WO2021166209A1 - 加工エネルギーの制御方法およびレーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

従来の加工エネルギーの制御方法の問題点であった、レーザ加工で使用する加工ネルギー４４に経時的な変動が生じ、製品基板８ａの加工品質が劣化するという点を解消し、製品基板８ａの表面状態を色空間における第１の値４１ａに変換する第１変換工程と、基準基板８ｂの表面状態を色空間における第２の値４１ｂに変換する第２変換工程と、第１の値４１ａと第２の値４１ｂの差分である色差４２を算出する色差算出工程と、基準基板８ｂをレーザ加工して取得した加工変数４３と色差４２との関係に対応する加工情報に基づき、製品基板８ａをレーザ加工するレーザ光の加工エネルギー４４を導くエネルギー導出工程と、を有する。

Description

加工エネルギーの制御方法およびレーザ加工装置

　この開示は、被加工材をレーザ加工するレーザ光の加工エネルギーの制御方法およびレーザ加工装置に関する。

　銅箔と樹脂層と銅箔の３層が積層された構造を有する多層のプリント基板において、プリント基板の層間の電気的接続を行うビアホールは、プリント基板の表面にレーザ光を照射して加工することで形成される。炭酸ガスレーザを使用したレーザ加工装置を用いてビアホールを形成する場合、穴あけ加工する工程よりも前の工程で、多層のプリント基板へのレーザ光吸収処理の工程を実施する。一方、紫外レーザを使用したレーザ加工装置を用いてビアホールを形成する場合は、多層のプリント基板を構成する銅箔にレーザ光吸収処理の工程を実施せずに、銅箔表面に直接レーザ光を照射して加工する。レーザ加工で使用するレーザ光の加工エネルギーは、銅箔や樹脂層の種類や厚み、所望する加工穴の穴径等によって決まる。加工エネルギーは、実際に製品を生産する加工よりも前に、試し加工段階で設定され、加工エネルギーを設定した後で量産加工に移行する。量産加工において、多層のプリント基板のレーザ光吸収処理にばらつきがある場合、または銅箔表面の酸化反応等の状態にばらつきがある場合、加工穴の穴径が所望の範囲外となる場合が発生し、導通不良等の製品不良に至る。

　このため、レーザ光が伝搬する光路中に、多層のプリント基板の表面観察を行う撮像手段を設けたレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置では、レーザ光を伝搬させると共に、多層のプリント基板の表面を照明する照明光を伝搬させる光学素子を光路中に複数配置する。そして、レーザ光と同一波長の照明光を、レーザ光と同軸で多層のプリント基板に照射し、その表面を撮像手段であるＴＶカメラで撮影し、画像の処理を行う。そして、画像を処理した表面の明るさ分布から多層のプリント基板の表面の吸収率を求め、吸収率に応じて穴あけ加工に最適なエネルギーとなるように、加工エネルギーを制御する。

特開平０４―２８８９８８号公報（第８頁、第１図）

　従来のレーザ加工装置では、多層のプリント基板の表面の画像を処理した明るさ分布から表面の吸収率を求め、最適なエネルギーとなるように加工エネルギーを制御することが可能である。しかし、撮像用の照明光の光源の経時劣化等により、照明光の光量と加工エネルギーの相対関係に差異が生じると、経時的に加工品質が劣化するという問題がある。

　また、穴あけ加工を行うレーザ加工装置で使用するレーザ光の光エネルギー密度が高いため、レーザ光と照明光を伝搬させる光学素子に施された薄膜が経時的に劣化し、その結果、光学素子の表面の吸収率が増加する。照明光の光源の光量に変化はないが、照明光の伝搬とレーザ光の伝搬の役割を兼ねる光学素子が劣化すると、明るさ分布が正しく測定できず、経時的に加工品質が劣化するという問題がある。

　さらに、従来のレーザ加工装置は、照明設置環境の下に設置され、かつ多層のプリント基板の搬入や搬出を行う装置等の周辺装置と組み合わされるが、従来のレーザ加工装置では、照明設置環境や組み合わせた周辺装置が発する照明光の照度や色に変化が生じた場合の配慮がされておらず、照明設置環境や組み合わせた周辺装置が発する照明光の照度や色に変化が生じることに伴い、明るさ分布が正しく測定できず、加工品質が劣化するという問題がある。

　この開示は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、量産加工において、複数の被加工材の中でレーザ光の吸収率の変化が生じた場合、または吸収率測定手段が経時的に劣化した場合、さらには周辺環境の照明状態に変化が生じた場合でも、安定したレーザ加工を行うことができるレーザ光の加工エネルギーの制御方法およびレーザ加工装置を得ることを目的とする。

　この開示に係る加工エネルギーの制御方法においては、被加工材の表面状態を色空間における第１の値に変換する第１変換工程と、基準材の表面状態を色空間における第２の値に変換する第２変換工程と、第１の値と第２の値の差分である色差を算出する色差算出工程と、基準材をレーザ加工して取得した加工変数と色差との関係に対応する加工情報に基づき、被加工材をレーザ加工するレーザ光の加工エネルギーを導くエネルギー導出工程と、を有する。

　この開示は、基準材をレーザ加工して取得した加工変数と色差との関係に対応する加工情報に基づいて得られた加工エネルギーにより、被加工材をレーザ加工するので、製品基板の表面の吸収率の変化に応じて、加工エネルギーを制御し、製品基板への安定したレーザ加工を容易に行うことが可能になるという効果を奏する。

この開示の実施例１を示すレーザ加工装置の概略構成図である。 この開示の実施例１を示す加工制御装置の機能ブロック図である。 この開示の実施例１を示す製品基板のレーザ加工における加工エネルギーに対する加工穴の直径のばらつきの説明図である。 この開示の実施例１を示す製品基板の色差と加工穴の直径の説明図である。 この開示の実施例１を示すレーザ加工装置の加工エネルギー制御における動作処理フローである。 この開示の実施例２を示すレーザ加工装置の加工エネルギー制御における動作処理フローである。 この開示の実施例３を示すレーザ加工装置の加工エネルギー制御における動作処理フローである。

実施例１．
　図１は、この開示の実施例１を示す穴あけ加工を行うレーザ加工装置の概略構成図である。図１に示すレーザ加工装置１００は、レーザ光発振部であるレーザ発振器１と、反射ミラー３ａ、３ｂと、エネルギー制御部４と、ガルバノスキャナ５ａ、５ｂと、ｆθレンズ６と、ＸＹテーブル７と、吸収率測定部１０と、加工制御装置１１と、で構成される。レーザ発振器１からパルスとして出射したレーザ光２ａは、反射ミラー３ａで反射してエネルギー制御部４に伝搬する。エネルギー制御部４は、レーザ光２ａを所望のエネルギーに調整する装置である。エネルギー制御部４でエネルギー調整されたレーザ光２ｂは、反射ミラー３ｂで反射してガルバノスキャナ５ａと５ｂに伝搬する。

　ガルバノスキャナ５ａは、被加工材である製品基板８ａに対するレーザ光２ｂの照射位置をＸ方向に走査し、ガルバノスキャナ５ｂは、製品基板８ａに対するレーザ光２ｂの照射位置をＹ方向に走査する。ガルバノスキャナ５ａと５ｂによって二次元方向に走査されたレーザ光２ｂは、ｆθレンズ６に伝搬する。製品基板８ａは、多層のプリント基板であり、銅箔と樹脂層と銅箔の３層が積層された構造を有するが、表面にレーザ光吸収処理が施された銅箔を用いても良いし、銅箔表面にさらに有機層を設けても良い。

　ｆθレンズ６は、レーザ光２ｂをＸＹテーブル７に載置された製品基板８ａに集光させるレンズである。ＸＹテーブル７は、取り付けられた駆動機構１２ａと１２ｂによってＸ方向とＹ方向の二次元方向に移動可能である。ＸＹテーブル７は、製品基板８ａを載置するための領域９ａと、基準材である基準基板８ｂを載置するための領域９ｂを有する。

　吸収率測定部１０は、画像取得部１０ａと画像処理部１０ｂで構成される。画像取得部１０ａは、特定の波長の照明光を照射してＸＹテーブル７に載置された製品基板８ａと基準基板８ｂの表面状態の画像を取得する装置であり、画像取得部１０ａで取得した製品基板８ａと基準基板８ｂの表面状態の画像は、画像処理部１０ｂへ送信される。画像処理部１０ｂは、穴あけ加工で使用する種々のデータを解析し、その解析データを加工制御装置１１へ送信する。

　加工制御装置１１は、レーザ発振器１と、エネルギー制御部４と、吸収率測定部１０と、ガルバノスキャナ５ａ、５ｂと、ＸＹテーブル７と、に接続されており、レーザ加工装置１００の全体を制御する。また、加工制御装置１１は、穴あけ加工で使用する種々の解析データを格納するメモリ領域を有する。

　レーザ加工装置１００では、製品基板８ａの量産加工を開始する前に、加工制御装置１１に予め登録された製品基板８ａの穴あけ加工に必要な加工エネルギーとなるように、エネルギー制御部４でエネルギーを調整する。

　図２はこの開示の実施例１を示す加工制御装置の機能ブロック図である。加工制御装置１１は、内部に画像処理部１０ｂで変換した製品基板８ａと基準基板８ｂの色空間の値の差分である色差を算出する色差算出部１１ａと、色差に上限の値と下限の値を設け、式差が許容範囲を超えるとレーザ加工を中止する判断を行う加工判断部１１ｂを備える。色差算出部１１ａは画像処理部１０ｂに接続され、加工判断部１１ｂはレーザ発振器１とエネルギー制御部４に接続されている。

　図３は、この開示の実施例１を示す製品基板の穴あけ加工における加工エネルギーに対する加工穴の直径のばらつきの説明図である。加工穴の直径の上限の値３０ａと下限の値３０ｂは、顧客毎に要求される加工穴の品質値に基づいて決定する。例えば、加工穴の直径の上限の値３０ａと下限の値３０ｂの中間値を目標の加工穴の直径３１とする。穴あけ加工で用いる加工エネルギーを設定するために、量産加工よりも前に、予め試験基板を用いて穴あけ加工を行い、加工エネルギーを変化させたときに得られる加工穴の直径の推移線３２に基づいて、目標の加工穴の直径３１が得られる加工基準エネルギー３３を設定する。

　製品基板８ａの表面材料、あるいは表面処理が同じでも製品基板８ａの製造ばらつき等によって、複数の製品基板８ａの間の表面の吸収率が微妙に異なり、例えば、１つの製品基板８ａで選定した加工基準エネルギー３３を用いて複数の製品基板８ａを加工した場合、図３に示す複数の製品基板８ａの穴径結果群３４のように、実際に加工した加工穴の直径が加工穴の直径の上限の値３０ａと下限の値３０ｂの範囲を満たさず、その結果、加工不良となる製品基板８ａが発生する場合がある。

　図４は、この開示の実施例１を示す製品基板の色差と加工穴の直径の説明図である。物体の色空間は、その物体の吸収率の特性で決まるので、製品基板８ａの製造ばらつき等により生じる複数の製品基板８ａの間の表面の吸収率の差は、製品基板８ａの表面の色差である色空間の差分と関係付けることができる。図４では、加工基準エネルギー３３を所定の値に設定して加工した時に、目標の加工穴の直径３１が得られる試験基板の表面の色差を基準のゼロとしている。図４に示すように、色差が正の符号の色差領域４０ａでは、目標の加工穴の直径３１に対して加工穴の直径が小さくなる傾向にあり、一方、色差が負の符号の色差領域４０ｂでは、目標の加工穴の直径３１に対して、加工穴の直径が大きくなる傾向にある。図４では、色空間における明度の差から求めた色差と加工穴の直径の関係を示しているが、彩度、あるいは明度と彩度両方から色差を算出しても良い。

　次に穴あけ加工の手順について説明する。まず始めに、図３の結果を基にして、加工エネルギーを変化させたときに得られる加工穴の直径の推移線３２から、加工エネルギーと加工穴の直径の関係に対応する関数式を導いておく。次に、顧客から与えられる加工穴の直径の上限の値３０ａと下限の値３０ｂから目標の加工穴の直径３１を決定し、目標の加工穴の直径３１が得られる加工基準エネルギー３３を設定する。次に、加工基準エネルギー３３の値と、加工エネルギーと加工穴の直径の関係に対応する関数式を加工制御装置１１に格納する。なお、この開示では、加工基準エネルギー３３と、加工エネルギーと加工穴の直径の関係に対応する関数式を導くために使用する試験基板は、ＸＹテーブル７に載置される基準基板８ｂとしている。

　次に、量産加工よりも前に、図４の結果を基にして、複数の製品基板８ａに対して、製品基板８ａと基準基板８ｂの色差４２と、加工基準エネルギー３３で加工した際の加工穴の直径の関係を示す推移線３５から、色差と加工穴の直径の関係に対応する関数式を導いておく。色差４２は、画像取得部１０ａで取得した製品基板８ａと基準基板８ｂの表面状態の画像を、画像処理部１０ｂで色空間の値に変換処理し、製品基板８ａと基準基板８ｂの色空間の値の差分を算出することによって導く。色差４２の算出は、図２に示す加工制御装置１１の内部にある色差算出部１１ａで行う。次に、算出した色差と加工穴の直径の関係に対応する関数式を加工制御装置１１に格納する。

　図５は、この開示の実施例１を示すレーザ加工装置の加工エネルギー制御における動作処理フローである。ＸＹテーブル７の領域９ａに製品基板８ａを載置すると共に、領域９ｂに基準基板８ｂを載置する。基準基板８ｂは、加工基準エネルギー３３と加工エネルギーと加工穴の直径の関係に対応する関数式を導く試験基板である。

　製品基板８aへの加工エネルギーの制御フローを図５に基づいて説明する。まず、第２変換工程について説明する。加工制御装置１１はＸＹテーブル７を移動させ、画像取得部１０ａで基準基板８ｂの表面状態の画像を取得する（ステップＳ４０１）。次に、基準基板８ｂの表面状態の画像を画像処理部１０ｂで色空間における第２の値４１ｂに変換処理し（ステップＳ４０２）、加工制御装置１１のメモリ領域に格納する。この開示では、複数回、または複数の個所で基準基板８ｂの表面状態の画像を取得し、色空間における第２の値４１ｂを取得すれば、色空間における第２の値４１ｂへの変換信頼性が保たれる。

　次に、第１変換工程について説明する。加工制御装置１１はＸＹテーブル７を移動させ、画像取得部１０ａで製品基板８ａの表面状態の画像を取得する（ステップＳ４０３）。製品基板８ａの表面状態の画像を画像処理部１０ｂで色空間における第１の値４１ａに変換処理し（ステップＳ４０４）、加工制御装置１１のメモリ領域に格納する。この開示では、複数回、または複数の個所で製品基板８ａの表面状態の画像を取得し、色空間における第１の値４１ａを取得すれば、色空間における第１の値４１ａへの変換信頼性が保たれる。

　次に、色差算出工程について説明する。加工制御装置１１はメモリ領域に格納された基準基板８ｂの第２の値４１ｂと製品基板８ａの第１の値４１ａとの差分から、色差４２を算出する（ステップＳ４０５）。次に、加工制御装置１１は算出した色差４２と、加工制御装置１１に格納されている、色差と基準基板８ｂを穴あけ加工して取得した加工変数である加工穴の直径の関係に対応する関数式を読み出し（ステップＳ４０６）、色差４２で加工される加工穴の直径４３を導く（ステップＳ４０７）。この開示では、色差と基準基板８ｂを穴あけ加工して取得した加工穴の直径の関係に対応する関数式が加工情報となる。

　次に、エネルギー導出工程について説明する。加工制御装置１１は予め設定されている目標の加工穴の直径３１を読み出し（ステップＳ４０８）、読み出した目標の加工穴の直径３１と加工穴の直径４３の差Δｄを算出する（ステップＳ４０９）。次に、加工制御装置１１は加工制御装置１１に格納されている加工エネルギーと加工穴の直径の関係に対応する関数式を読み出し（ステップＳ４１０）、目標の加工穴の直径３１と加工穴の直径４３の差Δｄを補完するための補完加工エネルギーΔＥを算出する（ステップＳ４１１）。この開示では、加工エネルギーと加工穴の直径の関係に対応する関数式が加工情報となる。次に、加工制御装置１１は加工基準エネルギー３３に補完加工エネルギーΔＥを考慮することで、製品基板８ａで目標の加工穴の直径３１を達成するための加工エネルギー４４を算出する（ステップＳ４１２）。次に、加工制御装置１１はレーザ光２ｂのエネルギーが算出した加工エネルギー４４となるように、エネルギー制御部４へ指令し（ステップＳ４１３）、エネルギー制御部４で調整された加工エネルギー４４で、製品基板８ａの加工を行う。

　穴あけ加工が完了した製品基板８ａはＸＹテーブル７から搬出され、次の新たな製品基板８ａがＸＹテーブル７の領域９ａへ載置される。新たな製品基板８ａに対しても、図５に示す動作処理フローと同様に、製品基板８ａと基準基板８ｂの表面状態の画像から算出した色差４２から、目標の加工穴の直径３１を達成するための加工エネルギー４４となるように、エネルギー制御部４でレーザ光２ｂのエネルギーを調整し、穴あけ加工を行う。これにより、製品基板８ａの製造ばらつき等により、製品基板８ａの表面の吸収率に変化が生じた場合でも、色差４２から加工エネルギー４４を算出し、加工エネルギー４４を制御することで、加工穴の直径の上限の値３０ａと下限の値３０ｂの範囲を満たす穴あけ加工を行うことができる。

　この開示の実施例１では、製品基板８ａの単体の色空間における値だけでなく、加工基準エネルギー３３を選定した製品基板８ａと基準基板８ｂの表面の色空間における２つの値の差分から算出した色差４２から加工エネルギー４４を導くので、吸収率測定部１０の劣化度合やレーザ加工装置１００が設置される照明設置環境や組み合わせた周辺装置が発する照明光の照度や色の影響に依らず、製品基板８ａの表面の吸収率の変化に応じて、加工エネルギー４４を制御し、製品基板８ａへの安定した穴あけ加工を容易に行うことが可能となる。

　この開示の実施例１では、１つの画像取得部１０ａから特定の波長の照明光を照射して、製品基板８ａと基準基板８ｂの表面の吸収率の差を色差４２として算出し、加工エネルギー４４を制御して製品基板８ａを加工するレーザ加工装置１００について説明したが、画像取得部１０ａを複数配置し、複数配置した画像取得部１０ａから各々異なる波長の照明光を照射して、複数配置した各々の画像取得部１０ａから取得した製品基板８ａと基準基板８ｂの表面状態の画像を基に算出した色差４２から加工エネルギー４４を制御しても良い。また、１つの画像取得部１０ａから異なる波長の複数の照明光を照射しても良い。

　この開示の実施例１では、駆動機構１２ａと１２ｂに１つのＸＹテーブル７を取り付け、１つのレーザ光２ｂでレーザ加工する場合について説明したが、駆動機構１２ａと１２ｂに２つ以上の複数のＸＹテーブル７を取り付け、レーザ光２ｂを複数に分光し、複数のＸＹテーブル７に載置された複数の製品基板８ａを同時に加工しても良い。その場合、基準基板８ｂは製品基板８ａの枚数に応じて、同じ製品基板８ａを分割して、製品基板８ａと同一の基板を基準基板８ｂとすることが望ましい。

　この開示の実施例１では、レーザ発振器１から出射したレーザ光２ａのエネルギーをエネルギー制御部４で制御する方法について説明したが、出射するレーザ光２ａのエネルギーを調整する機能をレーザ発振器１が搭載している場合は、エネルギー制御部４を設置せずに、加工制御装置１１からの指令でレーザ発振器１から出射するレーザ光２ａのエネルギーを直接制御しても良い。

　この開示の実施例１では、レーザ加工装置１００のＸＹテーブル７に載置された製品基板８ａと基準基板８ｂの画像を取得し、色空間における２つの値に変換した後、２つの値の差分である色差４２に基づいて加工エネルギー４４を制御する場合について説明したが、製品基板８ａをＸＹテーブル７に載置するために使用する図示しない搬送装置に吸収率測定部１０を搭載し、吸収率測定部１０から加工制御装置１１へ色差４２のデータを送り、加工エネルギー４４を制御して製品基板８ａを加工しても良い。その結果、製品基板８ａの加工時間中に、並行して次に加工する製品基板８ａの色差４２のデータを取得することができるので、加工に要する工程を削減することができる。

　この開示の実施例１では、パルスとしてレーザ光２ａを出射するレーザ発振器１を搭載し、色差４２から加工エネルギー４４を算出して、加工エネルギー４４を制御し、製品基板８ａへ穴あけ加工を行うレーザ加工装置１００について説明したが、連続波発振するレーザ発振器を搭載し切断加工や除去加工するレーザ加工装置に、この開示の加工エネルギーの制御方法を適用しても良い。色空間における基準材と被加工材の色差から加工出力を算出し、加工出力を制御することで、所望の加工品質結果を得ることが可能になる。切断加工や除去加工するレーザ加工装置においては、加工穴の直径とは異なる画像処理結果、例えば、切断加工の場合は加工切断溝幅の画像処理結果から求めた色差を用いて、除去加工の場合は除去加工の終了後の底面の画像処理結果から求めた色差を用いて、加工出力を算出し、加工出力を制御しても良い。その結果、被加工材の吸収率が変化しても、安定した切断加工や除去加工を行うことが可能となる。

実施例２．
　この開示の実施例１では、色差４２から、加工エネルギー４４を算出し、加工エネルギー４４を制御して製品基板８ａの加工を行う場合について説明したが、色差４２の上限の値と下限の値を予め決めておき、色差４２が上限の値と下限の値の範囲を超えると製品基板８ａのレーザ加工を中止して、不良品基板としてＸＹテーブル７から搬出しても良い。図６は、この開示の実施例２を示すレーザ加工装置の加工エネルギー制御における動作処理フローである。

　次に、加工判断工程について説明する。図６において、ステップＳ５０１からステップＳ５０５までは、実施例１で説明した図５に示すステップＳ４０１からステップＳ４０５と同じである。ステップＳ５０５にて、加工制御装置１１が色差４２を算出した後、加工制御装置１１は算出した色差４２が上限の値と下限の値の範囲を超えているか否かを判定し（ステップＳ５０６）、予め設定されている上限の値と下限の値で決まる許容範囲を超えている場合は、加工制御装置１１は製品基板８ａのレーザ加工を中止して、不良品基板としてＸＹテーブル７から搬出する（ステップＳ５０７）。レーザ加工を中止するか否かは、図２に示すように加工制御装置１１の内部にある加工判断部１１ｂで行う。算出した色差４２が上限の値と下限の値で決まる許容範囲内の場合は、加工制御装置１１は加工制御装置１１に格納されている色差と加工穴の直径の関係に対応する関数式を読み出し（ステップＳ５０８）、算出した色差４２で加工される加工穴の直径４３を導く（ステップＳ５０９）。ステップＳ５０９からステップＳ５１５までは、この開示の実施例１で説明した図５に示すステップＳ４０７からステップＳ４１３と同じである。

　この開示の実施例２では、色差４２の上限の値と下限の値を予め決めておき、色差４２が上限の値と下限の値で決まる許容範囲を超えると製品基板８ａのレーザ加工を中止して、不良品基板としてＸＹテーブル７から搬出する。その結果、製品基板８ａの表面の吸収率の変化に応じて、加工エネルギー４４を制御し、製品基板８ａへの安定した穴あけ加工を容易に行うことが可能になると共に、不良品基板を穴あけ加工の工程を経て後工程へ流出することを防ぐことができる。

実施例３．
　この開示の実施例１では、予め加工制御装置１１に格納された色差と加工穴の直径の関係に対応する関数式を参照して、加工エネルギー４４を算出し、エネルギー制御部４で調整した加工エネルギー４４で、製品基板８ａの加工を行う場合について説明したが、製品基板８ａの加工終了後に、画像取得部１０ａが製品基板８ａの加工位置にくるように、加工制御装置１１はＸＹテーブル７を移動させ、再度、画像取得部１０ａで加工終了後の製品基板８ａの表面状態の画像を取得しても良い。図７は、この開示の実施例３を示すレーザ加工装置の加工エネルギー制御における動作処理フローである。

　図７において、ステップＳ６０１からステップＳ６１３までは、この開示の実施例１で説明した図５に示すステップＳ４０１からステップＳ４１３と同じである。ステップＳ６１３にて、加工制御装置１１はレーザ光２ｂのエネルギーが算出した加工エネルギー４４となるように、エネルギー制御部４へ指令し、エネルギー制御部４で調整した加工エネルギー４４で、製品基板８ａの加工を行う（ステップＳ６１４）。次に、加工制御装置１１はＸＹテーブル７を移動させ、再度、画像取得部１０ａで加工終了後の製品基板８ａの加工穴の表面状態の画像を取得する（ステップＳ６１５）。

　次に、加工情報更新工程について説明する。加工制御装置１１は画像処理部１０ｂで製品基板８ａの加工穴の表面状態の画像を二値化し、輪郭を抽出することで、穴径処理結果５１を取得する（ステップＳ６１６）。次に、加工制御装置１１は穴径処理結果５１のデータを更新して内部に再格納し、加工情報である色差と加工穴の直径の関係に対応する関数式を更新する。その結果、製品基板８ａの表面状態が経時的に変化して、表面の吸収率が変化した場合でも、吸収率の変化を色差の変化として更新反映した色差と加工穴の直径の関係に対応する関数式から加工エネルギー４４を算出し、加工エネルギー４４を制御して製品基板８ａを加工するので、安定した穴あけ加工を行うことが可能となる。

　１　レーザ発振器、２ａ，２ｂ　レーザ光、３ａ，３ｂ　反射ミラー、４　エネルギー制御部、５ａ，５ｂ　ガルバノスキャナ、６　ｆθレンズ、７　ＸＹテーブル、８ａ　　　　　　　製品基板、８ｂ　基準基板、９ａ，９ｂ　領域、１０　吸収率測定部、１０ａ　画像取得部、１０ｂ　画像処理部、１１　加工制御装置、１１ａ　色差算出部、１１ｂ　加工判断部、１２ａ，１２ｂ　駆動機構、３０ａ　上限の値、３０ｂ　下限の値、３１　目標の加工穴の直径、３２，３５　推移線、３３　加工基準エネルギー、３４　穴径結果群、４０ａ，４０ｂ　色差領域、４１ａ　第１の値、４１ｂ　第２の値、４２　色差、４３　加工穴の直径、４４　加工エネルギー、５１　穴径処理結果、１００　レーザ加工装置。

Claims (7)

1. 　被加工材の表面状態を色空間における第１の値に変換する第１変換工程と、
   　基準材の表面状態を色空間における第２の値に変換する第２変換工程と、
   　前記第１の値と前記第２の値の差分である色差を算出する色差算出工程と、
   　前記基準材をレーザ加工して取得した加工変数と前記色差との関係に対応する加工情報に基づき、前記被加工材をレーザ加工するレーザ光の加工エネルギーを導くエネルギー導出工程と、
   　を有することを特徴とする加工エネルギーの制御方法。
2. 　前記加工変数は加工穴の穴径であることを特徴とする請求項１に記載の加工エネルギーの制御方法。
3. 　前記色差に許容範囲を設定し、前記色差が許容範囲を超える場合は前記被加工材へのレーザ加工を中止する加工判断工程を有することを特徴とする請求項２に加工エネルギーの制御方法。
4. 　前記被加工材をレーザ加工して取得した加工穴の穴径を用いて、前記加工情報を更新する加工情報更新工程を有することを特徴とする請求項３に記載の加工エネルギーの制御方法。
5. 　レーザ光を出力するレーザ光発振部と
   　被加工材と基準材の表面状態を取得する画像取得部と、
   　該画像取得部で取得した前記被加工材の表面状態を色空間における第１の値に変換すると共に、前記基準材の表面状態を色空間における第２の値に変換する画像処理部と、
   　前記第１の値と前記第２の値の差分である色差を算出する色差算出部と、
   　前記基準材をレーザ加工して取得した加工変数と前記色差との関係に対応する加工情報に基づき、前記被加工材をレーザ加工するレーザ光の加工エネルギーを導くエネルギー制御部と、
   を備えるレーザ加工装置。
6. 　前記色差に許容範囲を設定し、前記色差が許容範囲を超える場合は前記被加工材へのレーザ加工を中止する加工判断部を備えることを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 　前記被加工材はプリント基板であり、該プリント基板に穴あけ加工を行うことを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。

Images