の表面にパルス状レーザを走査させ、その金属薄膜における不要部分を除去して基板に回路を形成することにより、回路基板を製造する回路基板の製造方法であって、
前記レーザ走査制御部に、前記４つの状態夫々における走査速度に関する所定時間当たりの速度の変化量の絶対値からなる走査速度情報と、予め設定した、停止状態から加速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第１閾値と、加速状態から等速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第２閾値と、等速状態から減速状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第３閾値と、減速状態から停止状態に移行したか否かの判定を行う際に用いる第４閾値とに基づいて、前記スキャナが前記４つの状態の内のいずれかの状態から次の状態に移行したか否かの判定を行い、加速状態又は減速状態に移行したとの判定をした場合に、等速状態で走査する際における距離ピッチ及び１回当たりのエネルギー量と略同じになるようにパルス周波数情報を生成してレーザ発振器に送信させる処理を行わせることを特徴とする回路基板の製造方法。