(57)【要約】【課題】基板反り状態に対して、基板上の適切な位置において光加工が可能な光加工装置が求められていた。【解決手段】照射手段１０により被加工物に対して斜め方向から被加工物上へ光を照射したとき、被加工物６が反り状態とそうでない場合とで被照射点が、第1の光路２と略水平方向に変化が生じる。この変化を受像手段８での反射光の撮像位置の変化として読み取る。変化量の程度によって加工をエラー停止させることができ、加工不良品作成を未然に防止できる。【選択図】図１
2005205414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを出力する光エネルギー出力手段と、前記光エネルギーを被加工物へ導く第１の光路と、被加工物からの光路の一部が前記第１の光路と重複する第２の光路と、前記第２の光路に配置した受像手段を備え、被加工物に対して斜め方向から被加工物上の前記第２の光路の近傍へ光を照射する照射手段を設け、被加工物上の前記照射手段からの光の形状に対応した信号を前記受像手段から入力し、前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出する検出手段を設けた光加工装置。
【請求項２】
前記照射手段による光量を被加工物の状態によって制御する光量制御手段を設けた請求項1記載の光加工装置。
【請求項３】
光エネルギーの方向に対して略垂直方向に第１の光路と被加工物を相対移動させる第１の駆動手段と、光エネルギーの方向に対して略水平方向に第１の光路と被加工物を相対移動させる第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段を制御する駆動制御手段を設け、検出手段からの信号を前記駆動制御手段に入力して第１の光路に対する被加工物の位置を制御する請求項１または２記載の光加工装置。
【請求項４】
前記照射手段を被加工物に対して円弧を描く方向に移動する第３の駆動手段を設けた請求項３記載の光加工装置。
【請求項５】
検出手段は、被加工物上の前記照射手段からの光の形状の重心位置を検出し、予め設定した設定値と前記検出した重心位置のズレから前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出する請求項１から４の何れかに記載の光加工装置。
【請求項６】
検出手段は、被加工物上の前記照射手段からの光の形状の最長長さを示す主軸の角度を検出し、予め設定した設定値と前記検出した主軸の角度のズレから前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置の検出状態を検出する請求項１から４の何れかに記載の光加工装置。
【請求項７】
検出手段は、被加工物上の前記照射手段からの光の形状の面積を検出し、予め設定した設定値と前記検出した面積の差から前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置の検出状態を検出する請求項１から４の何れかに記載の光加工装置。
【請求項８】
第1方向検出値判定手段により、予め設定した範囲内で位置検出を行えないと判定した場合、前記第１の駆動手段により光エネルギーの方向に対して略垂直方向に第１の光路と被加工物を相対移動させ、少なくとも一回以上の検出動作により前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出する請求項２から７の何れかに記載の光加工装置。
【請求項９】
第２方向検出値判定手段により、予め設定した範囲内で位置検出を行えないと判定した場合、前記第２の駆動手段により光エネルギーの方向に対して略水平方向に第１の光路と被加工物を相対移動させ、少なくとも一回以上の検出動作により前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出する請求項２から８の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１０】
光エネルギーの方向に対して略垂直方向の被加工物の大きさを予め設定した値で分割し、検出位置記憶手段により前記分割した範囲内の任意の位置を検出手段で検出する位置として記憶し、前記記憶した位置に第１の駆動手段で移動させる請求項２から９の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１１】
略同一の被加工物に対して少なくとも1回の検出動作を複数の被加工物に連続して行う場合、検出頻度設定手段により設定された頻度で検出を行い、検出を行わない場合は検出データ記憶手段により記憶された前回の計測データを用いる請求項２から１０の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１２】
略同一の被加工物に対して複数回の検出動作を複数の被加工物に連続して行う場合、少なくとも1回代表位置設定手段により設定された検出位置で検出を行い、許容精度設定手段により設定された範囲を超えた場合複数回の検出動作を行い、超えない
場合は検出データ記憶手段により記憶された前回の計測データを用いる請求項２から１１の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１３】
前記第1の光路上に被加工物を照らす照明手段を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応して前記照明手段の照度を制御する照度制御手段を設けた前記１から１２の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１４】
前記受像手段にシャッター機能を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応してシャッター速度を制御するシャッター速度制御手段を設けた前記１から１３の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１５】
前記第２の光路上に特定の波長帯を減衰させる光学フィルタを設けた前記１から１４の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１６】
前記第２の光路上に特定の波長帯を減衰させる光学フィルタを任意に設置可能な光学フィルタ設定手段を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応して光学フィルタ設定を制御するフィルタ設定制御手段を設けた前記１から１５の何れかに記載の光加工装置。
【請求項１７】
前記第２の光路上に特定の波長帯を減衰させる複数の光学フィルタを任意に選択設置可能な光学フィルタ選択設定手段を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応して光学フィルタ設定を選択制御するフィルタ設定選択制御手段を設けた前記１から１６の何れかに記載の光加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光エネルギーを集光することで局所加熱を可能にし、はんだ接合あるいは樹脂の加熱加工などの加工装置およびこれを用いた生産設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーによりはんだ接合などの加工を行う場合、加工手段と基板などの被対象物との距離は、照射径のみならず糸はんだの送給位置にも影響する重要なパラメータの１つである。しかしながら、多くの基板は製造時の変形歪みや、リフロー、フロー工程など熱衝撃サイクルの繰り返しにより変形が助長されている。その上、搭載部品そのものの自重による撓みの影響も部品数、部品種類によっては無視できないレベルとなる。こうした、基板反り状態に対して、従来は、治具などの工夫により、影響のないレベルに抑える方法や、接触式のゲージや非接触式の専用センサを基板にあわせて配置し、それらを用いて反り量を算出し補正する方法があった（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７-８６７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術のうち治具による対応では、基板毎に専用の治具を作成する必要があった。また、接触式のゲージや非接触式の専用センサを用いる場合、基板サイズにあわせてゲージ及び専用センサを複数用意する必要がある上、その配置は基板に合わせて固定されており、基板毎に配置をいれかえる、または再配置する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第1の手段は、光エネルギーを出力する光エネルギー出力手段と、前記光エネルギーを被加工物へ導く第１の光路と、被加工物からの光路の一部が前記第１の光路と重複する第２の光路と、前記第２の光路に配置した受像手段を備え、被加工物に対して斜め方向から被加工物上の前記第２の光路の近傍へ光を照射する照射手段を設け、被加工物上の前記照射手段からの光の形状に対応した信号を前記受像手段から入力し、前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出する検出手段を設けたことを特徴とする。
【０００５】
本発明の第２の手段は、前記照射手段による光量を被加工物の状態によって制御する光量制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の第３の手段は、光エネルギーの方向に対して略垂直方向に第１の光路と被加工物を相対移動させる第１の駆動手段と、光エネルギーの方向に対して略水平方向に第１の光路と被加工物を相対移動させる第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段を制御する駆動制御手段を設け、検出手段からの信号を前記駆動制御手段に入力して第１の光路に対する被加工物の位置を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第４の手段は、前記照射手段を被加工物に対して円弧を描く方向に移動する第３の駆動手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第５の手段として検出手段は、被加工物上の前記照射手段からの光の形状の重心位置を検出し、予め設定した設定値と前記検出した重心位置のズレから前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第６の手段として検出手段は、被加工物上の前記照射手段からの光の形状の最長長さを示す主軸の角度を検出し、予め設定した設定値と前記検出した主軸の角度のズレから前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置の検出状態を検出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第７の手段として検出手段は、被加工物上の前記照射手段からの光の形状の面積を検出し、予め設定した設定値と前記検出した面積の差から前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置の検出状態を検出することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第８の手段は、第1方向検出値判定手段により、予め設定した範囲内で位置検出を行えないと判定した場合、前記第１の駆動手段により光エネルギーの方向に対して略垂直方向に第１の光路と被加工物を相対移動させ、少なくとも一回以上の検出動作により前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第９の手段は、第２方向検出値判定手段により、予め設定した範囲内で位置検出を行えないと判定した場合、前記第２の駆動手段により光エネルギーの方向に対して略水平方向に第１の光路と被加工物を相対移動させ、少なくとも一回以上の検出動作により前記光エネルギーの方向に対して略水平方向の第１の光路に対する被加工物の位置を検出することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第１０の手段は、光エネルギーの方向に対して略垂直方向の被加工物の大きさを予め設定した値で分割し、検出位置記憶手段により前記分割した範囲内の任意の位置を検出手段で検出する位置として記憶し、前記記憶した位置に第１の駆動手段で移動させることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１１の手段は、略同一の被加工物に対して少なくとも1回の検出動作を複数の被加工物に連続して行う場合、検出頻度設定手段により設定された頻度で検出を行い、検出を行わない場合は検出データ記憶手段により記憶された前回の計測データを用いることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１２の手段は、略同一の被加工物に対して複数回の検出動作を複数の被加工物に連続して行う場合、少なくとも1回代表位置設定手段により設定された検出位置で検出を行い、許容精度設定手段により設定された範囲を超えた場合複数回の検出動作を行い、超えない場合は検出データ記憶手段により記憶された前回の計測データを用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１３の手段は、前記第1の光路上に被加工物を照らす照明手段を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応して前記照明手段の照度を制御する照度制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１４の手段は、前記受像手段にシャッター機能を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応してシャッター速度を制御するシャッター速度制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１５の手段は、前記第２の光路上に特定の波長帯を減衰させる光学フィルタ
を設けたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１６の手段は、前記第２の光路上に特定の波長帯を減衰させる光学フィルタを任意に設置可能な光学フィルタ設定手段を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応して光学フィルタ設定を制御するフィルタ設定制御手段を設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１７の手段は、前記第２の光路上に特定の波長帯を減衰させる複数の光学フィルタを任意に選択設置可能な光学フィルタ選択設定手段を設け、被加工物の状況確認と、被加工物の加工状況確認と、光エネルギー照射位置確認と、照射手段からの光形状確認に対応して光学フィルタ設定を選択制御するフィルタ設定選択制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明は専用のセンサを用いずに斜め方向から被加工物に照射光をあて、その反射光を受像手段に入力し、その撮像位置を検出することで、被加工物の反り状態、反り量を検出することができるので、基板の状態に合わせた適正な位置での光加工を低コストに実現し、不良品の作成を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について図１、図２を用いて説明する。１は光エネルギーを出力する光エネルギー出力手段であり、加工エネルギー源で、２は光エネルギーを被加工物に導く光エネルギーの第１の光路を示す。３はハーフミラーであり、光エネルギーの波長成分を透過させ、可視光成分を反射させる特性をもつ。
【００２３】
４は光エネルギーを整形する光学手段であり、例えば、面レンズと円筒レンズ光との組み合わせ等により構成され、エネルギー出力手段から出る光を必要なビーム径に集光する。その集光特性は光エネルギー光源の発散特性に合わせて設定されている。５は着脱可能な保護ガラスであり、加工時に発生する異物が４に付着することを防ぐ。異物付着により光エネルギー出力が低下した場合にこれを交換することで、光出力を回復させ、メンテナンスを容易にする。
【００２４】
６は本装置の加工対象である被加工物、７は被加工物の光を受光手段に導くためのミラー、８は被加工物の画像を見るための受像手段、９は受光手段の光路(第２の光路)を示す。１０は被加工物に対して斜め方向から被加工物上の第２の光路近傍へ光を照射する照射手段。１１は糸はんだ送給装置、１２は照射手段１０からのでた光の反射光を受像手段８から入力し、その状態変化を読み取り、被加工物の反り量を算出する計測手段を示している。
【００２５】
また、図２は反射光の受像状態の変化を示した図であり、１３は照射反射光の形状を示している。１４は反りがない場合の照射状態画面であり、１５は反り発生時の照射状態画面である。
以上のように構成された光加工装置について、その動作を説明する。まず光エネルギー出力手段１から出た光は第1の光路２に沿ってハーフミラー３を透過し、光エネルギー整形手段４に入り、ここで必要な大きさに集光され、保護ガラス５を経て、被加工物上６に照射される。
この集光された光で被加工物６を加工する。被加工物６から出た光は保護ガラス５、光エネルギー整形手段４を経てハーフミラー３で第２の光路９に反射し、ミラー７で再度反射
後、受光手段８に入る。また、糸はんだ送給手段１１を設けているので、加工ヘッドによって光ビームを被加工物の所定の部位に照射し、加熱された照射部位にはんだを送り込み、はんだ付け加工を行うことができる。
はんだ付け加工において、被加工物６の一例として基板を考えた場合、基板に反りが生じていると、この反り状態により被照射点が第1の光路２と比べて略水平方向にずれが生ずる。それの伴い、光ビーム加工時の照射径の変化が生じたり、糸はんだ送給位置からもずれてしまう。この時、被加工物に対して斜め方向から被加工物上の第２の光路近傍へ光を照射した反射光は受像手段８により図２のように観測することができる。
同一ポイントであっても、基板に反りがない場合と反りがある場合とでは、図２の１３、１４のように反射光の撮像位置が変化する。こうして、照射手段１０と受像手段８により基板の反りが発生していることを検出できる。
また、この反射光の撮像位置の変化量は基板の反り状態の程度を表すものであり、変化量の程度によってエラー停止させることができ、加工不良品作成を未然に防止できる。また、予め所定の基板反り量と受像手段上での反射光の撮像位置の変化量との相関関係を調べておくことで基板反り量の絶対値を検出することが可能となる。
なお、光エネルギーの具体例としてレーザ、ランプ、受光手段としてはカメラ、画像補正手段としてレンズがある。
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態（請求項２）について図３を用いて説明する。１から１２までは図１の構成と同様であるが、照射手段の光量を変化させることができる光量制御手段１６が設けられている。
【００２６】
本構成による光加工装置では、被加工物の表面状態により照射手段１０による照射光の反射光の状態が微弱になるような場合でもあるいは過大な場合でも、照射手段１０から発せられる光量を光量制御手段１６により最適な照射状態を実現でき、安定して基板の反り状態検出を行うことが可能である。光量の制御は、ランプ等に与える電力量を変化させたり、また、複数のランプを設けておいて電力を与えるランプ数を段階的に変化させることでも実現できる。
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態（請求項３）について図４を用いて説明する。１から１２までは図１の構成と同様であるが、光エネルギーの方向に対して略垂直方向に第１の光路と被加工物を相対移動させる第１の駆動手段１７と、光エネルギーの方向に対して略水平方向に第１の光路と被加工物を相対移動させる第２の駆動手段１８と、前記第１の駆動手段と第２の駆動手段を制御する駆動制御手段１９が設けられている。
【００２７】
本構成による光加工装置では、駆動制御手段１９によって第１の駆動手段１７の移動方向や移動量を制御して基板上の任意の点に位置決め移動が行え、任意の点での基板反り計測が可能である。また、計測手段により計測した基板反り量から駆動制御手段１９により第２の駆動手段１８を制御し基板反り方向に加工ヘッドを移動させることで、光ビーム加工時の照射径の変化や糸はんだ送給位置のずれを引き起こすことなく高品質なはんだ付け加工が行える。加工装置で用いられるいわゆるＸ−Ｙテーブルとその制御装置で応用できる。なお、駆動制御手段１９には、あらかじめ第１の駆動手段１９と第２の駆動手段の移動方向と移動量を制御する制御プログラムが内蔵されており、基板の反りにより生じた照射位置のずれを、移動すべき場所の座標情報としてのＸ−Ｙ座標データを入力することで、所望の位置に光エネルギーを照射できる。駆動制御に関するプログラムや駆動手段の移動方向、移動量の制御に関しては、駆動手段の形態が異なる以下の実施の形態においても同様の考え方で実行可能である。
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態（請求項４）について図５を用いて説明する。１から１２および１７から１９までは図４の構成と同様であるが、照射手段を被加工物に対して円弧を
描く方向に移動する第３の駆動手段２０が設けられている。
【００２８】
本構成による光加工装置では、照射手段１０による照射光が基板上の搭載部品などにより妨げられ、基板上の第２の光路近傍へ照射ができないような場合でも、第３の駆動手段２０により照射方向を任意の方向に変更させることが可能となり、搭載部品によって妨げられるようなことなく基板上の第２の光路近傍へ照射できる。
【００２９】
こうして、計測手段により計測した基板反り量から駆動手段により第２の駆動手段を制御し基板反り方向に加工ヘッドを移動させることで、光ビーム加工時の照射径の変化や糸はんだ送給位置のずれを引き起こすことなく高品質なはんだ付け加工が基板上の搭載部品状態に因らず行える。
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態（請求項５）について図６を用いて説明する。
【００３０】
図６は反射光の受像状態の変化を示した図であり、２１は照射反射光の形状を示している。２４、２５はそれぞれ教示時の照射状態画像、加工時の照射状態画像を示している。照射手段の集光特性や搭載位置、また被照射点である基板の表面状態や色、配線パターン、ランド形状などにより、照射状態は２４、２５に示したような真円から歪んだ不明瞭な画像状態になる場合がある。
【００３１】
このような場合、教示時と実際に加工する時での照射時の光形状の変化を定量的に算出するため、２２、２３に示したように光形状の重心位置をとることで精度よく計測を行う。教示時の光形状重心位置２２の値を記憶しておき、加工時の光形状重心位置２３の値との差を基板反り量として、例えば駆動制御装置において計測することができる。こうして、照射手段の集光特性や搭載位置、また被照射点である基板の表面状態や色、配線パターン、ランド形状などに因らず精度よく基板反り状態を計測できる。
（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態（請求項６）について図７を用いて説明する。図７は反射光の受像状態の変化を示した図であり、３０、３１はそれぞれ教示時の照射状態画面、加工時の照射状態画面を示している。被照射点である基板の表面状態や色、配線パターン、ランド形状などにより、照射状態は２６、２７に示したように教示時の光形状２６に対して加工時の光形状２７は大きく歪み、不明瞭さが増大するような画像状態になる場合がある。
【００３２】
このような場合、基板の重心の位置を計測しても、実際の基板反り状態を精度よく算出できない可能性があるため、このような状態になったことを、光形状の主軸角をとることで検出する。教示時の光形状主軸角２８の値を図示しないメモリに記憶しておき、加工時の光形状主軸角２９の値との差を演算し、その差が所定の範囲内であれば、基板反り量計測可能状態とし、所定の範囲を超える場合は基板反り量計測不可能状態と判定することができる。
【００３３】
こうして、被照射点である基板の表面状態や色、配線パターン、ランド形状などに因らず基板反り量計測状態を判定することが可能で計測不可能時にエラー停止させて、加工不良品作成を未然に防止できる。なお、上記のような演算は、予め格納されたプログラムによって実現され、そのプログラムの実行は、光加工装置のＣＰＵで行っても、別途のコンピュータで行っても、駆動制御装置内で行っても構わない。
（実施の形態７）
本発明の第７の実施の形態（請求項７）について図８を用いて説明する。図８は反射光の受像状態の変化を示した図であり、３４、３５はそれぞれ教示時の照射状態画面、加工時の照射状態画面を示している。被照射点である基板の各種スルーホールパターンなどに
より、教示時と加工時の搭載状態の違いにより照射手段による光がスルーホールをぬけてしまい反射光の光形状面積が小さくなるおそれがある。また、基板の反り量が大きい場合にも、３４、３５に示したように教示時の光形状に対して加工時の光形状が画面上切れてしまったような形状となるおそれもある。このような場合、光形状の重心の位置を計測しても、実際の基板反り状態を精度よく算出できない可能性があるため、このような状態になったことを、光形状の面積をとることで検出する。教示時の光形状面積３２の値を記憶しておき、加工時の光形状面積３３の値との差をとり所定の範囲内であれば、基板反り量計測可能状態とし、所定の範囲を超える場合は基板反り量計測不可能状態と判定することができる。こうして、スルーホールパターンや過大な基板反り状態などに因らず基板反り量計測状態を判定することが可能で計測不可能時にエラー停止させて、加工不良品作成を未然に防止できる。上記のような演算は、予め格納されたプログラムによって実現され、そのプログラムの実行は、光加工装置のＣＰＵで行っても、別途のコンピュータで行っても、駆動制御装置内で行っても構わない。
（実施の形態８）
本発明の第８の実施の形態（請求項８から請求項１２）について図９を用いて説明する。１から１２および１７から１９までは図４の構成と同様であるが、基板反り方向に起因する反り量検出状態を判定する第１方向検出値判定手段３６と、基板と水平方向のずれに起因する反り量検出状態を判定する第２方向検出値判定手段３７と、基板反り量検出位置を記憶するための検出位置記憶手段３８と、連続して基板を加工する場合に検出動作をどの程度の頻度で基板反り検出するかの頻度を設定するための検出頻度設定手段３９と、複数の計測位置の中で基板反り状態を判定するための代表位置を設定するための代表位置決定手段４０と、代表位置での計測状態を判定させるための許容値を設定するための許容精度設定手段４１と計測データを記憶するための検出データ記憶手段４２とが設けられている。
【００３４】
本構成による光加工装置では、まず計測手段によって計測された光形状の面積値などを教示時にその許容範囲を登録しておき、実際の加工時に、再度計測した面積値が所定の範囲を超える場合、第１方向検出値判定手段により基板反り状態が過大なため、その位置での計測が不可能と判定し、第１の駆動手段すなわち基板反り方向に加工ヘッドを所定量上下させそれぞれで計測を行う。それでも計測不可能となる場合は再度所定量変化させるということを所定回数繰り返す。移動した位置で計測が可能となれば、移動量にその位置での計測量を加算したものが、その時の基板反り量ということになる。こうして、一度の計測可能ストロークが小さい場合でも、計測状態を判定し、計測可能位置に移動させることで、過大な基板反り状態の計測が可能となる。
【００３５】
次に同様に計測手段によって計測された光形状の主軸角値などを教示時にその許容範囲を登録しておき、実際の加工時に、再度計測した主軸角値が所定の範囲を超える場合、第２方向検出値判定手段により基板表面状態が劣悪なため、その位置での計測が不可能と判定し、第２の駆動手段すなわち基板に対して水平方向に加工ヘッドを所定量所定の方向に移動させそれぞれで計測を行う。それでも計測不可能となる場合は再度所定の方向に所定量変化させるということを所定回数繰り返す。移動した複数の位置で計測が可能となれば、その中で計測値が許容範囲の中心値に近いものをその時の基板反り量とする。こうして、基板の表面状態が劣悪な場合でも計測状態を判定し、計測可能位置に移動させることで、基板反り状態の計測が可能となる。
【００３６】
また、本構成では基板の大きさを設定した値で碁盤目状に分割し、それぞれの点を基板反り計測位置として検出位置記憶手段により登録することが可能であるため、一括して計測位置の自動登録が可能である。また、この自動登録された計測位置にて計測を行わせたとき、前記の第２方向検出値判定手段により計測不可能と判定された場合に、第２の駆動手段すなわち基板に対して水平方向に加工ヘッドを所定量所定の方向に移動させそれぞれ
で計測を行うことを繰り返すことで、計測位置の修正をも自動で行うことができる。
【００３７】
さらに、本構成では連続して基板を加工する場合に検出動作をどの程度の頻度で基板反り検出するかの頻度を設定するための検出頻度設定手段があるので、連続加工時に毎回基板反り計測を行うのではなく、設定された回数に１回計測を行い、計測しない回は検出データ記憶手段に記憶された前回の計測値を利用することで、基板反り計測時間によるタクトタイムアップを抑制することが可能である。タクトタイムアップ抑制手法としては他にも、基板上の複数の基板反り計測位置の中から代表位置決定手段によって代表位置を選択しておき、代表位置での計測状態を許容精度設定手段によって設定した許容値から判定を行い、許容値を超えた場合は、代表点以外の計測位置の基板反り計測を行い、超えない場合は、検出データ記憶手段に記憶された前回の計測値を利用する。こうして、必要な場合のみ基板反り量の再計測を行うことでタクトタイム短縮を図ることができる。
（実施の形態９）
本発明の第９の実施の形態（請求項１３から請求項１６）について図１０を用いて説明する。１から１２および１７から１９までは図４の構成と同様であるが、被加工物を照らす照明手段４３と、照明照度を制御する照度制御手段４４と、受像手段にはシャッター機能４５と、シャッター速度を制御するシャッター速度制御手段４６と、前記第2の光路上には特定の波長帯を減衰させる光学フィルタ４７と、光学フィルタ設定状態を制御するフィルタ設定制御手段４８とが設けられている。
【００３８】
本構成による光加工装置では、被加工物である基板の状況を確認する時と、加工状況を確認する時と、基板上での光エネルギー照射位置を確認する時と、照射手段からの光形状を確認する時のそれぞれの場合に応じて、基板を照らす照明手段の照度を制御する照度制御手段があるので、それぞれの状態に最適な照明状態を選択することができ、状態をより鮮明に確認でき、基板の反り量計測も精度よく行うことが可能となる。
【００３９】
さらに、受像手段にシャッター機能が設けられており、基板の状況を確認する時と、加工状況を確認する時と、基板上での光エネルギー照射位置を確認する時と、照射手段からの光形状を確認する時のそれぞれの場合に応じて、シャッター速度を制御するシャッター速度制御手段があるので、それぞれの状態に最適なシャッター速度状態を選択することができ、状態をより鮮明に確認でき、基板の反り量計測も精度よく行うことが可能となる。
【００４０】
また、第2の光路上に特定の波長帯を減衰させる光学フィルタを設けているので、光エネルギーの照射反射光が強い場合でも、受像手段への光学的ダメージを軽減することができる。また、受像画面において加工状況を確認する際にも反射光以外の可視化が容易となる。この光学フィルタはフィルタ設定制御手段により、必要な場合にのみ有効とすることができ、通常の基板の状況を確認するときなどは無効状態にしておくことで、状況確認が容易となる。
（実施の形態１０）
本発明の第１０の実施の形態（請求項１７）について図１１を用いて説明する。１から１２、１７から１９および４３から４６までは図１０の構成と同様であるが、記第2の光路上には特定の波長帯を減衰させる光学フィルタとして減衰させる波長帯違いの光学フィルタ１：４９、光学フィルタ２：５０、光学フィルタ３：５１と、使用する光学フィルタを選択設定する光学フィルタ選択設定手段５２と、光学フィルタ設定を選択制御するフィルタ設定選択制御手段５３とが設けられている。
【００４１】
本構成による光加工装置では、被加工物である基板の状況を確認する時と、加工状況を確認する時と、基板上での光エネルギー照射位置を確認する時と、照射手段からの光形状を確認する時のそれぞれの場合に応じて、特定の波長帯を減衰させる光学フィルタを順次切り替えて設置することがフィルタ設定選択制御手段と光学フィルタ選択設定手段により
可能となっており、それぞれの状態に最適な光学フィルタを選択することができ、状態をより鮮明に確認でき、基板の反り量計測も精度よく行うことが可能となる。
【００４２】
なお、以上に示した装置構成、手段、数値パラメータ、計測方法などは一例にすぎないことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は光加工装置は、専用のセンサを用いずに斜め方向から被加工物に照射光をあて、その反射光を受像手段に入力し、その撮像位置を検出することで、被加工物の反り状態、反り量を検出することができるので、基板の状態に合わせた適正な位置での光加工を低コストに実現し、不良品の作成を未然に防ぐことができ、光エネルギーを集光することで局所加熱を可能にし、はんだ接合あるいは樹脂の加熱加工などの加工装置およびこれを用いた生産設備に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における装置構成概要図
【図２】本発明の第１の実施の形態における照射状態画面図
【図３】本発明の第２の実施の形態における装置構成概要図
【図４】本発明の第３の実施の形態における装置構成概要図
【図５】本発明の第４の実施の形態における装置構成概要図
【図６】本発明の第５の実施の形態における照射状態画面図
【図７】本発明の第６の実施の形態における照射状態画面図
【図８】本発明の第７の実施の形態における照射状態画面図
【図９】本発明の第８の実施の形態における装置構成概要図
【図１０】本発明の第９の実施の形態における装置構成概要図
【図１１】本発明の第１０の実施の形態における装置構成概要図
【符号の説明】
【００４５】
１・・・・・光エネルギー出力手段
２・・・・・第１の光路
３・・・・・ハーフミラー
４・・・・・光エネルギー整形手段
５・・・・・保護ガラス
６・・・・・被加工物
７・・・・・ミラー
８・・・・・受像手段
９・・・・・第２の光路
１０・・・・照射手段
１１・・・・糸はんだ送給手段
１２・・・・計測手段
１３・・・・照射時反射光形状
１４・・・・教示時の照射状態画面
１５・・・・加工時の照射状態画面
１６・・・・光量制御手段
１７・・・・第１の駆動手段
１８・・・・第２の駆動手段
１９・・・・駆動制御手段
２０・・・・第３の駆動手段
２１・・・・照射時光形状
２２・・・・教示時の光形状重心位置
２３・・・・加工時の光形状重心位置
２４・・・・教示時の照射状態画面
２５・・・・加工時の照射状態画面
２６・・・・教示時の光形状
２７・・・・加工時の光形状
２８・・・・教示時の光形状主軸角
２９・・・・加工時の光形状主軸角
３０・・・・教示時の照射状態画面
３１・・・・加工時の照射状態画面
３２・・・・教示時の光形状面積
３３・・・・加工時の光形状面積
３４・・・・教示時の照射状態画面
３５・・・・加工時の照射状態画面
３６・・・・第１方向検出値判定手段
３７・・・・第２方向検出値判定手段
３８・・・・検出位置記憶手段
３９・・・・検出頻度設定手段
４０・・・・代表位置設定手段
４１・・・・許容精度設定手段
４２・・・・検出データ記憶手段
４３・・・・照明手段
４４・・・・照度制御手段
４５・・・・シャッター機能
４６・・・・シャター速度制御手段
４７・・・・光学フィルタ
４８・・・・フィルタ設定制御手段
４９・・・・光学フィルタ１
５０・・・・光学フィルタ２
５１・・・・光学フィルタ３
５２・・・・光学フィルタ選択設定手段
５３・・・・フィルタ設定選択制御手段
【図１】
2005205414.tif 000003
【図２】
2005205414.tif 000004
【図３】
2005205414.tif 000005
【図４】
2005205414.tif 000006
【図５】
2005205414.tif 000007
【図６】
2005205414.tif 000008
【図７】
2005205414.tif 000009
【図８】
2005205414.tif 000010
【図９】
2005205414.tif 000011
【図１０】
2005205414.tif 000012
【図１１】
2005205414.tif 000013