JP6766208B2 - プリント回路基板の修復装置及びプリント回路基板の修復方法 - Google Patents

Description

本発明はプリント回路基板の修復装置及びプリント回路基板の修復方法に関し、特に、コスト安でレーザービームによる走査範囲が広いプリント回路基板の修復装置及びプリント回路基板の修復方法に関する。

プリント回路基板は、製造工程中に隣り合うパターン同士が短絡する等といった予期せぬ欠陥が生じる場合がある。そこで、製造工程中に生じたプリント回路基板の欠陥を検出するために、自動的にプリント回路基板の欠陥を検出し、更に修理を行うシステムが開発されている。

下記の特許文献１に記載されたプリント回路基板の欠陥検出及び修理システムは、プリント回路基板の修復が必要か否か判断し、修理できる場合には自動的に修理を始め、修理できない場合にはその旨をプリント回路基板にマークする。

また、このような従来の自動欠陥検出修復システムは、修復に用いられるレーザービームを走査するために、２本の軸に沿って回転することができる高速ステアリングミラー（ｆａｓｔ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｍｉｒｒｏｒ）が用いられている。

台湾特許第Ｉ４１４７８２号明細書

しかし、従来のプリント回路基板の修復装置は、高速ステアリングミラーが高価であり、また偏向角が狭いので一回で走査できる領域も狭いといった問題がある。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてコスト安でレーザービームの走査範囲が広いプリント回路基板の修復装置、及びプリント回路基板の修復方法を提供することを目的とする。

本発明はこのような問題に鑑みて、以下の方法でプリント回路基板を修復する。

フレームと、レーザー加工モジュールと、観察モジュールと、制御モジュールとを備えるプリント回路基板の修復装置を用いて、プリント回路基板を修理するためのプリント回路基板の修復方法において、前記フレームは、前記プリント回路基板が置かれる保持面が形成されている基板保持台と、前記基板保持台の隣で前記保持面と平行に、且つ、互いに直交するＸ軸及びＹ軸に沿ってスライドする移動台とを備えると共に、前記基板保持台と前記移動台とは、前記保持面と平行となり且つ互いに直交するＸ方向及びＹ方向において互いに相対移動可能に構成されており、前記レーザー加工モジュールは、前記移動台と共に移動するように、前記移動台に設けられ、且つ、レーザービームを生成するレーザー発振器と、前記レーザー発振器からのレーザービームを拡大するビームエキスパンダーと、前記ビームエキスパンダーにより拡大されたレーザービームの出射方向を調整するガルバノスキャナユニットと、前記ガルバノスキャナユニットに取り付けられて前記ガルバノスキャナユニットにより出射方向が調整されたレーザービームを集束するフォーカシングミラーとを備え、前記ガルバノスキャナユニットは、前記ビームエキスパンダーを経て拡大されたレーザービームが入射されると共に、第１の偏向反射鏡セットと第２の偏向反射鏡セットとを備え、前記第１の偏向反射鏡セットは第１の駆動部と第１の偏向反射鏡を有し、前記第１の偏向反射鏡は第１の偏向軸に沿って前記第１の駆動部に取り付けられ、前記第１の駆動部に対して前記第１の偏向軸を中心に回転し、前記ビームエキスパンダーを経て拡大されたレーザービームを、前記第１の駆動部により駆動される前記第１の偏向軸に対応する第１の偏向角で前記第２の偏向反射鏡セットに向かって射出し、第２の偏向反射鏡セットは第２の駆動部と第２の偏向反射鏡を有し、前記第２の偏向反射鏡は前記第１の偏向軸と直交する第２の偏向軸に沿って前記第２の駆動部に取り付けられ、且つ、前記第２の駆動部に対して前記第２の偏向軸を中心に回転し、前記第１の偏向反射鏡セットからのレーザービームを、前記第２の駆動部により駆動される前記第２の偏向軸に対応する第２の偏向角に調整すると共に、前記フォーカシングミラーを介して、最終的に前記保持面に照射し、前記観察モジュールは、前記移動台と共に移動するように前記移動台に接続されると共に、光を前記プリント回路基板に照射する照明光源と、前記プリント回路基板からの光を含んだ光を受けて前記プリント回路基板の影像を結像させる撮像レンズと、前記撮像レンズが結像した前記プリント回路基板の観察影像をデータ化して観察影像情報として前記制御モジュールに出力する光カップリング部を備え、前記制御モジュールは、前記観察影像情報を参照して、対応する前記レーザー加工モジュールにレーザー制御信号と走査制御信号を出力し、前記レーザー制御信号で前記レーザー発振器を制御すると共に、走査制御信号で前記ガルバノスキャナユニットを制御するプリント回路基板の修復装置を準備するステップＡと、前記保持面上に前記プリント回路基板を設置するステップＢと、操作者により加工回数に関する情報を前記制御モジュールに入力するステップＣと、前記制御モジュールが、前記観察モジュールに、前記処理領域で反射する前記プリント回路基板（１）の影像を結像させて、前記処理領域に対応する観察影像を生成させると共に、前記観察影像をデータ化して観察影像情報として、該当の前記プリント回路基板に対する修復作業が完了するまで前記制御モジュールにリアルタイムに出力するステップＤと、操作者により修復領域情報を特定するステップＥと、前記制御モジュールが、前記観察影像情報及び前記修復領域情報に基づいて、前記修復領域情報に対応する前記レーザー制御信号と前記走査制御信号を生成し、前記レーザー制御信号を前記レーザー発振器に出力して前記レーザー発振器を制御し、前記走査制御信号を前記ガルバノスキャナユニットに出力して前記ガルバノスキャナユニット（４４）を制御して、前記レーザー発振器から発射するレーザービームの方向を、前記ガルバノスキャナユニットで調整して前記修復領域に対して、前記ステップＣにおいて入力された加工回数のブロー作業を行うステップＦと、前記ステップＦが実行される間に、前記観察モジュールにより前記修復領域のブロー後の影像を取得し、前記光カップリング部で前記修復領域のブロー後の影像をデータ化して修復領域のブロー後の影像情報に変換して前記制御モジュールに出力するステップＧとが実行される。

本発明のプリント回路基板の修復装置は、レーザー発振器がレーザービームを生成し、ビームエキスパンダーがこのレーザービームを拡大し、ガルバノスキャナユニットの第１の偏向反射鏡にこの拡大されたレーザービームが入射し、このレーザービームを第２の偏向反射鏡へ反射して、レーザービームを外部であるプリント回路基板へ出力するので、レーザービームが進行する経路を変更でき、更に、第１の偏向反射鏡と第２の偏向反射鏡の偏向角によって決められる走査範囲を従来より広くできる。

また、ガルバノスキャナユニットは、製造の観点から、高速ステアリングミラーより安価である。

本発明のプリント回路基板の修復装置の第１の実施形態を示す斜視図である。 第１の実施形態の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態の観察モジュール、レーザー加工モジュール、及び移動台の位置関係を説明するための斜視図である。 図３の一部を説明する側面図である。 図３で示した構成を別の角度から見た側面図である。 ガルバノスキャナユニットの構造を説明する図である。 本発明のプリント回路基板の修復方法のフローチャートである。 プリント回路基板の修復方法を用いて得られた観察画像を示す図であり、斜線の領域はプリント回路基板のパターンであり、一点鎖線の領域は修復領域である。 プリント回路基板の修復方法のブロー後の画像を示す図であり、斜線の領域はプリント回路基板のパターンであり、一点鎖線の領域は修復領域である。 本発明のプリント回路基板の修復装置の第２の実施形態の機能ブロック図である。

図１と図２を参照して本発明のプリント回路基板の修復装置を説明する。ここで、図１は本発明のプリント回路基板の修復装置の第１の実施形態を示す斜視図であり、図２は第１の実施形態の機能ブロック図である。

プリント回路基板の修復装置は、プリント回路基板１を修復するために用いられ、図２に示すように、入力ユニット２と、フレーム３（図１）と、レーザー加工モジュール４と、観察モジュール５と、制御モジュール６と、表示ユニット７と、厚さ測定器８を備える。

図２に示すように、入力ユニット２は、制御モジュール６に電気的に接続され、操作者が図８にて後述する修復領域９３を指定する際に利用され、この操作者が指定した修復領域９３は、制御モジュール６に読み取られる修復領域情報として、制御モジュール６に入力される。

図１に示したフレーム３は、基板保持台３１と、レールセット３２と、移動台３３を備える。基板保持台３１の上側には平板状の保持面３１１が形成され、この保持面３１１にはプリント回路基板１が置かれる。レールセット３２は基板保持台３１に連接される。また、移動台３３はレールセット３２と連接される。

レールセット３２は、図１に示すようにＸ軸に沿って延伸する２本のＸ軸レール３２１と、Ｙ軸に沿って延伸する２本のＹ軸レール３２１と、Ｚ軸に沿って延伸する２本のＺ軸レール３２３を有する。

移動台３３は、レールセット３２を利用することにより、基板保持台３１に対してＸ軸方向、及びこのＸ軸方向と垂直なＹ軸方向にスライドできる。また、移動台３３のＸＹ平面は、保持面３１１に平行となるように、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ延伸する。

なお、基板保持台３１と移動台３３とは、保持面３１１と平行となり且つ互いに直交するＸ方向及びＹ方向において互いに相対移動可能に構成されている。

移動台３３は、図１に示すように、ＸＹ平面と垂直となる第１のベース壁部３３１と、ＸＹ平面に平行な第２のベース壁部３３２を備える。具体的には、第１のベース壁部３３１と、第２のベース壁部３３２はそれぞれ図３に示すように設けられる。ここで、図３は、本発明の第１の実施形態の観察モジュール５、レーザー加工モジュール４、及び移動台３３の位置関係を説明するための斜視図である。第１のベース壁部３３１は、図１に示した基板保持台３１に対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれとも直交するＺ軸方向にスライド可能である。

図２〜図６を参照してレーザー加工モジュール４について説明する。ここで、図４は図３の一部を説明する側面図であり、図５は図３で示した構成を別の角度から見た側面図であり、図６はガルバノスキャナユニット４４の構造を説明する図である。

図３に示すように、レーザー加工モジュール４は水平方向に延伸する板状の移動台３３に接続される。また、レーザー加工モジュール４は、図２に示すようにレーザー発振器４１と、ビームエキスパンダー４２と、反射鏡セット４３と、ガルバノスキャナユニット(Ｇａｌｖａｎｏｍｅｔｅｒ Ｓｃａｎｎｅｒ)４４と、フォーカシングレンズ４５と、ハーフミラー４６を備える。

レーザー発振器４１は、図３に示すように移動台３３の第２の壁部３３２に接続される。ビームエキスパンダー４２は、図２に示すように、レーザー発振器４１から出力された光が入力されるようにレーザー発振器４１と隣り合うように設けられる。

反射鏡セット４３は図２に示すように、複数の反射鏡４３１によって構成され、ビームエキスパンダー４２を通った光を反射してガルバノスキャナユニット４４に入射させる。ガルバノスキャナユニット４４は反射鏡セット４３からの光が入力され、制御モジュール６からの制御によって動作する。また、ガルバノスキャナユニット４４は、図３に示すように、フォーカシングレンズ４５を介して第１のベース壁部３３１に取り付けられている。

フォーカシングレンズ４５は、図２と図３に示すように、ガルバノスキャナユニット４４に隣接する。ハーフミラー４６の機能は後述する。

レーザー発振器４１から出力されたレーザービームは以下の所定の経路を進行する。すなわち、レーザービームが順に通過する経路（レーザー経路という）は、ビームエキスパンダー４２、反射鏡セット４３、ガルバノスキャナユニット４４、フォーカシングレンズ４５、ハーフミラー４６を経て、最後に、プリント回路基板１に到達する。

なお、反射鏡セット４３は、レーザー経路の向きを変更するように構成された３つの反射鏡４３１を有するが、反射鏡４３１の数については適宜調整しても差し支えない。

ビームエキスパンダー４２は、レーザー経路上に配置され、レーザービームの径を広げる。反射鏡セット４３は、ビームエキスパンダー４２を通過したレーザービームが入力され、このレーザービームをガルバノスキャナユニット４４へ出力するように、複数の反射鏡４３１によってレーザー経路を変更する。

続いて、図６も併せて参照しながらガルバノスキャナユニット４４の構成を説明する。ここで、図６はガルバノスキャナユニット４４の構造を説明する図である。ガルバノスキャナユニット４４は、反射鏡セット４３を通過した後のレーザービームを受光する。

また、ガルバノスキャナユニット４４は、図６に示すように、第１の偏向反射鏡セット４４１と第２の偏向反射鏡セット４４２とを含む。第１の偏向反射鏡セット４４１は、第１の駆動部４４３と第１の偏向反射鏡４４４を有する。

第１の偏向反射鏡４４４は、第１の偏向軸Ｒ１に沿って第１の駆動部４４３に取り付けられ、第１の偏向軸Ｒ１を中心として回転可能に第１の駆動部４４３によって駆動される。

第２の偏向反射鏡セット４４２は、図６に示すように、第２の駆動部４４５と第２の偏向反射鏡４４６とを有する。第２の偏向反射鏡４４６は、第２の偏向軸Ｒ２に沿って第２の駆動部４４５に取り付けられ、第２の偏向軸Ｒ２を中心として回転可能に第２の駆動部４４５によって駆動される。

また、図６に示すように、第１の偏向軸Ｒ１と第２の偏向軸Ｒ２は互いに直交している。また、第１の偏向反射鏡４４４は、レーザービームを受光して第２の偏向反射鏡セット４４２へ反射し、外部へ出力することにより、ガルバノスキャナユニット４４を経て出力するレーザー経路を変更させると共に、第１の偏向反射鏡４４４と第２の偏向反射鏡４４６の偏向角によって決められる走査範囲を広げることができる。

図２に示したフォーカシングレンズ４５は、ガルバノスキャナユニット４４を通過したレーザービームを受光して、レーザービームを集束させる。ハーフミラー４６は、フォーカシングレンズ４５を通過したレーザービームを受光して、プリント回路基板１へ反射する。

観察モジュール５は、図３に示すように、第１の壁部３３１に接続され、照明源５１、補償板５２（図１、図２）、フィルター５３、結像レンズ５４、及びイメージセンサ５５を含む。

照明光源５１はプリント回路基板１を照射するものであり、撮像光学経路に沿って光線を発射する。ここで、撮像光学経路は、照明光源５１から、ハーフミラー４６、補償板５２、フィルター５３、結像レンズ５４を順次通過し、最終的にはイメージセンサ５５に到達する経路を言う。

なお、照明光源５１によって生成される光は、特に限定されないが、例えば紫外線でも差し支えなく、紫外線を利用して、プリント回路基板１が照射されると、プリント回路基板１上のオブジェクト間で光のコントラストをより強く生じさせ、この強い光のコントラストは後工程の画像分析のために有用となる。

レーザー加工モジュール４のレーザー経路は、図２に示すように、ハーフミラー４６の位置で観察モジュール５の撮像光学経路と交差する。ハーフミラー４６は、照明光源５１で生成された光をも透過する。補償板５２は、ハーフミラー４６を透過した光を受光し、収差を低減する。

フィルター５３は、補償板５２を通過した光を受光し、迷光を除去する。結像レンズ５４は、図２に示すように撮像光学経路に沿ってフィルター５３の後段に配置され、画像を結像させる。

イメージセンサ５５は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）を含み、結像レンズ５４を通過した光を受光し、光を取り込んで後述する観察画像９２を生成する。イメージセンサ５５は、生成した観察画像９２をデジタル信号の観察画像情報に変換し、観察画像情報を制御モジュール６に送信する。

なお、フィルター５３は、第１の実施形態では、補正板５２と結像レンズ５４との間に配置されているが、光が、イメージセンサ５５に到達する前（補償板５２とハーフミラー４６の間又はイメージセンサ５５と結像レンズ５４の間）であれば何処に配置しても差し支えない。

制御モジュール６には、図２に示すように、入力ユニット２から修復領域情報が入力されると共に、イメージセンサ５５から観察画像情報が入力され、これら修復領域情報と観察画像情報に基づいて、レーザー発振器４１へレーザー制御信号を出力すると共にガルバノスキャナユニット４４に走査制御信号を出力する。

レーザー発振器４１は制御モジュール６から入力されたレーザー制御信号に基づいて出力が制御される。ガルバノメータスキャナユニット４４は、制御モジュール６から入力された走査制御信号によって制御される。

また、制御モジュール６は、図２に示すように、イメージセンサ５５から入力された観察画像情報に基づいて表示情報を生成し、表示ユニット７に出力する。表示ユニット７は、制御モジュール６から表示情報が入力され、この表示情報に基づいて観察画像９２を表示する。

第１の壁部３３１には、図１に示すように、厚さ測定器８が設けられており、厚さ測定器８は、プリント回路基板１の厚さを測定し、移動台３３がスライドすることにより測定位置が調整される。

次に、図７〜図９を参照してプリント回路基板１の修復方法を説明する。ここで、図７は本発明のプリント回路基板修復方法のフローチャートである。また、図８はプリント回路基板１の修復方法を用いて得られた観察画像９２を示す図であり、斜線の領域はプリント回路基板１のパターンであり、一点鎖線の領域は修復領域９３である。更に、図９はプリント回路基板の修復方法においてブロー作業が行われた後のブロー後の画像を示す図であり、斜線の領域はプリント回路基板１のパターンであり、一点鎖線の領域は修復領域９３である。

図７に示すように、ステップＳ１では、第１の実施形態で説明したプリント回路基板１の修復装置を準備する。そして、保持面３１１上にプリント回路基板１を設置する。

ステップＳ２では、操作者が、手動によって又は既知の座標値を利用して、プリント回路基板１の被加工領域である処理領域９１に関する情報を取得する。なお、既知の座標値は、図７のフローチャートへ入る前の前段の工程で予め入手しておくことが好ましい。

そして、プリント回路基板１にある処理領域９１に対応する座標値を制御モジュール６に入力すると共に、操作者が加工回数に関する情報を制御モジュール６に入力する。

ステップＳ３は、厚さ測定器８を用いて処理領域９１の厚さを測定し、この厚さ情報から、制御モジュール６により予測加工回数を求める。ここで、処理領域９１の厚さが厚いほど予測加工回数は多くなる。

ステップＳ４では、予測加工回数を参照して、加工回数をｎ又は無制限に設定する。なお、ここでｎは正の整数である。

ステップＳ５では、観察モジュール５が、光を取り込んで、図８に示すように観察画像９２を生成する。観察画像９２は、処理領域９１の少なくとも一部を含む。図２のイメージセンサ５５は、図８の観察画像９２を、観察画像情報に変換し、制御モジュール６に出力する。

すなわち、制御モジュール６は、観察モジュール５に、処理領域９１で反射するプリント回路基板１の画像を結像させて、処理領域に対応する観察画像９２を生成させると共に、観察画像９２をデータ化して観察画像情報として、該当するプリント回路基板１に対する修復作業が完了するまで制御モジュール６に出力し続ける。

ステップＳ６では、操作者が、図２の入力ユニット２を利用して、修復領域９３（図８）を指定して、対応する修復領域情報を制御モジュール６に入力する。なお、修復領域９３は、観察画像９２に含まれる処理領域９１の少なくとも一部を含む。

すなわち、操作者による操作によって、制御モジュール６は、観察画像情報を参照して処理領域９１に含まれる少なくとも１つの修復領域９３の座標に関する修復領域情報が特定される。

ステップＳ７では、制御モジュール６は、入力ユニット２からの修復領域情報とイメージセンサ５５からの観察画像情報を参照して（ステップＳ７１）、対応するレーザー制御信号及び対応する走査制御信号を生成する。

ここで、図２に示すように、レーザー制御信号は、レーザー発振器４１へ出力され、レーザー発振器４１はこのレーザー制御信号に基づいて制御される。

一方、走査制御信号は、ガルバノスキャナユニット４４に出力され、ガルバノスキャナユニット４４はこの走査制御信号に基づいて制御される。

また、レーザー発振器４１とガルバノスキャナユニット４４は、それぞれレーザー発振器４１が出力したレーザービームが、修復領域９３（図８）内の全てのプリント回路に当たる（ブローする）ように制御される（Ｓ７２）。

ステップＳ８では、図２の観察モジュール５は、自動的にブロー後の画像９４を取得し（図９）、イメージセンサ５５は、ブロー後の画像９４をブロー後観察画像情報に変換して制御モジュール６に出力する。

ステップＳ９は、制御モジュール６は、上述したステップＳ４の加工回数の設定値を判断する。そして、ステップＳ９において、ステップＳ４で設定された回数ｎにステップＳ７２を行った回数がまだ達していないと判定された場合、又は加工回数を制限しない場合には、ステップＳ７２とステップＳ８を繰り返す。

なお、制御モジュール６は、２度目のステップＳ７２を行うにあたって、修復領域９３の修復領域情報及びブロー後観察画像情報を分析して、他の対応するレーザー制御信号と走査制御信号を生成する。

制御モジュール６から出力されたレーザー制御信号は、レーザー発振器４１に入力され、レーザー発振器４１を制御する。

一 方、制御モジュール６から出力された走査制御信号はガルバノスキャナユニット４４に入力され、ガルバノスキャナユニット４４を制御する。

レーザー発振器４１とガルバノスキャナユニット４４は、レーザー発振器４１からのレーザービームが修復領域９３内の全てのプリント回路に照射する。

そして、観察モジュール５はブロー後の画像９４（図９）を自動的に取得し、イメージセンサ５５は、ブロー処理が行われた後のブロー後の画像９４をブロー後観察画像情報（ブロー後の画像情報）に変換して制御モジュール６へ出力する。

なお、制御モジュール６は、一回のブロー作業が実行された後、即ち毎回ブロー作業が実行されるたびに、ステップＧにより取得した修復領域９３のブロー後の画像情報をも参照して、レーザー発振器４１に出力するレーザー制御信号と、ガルバノスキャナユニット４４に出力する走査制御信号を調整しても差し支えない。

制御モジュール６は、ステップＳ４で設定した加工回数ｎにステップＳ７２を行った回数が達したと判断した場合（ステップＳ９１）、又は操作者の手動による終了コマンドを受信した場合には、プリント回路基板１の加工を終了する（ステップＳ９２）。

ステップＳ１０では、厚さ測定器８を用いて、プリント回路基板１の厚さからプリント回路基板１の損傷度を測定し、制御モジュール６により、プリント回路基板１の加工領域９１若しくは他の加工領域９１の修復を継続するか否かを判断し、又は修復が完了したか若しくは直接廃棄するか判断する。

すなわち、制御モジュール６が、観察画像情報及び修復領域情報に基づいて、修復領域情報に対応するレーザー制御信号と走査制御信号を生成し、レーザー制御信号をレーザー発振器４１に出力してレーザー発振器４１を制御し、走査制御信号をガルバノスキャナユニット４４に出力してガルバノスキャナユニット４４を制御して、レーザー発振器４１から発射するレーザービームの方向を、ガルバノスキャナユニット４４で調整して修復領域９３に対して、入力された加工回数のブロー作業を行う。

また、プリント回路基板１の加工領域９１を修理する場合には、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ１０からステップＳ３に戻って加工領域９１を再度修理することができる。

一方、プリント回路基板１の他の加工領域９１を修理する場合には、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ１０からステップＳ２に戻り、他の加工領域９１を探して修理を開始することができる。

なお、操作者は、ステップＳ２を行った後、経験に基づいてステップＳ４の加工回数を設定しても良い。つまり、ステップＳ３は、本実施形態によるプリント回路基板の修復方法において必ずしも必要ではなく、操作者が加工の回数をより正確に評価するのに役立ち得るものである。

上述したように、操作者は、ステップＳ６で、観察画像９２内の修復領域９３を指定することができる。

また、ステップＳ７（ステップＳ７２）で観測画像９２のプリント回路基板１の領域のブロー作業を行い、レーザービームを用いてプリント回路基板の回路を焼却することにより、処理領域９１の範囲を狭くして、ブロー後の画像９４を形成する。

修復領域９３内のプリント回路が占める面積は、加工回数の増加に伴って徐々にレーザービームで焼却され、プリント回路を動作可能な状態に復帰させることができる。

本発明によるプリント回路基板の修復方法におけるステップＳ１については、第１の実施形態を実施することにより得られたプリント回路基板の修復装置を準備する他、その他のプリント回路基板の修復装置を準備しても良い。プリント回路基板の修復方法の各ステップは、適宜順番を変更しても差し支えない。

特許文献１に記載された発明と比較すると、特許文献１に記載された発明では、約±3度に制限された偏向角を有する高速ステアリングミラー(ｆａｓｔ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｍｉｒｒｏｒ)が使用される。

一方、本発明の第１の実施形態では、偏向角の制限が±１５度以上となるガルバノスキャナユニット４４(Ｇａｌｖａｎｏｍｅｔｅｒ Ｓｃａｎｎｅｒ)を使用し、走査範囲の境界の長さが３００ｍｍよりも大きくなるようにする。

ガルバノスキャナユニット４４は、製造の観点から、高速ステアリングミラーより安価である。

更に、ガルバノスキャナユニット４４は、第１の偏向反射鏡４４４に拡大されたレーザービームが入射されて、第２の偏向反射鏡４４６へ反射して、レーザービームを外部へ出力することにより、出力するレーザー経路を変更でき、第１の偏向反射鏡４４４と第２の偏向反射鏡４４６の偏向角によって決められる走査範囲を広くできる。

また、制御モジュール６は、厚さ測定器８によりプリント回路基板１の損傷度合いを判定し、プリント回路基板１の処理領域９１を判断し、更に処理領域９１の修復を継続するか否かを決定することができる。

また、制御モジュール６は、厚さ測定器８により、修理が完了したか否か判断し、或いは直接廃棄することも判断するので、不必要な処理を回避し、時間と処理コストを節約することができる。

また、プリント回路基板の修復方法は、レーザービームによる走査の範囲を大きくしたプリント回路基板の修復装置を適用することにより、プリント回路基板１の修理効率を向上させることができる。

次に、図１０を参照して、プリント回路基板の修復装置の第２の実施形態を説明する。ここで、図１０は本発明のプリント回路基板の修復装置の第２の実施形態の機能ブロック図である。

プリント回路基板の修復装置の第２の実施形態は、入力ユニット２、フレーム３、レーザー加工モジュール４、観察モジュール５、制御モジュール６、表示ユニット７、及び厚さ測定器８を備えている。

第２の実施形態のレーザー加工モジュール４には、図２の第１の実施形態で説明した反射鏡セット４３とハーフミラー４６に相当する構成がなく、ガルバノスキャナユニット４４が、ビームエキスパンダー４２を通過した後の拡大されたレーザービームを直接受光するようにしたので、フォーカシングレンズ４５を通過したレーザービームは、プリント回路基板１に直接照射される。また、ハーフミラー４６を省略したので、収差が発生しない。そのため、第１の実施形態で説明した観察モジュール５の補償板５２に相当する構成を省略することができる。

第２の実施形態では、第１の実施形態で実現し得たガルバノスキャナユニット４４を含む光学系のコストを安くでき、更に、レーザービームで走査する範囲を拡大できる。

すなわち、第２の実施形態では、第１の実施形態における反射鏡セット４３に相当する構成と、ハーフミラー４６に相当する構成と、補償板５２に相当する構成が不要なので、第１の実施形態よりも、製造コストを削減することができる。

更に、第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、加工時にレーザー経路と感光性経路とが交差するので、第１の実施形態のように、基板保持台３１に対してスライドさせる必要がなく、効率的である。更に、プリント回路基板の修復方法についても第２の実施形態のプリント回路基板の修復装置を利用して同様に実現し得る。

以上のように、本発明のプリント回路基板の修復装置は、ガルバノスキャナユニット４４を利用することにより、コストを安くでき、レーザービームによる走査範囲を高めることができる。更に、本発明のプリント回路基板の修復方法は、プリント回路基板の修復装置を用いてプリント回路基板を修復することができる。

以上の説明は、本発明の実施例に過ぎず、これを以って特許請求の範囲を限定するものではない。また、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に簡単な付加や変化を加えたに過ぎないものについても、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものとする。

１ プリント回路基板
２ 入力ユニット
３ フレーム
３１ 基板保持台
３１１ 保持面
３２ レールセット
３２１ Ｘ軸レール
３２２ Ｙ軸レール
３２３ Ｚ軸レール
３３ 移動台
３３１ 第１のベース壁部
３３２ 第２のベース壁部
４ レーザー加工モジュール
４１ レーザー発振器
４２ ビームエキスパンダー
４３ 反射鏡セット
４３１ 反射鏡
４４ ガルバノスキャナユニット
４４１ 第１の偏向反射鏡セット
４４２ 第２の偏向反射鏡セット
４４３ 第１の駆動部
４４４ 第１の偏向反射鏡
４４５ 第２の駆動部
４４６ 第２の偏向反射鏡
４５ フォーカシングレンズ
４６ ハーフミラー
５ 観察モジュール
５１ 照明光源
５２ 補償板
５３ フィルター
５４ 結像レンズ
５５ イメージセンサ
６ 制御モジュール
７ 表示ユニット
８ 厚さ測定器
９１ 処理領域
９２ 観察画像
９３ 修復領域
９４ ブロー後の画像
Ｒ１ 第１の偏向軸
Ｒ２ 第２の偏向軸

Claims (3)

1. フレームと、レーザー加工モジュールと、観察モジュールと、制御モジュールとを備えるプリント回路基板の修復装置を用いて、プリント回路基板を修理するためのプリント回路基板の修復方法において、
   前記フレームは、前記プリント回路基板が置かれる保持面が形成されている基板保持台と、
   前記基板保持台の隣で前記保持面と平行に、且つ、互いに直交するＸ軸及びＹ軸に沿ってスライドする移動台とを備えると共に、前記基板保持台と前記移動台とは、前記保持面と平行となり且つ互いに直交するＸ方向及びＹ方向において互いに相対移動可能に構成されており、
   前記レーザー加工モジュールは、前記移動台と共に移動するように、前記移動台に設けられ、且つ、レーザービームを生成するレーザー発振器と、前記レーザー発振器からのレーザービームを拡大するビームエキスパンダーと、前記ビームエキスパンダーにより拡大されたレーザービームの出射方向を調整するガルバノスキャナユニットと、前記ガルバノスキャナユニットに取り付けられて前記ガルバノスキャナユニットにより出射方向が調整されたレーザービームを集束するフォーカシングレンズとを備え、
   前記ガルバノスキャナユニットは、
   前記ビームエキスパンダーを経て拡大されたレーザービームが入射されると共に、第１の偏向反射鏡セットと第２の偏向反射鏡セットとを備え、
   前記第１の偏向反射鏡セットは第１の駆動部と第１の偏向反射鏡を有し、前記第１の偏向反射鏡は第１の偏向軸に沿って前記第１の駆動部に取り付けられ、前記第１の駆動部に対して前記第１の偏向軸を中心に回転し、前記ビームエキスパンダーを経て拡大されたレーザービームを、前記第１の駆動部により駆動される前記第１の偏向軸に対応する第１の偏向角で前記第２の偏向反射鏡セットに向かって射出し、
   第２の偏向反射鏡セットは第２の駆動部と第２の偏向反射鏡を有し、前記第２の偏向反射鏡は前記第１の偏向軸と直交する第２の偏向軸に沿って前記第２の駆動部に取り付けられ、且つ、前記第２の駆動部に対して前記第２の偏向軸を中心に回転し、前記第１の偏向反射鏡セットからのレーザービームを、前記第２の駆動部により駆動される前記第２の偏向軸に対応する第２の偏向角に調整すると共に、前記フォーカシングレンズを介して、最終的に前記保持面に照射し、
   前記観察モジュールは、前記移動台と共に移動するように前記移動台に接続されると共に、光を前記プリント回路基板に照射する照明光源と、前記プリント回路基板からの光を含んだ光を受けて前記プリント回路基板の影像を結像させる撮像レンズと、前記撮像レンズが結像した前記プリント回路基板の観察影像をデータ化して観察影像情報として前記制御モジュールに出力する光カップリング部を備え、
   前記制御モジュールは、前記観察影像情報を参照して、対応する前記レーザー加工モジ
   ュールにレーザー制御信号と走査制御信号を出力し、前記レーザー制御信号で前記レーザー発振器を制御すると共に、走査制御信号で前記ガルバノスキャナユニットを制御するプリント回路基板の修復装置を準備するステップＡと、
   前記保持面上に前記プリント回路基板を設置するステップＢと、
   操作者により前記プリント回路基板の被加工領域である処理領域及び加工回数に関する情報を前記制御モジュールに入力し、厚さ測定器を用いて前記処理領域の厚さを測定し、この厚さ情報から、前記制御モジュールにより予測加工回数を求め、前記予測加工回数を参照して、加工回数を設定するステップＣと、
   前記制御モジュールが、前記観察モジュールに、前記処理領域で反射する前記プリント回路基板の影像を結像させて、前記処理領域に対応する観察影像を生成させると共に、前記観察影像をデータ化して観察影像情報として、該当の前記プリント回路基板に対する修復作業が完了するまで前記制御モジュールにリアルタイムに出力するステップＤと、
   操作者により修復領域情報を特定するステップＥと、
   前記制御モジュールが、前記観察影像情報及び前記修復領域情報に基づいて、前記修復領域情報に対応する前記レーザー制御信号と前記走査制御信号を生成し、前記レーザー制御信号を前記レーザー発振器に出力して前記レーザー発振器を制御し、前記走査制御信号を前記ガルバノスキャナユニットに出力して前記ガルバノスキャナユニットを制御して、前記レーザー発振器から発射するレーザービームの方向を、前記ガルバノスキャナユニットで調整して前記修復領域に対して、前記ステップＣにおいて入力された加工回数のブロー作業を行うステップＦと、
   前記ステップＦが実行される間に、前記観察モジュールにより前記修復領域のブロー後の影像を取得し、前記光カップリング部で前記修復領域のブロー後の影像をデータ化して修復領域のブロー後の影像情報に変換して前記制御モジュールに出力するステップＧとが実行される
   ことを特徴とするプリント回路基板の修復方法。
2. 前記ステップＦ及び前記ステップＧにおいて、
   一回の前記ブロー作業が実行された後、前記制御モジュールは前記ステップＧにより取得した前記修復領域のブロー後の影像情報をも参照して、前記レーザー発振器に出力する前記レーザー制御信号と、前記ガルバノスキャナユニットに出力する前記走査制御信号を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリント回路基板の修復方法。
3. 前記ステップＣにおいて、入力される前記加工回数に関する情報が無制限である場合、前記ステップＦでは、操作者により停止命令が出されるまで前記ブロー作業を繰り返し続ける
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント回路基板の修復方法。