JP2001305447A - Laser plotting device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
などの処理対象物に対してレーザビームを照射して所望
のパターンを描画するレーザ描画装置に係り、特に、走
査光学系の歪みによる描画パターンの位置ずれを高精度
に補正する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser drawing apparatus for drawing a desired pattern by irradiating a processing object such as a printed wiring board with a laser beam, and more particularly to a drawing pattern due to distortion of a scanning optical system. The present invention relates to a technique for correcting the positional deviation of a high precision.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のレーザ描画装置としては、例え
ば、特開平10-80781号公報に示すようなものがある。こ
の装置は、感光材料が被着されたプリント配線基板を載
置するテーブルと、描画用のレーザビームを主走査方向
に偏向させるポリゴンミラーやfθレンズなどを含む結
像光学系と、テーブルを副走査方向に移動させる移動機
構とを備えている。この装置は、描画クロックで読み出
されるラスターデータに基づいてレーザビームを変調
し、この変調されたレーザビームを主走査方向に偏向さ
せてテーブル上のプリント配線基板に照射させるととも
に、副走査方向にこのテーブルを移動させることによ
り、所望のパターンをプリント配線基板に描画する。2. Description of the Related Art As a conventional laser writing apparatus, for example, there is one as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-80781. This apparatus includes a table on which a printed wiring board on which a photosensitive material is adhered, an imaging optical system including a polygon mirror and an fθ lens for deflecting a laser beam for drawing in the main scanning direction, and an auxiliary table. And a moving mechanism for moving in the scanning direction. This apparatus modulates a laser beam based on raster data read by a drawing clock, deflects the modulated laser beam in the main scanning direction to irradiate a printed wiring board on a table, and simultaneously modulates the laser beam in the sub-scanning direction. By moving the table, a desired pattern is drawn on the printed wiring board.
【0003】ところで、所定の寸法形状の描画パターン
を適正にプリント配線基板に描画するためには、等間隔
でかつ均等に配列された画素で描画パターンがプリント
配線基板に描画されることが主要な条件として挙げられ
る。しかしながら、実際の装置には、間隔ムラがありか
つ不均一に配列された画素で描画パターンがプリント配
線基板に描画されるという不均一性が存在しており、こ
れにより走査画素の記録密度むら(描画パターンの位置
ずれ=走査歪み)が発生してしまう。この不均一性の要
因の一つとしては、例えば、fθレンズによるものがあ
る。fθレンズは、レーザビームのスポットがプリント
配線基板上を等速度で主走査方向に直線移動するように
するために用いられている。このfθレンズとしては、
図15(a)で破線で示すような直線等速度の走査光学
特性となるものが望まれている。しかしながら、実際の
fθレンズの走査光学特性は、図15(a)で実線で示
すように、微細レベルにおいては、レーザビームのスポ
ットが一走査期間において微小時間(画素単位程度の時
間)単位レベルで完全な直線等速度にならずに、歪みを
有するものになっている。その結果、ビームスポットの
主走査速度は、図15(b)で実線で示すように、一走
査期間の端部で速くなる特性となっている。そのため、
描画クロックが一定周波数であると、間隔ムラがありか
つ不均一に配列された画素で描画パターンがプリント配
線基板に描画されるという不均一性が生じることにな
り、fθレンズの特性により走査画素の記録密度むらが
発生してしまう。In order to properly draw a drawing pattern having a predetermined size and shape on a printed wiring board, it is important that the drawing pattern is drawn on the printed wiring board with pixels arranged at equal intervals and evenly. It is mentioned as a condition. However, in an actual apparatus, there is a non-uniformity in which a drawing pattern is drawn on a printed wiring board with pixels having uneven spacing and non-uniform arrangement. (Drawing pattern displacement = scanning distortion) occurs. One of the causes of the non-uniformity is, for example, an fθ lens. The fθ lens is used to make the spot of the laser beam linearly move on the printed wiring board at a constant speed in the main scanning direction. As this fθ lens,
It is desired to have a scanning optical characteristic having a linear constant speed as shown by a broken line in FIG. However, as shown by the solid line in FIG. 15A, the actual scanning optical characteristic of the fθ lens is such that, at the fine level, the spot of the laser beam is at a minute level (a time of about a pixel unit) in one scanning period. It does not have a perfect linear constant velocity but has distortion. As a result, as shown by the solid line in FIG. 15B, the main scanning speed of the beam spot has such a characteristic that it becomes faster at the end of one scanning period. for that reason,
If the drawing clock has a constant frequency, unevenness occurs in that the drawing pattern is drawn on the printed wiring board with pixels having uneven spacing and non-uniform arrangement, and the characteristics of the scanning pixels due to the characteristics of the fθ lens. Recording density unevenness occurs.
【0004】そこで、この走査画素の記録密度むらを補
正するために、この従来例装置には、実測された画素配
列ピッチのずれデータに基づいて、描画クロックの位相
を2π(1周期)以下の単位でシフトすべき位置を位相
シフト開始位置データとして演算する演算手段と、この
位相シフト開始位置データに従って描画クロックの位相
をシフトさせて画素配列のずれを補正するように描画ク
ロックの出力を制御するクロックパルス出力制御手段と
が備えられている。Therefore, in order to correct the recording density unevenness of the scanning pixels, the apparatus of the prior art uses a phase shift of a drawing clock of 2π (one cycle) or less based on deviation data of a pixel arrangement pitch actually measured. Calculating means for calculating the position to be shifted in unit as phase shift start position data, and controlling the output of the drawing clock so as to shift the phase of the drawing clock in accordance with the phase shift start position data and to correct the pixel arrangement shift And clock pulse output control means.
【0005】この装置では、走査画素の記録密度むらを
補正する処理を、以下のように行っている。実際に格子
状の描画パターンを描画し、その格子状の描画パターン
の各交点の位置を実測し、実測した格子状の描画パター
ンの各交点の位置と理想の格子状の描画パターンの交点
の位置とのずれから画素配列ピッチのずれデータを求め
ておく。演算手段は、この画素配列ピッチのずれデータ
に基づいて、描画クロックの位相を2π以下の単位でシ
フトすべき位置(一走査ラインのうちで対象となる複数
箇所の描画クロックの位置)を位相シフト開始位置デー
タとして演算する。クロックパルス出力制御手段は、位
相シフト開始位置データで特定される一走査ラインのう
ちで対象となる複数箇所の描画クロックの位相を、画素
配列ピッチのずれ量に応じて、所定の間隔でしかも正側
または負側のいずれかにシフトさせて、画素配列のずれ
を補正するように描画クロックの出力を制御している。
このように、一走査ラインのうちで対象となる複数箇所
の描画クロックの位相をシフトすることで、前記画素を
等間隔でかつ均等に配列されるように調整し、等間隔で
かつ均等に配列されるよう近づける調整を行った画素で
描画パターンをプリント配線基板に描画し、走査画素の
記録密度むらを補正している。In this apparatus, the processing for correcting the recording density unevenness of the scanning pixels is performed as follows. Actually draw the grid-like drawing pattern, measure the position of each intersection of the grid-like drawing pattern, and position the intersection of the actually measured grid-like drawing pattern with the ideal grid-like drawing pattern The deviation data of the pixel array pitch is obtained from the deviation from the above. Based on the pixel array pitch shift data, the arithmetic means shifts the position of the drawing clock phase in units of 2π or less (the positions of a plurality of target drawing clocks in one scan line). Calculate as start position data. The clock pulse output control means corrects the phases of the drawing clocks at a plurality of target positions in one scan line specified by the phase shift start position data at predetermined intervals in accordance with the shift amount of the pixel array pitch. The output of the drawing clock is controlled so as to shift to either the negative side or the negative side so as to correct the deviation of the pixel arrangement.
In this way, by shifting the phases of the drawing clocks at a plurality of target locations in one scanning line, the pixels are adjusted so as to be arranged at equal intervals and evenly, and are arranged at equal intervals and evenly. The drawing pattern is drawn on the printed wiring board with the pixels that have been adjusted so as to be close to each other, and the recording density unevenness of the scanning pixels is corrected.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。走査画素の記録密度むらを補正する処理は、一走
査ラインのうちの一部の描画クロックの位相を、画素配
列ピッチのずれ量に応じて、所定の間隔でしかも正側ま
たは負側のいずれかにシフトさせることにより行ってい
る。具体的には、クロック信号を所定時間(描画クロッ
クの一周期の10分の1程度の時間)ずつ順次に位相シ
フト(遅延)させて複数種類のクロック信号を生成し、
これらの信号の中から所望の位相シフト量のクロック信
号を1つ選択し、一走査ラインのうちの一部の描画クロ
ックに前記の選択した所望の位相シフト量のクロック信
号を当て嵌めて描画クロックとして出力することにより
行っている。そのため、位相シフト(遅延)させた複数
種類のクロック信号が必要になるという問題がある。ま
た、このクロック信号の位相シフトは、その一周期の1
0分の1程度の分解能(一画素の10分の1程度の単位
レベル)でしか制御できないので、これ以上高精度に走
査画素の記録密度むらを補正できないという問題があ
る。また、1走査内において複数本のレーザビームで同
時に描画するマルチビーム描画に、この従来例装置を使
用する場合を考えてみると、前記クロックパルス出力制
御手段がレーザビームごとに必要になりこれらを制御す
る制御回路が複雑になるので、実現コストが高くなると
いう問題がある。However, the prior art having such a structure has the following problems. The process of correcting the recording density unevenness of the scanning pixels is performed by changing the phase of the drawing clock of a part of one scanning line at a predetermined interval according to the shift amount of the pixel arrangement pitch and at the positive side or the negative side. It is done by shifting to. Specifically, the clock signal is sequentially phase-shifted (delayed) by a predetermined time (about one-tenth of one cycle of the drawing clock) to generate a plurality of types of clock signals,
A clock signal having a desired phase shift amount is selected from these signals, and the drawing clock is generated by applying the selected clock signal having the desired phase shift amount to a part of the drawing clock in one scanning line. It is done by outputting as. Therefore, there is a problem that a plurality of types of clock signals that are phase-shifted (delayed) are required. Further, the phase shift of the clock signal is 1 in one cycle.
Since the control can be performed only with a resolution of about 1/0 (a unit level of about 1/10 of one pixel), there is a problem that the recording density unevenness of the scanning pixel cannot be corrected with higher accuracy. Considering the case where this conventional apparatus is used for multi-beam drawing in which a plurality of laser beams are simultaneously drawn in one scan, the clock pulse output control means is required for each laser beam. Since the control circuit for controlling becomes complicated, there is a problem that the realization cost increases.
【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、走査画素の記録密度むらの補正処理を
高精度に行うレーザ描画装置を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a laser drawing apparatus which performs highly accurate correction processing of uneven recording density of scanning pixels.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項1に記載のレーザ描画装置は、所定周波数の
描画クロックで読み出されるラスターデータによって生
成される描画信号に基づいてレーザビームを変調し、こ
の変調されたレーザビームを偏向手段で主走査方向に偏
向させて載置台上の処理対象物に照射させるとともに、
副走査方向にレーザビームと載置台とを移動手段で相対
的に移動させることにより所望のパターンを前記処理対
象物に描画するレーザ描画装置において、一走査ライン
分の描画クロックのうちで補正箇所の描画クロックを、
位置ずれ補正データに応じた周波数に調整する信号調整
手段を備えていることを特徴とするものである。The present invention has the following configuration in order to achieve the above object. That is, the laser drawing apparatus according to the first aspect modulates a laser beam based on a drawing signal generated by raster data read out by a drawing clock of a predetermined frequency, and deflects the modulated laser beam in a main scanning direction. While deflecting in the direction to irradiate the processing object on the mounting table,
In a laser drawing apparatus that draws a desired pattern on the processing target by relatively moving a laser beam and a mounting table in a sub-scanning direction by a moving unit, a correction clock in a writing clock for one scanning line is used. Drawing clock,
It is characterized by comprising a signal adjusting means for adjusting to a frequency corresponding to the displacement correction data.
【0009】また、請求項2に記載のレーザ描画装置
は、請求項1に記載のレーザ描画装置において、前記信
号調整手段は、一走査ライン分のクロックのうちで補正
箇所のクロックの周波数設定値を位置ずれ補正データと
して保持するメモリ部と、前記メモリ部からの周波数設
定値に応じた周波数のクロックを発生するダイレクトデ
ジタルシンセサイザと、このダイレクトデジタルシンセ
サイザからのクロックを逓倍して描画クロックとして出
力する逓倍手段とを備えていることを特徴とするもので
ある。According to a second aspect of the present invention, in the laser writing apparatus according to the first aspect, the signal adjusting means is configured to set a frequency setting value of a clock at a correction position among clocks for one scanning line. , As a displacement correction data, a direct digital synthesizer for generating a clock having a frequency corresponding to the frequency setting value from the memory, a clock from the direct digital synthesizer is multiplied and output as a drawing clock And a multiplying means.
【0010】また、請求項3に記載のレーザ描画装置
は、請求項1または請求項2に記載のレーザ描画装置に
おいて、前記信号調整手段を同時走査描画する複数本の
レーザビームごとに備えていることを特徴とするもので
ある。According to a third aspect of the present invention, there is provided the laser writing apparatus according to the first or second aspect, wherein the signal adjusting means is provided for each of a plurality of laser beams for simultaneous scanning and writing. It is characterized by the following.
【0011】また、請求項4に記載のレーザ描画装置
は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のレーザ描
画装置において、前記偏向手段はポリゴンミラーを含む
走査系とし、前記ポリゴンミラーの各面毎の位置ずれ補
正データを格納する格納手段を備えていることを特徴と
するものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the laser writing apparatus according to any one of the first to third aspects, the deflecting means is a scanning system including a polygon mirror. It is characterized by comprising storage means for storing positional deviation correction data for each surface.
【0012】また、請求項5に記載のレーザ描画装置
は、請求項4に記載のレーザ描画装置において、前記ポ
リゴンミラーの各面ごとのレーザビームの走査速度分布
を検出する走査速度分布検出手段と、前記走査速度分布
検出手段で検出されたポリゴンミラー各面のレーザビー
ムによる描画ピッチが一定となるようにポリゴンミラー
各面毎の位置ずれ補正データを算出する演算手段とを備
えていることを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the laser writing apparatus according to the fourth aspect, a scanning speed distribution detecting means for detecting a scanning speed distribution of a laser beam for each surface of the polygon mirror is provided. Computing means for calculating positional deviation correction data for each surface of the polygon mirror such that the drawing pitch of each surface of the polygon mirror detected by the scanning speed distribution detecting means by the laser beam is constant. It is assumed that.
【0013】また、請求項6に記載のレーザ描画装置
は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のレーザ描
画装置において、前記偏向手段はポリゴンミラーを含む
走査系とし、描画用レーザビームとは別の参照用レーザ
ビームを前記ポリゴンミラーを介して受光してポリゴン
ミラーの各面ごとの描画クロックを生成する生成手段を
備えていることを特徴とするものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the laser writing apparatus according to any one of the first to third aspects, the deflecting means is a scanning system including a polygon mirror, and the laser beam for writing is provided. And a generating means for receiving a reference laser beam through the polygon mirror and generating a drawing clock for each surface of the polygon mirror.
【0014】また、請求項7に記載のレーザ描画装置
は、請求項1から請求項6のいずれかに記載のレーザ描
画装置において、前記処理対象物の伸縮量を検出する伸
縮量検出手段と、前記伸縮量検出手段で検出された伸縮
量に応じて位置ずれ補正データを補正する演算手段とを
備えていることを特徴とするものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the laser writing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein an expansion / contraction amount detecting means for detecting an expansion / contraction amount of the processing object; A calculating means for correcting displacement correction data in accordance with the amount of expansion and contraction detected by the amount of expansion and contraction detection means.
【0015】[0015]
【作用】請求項1に記載の装置発明の作用は次のとおり
である。信号調整手段は、一走査ライン分の描画クロッ
クのうちで補正箇所の描画クロックを、位置ずれ補正デ
ータに応じた周波数に調整する。その結果、レーザビー
ムによる描画ピッチが一定となるように調整され、走査
光学系の歪みによる描画パターンの位置ずれが高精度に
補正される。The operation of the first aspect of the present invention is as follows. The signal adjusting means adjusts the drawing clock of the correction part among the drawing clocks of one scanning line to a frequency corresponding to the positional deviation correction data. As a result, the drawing pitch by the laser beam is adjusted to be constant, and the displacement of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system is corrected with high accuracy.
【0016】また、請求項2に記載の装置発明によれ
ば、メモリ部は、一走査ライン分のクロックのうちで補
正箇所のクロックの周波数設定値を位置ずれ補正データ
として保持する。ダイレクトデジタルシンセサイザは、
前記メモリ部からの周波数設定値に応じた周波数のクロ
ックを発生する。逓倍手段は、このダイレクトデジタル
シンセサイザからのクロックを逓倍して描画クロックと
して出力する。したがって、高い分解能で描画クロック
の周波数設定ができ、ラスターデータの一画素以下の微
小単位で描画パターンの位置ずれを補正することがで
き、走査光学系の歪みによる描画パターンの位置ずれを
高精度に補正する構成を実現することができる。According to the second aspect of the present invention, the memory unit holds the frequency setting value of the clock at the correction position among the clocks for one scanning line as the positional deviation correction data. A direct digital synthesizer
A clock having a frequency corresponding to a frequency setting value from the memory unit is generated. The multiplying means multiplies the clock from the direct digital synthesizer and outputs it as a drawing clock. Therefore, the frequency of the drawing clock can be set with high resolution, and the displacement of the drawing pattern can be corrected in minute units of one pixel or less of the raster data, and the displacement of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system can be accurately detected. A configuration for correction can be realized.
【0017】また、請求項3に記載の装置発明によれ
ば、信号調整手段は、同時走査描画する複数本のレーザ
ビームごとに備えられている。したがって、複数本のレ
ーザビームを用いるマルチビーム描画において、各レー
ザビームの補正箇所の描画クロックが位置ずれ補正デー
タに応じた周波数に調整され、各レーザビームの描画パ
ターンの位置ずれが高精度に補正される。According to the third aspect of the present invention, the signal adjusting means is provided for each of a plurality of laser beams for simultaneous scanning and drawing. Therefore, in multi-beam writing using a plurality of laser beams, the writing clock of the correction position of each laser beam is adjusted to a frequency corresponding to the position shift correction data, and the position shift of the writing pattern of each laser beam is corrected with high accuracy. Is done.
【0018】また、請求項4に記載の装置発明によれ
ば、格納手段は、ポリゴンミラーの各面毎の位置ずれ補
正データを格納する。したがって、格納されたポリゴン
ミラー各面毎の位置ずれ補正データに応じてポリゴンミ
ラー面毎に描画クロックが調整され、ポリゴンミラーの
回転精度、面毎の回転ムラなどの走査光学系の歪みによ
る描画パターンの位置ずれがポリゴンミラー各面ごとに
高精度に補正される。Further, according to the apparatus described in claim 4, the storage means stores the positional deviation correction data for each surface of the polygon mirror. Therefore, the drawing clock is adjusted for each polygon mirror surface in accordance with the stored misregistration correction data for each surface of the polygon mirror, and the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system such as the rotation accuracy of the polygon mirror and the rotation unevenness of each surface. Is accurately corrected for each surface of the polygon mirror.
【0019】また、請求項5に記載の装置発明によれ
ば、走査速度分布検出手段は、ポリゴンミラーの各面ご
とのレーザビームの走査速度分布を検出する。演算手段
は、前記走査速度分布検出手段で検出されたポリゴンミ
ラー各面のレーザビームによる描画ピッチが一定となる
ようにポリゴンミラー各面毎の位置ずれ補正データを算
出する。したがって、ポリゴンミラー各面毎の位置ずれ
補正データが自動的に算出され、この算出されたポリゴ
ンミラー各面毎の位置ずれ補正データに応じてポリゴン
ミラーの各面のレーザビームによる描画ピッチが一定と
なるように描画クロックが調整され、ポリゴンミラーの
回転精度、面毎の回転ムラなどの走査光学系の歪みによ
る描画パターンの位置ずれがポリゴンミラー各面ごとに
高精度に補正される。According to a fifth aspect of the present invention, the scanning speed distribution detecting means detects the scanning speed distribution of the laser beam for each surface of the polygon mirror. The calculating means calculates positional deviation correction data for each surface of the polygon mirror such that the drawing pitch of each surface of the polygon mirror detected by the scanning speed distribution detecting means by the laser beam is constant. Accordingly, the displacement correction data for each surface of the polygon mirror is automatically calculated, and the drawing pitch of the laser beam on each surface of the polygon mirror is made constant according to the calculated displacement correction data for each surface of the polygon mirror. The drawing clock is adjusted so that the positional deviation of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system such as the rotation accuracy of the polygon mirror and the rotation unevenness of each surface is corrected with high accuracy for each surface of the polygon mirror.
【0020】また、請求項6に記載の装置発明によれ
ば、生成手段は、描画用レーザビームとは別の参照用レ
ーザビームを前記ポリゴンミラーを介して受光してポリ
ゴンミラーの各面ごとの描画クロックを生成する。信号
調整手段は、前記生成手段で生成されるポリゴンミラー
の各面ごとの一走査ライン分の描画クロックのうちで補
正箇所の描画クロックを、位置ずれ補正データに応じた
周波数に調整する。このように、参照用レーザビームを
ポリゴンミラーを介して受光して描画クロックを生成す
ることで、ポリゴン面毎の走査速度の変動による描画位
置ずれを打ち消すレーザ描画装置の場合であっても、前
記生成手段での描画クロックの生成におけるピッチ誤差
が補正され、描画クロックの生成位置ずれが補正され、
描画パターンの位置ずれが高精度に補正される。According to the apparatus described in claim 6, the generating means receives a reference laser beam different from the drawing laser beam via the polygon mirror, and generates a reference laser beam for each surface of the polygon mirror. Generate a drawing clock. The signal adjusting means adjusts the drawing clock of the correction position among the drawing clocks for one scanning line for each surface of the polygon mirror generated by the generating means, to a frequency corresponding to the positional deviation correction data. As described above, even in the case of a laser drawing apparatus that receives a reference laser beam through a polygon mirror and generates a drawing clock, thereby canceling a drawing position shift due to a change in scanning speed for each polygon surface, The pitch error in the generation of the drawing clock by the generation unit is corrected, the generation position shift of the drawing clock is corrected,
The displacement of the drawing pattern is corrected with high accuracy.
【0021】また、請求項7に記載の装置発明によれ
ば、伸縮量検出手段は、処理対象物の伸縮量を検出す
る。演算手段は、前記伸縮量検出手段で検出された伸縮
量に応じて位置ずれ補正データを補正する。したがっ
て、走査光学系の歪みによる描画パターンの位置ずれが
高精度に補正されるとともに、処理対象物の寸法変動に
応じて描画パターンが高精度に縮倍補正される。Further, according to the invention of claim 7, the expansion / contraction amount detecting means detects the expansion / contraction amount of the processing object. The calculating means corrects the displacement correction data according to the amount of expansion and contraction detected by the amount of expansion and contraction detecting means. Therefore, the displacement of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system is corrected with high accuracy, and the drawing pattern is scaled down with high accuracy according to the dimensional change of the processing target.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。本発明に係るレーザ描画装置の一
例であるプリント配線基板製造装置は、以下に示すよう
な第1〜第3補正機能を備えている。 (1)第1補正機能は、走査光学系の歪みによる描画パ
ターンの位置ずれを補正する機能である。(第1補正
例) (2)第2補正機能は、前記の走査光学系の歪みのうち
で、特に、ポリゴンミラーの回転精度、面毎の回転ムラ
による描画パターンの位置ずれを面毎に補正する機能で
ある。(第2補正例) (3)第3補正機能は、走査光学系の歪みによる描画パ
ターンの位置ずれを補正するとともに、描画パターンを
プリント配線基板の寸法変動に応じて縮倍補正する機能
である。(第3補正例) このような第1〜第3補正機能を備えたプリント配線基
板製造装置は、以下の通りに構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A printed wiring board manufacturing apparatus, which is an example of a laser drawing apparatus according to the present invention, has first to third correction functions as described below. (1) The first correction function is a function of correcting a positional deviation of a drawing pattern due to a distortion of a scanning optical system. (First Correction Example) (2) The second correction function corrects, among the distortions of the scanning optical system, the positional deviation of the drawing pattern due to the rotational accuracy of the polygon mirror and the rotational unevenness of each surface. Function. (Second Correction Example) (3) The third correction function is a function of correcting a position shift of a drawing pattern due to a distortion of a scanning optical system and correcting the drawing pattern in accordance with a dimensional change of a printed wiring board. . (Third Correction Example) A printed wiring board manufacturing apparatus having such first to third correction functions is configured as follows.
【0023】図1は、本発明に係るレーザ描画装置の一
例であるプリント配線基板製造装置の概略構成を示す斜
視図であり、図2はその平面図、図3はその側面図であ
る。また、図4は位置補正機構の概略構成を示す側面図
であり、図5はその側面図であり、図6はその正面図で
ある。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a printed wiring board manufacturing apparatus as an example of a laser drawing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a side view thereof. FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of the position correcting mechanism, FIG. 5 is a side view thereof, and FIG. 6 is a front view thereof.
【0024】本実施例に係るプリント配線基板製造装置
は、図1に示すように、大きく分けて、感光材料が被着
されたプリント配線基板(処理対象物)Sを載置する描
画ステージ5と、描画用のレーザビームLBを主走査方
向(x方向)に偏向させるポリゴンミラー67やfθレ
ンズ68などを含む結像光学系21と、描画ステージ5
を副走査方向(y方向)に移動させる移動機構と、CA
D(Computer Aided Design )を使って設計されたプリ
ント配線基板のアートワークデータを処理するデータ処
理部101と、このデータ処理部101からのデータに
基づいて描画制御する描画制御部102とで構成されて
いる。As shown in FIG. 1, the printed wiring board manufacturing apparatus according to this embodiment is roughly divided into a drawing stage 5 on which a printed wiring board (object to be processed) S on which a photosensitive material is applied is mounted. An imaging optical system 21 including a polygon mirror 67 and an fθ lens 68 for deflecting the drawing laser beam LB in the main scanning direction (x direction);
A moving mechanism for moving in the sub-scanning direction (y direction);
It comprises a data processing unit 101 for processing artwork data of a printed wiring board designed using D (Computer Aided Design), and a drawing control unit 102 for performing drawing control based on the data from the data processing unit 101. ing.
【0025】描画ステージ5の移動機構は以下のように
構成されている。この装置の基台1の上面には、一対の
ガイドレール3が配設されており、それらのガイドレー
ル3の間には、サーボモータ7によって回転される送り
ネジ9が配備されている。この送りネジ9には、描画ス
テージ5がその下部で螺合されている。図3に示すよう
に、描画ステージ5は、送りネジ9が螺合され、ガイド
レール3に沿って摺動自在に取り付けられたステージ基
台10と、鉛直のz軸周りに回転させるための回転機構
11と、鉛直のz方向に昇降させるための昇降機構13
とを下から順に備え、最上部にプリント配線基板Sを吸
着載置するための載置テーブル15を備えている。The moving mechanism of the drawing stage 5 is configured as follows. A pair of guide rails 3 is provided on the upper surface of the base 1 of the apparatus, and a feed screw 9 rotated by a servomotor 7 is provided between the guide rails 3. The drawing stage 5 is screwed to the feed screw 9 at its lower part. As shown in FIG. 3, the drawing stage 5 includes a stage base 10 to which a feed screw 9 is screwed and slidably mounted along the guide rail 3 and a rotation for rotating around a vertical z-axis. Mechanism 11 and elevating mechanism 13 for elevating and lowering in the vertical z direction
And a mounting table 15 for adsorbing and mounting the printed wiring board S on the uppermost portion.
【0026】なお、上述したガイドレール3と、サーボ
モータ7と、送りネジ9とで構成される移動機構が本発
明における移動手段に相当する。The moving mechanism including the guide rail 3, the servo motor 7 and the feed screw 9 corresponds to a moving means in the present invention.
【0027】描画ステージ5がサーボモータ7の駆動に
より移動されるy方向(副走査方向)には、処理位置P
Yにて描画用のレーザビームLBをx方向(主走査方
向)に偏向しながら下方に向けて照射する結像光学系2
1が配設されている。この結像光学系21は門型状のフ
レームによって基台1の上部に配設されており、サーボ
モータ7が駆動されると描画ステージ5が結像光学系2
1に対して進退するようになっている。In the y direction (sub-scanning direction) in which the drawing stage 5 is moved by the drive of the servo motor 7,
An imaging optical system 2 that irradiates a drawing laser beam LB downward while deflecting it in the x direction (main scanning direction) in Y.
1 is provided. The imaging optical system 21 is disposed above the base 1 by a gate-shaped frame. When the servo motor 7 is driven, the drawing stage 5 is connected to the imaging optical system 2.
It is designed to advance and retreat for one.
【0028】基台1には、図3に示すように待機位置に
ある描画ステージ5の上方を覆うようにアライメントス
コープユニット31が配設されている。このアライメン
トスコープユニット31は、水平面内でそれぞれ独立に
移動可能な4台のアライメントスコープ33,35,3
7,39を備えている。各アライメントスコープ33,
35,37,39は、CCD(charge coupled device
)カメラ33a,35a,37a,39aとレンズ部
33b,35b,37b,39bとを備えている。これ
らのアライメントスコープ33,35,37,39は、
描画ステージ5に載置されたプリント配線基板Sの四隅
に形成されている位置合わせ穴(アライメントマーク)
Aの位置を計測して、描画ステージ5に載置されたプリ
ント配線基板Sの位置ずれ量を求めてその「ずれ」を補
正したり、プリント配線基板Sの伸縮量を検出したりす
ることに利用される。As shown in FIG. 3, an alignment scope unit 31 is provided on the base 1 so as to cover the drawing stage 5 at the standby position. The alignment scope unit 31 includes four alignment scopes 33, 35, and 3 that can move independently in a horizontal plane.
7,39. Each alignment scope 33,
35, 37, and 39 are CCDs (charge coupled devices).
) Cameras 33a, 35a, 37a, 39a and lens portions 33b, 35b, 37b, 39b are provided. These alignment scopes 33, 35, 37, 39
Alignment holes (alignment marks) formed at four corners of printed wiring board S mounted on drawing stage 5
By measuring the position of A and calculating the amount of positional shift of the printed wiring board S placed on the drawing stage 5 to correct the "shift" or to detect the amount of expansion and contraction of the printed wiring board S Used.
【0029】次に、結像光学系21について説明する。
レーザ光源41は、例えば、半導体を励起光源とした波
長532μmの固体レーザである。このレーザ光源41
から射出されたレーザビームLBaは、コーナーミラー
43によって方向をほぼ90°変えられ、ビームエキス
パンダー45に入射される。このビームエキスパンダー
45によって所定のビーム径に調整されたレーザビーム
LBaは、ビームスプリッタ47によって例えば8本の
レーザビームLBbに分割される(図1中では省略して
ある)。8本に分割されたレーザビームLBbは、集光
レンズ49およびコーナーミラー51によって各々、音
響光学変調器(acousto optical modulator :AOM)
53に対して平行に入射されるとともに、音響光学変調
器53内の結晶中で結像し、後述する描画制御部102
からの制御信号により各々が独立してラスターデータに
基づき変調されるようになっている。Next, the image forming optical system 21 will be described.
The laser light source 41 is, for example, a solid-state laser having a wavelength of 532 μm using a semiconductor as an excitation light source. This laser light source 41
The laser beam LBa emitted from the laser beam LBa is changed in direction by approximately 90 ° by the corner mirror 43 and is incident on the beam expander 45. The laser beam LBa adjusted to a predetermined beam diameter by the beam expander 45 is split into, for example, eight laser beams LBb by the beam splitter 47 (not shown in FIG. 1). The eight divided laser beams LBb are respectively condensed by a condenser lens 49 and a corner mirror 51 to obtain an acousto-optic modulator (AOM).
The light enters the crystal in the acousto-optic modulator 53 at the same time as being incident parallel to the light 53, and a drawing control unit 102 described later
Are independently modulated based on the raster data by the control signal from the CPU.
【0030】音響光学変調器53で変調されたレーザビ
ームLBcは、コーナーミラー55で反射されてリレー
レンズ系57に入射される。リレーレンズ系57から射
出されたレーザビームLBcは、シリンドリカルレンズ
59と、コーナーミラー61と、球面レンズ63と、コ
ーナーミラー65とを介してポリゴンミラー67に導か
れる。そして、ポリゴンミラー67の各面上で主走査方
向(x方向)に長い線状のスポットを形成する。The laser beam LBc modulated by the acousto-optic modulator 53 is reflected by a corner mirror 55 and enters a relay lens system 57. The laser beam LBc emitted from the relay lens system 57 is guided to the polygon mirror 67 via the cylindrical lens 59, the corner mirror 61, the spherical lens 63, and the corner mirror 65. Then, a linear spot long in the main scanning direction (x direction) is formed on each surface of the polygon mirror 67.
【0031】本発明の偏向手段に相当するポリゴンミラ
ー67の回転によって水平面内で偏向走査された線状の
レーザビームLBcは、fθレンズ68を通った後、主
走査方向に長尺の折り返しミラー69で下方に向けて折
り返される。そして、露光面への入射角がほぼ垂直にな
るようにフィールドレンズ71で補正された後、シリン
ドリカルレンズ73を通して載置テーブル15に向けて
照射されるようになっている。シリンドリカルレンズ7
3は、主走査方向に長尺であり、副走査方向にのみパワ
ーを有している。The linear laser beam LBc that has been deflected and scanned in the horizontal plane by the rotation of the polygon mirror 67 corresponding to the deflecting means of the present invention passes through the fθ lens 68, and then is turned back in the main scanning direction. Is folded downward. After being corrected by the field lens 71 so that the angle of incidence on the exposure surface becomes substantially vertical, the light is irradiated toward the mounting table 15 through the cylindrical lens 73. Cylindrical lens 7
Numeral 3 is long in the main scanning direction and has power only in the sub-scanning direction.
【0032】上述したポリゴンミラー67上の線状スポ
ットは、fθレンズ68と、フィールドレンズ71と、
シリンドリカルレンズ73との作用によって、載置テー
ブル15上で所定径のスポットを形成して結像し、ポリ
ゴンミラー67が回転することにより主走査方向(x方
向)に移動するレーザビームLB(最大8本のレーザビ
ームからなる)を形成する。The linear spot on the polygon mirror 67 is divided into an fθ lens 68, a field lens 71,
The laser beam LB (maximum 8) moves in the main scanning direction (x direction) by rotating the polygon mirror 67 by forming a spot having a predetermined diameter on the mounting table 15 by the action with the cylindrical lens 73. Consisting of two laser beams).
【0033】なお、ポリゴンミラー67のミラー面と結
像面とは、fθレンズ68,フィールドレンズ71およ
びシリンドリカルレンズ73により、副走査方向におい
て光学的に共役な位置関係となっており、ポリゴンミラ
ー67の各ミラー面の加工誤差などに起因してミラー面
が鉛直軸から傾く面倒れによるレーザビームの走査位置
ずれを補正している。The mirror surface and the image forming surface of the polygon mirror 67 have an optically conjugate positional relationship in the sub-scanning direction by the fθ lens 68, the field lens 71, and the cylindrical lens 73. The scanning position shift of the laser beam due to the tilting of the mirror surface from the vertical axis due to the processing error of each mirror surface is corrected.
【0034】また、上述したフィールドレンズ71とシ
リンドリカルレンズ73との間には、図6に示すように
スタートセンサ75へレーザビームを導くためのミラー
77が配設されている。より具体的に説明すると、ミラ
ー77は、フィールドレンズ71を保持しているフィー
ルドレンズホルダー71aの下部から懸垂した状態で取
り付けられており、フィールドレンズ71を通過したレ
ーザビームをスタートセンサ75が配設されている斜め
上方に向けて導くように構成されている。A mirror 77 for guiding a laser beam to a start sensor 75 is provided between the field lens 71 and the cylindrical lens 73 as shown in FIG. More specifically, the mirror 77 is attached in a state of being suspended from the lower part of the field lens holder 71 a holding the field lens 71, and the start sensor 75 is provided with the laser beam passing through the field lens 71. It is configured so as to be guided obliquely upward.
【0035】ここでこのスタートセンサ75について図
7を用いて説明する。図7(a)はスタートセンサの構
成を示す斜視図であり、図7(b)はこのスタートセン
サでの検出波形を示す図である。スタートセンサ75の
受光面75aには、図7(a)に示すように、レーザビ
ームを受光する2つのセンサ部76a,76bと、これ
らのセンサ部76a,76bに挟まれた遮光部76cと
が形成されている。センサ部76a,76bのレーザビ
ームが通過するx方向の幅は、例えば、レーザビームの
スポット径(20μm)より大きく形成されており、遮
光部76cのx方向の幅は、例えば、5μmに形成され
ている。レーザビームはセンサ部76aから遮光部76
cを経てセンサ部76bの順に入射される。このときの
各センサ部76a,76bは、図7(b)に示すような
電圧波形を出力する。スタートセンサ75は、この電圧
波形のクロスポイントPcを検出して走査開始信号aを
生成している。このようにすることで、レーザビームの
光量変動などの影響を受けにくくすることができ、高精
度で安定して走査開始信号aを生成することができる。
スタートセンサ75から出力される走査開始信号aは、
後述する描画制御部102に与えられて、その時点から
所定時間後に描画が開始されるようになっている。Here, the start sensor 75 will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a perspective view showing a configuration of a start sensor, and FIG. 7B is a diagram showing a waveform detected by the start sensor. As shown in FIG. 7 (a), on the light receiving surface 75a of the start sensor 75, two sensor portions 76a and 76b for receiving a laser beam and a light shielding portion 76c sandwiched between these sensor portions 76a and 76b are provided. Is formed. The width of the sensor portions 76a and 76b in the x direction through which the laser beam passes is, for example, formed larger than the spot diameter (20 μm) of the laser beam, and the width of the light shielding portion 76c in the x direction is, for example, 5 μm. ing. The laser beam is transmitted from the sensor section 76a to the light shielding section 76.
The light is incident on the sensor part 76b in order through c. At this time, each of the sensor units 76a and 76b outputs a voltage waveform as shown in FIG. The start sensor 75 detects the cross point Pc of the voltage waveform and generates a scan start signal a. In this manner, the scanning start signal a can be generated stably with high accuracy by making it less susceptible to fluctuations in the light amount of the laser beam.
The scanning start signal a output from the start sensor 75 is
This is given to a drawing control unit 102 described later, and drawing is started after a predetermined time from that point.
【0036】シリンドリカルレンズ73は、その円柱面
が上向きの状態でシリンドリカルレンズホルダー73a
に取り付けられ、このシリンドリカルレンズホルダー7
3aが平面視コの字状のシリンドリカルレンズプレート
73bに嵌め込まれ、その両端部でシリンドリカルレン
ズプレート73bに対して取り付けられている(図
5)。ベースプレート79には、シリンドリカルレンズ
プレート73bを副走査方向に移動させるための位置補
正機構81が、シリンドリカルレンズプレート73bの
両端部に配備されている。The cylindrical lens 73 has a cylindrical surface facing upward, and has a cylindrical lens holder 73a.
Attached to this cylindrical lens holder 7
3a is fitted into a U-shaped cylindrical lens plate 73b in a plan view, and is attached to the cylindrical lens plate 73b at both ends (FIG. 5). On the base plate 79, position correcting mechanisms 81 for moving the cylindrical lens plate 73b in the sub scanning direction are provided at both ends of the cylindrical lens plate 73b.
【0037】位置補正機構81について説明する。ベー
スプレート79にはガイドレール83が配備されてお
り、これには移動台85が副走査方向に摺動自在に取り
付けられている。また、ガイドレール83の延長上には
ステッピングモータ87が配設されており、ステッピン
グモータ87を駆動することにより移動台85がガイド
レール83上を摺動してベースプレート79に対して副
走査方向に移動するようになっている(図5中に二点鎖
線で示す)。The position correcting mechanism 81 will be described. A guide rail 83 is provided on the base plate 79, and a movable table 85 is attached to the guide rail 83 so as to be slidable in the sub-scanning direction. On the extension of the guide rail 83, a stepping motor 87 is provided. By driving the stepping motor 87, the movable table 85 slides on the guide rail 83 and moves in the sub-scanning direction with respect to the base plate 79. It moves (shown by a two-dot chain line in FIG. 5).
【0038】ところで、ベースプレート79の両端部に
配設された位置補正機構81を独立して異なる駆動量で
作動させた場合、特に互いに逆方向に駆動した場合に
は、シリンドリカルレンズプレート73bの両端部が平
面視で弧を描くように移動することになるが、実質的に
必要な移動量が僅かな距離(最大でも基準位置から±
0.5mm程度)であるので移動時に弧を描いたとして
もガイドレール83と移動台85との間の「ギャップ」
で吸収できるようになっている。なお、ギャップで吸収
するのではなく、積極的に吸収するための機構を両端部
付近に配備するようにしてもよい。By the way, when the position correcting mechanisms 81 provided at both ends of the base plate 79 are independently operated with different drive amounts, particularly when driven in opposite directions, both ends of the cylindrical lens plate 73b are Will move so as to draw an arc in a plan view.
(Approximately 0.5 mm), so that even if an arc is drawn at the time of movement, the “gap” between the guide rail 83 and the moving table 85
It can be absorbed by. It should be noted that a mechanism for positively absorbing, instead of absorbing at the gap, may be provided near both ends.
【0039】描画ステージ5の最下層に配備されている
ステージ基台10の結像光学系21側には、検出部91
が主走査方向に並んで二つ配設されている。各検出部9
1は、ステージ基台10から処理位置PYに向けて立設
されたアーム93と、このアーム93の上部に配備され
た描画基準位置センサ95とを備えている。このアーム
93は、描画基準位置センサ95が載置テーブル15の
高さ位置とほぼ同じ高さ位置となるようにするものであ
る。A detector 91 is provided on the imaging optical system 21 side of the stage base 10 provided at the lowermost layer of the drawing stage 5.
Are arranged side by side in the main scanning direction. Each detector 9
1 includes an arm 93 erected from the stage base 10 toward the processing position PY, and a drawing reference position sensor 95 provided above the arm 93. The arm 93 causes the drawing reference position sensor 95 to be at a height position substantially the same as the height position of the mounting table 15.
【0040】この描画基準位置センサ95の構成を図8
に示す。この描画基準位置センサ95は、この受光面9
5aに照射されたレーザビームの主走査方向および副走
査方向の位置が検出可能なセンサである。この描画基準
位置センサ95として、例えば、受光面95aに画素部
95bが二次元状に配設されたCCD型二次元撮像素子
を用いている。二つの描画基準位置センサ95は、描画
ステージ5が待機位置にある際には、ともにそのy方向
の中央部分が処理位置PYに位置し、スタートセンサ7
5に近い方の描画基準位置センサ95はそのx方向の中
央部分が描画基準位置PXに位置し、スタートセンサ7
5に遠い方の描画基準位置センサ95(図1参照)はそ
のx方向の中央部分が描画終了位置PXend に位置する
ようにして、上述したアーム93の上部に配設されてい
る。FIG. 8 shows the configuration of the drawing reference position sensor 95.
Shown in The drawing reference position sensor 95 is connected to the light receiving surface 9.
This is a sensor capable of detecting the position of the laser beam irradiated to 5a in the main scanning direction and the sub-scanning direction. As the drawing reference position sensor 95, for example, a CCD type two-dimensional image sensor in which a pixel part 95b is two-dimensionally arranged on a light receiving surface 95a is used. When the drawing stage 5 is at the standby position, the two drawing reference position sensors 95 have their center portions in the y direction at the processing position PY, and the start sensor 7
The drawing reference position sensor 95 closer to 5 has its center portion in the x direction positioned at the drawing reference position PX, and the start sensor 7.
The drawing reference position sensor 95 (see FIG. 1) farther from the arm 5 is disposed above the arm 93 so that the center in the x direction is located at the drawing end position PXend.
【0041】図8に示すように、レーザビームLBが処
理位置PYにて副走査方向に対してずれることなく正常
に走査されている場合には、そのスポットLBsが処理
位置PY上を真っ直ぐに移動して行く。その一方、温度
変化などに起因してレーザビームLBが副走査方向にず
れた場合には、例えば、そのスポットLBsが図8中に
点線で示すような位置、つまり基準位置である処理位置
PYから結像光学系21側へ距離Δdだけずれた位置を
移動することになる。描画基準位置センサ95は、レー
ザビームLBのスポットLBsの位置ずれ量Δdを判断
することができる。この実施例装置では、スポットLB
sが処理位置PY上を真っ直ぐに移動して行くように、
上述した位置補正機構81を介してシリンドリカルレン
ズ73を移動させてレーザビームの位置を基準位置であ
る処理位置PYに保持するようにしている。As shown in FIG. 8, when the laser beam LB is normally scanned at the processing position PY without shifting in the sub-scanning direction, the spot LBs moves straight on the processing position PY. Go. On the other hand, when the laser beam LB is shifted in the sub-scanning direction due to a temperature change or the like, for example, the spot LBs is shifted from the position indicated by the dotted line in FIG. 8, that is, from the processing position PY which is the reference position. The position is shifted toward the imaging optical system 21 by the distance Δd. The drawing reference position sensor 95 can determine the displacement Δd of the spot LBs of the laser beam LB. In this embodiment, the spot LB
As s moves straight on the processing position PY,
The cylindrical lens 73 is moved via the above-described position correcting mechanism 81 to hold the position of the laser beam at the processing position PY, which is the reference position.
【0042】これらの描画基準位置センサ95は、その
受光面95aに画素部95bが二次元状に配設されて構
成されているので、受光面95aのいずれの位置におい
てもレーザビームの検出が可能であるが、図1に示すよ
うに、描画基準位置PXをレーザビーム検出位置としこ
の描画基準位置PXにレーザビームが照射されるとこれ
を検出して描画基準位置信号hを出力し、描画終了位置
PXend をレーザビーム照射終了位置としこの描画終了
位置PXend にレーザビームが照射されるとこれを検出
して描画終了位置信号h’を出力するものとする。この
ように、描画基準位置信号hと描画終了位置信号h’と
を後述するメインコントローラ121に出力すること
で、レーザビームの描画有効範囲を特定している。な
お、描画基準位置信号hは、撮像素子からの画像信号を
処理することで得られるビームスポットの重心座標値
と、スポット光量値を示すものである。ビームの位置、
ずれ量は描画制御部102において、重心座標値、スポ
ット光量値に基づいて計算される。Since these drawing reference position sensors 95 are configured such that the pixel portions 95b are two-dimensionally arranged on the light receiving surface 95a, the laser beam can be detected at any position on the light receiving surface 95a. However, as shown in FIG. 1, the drawing reference position PX is used as a laser beam detection position, and when the drawing reference position PX is irradiated with a laser beam, this is detected and a drawing reference position signal h is output, and the drawing ends. The position PXend is set to the laser beam irradiation end position. When the laser beam is irradiated to the drawing end position PXend, this is detected and a drawing end position signal h 'is output. By outputting the drawing reference position signal h and the drawing end position signal h 'to the main controller 121 described later, the drawing effective range of the laser beam is specified. The drawing reference position signal h indicates the barycentric coordinate value of the beam spot obtained by processing the image signal from the image sensor and the spot light amount value. Beam position,
The shift amount is calculated by the drawing control unit 102 based on the barycentric coordinate value and the spot light amount value.
【0043】また、上述した検出部91を、複数本のレ
ーザビームを順に照射して描画基準位置センサ95の出
力を比較しその結果を音響光学変調器53にフィードバ
ックして、全てのビームの光量を同一にするために利用
するようにしてもよい。これにより複数本のレーザビー
ムによって描画を行っても均一に処理を施すことができ
る。Further, the detection unit 91 is irradiated with a plurality of laser beams in order, compares the output of the drawing reference position sensor 95, feeds back the result to the acousto-optic modulator 53, and outputs the light amounts of all the beams. May be used to make the same. Thereby, even if drawing is performed by a plurality of laser beams, uniform processing can be performed.
【0044】次に、データ処理部101と描画制御部1
02とについて、図9を用いて説明する。図9は、プリ
ント配線基板製造装置の概略構成を示すブロック図であ
る。データ処理部101は、CADを使って設計された
プリント配線基板のアートワークデータが入力され、ラ
スター走査描画のためのランレングスデータに変換す
る。このデータ処理部101として、例えば、ワークス
テーションやパーソナルコンピュータなどを用いてい
る。Next, the data processing unit 101 and the drawing control unit 1
02 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a printed wiring board manufacturing apparatus. The data processing unit 101 receives artwork data of a printed wiring board designed using CAD and converts the artwork data into run-length data for raster scan drawing. As the data processing unit 101, for example, a workstation or a personal computer is used.
【0045】描画制御部102は、位置ずれ演算部89
と、アライメントデータ演算部111と、ランレングス
データバッファ112と、ラスタ変換回路113と、描
画データバッファメモリ114と、描画処理部115と
で構成されている。The drawing control unit 102 includes a displacement calculating unit 89
, An alignment data calculation unit 111, a run length data buffer 112, a raster conversion circuit 113, a drawing data buffer memory 114, and a drawing processing unit 115.
【0046】図1に示すように、載置テーブル15のプ
リント配線基板Sを載置する側で検出部91に近い方に
は、レーザビームの照射位置を測るための長さ目盛りを
もつ基準スケール88が主走査方向(x方向)に設けら
れている。プリント配線基板Sにレーザ描画する前に、
基準スケール88に対してレーザビームを主走査方向に
10mm間隔毎に順に照射するとともに、この照射された
レーザビームのスポットとこのスポットが位置する基準
スケール88の長さ目盛りとをCCDカメラ(図示せ
ず)で撮像し照射位置データとして位置ずれ演算部89
に出力し(図9参照)、その10mm間隔ごとのレーザビ
ームの照射位置を予め計測する。位置ずれ演算部89
は、CCDカメラで計測されたレーザビームの照射位置
データに基づいて、レーザビームの位置ずれを補正する
ための、即ち、レーザビームによる描画ピッチが一定と
なるようにするための位置ずれ補正データを算出し、こ
の算出した位置ずれ補正データを描画処理部115のメ
インコントローラ121に出力する。なお、この位置ず
れ補正データは、後述する位置ずれ補正メモリ131に
設定される位相増加分設定値(周波数設定値)kのこと
である。As shown in FIG. 1, a reference scale having a length scale for measuring the irradiation position of the laser beam is provided on the side of the mounting table 15 on which the printed wiring board S is mounted, near the detecting section 91. Reference numeral 88 is provided in the main scanning direction (x direction). Before laser drawing on the printed wiring board S,
Laser beam in main scanning direction with respect to reference scale 88
Irradiation is performed at intervals of 10 mm, and a spot of the irradiated laser beam and a length scale of a reference scale 88 on which the spot is located are imaged by a CCD camera (not shown), and a positional deviation calculating unit is used as irradiation position data. 89
(See FIG. 9), and the irradiation position of the laser beam at every 10 mm interval is measured in advance. Positional displacement calculator 89
Based on the irradiation position data of the laser beam measured by the CCD camera, the position shift correction data for correcting the position shift of the laser beam, that is, for making the drawing pitch by the laser beam constant, is provided. Then, the calculated misregistration correction data is output to the main controller 121 of the drawing processing unit 115. Note that the position shift correction data is a phase increase set value (frequency set value) k set in a position shift correction memory 131 described later.
【0047】アライメントデータ演算部111には、各
アライメントスコープ33,35,37,39のCCD
カメラ33a,35a,37a,39aが全て接続され
ている。アライメントデータ演算部111は、各CCD
カメラ33a,35a,37a,39aから集められた
各映像信号を演算処理して、プリント配線基板Sの姿勢
ずれや、プリント配線基板Sの寸法変動に応じた縮倍補
正率j(縮倍補正データ)を求めており、この求めた姿
勢ずれや縮倍補正率jを描画処理部115のメインコン
トローラ121に出力する。メインコントローラ121
は、アライメントデータ演算部111からの縮倍補正率
jに応じて、位相増加分設定値(周波数設定値)kを補
正する。The alignment data calculator 111 includes CCDs for the respective alignment scopes 33, 35, 37, and 39.
The cameras 33a, 35a, 37a, 39a are all connected. The alignment data calculation unit 111 is provided for each CCD.
Each video signal collected from the cameras 33a, 35a, 37a, and 39a is arithmetically processed to reduce the magnification of the printed wiring board S and the magnification correction ratio j (magnification correction data) according to the dimensional change of the printed wiring board S. ) Is obtained, and the obtained posture shift and the reduction ratio j are output to the main controller 121 of the drawing processing unit 115. Main controller 121
Corrects the phase increase set value (frequency set value) k according to the scaling correction rate j from the alignment data calculation unit 111.
【0048】なお、上述したアライメントスコープユニ
ット31とアライメントデータ演算部111とが本発明
における伸縮量検出手段に相当し、メインコントローラ
121が本発明における伸縮量に応じて位置ずれ補正デ
ータを補正する演算手段に相当する。The above-described alignment scope unit 31 and alignment data calculation unit 111 correspond to the expansion / contraction amount detecting means in the present invention, and the main controller 121 corrects the displacement correction data according to the expansion / contraction amount in the present invention. It corresponds to a means.
【0049】ランレングスデータバッファ112は、デ
ータ処理部101で変換されたランレングスデータ全て
を一旦記憶する。ラスタ変換回路113は、順次読み出
されたランレングスデータを画素単位のラスターデータ
に変換する。描画データバッファメモリ114は、1走
査毎にラスターデータを記憶する。描画処理部115
は、ラスタ変換回路113にラスタ変換指示を与え、描
画データバッファメモリ114に記憶されているラスタ
ーデータを、後述する描画クロック発生回路123から
の描画クロック信号fで読み出して音響光学変調器53
に出力する。音響光学変調器53は、この読み出された
ラスターデータによって生成される描画信号に基づいて
レーザビームを変調する。The run-length data buffer 112 temporarily stores all the run-length data converted by the data processing unit 101. The raster conversion circuit 113 converts the sequentially read run-length data into raster data in pixel units. The drawing data buffer memory 114 stores raster data for each scan. Drawing processing unit 115
Gives a raster conversion instruction to the raster conversion circuit 113, reads out the raster data stored in the drawing data buffer memory 114 with a drawing clock signal f from a drawing clock generating circuit 123, which will be described later, and reads the raster data.
Output to The acousto-optic modulator 53 modulates the laser beam based on the drawing signal generated by the read raster data.
【0050】この描画処理部115は、メインコントロ
ーラ121と、基準クロック生成部122と、描画クロ
ック発生回路123と、ポリゴン回転制御部124と、
Y軸同期制御部125とを備えている。The drawing processing unit 115 includes a main controller 121, a reference clock generation unit 122, a drawing clock generation circuit 123, a polygon rotation control unit 124,
And a Y-axis synchronization control unit 125.
【0051】メインコントローラ121には、位置ずれ
演算部89で算出された位置ずれ補正データとしての位
相増加分設定値kや、アライメントデータ演算部111
で求めたプリント配線基板Sの姿勢ずれや縮倍補正率j
などのデータや、スタートセンサ75で1走査毎に検出
される走査開始信号aや、描画基準位置センサ95で検
出した描画基準位置信号hや、ポリゴン面検出器126
からの面信号i(ポリゴンミラー67のレーザビームが
照射されている面を示す信号)などが入力される。メイ
ンコントローラ121は、位置ずれ演算部89からの位
相増加分設定値kに基づいて描画クロック発生回路12
3を制御し、アライメントデータ演算部111からのプ
リント配線基板Sの姿勢ずれに応じて位置補正機構81
を制御し、アライメントデータ演算部111からのプリ
ント配線基板Sの縮倍補正率jに応じて位相増加分設定
値kを補正し、ポリゴン回転制御部124とY軸同期制
御部125とを制御する。The main controller 121 includes a phase increase set value k as the position shift correction data calculated by the position shift calculator 89 and the alignment data calculator 111.
Of the posture of the printed wiring board S and the reduction ratio j obtained by
, A scan start signal a detected by the start sensor 75 for each scan, a drawing reference position signal h detected by the drawing reference position sensor 95, a polygon surface detector 126.
(A signal indicating the surface of the polygon mirror 67 irradiated with the laser beam) and the like. The main controller 121 controls the drawing clock generation circuit 12 based on the phase increment set value k from the displacement calculator 89.
3 and the position correcting mechanism 81 according to the posture deviation of the printed wiring board S from the alignment data calculation unit 111.
To correct the phase increase set value k in accordance with the scaling correction rate j of the printed wiring board S from the alignment data calculation unit 111, and control the polygon rotation control unit 124 and the Y-axis synchronization control unit 125. .
【0052】なお、ポリゴン面検出器126は、レーザ
ビームが照射されているポリゴンミラー67の面を検出
するためのものである。このポリゴン面検出器126
は、例えば、ポリゴンミラー67に形成されているマー
クを光学的に検出してポリゴンミラー67の第1面を検
出し、ポリゴンミラー67の残りの第2面から第n面に
ついては図10に示すようにスタートセンサ75からの
走査開始信号aをカウンタ部126aでカウントするこ
とで検出している。The polygon surface detector 126 detects the surface of the polygon mirror 67 irradiated with the laser beam. This polygon surface detector 126
For example, the mark formed on the polygon mirror 67 is optically detected to detect the first surface of the polygon mirror 67, and the remaining second to n-th surfaces of the polygon mirror 67 are shown in FIG. As described above, the scanning start signal a from the start sensor 75 is detected by counting by the counter unit 126a.
【0053】基準クロック生成部122は、水晶発振器
などで構成されており、基準クロック信号bを生成して
描画クロック発生回路123に出力する。図9に示すよ
うに、ポリゴン回転制御部124は、メインコントロー
ラ121からの指示に従ってポリゴンミラー67を回転
制御する。Y軸同期制御部125は、メインコントロー
ラ121からの指示に従って、レーザ描画に同期させて
描画ステージ5をy軸方向に駆動制御する。The reference clock generator 122 is composed of a crystal oscillator or the like, generates a reference clock signal b, and outputs it to the drawing clock generator 123. As shown in FIG. 9, the polygon rotation control unit 124 controls the rotation of the polygon mirror 67 in accordance with an instruction from the main controller 121. The Y-axis synchronization control unit 125 drives and controls the drawing stage 5 in the y-axis direction in synchronization with laser drawing according to an instruction from the main controller 121.
【0054】描画クロック発生回路123は、図10に
示すように、各レーザビーム毎に設けられている。図1
0は、描画制御部の要部の構成を示すブロック図であ
る。これらの描画クロック発生回路123は、位置ずれ
補正メモリ131と、ダイレクトデジタルシンセサイザ
(以下、DDSと略す。)132と、周波数逓倍回路1
33と、同期化処理部134とで構成されている。な
お、メインコントローラ121は、位置ずれ演算部89
からの位相増加分設定値(周波数設定値)kを位置ずれ
補正メモリ131に設定する。ここで位相増加分設定値
kとは、後述する説明から明らかになるように、この描
画クロック発生回路123から出力される描画クロック
信号fの周波数を設定するためのものである。位置ずれ
補正メモリ131は、メインコントローラ121から設
定される位相増加分設定値kを記憶保持する。DDS1
32は、基準クロック生成部122からの一走査ライン
分の基準クロック信号bのうちで補正箇所の基準クロッ
ク信号bを、位置ずれ補正メモリ131から読み出され
た位相増加分設定値kに応じて、所望の周波数に調整し
て出力する。周波数逓倍回路133は、DDS132で
調整された基準クロック信号cを、例えば4逓倍して出
力する。同期化処理部134は、周波数逓倍回路133
で4逓倍された基準クロック信号dをスタートセンサ7
5からの走査開始信号aに同期させて描画クロック信号
fとして出力する。The drawing clock generating circuit 123 is provided for each laser beam as shown in FIG. FIG.
0 is a block diagram showing a configuration of a main part of the drawing control unit. These drawing clock generation circuits 123 include a position shift correction memory 131, a direct digital synthesizer (hereinafter abbreviated as DDS) 132, and a frequency multiplication circuit 1.
33 and a synchronization processing unit 134. Note that the main controller 121 is provided with a displacement calculating unit 89.
The set value (frequency set value) k of the phase increment from the above is set in the displacement correction memory 131. Here, the phase increment set value k is for setting the frequency of the drawing clock signal f output from the drawing clock generating circuit 123, as will be clear from the description below. The misalignment correction memory 131 stores and holds a phase increase set value k set by the main controller 121. DDS1
Reference numeral 32 denotes a reference clock signal b at a correction position among the reference clock signals b for one scanning line from the reference clock generation unit 122, according to the phase increment set value k read from the displacement correction memory 131. , And output after adjusting to a desired frequency. The frequency multiplying circuit 133 multiplies, for example, four times the reference clock signal c adjusted by the DDS 132 and outputs the multiplied signal. The synchronization processing unit 134 includes a frequency multiplier 133
The reference clock signal d multiplied by 4 by the start sensor 7
5 is output as a drawing clock signal f in synchronization with the scanning start signal a from the reference numeral 5.
【0055】このように各描画クロック発生回路123
で調整されたレーザビーム毎の描画クロック信号fに従
って、描画データバッファメモリ114から各レーザビ
ーム毎のラスターデータがそれぞれ読み出され、描画信
号に基づいて対応するレーザビームがそれぞれ変調さ
れ、変調された各レーザビームがプリント配線基板Sに
照射され、位置ずれ補正された描画パターンがプリント
配線基板Sに形成される。As described above, each drawing clock generating circuit 123
The raster data for each laser beam is read out from the drawing data buffer memory 114 in accordance with the drawing clock signal f for each laser beam adjusted in the above step, and the corresponding laser beams are respectively modulated and modulated based on the drawing signal. Each of the laser beams is applied to the printed wiring board S, and a drawing pattern corrected for positional deviation is formed on the printed wiring board S.
【0056】なお、上述した描画クロック発生回路12
3が本発明における信号調整手段に相当し、上述した位
置ずれ補正メモリ131が本発明におけるメモリ部に相
当し、上述した周波数逓倍回路133と同期化処理部1
34とが本発明における逓倍手段に相当する。The above-described drawing clock generation circuit 12
3 corresponds to a signal adjusting means in the present invention, the above-described displacement correction memory 131 corresponds to a memory unit in the present invention, and the frequency multiplying circuit 133 and the synchronization processing unit 1 described above.
Reference numeral 34 corresponds to the multiplying means in the present invention.
【0057】ここで、DDS132について、もう少し
具体的に説明する。このDDS132は、出力しようと
する発振波形を、予めメモリしておいたサイン波形のデ
ジタルデータによって合成して作り出す任意周波数発生
器である。このDDS132は、図11に示すように、
例えば、アドレス演算器(位相アキュムレータ)141
と、Sin(サイン)波形メモリ142と、D/A(デ
ジタルアナログ)コンバータ143と、ローパスフィル
タ(LPF)144とを備えている。なお、アドレス演
算器141は、Nビットフルアダー141aとレジスタ
141bとを備えている。レジスタ141bとD/Aコ
ンバータ143には、基準クロック生成部122からの
周波数がFsである基準クロック信号(システムクロッ
ク)bがトリガ入力されている。Sin波形メモリ14
2には、予めSin(サイン)波形のデジタルデータが
記憶されている。Nビットフルアダー141aに、位相
増加分設定値kが入力されると、レジスタ141bから
Sin波形メモリ142に読み出しアドレスlが出力さ
れる。この読み出しアドレスlはNビットフルアダー1
41aにフィードバックされていて、この読み出しアド
レスlに位相増加分設定値kが加算されて次の読み出し
アドレスlとしてSin波形メモリ142に出力され
る。このように位相増加分設定値kごとに飛び飛びに設
定される読み出しアドレスlに従ってSin波形メモリ
142から離散サイン波が出力され、D/Aコンバータ
143でこの離散サイン波をアナログ信号に変換し、高
い周波数イメージ成分をLPF144でカットして周波
数がFgに調整された基準クロック信号cが出力され
る。なお、基準クロック信号cはサイン波であるが、矩
形波が必要な場合は、コンパレータ等を用いて矩形波に
変換すれば良い。Here, the DDS 132 will be described more specifically. The DDS 132 is an arbitrary frequency generator that creates an oscillation waveform to be output by synthesizing it with digital data of a sine waveform stored in advance. This DDS 132 is, as shown in FIG.
For example, an address calculator (phase accumulator) 141
, A Sin (sine) waveform memory 142, a D / A (digital-analog) converter 143, and a low-pass filter (LPF) 144. The address calculator 141 includes an N-bit full adder 141a and a register 141b. A reference clock signal (system clock) b whose frequency is Fs from the reference clock generation unit 122 is trigger-input to the register 141b and the D / A converter 143. Sin waveform memory 14
2, digital data of a Sin (sine) waveform is stored in advance. When the phase increment set value k is input to the N-bit full adder 141a, the read address 1 is output from the register 141b to the Sin waveform memory 142. This read address 1 is an N-bit full adder 1
The read-out address 1 is fed back to the read-out address l, and the phase increment set value k is added to the read-out address l. A discrete sine wave is output from the sine waveform memory 142 in accordance with the read address 1 set at intervals for each phase increment set value k, and the D / A converter 143 converts the discrete sine wave into an analog signal. The frequency clock component is cut by the LPF 144, and the reference clock signal c whose frequency is adjusted to Fg is output. Although the reference clock signal c is a sine wave, if a rectangular wave is required, it may be converted to a rectangular wave using a comparator or the like.
【0058】アドレス演算器141と位置ずれ補正メモ
リ131とがNビットで構成されている場合、基準クロ
ック信号bの周波数Fsと、出力となる基準クロック信
号cの周波数Fgとは次に示す演算式(1)の関係を有
する。 Fg(出力周波数)=Fs(基準クロック信号)×k(位相増加分)/2N ・・・・ (1) したがって、基準クロック信号bの周波数Fsの1/2
N の周波数分解能で周波数を切り替えることができる。
例えば、アドレス演算器141と位置ずれ補正メモリ1
31とが32ビットで構成され、基準クロック信号bの
周波数Fsを104.8576MHz、出力となる基準クロック
信号cの周波数Fgを16MHzとすると、位置ずれ補正
メモリ131に設定する位相増加分設定値kは、前述の
演算式(1)に従って、16MHz×232/104.8576MH
z=655360000 になる。周波数の分解能は、16MHz/
655360000 ≒0.025 Hzとなり、周波数逓倍回路133
で4逓倍されるので、0.025 Hz×4=0.100 Hzの分
解能になる。ここで、描画クロック信号fの周波数が6
4MHz、走査幅が410 mm、位置ずれ補正間隔が10m
mピッチ、描画クロック信号の1クロックが画素ピッチ
5μmに相当する場合において、位置ずれ補正メモリ1
31に設定する位相増加分設定値kを「655360000 +1
」とすると、周波数は高くなり、DDS132の出力
は、約16.000000025MHzとなり、周波数逓倍回路13
3で4逓倍されて約64.000000100MHzとなる。したが
って、0.0000001 MHz/64MHz≒1億分の0.15とな
ることから、描画クロックの約1億分の0.15(0.15pp
m)単位での補正が可能になる。これを位置ずれ補正寸
法に置き換えると、10mmに対して約0.015 nm単位の
補正が可能になり、かつ、この10mmの走査間はその補
正量が均一にかかることになり、高精度で高分解能の位
置ずれ補正を実現できる。When the address calculator 141 and the displacement correction memory 131 are composed of N bits, the frequency Fs of the reference clock signal b and the frequency Fg of the reference clock signal c to be output are calculated by the following equation. It has the relationship of (1). Fg (output frequency) = Fs (reference clock signal) × k (increase in phase) / 2 N (1) Therefore, 1/2 of the frequency Fs of the reference clock signal b
The frequency can be switched with a frequency resolution of N.
For example, the address calculator 141 and the displacement correction memory 1
31 and 32 bits, the frequency Fs of the reference clock signal b is 104.8576 MHz, and the frequency Fg of the reference clock signal c to be output is 16 MHz, and the phase increase set value k set in the displacement correction memory 131 is 16 MHz × 2 32 /104.8576 MH in accordance with the above-mentioned equation (1).
z = 655360000. The frequency resolution is 16MHz /
655360000 ≒ 0.025 Hz, frequency multiplier 133
, The resolution is 0.025 Hz × 4 = 0.100 Hz. Here, the frequency of the drawing clock signal f is 6
4 MHz, scan width 410 mm, misalignment correction interval 10 m
When one clock of the drawing clock signal corresponds to the pixel pitch of 5 μm, the misalignment correction memory 1
31 is set to “655360000 + 1”
”, The frequency increases, the output of the DDS 132 becomes approximately 16.000000025 MHz, and the frequency multiplication circuit 13
It is multiplied by 4 by 3 to be about 64.000000100 MHz. Therefore, since 0.0000001 MHz / 64 MHz0.10.15 / 100 million, 0.15 / 0.15 (0.15 pp
m) It is possible to perform correction in units. If this is replaced with a displacement correction dimension, a correction of about 0.015 nm can be performed for 10 mm, and the correction amount is uniformly applied during the scanning of 10 mm. Position shift correction can be realized.
【0059】実際には、10mm間隔毎に照射したレーザ
ビームの照射位置を測定した照射位置データからfθレ
ンズ68の走査速度分布を示す4次の多項式を求め、こ
れを積分して走査位置を示す5次の多項近似式を求め
る。この5次の多項近似式に基づいてレーザビームによ
る描画ピッチが一定となるような16画素単位(16×5 =
80μm)の位置ずれ補正データ、即ち、16画素単位の位
相増加分設定値kを算出し、この16画素単位の位相増加
分設定値kを位置ずれ補正メモリ131に設定してい
る。具体的には、走査幅は410 mmであり、410 mm/
80μm=5125となることから、5125個にわたる16画素単
位の位相増加分設定値kを補正メモリ131に設定して
いる。描画クロック信号fの周波数が64MHz、描画
クロック信号fの1クロックが画素ピッチ5μm、位置
ずれ補正間隔が80μmピッチである場合においても、上
述と同様に、描画クロックの約1億分の0.15(0.15pp
m)単位での補正が可能になる。したがって、これを位
置ずれ補正寸法に置き換えると、80×10-6mm×0.15×
10-8=0.12pmとなることから、80μmに対して0.12p
m単位の補正が可能になり、かつ、この80μmの走査間
はその補正量が均一にかかることになり、さらに高精度
で高分解能の位置ずれ補正を実現できる。Actually, a fourth-order polynomial representing the scanning speed distribution of the fθ lens 68 is obtained from the irradiation position data obtained by measuring the irradiation position of the laser beam irradiated at intervals of 10 mm, and this is integrated to indicate the scanning position. A fifth-order polynomial approximation is obtained. Based on this fifth-order polynomial approximation, a unit of 16 pixels (16 × 5 =
The position shift correction data of 80 μm), that is, the phase increase set value k in units of 16 pixels is calculated, and the phase increase set value k in units of 16 pixels is set in the position shift correction memory 131. Specifically, the scanning width is 410 mm, and 410 mm /
Since 80 μm = 5125, the set value k of the phase increase in units of 16 pixels for 5125 is set in the correction memory 131. Similarly to the above, when the frequency of the drawing clock signal f is 64 MHz, one clock of the drawing clock signal f has a pixel pitch of 5 μm, and the misregistration correction interval is 80 μm, 0.15 / 0.15 (0.15 pp
m) It is possible to perform correction in units. Therefore, if this is replaced with a displacement correction dimension, 80 × 10 −6 mm × 0.15 ×
Since 10 -8 = 0.12 pm, 0.12 p for 80 μm
Correction in units of m becomes possible, and the amount of correction is uniformly applied during the scanning of 80 μm, so that high-accuracy and high-resolution positional deviation correction can be realized.
【0060】なおここで、この実施例装置でのマルチビ
ーム構成について説明する。図12は、この実施例装置
での描画座標系を示す図である。図13(a)は、マル
チビーム配列とそのビーム間隔を示す図であり、図13
(b)は、描画ベクトルを示す図である。レーザ光の相
互干渉を排除するために、マルチビームは、図12に示
すように、走査ラインに対して斜めになるように配置さ
れている。即ち、図13(a)に示すように、隣接する
ビーム間の主走査方向(x方向)の距離は100μm前
後、隣接するビーム間の副走査方向(y方向)の距離は
ラスター描画の画素単位数5μmになるように調整され
ている。従って、8本ビームでch(チャンネル)1〜
ch8のビーム中心間距離は、x方向間隔は約700μ
m、y方向間隔は35μmとなっている。Here, a multi-beam configuration in this embodiment will be described. FIG. 12 is a diagram showing a drawing coordinate system in this embodiment. FIG. 13A is a diagram showing a multi-beam array and its beam interval.
(B) is a diagram showing a drawing vector. In order to eliminate the mutual interference of the laser beams, the multi-beams are arranged so as to be oblique to the scanning lines as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 13A, the distance between adjacent beams in the main scanning direction (x direction) is about 100 μm, and the distance between adjacent beams in the sub scanning direction (y direction) is a pixel unit of raster drawing. It is adjusted to be several μm. Therefore, ch (channel) 1 to 8 beams
The distance between the beam centers of ch8 is about 700 μ in the x direction.
The interval in the m and y directions is 35 μm.
【0061】また、マルチビームを主走査方向に1走査
しながら描画ステージを副走査方向に40μm連続駆動
して描画するので、図12,図13(b)に示すよう
に、走査線を描画座標のx軸に対して傾けておくことに
より、矩形パターンを基板に描画したときに、x方向の
線とy方向の線とが直角になるようにしている。この走
査線の傾き角度θは、有効描画幅410mm、有効走査
効率(1走査時間(スタートパルス周期)に対する有効
描画時間割合)50%とすると、次に示す演算式(2)
から求められる。 θ=tan-1{(40μm/410 mm)×0.5 }≒tan-1(4.878 ×10-5) ・・・・ (2) この演算式(2)で求めたθとなるように、シリンドリ
カルレンズ73を傾けて調整している。Further, since the drawing stage is continuously driven in the sub-scanning direction by 40 μm while the multi-beam scans one time in the main scanning direction, drawing is performed. Therefore, as shown in FIGS. Is inclined with respect to the x-axis so that the line in the x-direction and the line in the y-direction are at a right angle when the rectangular pattern is drawn on the substrate. Assuming that the scanning line inclination angle θ is an effective drawing width of 410 mm and an effective scanning efficiency (a ratio of an effective drawing time to one scanning time (start pulse period)) of 50%, the following equation (2) is used.
Required from. θ = tan −1 {(40 μm / 410 mm) × 0.5} ≒ tan −1 (4.878 × 10 -5 ) (2) A cylindrical lens is formed so that θ obtained by the equation (2) is obtained. 73 is tilted for adjustment.
【0062】続いて、以上の構成を有する実施例のプリ
ント配線基板製造装置において、前述の第1〜第3補正
例について順に説明する。 〈第1補正例〉ここでは、以上の構成を有する実施例の
プリント配線基板製造装置において、走査光学系の歪み
による描画パターンの位置ずれを補正する動作(第1補
正機能)について説明する。Subsequently, in the printed wiring board manufacturing apparatus of the embodiment having the above configuration, the above-described first to third correction examples will be sequentially described. <First Correction Example> Here, the operation (first correction function) of correcting the positional deviation of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system in the printed wiring board manufacturing apparatus of the embodiment having the above configuration will be described.
【0063】プリント配線基板Sへのレーザ描画を開始
する前に、位置ずれ補正データとしての位相増加分設定
値kの算出とその設定とを以下のようにして行う。ま
ず、図1に示すように、基準スケール88が処理位置P
Yに位置するように描画ステージ5を移動させておく。
レーザビームを基準スケール88に対して主走査方向に
10mm間隔毎に順に照射するとともに、この照射された
レーザビームのスポットとこのスポットが位置する基準
スケール88の長さ目盛りとをCCDカメラで撮像し照
射位置データとして位置ずれ演算部89に出力する(図
9参照)。位置ずれ演算部89は、そのスポットの多値
光量分布からビーム重心を求め、このビーム重心の対応
する位置をレーザビームの照射位置として算出する。こ
のように、10mm間隔ごとのレーザビームの照射位置を
予め算出する。さらにこの位置ずれ演算部89は、レー
ザビームによる描画ピッチが一定となるように、このレ
ーザビームの照射位置データに基づいて、レーザビーム
の位置ずれを補正するための位置ずれ補正データとして
の位相増加分設定値kを算出する。具体的には、10mm
間隔ごとに計測されたレーザビームの照射位置データか
らfθレンズ68の走査速度分布を示す4次の多項式を
求め、これを積分して走査位置を示す5次の多項近似式
を求め、この5次の多項近似式に基づいて、16画素単位
ごとの位相増加分設定値kを5125個(走査幅410 mm/
16画素80μm=5125)にわたって算出する。位置ずれ演
算部89は、上記のように算出した5125個にわたる16画
素単位の位相増加分設定値kをメインコントローラ12
1に出力する。メインコントローラ121は、この5125
個にわたる16画素単位の位相増加分設定値kを位置ずれ
補正メモリ131に設定する。Before starting the laser drawing on the printed wiring board S, the calculation and setting of the phase increment set value k as the displacement correction data are performed as follows. First, as shown in FIG.
The drawing stage 5 is moved so as to be positioned at Y.
Move the laser beam in the main scanning direction with respect to the reference scale 88.
Irradiation is performed sequentially at intervals of 10 mm, and the spot of the irradiated laser beam and the length scale of the reference scale 88 where the spot is located are imaged by a CCD camera and output to the displacement calculator 89 as irradiation position data ( (See FIG. 9). The displacement calculator 89 obtains the beam center of gravity from the multi-level light amount distribution of the spot, and calculates the position corresponding to the beam center of gravity as the irradiation position of the laser beam. In this way, the irradiation position of the laser beam at every 10 mm interval is calculated in advance. Further, the displacement calculator 89 performs phase increase as displacement correction data for correcting the displacement of the laser beam based on the irradiation position data of the laser beam so that the drawing pitch by the laser beam is constant. The minute set value k is calculated. Specifically, 10mm
From the irradiation position data of the laser beam measured at each interval, a fourth-order polynomial that indicates the scanning speed distribution of the fθ lens 68 is obtained, and this is integrated to obtain a fifth-order polynomial approximation that indicates the scanning position. Based on the polynomial approximation formula, the set value k of the phase increment for every 16 pixels is set to 5125 (scan width 410 mm /
It is calculated over 16 pixels 80 μm = 5125). The misregistration calculation unit 89 calculates the phase increase set value k of 16 pixels in units of 5125 pixels calculated as described above in the main controller 12.
Output to 1. The main controller 121
The set value k of the phase increment in units of 16 pixels is set in the displacement correction memory 131.
【0064】描画クロック発生回路123は、位置ずれ
補正メモリ131に設定された5125個にわたる16画素単
位の位相増加分設定値kをアドレス順に読み出すととも
に、基準クロック生成部122からの基準クロック信号
bを、この読み出された16画素単位の位相増加分設定値
kに応じて、所望の周波数に調整し、4逓倍して出力す
る。このようにして、5125個にわたる16画素単位の位相
増加分設定値kに応じて、所望の周波数に順次調整され
た一走査ライン分の描画クロック信号fが出力される。
この描画クロック発生回路123で位相増加分設定値k
に応じて調整された描画クロック信号fでラスターデー
タが読み出される。音響光学変調器53は、描画信号に
基づいてレーザビームを変調する。変調されたレーザビ
ームがプリント配線基板Sに照射され、このプリント配
線基板Sに描画パターンが形成される。描画パターン
は、図14(b)に示すように、メインコントローラ1
21からの補正後の位相増加分設定値kc に応じて位置
ずれ補正される。なお、図14(a)は走査光学系の歪
みにより描画パターンの位置ずれが生じている部分を示
す図であり、図14(b)は図14(a)に示した描画
パターンの位置ずれを補正した図である。The drawing clock generation circuit 123 reads out the set values k of the phase increments of 16 pixels in units of 5125 set in the displacement correction memory 131 in order of address, and outputs the reference clock signal b from the reference clock generation unit 122. The frequency is adjusted to a desired frequency according to the read phase increment set value k in units of 16 pixels, and is output after being multiplied by four. In this way, the drawing clock signal f for one scan line sequentially adjusted to a desired frequency is output in accordance with the set value k of the phase increase amount in units of 16 pixels of 5125 pieces.
This drawing clock generation circuit 123 sets the phase increase set value k.
Raster data is read out with the drawing clock signal f adjusted according to. The acousto-optic modulator 53 modulates the laser beam based on the drawing signal. The modulated laser beam is irradiated on the printed wiring board S, and a drawing pattern is formed on the printed wiring board S. The drawing pattern is, as shown in FIG.
The position shift is corrected in accordance with the phase increase set value kc after the correction from. FIG. 14A is a diagram showing a portion where the displacement of the drawing pattern is caused by the distortion of the scanning optical system, and FIG. 14B is a diagram showing the position displacement of the drawing pattern shown in FIG. It is the figure which corrected.
【0065】走査光学系の歪みにより、描画パターンに
は図14(a)に示すような位置ずれ、即ち、描画パタ
ーンの描画サイズに変動が生じてしまう。この描画パタ
ーンの位置ずれは、図15(b)に示すように、レーザ
ビームの一走査期間におけるレーザビームの主走査速度
が一定でないことで生じている。レーザビームの一走査
期間の端部における主走査速度は、例えば、一走査期間
の中央部に比べて速くなっている。図14(a)には、
レーザビームの一走査期間の端部における描画パターン
P1 を示している。図14(a)に示すように、このと
きのDDS132の未補正時の位相増加分設定値はki
、DDS132の出力周波数はFi とし、この出力周
波数Fi が周波数逓倍回路133で4逓倍されて周波数
がfi (fi =Fi ×4)の描画クロック信号fが出力
されているものとする。周波数がfi の描画クロック信
号fで描画データバッファメモリ114のラスターデー
タが読み出され、描画信号が音響光学変調器53に出力
されて、プリント配線基板S上に描画パターンP1 が形
成される。この描画パターンP1 の描画サイズS1 は、
上述したようにレーザビームの一走査期間の端部におけ
る主走査速度がその中央部におけるレーザビームの主走
査速度に比べて速いために、基準とする描画サイズS0
より大きく形成されてしまう。これは、以下の説明から
も理解できる。レーザビームの主走査速度が一定である
と、図15(a)で理想の描画位置として示すように、
等間隔でかつ均一に配置された画素で描画されることに
なるが、レーザビームの主走査速度が一定でないので、
図15(a)で実際の描画位置として示すように、間隔
ムラがありかつ不均一に配置された画素で描画されるこ
とになり、描画位置にムラが生じる。Due to the distortion of the scanning optical system, the drawing pattern is displaced as shown in FIG. 14A, that is, the drawing size of the drawing pattern fluctuates. This displacement of the drawing pattern is caused by the fact that the main scanning speed of the laser beam during one scanning period of the laser beam is not constant, as shown in FIG. The main scanning speed at the end of one scanning period of the laser beam is higher than, for example, at the center of one scanning period. In FIG. 14A,
Shows a drawing pattern P 1 at the end of one scanning period of the laser beam. As shown in FIG. 14A, the uncorrected phase increase set value of the DDS 132 at this time is ki.
, DDS 132 is assumed to be Fi, and this output frequency Fi is quadrupled by the frequency multiplier 133 to output a drawing clock signal f having a frequency fi (fi = Fi × 4). Frequency raster data of the drawing data buffer memory 114 at writing clock signal f fi are read out, drawing signal is output to the acousto-optic modulator 53, the drawing pattern P 1 is formed on the printed circuit board S. Drawing size S 1 of the drawing pattern P 1 is,
As described above, since the main scanning speed at the end of one scanning period of the laser beam is faster than the main scanning speed of the laser beam at the center thereof, the reference drawing size S 0 is used.
It will be formed larger. This can be understood from the following description. If the main scanning speed of the laser beam is constant, as shown in FIG.
Although it will be drawn with pixels arranged at equal intervals and uniformly, since the main scanning speed of the laser beam is not constant,
As shown in FIG. 15A as an actual drawing position, drawing is performed with pixels having uneven spacing and non-uniformly arranged, resulting in uneven drawing positions.
【0066】そこで、本実施例装置では、図14(b)
に示すように、位置ずれ演算部89からの補正後の位相
増加分設定値kc に基づいて位置ずれ補正を実行してい
る。描画クロック発生回路123は、位置ずれ演算部8
9からの補正後の位相増加分設定値kc に従って、補正
箇所の描画クロック信号fを所望の周波数に調整する。
具体的には、描画クロック発生回路123は、位置ずれ
補正メモリ131に位置ずれ演算部89からの補正後の
位相増加分設定値kc を設定する。DDS132は、位
置ずれ補正メモリ131に設定された位相増加分設定値
kc に従って、前述の未補正時のFi より周波数が高い
Fc の基準クロック信号cを周波数逓倍回路133に出
力する。周波数逓倍回路133は、周波数がFc である
基準クロック信号cを4逓倍して、前記の未補正時のf
i より周波数が高いfc (fc =Fc ×4)の描画クロ
ック信号fを描画データバッファメモリ114に出力す
る。周波数がfc の描画クロック信号fで描画データバ
ッファメモリ114のラスターデータが読み出され、描
画信号が音響光学変調器53に出力されて、基準とする
描画サイズS0 に縮小補正された描画パターンP0 がプ
リント配線基板S上に形成される。Therefore, in the present embodiment, FIG.
As shown in (5), the position shift correction is executed based on the corrected phase increase set value kc from the position shift calculator 89. The drawing clock generating circuit 123 is provided with the displacement calculating unit 8.
The drawing clock signal f at the correction location is adjusted to a desired frequency in accordance with the corrected phase increment set value kc from step 9.
More specifically, the drawing clock generation circuit 123 sets the corrected phase increase set value kc from the displacement calculator 89 in the displacement correction memory 131. The DDS 132 outputs the reference clock signal c of Fc having a frequency higher than the uncorrected Fi to the frequency multiplying circuit 133 in accordance with the phase increase set value kc set in the displacement correction memory 131. The frequency multiplying circuit 133 multiplies the reference clock signal c having a frequency of Fc by four to obtain the uncorrected frequency f.
A drawing clock signal f of fc (fc = Fc × 4) higher in frequency than i is output to the drawing data buffer memory 114. Frequency raster data of the drawing data buffer memory 114 at writing clock signal f fc is read, rendering the signal is output to the acousto-optic modulator 53, drawing size S 0 to shrink corrected drawing pattern P as a reference 0 is formed on the printed wiring board S.
【0067】このように、描画クロック発生回路123
は、一走査ライン分の描画クロック信号fのうちで補正
箇所の描画クロック信号fを、位相増加分設定値kに応
じて、所望の周波数に調整することができるので、前述
の従来例のような位相をシフトさせた複数種類のクロッ
クを用いることなく、レーザビームによる描画ピッチが
一定となるように調整でき、前記の複数種類のクロック
を生成する構成を不要にでき、簡易な構成で走査光学系
の歪みによる描画パターンの位置ずれを高精度に補正で
きる。具体的には、一走査期間における描画クロック信
号fの周波数を図15(c)に示すように調整すること
で、図15(d)に示すようにレーザビームによる描画
ピッチを一定にすることができ、図15(a)に破線で
示すように、理想とする直線等速度の走査光学特性に補
正することができ、等間隔でかつ均等に配列された画素
で描画パターンをプリント配線基板Sに描画できる。As described above, the drawing clock generation circuit 123
Can adjust the drawing clock signal f at the correction location among the drawing clock signals f for one scanning line to a desired frequency in accordance with the phase increment set value k. It is possible to adjust the drawing pitch by the laser beam so as to be constant without using a plurality of types of clocks having different phases, so that the configuration for generating the plurality of types of clocks is unnecessary, and the scanning optics can be simplified with a simple configuration. It is possible to correct the displacement of the drawing pattern due to system distortion with high accuracy. Specifically, by adjusting the frequency of the drawing clock signal f in one scanning period as shown in FIG. 15C, the drawing pitch by the laser beam can be made constant as shown in FIG. As shown by the broken line in FIG. 15A, it is possible to correct the scanning optical characteristic to an ideal linear constant speed, and to draw a drawing pattern on the printed wiring board S by pixels arranged at equal intervals and evenly. Can draw.
【0068】この描画クロック発生回路123は、位置
ずれ補正メモリ131とDDS132と周波数逓倍回路
133と同期化処理部134とで構成されている。位置
ずれ補正メモリ131は、一走査ライン分の描画クロッ
ク信号fのうちで補正箇所の描画クロック信号fの位相
増加分設定値k(周波数設定値)を位置ずれ補正データ
として保持し、DDS132は、位置ずれ補正メモリ1
31からの位相増加分設定値kに応じて所望の周波数の
調整したクロックを発生し、周波数逓倍回路133はD
DS132からのクロックを逓倍し、同期化処理部13
4は周波数逓倍回路133で逓倍したクロックを描画ク
ロックとして出力している。したがって、一走査ライン
分の描画クロック信号fのうちで補正箇所の描画クロッ
ク信号fの周波数設定を高い分解能で行うことができ、
ラスターデータの一画素以下の微小単位で描画パターン
の位置ずれを高精度に補正する構成を実現することがで
きる。The drawing clock generating circuit 123 includes a displacement correction memory 131, a DDS 132, a frequency multiplying circuit 133, and a synchronization processing section 134. The misregistration correction memory 131 holds, as misregistration correction data, a set value k (frequency setting value) of the phase increase of the drawing clock signal f at the correction location among the drawing clock signals f for one scanning line. Position shift correction memory 1
A clock having a desired frequency adjusted according to the phase increment set value k from 31 is generated.
The clock from the DS 132 is multiplied and the synchronization processing unit 13
Numeral 4 outputs a clock multiplied by the frequency multiplying circuit 133 as a drawing clock. Therefore, it is possible to set the frequency of the drawing clock signal f at the correction location among the drawing clock signals f for one scanning line with high resolution.
It is possible to realize a configuration in which the displacement of the drawing pattern is corrected with high accuracy in minute units of one pixel or less of the raster data.
【0069】また、マルチビーム描画における各レーザ
ビームの主走査速度特性は、いずれも同様の傾向を示し
ている。例えば、CH2のレーザビームの主走査速度特
性は、図19(a)に示すように、CH1のレーザビー
ムの主走査速度特性をΔtm時間だけずらしたものとな
っている。このΔtm時間とは、CH1とCH2の主走
査方向のビームCH間隔を時間に換算したものに相当す
る。よって、CH2の描画クロック信号fの補正特性
は、図19(b)に示すように、CH1の描画クロック
信号fの補正特性をΔtm時間だけずらしたものとして
取り扱えば良い。なお、残りのCH3〜CH8のレーザ
ビームについても、上述と同様に取り扱えば良い。した
がって、マルチビーム描画における各ビームの描画パタ
ーンの位置ずれを高精度に補正する構成は、図10に示
すように、単一の基準クロック生成部122と、各ビー
ム毎の描画クロック発生回路123とを備えるだけで実
現することができ、コンパクトにすることができる。The main scanning speed characteristics of each laser beam in multi-beam writing show the same tendency. For example, as shown in FIG. 19A, the main scanning speed characteristic of the CH2 laser beam is different from the main scanning speed characteristic of the CH1 laser beam by Δtm time. The Δtm time corresponds to a value obtained by converting the beam CH interval in the main scanning direction between CH1 and CH2 into time. Therefore, the correction characteristic of the drawing clock signal f of CH2 may be handled as a correction characteristic of the drawing clock signal f of CH1 shifted by Δtm time as shown in FIG. 19B. The remaining laser beams CH3 to CH8 may be handled in the same manner as described above. Therefore, as shown in FIG. 10, the configuration for correcting the positional deviation of the drawing pattern of each beam in the multi-beam writing with high accuracy includes a single reference clock generation unit 122, a writing clock generation circuit 123 for each beam, and And can be made compact.
【0070】なお、この第1補正例では、上述したよう
にCCDカメラと基準スケール88と位置ずれ演算部8
9とを用いて位置ずれ補正データとしての位相増加分設
定値kを算出しているが、以下のようにして算出しても
良い。例えば、感光材料が被着されたガラス乾板や校正
用のプリント配線基板などに格子状の描画パターンを10
mm間隔で描画し、その格子状の描画パターンを現像し
た後に、格子状の描画パターンの各交点を実測し、この
10mm間隔ごとの各交点の実測データからfθレンズ6
8の走査速度分布を示す4次の多項式を求め、これを積
分して走査位置を示す5次の多項近似式を求め、この5
次の多項近似式に基づいて、レーザビームの走査速度が
一定となるような16画素単位の位相増加分設定値kを算
出する。In the first correction example, as described above, the CCD camera, the reference scale 88, and the displacement calculating section 8
9 is used to calculate the phase increase set value k as the displacement correction data, but it may be calculated as follows. For example, a grid-like drawing pattern is applied to a glass dry plate on which a photosensitive material is adhered or a printed wiring board for calibration.
After drawing at grid intervals and developing the grid-like drawing pattern, each intersection point of the grid-like drawing pattern was actually measured.
Fθ lens 6 from actual measurement data at each intersection at 10 mm intervals
Then, a fourth-order polynomial representing the scanning speed distribution of No. 8 is obtained, and this is integrated to obtain a fifth-order polynomial approximation indicating the scanning position.
Based on the following polynomial approximation, a phase increase set value k in units of 16 pixels is calculated so that the scanning speed of the laser beam is constant.
【0071】〈第2補正例〉続いて、前述の第1補正例
で述べた走査光学系の歪みのうちで、特に、ポリゴンミ
ラー67の回転精度、面毎の回転ムラによる描画パター
ンの位置ずれを面毎に補正する動作(第2補正機能)に
ついて説明する。<Second Correction Example> Next, among the distortions of the scanning optical system described in the first correction example, in particular, the rotational accuracy of the polygon mirror 67 and the positional deviation of the drawing pattern due to the uneven rotation of each surface. (Second correction function) will be described.
【0072】本実施例装置は、ポリゴンミラー67の回
転精度、面毎の回転ムラによる描画パターンの位置ずれ
を補正するために、ポリゴンミラー67の各面ごとのレ
ーザビームの走査速度分布を検出するための基準スケー
ル88とCCDカメラとスタートセンサ75と描画基準
位置センサ95とポリゴン面検出器126と、検出され
たポリゴンミラー67の各面のレーザビームによる描画
ピッチが一定となるようにポリゴンミラー67の各面毎
の位置ずれ補正データとしての位相増加分設定値k(周
波数設定値)を算出する位置ずれ演算部89と、ポリゴ
ンミラー67の各面毎の位置ずれ補正データとしての位
相増加分設定値k(周波数設定値)を格納する位置ずれ
補正メモリ131とを備えている。The apparatus of this embodiment detects the scanning speed distribution of the laser beam for each surface of the polygon mirror 67 in order to correct the rotational accuracy of the polygon mirror 67 and the positional deviation of the drawing pattern due to the uneven rotation of each surface. Scale 88, a CCD camera, a start sensor 75, a drawing reference position sensor 95, a polygon surface detector 126, and a polygon mirror 67 so that the detected drawing pitch of each surface of the polygon mirror 67 by the laser beam is constant. A position shift calculator 89 for calculating a phase increase set value k (frequency set value) as position shift correction data for each surface, and a phase increase setting as position shift correction data for each surface of the polygon mirror 67. A misalignment correction memory 131 for storing a value k (frequency setting value).
【0073】なお、この基準スケール88とCCDカメ
ラとスタートセンサ75と描画基準位置センサ95とポ
リゴン面検出器126とが本発明における走査速度分布
検出手段に相当し、位置ずれ演算部89が本発明におけ
るポリゴンミラーの各面毎の位置ずれ補正データを算出
する演算手段に相当し、位置ずれ補正メモリ131が本
発明における格納手段に相当する。The reference scale 88, the CCD camera, the start sensor 75, the drawing reference position sensor 95, and the polygon surface detector 126 correspond to the scanning speed distribution detecting means in the present invention, and the displacement calculating section 89 corresponds to the present invention. Corresponds to the calculating means for calculating the displacement data for each surface of the polygon mirror, and the displacement correction memory 131 corresponds to the storage means in the present invention.
【0074】続いて、この実施例装置において、ポリゴ
ンミラー67の回転精度、面毎の回転ムラによる描画パ
ターンの位置ずれを補正する動作について説明する。Next, a description will be given of the operation of the apparatus of this embodiment for correcting the rotational accuracy of the polygon mirror 67 and the displacement of the drawing pattern due to the uneven rotation of each surface.
【0075】例えば、ポリゴンミラー67の回転中心が
ずれていたり回転ムラがあったりしてポリゴンミラー6
7の回転精度が規定値以下である場合や、ポリゴンミラ
ー67のポリゴン面の角度が面毎にばらついていたりし
てポリゴンミラー67のポリゴン面毎の角度誤差が生じ
ている場合には、ポリゴンミラー67の面毎のレーザビ
ームの走査速度にムラ(誤差)が生じる、即ち、レーザ
ビームの走査速度がポリゴン面毎に変動することにな
る。このポリゴン面毎の走査速度の変動は、描画品質を
劣化させる原因になっている。ここでは、このような場
合に校正を行う。For example, when the rotation center of the polygon mirror 67 is deviated or there is uneven rotation, the polygon mirror 6
If the rotation accuracy of the polygon mirror 7 is equal to or less than a specified value, or if the angle of the polygon surface of the polygon mirror 67 varies from surface to surface, and an angle error occurs for each polygon surface of the polygon mirror 67, the polygon mirror The unevenness (error) occurs in the scanning speed of the laser beam for each surface 67, that is, the scanning speed of the laser beam varies for each polygon surface. The fluctuation of the scanning speed for each polygon surface causes deterioration of the drawing quality. Here, calibration is performed in such a case.
【0076】プリント配線基板Sへのレーザ描画を開始
する前に、ポリゴンミラー67の各面ごとのレーザビー
ムの走査速度分布の検出と、検出したこれらの走査速度
分布に応じたポリゴンミラー67の各面ごとの位置ずれ
補正データ(位相増加分設定値k)の算出と、これらの
位置ずれ補正メモリ131への設定とを以下のように予
め実施する。Before starting the laser drawing on the printed wiring board S, detection of the scanning speed distribution of the laser beam for each surface of the polygon mirror 67 and each of the polygon mirrors 67 corresponding to the detected scanning speed distribution are performed. The calculation of the position shift correction data (phase increase set value k) for each surface and the setting of these in the position shift correction memory 131 are performed in advance as follows.
【0077】まず、図1に示すように、描画基準位置セ
ンサ95のy方向の中央部分が処理位置PYに位置する
ように描画ステージ5を待機位置に移動させておく。図
9に示すように、スタートセンサ75は、レーザビーム
の照射を検出してメインコントローラ121に走査開始
信号aを出力する。このようにしてレーザビームの主走
査方向への走査開始が検出される。このスタートセンサ
75で検出されたレーザビームは、主走査方向に偏向さ
れて、二つの描画基準位置センサ95に順に照射され
る。スタートセンサ75に近い方の描画基準位置センサ
95は、この描画基準位置PX(図1参照)へのレーザ
ビームの照射を検出してメインコントローラ121に描
画基準位置信号hを出力する。スタートセンサ75に遠
い方の描画基準位置センサ95は、この描画終了位置P
Xend (図1参照)へのレーザビームの照射を検出して
メインコントローラ121に描画終了位置信号h’を出
力する。メインコントローラ121は、描画基準位置信
号hから得られるビームスポットの座標値に基づいて、
走査開始信号aの検出から描画基準位置信号hの検出ま
での時間差を算出し、描画基準位置信号hの検出から描
画終了位置信号h’の検出までの期間を走査有効期間と
し、この走査有効期間以外の期間を走査無効期間として
算出している。ここで、走査無効期間とはレーザビーム
をプリント配線基板Sに照射し得ない期間であり、走査
有効期間とはレーザビームをプリント配線基板Sに照射
し得る期間である。First, as shown in FIG. 1, the drawing stage 5 is moved to the standby position so that the center of the drawing reference position sensor 95 in the y direction is located at the processing position PY. As shown in FIG. 9, the start sensor 75 detects the irradiation of the laser beam and outputs a scan start signal a to the main controller 121. In this way, the start of scanning of the laser beam in the main scanning direction is detected. The laser beam detected by the start sensor 75 is deflected in the main scanning direction and is sequentially irradiated on the two drawing reference position sensors 95. The drawing reference position sensor 95 closer to the start sensor 75 detects the irradiation of the laser beam to the drawing reference position PX (see FIG. 1) and outputs a drawing reference position signal h to the main controller 121. The drawing reference position sensor 95 farther from the start sensor 75 detects the drawing end position P
A laser beam irradiation to Xend (see FIG. 1) is detected, and a drawing end position signal h 'is output to the main controller 121. The main controller 121 calculates the beam spot based on the coordinate value of the beam spot obtained from the drawing reference position signal h.
A time difference from the detection of the scanning start signal a to the detection of the drawing reference position signal h is calculated, and a period from the detection of the drawing reference position signal h to the detection of the drawing end position signal h ′ is defined as a scanning effective period. The period other than the above is calculated as the scan invalid period. Here, the scan invalid period is a period during which the laser beam cannot be irradiated on the printed circuit board S, and the scan effective period is a period during which the laser beam can be irradiated on the printed circuit board S.
【0078】次に、基準スケール88が処理位置PYに
位置するように描画ステージ5を移動させておく。基準
スケール88とCCDカメラとスタートセンサ75とポ
リゴン面検出器126とにより、ポリゴンミラー67の
各面ごとのレーザビームの走査速度分布を検出する。具
体的には、メインコントローラ121は、図9に示すよ
うに、ポリゴン面検出器126からの面信号iに基づい
てポリゴンミラー67の第1面を検出し、ポリゴンミラ
ー67の第1面によるレーザビームを基準スケール88
に対して描画基準位置から描画終了位置までの間を主走
査方向に10mm間隔毎に順に照射するようにポリゴンミ
ラー67を回転制御するとともに、この照射されたレー
ザビームのスポットとこのスポットが位置する基準スケ
ール88の長さ目盛りとをCCDカメラで撮像するよう
制御する。ポリゴンミラー67の第1面用として撮像さ
れたこれらの映像信号は照射位置データとして位置ずれ
演算部89に出力される。位置ずれ演算部89は、前記
映像信号に基づいて、10mm間隔ごとのレーザビームの
照射位置を算出する。具体的には、レーザビームのスポ
ットの多値光量分布からビーム重心を求め、このビーム
重心の対応する位置をレーザビームの照射位置として算
出する。このようにしてポリゴンミラー67の第1面の
レーザビームの走査速度分布が検出される。なお、ポリ
ゴンミラー67の残りの第2面から第n面についての映
像信号も、上述と同様に、位置ずれ演算部89に出力さ
れ、ポリゴンミラー67の第2面から第n面のレーザビ
ームの走査速度分布が検出される。Next, the drawing stage 5 is moved so that the reference scale 88 is located at the processing position PY. The scanning speed distribution of the laser beam for each surface of the polygon mirror 67 is detected by the reference scale 88, the CCD camera, the start sensor 75, and the polygon surface detector 126. Specifically, the main controller 121 detects the first surface of the polygon mirror 67 based on the surface signal i from the polygon surface detector 126 as shown in FIG. Beam to reference scale 88
The rotation of the polygon mirror 67 is controlled so as to sequentially irradiate from the drawing reference position to the drawing end position in the main scanning direction at intervals of 10 mm, and the spot of the irradiated laser beam and the spot are located. The length scale of the reference scale 88 is controlled to be imaged by the CCD camera. These video signals imaged for the first surface of the polygon mirror 67 are output to the displacement calculating unit 89 as irradiation position data. The displacement calculator 89 calculates the irradiation position of the laser beam at intervals of 10 mm based on the video signal. Specifically, the beam center of gravity is determined from the multi-level light quantity distribution of the spot of the laser beam, and the position corresponding to the beam center of gravity is calculated as the irradiation position of the laser beam. Thus, the scanning speed distribution of the laser beam on the first surface of the polygon mirror 67 is detected. The video signals for the remaining second to n-th surfaces of the polygon mirror 67 are also output to the displacement calculator 89 in the same manner as described above, and the laser beams of the second to n-th surfaces of the polygon mirror 67 are output. A scanning speed distribution is detected.
【0079】位置ずれ演算部89は、ポリゴンミラー6
7の全ての面(第1面から第n面)のレーザビームによ
る描画ピッチが一定となるように、ポリゴンミラー67
の全ての面のレーザビームの照射位置データに基づい
て、レーザビームの位置ずれを補正するためのポリゴン
ミラー67の各面ごとの位相増加分設定値kを算出す
る。具体的には、前述のように10mm間隔ごとに計測さ
れたレーザビームの照射位置データからfθレンズ68
の走査速度分布を示す4次の多項式を各面ごとに求め、
これらをそれぞれ積分して走査位置を示す5次の多項近
似式を各面ごとに求め、これらの5次の多項近似式か
ら、ポリゴンミラー67の全ての面のレーザビームによ
る描画ピッチが一定となるようにポリゴンミラー67の
各面ごとに5125個(走査幅410 mm/16画素80μm=51
25個)にわたる16画素単位の位相増加分設定値kを算出
する。位置ずれ演算部89は、上記のように算出したポ
リゴンミラー67の各面ごとの5125個にわたる16画素単
位の位相増加分設定値kをメインコントローラ121に
出力する。The displacement calculator 89 includes a polygon mirror 6
7 so that the drawing pitch of the laser beam on all surfaces (first to n-th surfaces) of the polygon mirror 7 is constant.
Based on the irradiation position data of the laser beam on all the surfaces of the polygon mirror 67, the phase increase set value k for each surface of the polygon mirror 67 for correcting the positional deviation of the laser beam is calculated. Specifically, the fθ lens 68 is obtained from the irradiation position data of the laser beam measured at intervals of 10 mm as described above.
A fourth-order polynomial showing the scanning speed distribution of is obtained for each surface,
These are integrated to obtain a fifth-order polynomial approximation that indicates the scanning position for each surface. From these fifth-order polynomial approximations, the drawing pitch of the laser beam on all surfaces of the polygon mirror 67 becomes constant. 5125 (scanning width 410 mm / 16 pixels 80 μm = 51) for each surface of the polygon mirror 67
25) is calculated for each 16 pixels. The displacement calculating unit 89 outputs the phase increase setting value k of 5125 pixels for each surface of the polygon mirror 67 calculated in the above-described manner to the main controller 121 in units of 16 pixels.
【0080】メインコントローラ121は、図16に示
すように、このポリゴンミラー67の各面ごとに、5125
個にわたる16画素単位の位相増加分設定値k(k0 〜k
end)を位置ずれ補正メモリ131に設定する。この位
置ずれ補正メモリ131には、ポリゴンミラー67の第
1面から第n面ごとに、「0」から「end」までのメ
モリアドレスで区分けされた5125個分の記録エリアが設
けられている。n面×5125個にわたる各記録エリアに
は、上記のように算出されたそれぞれの16画素単位の位
相増加分設定値kが設定されている。但し、メモリアド
レスが「end」である記録エリアには、ポリゴンミラ
ー67の次の面における初期値(ポリゴンミラー67の
次の面で最初に用いるべき16画素単位の位相増加分設定
値kend )が記録されている。As shown in FIG. 16, the main controller 121 performs 5125 operations for each surface of the polygon mirror 67.
Phase increase setting values k (k 0 to k
end ) is set in the displacement correction memory 131. The misalignment correction memory 131 is provided with 5125 recording areas divided by memory addresses from “0” to “end” for each of the first to n-th surfaces of the polygon mirror 67. In each of the recording areas over n * 5125, the set value k of the phase increment for each 16 pixels calculated as described above is set. However, in the recording area where the memory address is “end”, an initial value on the next surface of the polygon mirror 67 (a phase increment set value k end in 16-pixel units to be used first on the next surface of the polygon mirror 67) Is recorded.
【0081】このように、位置ずれ補正メモリ131へ
のポリゴンミラー67の各面ごとの位相増加分設定値k
(k0 〜kend )の設定が完了してから、プリント配線
基板Sへのレーザ描画を開始する。As described above, the phase increase setting value k for each surface of the polygon mirror 67 in the displacement correction memory 131
After the setting of (k 0 to k end ) is completed, the laser drawing on the printed wiring board S is started.
【0082】続いて、プリント配線基板Sへのレーザ描
画の動作について説明する。図17に示すように、メイ
ンコントローラ121は、ポリゴン面検出器126から
の面信号iに基づいて、ポリゴンミラー67の各面のう
ちでこれからレーザビームを照射しようとする面を特定
する。メインコントローラ121は、この特定された面
より前の面におけるメモリアドレス「end」の記録エ
リアに記録されている16画素単位の位相増加分設定値k
end を少なくとも読み出し、続いて、レーザビームを照
射しようとする面におけるメモリアドレス「0」,
「1」,「2」,・・・の順にその記録エリアに記録さ
れている16画素単位の位相増加分設定値k(k0 ,
k1 ,k2 ,・・・)を読み出してDDS132に出力
するように位置ずれ補正メモリ131を制御する。な
お、これらの16画素単位の位相増加分設定値k0 〜k
end は、走査開始信号aに同期し描画クロック信号fの
16クロックごとに発生する読み出しクロック信号eに従
って、位置ずれ補正メモリ131から読み出されDDS
132に設定されている。Next, the operation of laser writing on the printed wiring board S will be described. As shown in FIG. 17, the main controller 121 specifies a surface to be irradiated with a laser beam from among the surfaces of the polygon mirror 67 based on the surface signal i from the polygon surface detector 126. The main controller 121 sets the phase increment set value k in units of 16 pixels recorded in the recording area of the memory address “end” on the surface before the specified surface.
end at least, and then the memory address “0”,
In the order of “1”, “2”,..., The phase increment set value k (k 0 ,
k 1, k 2, controls the position deviation correction memory 131 to output the DDS132 reads ...). It should be noted that these phase increment setting values k 0 to k in units of 16 pixels
The end of the drawing clock signal f is synchronized with the scanning start signal a.
According to the read clock signal e generated every 16 clocks, the DDS
132 is set.
【0083】DDS132は、基準クロック生成部12
2からの基準クロック信号bを、位置ずれ補正メモリ1
31からメモリアドレス順に読み出される16画素単位の
位相増加分設定値k(k0 〜kend )に応じて、16画素
ごとにf0 〜fend の周波数に順に調整して周波数逓倍
回路133に出力する。周波数逓倍回路133は、DD
S132で16画素ごとにf0 〜fend の周波数の順に調
整された基準クロック信号cを、例えば4逓倍して同期
化処理部134に出力する。同期化処理部134は、周
波数逓倍回路133で4逓倍された基準クロック信号d
をスタートセンサ75からの走査開始信号aに同期させ
て描画クロック信号fとして出力する。The DDS 132 is connected to the reference clock generator 12
2 is transferred to the displacement correction memory 1
In accordance with a set value k (k 0 to k end ) of a 16-pixel unit read from memory 31 in the order of memory addresses, the frequency is sequentially adjusted to f 0 to f end every 16 pixels and output to the frequency multiplier 133. I do. The frequency multiplier 133 has a DD
In step S132, the reference clock signal c adjusted in the order of f 0 to f end for every 16 pixels is, for example, quadrupled and output to the synchronization processing unit 134. The synchronization processing unit 134 outputs the reference clock signal d quadrupled by the frequency multiplication circuit 133.
Is output as a drawing clock signal f in synchronization with the scanning start signal a from the start sensor 75.
【0084】したがって、描画クロック信号fは、図1
7に示すように、16画素ごとに所望の周波数に調整され
ている。また、ポリゴンミラー67の次の面において
も、この描画クロック信号fは上述と同様に調整され
る。具体的には、ポリゴン第1面には、16画素ごとに周
波数がfend n ×4,f0×4,f1 ×4,f2 ×4,
・・・,fend-1 ×4の順に調整された描画クロック信
号fで読み出されたラスターデータにより生成される描
画信号でレーザビームが変調され、この変調されたレー
ザビームが照射される。ポリゴン第2面には、16画素ご
とに周波数がfend ×4,f0'×4,f1'×4,f2'×
4,・・・,fend-1'×4の順に調整された描画クロッ
ク信号fで読み出されたラスターデータにより生成され
る描画信号でレーザビームが変調され、この変調された
レーザビームが照射される。ポリゴン第n面には、16画
素ごとに周波数がfend n-1 ×4,f0 n ×4,f1 n
×4,f2 n ×4,・・・,fend-1 n ×4の順に調整
された描画クロック信号fで読み出されたラスターデー
タにより生成される描画信号でレーザビームが変調さ
れ、この変調されたレーザビームが照射される。Therefore, the drawing clock signal f is
As shown in FIG. 7, the frequency is adjusted to a desired frequency every 16 pixels. The drawing clock signal f is also adjusted on the next surface of the polygon mirror 67 in the same manner as described above. Specifically, on the first surface of the polygon, the frequency is fend n × 4, f 0 × 4, f 1 × 4, f 2 × 4 every 16 pixels.
, Fend-1 × 4 The laser beam is modulated with a drawing signal generated by raster data read out with the drawing clock signal f adjusted in the order of fend-1 × 4, and the modulated laser beam is irradiated. On the second surface of the polygon, the frequency is f end × 4, f 0 ′ × 4, f 1 ′ × 4, f 2 ′ ×
4,..., F end-1 ′ × 4 The laser beam is modulated by a drawing signal generated by the raster data read out with the drawing clock signal f adjusted in the order of × 4, and this modulated laser beam is irradiated. Is done. On the polygon n-th surface, the frequency is f end n-1 × 4, f 0 n × 4, f 1 n every 16 pixels.
The laser beam is modulated by a drawing signal generated by raster data read out with the drawing clock signal f adjusted in the order of × 4, f 2 n × 4,..., F end-1 n × 4. The modulated laser beam is emitted.
【0085】このように、基準スケール88とCCDカ
メラとスタートセンサ75と描画基準位置センサ95と
ポリゴン面検出器126とにより、ポリゴンミラー67
の各面ごとのレーザビームの走査速度分布を検出し、メ
インコントローラ121により、ポリゴンミラー67の
各面のレーザビームによる描画ピッチが一定となるよう
に、ポリゴンミラー67の各面ごとの検出されたレーザ
ビームの走査速度分布に応じて、ポリゴンミラー67の
各面毎の位相増加分設定値k(k0 〜kend )を算出し
て位置ずれ補正メモリ131に設定し、描画クロック発
生回路123により、位置ずれ補正メモリ131に設定
されたポリゴンミラー67の各面毎の位相増加分設定値
k(k0 〜kend )に応じて、描画クロック信号fを16
画素ごとに所望の周波数に調整しているので、ポリゴン
ミラー67の各面のレーザビームによる描画ピッチを一
定にすることができ、ポリゴンミラー67の回転精度、
面毎の回転ムラによる描画パターンの位置ずれを補正す
ることができる。As described above, the polygon mirror 67 is formed by the reference scale 88, the CCD camera, the start sensor 75, the drawing reference position sensor 95, and the polygon surface detector 126.
The main controller 121 detects the scanning speed distribution of the laser beam for each surface of the polygon mirror 67 so that the drawing pitch of the laser beam on each surface of the polygon mirror 67 is constant. According to the scanning speed distribution of the laser beam, a phase increase set value k (k 0 to k end ) for each surface of the polygon mirror 67 is calculated and set in the displacement correction memory 131. The drawing clock signal f is set to 16 in accordance with the phase increase setting value k (k 0 to k end ) for each surface of the polygon mirror 67 set in the displacement correction memory 131.
Since the frequency is adjusted to a desired frequency for each pixel, the drawing pitch of each surface of the polygon mirror 67 by the laser beam can be made constant, and the rotation accuracy of the polygon mirror 67 can be improved.
It is possible to correct the displacement of the drawing pattern due to the rotation unevenness of each surface.
【0086】また、この第2補正例では、ポリゴンミラ
ー67の回転精度、面毎の回転ムラによる描画パターン
の位置ずれを補正するために、スタートセンサ75と描
画基準位置センサ95と位置ずれ演算部89とメインコ
ントローラ121とを用いているが、描画用レーザビー
ムとは別の参照用レーザビームをポリゴンミラー67を
介して受光して描画クロック信号を生成する生成手段を
備えた場合でも、ポリゴンミラー67の回転精度、面毎
の回転ムラによる描画パターンの位置ずれを補正でき
る、即ち、ポリゴン面毎の走査速度の変動を打ち消すこ
とができる。この場合は、描画基準位置センサ95と、
基準クロック生成部122とを不必要にできる。この生
成手段は、図18に示すように、レーザ光源41からの
レーザビームの一部を参照用レーザビーム(参照光)と
して分離する分離ミラー96と、この参照光をポリゴン
ミラー67に供給するビーム合成器97と、ポリゴンミ
ラー67とシリンドリカルレンズ73とを介した参照光
を受光して描画クロック信号f’を生成するグレーティ
ングセンサ98と、この描画クロック信号f’を逓倍し
てDDS132への基準クロック信号bを生成する周波
数逓倍回路99とで構成される。仮に、グレーティング
センサ98における参照光を通過させるスリットにピッ
チ誤差があると、このピッチ誤差により位置ずれが生じ
た描画クロック信号fが生成されることになる。しか
し、この図18に示す実施例装置では、描画クロック発
生回路123からの描画クロック信号fは、位置ずれ演
算部89から描画クロック発生回路123内の位置ずれ
補正メモリ131に設定されるポリゴンミラー67の各
面毎の位相増加分設定値kに応じて、所望の周波数に調
整されるので、前記ピッチ誤差が補正でき、描画クロッ
クの生成位置ずれが補正でき、描画パターンの位置ずれ
を高精度に補正できる。In the second correction example, a start sensor 75, a drawing reference position sensor 95, and a position shift calculating unit are used to correct the rotation accuracy of the polygon mirror 67 and the position shift of the drawing pattern due to the uneven rotation of each surface. 89 and the main controller 121 are used. However, even when a generating means for receiving a reference laser beam different from the drawing laser beam through the polygon mirror 67 and generating a drawing clock signal is provided, It is possible to correct the positional deviation of the drawing pattern due to the rotation accuracy of 67 and the rotation unevenness of each surface, that is, it is possible to cancel the fluctuation of the scanning speed for each polygon surface. In this case, the drawing reference position sensor 95 and
The reference clock generator 122 can be made unnecessary. As shown in FIG. 18, the generating means includes a separating mirror 96 for separating a part of the laser beam from the laser light source 41 as a reference laser beam (reference light), and a beam for supplying the reference light to the polygon mirror 67. A synthesizing unit 97, a grating sensor 98 that receives a reference beam through the polygon mirror 67 and the cylindrical lens 73 and generates a drawing clock signal f ′, and multiplies the drawing clock signal f ′ to generate a reference clock to the DDS 132. A frequency multiplier 99 for generating the signal b. If there is a pitch error in the slit of the grating sensor 98 through which the reference light passes, a drawing clock signal f in which a position shift has occurred due to the pitch error is generated. However, in the embodiment shown in FIG. 18, the drawing clock signal f from the drawing clock generating circuit 123 is transmitted from the position calculating unit 89 to the polygon mirror 67 set in the position correcting memory 131 in the drawing clock generating circuit 123. The frequency is adjusted to a desired frequency in accordance with the set value k of the phase increment for each surface, so that the pitch error can be corrected, the writing clock generation position shift can be corrected, and the writing pattern position shift can be corrected with high accuracy. Can be corrected.
【0087】なお、マルチビーム描画を採用する場合
は、基本的には図10に示したように、各ビーム毎に描
画クロック発生回路を設け、順次Δtm時間ずつ遅延し
て動作、すなわち位置ずれ補正メモリから位相増加分設
定値kを読み出して所望周波数の描画クロック信号を発
生させれば良い。但し、グレーティングセンサ98で生
成される描画クロック信号f’の周波数が一定ではない
ため、その周波数に応じてチャンネル毎に位相増加分設
定値kを調整する必要がある。When the multi-beam writing is adopted, a writing clock generating circuit is basically provided for each beam as shown in FIG. What is necessary is just to read out the phase increment set value k from the memory and generate the drawing clock signal of the desired frequency. However, since the frequency of the drawing clock signal f ′ generated by the grating sensor 98 is not constant, it is necessary to adjust the phase increment set value k for each channel according to the frequency.
【0088】〈第3補正例〉続いて、走査光学系の歪み
による描画パターンの位置ずれを補正するとともに、描
画パターンをプリント配線基板Sの寸法変動に応じて縮
倍補正する動作(第3補正機能)について説明する。<Third Correction Example> Subsequently, an operation of correcting the positional shift of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system and correcting the drawing pattern in accordance with the dimensional change of the printed wiring board S (third correction) Function) will be described.
【0089】本実施例装置は、プリント配線基板Sの寸
法変動に応じて描画パターンを縮倍補正するために、プ
リント配線基板Sの伸縮量を検出するアライメントスコ
ープユニット31と、この伸縮量に基づいてプリント配
線基板Sの寸法変動に応じた縮倍補正率jを算出してメ
インコントローラ121に出力するアライメントデータ
演算部111と、位置ずれ演算部89で算出されたポリ
ゴンミラー67の各面毎の位置ずれ補正データとしての
位相増加分設定値k(周波数設定値)をアライメントデ
ータ演算部111からの縮倍補正率jに応じて補正する
メインコントローラ121とを備えている。なお、この
実施例装置は、前述の第2補正例の場合と同様に、ポリ
ゴンミラー67の各面ごとのレーザビームの走査速度分
布を検出するための基準スケール88とCCDカメラと
スタートセンサ75と描画基準位置センサ95とポリゴ
ン面検出器126と、この検出されたポリゴンミラー6
7の各面のレーザビームによる描画ピッチが一定となる
ようにポリゴンミラー67の各面毎の位置ずれ補正デー
タとしての位相増加分設定値k(周波数設定値)を算出
する位置ずれ演算部89とを備えている。The apparatus according to this embodiment includes an alignment scope unit 31 for detecting the amount of expansion and contraction of the printed wiring board S in order to reduce the magnification of the drawing pattern in accordance with the dimensional change of the printed wiring board S. An alignment data calculation unit 111 for calculating a magnification reduction ratio j corresponding to a dimensional change of the printed wiring board S and outputting the same to the main controller 121, and for each surface of the polygon mirror 67 calculated by the displacement calculation unit 89. A main controller 121 is provided for correcting a phase increase set value k (frequency set value) as position shift correction data in accordance with a scaling correction rate j from the alignment data calculation unit 111. The apparatus of this embodiment includes a reference scale 88 for detecting a scanning speed distribution of a laser beam for each surface of the polygon mirror 67, a CCD camera, a start sensor 75, and the like, as in the case of the above-described second correction example. The drawing reference position sensor 95, the polygon surface detector 126, and the detected polygon mirror 6
7, a position shift calculator 89 for calculating a phase increase set value k (frequency set value) as position shift correction data for each surface of the polygon mirror 67 so that the drawing pitch of each surface of the polygon mirror 67 with the laser beam is constant. It has.
【0090】続いて、この実施例装置において、走査光
学系の歪みによる描画パターンの位置ずれを補正すると
ともに、描画パターンをプリント配線基板Sの寸法変動
に応じて縮倍補正する動作について説明する。なお、描
画パターンの位置ずれ補正は、前述の第2補正例で説明
しているので、ここではその説明を省略するものとす
る。Next, the operation of the apparatus of this embodiment for correcting the positional deviation of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system and correcting the drawing pattern in accordance with the dimensional fluctuation of the printed wiring board S will be described. Note that the correction of the displacement of the drawing pattern has been described in the above-described second correction example, and the description thereof will be omitted here.
【0091】図1に示すように、載置テーブル15の基
準位置にプリント配線基板Sを載置する。そして、描画
前に、プリント配線基板Sの主走査方向の寸法変動を以
下のようにして検出しておく。図12に示すように、プ
リント配線基板Sの四隅の位置合わせ穴Aのうちで、例
えば、シリンドリカルレンズ73に近い方の主走査方向
に並ぶ2つの位置合わせ穴Aを、CCDカメラ33a,
35aで読み取る。なお、CCDカメラ33a,35
a,37a,39aで4箇所全ての位置合わせ穴Aを読
み取ってもよい。アライメントデータ演算部111は、
このCCDカメラ33a,35aからの映像信号に基づ
いて、この2つの位置合わせ穴Aの主走査方向の距離X
1を求める。アライメントデータ演算部111は、この
求めた距離X1と、寸法基準として予め与えられている
位置合わせ穴Aの主走査方向の距離とに基づいて、縮倍
補正率jを求め、この縮倍補正率jをメインコントロー
ラ121に出力する。メインコントローラ121は、位
置ずれ演算部89で算出されたポリゴンミラー67の各
面毎の16画素単位の位相増加分設定値k(k0 〜
ken d )を縮倍補正率jに応じて一律に補正し、補正後
の16画素単位の位相増加分設定値k×j(k0 ×j〜k
end ×j)を描画クロック発生回路123の位置ずれ補
正メモリ131に設定する。As shown in FIG. 1, the printed wiring board S is mounted at a reference position on the mounting table 15. Then, before drawing, a dimensional change of the printed wiring board S in the main scanning direction is detected as follows. As shown in FIG. 12, among the positioning holes A at the four corners of the printed wiring board S, for example, two positioning holes A arranged in the main scanning direction closer to the cylindrical lens 73 are connected to the CCD camera 33a,
Read at 35a. Note that the CCD cameras 33a, 35
A, 37a, and 39a may read all four alignment holes A. The alignment data calculation unit 111
Based on the video signals from the CCD cameras 33a and 35a, a distance X between the two alignment holes A in the main scanning direction is determined.
Find 1 The alignment data calculation unit 111 obtains a scaling correction rate j based on the obtained distance X1 and a distance in the main scanning direction of the positioning hole A which is given in advance as a dimension reference. j is output to the main controller 121. The main controller 121 calculates the phase increment set value k (k 0 to k) for each surface of the polygon mirror 67 in units of 16 pixels calculated by the displacement calculating unit 89.
The k en d) were uniformly corrected according to Chijimibai correction factor j, phase increment of 16 pixels of the corrected amount setting value k × j (k 0 × j~k
end × j) is set in the displacement correction memory 131 of the drawing clock generation circuit 123.
【0092】描画クロック発生回路123は、位置ずれ
補正メモリ131に設定された補正後の16画素単位の位
相増加分設定値k×j(k0 ×j〜kend ×j)をメモ
リアドレス順に読み出してDDS132に出力する。D
DS132は、基準クロック生成部122からの基準ク
ロック信号bを、メモリアドレス順に読み出された補正
後の16画素単位の位相増加分設定値k×j(k0 ×j〜
kend ×j)に応じて、16画素ごとにf0 ×j〜fend
×jの周波数に順に調整して周波数逓倍回路133に出
力する。周波数逓倍回路133は、DDS132で16画
素ごとにf0 ×j〜fend ×jの周波数の順に調整され
た基準クロック信号cを、例えば4逓倍して同期化処理
部134に出力する。同期化処理部134は、周波数逓
倍回路133で4逓倍された基準クロック信号dをスタ
ートセンサ75からの走査開始信号aに同期させて描画
クロック信号fとして出力する。したがって、この描画
クロック信号fは縮倍補正率jに応じて縮倍補正されて
いる。描画クロック発生回路123で位相増加分設定値
kに応じて調整されるとともに縮倍補正率jに応じて縮
倍補正された描画クロック信号fでラスターデータが読
み出される。音響光学変調器53は、描画信号に基づい
てレーザビームを変調する。変調されたレーザビームが
プリント配線基板Sに照射され、プリント配線基板Sに
縮倍補正された描画パターンが形成される。The drawing clock generating circuit 123 reads out the corrected phase increment set value k × j (k 0 × j to k end × j) in the unit of 16 pixels set in the displacement correction memory 131 in the order of memory addresses. And outputs it to the DDS 132. D
The DS 132 converts the reference clock signal b from the reference clock generation unit 122 into the corrected phase increment set value k × j (k 0 × j to 16 pixel units) read out in the order of the memory addresses.
k end × j), f 0 × j to f end every 16 pixels
The frequency is sequentially adjusted to the frequency of × j and output to the frequency multiplier 133. The frequency multiplying circuit 133 multiplies the reference clock signal c, which is adjusted in the order of f 0 × j to f end × j by the DDS 132 in the order of f 0 × j to f end × j, for example, by 4 and outputs the frequency to the synchronization processing unit 134. The synchronization processing unit 134 outputs the reference clock signal d quadrupled by the frequency multiplying circuit 133 as a drawing clock signal f in synchronization with the scanning start signal a from the start sensor 75. Therefore, the drawing clock signal f is scaled down in accordance with the scale down correction rate j. The drawing clock signal f is adjusted by the drawing clock generation circuit 123 in accordance with the set value k of the phase increase, and the raster data is read by the drawing clock signal f which has been scaled down and corrected in accordance with the scaling down correction rate j. The acousto-optic modulator 53 modulates the laser beam based on the drawing signal. The modulated laser beam is applied to the printed wiring board S, and a scaled corrected drawing pattern is formed on the printed wiring board S.
【0093】このように、メインコントローラ121
は、位置ずれ演算部89で算出されたポリゴンミラー6
7の各面毎の16画素単位の位相増加分設定値k(k0 〜
kend)を縮倍補正率jに応じて一律に補正し、補正後
の16画素単位の位相増加分設定値k×j(k0 ×j〜k
end ×j)を描画クロック発生回路123の位置ずれ補
正メモリ131に設定する。描画クロック発生回路12
3は、一走査ラインのうちで補正箇所の描画クロック信
号fを、位置ずれ補正メモリ131に設定された補正後
の16画素単位の位相増加分設定値k×j(k0 ×j〜k
end ×j)に応じて、所望の周波数に調整する。したが
って、描画パターンの位置ずれが補正できるとともに、
この描画パターンをプリント配線基板Sの寸法変動に応
じて高精度に縮倍補正できる。As described above, the main controller 121
Is the polygon mirror 6 calculated by the displacement calculator 89.
7, the phase increase setting value k (k 0-
k end ) is uniformly corrected in accordance with the scaling correction rate j, and the corrected phase increase set value k × j (k 0 × j to k) in units of 16 pixels is corrected.
end × j) is set in the displacement correction memory 131 of the drawing clock generation circuit 123. Drawing clock generation circuit 12
Reference numeral 3 designates a drawing clock signal f of a correction portion in one scan line, which is obtained by correcting the phase increment set value k × j (k 0 × j to k
The frequency is adjusted to a desired frequency according to end × j). Therefore, the displacement of the drawing pattern can be corrected, and
This drawing pattern can be scaled down with high accuracy in accordance with the dimensional variation of the printed wiring board S.
【0094】なお、前述したプリント配線基板Sの主走
査方向の寸法変動の検出時には、プリント配線基板Sの
副走査方向の寸法変動も検出している。図12に示すよ
うに、例えば、プリント配線基板Sの四隅の位置合わせ
穴Aのうちで、CCDカメラ原点に近い方の副走査方向
に並ぶ2つの位置合わせ穴Aを、CCDカメラ33a,
39aで読み取る。アライメントデータ演算部111
は、このCCDカメラ33a,39aからの映像信号に
基づいて、この2つの位置合わせ穴Aの副走査方向の距
離Y1を求める。アライメントデータ演算部111は、
この求めた距離Y1と、寸法基準として予め与えられて
いる位置合わせ穴Aの副走査方向の距離とに基づいて、
副走査方向の縮倍補正データを求めてメインコントロー
ラ121に出力する。メインコントローラ121は、こ
の副走査方向の縮倍補正データに応じて、サーボモータ
7への駆動パルスを可変して描画ステージ5の移動速度
を調整することで、副走査方向の縮倍補正を実現してい
る。When detecting the dimensional change of the printed wiring board S in the main scanning direction, the dimensional change of the printed wiring board S in the sub-scanning direction is also detected. As shown in FIG. 12, for example, of the four positioning holes A at the four corners of the printed wiring board S, two positioning holes A arranged in the sub-scanning direction closer to the CCD camera origin are connected to the CCD cameras 33a and 33a.
Read at 39a. Alignment data calculation unit 111
Calculates the distance Y1 between the two alignment holes A in the sub-scanning direction based on the video signals from the CCD cameras 33a and 39a. The alignment data calculation unit 111
Based on the obtained distance Y1 and the distance in the sub-scanning direction of the positioning hole A given in advance as a dimension reference,
The reduction correction data in the sub-scanning direction is obtained and output to the main controller 121. The main controller 121 realizes the magnification correction in the sub-scanning direction by adjusting the moving speed of the drawing stage 5 by varying the driving pulse to the servo motor 7 in accordance with the magnification correction data in the sub-scanning direction. are doing.
【0095】また、アライメントスコープユニット31
でプリント配線基板Sの伸縮量を検出し、アライメント
データ演算部111でこの伸縮量に基づいてプリント配
線基板Sの寸法変動に応じた縮倍補正データを算出して
いるので、プリント配線基板Sの寸法変動に応じた縮倍
補正データを自動的に算出することができる。The alignment scope unit 31
, The amount of expansion and contraction of the printed wiring board S is detected, and the alignment data calculation unit 111 calculates magnification reduction data corresponding to the dimensional change of the printed wiring board S based on the amount of expansion and contraction. The scaling correction data according to the dimensional fluctuation can be automatically calculated.
【0096】なお、本発明は以下のように変形実施する
ことも可能である。The present invention can be modified as follows.
【0097】(1)描画基準位置センサ95は、レーザ
ビームの主,副走査方向への位置ずれを検出できるもの
であればよく、二次元のPSD(位置検出素子:Positi
on Sensitive Device )、スタートセンサ75と同等の
複数の分割センサなどを採用してもよい。(1) The drawing reference position sensor 95 only needs to be able to detect the displacement of the laser beam in the main and sub-scanning directions, and is a two-dimensional PSD (Position Detector: Positi
on Sensitive Device), and a plurality of split sensors equivalent to the start sensor 75 may be used.
【0098】(2)レーザビームを副走査方向に移動さ
せる位置補正手段としては、シリンドリカルレンズ73
を移動させる代わりに、ポリゴンミラー67に入射する
レーザビームの副走査方向の入射角を調節するようにし
てもよい。そのレーザビームの副走査方向の入射角は、
ポリゴンミラー67の前段に設けたミラーあるいはレン
ズ系をアクチュエータで駆動して変えることができる。(2) As a position correcting means for moving the laser beam in the sub-scanning direction, a cylindrical lens 73 is used.
May be adjusted instead of moving the angle of incidence of the laser beam incident on the polygon mirror 67 in the sub-scanning direction. The incident angle of the laser beam in the sub-scanning direction is
A mirror or a lens system provided in a stage preceding the polygon mirror 67 can be changed by driving with an actuator.
【0099】(3)上述した実施例装置では、レーザ光
源41と音響光学変調器53を使用しているが、これら
に代えてレーザダイオードを使用してもよい。この場合
には、レーザダイオードを直接オンオフ制御すればよ
く、構造的に簡易化を図ることができる。(3) In the above embodiment, the laser light source 41 and the acousto-optic modulator 53 are used, but a laser diode may be used instead. In this case, the on / off control of the laser diode may be directly performed, and the structure can be simplified.
【0100】(4)上述した実施例では、結像光学系2
1が固定で描画ステージ5が移動する構成であったが、
逆に結像光学系21が移動する構成であっても本発明を
適用可能である。(4) In the above embodiment, the imaging optical system 2
1 was fixed and the drawing stage 5 was moved,
Conversely, the present invention is applicable to a configuration in which the imaging optical system 21 moves.
【0101】(5)上述した実施例では、描画クロック
発生回路123にDDS132を用いているが、このD
DS132に替えて、電圧制御発振器(VCO)やPL
L(phase locked loop )などを用いた場合であっても
本発明を適用可能である。(5) In the above embodiment, the DDS 132 is used for the drawing clock generation circuit 123.
Instead of DS132, voltage controlled oscillator (VCO) or PL
The present invention is applicable even when L (phase locked loop) or the like is used.
【0102】(6)上述した実施例では、位置ずれ補正
メモリ131に記憶されている16画素単位の位相増加分
設定値kをアドレス順に16画素単位ごとに読み出してD
DS132に設定しているが、DDS132への位相増
加分設定値kを変更する場合のみ、対応する16画素単位
の位相増加分設定値kを位置ずれ補正メモリ131から
読み出してDDS132に設定してもよい。また、位相
増加分設定値kを16画素単位としているが、16画素単位
に限定されるものではなく、この位相増加分設定値kを
16画素以外の単位として取り扱ってもよい。(6) In the above-described embodiment, the phase increment set value k in the unit of 16 pixels stored in the misalignment correction memory 131 is read out in the order of addresses in units of 16 pixels, and D
Although it is set in the DS 132, only when the phase increment set value k to the DDS 132 is changed, the corresponding phase increment set value k in 16 pixel units is read from the displacement correction memory 131 and set in the DDS 132. Good. Further, although the phase increment set value k is set in units of 16 pixels, the present invention is not limited to the unit of 16 pixels.
It may be handled as a unit other than 16 pixels.
【0103】(7)上述した実施例では、アライメント
データ演算部111で処理対象物の実測データからその
寸法変動を求めて縮倍補正データを求めているが、デー
タ処理部101から指示される縮倍補正データをメイン
コントローラ121に供給するようにしてもよい。(7) In the above-described embodiment, the alignment data calculation unit 111 determines the dimensional variation from the actual measurement data of the processing target to obtain the reduction correction data. The double correction data may be supplied to the main controller 121.
【0104】(8)上述した実施例ではプリント配線基
板製造装置を例に採って説明したが、本発明はこのよう
な装置に限定されるものではなく、レーザビームを用い
て露光処理を行う装置に適用できる。(8) In the above embodiment, a printed wiring board manufacturing apparatus has been described as an example. However, the present invention is not limited to such an apparatus, and an apparatus for performing an exposure process using a laser beam. Applicable to
【0105】(9)上述した実施例では、描画位置ずれ
を検出するための手段(基準スケール88、CCDカメ
ラ、位置ずれ演算部89等)をレーザ描画装置に常時搭
載していたが、これに限らず、描画クロックの調整を行
う際にのみ搭載しても良いし、ステージ5を除いた結像
光学系21のみを適当な台にセットした状態で上記手段
を用いて描画クロックの調整を行っても良い。(9) In the above-described embodiment, the means for detecting the drawing position shift (the reference scale 88, the CCD camera, the position shift calculating unit 89, etc.) is always mounted on the laser writing apparatus. The present invention is not limited to this, and may be mounted only when adjusting the drawing clock. Alternatively, the drawing clock may be adjusted using the above-described means while only the imaging optical system 21 excluding the stage 5 is set on an appropriate base. May be.
【0106】[0106]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に記載の装置発明によれば、一走査ライン分の描画ク
ロックのうちで補正箇所の描画クロックを、位置ずれ補
正データに応じた周波数に調整する信号調整手段を備え
ているので、従来例のような位相をシフトさせた複数種
類のクロックを用いることなく、レーザビームによる描
画ピッチが一定となるように調整でき、前記の複数種類
のクロックを生成する構成を不要にでき、簡易な構成で
走査光学系の歪みによる描画パターンの位置ずれを高精
度に補正できる。As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, among the drawing clocks for one scanning line, the drawing clock of the correction portion is determined according to the positional deviation correction data. Since the signal adjusting means for adjusting the frequency is provided, it is possible to adjust the drawing pitch by the laser beam to be constant without using a plurality of types of clocks whose phases are shifted as in the conventional example. The configuration for generating the clock can be dispensed with, and the displacement of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system can be corrected with high accuracy with a simple configuration.
【0107】また、請求項2に記載の装置発明によれ
ば、信号調整手段は、一走査ライン分のクロックのうち
で補正箇所のクロックの周波数設定値を位置ずれ補正デ
ータとして保持するメモリ部と、前記メモリ部からの周
波数設定値に応じた周波数のクロックを発生するダイレ
クトデジタルシンセサイザと、このダイレクトデジタル
シンセサイザからのクロックを逓倍して描画クロックと
して出力する逓倍手段とを備えているので、高い分解能
で描画クロックの周波数設定ができ、ラスターデータの
一画素以下の微小単位で描画パターンの位置ずれを補正
することができ、走査光学系の歪みによる描画パターン
の位置ずれを高精度に補正する構成を実現することがで
きる。According to the second aspect of the present invention, the signal adjusting means includes a memory unit for holding the frequency setting value of the clock at the correction position among the clocks for one scanning line as positional deviation correction data. A direct digital synthesizer that generates a clock having a frequency corresponding to the frequency set value from the memory unit, and a multiplying unit that multiplies the clock from the direct digital synthesizer and outputs the multiplied clock as a drawing clock. Can set the frequency of the drawing clock, can correct the displacement of the drawing pattern in minute units of one pixel or less of raster data, and can accurately correct the displacement of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system. Can be realized.
【0108】また、請求項3に記載の装置発明によれ
ば、信号調整手段を同時走査描画する複数本のレーザビ
ームごとに備えているので、複数本のレーザビームを用
いるマルチビーム描画においても、各レーザビームによ
る描画パターンの位置ずれを高精度に補正できる。Further, according to the third aspect of the present invention, since the signal adjusting means is provided for each of a plurality of laser beams for simultaneous scanning and drawing, multi-beam drawing using a plurality of laser beams is also possible. The displacement of the drawing pattern due to each laser beam can be corrected with high accuracy.
【0109】また、請求項4に記載の装置発明によれ
ば、ポリゴンミラーの各面毎の位置ずれ補正データを格
納する格納手段を備えているので、ポリゴンミラーの回
転精度、面毎の回転ムラなどの走査光学系の歪みによる
描画パターンの位置ずれがポリゴンミラー各面ごとに高
精度に補正される。Further, according to the apparatus described in claim 4, since the storage means for storing the positional deviation correction data for each surface of the polygon mirror is provided, the rotation accuracy of the polygon mirror and the rotation unevenness for each surface are provided. The positional deviation of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system is corrected with high accuracy for each surface of the polygon mirror.
【0110】また、請求項5に記載の装置発明によれ
ば、ポリゴンミラーの各面ごとのレーザビームの走査速
度分布を検出する走査速度分布検出手段と、前記走査速
度分布検出手段で検出されたポリゴンミラー各面のレー
ザビームによる描画ピッチが一定となるようにポリゴン
ミラー各面毎の位置ずれ補正データを算出する演算手段
とを備えているので、ポリゴンミラー各面毎の位置ずれ
補正データを自動的に算出することができ、ポリゴンミ
ラーの回転精度、面毎の回転ムラによる描画パターンの
位置ずれをポリゴンミラー各面ごとに高精度に補正でき
る。According to the apparatus described in claim 5, the scanning speed distribution detecting means for detecting the scanning speed distribution of the laser beam for each surface of the polygon mirror, and the scanning speed distribution detecting means detecting the scanning speed distribution. A calculation means for calculating positional deviation correction data for each surface of the polygon mirror so that the drawing pitch of each surface of the polygon mirror by the laser beam is constant. It is possible to accurately correct the positional deviation of the drawing pattern due to the rotation accuracy of the polygon mirror and the uneven rotation of each surface for each surface of the polygon mirror.
【0111】また、請求項6に記載の装置発明によれ
ば、描画用レーザビームとは別の参照用レーザビームを
ポリゴンミラーを介して受光してポリゴンミラーの各面
ごとの描画クロックを生成する生成手段を備えているの
で、ポリゴン面毎の走査速度の変動による描画位置ずれ
を打ち消すレーザ描画装置を構成することができ、前記
生成手段での描画クロックの生成におけるピッチ誤差を
補正でき、描画クロックの生成位置ずれを補正でき、描
画パターンの位置ずれを高精度に補正できる。According to the apparatus of the present invention, a reference laser beam different from the drawing laser beam is received via the polygon mirror to generate a drawing clock for each surface of the polygon mirror. With the provision of the generating means, it is possible to configure a laser drawing apparatus that cancels out a drawing position shift due to a change in scanning speed for each polygon surface, and it is possible to correct a pitch error in generating a drawing clock by the generating means, Can be corrected, and the positional deviation of the drawing pattern can be corrected with high accuracy.
【0112】また、請求項7に記載の装置発明によれ
ば、処理対象物の伸縮量を検出する伸縮量検出手段と、
前記伸縮量検出手段で検出された伸縮量に応じて位置ず
れ補正データを補正する演算手段とを備えているので、
走査光学系の歪みによる描画パターンの位置ずれを高精
度に補正できるとともに、この描画パターンを処理対象
物の寸法変動に応じて高精度に縮倍補正できる。According to the apparatus described in claim 7, an expansion / contraction amount detecting means for detecting an expansion / contraction amount of an object to be processed,
A calculation unit that corrects the displacement correction data in accordance with the expansion amount detected by the expansion amount detection unit,
The displacement of the drawing pattern due to the distortion of the scanning optical system can be corrected with high accuracy, and the drawing pattern can be scaled down with high accuracy according to the dimensional change of the processing target.
【図1】本発明に係るレーザ描画装置の一例であるプリ
ント配線基板製造装置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a printed wiring board manufacturing apparatus which is an example of a laser drawing apparatus according to the present invention.
【図2】プリント配線基板製造装置の詳細な平面図であ
る。FIG. 2 is a detailed plan view of the printed wiring board manufacturing apparatus.
【図3】プリント配線基板製造装置の詳細な側面図であ
る。FIG. 3 is a detailed side view of the printed wiring board manufacturing apparatus.
【図4】位置補正機構の概略構成を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of a position correction mechanism.
【図5】位置補正機構の概略構成を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a position correction mechanism.
【図6】位置補正機構の概略構成を示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing a schematic configuration of a position correction mechanism.
【図7】(a)はスタートセンサの構成を示す斜視図で
あり、(b)はこのスタートセンサでの検出波形を示す
図である。7A is a perspective view illustrating a configuration of a start sensor, and FIG. 7B is a diagram illustrating a detection waveform of the start sensor.
【図8】描画基準位置センサの構成を示す平面図であ
る。FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a drawing reference position sensor.
【図9】実施例のプリント配線基板製造装置の概略構成
を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a printed wiring board manufacturing apparatus according to an embodiment.
【図10】描画制御部の要部の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a drawing control unit.
【図11】DDSの構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a DDS.
【図12】実施例装置での描画座標系を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a drawing coordinate system in the embodiment device.
【図13】(a)は、マルチビーム配列とそのビーム間
隔を示す図であり、(b)は、描画ベクトルを示す図で
ある。13A is a diagram illustrating a multi-beam array and its beam interval, and FIG. 13B is a diagram illustrating a drawing vector.
【図14】(a)は、描画パターンの位置ずれが生じて
いる部分を示す図であり、(b)は、(a)に示した描
画パターンの位置ずれを補正した図である。FIG. 14A is a diagram illustrating a portion where a drawing pattern is misaligned, and FIG. 14B is a diagram in which the misalignment of the drawing pattern illustrated in FIG.
【図15】(a)は、理想と実際の走査光学特性を示す
図であり、(b)は、レーザビームの主走査速度の特性
を示す図であり、(c)は、描画クロック信号の補正特
性を示す図であり、(d)は、調整後の描画ピッチの特
性を示す図である。15A is a diagram showing ideal and actual scanning optical characteristics, FIG. 15B is a diagram showing characteristics of a main scanning speed of a laser beam, and FIG. It is a figure which shows a correction characteristic, and (d) is a figure which shows the characteristic of the drawing pitch after adjustment.
【図16】位置ずれ補正メモリマップを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a displacement correction memory map.
【図17】DDSに周波数設定するタイミングを示すタ
イミングチャート図である。FIG. 17 is a timing chart showing timing for setting a frequency in the DDS.
【図18】実施例のプリント配線基板製造装置に参照用
レーザビームから描画クロック信号を生成する生成手段
を設けた場合の概略構成を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing a schematic configuration in a case where a generator for generating a drawing clock signal from a reference laser beam is provided in the printed wiring board manufacturing apparatus of the embodiment.
【図19】(a)は、CH1,CH2のレーザビームの
走査歪み特性を示す図であり、(b)は、CH1,CH
2のレーザビームの補正特性を示す図である。FIG. 19A is a diagram showing the scanning distortion characteristics of the laser beams CH1 and CH2, and FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating correction characteristics of the laser beam No. 2;
1 … 基台 3 … ガイドレール(移動手段) 5 … 描画ステージ(載置台) 7 … サーボモータ(移動手段) 9 … 送りネジ(移動手段) 15 … 載置テーブル 21 … 結像光学系 31 … アライメントスコープユニット(伸縮量検出
手段) 33a… CCDカメラ(走査速度分布検出手段) 41 … レーザ光源 53 … 音響光学変調器(変調手段) 67 … ポリゴンミラー(偏向手段) 73 … シリンドリカルレンズ 75 … スタートセンサ(走査速度分布検出手段) 81 … 位置補正機構 88 … 基準スケール(走査速度分布検出手段) 89 … 位置ずれ演算部(演算手段) 95 … 描画基準位置センサ(走査速度分布検出手
段) 111 … アライメントデータ演算部(伸縮量検出手
段) 121 … メインコントローラ(演算手段) 122 … 基準クロック生成部 123 … 描画クロック発生回路(信号調整手段) 126 … ポリゴン面検出器(走査速度分布検出手
段) 131 … 位置ずれ補正メモリ 132 … DDS(信号調整手段) 133 … 周波数逓倍回路(逓倍手段) 134 … 同期化処理部(逓倍手段) S … プリント配線基板(処理対象物) LB … レーザビームDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base 3 ... Guide rail (moving means) 5 ... Drawing stage (mounting table) 7 ... Servo motor (moving means) 9 ... Feed screw (moving means) 15 ... Mounting table 21 ... Imaging optical system 31 ... Alignment Scope unit (expansion and contraction amount detecting means) 33a CCD camera (scanning speed distribution detecting means) 41 laser light source 53 acousto-optic modulator (modulating means) 67 polygon mirror (deflecting means) 73 cylindrical lens 75 start sensor (Scanning speed distribution detecting means) 81 ... position correcting mechanism 88 ... reference scale (scanning speed distribution detecting means) 89 ... positional deviation calculating unit (calculating means) 95 ... drawing reference position sensor (scanning speed distribution detecting means) 111 ... alignment data calculation Section (expansion / contraction amount detecting means) 121 ... Main controller (computing means) 12 Reference clock generator 123 Drawing clock generation circuit (signal adjustment means) 126 Polygon surface detector (scanning speed distribution detection means) 131 Position shift correction memory 132 DDS (Signal adjustment means) 133 Frequency multiplication circuit (Multiplier) Means) 134: Synchronization processing unit (multiplier means) S: Printed wiring board (object to be processed) LB: Laser beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城田 浩行 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 桑原 章 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 Fターム(参考) 2C362 BA56 BA68 BB23 BB28 BB39 BB40 CB47 CB78 2H045 AA01 BA02 BA34 CA63 CA72 CA83 CA88 CA97 5C072 AA03 CA06 DA02 HA02 HA06 HA13 HA16 HB06 HB08 HB13 NA01 XA05 5C074 BB03 CC22 CC26 DD15 DD24 EE02 EE06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Shirota 4-chome Tenjin Kitamachi 1-chome, Horikawa-dori-Terauchi, Kamigyo-ku, Kyoto Dai-Nippon Screen Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Akira Kuwahara Kamigyo, Kyoto-shi 4-chome Tenjin, Horikawa-dori-Tenouchi-ku, 1-chome, Kitamachi 1 Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd. F term (reference) 2C362 BA56 BA68 BB23 BB28 BB39 BB40 CB47 CB78 2H045 AA01 BA02 BA34 CA63 CA72 CA83 CA88 CA97 5C072 AA03 CA06 DA02 HA02 HA06 HA13 HA16 HB06 HB08 HB13 NA01 XA05 5C074 BB03 CC22 CC26 DD15 DD24 EE02 EE06
Claims (7)
るラスターデータによって生成される描画信号に基づい
てレーザビームを変調し、この変調されたレーザビーム
を偏向手段で主走査方向に偏向させて載置台上の処理対
象物に照射させるとともに、副走査方向にレーザビーム
と載置台とを移動手段で相対的に移動させることにより
所望のパターンを前記処理対象物に描画するレーザ描画
装置において、 一走査ライン分の描画クロックのうちで補正箇所の描画
クロックを、位置ずれ補正データに応じた周波数に調整
する信号調整手段を備えていることを特徴とするレーザ
描画装置。1. A laser beam is modulated on the basis of a drawing signal generated by raster data read by a drawing clock of a predetermined frequency, and the modulated laser beam is deflected in a main scanning direction by a deflecting means. A laser writing apparatus for writing a desired pattern on the processing target by irradiating the processing target with a laser beam and a mounting table relatively in a sub-scanning direction by a moving unit; And a signal adjusting unit that adjusts a drawing clock of a correction portion among the drawing clocks to a frequency corresponding to the positional deviation correction data.
て、 前記信号調整手段は、 一走査ライン分のクロックのうちで補正箇所のクロック
の周波数設定値を位置ずれ補正データとして保持するメ
モリ部と、 前記メモリ部からの周波数設定値に応じた周波数のクロ
ックを発生するダイレクトデジタルシンセサイザと、 このダイレクトデジタルシンセサイザからのクロックを
逓倍して描画クロックとして出力する逓倍手段とを備え
ていることを特徴とするレーザ描画装置。2. The laser writing apparatus according to claim 1, wherein the signal adjusting unit includes: a memory unit that holds a frequency setting value of a clock at a correction position among clocks of one scanning line as positional deviation correction data. A direct digital synthesizer that generates a clock having a frequency according to a frequency set value from the memory unit; Laser drawing device.
描画装置において、 前記信号調整手段を同時走査描画する複数本のレーザビ
ームごとに備えていることを特徴とするレーザ描画装
置。3. The laser writing apparatus according to claim 1, wherein said signal adjusting means is provided for each of a plurality of laser beams for simultaneous scanning and writing.
のレーザ描画装置において、 前記偏向手段はポリゴンミラーを含む走査系とし、 前記ポリゴンミラーの各面毎の位置ずれ補正データを格
納する格納手段を備えていることを特徴とするレーザ描
画装置。4. The laser writing apparatus according to claim 1, wherein said deflecting means is a scanning system including a polygon mirror, and stores positional deviation correction data for each surface of said polygon mirror. A laser writing apparatus comprising storage means.
て、 前記ポリゴンミラーの各面ごとのレーザビームの走査速
度分布を検出する走査速度分布検出手段と、 前記走査速度分布検出手段で検出されたポリゴンミラー
各面のレーザビームによる描画ピッチが一定となるよう
にポリゴンミラー各面毎の位置ずれ補正データを算出す
る演算手段とを備えていることを特徴とするレーザ描画
装置。5. The laser writing apparatus according to claim 4, wherein the scanning speed distribution detecting means detects a scanning speed distribution of a laser beam for each surface of the polygon mirror, and the scanning speed distribution detecting means detects the scanning speed distribution. A laser writing apparatus, comprising: calculating means for calculating displacement correction data for each surface of the polygon mirror so that the drawing pitch of each surface of the polygon mirror by the laser beam is constant.
のレーザ描画装置において、 前記偏向手段はポリゴンミラーを含む走査系とし、 描画用レーザビームとは別の参照用レーザビームを前記
ポリゴンミラーを介して受光してポリゴンミラーの各面
ごとの描画クロックを生成する生成手段を備えているこ
とを特徴とするレーザ描画装置。6. The laser writing apparatus according to claim 1, wherein the deflecting unit is a scanning system including a polygon mirror, and a reference laser beam different from the drawing laser beam is used as the polygon. A laser writing apparatus, comprising: generating means for receiving a light via a mirror and generating a writing clock for each surface of a polygon mirror.
のレーザ描画装置において、 前記処理対象物の伸縮量を検出する伸縮量検出手段と、 前記伸縮量検出手段で検出された伸縮量に応じて位置ず
れ補正データを補正する演算手段とを備えていることを
特徴とするレーザ描画装置。7. The laser writing apparatus according to claim 1, wherein an amount of expansion and contraction of the object to be processed is detected, and an amount of expansion and contraction detected by the amount of expansion and contraction of the object is detected. And a calculating means for correcting the positional deviation correction data in accordance with (1).
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2000-04-25 JP JP2000123820A patent/JP2001305447A/en not_active Abandoned
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