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

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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または請求項に記載のプリント回路基板の修復方法。
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