技術論文の概要
スマートスキャンヘッド制御による高速かつ高精度なレーザビア穴あけ加工
ビア穴加工のスループットを決定するのは、レーザ出力ではなく、スキャンヘッドの応答時間である。
最新の HDI PCB や半導体パッケージ基板では、200～400 µm のピッチで、位置精度 ±7～15 µm の 50～100 µm のビアホール穴あけ加工が求められており、1 枚の基板 or ボードにつき数十万個ものビアホールが要求されます。 このような生産量では、スキャンヘッドのステップ時間やレーザ発射の遅延が 1 マイクロ秒ごとに、1 回の穴あけ作業あたり数時間から数分に積み上がってしまいます。
Novanta の 6 名の著者によるこの技術論文では、Cambridge Technology の Lightning II Plus スキャンヘッドと ScanMaster コントローラが、以下の 3 つの軸からビア穴加工のスループットを向上させていることを解説しています。225 µs のステップ応答（300 µm ピッチで 4400 pps）、 2つのスマート制御アルゴリズム（クローズドループおよび自動再校正ルックアップテーブルを備えた動的開ループ）、そして50万穴のPCBあたり8～10秒の短縮を実現するレーザ発射調整パラメータ。
主なポイントは以下の通りです：
- ステップ応答、制御アルゴリズム、レーザータイミングの3要素が相乗的に作用してビア穴あけ加工スループットが向上する理由
- Lightning II Plusが、300 µmピッチで4400 ppsという225 µsのステップ応答を実現する仕組み
- クローズドループ穴あけ加工制御と、自動再キャリブレーション機能付きルックアップテーブルを備えたダイナミック・オープンループ制御のどちらを選択すべきか
- 「レーザ発射調整時間」パラメータの機能 — 50万ホールのPCBあたり8～10秒の短縮
- 実用的なデュアルヘッド構成の選択：ビームスプリッティング対ビームスイッチング
Lightning II Plusのステップ応答測定結果、ScanMasterコントローラのクローズドループおよび開ループアルゴリズムの詳細、そしてPCBおよび半導体パッケージの穴あけラインにおいて、スキャンヘッド、コントローラ、レーザの各要素にわたるスループットの相乗効果を実現するレーザータイミング最適化フレームワークについて、技術論文の全文をダウンロードしてください。競合他社の穴あけ機が御社の生産量を上回る前に、ぜひご活用ください。
