TW548155B - Laser beam positioning device for laser machining apparatus - Google Patents

Description

A7 經濟邹智慧財產局員工消費合作社印製 548155 五、發明說明（i ) 【技術領域】 本發明係關於一種可提升雷射束定位精碟产 性配合環境之m維持雷μ定位精 可柔 置之雷射束定位裝置。 的㈢射加工袭 【背景技術】 、近年來’隨著個人電腦、行動電話等需求的增… 訊通信產業已然急速的發展。在此資訊通訊產業貝 電子、半導體領域中，藉由構成機器的電子零件之 = 密度化，有關對搭載電子零件之印刷電路板等的塞孔型馬 斷、修整（切邊）、裁剪等，侈用+鼾 刀 子便用田射的加工技術之必要性 亦隨之增加。 利用雷射的加工技術，例如在 椚如隹日本專利特開昭63- 229419號公報（習知技術）中，揭示有_種具有將雷射束聚 光之透鏡的特性失真予以修正之功能的透鏡失真修正裝 置，此外亦記載有採用此透鐘姿言 逐鏡失真修正裝置的雷射加工梦 置之實施例。第1 1圖係丰+士羽Λ u 口如表不此習知技術之具有透鏡失真 修正裝置的雷射加工裝詈的嫌、生 一 置的構k圖。此雷射加工裝置係將 來自雷射振盪器101的.輪屮，士 Μ 旧狗出，由透鏡失真修正裝置1〇7杵 制偏轉器102,103，並蕤*较紅拍姑职 工 精由移動偏轉器102,103所驅動的 鏡體104,105，且透過夸水泳位 — 來先透鏡1 06，而將雷射束照射於 未圖示的被加工物上〇 士从 此外，聚光點位置檢測機構係具備 有：CCD照相機107 ·饮# ’搭载CCD照相機1 〇7，且可朝χγ 方向移動的X-Y脈衝機△ ln〇 · / 訂機口 108，從上述CCD照相機1〇7 的輸出信號，透過昭相撒 10 9而顯示出偏轉位置 313539 --------------^-----------------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155 A7 B7 五、發明說明（2 ) 光點位置的監視電視110;用以控制χ_γ脈衝機台ι〇8的 機台控制器in ;以及可記憶與修正χ_γ脈衝表1〇8之移 動量的數位演算處理裝置112;並在每個透鏡中利用單一 多項式模型預先計算出透鏡失真的修正係數，同時記憶此 修正係數’當採用相同透鏡之時，讀取所對應的修正係數， 即可修正X，Υ信號的驅動信號。 但是，此習知技術乃利用修正聚光透鏡的透鏡失真， 而修正雷射束的照射位置者，並未考慮被加工物大小、雷 射加工裝置的時間變化等因素，而產生依存於加工區域大 小、作業時間等而使加工孔的位置精確度劣化之問題。 再者，例如在為提昇作業性而將裝置多束化的情況 下’除了聚光透鏡以外的光學系統會形成複雜的構造，因 為對於聚光透鏡的失真僅施行經特定過的修正，因此欠缺 可對應此複雜度的柔性、擴張性。 、 再者，在此習知技術的情況下，係採用單一多項式來 作為模型，在固定有多項式係數的單一多項式模型與實際 系統之間存有模型誤差，因此模型誤差所造成的雷射束定 位精確度有其極限。 當使用多項式模型時，此多項式模型的階次需取幾 产白’乃隨對象系統特性等是屬於何種程度的非線性、或近 似精確度欲取至何箱 %王彳]禋％度專因素而改變。一般而言，雖提 次的話’近似精確度會變佳’但卻造成所需之 曰口且控制雷射束照射位置的指令值之計算時間 業性降低的問題。 L；___： - ^ 呆性降低的 本紙張尺晒準 2 313539 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂----- *線 548155 A7 B7 五、發明說明（ 有鑑於斯，本發日日 目的在於提供一種 多項式模型與真實系統間之模型誤差知: 算時間的增加，即使相對於被加工2抑制权正時間與計 變化等變動因辛'，亦主 、大小、系統的時間 【發明揭示】亦可維持加…度的雷射加工裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :發明的雷射束加工裝置之雷射束定位裝置係具備 写以：置被加工物的機台；振盪發出雷射束 ，以將雷射束照射於載置在上述機台上之上述被加工 =式導入雷射束的光學裝置；用以偏轉由此光學機構 所導入之雷射束的光束偏轉機構；用以測量上述被加工 物加工完畢後的加工位置之測量裝置；以及採用上述加工 完畢後的加工位置之座標與目標位置之座標，而計算出上 述光束偏轉機構之指令值的控制裝置；其中，上述控制裝 置係在上述加工完畢的加工位置之座標與提供給實現此加 工位置之光束偏轉機構的指令值中，加入上述目標位置之 座標與上述加工完畢後的加工位置之座標間距離的相對應 權重，而計算出將提供給上述光束偏轉機構的指令值予以 最適當決定的未知參數矩陣；而該提供給上述光束偏轉機 構的4曰々值’係用以將上述雷射束指向於上述被加工物上 之上述目標位置的指令值。 依照本發明’控制裝置係在上述加工完畢的加工位置 之座彳示與知:供給此時之光束偏轉機構的指令值中，加入目 標位置之座標與加工完畢後的加工位置之座標間距離的對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 3 313539 548155

五、發明說明（ 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 應權重，即可計算出將提供給光束偏轉機構的指令值予以 最適當決定的未知參數矩陣，而該提供給光束偏轉機構的 指令值，係用以將雷射光束指向於被加工 切上之目標位置 的指令值。 再者，本發、明的雷射束加工裝置之雷射束定位裝置， 係在上述發明中，上述控制裝置係在上述加工— 元爭的加工 位置之座標與提供給實現此加工位置之光束偏轉機構的指 令值中，加入上述目標位置之座標與上述加工完畢後的2 工位置之座標間距離的對應常態分布之權重，而計算出將 提供給上述光束偏轉機構的指令值予以最適當決定的未知 參數矩陣；而該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係用 以將上述雷射束指向於上述被加工物上之上述目標位 指令值。 ~ 依照本發明，控制裝置係在上述加工完畢的加工位置 之座標與提供給實現此加工位置之光束偏轉機構的指令值 中’加入上述目標位置之座標與上述加工完畢後的加工位 置之座標間距離的對應常態分布之權重，即可計算出將提 供給上述光束偏轉機構的指令值予以最適當決定的未知灸 數矩陣；而該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係用以 將上述雷射束指向於上述被加工物上之上述目標位置的 令值。 曰 再者’本發明的雷射束加工裝置之雷射束定位裝置， 係在上述發明中，上述控制裝置係在上述加工完畢的加工 .位置之座標與提供給實現此加工位置之光束偏轉機構的指 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇x 297公釐） 1 ·— 4 313539 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝； 訂： .線· A/ 548155 五、發明說明（5 ) 令值中，加入以複數上述目標位置設定為一個組群的目 位置組之代表位置之座標，與上述加工完畢後的加工 之座標間距離的對應權重，而計算出將提仏 ’、工迅光束 轉機構的指令值予以最適當決定的未知參數 「千，而該接 供給上述光束偏轉機構的指令值，係用以將上述雷射束护 向於上述被加工物上之上述目標位置的指令值。 曰 依照本發明，控制裝置係在上述加工完畢的加工位 之座標與提供給實現此加工位置之光束偏轉機構的指令值 中，加入將複數上述目標位置設定為一個組群的目置 組之代表位置之座標與上述加工完畢後的加工位置之座桿 間距離的對應權重，即可計算出將提供給上述光束偏轉: 構的‘令值予以最適當決定的未知參數矩陣；而該提供給 上述光束偏轉機構的指令值，係用以將上述雷射束指向於 上述被加工物上之上述目標位置的指令值。 再者，本發明的雷射束加工裝置之雷射束定位裝置， 係在上述發明中，將上述複數目標位置設定為一個組群之 目標位置組的代表位置係重心。 依照本發明，控制裝置係在上述加工完畢的加工位置 之座軚與提供給實現此加工位置之光束偏轉機構的指令值 中，加入將複數上述目標位置設定為一個組群的目標位置 組代表位置之重心座標與上述加I完畢㈣加工位置之座 標間距離的對應權重，即可計算出將提供給上述光束偏轉 =構的#曰7值+以最適當決定的未知參數矩陣；而該提供 偏轉機構的指令值，係用以將上述雷射束指 為張尺家標準（CNS)A4規格d297 313539 ^ ^---------^ rtt先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 5 548155

五、發明說明（6 ) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 印 製 於上述被加工物上之上述目標位置的指令值。 本發月的雷射束加工裝置之雷射束定位裝置係具備 有:用以載置被加工物的機台；振蓋發出雷射束的雷射振 盪器，具有用以偏轉此雷射振i器之雷射束的光束偏轉機 構，並以將上述、雷射照射於載置在上述機台上之上述被加 工物上的方式導人雷射束的光學裝置；用以測量上述被加 工：加工完畢後的加工位置之測量裝置；以及採用上述加 工完畢後的加工位置之座標與目標位置之座標，而計算出 上述光束偏轉機構之指令值的控制裝置；其中，上述控制 裝置係將上述被加工物之區域分割為複數區，並在上述目 標位置之座標所屬區域中加入i個權重，而計算出將提供 給上述光束偏轉機構的指令值予以最適當決定的未知參數 矩陣，同時在除了該區域外的非該區域中加入小於1的權 重而計算出；而該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係 用以將上述雷射束指向於上述被加工物上之上述目標位 的指令值。 依照本發明，控制裝置係將被加工物區域分割為複數 區’並在目標位置座標所屬區域中加入1個權重， 且在除 了該區域外的非該區域中加入小於丨的權重，而計算出將 提供給上述光束偏轉機構的指令值予以最適當決定的未知 參數矩陣；而該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係用 以將上述雷射束指向於上述被加工物上之上述目襟位 指令值。 ”置的 __再者’本發明的雷射束加工裝置之雷射束定位筆 本紙張尺度顧中_家標準（CNS)A4規格（21GX 297公爱） -----1_ 6 扣539 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^- · •線' 1 7 548155 五、發明說明（ 在上述發明中’將上述被加工物的區域分割為四區域。 、、、本發明，控制裝置係將目標位置座標所屬區域中 g二權重，且在剩餘的三個區域中加人小於1的權重， 卩了叶异出將提供給光束偏轉機構的指令值予以最 :的未知參數矩、陣；而該提供給上述光束偏轉機構的：令 U用以將上述雷射束指向於上述被加工物上之上述目 位置的指令值。 再者，本發明的雷射束加工裝置之雷射束定位裝置係 在上述發明中，上述被加工物的區域係設定為以離中心等 距離的同心圓為邊界之區域。 依照本發明，控制裝置係將被加工物的區域分割為以 離中心等距離之同心圓為邊界的區域，將目標 屬區域中加入！個權重，且在剩餘的區域令加入小於】： 榷重’即可計算出將提供給光束偏轉機構的指令值予以最 適當決定的未知參數矩陣；而該提供給上述光束偏轉機構 的指令值，係用以將上述雷射束指向於上述被加工物上之 上述目標位置的指令值。 再者，本發明的雷.射束加工裝置之雷射束定位裝置係 在上述發明中，具備有.用以載置被加工物的機台；振蓋 發出雷射束的雷射振盈器；具有用以偏轉此雷射振盈器之 每射束的光束偏轉機構，並以蔣μ '+· λ ,, 再亚以將上述雷射束照射於載置在 上述機台上之上述被加工物上的方式導人雷射束的光學裝 置；用以測量上述被加工物加工完畢後的加工位置之測量 ^置’:ϋ用上述加工完畢後位置之座標與目標 本紙張尺度適用申國國豕標準 313539 ^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155

五、發明說明（8 位置之座標，而計算屮袒 的控制裝置；其中：==述光束偏轉機構之指令值 上述控制裝置係配合上述加工完畢的 加工位置之座標與提供仏杳 的指令值資訊之時間新工位置之光束偏轉機構 ，舊，採用可改變權重程度的遺忘常 L+f1)、’广計算出將提供給上述光束偏轉機構的指 :以取適t決定的未知參數矩陣；而該提供給上述光 束偏轉機構的指令值，係用以將上述雷射束指向於上述被 加工物上之上述目標位置的指令值。 依照本發明’控制裝置係配合上述加工完畢的加工位 置=座才不與提供給實現此加工位置之光束偏轉機構的指令 值-貝訊之時間新舊，採用可改變權重程度的遺忘常數呦 ’即可計算出將提供給上述光束偏轉機構的指令 值予以最適當決定的未知參數矩陣；而該提供給上述光束 偏轉機構的指令值’係用以將上述雷射束指向於上述被加 工物上之上述目標位置的指令值。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 t 合 作 社 印 製 再者，本發明#雷射束加工裝置之雷射|定位裝置係 在上述毛明中，上述控制裝置係將提供給上述光束偏轉機 構之指令值予以最適會決定的未知參數矩陣設定$ χ，而 該提供給上述光束偏轉機構之指令值，係用以將上述雷射 束…、射位置才曰向於上述被加工物上之上述目標位置的指令 值，將以取初校正時的上述加工位置之座標或相當於該座 標1目標位置之座標的階次結合所構成之一組數據予以並 列校正數的矩陣設定為、·χ;將由提供給對應Aex的上述 一_機構之指令值所構成的矩陣設定為B ;將由雍 標準（CNS)A4 士格⑽ X 297 公复） --~ — 8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 313539 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 9 548155 五、發明說明（9 ) 提供給該等Aex與Bex權重值所構成的權重矩陣設定為 W ;設定為 Q = WtW、D=Ae/QAex、N=AexTQBex，將對應 於重新校正時之上述D的矩陣設定為d ;將對應上述N 的矩陣設定為η ;將配合提供給在上述目標位置之座標與 此目標位置之座標處進行加工時的光束偏轉機構之指令值 資訊的時間新舊而可改變權重程度的遺忘常數設定為乂（〇 $k$l)的情況中，採用下式： X=(kD + d)-1(kN+n) 而計算出X。 依照本發明，控制裝置係將提供給上述光束偏轉機構 之指令值予以最適當決定的未知參數矩陣設定為χ，而該 提ί、給上述光束偏轉機構之指令值，係用以將上述雷射束 照射位置指向於上述被加工物上之上述目標位置的指令 值；將以最初校正時的上述加工位置之座標或相當於該座 標之目標位置之座標的階次結合所構成之一組數據予以並 歹，J校正數的矩陣设定為;將由提供給對應Ααχ的上述 光束偏轉機構之指令值所構成的矩陣設定為Β^;將由應 提1、、、°該等Aex與Bex權重值所構成的權重矩陣設定為 W ;設定為 Q==WTW、DATQAex、N=Ae/QBex，將對應 於重新校正時之上述D的矩陣設定為d;將對應上述N 的矩陣設定為n ;將配合提供給在上述目標位置之座標與 =目軚位置之座標處進行加工時的光束偏轉機構之指令值 貝訊的時間新舊而可改變權重程度的$忘常數設定為吵 ，可採用下式： 本紙格⑵〇 χ 297::)----- 313539 --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155 A7 五、發明說明（ 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 X = (kD + d)^(kN+n) 而計算出X。 再者，本發明的雷射束加工裝置之雷射束定位裝置係 在上述發明中’上述控制裝置係、將提供給上述光束偏轉機 構之指令值予以最適當決定的未知參數矩陣設定為χ，而 該提供給上述光束偏轉機構之指令值，係用以將上述雷射 束照射位置指向於上述被加工物上之上述目標位置的指令 值；將以最勒校正時的上述加工位置之座標或相當於該座 標之目標位置之座標的階次結合所構成之一組數據予以並 列校正數的矩陣設定為 < :將由提供給對應Α』上述 光束偏轉機構之指令值所構成的矩陣設定為Β“；將由應 提供給該等Aex與Bex權重值所構成的權重矩陣設定為 W;設定為將對應 於重新校正時之域D的矩陣設定為d 應上Μ 的矩陣設定為η ;將配合提供給在上述目標位置之座標與 此目標位置之座標處進行加工時的光束偏轉機構之指令值 資訊的時間新舊而可改變權重程度的遺忘常數設定為⑽ SkSl)的情況下，當重新校正時的測試點數少於未知參 數矩陣階數時，在設定為a=Aex、q = Q、㈣“、p=D]時， 採用下式： A k -a

而計算出X (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} •an aifc n mmmme n CR6 BBOO Hu l n 訂： --線· k k kN 七 rt 10 313539 548155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 11 A7 五、發明說明（Π ) ^指令值予以最適當決定的未知參數矩陣設定為X，而該 提供給上述光束偏轉機構之指令值，係用以將上述雷射束 …、射位置才曰向於上述被加工物上之上述目標位置的指令 值，將以取初校正時的上述加工位置之座標或相當於該座 I之目標位置之、座標的階次結合所構成之—組數據予以並 列板正數的矩陣設定為；將由提供給對應An的上述 f束偏轉機構之指令值所構成的矩陣設定為；將由應 提供…該等Aex與Bex權重值所構成的權重矩陣設定為 w;設定為 Q，TW、D=AeJmTQBex，將對應 於重新校正時之上述D的矩陣設定為d;將對應上述n 的矩陣设定為η ;將配合提供給在上述目標位置之座標與 此目標位置之座標處進行加工時的光束偏轉機構之指令值 f訊的時間新舊而可改變權重程度的遺忘常數設定為k(〇 S kg 1)的情況下，當重新校正時的測試點數少於未知參 數矩陣階數時，在設定為a=：Aex、q = Q、、p=Er丨時， 可採用下式： 而計算出X。 【圖式簡單說明】 苐1圖係單束雷射（single beam laser)加工裝置之模 式構造圖。 第2圖係複束雷射（multi beam laser)加工裝置之模式 構造圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313539 ---------------------訂-----I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155

五、發明說明（u 第3圖係提供給主偏向鏡偏轉^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 器9的指令值，；5 W偏向鏡偏轉 值及主孔與副孔座標關係的方塊圖。 第4圖係雷射束加工 一 圖。 装置Τ之叙疋位步驟的流程 係第.3圖所示之適用逆映像模型的複束雷射加 的方塊圖/目標位置座標、指令值、加工位置座標關係 第6圖係以加權法進行定位的步驟流程圖。 第7圖係實施樣態一之孔塊別加權法的定位處理的概 念說明圖。 第8圖係將第7圖所示之被加工物分割為四個區域的 概念說明圖。 第9圖係實施樣態三的處理流程圖。 第10圖係第9圖之流程圖中，特別情況（重新測試點 數 < 多項式階數）之處理流程的流程圖。 第Π圖係習知技術之具備透鏡失真修正裝置的雷射 加工裝置之構造圖。 【元件符號說明】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一5J. -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 單束雷射加工裝置 2 複束雷射加工裝置 雷射振蘯器 4 彎曲鏡 主偏向雷射束 6 副偏向雷射束 分光用分光片 8 副偏向鏡 副偏向鏡偏轉 10 合成用分光片 主偏向鏡 12 主偏向鏡偏轉器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公嫠） 12 313539 548155 五、發明說明（13 ) 14,31，41被加工物 16 CCD照相機 3 2 加工孔 34 目標位置數據組 44 開孔對象之區域 101雷射震盪器 χ-γ脈衝機台 111 機台控制器 1〇2，1〇3 偏轉器 13 f(9透鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 XY機台 17 控制裝置 33,43目標孔 42 校正孔 45 非開孔對象之區域 107 CCD照相機 110 監視電視 112 數位演算處理裝置 【實施發明較佳樣態】 本發明之雷射加工裝置的光束定位方法及光束定位 裝置，係屬於可適用在以下詳述的單束雷射加工裝置或複 束雷射加工裝置的裝置。以下，參照圖示詳細說明本發明 之田射加工裝置的光束定位方法與光束定位裝置的較佳實 施樣態。 實施樣態一 (1)單束雷射加工裝置的構造與動作 第1圖係單束雷射加工裝置的模式構造圖。在該圖 中，單束雷射加工裝置！係由以下構件所構成：振盈發出 雷射束2的雷射振盈器3;改變此光路的數個彎曲鏡（匕咖 則4’·設置於光束2之光路上的二個偏向鏡11;用以 改變此偏向偏轉鏡之角度的偏向鏡偏轉器12;將光束予 以聚光的f6>透鏡13;用以搭載被加工物14的χγ機台 i 15，·用以觀察被^工物14之加工孔的CCd照相機16，· 13 313539 548155 五、發明說明（

經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 以及用以控制雷射括、、县亚， 田对振盘器3、χγ機台15及 12的控制裝置17。 °、兄偏轉器 其次，針對單束雷射加工裝 一 第1圖中，從雷射振盪 進仃况明。在 彎曲鏡4或偏向'鏡i槿"出的雷射束’藉由多數個 決定的時序，激勵二::广路。控制襄置17係以所 所旅山ΛΛ “ 器3而使雷射束2振盪笋出。 所發出的雷射束2係經Μ出 _ 、又置於其光路途中的蠻曲私 偏向鏡11，並利用4曲鏡4與 機…、“ 鏡3所聚光，到達放置在χγ 機台上的被加工物1 4 ^ ^ ^ 俾對被加工物1 4施行加工。偏向 鏡11係分別裝設於低内於 向 又於偏向鏡偏轉器12上，並可進 運動。偏向鏡偏轉^ 進订軸％轉 轉盗i2、雷射振盪器3、CCD昭相棬 及ΧΥ機台15係萨由批生丨壯$ …、相機16、 ⑺複束•射二 而可各自控制動作。 (2)稷束田射加工裝置的構造與動作· 弟2圖係複束雷紐 、 置的模式構造圖。在該圖 Τ’具備有：將雷射 、田射束2予以分光的分光用分光片7 ; 置於經分光過的雷紐击+ 、束中過彎曲鏡4之分光雷射束6 的一個偏向鏡8;用以改變此偏向鏡8之角度的偏 =偏向器9;而將經分光用分光片7分光過的一方雷射 束6與另一方雷射束、 、 于以再度合成的合成用分光片1〇。 八他構造基本上係與第}圖所示的單束雷射加工裝置相 同，對於相同的構造部分賦予相同之元件符號。 別偏向鏡8與、U、偏向鏡偏轉器9與12、雷射束5與6 而將11稱之為主偏向鏡’將8稱為副偏向鏡，们2稱 «為副偏向鏡偏轉器，將5稱·"、 14 313539 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝 訂： 丨線- 548155 A7 —B7 五、發明說明（I5 偏向雷射束’冑6稱為副偏向雷射束。 m對複束雷射加工裝置2的動作進行說明。在 弟2圖中，由雷射振逢器3所振堡發出的雷射束 過多數個彎曲鏡4之後，再藉由分光用分光片7而分為主 =向雷射束5與副偏向雷射束6。然後，副偏向雷射束6 再通過多數個彎曲鏡4與 ^掏门鏡8，而到達設置於 主偏“射束5光路上的合成用分光片ι〇，並再度合併 於主偏向雷射束5。然後， 占乂 y 王偏句田射束5與副偏向雷射 束，係，！由設置在光路上的二個主偏向鏡Η之後，再 利用f㈣鏡13予以聚光。經聚光後的主偏向雷射束$ 與副偏向雷射束6’係對配置於χγ機台15上的被加工 物14進行孔加工。副偏向鏡8與主偏向鏡U係分別固定 於副偏向鏡偏轉器9與主偏向鏡偏轉器12上。轉鏡偏轉 器可利用控制裝置17控制其角度。 單束雷射加工裝置通常係利用一 個孔。此加工-個孔的技術，與複束雷射加 向技術相同。 此外，在複束雷射加工裝置2中，通常利用—個振盈 光束加工二個孔。在此係將利用主偏向雷射束5所加工的 孔定義為主孔，將利用副偏向雷射束6加工的孔定義為副 第3圖係表示提供給主偏向鏡偏轉器12及副偏向鏡 偏轉器9之指令值’與主孔及副孔座標間之關係的方塊兄 ，圖。主1之座標（x，y)係由調節二個主偏向鏡偏轉器12角 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 15 訂 線 313539 548155 五、發明說明（I6 度的指令值（Xc，ye)而決定者；副孔座標（p，q)係由調節二個 偏向鏡偏轉器12角度的指令值（Xc，y。），以及調節副偏 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 向鏡偏轉器9之角度的指令值(n)等四個變數而決定 者換句話5兒，若決定提供給偏轉鏡的指令值，其結 决疋孔之座標。、 、 (3)藉由雷射加工裝置進行之定位及指令值之輪出 ^第4圖係雷射加工裝置中一般定位步驟的流程圖。此 定位步驟係可共通適用於單束雷射加工裝置1與複束雷射 加工裝置2的技術。如第3圖所示，因為在複束雷射：工 裝置2中亦存在有固有之技#，因此為避免爾後說明上的 繁雜，而以複束雷射加工裝置2為中心進行說明。此外， 有關可適用於單束雷射加工裝置！的㈣，亦附帶說明其 要旨。 〆、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、在第4圖中，-般的定位大致上由下述四個步驟所構 成。此四大步驟乃：由校正圖案的製成步驟（步驟si)、 測試加工步驟（步驟S2)及測試加工位置座標之測量步驟 (步驟S3)所構成的校正步驟；由讀入校正時之數據的步 驟（步驟S4)、目標位置座標矩陣及指令值矩陣的計算= 驟（步驟S5)以及未知參數矩陣的計算步驟（步驟s幻所構 成的定位步驟；由製成加工圖案之目標位置數據的步驟(步 驟S7)所構成的圖案數據製成步驟；由工件修正步驟（步 驟S8)、指令值計算步驟（步驟S9)及指令值之輪出步驟(步 驟S10)所構成的線上處理步驟。 .接著，針對校正步驟的細節進行說明。首先，準備r 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱） 16 313539 548155 A7 B7 本紙張尺度適一財國國格⑵〇 x 297 ^ 項 五、發明說明（Η ) 正用主偏向目標位置數據（將主偏向目標位置座標記栽為 測試點數份），與副偏向目標位置數據（將副偏向目標位置 座標記載為測試點數份）（步驟S 1 )。此主偏向目標位置數 據、或者副偏向目標位置數據，可為格子狀排列圖案、任 意圖案等圖案。、此外，數據數雖隨開孔的位置精確度而有 所不同’但在爾後所說明的實施例中，設定為1 〇〇個數據。 再者，採用此校正用的數據，實際在測試加工用材料 上，利用雷射束進行開孔（步驟S2)。然後，利用CCD照 相機1 6拍攝此經開孔過的加工孔之位置，並測量此加工 孔之座標（步驟S3)。此經測量過的加工孔之座標數據， 係傳達於下一個定位步驟。實際的測量，乃形成χγ機台 15在CCD照相機16正下方進行移動，而拍攝測試加工 孔之位置的構造，因為偏向鏡η與CCD照相機Μ的位 置被固定，因此若得知二者之相對位置的話，即可求 位置的正確座標。 在複束雷射加工裝置2中’雖利用一個雷射脈衝同時 與副孔二個孔’但校正的順序則依主孔、副孔的 順序來進行。此乃主偏向的校正時不需要副孔，而副二 雜正時不需要主孔的緣故。此外，當利用.ccd照相機 測罝孔的位置時，若主孔與副孔同 rn η - ^ , m UL ^ 存在的話，因為需要 正時必須要有利用快門等阻斷其中- 方光束等的顧慮。 接著’針對定位步驟的細節進行說 主孔、副孔二者而進行者，但 4雖針對 ........因未知參數數目（多 313539 --------------裝--------^---------線 f請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 17 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 18 548155 A7 ------------ B7_ 五、發明說明（l8 ) 式階數）的不同而矩陣的列數亦不同之外，基本上二者的 處理乃屬共通的。又，在後面再針對其處理 說明’在此僅說明其處理之概要。 “的 首先，讀入校正時的副變更指令值數據與加工位置數 據，以及此時主偏向目標位置數據（步驟S4),從加工位 置數據與目標位置數據求得矩陣，從指令值數據求得 Bex矩陣（步驟S5)。然後，採用在步驟S5中所求得的a” 矩陣、Bex矩陣，為了將目標的孔位置與實際的孔位置間 之差予以最適當地㈣，根I某種評估函數（例如最小平 方法）’計算此最適當控制所需的未知參數矩陣χ(步驟 S6)。其中所求得之未知參數矩陣χ係傳輸給線上處理步 驟0 接著，在圖案製成步驟中，雷射加工裝置使用者，係 製成在印刷電路基板等上欲開孔之圖案的目標位置數據 並將此數據傳送給線上處理。 然後，在線上處理步驟的工件修正中，當被加工物Μ 實際被設置於χγ機台上時’檢測出被加工物形狀的失 真、變形等，並計算其修正值（步驟S8)。在實際的程序 中，複束雷射加工裝置2係使用CCD照相機·與χγ機台 而測被加工物上預先附加的標記座標。當被加工物無伸 縮且被設置於理想定位位置上時，可直接進行加工。但是， 實際上被加工物將會有伸縮，而難以正確地設置於ΧΥ機 台上的預定位置。所以，有必要以此標記座標為基準對記 L_^有加工圖案的目標位置數據進行修正，此修正處理係屬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 313539 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155

五、發明說明（l9 ) 於工：修正。然後’從步驟S8中所求得的工件修正值， 以及定位步驟中的輪出值，計曾扣 铷出值才日令值（步驟S9)，並將 .此指令值輸出於偏轉鏡（步驟S 10)。 (4)以最小平方法推測逆映像近似模型 當將此物理相關方向設定為順方向映像時，實際加工 上所必須者為第3圖的逆方向之映像。複束雷射加工裝置 ^對於使用者欲加工之孔的座標，必須求得應提供給偏轉 鏡的指令值。因此，複束雷射加工裝置2係以可在内部進 行該逆映像的方式，採用逆映像模型。第5圖係顯示此關 係的方塊圖。 第5圖係第3圖所示之採用逆映像模型的複束雷射加 工裝置2中之目標位置座標、指令值、加工位置座標之關 係的方境圖。其中，主偏向之座標以xy表示，副偏向之 座標則以P，q表示。下標字的英文字母e係表示指令值， d係表示目標值(desire) ’上標字的英文字母〇係表示推測 值（estimate) 〇 、，在該圖中，主偏向目標位置座標（Xd，yd)係利用主偏向 逆映像模型而轉換成主偏向指令值(χ，，〇，而複束雷射 加工裝置2的控制裝置17，係藉由將此主偏向指令值 (xce，yce)指令於主偏向鏡偏轉器12，而在主孔（xe，ye)的位 置處進订開孔。此主孔雖在xe = Xd、之關係成立時屬 理想型，但就現實而言將有誤差產生。此外，關於副孔， 當利用副偏向逆映像模型變換成副偏向指令值 ,時’不僅使用副偏向目標位置座標（pd;qd)，亦採用主。偏向 Ϊ紙張尺度適对國國家標準（CNS)A4規格⑵“297公爱） 19 訂 線 313539 548155 A7 五、發明說明（2〇 ) 目標位置座楞卩γ t “ _ (Xd，yd) ’此點為不同於主孔之處。此乃如上 所述’副孔係由調節主偏向 ^卜一 偏向鏡偏轉器12之角度的指令值/ 以及調節副偏向鏡偏轉 7 ^ ^ 轉益9之雙方角度的指令值等總計四 個變數而決定者。 接著如第5圖所不，針對逆映像的近似模型進行說 明7,同時針對以最小平方法求得未知參數的要領，亦一併 進行詳細說明。 首先在本發明中，逆映像的近似模型係採用下式多 項式。具體而言’表示主偏向指令值χ，及的式子為： f :。§。+ m〗”所。a +气丨义力+气〜y + = \〇 + -l· r^ xyd + rtiiXdyd ^ v2 + n^y2 + ^ .....(式 1) 其中’ ，化，码味1，2，···分別相當於、與yd的階 次）係上述多項式的係數，乃屬於未知參數。 同樣地，表示副偏向指令值pc%qce的式子，係如下 式0 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 i· 訂 線 c = 'o.o.o +〜·〇·〇&+ 十 m〇 〇J 〇A/ 十气〇 〇 而十·. = ^0,0,0,0 + ^,0,0,0^ + ^1|〇|〇^ + n^pd 4. mQ Q XiAga + ·.. (式2) 經 濟 部 智 慧 財 產 局

Yd 數

mi，j，k，i，k Xi^kfOJJ，···分別相當於 &、 Pd、qd的階次）係上述多項式的係數，乃屬於未知I 然而 消 費 合 作 社 印 製 接著，採用矩陣形態，將式1與式2區分為已知係數 部分與未知係數部分。當主偏向的情況時，僮A · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公芨） 313539 20 548155

五、發明說明（21 ΑΧ ^0,0 气0, 气0 ^0,1 ^2·0, 〜,0 所0,2， n〇t2 當副偏向的情況時，便 為 (式3) 伽从，凡，％，···] wo,o,o·。，λ〇，Μ，〇 Wl，0,0,0,气0,0,0 ^0,1,0,0 > ^0,1,0,0 m〇,Otl,〇3 ^0,0,1,0 m0.0t0,IJ ^0,0,0,1 ΑΧ ---------------------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (式4) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另將此矩陣X稱之為未知參數矩陣。 ”未知參數係由通稱為校正的預先在幾個位置處進 測試結果中所求得者， 第4圖之流程圖進行說明 測試一次即可求得一 έ ^" 、、且數據，亦即主偏向可求 xce，yce，x，y、副偏向可求得χ 侍 c’Pc，qc，P，q〇 甚腺 士】 之編號設定為測試次數之编觫时 M右將左」 数之編唬時，便可定義為·

313539 21 548155 A7 B7 五、發明說明（22 心[1’ V，1 少2 ···】 丨 若在100個位置處進行校正的w lB矩陣可分別各求得100個。將誃 述1八矩 定義以下的矩陣(相當於第4 :料縱向排列’ 、田义乐4圖的步驟S5) 主偏向 副偏向 測試時 (式5) 、- 2a I 2B ιοοΑ 100丑 _ 觸 (式7) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 未知:ΓΓ法中，只要求得將以下評估函數最… 未知參數矩陣X即可。 J = ~ ^YiA^X « BJ =(K - BJ\H) ·····(式 8) 將J最小化的未知參數矩陣x係、利用下式求得（相 於第4圖的步驟S6): Χ ^^Αί^Υ'ΑΐΒ& ••…（式9) 此外，從此未知參數矩陣x即可計算出用以控制偏 轉用的指令值，並予以輸出（第4圖的步驟S9及步驟S1( 另外，料逆映像模型而使料多項式階次應設定 幾階，則隨對象系統的特性屬於何種程度的非線性或 將近似精確度設定為何種程度等因素而有所變動。一般 言，雖提咼多項式之階次可使近似精確度變佳，但所需： 1 --------^------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

.線丨J 長尺度適用㈣國冢標準（CNS)A4 &格（2】G X 297公爱 -I I I - 22 313539 548155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (式1 1) (式 1 2) 23 A7 五、發明說明（23) " ^ " —---- =點數會增加，或線上處理時的指令值之計算時間亦將 (5)藉由加權法進行的定位處理 第6圖係藉由加權法進行的定位步驟流程圖。在 的處理步驟中，如第4圖所示，大致分成校正步驟、定乂 步驟、圖案數據製成步驟及線上處理步驟。苴 第4圖之處在於利用步驟S3所測得之測試加卫孔的加工、 位置數據，與在步驟S7中所準備的欲開孔之目標位 標間的位置關係進行之處理（例如距離的大小）（步驟 SH)，以及藉由位置關係差異進行加權矩陣之計算（步驟 s 12)，並求取未知參數矩陣χ。有關其他處理，則為相同 的處理順序，對於相同部分賦予相同之元件符號。〜〇 若將考慮加權的評估函數設為Jw的話，則Jw可從（式 8)求得： $

Jw = (WA^X-WBJT(WA^X^WBJ .....(式 10) 將此評估函數Jw最小化之解答Xw，利用式9的類 推求得。 其中，Q = WTW。 第7圖係藉由實施樣態一之孔塊別加權法進行的定位 處理之概念說明圖。該圖係顯示利用校正圖案而開孔的被 加工物與爾後所欲加工之孔的位置。在該圖中，31係表 示被加工物，32係表示藉由校正而開孔的加工孔，係 313539 ^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155 A7 五、發明說明（24 ) 表示欲開孔的目標$ ，1 μ 4係表示欲開孔的目標位置數據 組。 基本想法係計算爾後所欲加工的目標孔”與利用校 正而開孔之加工$ Ρ弓 間的距離，若距離較短的話則增加 數據的權重，若路, 距離較長的話則減少數據的權重。具體而 言，例如將校正時的主偏向目標位置座標 d’ ^)(11 ’1〇〇) ’與爾後欲開孔的主偏向目標位置座 標（Xd，yd)間的距離，定義為d。 〜2=(2n)2 十 (式 1 3) ’2=(' 冰用田j偏向時亦同樣地進行此種定義。同時採 主偏向與副偏向雙方時，亦可定義距離。 對此距離定義；^ , t 我加核亦可。例如可考慮如下述的常態 年。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 exp ~Ζι (式：1 4) 其中，σ係分布分散，屬於自由參數。分散越小的話 雖可期待副度的模型，但是若過小的話，因為某距 的加權將無限趨近於〇，因此n f g π _ 文…忐叶异反矩陣。此加I 係將爾後欲開孔的目標a U# 铩孔33疋義為一個加權矩陣w: ^^aiag{lw/yvy^-l00w\ .....(式 1 5) _1!·.’diag係·矩陣。未知參數㈣X係使用 表紙張尺度適用中國國家標準（cns)at^^】Gx297 24 313539 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 25 548155 A7 五、發明說明（25 ) 此加權矩陣W，從式11求得。

x = UlWrWAaY ArJVTWB " ·····(式 16) 此孔方塊別加權法的處置想法係將近距離數據作為 可靠性較而的數據並增加其加權，反之，將遠距離數據作 為仏賴性較低的數據並降低其加權。此想法係盘欲統宴處 理距離較近的數據與較遠的數據之利叫）所說明的最:、 平方法所進行之處理有所區別。 以上處理，雖相當於第6圖之定位步驟中的步驟sii' 步驟S12及步驟S6的處理順彳，但是在線上處理步驟的 步驟S9U ’針對—個孔必須預先準備—個未知參數矩 陣，雖為高精確度，但需要較多的記憶容量。 然後，如目標位置數據組34般，將欲開孔的目標位 置數據予以區分為組群，例如將此目標位置數據組的 重心設定為代表孔之座標，且只要對一個組群計算出一個 未知參數矩陣即可。再者，實施樣態一的複束雷射加工裝 置2之使用者，配合使用目的而變更組群之規模，或細分 部分組群時，即可自由地區分使用。 又’至目前為止，雖針對複束雷射加工裝置2進行說 明，但當然亦可將此藉由孔方塊別之加權法進行定位處理 之概念’適用於單束雷射加工裝置1中。 實施樣態二^ 其次’針對本發明實施樣態二進行說明。作為逆映像 模型的多項式之階次應設定幾階，係隨對象系統的特性屬 於何種程度的非線性，或欲將近似精確度設定為何種程度 ί紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） " ------ 313539 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155 A7 五、發明說明（26 ) ^因：而有所變動。_般而言，雖提高多 近似精確度將越佳，但e，辦+々 > 舌 娩 疋所而之校正點數會增加，或在 線上處理之指令值的計算 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 算時間亦將增加。异乂驟（第6圖的步驟⑼中之計 、考慮使在線上處理的計算時間不會增加大多， 點數亦無特別增加的前提下，提高近似精確度。實 係將此想法適用於單束雷射加王裝置1錢束雷 射加工裝置2的控制裝置17。 實施樣態二的定位步驟，係如同實施樣態一，可依第 實施。舆實施樣態_不同處僅在於：藉由 疋位步驟的位置關係而進行之處理步驟（步驟⑴）、以及 加權矩陣W的計算步驟（步驟S13)的處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第8圖係將第7圖的被加工物分割為四個區域之概令 說明圖。首先’如第8圖所示，將被加工物加工區域分割 為區域1至區域4的四個區域。在該圖中，“係表示被 加工物，42係表示藉由校正而開孔的校正孔，43係表示 欲開孔的目標孔，44係表示開孔對象之區域（該圖中的區 域1)，45係表示非開孔對象之區域（該圖中的區域句。藕 由在每個區域分別製作逆映像模型，亦即藉由製作區域= 的模型’即可期待近似精確度之提昇。 當決定多項式階次作為逆映像模型時，配合此多項式 階次決定所需的校正點數。此時在第6圖的步驟之處 理中，雖利用式16進行演算，但當校正點數較少時，矩 陣並非為正規（regular)矩陣，而無法計算反矩陣。

26 313539 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格⑵Οχ 297公釐） 548155 五、發明說明（27 ) 如第8圖所示，將爾後欲加工的目標孔43設定在區 域1。當將此區域1當作對象區域44時，計算對象區域料 之逆映像模型多項式之係數的最直覺方法，係在校正數據 之中，僅採用對象區域内的某一者進行計算的方法。但是 此方法從上述理由得知，必須充分進行對象區域内的校 正’導致在校正上所耗費的時間增加。 但是，在對象區域的逆映像模型多項式之係數演算 中’可考慮採用非開孔對象區域45中的某個校正。將對 象區域内之校正數據加權數設為i，並將非對象區域之校 正數據加權數設為〇以上、1以下(例如〇1等），而計嘗 出未知參數矩陣。藉由如此之加權方式，無須增加對象區 域内之校正數據，即可有效地計算出對象區域固有之未知 參數矩陣。當將測試1設為對象區域，將測試2,3設為非 =稱區域内’將w設為對角矩陣（叫）時，則有如下關係 u吻{I，0·1, 0.1，···} .....(式 1 7) 換句話說，在上述例子中，因為測試1為對象區域内， 而測試2,3為非對象區域内’因此意味 對角成分上依序為的話即可。陣，、要在 即可未知參數矩陣係只要採用下如6)(再揭示）進行計算 X-(^rWAarA：W^WBex ^ .....(式1 6) 割的：二域的分割4並非僅限於四分割，只要為複數分 I-—此外，區域的形狀並非僅限於矩形，亦可％ 尺度^iTiii^NS)A4規格⑵。χ撕公爱)- ，、可汉 27 線 313539 548155 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（28 ) 定例如以離中心等距離之同心圓為邊界的區域。 再者，如上所述’ϋ由分割該區域的簡單加權法 可適用於單束雷射加工裝置丨與複束雷射加工裝置2。、 實施樣態三 接著，針對本發明實施樣態三進行說明。校正若在系 統屬非時間變化的話，則僅要進行最初的一次即可，但實 際上隨著因熱所造成之透鏡特性變化或光束特性的變化 等，系統將隨時間產生變化。雷射加工裝置使用者，當判 斷系統已隨時間而有所變化時，必須再度進行校正。 但是，每當引起系統時間變化時便中斷加工，然後再 執行數百點的測試加工，並再度執行利用CCD照相機確 認加工位置的作業，並非上策。 所以，為了不致增加校正處理、定位處理所消耗之時 間，而提昇近似精確度，而導入一種遺忘常數的概念。實 施形態三係將採用此遺忘常數的校正處理，適用於單束雷 射加工裝置1與複束雷射加工裝置2的控制裝置17。 一般而言，1次校正所需的測試點數，係由光學系統 為何種強度的非線性，或光束位置精確度所要求規格為何 種程度等因素，而決定所使用的多項式階數，多項式階數 至少需要由此所決定的階數。此外，為了可計算反矩陣， 矩陣必須屬於滿秩（full rank)，此相當於利用校正所獲得 k訊充分足夠。若第一次的校正測試點數為丨〇〇點的話， 第二次的校正亦採用1 〇〇點的測試點數，利用重新校正所 作成的矩陣，重新計算未知參數矩陣X。 本紙張尺度適用中國國家標準（cns)a4規格（210 X 297公釐） 28 313539 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) i裝 J^T· 參 \7548155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（29 ) 利用第一次校正求得的 7 (再揭示）所示。

△ex矩陣及Bex矩陣係如式 2α 2Β 100 A 100 Β (式7) 而第二次以後的校正則從測試編號1〇1 起 示 l如式18 所 'ιοί Γ A mA 102 β mA u _ 200β (式] 只要利用重新作成的矩陣重新計算未知 話即可。但是，每當系統引起時間變化之時， 百點的測試加工，因此產生所耗時間過多的問 可考慮下述方法。 計算未知參數X的式12(再揭示）為以下$ (伽乂·····(式 2 (其中，Q = WTW) 在式12中，若設定為： D=aLqa N ^Ατηη 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 29 參 L 8) -數矩陣的 必須執行數 題。在此， 二公式： 2) (式 1 9) (式2 0) 313539 --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155 A7 五、發明說明（3〇 ) 則計算未知參數χ的式u可寫成： d^[n (式2 1) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 χι右下標數字1係指校正次數。在此，可考慮增加 加工孔的個數’亦即增加重新校正數據組數量，而計算參 數。計算式可寫成如下式： x2=(D+d2r(N+n2) •…·（式22) 其中’ d2，n2係由重新加工孔的校正數據所作成的矩 原本僅以d2，n2並利用 d 2 1 η, · · · 2 ••…（式2 3) 即可計算參數的話最為理想，但是數據數太少的話， 便無法計异d^ii2。此乃因為數據太少的話，矩陣心“即 無法形成滿秩，而無法形成反矩陣。 雖使用式22即可計算參數，但是當因溫度變化等而 造成系統變化時，重新所獲得之數據的可靠性雖較高，但 可靠性卻未如過去數據的高。 所以，作為對過去數據的可靠性，或遺忘過去數據的 程度’而導入上述遺忘常數k°k係〇$k$l範圍内的實 數’ k=0相當於完全未使用過去的資訊，k=i·時則完全使 用過去的資訊’換句話說相當於未遺忘。 此時，利用以下之計算式計算未知參數矩陣χ 2 : X^ikD^d.nkN^n,) •…·（式24) 以下，每當校正之時重複此項處理的話即可。 第9圖係本實施樣態三之處理流程的流程圖。此外， 陣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂.· -線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 30 313539 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 31 548155 五、發明說明（ 第9圖僅顯示實施樣 的第6 貝知樣態一之處理流程所顯示 校正步驟、定位步驟及線上處理步驟的處理之 有關採用遺忘係數的校正處理部分之處理流程。 =第9圖+’首先在第—次校正時，執行相當於第6 田之板正步驟的測試處理（步驟S2〇)。接著作成相當於第 圖之定位步驟的Dl,Nl(步驟S21)及進行Χι之計算（步驟 2)’然後儲存於記憶體中。然後，執行相當於第6圖線 上處理步驟的指令值之計算（步驟S23)後，再執行圖案加 工(~步驟S24)。最後，判定為圖案加工處理結束（步驟s25)， 接著施行圖案加工時，判斷是否屬於隨時間而變化（步驟 526) ’當非屬隨時間而變化的情況時，利用根據現行未知 參數X所計算出的指令值，繼續進行一連串的圖案加工。 然後，在步驟S26中，當判斷為屬於時間變化的情 況時，移往第1+1次的校正步驟處理。在此，重新執行數 點測試圖案的測試加工與加工位置座標的測量（步驟 527) 根據此數點的加工孔資訊，而作成n(步驟S28)。 根據第9圖所示之採用遺忘係數的計算式，作成及 N1 + 1(步驟S29)，並計算出Χι+1(步驟S3〇)。以下，如同第 一次的校正，計算指令值（步驟S23)及進行圖案加工（步驟 S24) 〇 在此’觀察採用遺忘常數的校正處理。首先，比較式 21與式19,式21就重新測量得之數據的可靠性觀點而言， 可獲得更佳的結果。此外。與式20不同點之處在於因為 數據數足夠，因此矩陣的秩（rank)不致於減少，而不會有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 313539 ^--------^---------^ c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548155

五、發明說明（32 ) 無法計算反矩陣的情況發生。 再者’第三次校正時的參數計算式為： 丨―卿心― (式26) 每人曰加校正-人數時’會遣忘最初的數據。由式2 ^ 至式2 3可^于知，不需鸯》jiLir -i-j /V 个而要王邛纪住過去校正的測試數據， 而僅要記住每次校正所作成的矩陣N與矩陣^個矩陣 即可。 當重新校正的測試點數少於模型多項式的階數時，考 慮反矩陣之演算時的加成之以下方法較為有效。 在式21巾m·1畔，亦即以χ1=ΡιΝι的方式定義 P"從第！次校正時的Pl矩陣’可如下式計算出第 的矩陣。 ··(式27) ，* (式2 8) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·· 丨線· 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 然而，為將式子予以簡潔地表現，而將從第i+1次; :中重新測量之數據所求得的、矩陣記為a，此時的办 權矩陣Q(-Wtw)記為q。採用p…的u如下式： X. ^PM{kDtXt^n^ .....(式2 9) .....(式3 0) 其中，n1 + 1( = aTqb)係從第i+i次校正中重新測得之 求得的矩陣AexQBex。 32 313539 548155 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 33 A7 五、發明說明（33 ) 第圖係在第9圖流程圖中，特別情況（重新測試點 數的多項式之階數）之處理流程的流程圖。與第9圖相同 之處理步驟部分係賦予相同之元件符號。以下，以與第9 圖Μ程不同的部分為中心進行說明。 在第10圖中，當第1次校正時，在步驟S41中作成 。此外，在步驟以2中，使用此&而求出 有關至步驟S23至步驟S27為止的指令值之計算、圖案 加工處理等，均與第9圖相同。在第i+1次的校正步驟中， 於步驟S43中作成a，b，q，在步驟S44中採用遺忘常數k， 利用式28從Pi、a計算出Ρι+ι。此外，在步驟％中計 算出N1 + 1 ’在步驟S46中計算出Χι + ι。然後，與第一次校 正時同樣地進行指令值的計算與圖案加工。 在此方法中，反矩陣演算雖係相當於式28的第2項， 但此矩陣的大小係形成[重新測試點數]X [重新測試點 數]。因為式24中的反矩陣演算之大小為[多項式階數]χ [多項式階數]，因此當[重新測試點數多項式階數]時， 可減小計异負荷。此為在加工時間比處理精確度優先的系 統中，藉由使矩陣的大小，並縮短求出反矩陣的計算時間， 可實現整體處理時間的縮短化。 又’在上述說明中，採用此遺忘常數的校正手法，均 可適用於單束雷射加工裝置1與複束雷射加工裝置。 如以上所說明，依照本發明，控制裝置由於係在目才票 位置之座標與提供給用以加工此目標位置之光束偏轉機構 的指令值_，加入配合目標位置之座標與加工位置之座標 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 313539 --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 548155 五、發明說明（34 間之距離的權重，而4营 计异出將提供給光束偏韓 :予以最適當決定的未知參數矩陣，指令 機構的指令值，係用以將雷射束指向於被加；=偏轉 位置的指令值，因此可降低習知多項式模 =標 之模型誤差所引起的誤差^際系統間 祐洚眭女n p使誕回夕項式极型的近似笋 又、’…抑制校正時間與計算時間的增加。 " 依照本發明，控制裝置由於係加權配合 標與提供給用以加工此目栌 置之座 值，以及目標位置之座{束偏轉機構的指令 置之座軚與加工位置之座標間之距 態分布之權重，而計曾出蔣 的书 予以署力… 給尤束偏轉機構的指令值 k田、、疋的未知參數矩p車，而該提供給上述光束 轉機構的指令值，係用以將雷射束指向於被加工物上之目 標位置的指令值，因此加入重視靠近爾後欲加工的目桿位 置之加工完成的數據的權重，不僅可提升加工精確度同 時因為在無需提高多項式模型的階數下’即可提昇加工位 置附近的近似精確度，因此可縮短校正時間與計算時間。 依照本發明，控制裝置由於係在將複數目標位置設定 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 為-個組群的目標位置組之代表位置座標、及提供給用以 加工此目標位置組之代表位置之座標的光束偏轉機構的指 令值中’加入對應目#位置之座_加工位置之座標間之 距離的權ί，而言十算出將提供給光束偏轉機構的指令值予 以最適當決定的未知參數矩陣，而該提供給上述光束偏轉 機構的指令值，係用以將雷射束指向於被加工物上之目標 位置的指令值’因此在無需提高多項式模型的階數下，即 34 313539 548155 A7

313539 請 先 閱 讀 背 面 之 注

I 項 再 填 寫 本 頁 k 丁

I 35 548155 五、發明說明（36 ) 可維持加工精確度。 2照本發明’控制裝置由於係在將被加 為四個區域且屬於目標位置之座標的區域上 7 個£域上加入小於1的權重，而計瞀出將袒 =給光束偏轉機構的指令值予以最適當決定的未知= 二：該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係用以將雷 向於被加工物上之目標位置的指令值，因此即使： =:二=模型的近似精確度的情況下，亦可抑制校正時 二:异時間的增加，即使被加工物尺寸有所變化，亦可 維持加工精確度。 、依照本發明’控制裝置由於係在將被加工物區域分割 為、離中。等距離的同心圓為邊界的區域且屬於目標位置 之座標的區域上加入1個權重，在其餘區域上加入小於i 、=重而计算出將提供給光束偏轉機構的指令值予以最 適¥決定的未知參教拓P鱼 b 数矩陣而該棱供給上述光束偏轉機構 的才曰令值，係用以將雷射束指向於被加工物上之目桿 的指令值，因此即使在提昇多項式模型的近似精確度的情 /兄下’亦可抑制校正時間及計算時間的增加，即使被加工 物,小有所變化的情況下，亦可維持加工精確度。此外， 可提升光學系統誤差變大之遠離中心處的精確度，可提供 無偏差之均等的近似精確度。 3依3本發明，控制裝置由於係配合目標位置之座標及 提^給於此目標位置之座標加工時的光束偏轉機構之指令 —值貝訊的新舊時間’而採用可改變權重裎度的遺忘常數k(0 中國x 297 公爱)----- 313539 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J^T. -丨線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 36 548155 五、發明說明（37 )

Sk^l)，而計算出將提供給光束偏轉機構的指令值予以 最適當決定的未知參數矩陳，& #& 矩陣而該提供給上述光束偏轉機 構的指令值’係用以將雷射束指向於被加工物上之目標位 置的才”值目此即使在提昇多項式模型的近似精確度的 情況下，亦可抑制校正時間及計算時間的增加，即使對於 系統隨時間等而產生變動等原因，亦仍可維持加工精確 度。 依照本發明，控制裝置由於係將提供給光束偏轉機構 的指令值予以最適當的未知參數矩陣設定為x，將最初校 正時之加工位置之座標與相當於該座標之目標位置之座標 的階次結合所構成的一組數據予以並排校正點數的矩陣設 為Aex，將由提供給對應Aex的上述光束偏轉機構之指人 值所構成的矩陣設為Bex，將由應提供給I與^的/ 權值所構成的加權矩陣設為W，且設定Q==wTw、 D Aex QAex、N=AexTQBex ’將對應於重新校正時之上述〇 的矩陣設定為d ;將對應上述N的矩陣設定為n，·將配合 提供給在上述目標位置之座標與此目標位置之座標處進行 加工時的光束偏轉機構之指令值資訊的時間新舊而可改變 權重程度的遣忘常數設定為的情況下，可採用 下式： X = (kD + d)*1(kN+n) ···(式 31) 而计算出X，因此即使在提昇多項式模型的近似精確 度的情況下，亦可抑制校正時間及計算時間的增加，即使 _對於系統隨時間等而產生變動等原因，仍可維持加工精確 Ϊ紙張尺度適用t _家標準（CNS〉A4規格⑽x 297公髮） 37 訂 313539 548155 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（38 ) 度。此外，當在計算反矩陣的情況下，因為將重新追加的 數據抑制在未知參數的數量以下，因此可縮短再計算所需 的時間’並可縮短整體的處理時間。 依照本發明，控制裝置係將提供給上述雷射束照射位 置指向於被加工物上目標位置之光束偏轉機構之指令值予 以最適當決定的未知參數矩陣設定為χ;將以最初校正時 的上述加工位置之座標或相當於該座標之目標位置座標的 階次結合所構成之一組數據予以並列校正數的矩陣設定為 Aex，·將由提供給對應Αβχ的上述光束偏轉機構之指令值 所構成的矩陣設定為Bex;將由應提供給該等a盥只 C X〆X 上’ C X 權重值所構成的權重矩陣設定為W;設定為Q=wTw、 D=AexTQAex、N=AexTQBex，將對應於重新校正時之上述〇 的矩陣設定為d，·將對應N的矩陣設定為n ;將配合提供 給在目標位置之座標與此目標位置之座標處進行加工時的 光束偏轉機構之指令值資訊的配合時間新舊而可改變權重 程度的遺忘常數設定為k(O^k^l)的情況下，當重新校正 時的測試點數少於未知參數矩陣階數時，在設定為a=A 、 q=Q、b=Bex、P=D」時，可採用下式： χ={ ^-Ίαγ+αΤαΤ) αΤ^+η) .....(式3 2) 而計算出χ，因此即使在提昇多項式模型的近似精確 度的情況下，亦可抑制校正時間及計算時間的增加，對於 被加工物的大小、系統隨時間變化等變動因素，亦可維持 加工精確度。再者，當再計算反矩陣時，因為使反矩陣演 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) •線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 38 313539 548155

五、發明說明（39 ) 异的大小小型化’因此可縮短反矩陣計算所需之時間，並 縮短整體之處理時間。 【產業上可利用性】 如上所述’本發明之雷射加工裝置的雷射束定位裝 置’可適用於對搭載電子零件的印刷電路板等鑿孔、切斷、 修整（切邊）、裁剪等，需要精細加工技術的領域。 -------------裝--------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公| 313539 39

Claims (1)

1. 548155

   A8 B8 C8

   I I I I 1 裝 線 5. 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 41 548155 六、申請專利範圍 位置的指令值。 3_如申請專利範圍第1項之雷射束加工裝置之雷射束定 /、 ’上述控制裝置係在上述加工完畢的加 :位置之座標與提供給實現此加工位置之光束偏轉機 的私令值中，加入配合上將複數上述目標位置設定 為個組群的目標位置組之代表位置之座標，與上述 加工位置之座標間距離的權重，而計算出將提供給上 述光束偏轉機構的指令值予以最適當決定的未知參數 矩陣；而該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係用 以將上述雷射束指向於上述被加工物上之上述目標位 置的指令值。 4.如申請專利範圍第！項之雷射束加工裝置之雷射束定 位裝置，其中，將上述複數目標位置設定為一個組群 之目標位置組的代表位置係重心。 一種雷射束加工裝置之雷射束定位裝置，具備有： 用以載置被加工物的機台；振盪發出雷射束的雷 射振盪器；具有用以偏轉此雷射振盈器之雷射束的光 束偏轉機構，並以將上述雷射照射於載置在上述機台 上之上述被加工物上的方式導入雷射束的光學裝置； 用以測量上述被加工物加工完畢後的加工位置之測量 裝置；以及採用上述加工完畢後的加工位置之座標與 目標位置之鍊’而計算出上述光束偏轉機構之指令 值的控制裝置；其特徵為： , 上述控制裝置，係^上述被加工物之區域分割為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 2_97公髮） 313539 Μ--------^---------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 42 548155 六、申請專利範圍 ’並在上述目標位置之座標所屬區域中加入1 :重’而計算出將提供給上述光束偏轉機構的指令 :以最適當決定的未知參數矩陣，同時在除了該區 =的非該區域中加入小於1的權重而計算出’·而該 —上述光束偏轉機構的指令值，係用以將上述雷 =束指向於上述被加工物上之上述目標位置的指令 6.如申請專利範圍第5項之雷射束加工裝置之雷射束定 位裝置，其中，將上述被加工物的區域分割為四區域 7·如申請專利範圍第5項之雷射束加工裝置之雷射束定 位裝置，其中上述被加工物的區域係設定為以離令心 等距離的同心圓為邊界之區域。 8. —種雷射束加工裝置之雷射束定位裝置，具備有： 用以載置被加工物的機纟；用以振歸出雷射束 的雷射振璗器；具有用以偏轉此雷射振盡器之雷射束 的光束偏轉機構，並以將上述雷射束照射於載置在上 述機台上之上述被加工物上的方式導入雷射束的光學 裝置；Μ以測量上述被加工物加工完畢後的加工位置 之測里裝置；以及採用上述加工完畢後的加工位置之 座標與目標位置之座標，而計算出提供給上述光束偏 轉機構之指令值的控制裝置；其特徵為： 上述控制裝置係配合上述加工完畢的加工位置之 座標與提供給實現此加工位置之光束偏轉機構的指令 值資訊之時間新舊’採用可改變權重程度的遺忘常數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 313539

   -t·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ϋ I ί · 548155 A8B8C8D8 -經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 k(O^k^l)，而計算出將提供給上述光束偏轉機構的 才曰令值予以最適當決定的未知參數矩陣；而該提供給 上述光束偏轉機構的指令值，係用以將上述雷射束指 向於上述被加工物上之上述目標位置的指令值。 9. 如申請專利範圍第8項之雷射束加工裝置之雷射束定 位裝置’其中’上述控制裝置係將提供給上述光束偏 轉機構之指令值予以最適當決定的未知參數矩陣設定 為X，而該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係用 以將上述雷射束照射位置指向於被加工物上之上述目 標位置的指令值；將以最初校正時的上述加工位置之 座標或相當於該座標之目標位置之座標的階結合所構 成的一組數據予以並列校正數的矩陣設定為;將由 提供給對應Aex的上述光束偏轉機構之指令值所構成 的矩陣設定為Bex ;將由應提供給該等八“與權重 值所構成的權重矩陣设定為W;設定為Q==wTw、 D=AexTQAex、N=AexTQBex，將對應於重新校正時之上 述D的矩陣設定為d;將對應上述n的矩陣設定為η· 將配合提供給在上述目標位置之座標與此目標位置之 座標處進行加工時的光束偏轉機構之指令值資訊的時 間新舊而可改變權重程度的遺忘常數設定為k(〇$kg ^ 的情況下，採用下式： X=(kD + d)-1(kN+n) 而計算出X。 10. 如申清專利範圍第8項之雷射束加工裝置之雷射束定 III 11!.. --! til--I — I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 43 313539 48 5 5 5 A8M8D8 申請專利範圍 1 BUB i n n BBS n Rs n n B— BB— 1 I · I n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 位裝置’其中’上述控制裝置係將提供給上述光束偏 轉機構之指令值予以最適當決定的未知參數矩陣設定 為X，而該提供給上述光束偏轉機構的指令值，係用 以將上述雷射束照射位置指向於上述被加工物上之上 述目彳示位置的指令值，將以最初校正時的上述加工牧 置之座標或相當於該座標之目標位置座標的階次結合 而所構成的一組數據予以並列校正數的矩陣設定為 Aex ;將由提供給對應Aex的上述光束偏轉機構之指令 值所構成的矩陣設定為Bex ;將由應提供給該等Aex與 Bex權重值所構成的權重矩陣設定為W;設定為 Q = WTW、D=AexTQAex、N=AexTQBex，將對應於重新校 正時之上述D的矩陣設定為d;將對應上述N的矩陣 没疋為n，將配合挺供給在上述目標位置之座標與此 目標位置之座標處進行加工時的光束偏轉機構之指令 值資訊的時間新舊而可改變權重程度的遺忘常數設定 為k(OSk$l)的情況下’當重新校正時的測試點數少 於未知參數矩陣階數時，在設定為a=Aex、q=：Q、b=Bex、 P·1時，採用下式·· X kN+n 而計算出X 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G x 297公髮） 44 313539