JPH11192575A - レーザ加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザビームを用いてＴＡＢテープ等の加工
を行う際に、マスクを効率的に交換・洗浄するで、常に
高い加工精度を維持できるレーザ加工システムの実現。 【解決手段】 ＴＡＢテープ25が順次繰り出し配置され
る加工テーブル14と、ＴＡＢテープ25の表面を覆うマス
ク30と、レーザ発振器11から出力されたレーザビームを
ＴＡＢテープ25側に照射するレーザ照射部13と、マスク
の洗浄手段を備えたマスク洗浄部19と、ＴＡＢテープ25
に対する一定範囲のレーザ加工が完了した時点で、使用
済みマスク30を洗浄部19に搬送すると共に、洗浄済みマ
スク30を交換用マスク待機台21上に搬送する第１の移送
部材16と、待機台21上のマスク30を加工テーブル14上に
搬送し、加工テーブル14上に再配置されたＴＡＢテープ
25の表面に載置する第２の移送部材18とを備えたレーザ
加工システム10。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は加工対象物の表面
にマスクを密着させ、当該マスク表面をレーザビームで
走査することにより、マスク側の貫通孔パターンに対応
した加工を加工対象物に施すタイプのレーザ加工システ
ムに係り、特に、ＴＡＢテープのように加工テーブル上
に連続的に供給される加工対象物の加工に適したレーザ
加工システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路チップと配線基板とを接続する
技術の一つとして、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）
法が知られている。このＴＡＢ法は、金属配線の形成さ
れたＴＡＢテープによって、チップと基板とを接続する
技術である。このＴＡＢ法に用いられるＴＡＢテープを
形成するためには、ポリイミド製フィルムの表面に導電
性金属層を蒸着した後、必要なパターンに応じてポリイ
ミドを除去する必要がある。

【０００３】このＴＡＢテープを形成する方法として、
エッチング等の化学作用を用いるものや、ドリルやパン
チング等の機械的手段を用いるものがあるが、より効率
的で高精細な加工を実現するためには、レーザビームを
用いた加工が最適である。すなわち、必要なパターンに
対応した複数の貫通孔を備えたマスクを、ＴＡＢテープ
のポリイミド層の表面に載置し、マスク表面にレーザビ
ームを照射して上記貫通孔に該当する箇所のポリイミド
を蒸発させるのである。そして、一定範囲の加工が終了
した後、上記マスクを一旦外して上記ＴＡＢテープを一
定量送り出し、未加工部分の表面に再度マスクを被せて
レーザ加工を施すことを繰り返せば、長尺なＴＡＢテー
プに対するレーザ加工が実現できる。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】上記レーザ加工の精度
を高い水準に維持するためには、マスクに形成された貫
通孔が常にクリアな状態にあることが必要であり、また
マスクとＴＡＢテープとの高い位置精度も要求される。
しかしながら、上記加工に際してはＴＡＢテープの表面
にマスクを密着させる必要があるため、上記レーザ加工
を通じて発生したポリイミドの加工屑が上記マスクの貫
通孔内に侵入することは避けられない。このため、ＴＡ
Ｂテープの加工に際して上記のようにマスクの脱着を繰
り返す中に、マスクの貫通孔がポリイミド屑によって塞
がれていき、その加工精度が低下するという問題があっ
た。また、上記加工屑がＴＡＢテープとマスクとの間に
入り込むことで、両者間の密着性を損なうこととなり、
ひいてはＴＡＢテープとマスクとの位置精度に悪影響を
及ぼすおそれもあった。

【０００５】この発明は、上記従来の問題を解決するた
めに案出されたものであり、レーザビームを用いてＴＡ
Ｂテープの加工を行う際に、マスクを効率的に交換・洗
浄することにより、常に高い加工精度を維持することが
可能なレーザ加工システムを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係るレーザ加工システムは、加工対象物
が順次配置される加工テーブルと、該加工テーブル上に
配置された加工対象物表面の少なくとも一部を覆うよう
に載置される、加工パターンに対応した多数の貫通孔が
形成されたマスクと、レーザ発振器から出力されたレー
ザビームを加工テーブル上の加工対象物側に照射するレ
ーザ照射部と、上記マスクの洗浄手段を備えたマスク洗
浄部と、上記加工対象物に対する一定範囲のレーザ加工
が完了した時点で、使用済みのマスクを上記洗浄部に搬
送すると共に、洗浄済みマスクを上記加工テーブル上に
搬送し、該加工テーブル上に再配置された未加工の加工
対象物表面に載置するマスク移送手段とを備えてなる。
このように、このレーザ加工システムによれば、加工対
象物に対する一定範囲の加工が完了する度にマスクを洗
浄済みのものと交換できるため、マスクの貫通孔に堆積
した加工屑によって加工精度が損なわれることを有効に
回避できる。しかも、使用済みマスクの取り外しと洗浄
部への搬送、及び洗浄済みマスクの搬送と加工対象物へ
の装着が上記マスク移送手段を介して自動的に実現され
るため、マスク交換及び洗浄の手間を最小限に抑えるこ
とができる。

【０００７】上記加工対象物としては、まず第１にＴＡ
Ｂテープが該当することはいうまでもない。この場合、
上記加工テーブルの一端側に配置された送り出しリール
から未加工のＴＡＢテープが加工テーブル上に送り出さ
れると共に、加工済みのＴＡＢテープは加工テーブルの
他端側に配置された巻き取りリールに巻き取られるよう
に構成される。ただし、この発明に係るレーザ加工シス
テムはＴＡＢテープの加工に限られるものではなく、加
工テーブル上に加工対象物を再配置する度にマスクの脱
着を伴うようなレーザ加工に広く応用可能である。

【０００８】長尺なＴＡＢテープの加工を効率化するた
めには、上記レーザ加工システムに一対のレーザ照射部
を装備させると共に、上記加工テーブル上に配置された
ＴＡＢテープの表面に一対のマスクを並べて載置し、各
マスクに覆われたＴＡＢテープの表面に対して同時にレ
ーザ加工を行うことが望ましい。この場合、上記マスク
移送手段によるマスクの搬送、及び洗浄部における洗浄
も一対のマスクに対して同時に行うようにする。

【０００９】上記加工テーブル近傍に交換用マスクの待
機領域を設け、また上記マスク移送手段として、洗浄済
みマスクを上記待機領域内に搬送すると共に、加工テー
ブル上の使用済みマスクを洗浄部に搬送する第１の移送
部材と、上記待機領域内の洗浄済みマスクを加工テーブ
ル上の加工対象物表面に載置する第２の移送部材とを備
えるよう構成することにより、マスクの交換効率を高め
ることができ、ひいてはこのレーザ加工システムの加工
効率を向上させることができる。

【００１０】両辺に複数のパーフォレーションが一定の
間隔をおいて形成されたＴＡＢテープを用い、加工テー
ブルの表面下に１又は２以上の位置決めピンを伸縮自在
に配置させておくと共に、上記マスクに上記位置決めピ
ンに対応した位置決め用の貫通孔を形成しておき、上記
ＴＡＢテープの巻き取り動作時には上記位置決めピンを
加工テーブル表面下に引っ込めると共に、上記ＴＡＢテ
ープの巻き取り動作完了後には加工テーブル表面から突
出させてＴＡＢテープのパーフォレーション及びマスク
の位置決め用貫通孔に挿通するようにすれば、ＴＡＢテ
ープとマスクとの正確な位置決めと、両者の強固な固定
とが実現される。

【００１１】上記レーザ加工に際して上記加工対象物の
表面に載置されたマスクの表面を一定の圧力で加圧する
と共に、上記マスク移送手段によるマスクの交換に際し
て上記加圧動作を解除するマスク押え部材を設けること
が望ましい。このように、レーザ加工に際してマスクの
表面をマスク押え部材によって加圧すれば、マスクと加
工対象物との密着性が高まり、その分加工精度を高める
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に示すように、このレーザ加
工システム10は、レーザ発振器11と、制御装置12と、内
部に加工レンズを備えたレーザ照射部13と、このレーザ
照射部13の下方に配置された加工テーブル14と、この加
工テーブル14近傍に配置されたマスク押え部材15と、第
１のマスク移送部材16と、移送用レール17と、第２のマ
スク移送部材18と、マスク洗浄部19と、洗浄済みマスク
貯蔵台20と、交換用マスク待機台21とを備えている。

【００１３】上記レーザ照射部13は、ヘッドフレーム22
の外面に配置された遮光管23を介してレーザ発振器11に
連通しており、レーザ発振器11から出力されたレーザビ
ームは、複数の反射ミラー24を経由してレーザ照射部13
内の加工レンズに導かれ、そこで集光されたレーザビー
ムは下端の照射口から加工テーブル14上に配置された加
工対象物に照射される。また、上記加工テーブル14を正
面より観察した図２より明らかなように、このレーザ加
工システム10は左右に２つのレーザ照射部13，13を備え
ている。各レーザ照射部13は、それぞれ個別の遮光管23
を介して異なるレーザ発振器11と連通されている。

【００１４】上記加工テーブル14上には、加工対象物と
してのＴＡＢテープ25が配置されている。このＴＡＢテ
ープ25は、加工テーブル14の右下部分に回転自在に配置
された送り出しリール26から繰り出され、加工テーブル
14上面を経由して左下部分に回転自在に配置された巻き
取りリール27に到達している。そして、モータ駆動によ
って送り出しリール26及び巻き取りリール27を一定方向
に回転させることにより、加工テーブル14上面に配置さ
れるＴＡＢテープ25の領域を更新させたり、必要に応じ
てバックテンションを加えることができるように仕組ま
れている。なお、ＴＡＢテープ25の送り出し動作を円滑
にするため、加工テーブル14の左右端部には、それぞれ
スプロケット28，28が回転自在に配置されている。ま
た、図３に示すように、上記ＴＡＢテープ25の両辺には
矩形状のパーフォレーション29が一定ピッチで形成され
ており、このパーフォレーション29に上記スプロケット
28の歯が係合されている。

【００１５】上記加工テーブル14の上面に配置されたＴ
ＡＢテープ25の表面には、一対のマスク30，30が所定の
間隔をおいて配置されている。上記マスク30は、銅やア
ルミニウムなど反射特性に優れた金属薄板を長方形状に
裁断して形成され、その表面にはＴＡＢパターンに対応
した多数の貫通孔群31が一定の間隔をおいて形成されて
いる（図３）。また、各貫通孔群31には、微細な貫通孔
が一定の間隔をおいて多数形成されている。

【００１６】各マスク30の表面は、マスク押え部材15に
よって所定の圧力で押圧される。このマスク押え部材15
は、比較的肉厚の矩形状金属フレーム32内に、複数枚の
仕切板33を所定の間隔をおいて配置させてなる。このマ
スク押え部材15には、連結金具34を介して集塵ヘッド35
が接続されている。この集塵ヘッド35の先端には吸気口
36が形成されている。また、図１に示すように、この集
塵ヘッド35の底面には、図示しない集塵装置に連なるフ
レキシブルパイプ37が連通接続されている。

【００１７】左右一対の集塵ヘッド35は、連結部材38を
介して一体化されている（図２）。また、この連結部材
38はレール部材39に係合されており（図１）、連結部材
38はモータ駆動によって両集塵ヘッド35と共にレール部
材39に沿って前後に移動可能とされている。また、上記
レール部材39の下方にはエアシリンダ40が配置されてお
り、その駆動軸の上下動に呼応して両集塵ヘッド35は上
下動可能となされている（図１）。

【００１８】上記加工テーブル14の裏側（表面下）に
は、一対の位置決めピン上下動機構41，41が一定の間隔
をおいて配置されている（図２）。この位置決めピン上
下動機構41，41の内部には、それぞれ６本の位置決めピ
ンが、ソレノイドやエアシリンダ等の駆動によって上下
動自在（伸縮自在）に配置されている。図３に示すよう
に、各位置決めピン42が上昇すると、ＴＡＢテープ25の
パーフォレーション29にそれぞれの位置決めピン42が係
合するように設定されている。そして、この位置決めピ
ン42にマスク30側に形成された位置決め孔43を係合させ
ることにより、ＴＡＢテープ25とマスク30との高精度な
位置決めが実現される。さらに、図示は省略したが、上
記マスク押え部材の金蔵フレーム32の底面にも、各位置
決めピン42に対応した凹部が６ヶ所に形成されているた
め、上記エアシリンダ40の駆動によってマスク押え部材
15を下降させてマスク30の表面を加圧した際には、位置
決めピン42と各凹部とが強固に係合されることとなる。

【００１９】上記加工テーブル14は、ＴＡＢテープ25や
マスク押え部材15と共に、Ｘ軸テーブル44上に載置・固
定されている（図２）。このＸ軸テーブル44内には、ボ
ールネジやナット、直動ガイド、サーボモータ等が配置
されており、上記サーボモータの駆動によって左右に一
定ピッチで往復移動可能となされている。また、Ｘ軸テ
ーブル44の左右には、上記往復移動を吸収するための蛇
腹部45，45が形成されている。上記一対のレーザ照射部
13は固定されているため、Ｘ軸テーブル44を左右に移動
させることにより、レーザ照射部13と加工テーブル14上
の加工対象物との位置関係が相対的に変位することとな
る。

【００２０】上記ＴＡＢテープ25は、図４に示すよう
に、ポリイミドフィルム等よりなる絶縁層25ａの一面に
銅等の導電体層25ｂを被着させた２層構造を備えてい
る。このＴＡＢテープ25は、絶縁層25ａが表側に露出す
るよう加工テーブル14上に導かれ、その表面にマスク30
が被せられる。レーザ発振器11から出力されたレーザビ
ームＬは、マスク押え部材15の仕切板33，33間に位置し
ているマスク30の表面に照射される。このレーザビーム
の中、マスク30の貫通孔46に入射したものは、そのまま
ＴＡＢテープ25の絶縁層25ａに到達し、図５に示すよう
に、ポリイミドのみを蒸発させる（ポリイミドフィルム
の下層に位置する導電体層25ｂは無傷のまま残され
る）。これに対し、マスク30の非貫通孔部分に入射した
レーザビームはそこで反射されるため、その裏側に位置
するポリイミドは未加工のまま残される。以上のレーザ
加工を通じて、ＴＡＢテープ25にはマスク30の貫通孔形
成パターンに対応した部分のポリイミドが除去されるこ
ととなり、この結果形成される凹部48の底面には導電体
層25ｂが露出する。なお、上記レーザ加工によって生じ
たポリイミドの加工屑は、上記集塵ヘッド35の開口部36
から吸い込まれるため、周囲に飛散することはない。

【００２１】図２に示すように、レーザ照射部13の照射
口がマスク押え部材15の右端上方に位置する際にレーザ
ビームの照射を開始し、一定の速度でＸ軸テーブル44を
右方向に移動させてレーザ照射位置を左方向に移してい
く。レーザビームがマスク押え部材15の左端に到達した
時点で、Ｘ軸テーブル44の移動方向を逆転させ、レーザ
照射位置を再度マスク押え部材15の右端まで移動させ
る。そして、レーザビームの照射位置がマスク押え部材
15上で一往復した時点で、レーザ照射が停止される。こ
のように、レーザ照射位置を一往復させることで確実な
加工を担保しているのであるが、レーザビームの出力を
調整することにより、片道照射で加工を完了するように
してもよい。

【００２２】上記レーザ発振器11は、TEA（Transversel
y Excited Atmospheric)ＣＯ₂レーザ発振器より構成さ
れている。このTEAＣＯ₂レーザ発振器は、約１気圧（大
気圧）以上の気体でレーザ管の軸と垂直方向の放電によ
り励起する方式のものであり、極めて短いパルス幅で、
極めて高いパルスピーク値を実現できる特性を備えてい
る（ここでは最高１５０パルス／秒で発振される）。

【００２３】上記のようにして、加工テーブル14上面に
配置されたＴＡＢテープ25の中、左右のマスク30及びマ
スク押え部材15によって覆われた部分に対するレーザ加
工が完了すると、後述のようにマスク押え部材15による
押圧動作が解除された後、使用済みマスク30が取り外さ
れる。そして、位置決めピン42が加工テーブル14の表面
下に引っ込むと共に、ＴＡＢテープ25が一定量送り出さ
れて未加工部分が加工テーブル14上にセッティングさ
れ、再度位置決めピン42が突出する。

【００２４】このＴＡＢテープ25の送り動作について、
図６〜図９に基づいて説明する。まず、加工テーブル14
上面に配置されたＴＡＢテープ25は、マスク30及びマス
ク押え部材15が重ねられる左右の加工領域α、βと、両
加工領域に挟まれた非加工領域γに区分される。ここ
で、各領域の長さ（横幅）は同一の寸法を備えているも
のとし、例えば20cmに設定されている。

【００２５】この図６の状態のＴＡＢテープ25に対し、
上記の要領でレーザ加工を施すと、加工領域α及びβに
位置するＴＡＢテープ25が加工済みとなる（図７の斜線
部分）。この段階で、マスク押え部材15を上げてマスク
30を外した後、位置決めピン42を引っ込め、送り出しリ
ール26及び巻き取りリール27を駆動させて、加工テーブ
ル14上に配置されるＴＡＢテープ25を１領域（20cm）分
更新させる。この結果、図８に示すように、左側の加工
領域αには、前回非加工領域γに位置していたＴＡＢテ
ープ25の未加工部分が位置すると共に、右側の加工領域
βにはＴＡＢテープ25の新たな未加工部分が位置するこ
ととなる。また、非加工領域γには、前回加工時に加工
領域βに位置した加工済みの部分が位置している。

【００２６】この状態で加工領域α及びβに対するレー
ザ加工を実施すれば、図９に示すように、加工テーブル
14上の領域α、β、γに配置されたＴＡＢテープ25が加
工済みとなる。この段階で、送り出しリール26及び巻き
取りリール27を駆動させて、加工テーブル14上に配置さ
れるＴＡＢテープ25を３領域（60cm）分送り出すことに
より、図６の状態に戻る。以後、上記した図７から図９
までの動作を繰り返すことにより、途切れることなくＴ
ＡＢテープ25の効率的な加工が実現される。

【００２７】なお、上記ＴＡＢテープ25の送り量は、Ｔ
ＡＢテープ25の裏側に配置されたセンサ49によって計量
されている（図２）。このセンサ49は、発光素子及び受
光素子を備えており、発光素子から放射された光の中、
ＴＡＢテープ25によって反射されたものを受光素子で検
出することにより、ＴＡＢテープ25のパーフォレーショ
ン29の通過数がカウントされ、ＴＡＢテープ25の送り量
が認識される。

【００２８】上記マスク押え部材15の仕切板33は、マス
ク30の表面を偏りなく確実に押圧してＴＡＢテープ25と
マスク30との間に隙間が生じることを防ぐ目的で形成さ
れている（図３）。上記マスク30の貫通孔群31は、この
仕切板33によってレーザビームが遮られることのないよ
う、仕切板33，33間の隙間に位置するよう形成される必
要がある。また、場合によっては、マスク30の貫通孔群
31の配置パターンに合わせて、当該配置パターンに対応
したピッチで仕切板33を配設させた他のマスク押え部材
15と交換するよう構成してもよい。

【００２９】つぎに、図１及び図１０に基づいて、上記
マスク洗浄部19について説明する。なお、図１０は、基
本的には図１のレーザ加工システム10を上方より観察し
た平面図であるが、図示の便宜上、レーザ照射部13やヘ
ッドフレーム22等の記載を省略すると共に、移送用レー
ル17を破線にて表現している。

【００３０】このマスク洗浄部19は、マスク仮置き台50
と、乾燥ブロア51と、上下に配置された一対のローラブ
ラシ52，53と、水槽54と、第１の把持装置55及び第２の
把持装置56とを備えている。上記マスク仮置き台50は、
軸57を中心に一定の範囲内で揺動可能となるようフレー
ム58に配置されている（図１０）。また、このマスク仮
置き台50は、２枚のマスク30を長手方向に並べて置ける
だけの形状及び面積を備えている。

【００３１】上記乾燥ブロア51は、下端側が切除されて
開口部となされた第１の円筒状部材51ａと、上端側が切
除されて開口部となされた第２の円筒状部材51ｂとを、
フレーム58，58間に配置させてなり、両円筒状部材51
ａ，51ｂの開口部は一定の距離を隔てて対向配置されて
いる（図１）。また、図１０に示すように、第１の円筒
状部材51ａの一端には、図示しないドライエア供給装置
に連通されたフレキシブルダクト59が接続されている。
第２の円筒状部材51ｂの一端（第１の円筒状部材51ａと
は反対側）にも、図示しないドライエア供給装置に連通
されたフレキシブルダクト60が接続されている。第１の
円筒状部材51ａ及び第２の円筒状部材51ｂには、上記フ
レキシブルダクト59，60を介してドライエアが供給さ
れ、各円筒状部材51ａ，51ｂの開口部からこのドライエ
アが一定の圧力で放出される。

【００３２】上記の各ローラブラシ52，53は、円筒体の
表面に刷毛材を配置させたものよりなり、上記フレーム
58，58に軸を中心に回転自在に配置・固定されている。
そして、図示しないモータの駆動によって、上部ローラ
ブラシ52は時計方向に、下部ローラブラシ53は反時計方
向に回転される。両ローラブラシ52，53の間には一定の
隙間が設けられており、この隙間において各ローラブラ
シ52，53の刷毛材が接触するよう仕組まれている。上記
水槽54内には洗浄水が満たされており、下部ローラブラ
シ53の一部がこの洗浄水に浸されるように位置決めされ
ている。

【００３３】上記第１の把持装置55は、図１０に示すよ
うに、一対のハンド部61，61が横並びに配置されてお
り、各ハンド部61，61は連結部材62によって一体化され
ている。各ハンド部61には、それぞれ一対の開閉フィン
ガ63，63が装着されている。各開閉フィンガ63は、空気
圧の作用によって開閉可能となされている。上記連結部
材62の中間部分にはネジ孔64が形成されており、このネ
ジ孔64にはボールネジ65が挿通されている。そして、こ
のボールネジ65を図示しないモータを介して一定方向に
回転させると、両ハンド部61，61は図示しない直動ガイ
ドに沿って上昇移動を開始し、反対方向に回転させると
下降移動を開始する。連結部材62の両端には伸縮駆動部
66，66が形成されており、各ハンド部61の後端部にはこ
の伸縮駆動部66の駆動軸67が接続されている。この伸縮
駆動部66の駆動軸67は、エアシリンダやソレノイド等の
駆動によって伸縮自在となされている。

【００３４】上記第２の把持装置56も、第１の把持装置
55と基本的には同じ構成を備えている。すなわち、図１
０に示すように、横並びに配置された一対のハンド部6
1，61を有すると共に、各ハンド部61，61は連結部材62
によって一体化されている。また、各ハンド部61には、
それぞれ一対の開閉フィンガ63，63が装着されている。
連結部材62の中間部分に形成されたネジ孔64に挿通され
たボールネジ65を回転させることで、両ハンド部61の上
昇及び下降が実現される点、及び連結部材62の両端に形
成された伸縮駆動部66，66の作用によって、各ハンド部
61の後端部に接続された駆動軸67が伸縮される点でも共
通している。

【００３５】上記第１のマスク移送部材16は、図１に示
すように、係合部68を介して上記移送用レール17に摺動
自在に係合されており、サーボモータやパルスモータの
駆動により、上記移送用レール17に沿って前後に移動可
能となるよう配置されている。図１０に示すように、第
１のマスク移送部材16は、左右に張り出した一対のアー
ム69，69と、各アーム69の先端に接続された吸着部70と
を備えており、各吸着部70にはそれぞれ４個の真空吸着
パッド71が装着されている。各真空吸着パッド71は、図
示しないゴム管を介して真空排気装置に連通接続されて
おり、該真空排気装置のＯＮ／ＯＦＦによって対象物の
吸着／解放が切り替え可能となされている。また、両ア
ーム69，69の後端部分は連結部72によって一体化されて
おり、この連結部72は上記係合部68に形成されたレール
73に沿って一定範囲内で上下動可能となされている。こ
のアーム69の上下動は、ソレノイド等の図示しない駆動
手段によって実現される。

【００３６】上記第２のマスク移送部材18は、図１０に
示すように、レール部74と、このレール部74に沿って前
後に往復移動可能に配置された本体部75と、この本体部
75から左右に張り出した吸着部76，76とを備えており、
各吸着部76の先端部にはそれぞれ４個の真空吸着パッド
71が装着されている。各真空吸着パッド71は、図示しな
いゴム管を介して真空排気装置に連通接続されており、
該真空排気装置のＯＮ／ＯＦＦによって対象物の吸着／
解放が切り替え可能となされている。上記本体部75の裏
面には、図１に示すように、エアシリンダの駆動軸77が
接続されている。

【００３７】この第２のマスク移送部材18の本体部75
は、図示しないモータ等の駆動力により、上記レール部
74に沿って前後に所定量移動可能となされている。ま
た、上記エアシリンダの駆動軸77を上下させることによ
り、上記本体部75はレール部74ごと上下動可能となされ
ている。

【００３８】図１０に示すように、上記洗浄済みマスク
貯蔵台20は、前後左右に計４枚のマスク30を載置可能な
形状及び面積を有している。また、上記交換用マスク待
機台21は、２枚のマスク30を長手方向に並べて置けるだ
けの形状及び面積を備えている。

【００３９】つぎに、図１１〜図１４に基づき、第１の
マスク移送用部材16、第２のマスク移送部材18、及びマ
スク押え部材15の動作について説明する。図１１に示す
ように、第１のマスク移送部材16は、移送用レール17に
沿って洗浄済みマスク貯蔵台20上に移動すると共に、両
アーム69をレール73に沿って下降させて左右の吸着部70
を左右に並んだ一対のマスク30に接触させる。この際、
真空排気装置（図示省略）をＯＮすることで、両マスク
30は各吸着部70の真空吸着パッド71に吸い付けられる。

【００４０】そこでアーム69を上昇させると共に、第１
のマスク移送部材16は第２のマスク移送部材18の上を越
えて交換用マスク待機台21上まで移動し（図１２）、そ
こで再度アーム69を下降させる。そして、マスク30が待
機台21と接触した時点で、上記真空排気装置をＯＦＦす
ることにより、マスク30を待機台21上に解放する。この
際、第２のマスク移送部材18は、第１のマスク移送部材
16の邪魔にならないように、本体部75が最後部まで後退
すると共に、最も低い位置まで（第２のマスク移送部材
18の上面が交換用マスク待機台21の表面と面一となる位
置まで）下降している。

【００４１】つぎに、第１のマスク移送部材16が洗浄済
みマスク貯蔵台20付近まで後退すると、第２のマスク移
送部材18が上昇すると共に、本体部75がレール部74に沿
って交換用マスク待機台21上まで前進し、一旦下降して
真空吸着パッド71で待機台21上のマスク30を吸着した
後、再度上昇・前進してマスク30を加工テーブル14の上
方まで運ぶ（図１３）。そして、本体部75をレール部74
ごと下降させることにより、マスク30を加工テーブル14
上に配置されたＴＡＢテープ25の表面に接触させた後、
真空排気装置をＯＦＦしてマスク30を解放する。この
際、各マスク30に形成された位置決め孔43に、上記位置
決めピン42が挿通されることにより、マスク30とＴＡＢ
テープ25との位置決めが実現される。

【００４２】このように、第２のマスク移送部材18によ
ってマスク30が加工テーブル14にセットされる際、マス
ク押え部材15は邪魔にならないよう加工テーブル14から
最も離れた位置まで後退している。これに対し、マスク
30のセットが完了し、図１４に示すように第２のマスク
移送部材18が元の位置に帰還した後は、マスク押え部材
15が集塵ヘッド35と共にレール39に沿って前進し、また
エアシリンダ40の駆動軸が収縮して下降する結果、マス
ク30の表面はマスク押え部材15によって確実に押圧され
る。また、上記のようにマスク押え部材15の底面に形成
された凹部と上記位置決めピン42とが嵌合する結果、
「ＴＡＢテープ25−マスク30−マスク押え部材15」間は
確実に係合され、位置ずれが生じ難くなる。

【００４３】この状態において、上記レーザ照射部13か
ら照射されるレーザビームを用いたＴＡＢ加工が実施さ
れる。このレーザビームを用いたＴＡＢ加工が終了する
と、マスク押え部材15が上昇・後退してマスク30の押圧
状態が解除されると共に、位置決めピン42が加工テーブ
ル14内部に引っ込む。そして、上記第１のマスク移送部
材16が加工テーブル14の上方まで前進し、使用済みのマ
スク30を真空吸着パッド71を介して引き上げた後、移送
用レール17に沿って後退して行き、当該使用済みマスク
30をマスク洗浄部19の仮置き台50上に載置する。

【００４４】なお、図示は省略したが、レーザビームに
よるＴＡＢ加工が行われている間に、第１のマスク移送
部材16は、洗浄済みマスク待機台21上に載置されている
他の一対のマスク30を交換用マスク待機台21に搬送して
おく。この結果、レーザ加工が終了し、第１のマスク移
送部材16によって使用済みマスク30が加工テーブル14か
ら取り外され、ＴＡＢテープ25の送り出し動作完了直後
に、第２のマスク移送部材18による新たなマスク30のセ
ット作業が開始でき、効率的な加工が可能となる。

【００４５】ところで、第２のマスク移送部材18によっ
て待機台21上のマスク30を加工テーブル14上に配置する
際には、マスク30側の位置決め孔43と加工テーブル14側
の位置決めピン42とを係合させる必要があり、高い位置
精度が要求される。このため、第１のマスク移送部材16
によってマスク30が待機台21に載置された時点で、位置
ズレの修正を行うことが有効である。

【００４６】図１５及び図１６は、このマスク30の位置
ズレ修正方法の一例を示すものである。すなわち、待機
台21の上面には、２個の短辺用ストッパ78及び３個の長
辺用ストッパ79が一定の間隔をおいて突設されている。
また、待機台21の裏側からは第１のアジャスタ80が突出
している。この第１のアジャスタ80は、１本の主幹部81
から一対の枝部82，82が左右に張り出した形状を備えて
おり、各枝部82の先端部分は垂直に折り曲がって係合突
起83を形成している。上記主幹部81は、サーボモータ等
の駆動によって伸縮可能となされている。さらに、マス
ク30の右側には、第２のアジャスタ84が配置されてい
る。この第２のアジャスタ84は、ソレノイド85の出力軸
86に押圧板87を接続してなる。

【００４７】第１のマスク移送部材16によってマスク30
が待機台21上に載置されると（図１５）、上記第１のア
ジャスタ80の主幹部81が収縮して係合突起83がマスク30
の一方の長辺を待機台21側に引っ張ると共に、第２のア
ジャスタ85の出力軸86が突出してマスク30の一方の短辺
を待機台21側に押し出す（図１６）。この結果、マスク
30の他方の長辺が長辺用ストッパ79に当接すると共に、
他方の短辺が短辺用ストッパ78に当接し、マスク30は決
められた位置に正確に配置される。一旦位置決めが完了
した後は、第１のアジャスタ80の係合突起83及び第２の
アジャスタ85の押圧板87は、共に図１５の位置に復帰す
る。第２のマスク移送部材18によるマスク30の搬送距離
は極めて短いものであるため、このように待機台21上に
おいて位置ズレを修正しておけば、そのままマスク30を
正確に加工テーブル14上の所定位置に配置させることが
可能となる。

【００４８】つぎに、図１７及び図１８に基づき、マス
ク洗浄部19における作業手順について説明する。まず、
図１７に示すように、第１の把持装置55のハンド部61が
マスク仮置き台50の高さまで上昇し、開閉フィンガ63を
伸ばしてマスク仮置き台50上に載置された使用済みマス
ク30の端部を挟み込む（Ａ）。その後、開閉フィンガ63
を伸縮駆動部66側に縮めることでマスク30をマスク仮置
き台50から取り去り、第１の把持装置55はボールネジ65
に沿って下降していく（Ｂ）。

【００４９】そして、上部ローラブラシ52と下部ローラ
ブラシ53との間に到達した時点で、開閉フィンガ63を伸
ばしてマスク30を両ローラブラシ52，53間に差し入れる
（Ｃ）。このとき、第２の把持装置56のハンド部61は、
やはり上部ローラブラシ52と下部ローラブラシ53との中
間付近に位置しており、その開閉フィンガ63を伸ばして
上記マスク30の他端を挟み込む（Ｄ）。このように、マ
スク30の両端を第１の把持装置55及び第２の把持装置56
によって確実に把持した状態をしばらくの間維持するこ
とで、マスク30の両面が回転する上部ローラブラシ52及
び下部ローラブラシ53の刷毛材によって洗浄される。

【００５０】このようにしてマスク30の両面が十分に洗
浄された後、図１８に示すように、第１の把持装置55は
マスク30の端部を離すと共に、開閉フィンガ63を縮めて
上昇に転ずる（Ｅ）。また、第２の把持装置56は、マス
ク30の他端を把持したまま、開閉フィンガ63を縮めて上
昇に転じる（Ｆ）。そして、第２の把持装置56が乾燥ブ
ロア51を構成する第１の円筒状部材51ａと第２の円筒状
部材51ｂとの中間付近に到達した時点で、開閉フィンガ
63を伸ばしてマスク30を両円筒状部材51ａ，51ｂの隙間
に差し込む（Ｇ）。この際、第１の把持装置55も第１の
円筒状部材51ａと第２の円筒状部材51ｂとの中間付近に
待機しており、開閉フィンガ63を伸ばしてマスク30の一
端を再度挟持する（Ｈ）。

【００５１】上記第１の円筒状部材51ａ及び第２の円筒
状部材51ｂ内には、上記フレキシブルダクト59，60を介
してドライエアが供給されているため、この状態をしば
らく保持することにより、マスク30の表面に付着してい
る洗浄水の乾燥が実現される。マスク30の両面の乾燥が
完了した頃合いを見計らって、今度は第２の把持装置56
がマスク30の他端を離して下降に転ずると共に、第１の
把持装置55は開閉フィンガ63を収縮させて上昇に転じ、
マスク仮置き台50の位置に到達する（Ｉ）。この際、仮
置き台50が軸57を中心に下方向に揺動する。ここで開閉
フィンガ63を伸ばすと共に、仮置き台50を元の位置に復
帰させることにより、マスク30は仮置き台50上に確実に
載置される。この時点で、第１の把持装置55はマスク30
の一端を離して下降に転じ、次の使用済みマスク30が仮
置き台50上に搬送されて来るまで待機する。

【００５２】上記のように、このレーザ加工システム10
にあっては、加工テーブル14上におけるレーザビームを
用いたＴＡＢ加工と平行して、マスク洗浄部19において
使用済みマスク30の洗浄・乾燥作業が遂行されると共
に、ＴＡＢテープ25の所定量の加工が完了した時点で、
第１のマスク移送部材16及び第２のマスク移送部材18の
働きによって洗浄済みのマスク30と自動的に交換され
る。このため、加工効率を損なうことなく、常に洗浄済
みのマスク30を用いたＴＡＢ加工が可能であり、加工に
際して生じるポリイミド屑がマスク30の貫通孔内に詰ま
ったり、ＴＡＢテープ25との間に介在することを有効に
回避できる。

【００５３】もっとも、どの程度の頻度でマスク30を交
換するかは、要求される加工精度との兼ね合いで自由に
設定することができる。すなわち、加工精度よりも加工
効率が優先される場合には、同一のマスク30を用いてＴ
ＡＢ加工を複数回行った後に、当該マスク30を洗浄済み
のものと交換するようにすればよい。この場合、ＴＡＢ
テープ25の送り出し動作が行われる際には、第１のマス
ク移送部材16によってマスク30を一旦上方に吊り上げて
おき、未加工のＴＡＢテープ25が加工テーブル14上に配
置された時点で当該マスク30を元の位置に戻すように運
用すればよい。

【００５４】上記のように第１のマスク移送部材16の他
に第２のマスク移送部材18を設けたのは、マスクの交換
効率を高めるためであるが、第１のマスク移送部材16に
よってマスク30を加工テーブル14上に直接セットするよ
うに構成することで、第２のマスク移送部材18の設置を
省略することもできる。また、上記のように２台のレー
ザ照射部13及びレーザ発振器11を備えることで加工効率
を高めることができるが、これは必須の構成要素ではな
く、１台のレーザ照射部13及びレーザ発振器11によって
このレーザ加工システム10を構成してもよい。この場合
には、それに合わせてマスク押え部材15、第１のマスク
移送部材16、第２のマスク移送部材18、第１の把持装置
55及び第２の把持装置56等の構成を簡素化することがで
きる。

【００５５】上記レーザ加工システム10の一連の動作
は、全て上記制御装置12からの指令に基づいて実現され
る（図１）。この制御装置12は、少なくともマイクロプ
ロセッサよりなる中央処理装置と、制御プログラム等が
格納された記憶装置とを備えており、上記中央処理装置
には入力ポートを介してこのレーザ加工システム10に取
り付けられたセンサ類からの出力信号が入力されると共
に、出力ポートを介してレーザ発振器11や第１のマスク
移送部材16等、あらゆる装置の動作を制御するための信
号が出力される。また、制御装置12には各種のスイッチ
群88とタッチパネル89が設けられており、これらを操作
することにより、加工手順の選択や変更を行うことが可
能となる。

【００５６】

【発明の効果】この発明に係るレーザ加工システムにあ
っては、上記のように加工対象物に対する一定範囲の加
工が完了する度にマスクを洗浄済みのものと交換できる
ため、マスクの貫通孔に堆積した加工屑によって加工精
度が損なわれることを有効に回避できる。しかも、使用
済みマスクの取り外しと洗浄部への搬送、洗浄部におけ
るマスクの洗浄、及び洗浄済みマスクの搬送と加工対象
物への装着が上記マスク移送手段を介して自動的に実現
されるため、マスク交換及び洗浄の手間を最小限に抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ加工システムの全体構造を
示す概略側面図である。

【図２】上記レーザ加工システムの加工テーブル周りを
示す正面図である。

【図３】上記レーザ加工システムの加工テーブル、ＴＡ
Ｂテープ、マスク、及びマスク押え部材を示す斜視図で
ある。

【図４】ＴＡＢテープの加工過程を示す概略断面図であ
る。

【図５】ＴＡＢテープの加工過程を示す概略断面図であ
る。

【図６】加工テーブル上に配置されたＴＡＢテープを示
す概念図である。

【図７】加工テーブル上に配置されたＴＡＢテープを示
す概念図である。

【図８】加工テーブル上に配置されたＴＡＢテープを示
す概念図である。

【図９】加工テーブル上に配置されたＴＡＢテープを示
す概念図である。

【図１０】上記レーザ加工システムの概略平面図であ
る。

【図１１】マスクの移送過程を示す説明図である。

【図１２】マスクの移送過程を示す説明図である。

【図１３】マスクの移送過程を示す説明図である。

【図１４】マスクの移送過程を示す説明図である。

【図１５】マスクの位置決め方法を示す説明図である。

【図１６】マスクの位置決め方法を示す説明図である。

【図１７】マスクの洗浄工程を示す説明図である。

【図１８】マスクの洗浄工程を示す説明図である。

【符号の説明】 10 レーザ加工システム 11 レーザ発振器 13 レーザ照射部 14 加工テーブル 15 マスク押え部材 16 第１のマスク移送部材 18 第２のマスク移送部材 19 マスク洗浄部 21 交換用マスク待機台 25 ＴＡＢテープ 26 送り出しリール 27 巻き取りリール 29 パーフォレーション 30 マスク 42 位置決めピン 43 位置決め孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工対象物が順次配置される加工テーブル
   と、 該加工テーブル上に配置された加工対象物表面の少なく
   とも一部を覆うように載置される、加工パターンに対応
   した多数の貫通孔が形成されたマスクと、 レーザ発振器から出力されたレーザビームを加工テーブ
   ル上の加工対象物側に照射するレーザ照射部と、 上記マスクの洗浄手段を備えたマスク洗浄部と、 上記加工対象物に対する一定範囲のレーザ加工が完了し
   た時点で、使用済みのマスクを上記洗浄部に搬送すると
   共に、洗浄済みマスクを上記加工テーブル上に搬送し、
   該加工テーブル上に再配置された未加工の加工対象物表
   面に載置するマスク移送手段とを備えたことを特徴とす
   るレーザ加工システム。
2. 【請求項２】上記加工対象物がＴＡＢテープよりなり、
   上記加工テーブルの一端側に配置された送り出しリール
   から未加工のＴＡＢテープが加工テーブル上に送り出さ
   れると共に、加工済みのＴＡＢテープは加工テーブルの
   他端側に配置された巻き取りリールに巻き取られるよう
   に構成したことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加
   工システム。
3. 【請求項３】一対のレーザ照射部を備え、 上記加工テーブル上に配置されたＴＡＢテープの表面に
   一対のマスクが並べて載置されると共に、各マスクに覆
   われたＴＡＢテープに対して同時にレーザ加工が行わ
   れ、 また、上記マスク移送手段によるマスクの搬送、及び洗
   浄部における洗浄も一対のマスクに対して同時に行われ
   ることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工システ
   ム。
4. 【請求項４】上記加工テーブル近傍に交換用マスクの待
   機領域を設け、上記マスク移送手段として、洗浄済みマ
   スクを上記待機領域内に搬送すると共に、加工テーブル
   上の使用済みマスクを洗浄部に搬送する第１の移送部材
   と、上記待機領域内の洗浄済みマスクを加工テーブル上
   の加工対象物表面に載置する第２の移送部材とを備えた
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のレーザ
   加工システム。
5. 【請求項５】上記ＴＡＢテープの両辺には複数のパーフ
   ォレーションが一定の間隔をおいて形成されると共に、 上記加工テーブルの表面下には１又は２以上の位置決め
   ピンが伸縮自在に配置され、 また上記マスクには上記位置決めピンに対応した位置決
   め用の貫通孔が形成されており、 上記位置決めピンは、上記ＴＡＢテープの巻き取り動作
   時には加工テーブル表面下に引っ込むと共に、上記ＴＡ
   Ｂテープの巻き取り動作完了後には加工テーブル表面か
   ら突出してＴＡＢテープのパーフォレーション及びマス
   クの位置決め用貫通孔に挿通するよう駆動されることを
   特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のレーザ加工シ
   ステム。
6. 【請求項６】上記レーザ加工に際しては上記加工対象物
   の表面に載置されたマスクの表面を一定の圧力で加圧す
   ると共に、上記マスク移送手段によるマスクの交換に際
   しては上記加圧動作を解除するマスク押え部材を備えた
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のレーザ
   加工システム。