特許 5944265 レーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5944265

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】レーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/382 20140101AFI20160621BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20160621BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/382

   B23K26/00 H

   B23K26/00 M

【請求項の数】8

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2012-175981(P2012-175981)

(22)【出願日】2012年8月8日

(65)【公開番号】特開2014-34045(P2014-34045A)

(43)【公開日】2014年2月24日

【審査請求日】2015年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 佳生

【審査官】 竹下 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２４９２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８５１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６２５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１２１３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６４５０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御手段が記憶している多数の加工孔のＸＹ座標上の位置情報に基づいて、薄板状の基板にレーザ加工によって前記多数の加工孔を形成するレーザ加工基板の製造方法において、
前記制御手段が記憶している多数の加工孔をＰ（Ｐ≧２）個のグループに無作為に散らばるように分散させるグループ分散工程と、
前記分散された１グループからＰグループまでの各グループをＸＹ座標上に並べられたｎ×ｍ（ｎ，ｍ≧２）個の加工エリアであるグリッドで区分けする際に、隣のグループ同士を少なくともＸ座標又はＹ座標にオフセットするグリッドで区分けするエリア区分け工程と、
前記各グループの中で記憶している多数の加工孔が、前記区分けされたｎ×ｍ個の加工エリアのうちどの加工エリアに所属するかを決定する所属エリア決定工程と、
前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に、その加工エリアに所属する加工孔の位置情報に基づいて基板にレーザ加工を行うレーザ加工工程と、
を備えていることを特徴とするレーザ加工基板の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載されたレーザ加工基板の製造方法において、
前記エリア区分け工程では、前記１グループからＰグループまでの各グループを、第１グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標にオフセットしている第２グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標及びＹ座標にオフセットしている第３グリッドと、前記第１グリッドに対してＹ座標にオフセットしている第４グリッドとで区分けすることを特徴とするレーザ加工基板の製造方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載されたレーザ加工基板の製造方法において、
前記Ｘ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量が１つの加工エリアのＸ座標長さの半分であり、前記Ｙ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量が１つの加工エリアのＹ座標長さの半分であることを特徴とするレーザ加工基板の製造方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたレーザ加工基板の製造方法において、
前記所属エリア決定工程では、前記各加工孔のうちその全体の形状が前記区分けされた加工エリアに含まれない場合には、前記加工孔をはみ出し加工孔として前記オフセットする全てのグリッドの中でどの加工エリアに所属するかを再決定し、
前記レーザ加工工程では、前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に加工孔の位置情報に基づいて行うレーザ加工とは別に、前記再決定されたはみ出し加工孔の位置情報に基づいてレーザ加工を行うことを特徴とするレーザ加工基板の製造方法。

【請求項5】

制御手段が記憶している多数の加工孔のＸＹ座標上の位置情報に基づいて、薄板状の基板に対してレーザ加工によって前記多数の加工孔を形成するレーザ加工装置において、
前記制御手段は、
記憶している多数の加工孔をＰ（Ｐ≧２）個のグループに無作為に散らばるように分散させ、
前記分散された１グループからＰグループまでの各グループをＸＹ座標上に並べられたｎ×ｍ（ｎ，ｍ≧２）個の加工エリアであるグリッドで区分けする際に、隣のグループ同士を少なくともＸ座標又はＹ座標にオフセットするグリッドで区分けし、
前記各グループの中で記憶している多数の加工孔が、前記区分けされたｎ×ｍ個の加工エリアのうちどの加工エリアに所属するかを決定し、
前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に、その加工エリアに所属する加工孔の位置情報に基づいて基板にレーザ加工を行うように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項6】

請求項５に記載されたレーザ加工装置において、
前記制御手段は、
前記１グループからＰグループまでの各グループを、第１グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標にオフセットしている第２グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標及びＹ座標にオフセットしている第３グリッドと、前記第１グリッドに対してＹ座標にオフセットしている第４グリッドとで区分けするように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項7】

請求項５又は請求項６に記載されたレーザ加工装置において、
前記制御手段は、
前記Ｘ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量を１つの加工エリアのＸ座標長さの半分とし、前記Ｙ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量を１つの加工エリアのＹ座標長さの半分とするように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項8】

請求項５乃至請求項７の何れかに記載されたレーザ加工装置において、
前記制御手段は、
前記各加工孔のうちその全体の形状が前記区分けされた加工エリアに含まれない場合には、前記加工孔をはみ出し加工孔として前記オフセットする全てのグリッドの中でどの加工エリアに所属するかを再決定し、
前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に加工孔の位置情報に基づいて行うレーザ加工とは別に、前記再決定されたはみ出し加工孔の位置情報に基づいてレーザ加工を行うように構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置に関し、特に、レーザ加工基板に熱歪みによる変形が生じることを抑制するとともに加工模様が生じることを防止できるレーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品をプリント基板に実装する方法として、表面実装がある。この表面実装では、プリント基板上にはんだペーストを印刷する際に、メタルマスク（レーザ加工基板）が用いられる。メタルマスクは、主に厚さ０．２ｍｍ以下の非常に薄いステンレス板（基板）に多数の加工孔によって開口パターンが形成されたものである。このメタルマスクを製造する方法として、レーザ加工法、エッチング法、メッキ法がある。

【0003】

レーザ加工法として、例えば、本出願人が提案している下記特許文献１に記載された方法がある。このレーザ加工法では、レーザ加工装置がステンレス板にレーザ光を照射することによって、多数の加工孔を形成する。このため、ドライプロセスであって環境に優しく、より高速且つ高精度にメタルマスクを製造することができる。また、エッチング法やメッキ法に比べて、環境面に加えて、コスト面及び納期面でのメリットがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２６４５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のレーザ加工法で製造されるメタルマスクには、以下の問題点があった。即ち、近年、メタルマスクでは、加工孔の密度（密集度）が高くなっている。このため、基板のうち加工孔の密集度が高い部分では、レーザ光が短時間で連続的に照射されて、熱歪みが大きくなる。この結果、製造されたメタルマスクでは、熱歪みによる変形が比較的大きく生じていて、レーザ加工の精度が低下しているという問題点があった。

【0006】

また、レーザ加工装置では、１回のレーザ加工による加工エリアが定まっていて、加工エリアの境界線でダメージが蓄積され易い。このダメージは、基板のうち加工孔の密集度が高い部分で、特に大きく蓄積される。この結果、製造されたメタルマスクでは、図４２（Ａ）に示す十字状の加工模様、図４２（Ｂ）に示す同心円状の加工模様、図４２（Ｃ）に示す蛇行状の加工模様等が生じて、見た目が悪いという問題点もあった。

【0007】

そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、レーザ加工されたレーザ加工基板に熱歪みによる変形が生じることを抑制するとともに加工模様が生じることを防止できるレーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るレーザ加工基板の製造方法は、制御手段が記憶している多数の加工孔のＸＹ座標上の位置情報に基づいて、薄板状の基板にレーザ加工によって前記多数の加工孔を形成する方法であって、前記制御手段が記憶している多数の加工孔をＰ（Ｐ≧２）個のグループに無作為に散らばるように分散させるグループ分散工程と、前記分散された１グループからＰグループまでの各グループをＸＹ座標上に並べられたｎ×ｍ（ｎ，ｍ≧２）個の加工エリアであるグリッドで区分けする際に、隣のグループ同士を少なくともＸ座標又はＹ座標にオフセットするグリッドで区分けするエリア区分け工程と、前記各グループの中で記憶している多数の加工孔が、前記区分けされたｎ×ｍ個の加工エリアのうちどの加工エリアに所属するかを決定する所属エリア決定工程と、前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に、その加工エリアに所属する加工孔の位置情報に基づいて基板にレーザ加工を行うレーザ加工工程と、を備えていることを特徴とする。

【0009】

この場合には、グループ分散工程により、多数の加工孔をＰ個のグループに無作為に且つほぼ均等に分散する。このため、各グループを順番にレーザ加工する際に、加工孔の密集度が低い状態で、レーザ光を照射することができて、熱歪みによる変形を抑制できる。
更に、エリア区分け工程により、隣のグループ同士をＸ座標又はＹ座標にオフセットするグリッドで区分けする。このため、各グループを順番にレーザ加工する際に、加工エリアの境界線の位置が常に同じにならず、Ｘ座標又はＹ座標にずれる。従って、加工エリアの境界線の位置でレーザ加工によるダメージが蓄積されず、加工模様が生じることを防止できる。

【0010】

また、本発明に係るレーザ加工基板の製造方法において、前記エリア区分け工程では、前記１グループからＰグループまでの各グループを、第１グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標にオフセットしている第２グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標及びＹ座標にオフセットしている第３グリッドと、前記第１グリッドに対してＹ座標にオフセットしている第４グリッドとで区分けすることが好ましい。

【0011】

この場合には、各グループを順番にレーザ加工する際に、加工エリアの境界線の四辺を順番に打ち消し合うように交差させることができる。従って、合計２個又は３個のグリッドを用いて区分けする場合に比べて、各加工エリアの境界線の位置で生じるダメージを減らすことができ、加工模様が生じることをより効果的に防止できる。

【0012】

また、本発明に係るレーザ加工基板の製造方法において、前記Ｘ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量が１つの加工エリアのＸ座標長さの半分であり、前記Ｙ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量が１つの加工エリアのＹ座標長さの半分であることが好ましい。特に、各加工エリアは、正方形であると良い。

【0013】

この場合には、各グループを順番にレーザ加工する際に、各加工エリアの境界線をＸ座標及びＹ座標で対称的に打ち消し合うように交差させることができる。即ち、各加工エリアの境界線において、辺全体が残らず効率的に打ち消し合うように交差させることができる。従って、加工模様が生じることをより効果的に防止できる。

【0014】

また、本発明に係るレーザ加工基板の製造方法において、前記所属エリア決定工程では、前記各加工孔のうちその全体の形状が前記区分けされた加工エリアに含まれない場合には、前記加工孔をはみ出し加工孔として前記オフセットする全てのグリッドの中でどの加工エリアに所属するかを再決定し、前記レーザ加工工程では、前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に加工孔の位置情報に基づいて行うレーザ加工とは別に、前記再決定されたはみ出し加工孔の位置情報に基づいてレーザ加工を行うことが好ましい。

【0015】

この場合には、各加工孔のうちその全体の形状が区分けされた加工エリアに含まれない加工孔を、はみ出し加工孔としてオフセットする全てのグリッドの中でどの加工エリアに所属するかを再決定する。そして、再決定されたはみ出し加工孔の位置情報に基づいてレーザ加工を行う。こうして、加工エリアを跨ぐ加工孔が存在する場合であっても、その加工孔をはみ出し加工孔として的確に形成できる。

【0016】

本発明に係るレーザ加工装置は、制御手段が記憶している多数の加工孔のＸＹ座標上の位置情報に基づいて、薄板状の基板に対してレーザ加工によって前記多数の加工孔を形成するものであって、前記制御手段は、記憶している多数の加工孔をＰ（Ｐ≧２）個のグループに無作為に散らばるように分散させ、前記分散された１グループからＰグループまでの各グループをＸＹ座標上に並べられたｎ×ｍ（ｎ，ｍ≧２）個の加工エリアであるグリッドで区分けする際に、隣のグループ同士を少なくともＸ座標又はＹ座標にオフセットするグリッドで区分けし、前記各グループの中で記憶している多数の加工孔が、前記区分けされたｎ×ｍ個の加工エリアのうちどの加工エリアに所属するかを決定し、前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に、その加工エリアに所属する加工孔の位置情報に基づいて基板にレーザ加工を行うように構成されていることを特徴とする。

【0017】

この場合には、制御手段が、多数の加工孔をＰ個のグループに無作為に且つほぼ均等に分散させる。このため、各グループを順番にレーザ加工する際に、加工孔の密集度が低い状態で、レーザ光を照射することができて、熱歪みによる変形を抑制できる。
更に、制御手段が、隣のグループ同士をＸ座標又はＹ座標にオフセットするグリッドで区分けする。このため、各グループを順番にレーザ加工する際に、加工エリアの境界線の位置が常に同じにならず、Ｘ座標又はＹ座標にずれる。従って、加工エリアの境界線の位置でレーザ加工によるダメージが蓄積されず、加工模様が生じることを防止できる。

【0018】

また、本発明に係るレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記１グループからＰグループまでの各グループを、第１グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標にオフセットしている第２グリッドと、前記第１グリッドに対してＸ座標及びＹ座標にオフセットしている第３グリッドと、前記第１グリッドに対してＹ座標にオフセットしている第４グリッドとで区分けするように構成されていることが好ましい。

【0019】

この場合には、各グループを順番にレーザ加工する際に、加工エリアの境界線の四辺を順番に打ち消し合うように交差させることができる。従って、合計２個又は３個のグリッドを用いて区分けする場合に比べて、各加工エリアの境界線の位置で生じるダメージを減らすことができ、加工模様が生じることをより効果的に防止できる。

【0020】

また、本発明に係るレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記Ｘ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量を１つの加工エリアのＸ座標長さの半分とし、前記Ｙ座標にオフセットするグリッド同士では、オフセットする量を１つの加工エリアのＹ座標長さの半分とするように構成されていることが好ましい。特に、各加工エリアは、正方形であると良い。

【0021】

この場合には、各グループを順番にレーザ加工する際に、各加工エリアの境界線をＸ座標及びＹ座標で対称的に打ち消し合うように交差させることができる。即ち、各加工エリアの境界線において、辺全体が残らず効率的に打ち消し合うように交差させることができる。従って、加工模様が生じることをより効果的に防止できる。

【0022】

また、本発明に係るレーザ加工装置において、前記制御手段は、前記各加工孔のうちその全体の形状が前記区分けされた加工エリアに含まれない場合には、前記加工孔をはみ出し加工孔として前記オフセットする全てのグリッドの中でどの加工エリアに所属するかを再決定し、前記各グループ毎に且つ前記各加工エリア毎に順番に加工孔の位置情報に基づいて行うレーザ加工とは別に、前記再決定されたはみ出し加工孔の位置情報に基づいてレーザ加工を行うように構成されていることが好ましい。

【0023】

この場合には、各加工孔のうちその全体の形状が区分けされた加工エリアに含まれない加工孔を、はみ出し加工孔としてオフセットする全てのグリッドの中でどの加工エリアに所属するかを再決定する。そして、再決定されたはみ出し加工孔の位置情報に基づいてレーザ加工を行う。こうして、加工エリアを跨ぐ加工孔が存在する場合であっても、その加工孔をはみ出し加工孔として的確に形成できる。

【発明の効果】

【0024】

本発明のレーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置によれば、レーザ加工されたレーザ加工基板に熱歪みによる変形が生じることを抑制するとともに加工模様が生じることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】（Ａ）本実施形態のレーザ加工装置を示した側面図である。（Ｂ）図１（Ａ）の矢印Ｖ方向から見たときのレーザ加工装置を示した平面図である。

【図2】図１に示した制御手段の電気的な構成を示した図である。

【図3】図２に示した制御手段のＲＯＭが格納するレーザ加工プログラムのフローチャートである。

【図4】図３に示した初期工程のフローチャートである。

【図5】（Ａ）第１実施形態において基板に形成する加工孔を示した図である。（Ｂ）図５（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図6】（Ａ）１つの加工孔のイニシャルホールの座標を示した図である。（Ｂ）加工エリアと加工エリアに入らない加工孔とを示した図である。

【図7】図３に示したグループ分散工程のフローチャートである。

【図8】図５（Ａ）に示した加工孔が１グループに分散された図である。（Ｂ）図８（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図9】図５（Ａ）に示した加工孔が２グループに分散された図である。（Ｂ）図９（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図10】図５（Ａ）に示した加工孔が３グループに分散された図である。（Ｂ）図１０（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図11】図５（Ａ）に示した加工孔が４グループに分散された図である。（Ｂ）図１１（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図12】図５（Ａ）に示した加工孔が５グループに分散された図である。（Ｂ）図１２（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図13】図５（Ａ）に示した加工孔が６グループに分散された図である。（Ｂ）図１３（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図14】図５（Ａ）に示した加工孔が７グループに分散された図である。（Ｂ）図１４（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図15】図５（Ａ）に示した加工孔が８グループに分散された図である。（Ｂ）図１５（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図16】図５（Ａ）に示した加工孔が９グループに分散された図である。（Ｂ）図１６（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【図17】図３に示したエリア区分け工程のフローチャートである。

【図18】第１グリッドを示した図である。

【図19】第２グリッドを示した図である。

【図20】第３グリッドを示した図である。

【図21】第４グリッドを示した図である。

【図22】図８（Ａ）に示した１グループを図１８に示した第１グリッドで区分けした図である。

【図23】図９（Ａ）に示した２グループを図１９に示した第２グリッドで区分けした図である。

【図24】図１０（Ａ）に示した３グループを図２０に示した第３グリッドで区分けした図である。

【図25】図１１（Ａ）に示した４グループを図２１に示した第４グリッドで区分けした図である。

【図26】図１２（Ａ）に示した５グループを図１８に示した第１グリッドで区分けした図である。

【図27】図１３（Ａ）に示した６グループを図１９に示した第２グリッドで区分けした図である。

【図28】図１４（Ａ）に示した７グループを図２０に示した第３グリッドで区分けした図である。

【図29】図１５（Ａ）に示した８グループを図２１に示した第４グリッドで区分けした図である。

【図30】図１６（Ａ）に示した９グループを図１８に示した第１グリッドで区分けした図である。

【図31】図８（Ａ）〜図１１（Ａ）に示した１〜４グループを全て第１グリッドで区分けした場合の斜視図である。

【図32】図８（Ａ）〜図１１（Ａ）に示した１〜４グループを順番に第１グリッド、第２グリッド、第３グリッド、第４グリッドで区分けした場合の斜視図である。

【図33】図３に示した所属エリア決定工程のフローチャートである。

【図34】図６（Ａ）に示した１つの加工孔と所属する加工エリアとの関係を示した図である。

【図35】図３に示したレーザ加工工程のフローチャートである。

【図36】本実施形態のレーザ加工方法によって製造されたメタルマスクの厚さ方向の変化を示した図である。

【図37】第２実施形態において基板に形成する加工孔を示した図である。

【図38】第２実施形態の所属エリア決定工程のフローチャートである。

【図39】図３７に示した比較的大きな加工孔と図８（Ａ）に示した１グループとを図１８に示し第１グリッドで区分けした図である。

【図40】図３７に示した比較的大きな加工孔と所属する加工エリアとの関係を示した図である。

【図41】第２実施形態のレーザ加工工程のフローチャートである。

【図42】（Ａ）十字状の加工模様を示した図である。（Ｂ）同心円状の加工模様を示した図である。（Ｃ）蛇行状の加工模様を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

＜第１実施形態＞
本発明に係るレーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１（Ａ）は、本実施形態のレーザ加工装置１を示した側面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の矢印Ｖ方向から見たときのレーザ加工装置１を示した平面図である。

【0027】

図１（Ａ）では、鉛直方向をＺ方向（図中上下方向）とし、Ｚ方向と直交する方向をＸ方向としている。また、図１（Ｂ）では、左右方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向（図中上下方向）としている。本実施形態では、或る原点に対してＸ方向に延びる軸がＸ座標軸（以下、単に「Ｘ軸」と呼ぶ）であり、或る原点に対してＹ方向に延びる軸がＹ座標軸（以下、単に「Ｙ軸」と呼ぶ）である。

【0028】

レーザ加工装置１は、被加工対象である基板Ｋにレーザ光を照射して、所定の開口パターンが形成されたメタルマスク（レーザ加工基板）を製造するものである。即ち、メタルマスクは、厚さ０．２ｍｍ以下の非常に薄いステンレス板である基板Ｋに対して、レーザ加工で微細な開口パターンが形成されたものである。

【0029】

レーザ加工装置１は、図１（Ａ）に示すように、主に、ベース２に連結された第１移動装置１０と、基板Ｋを固定する固定装置２０と、アーム３に連結された第２移動装置３０と、第２移動装置３０に取付けられている加工ヘッド４０と、制御手段５０とを備えている。

【0030】

第１移動装置１０は、基板ＫをＸ方向及びＹ方向に移動させるものである。この第１移動装置１０は、図１（Ａ）に示すように、ベース２に連結されているＸ軸移動装置１１と、Ｘ軸移動装置１１と固定装置２０とに連結されているＹ軸移動装置１２とを有する。Ｘ軸移動装置１１は、図示しないボールネジ機構によってＸ方向に往復移動可能に構成されている。Ｙ軸移動装置１２は、図示しないボールネジ機構によってＹ方向に往復移動可能に構成されている。

【0031】

固定装置２０は、基板ＫをＸＹ座標平面（Ｚ方向と直交する平面）に固定するものである。この固定装置２０は、図１（Ｂ）に示すように、枠状に形成されていて、図示しない挟持装置によって基板Ｋの周縁部を挟持している。

【0032】

第２移動装置３０は、加工ヘッド４０をＸ方向及びＹ方向に移動させるものである。この第２移動装置は、図示しないＸ軸移動装置及びＹ軸移動装置を有し、Ｘ軸移動装置とＹ軸移動装置は、リニアモータ駆動機構によってそれぞれＸ方向及びＹ方向に高精度に往復移動可能に構成されている。

【0033】

加工ヘッド４０は、基板Ｋに向けてレーザ光及び加工ガスを照射するものである。この加工ヘッド４０では、図示しないレーザ発信器が光学レンズに向けてレーザ光を発射することで、基板Ｋにレーザ光を照射することができる。この加工ヘッド４０には、首振り機構が搭載されていて、所定の範囲内でレーザ光を照射することができる。

【0034】

制御手段５０は、第１移動装置１０、第２移動装置３０、加工ヘッド４０の動作を制御するものである。ここで、図２は、制御手段５０の電気的な構成を示した図である。制御手段５０は、図２に示すように、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、第１駆動ドライバ５４と、第２駆動ドライバ５５と、加工ヘッドドライバ５６とを有している。

【0035】

ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３は、バスラインを介して互いに接続されている。また、操作キー４（図１（Ａ）参照）、ＬＣＤ５（図１（Ａ）参照）、第１駆動ドライバ５４、第２駆動ドライバ５５、加工ヘッドドライバ５６は、バスラインと入出力ポート５７を介して互いに接続されている。操作キー４は、レーザ加工における指令値等を入力するためのものであり、ＬＣＤ５は、レーザ加工された結果の情報値等を表示するためのものである。

【0036】

ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２やＲＡＭ５３に記憶される固定値やプログラムに従って、入出力ポート５７に接続された各部を制御するものである。ＲＯＭ５２は、後述する図３に示したレーザ加工プログラムＰｒ１を格納する書換不能なメモリである。ＲＡＭ５３は、レーザ加工装置１の各操作の実行時に各種のデータを一時的に記憶するためのメモリである。

【0037】

第１駆動ドライバ５４は、第１移動装置１０（Ｘ軸移動装置１１及びＹ軸移動装置１２）に接続されていて、ＣＰＵ５１からの制御信号に基づいて第１移動装置１０を所定の位置に移動させる。第２駆動ドライバ５５は、第２移動装置３０に接続されていて、ＣＰＵ５１からの制御信号に基づいて第２移動装置３０を所定の位置に移動させる。加工ヘッドドライバ５６は、加工ヘッド４０に接続されていて、ＣＰＵ５１からの制御信号に基づいて加工ヘッド４０を所定の範囲で首振り移動させる。

【0038】

ところで、近年、製造するメタルマスクでは、加工孔の密度（密集度）が高くなっている。このため、基板Ｋのうち加工孔の密集度が高い部分では、レーザ光が短時間で連続的に照射されて、熱歪みが大きくなる。この結果、従来のレーザ加工方法によって製造されたメタルマスクでは、熱歪みによる変形が比較的大きく生じていた。具体的に、熱歪みによる変形は、数ｍｍ程度生じていて、蛍光灯の下では肉眼でも確認できるものであった。

【0039】

更に、レーザ加工装置１では、１回のレーザ加工による加工エリアが定まっていて、加工エリアの境界線でダメージが蓄積され易い。このダメージは、基板Ｋのうち加工孔の密集度が高い部分で、特に大きく蓄積される。この結果、従来のレーザ加工方法によって製造されたメタルマスクでは、図４２（Ａ）に示す十字状の加工模様、図４２（Ｂ）に示す同心円状の加工模様、図４２（Ｃ）に示す蛇行状の加工模様等が生じて、見た目が悪かった。

【0040】

そこで、出願人は、上記した問題点を解決すべく、レーザ加工による孔開けを無作為に分散させるとともに、加工エリアの境界線の位置をずらしながらレーザ加工を行うことを考案した。即ち、出願人は、レーザ加工によって加工孔を形成する際の加工順序を工夫して、制御手段５０が上述したレーザ加工を行うように構成した。以下、本実施形態におけるレーザ加工を詳細に説明する。

【0041】

図３は、制御手段５０のＲＯＭ５２が格納するレーザ加工プログラムＰｒ１を示したフローチャートである。レーザ加工プログラムＰｒ１は、図３に示すように、初期工程Ｓ１００と、グループ分散工程Ｓ２００と、エリア区分け工程Ｓ３００と、所属エリア決定工程Ｓ４００と、レーザ加工工程Ｓ５００とを備えている。制御手段５０のＣＰＵ５１が、このレーザ加工プログラムＰｒ１の各工程Ｓ１００〜Ｓ５００を実行するようになっている。

【0042】

＜初期工程＞
初期工程Ｓ１００では、図４に示すように、先ず、基板Ｋに形成する複数の加工孔の位置情報（位置及び範囲）が取得される（Ｓ１０１）。加工孔の位置情報は、予め作業者が作成したい開口パターンに応じて操作キー４（図１（Ａ）参照）を操作することで、制御手段５０のＲＡＭ５３に記憶させていたものである。ここで、作業者は操作キー４を操作することで、開口パターンのうち本実施形態のレーザ加工プログラムＰｒ１を適用する複数の加工孔を選択できるようになっている。

【0043】

本実施形態では、図５（Ａ）に示した６００００個の加工孔ｈを基板Ｋに形成する場合を例として説明する。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。図５（Ｂ）に示すように、各加工孔ｈは、全て同一の丸孔であり、その径が５０μｍである。そして、隣合う加工孔ｈは、Ｘ方向又はＹ方向に１００μｍずつ離れて配置されている。なお、本実施形態の基板Ｋは、長方形であって、１辺の長さが５００ｍｍで他辺の長さが６００ｍｍであり、この基板Ｋの一部分に６００００個の密集した加工孔ｈが形成される。

【0044】

ここで、６００００個の加工孔ｈのうち、例えば、図６（Ａ）に示した１つの加工孔ｈａの位置情報が取得される場合を説明する。この場合、予め設定された原点（０，０）を基準として、レーザ光が最初に照射されるＸＹ座標と、レーザ光が照射される範囲のＸＹ座標（レーザの軌跡）が取得される。レーザ光が最初に照射される点をイニシャルホールと呼ぶことにすると、例えば、加工孔ｈａのイニシャルホールの座標（Ｘ０，Ｙ０）が（−６．０００，−０．５００）として取得される。こうして、６００００個の全ての加工孔ｈの位置情報が取得されるようになっている。

【0045】

図４に示した初期工程Ｓ１００の説明に戻る。各加工孔ｈの位置情報が取得された後、各加工孔ｈが図６（Ｂ）に示した加工エリアＥに入るか否かが判断される（Ｓ１０２）。ここで、加工エリアＥとは、加工ヘッド４０が第２移動装置３０の移動によって基板Ｋにレーザ光を照射することができる範囲である。

【0046】

本実施形態では、加工エリアＥは、Ｘ方向の長さが１０ｍｍでありＹ方向の長さが１０ｍｍである正方形のエリアになっている。このため、図６（Ａ）に示した加工孔ｈａは、径が５０μｍの丸孔であるため、加工エリアＥに入ると判断される。こうして、図５（Ａ）に示した６００００個の加工孔ｈは、それぞれ加工エリアＥに入ると判断される。

【0047】

一方、仮に、図６（Ｂ）に示す加工孔ｈｂの位置情報が取得された場合について説明する。図６（Ｂ）に示す加工孔ｈｂでは、Ｘ方向の長さが１２ｍｍであるため、加工エリアＥに入らないと判断される。この場合、図４に示したＳ１０２からＳ１０３に進み、加工エリアＥに入らない加工孔ｈｂは除外される。従って、例えば、６００００個の加工孔ｈの他に、加工孔ｈｂを含む開口パターンを形成する場合、加工エリアＥに入らない加工孔ｈｂを除外して、加工孔ｈｂに対して本実施形態の加工方法を適用しないようになっている。

【0048】

こうして、本実施形態では、加工エリアＥに入る加工孔ｈのみが、ナンバリングされる（Ｓ１０４）。即ち、６００００個の加工孔ｈは、加工データファイルに現れる順番に、ｈｏｌｅ１，ｈｏｌｅ２，ｈｏｌｅ３，・・・・ｈｏｌｅ５９９９９，ｈｏｌｅ６００００として、ナンバリングされる。なお、加工データファイルに現れる順番にナンバリングを行うため、番号が近いｈｏｌｅ（例えばｈｏｌｅ１とｈｏｌｅ２）では、ＸＹ座標が近くなる。

【0049】

＜グループ分散工程＞
次に、グループ分散工程Ｓ２００について説明する。図７に示すように、ｈｏｌｅの数（６００００個）だけ１〜Ｐまでの乱数を発生させて、無作為の整数を取得する（Ｓ２０１）。ここで、Ｐとは、６００００個のｈｏｌｅを分散させたいグループ数を意味していて、本実施形態では「９」である。なお、乱数を発生させる方法は、特に限定されない。こうして、６００００回、１〜９までのランダムな整数を取得する。そして、各ｈｏｌｅと無作為に取得された１〜９までの整数とをセットで記憶して、各ｈｏｌｅのグループを決定する（Ｓ２０２）。

【0050】

例えば、１回目に無作為に取得した整数が５である場合、ｈｏｌｅ１と５とをセットで記憶して、ｈｏｌｅ１を５グループとして決定する。次に、２回目に無作為に取得した整数が３である場合、ｈｏｌｅ２と３とをセットで記憶して、ｈｏｌｅ２を３グループとして決定する。これを繰り返して、６００００回目に無作為に取得した整数が８である場合、ｈｏｌｅ６００００と８とをセットで記憶して、ｈｏｌｅ６００００を８グループとして決定する。こうして、グループ分散工程Ｓ２００では、全てのｈｏｌｅ１〜ｈｏｌｅ６００００が、１グループから９グループまでの何れかのグループに無作為に入るように、決定される。

【0051】

グループ分散工程Ｓ２００が行った作業について、図８〜図１６を用いて分かり易く説明する。ｈｏｌｅ１〜ｈｏｌｅ６００００のグループが決定したということは、図５（Ａ）に示した一つのＸＹ座標平面に位置するｈｏｌｅ１〜ｈｏｌｅ６００００が、図８（Ａ）に示した１グループＰ１、図９（Ａ）に示した２グループＰ２、図１０（Ａ）に示した３グループＰ３、図１１（Ａ）に示した４グループＰ４、図１２（Ａ）に示した５グループＰ５、図１３（Ａ）に示した６グループＰ６、図１４（Ａ）に示した７グループＰ
７、図１５（Ａ）に示した８グループＰ８、図１６（Ａ）に示した９グループＰ９とに無作為且つほぼ均等に分散されたことを意味する。

【0052】

なお、図８（Ａ）〜図１６（Ａ）のグループＰ１〜Ｐ９に含まれる加工孔を全て重ね合わせると、図５（Ａ）に示した一つのＸＹ座標平面に位置する６００００個の加工孔ｈになる。図８（Ｂ）〜図１６（Ｂ）は、図８（Ａ）〜図１６（Ａ）に示した中央部分を拡大した図である。

【0053】

こうして、図５（Ａ）に示した６００００個の密集度が高い加工孔ｈが、１グループＰ１から９グループＰ９までの各グループに密集度が低くなるように分散される。従って、１グループＰ１から９グループＰ９まで順番にレーザ加工することで、加工孔ｈの密集度が低い状態で、レーザ光を照射することができて、熱歪みによる変形を抑制できるようになっている。

【0054】

＜エリア区分け工程＞
続いて、エリア区分け工程Ｓ３００について説明する。図１７に示すように、Ｎ個のグリッドＧを用意する（Ｓ３０１）。ここで、グリッドＧとは、上述した各グループＰ１〜Ｐ９を加工エリアＥ毎に区分けするためのものであり、本実施形態のグリッドＧは、図１８に示すように、加工エリアＥがＸＹ座標上に４×４個（４行４列）並んだものである。

【0055】

図１８に示すグリッドＧは、４行４列に並ぶ加工エリアＥの中心がＸＹ座標の原点（０，０）に一致していて、オフセットしていない。この図１８に示すグリッドＧのことを、第１グリッドＧ１と呼ぶことにする。そして、４行４列に並ぶ加工エリアＥのうち、例えば２行３列に位置する加工エリアＥを加工エリアＥ２３と呼ぶことにする。

【0056】

そして、本実施形態では、合計４（Ｎ＝４）個のグリッドＧが用意されている。図１９に示すグリッドＧは、図１８に示す第１グリッドＧ１に対して、１つの加工エリアＥのＸ座標長さ（１０ｍｍ）の半分（５ｍｍ）だけオフセットしている。この図１９に示すグリッドＧを、第２グリッドＧ２と呼ぶことにする。また、図２０に示すグリッドＧは、図１８に示す第１グリッドＧ１に対して、１つの加工エリアＥのＸ座標長さの半分とＹ座標長さ（１０ｍｍ）の半分（５ｍｍ）だけオフセットしている。この図２０に示すグリッドＧを、第３グリッドＧ３と呼ぶことにする。

【0057】

更に、図２１に示すグリッドＧは、図１８に示す第１グリッドＧ１に対して、１つの加工エリアＥのＹ座標長さの半分だけオフセットしている。この図２１に示すグリッドＧを、第４グリッドＧ４と呼ぶことにする。こうして、互いにＸ座標又はＹ座標にオフセットする４個のグリッドＧ１〜Ｇ４が用意される（ステップ３０１）。

【0058】

次に、上述した９個のグループＰ１〜Ｐ９と、４個のグリッドＧ１〜Ｇ４とを対応付ける（Ｓ３０２）。具体的には、図２２に示すように、１グループＰ１では第１グリッドＧ１を用いて、第１グリッドＧ１の各加工エリアＥで区分けされるようにする。また、図２３に示すように、２グループＰ２では第２グリッドＧ２を用いて、第２グリッドＧ２の各加工エリアＥで区分けされるようにする。

【0059】

また、図２４に示すように、３グループＰ３では第３グリッドＧ３を用いて、第３グリッドＧ３の各加工エリアＥで区分けされるようにする。また、図２５に示すように、４グループＰ４では第４グリッドＧ４を用いて、第４グリッドＧ４の各加工エリアＥで区分けされるようする。

【0060】

そして、第４グリッドＧ４以降のグリッドは存在しないため、図２６に示すように、５グループＰ５では第１グリッドＧ１を用いて、第１グリッドＧ１の各加工エリアＥで区分けされるようにする。こうして、以下同様に、図２７に示すように、６グループＰ６では第２グリッドＧ２を用いて、第２グリッドＧ２の各加工エリアＥで区分けされるようにする。

【0061】

また、図２８に示すように、７グループＰ７では第３グリッドＧ３を用いて、第３グリッドＧ３の各加工エリアＥで区分けされるようにする。また、図２９に示すように、８グループＰ８では第４グリッドＧ４を用いて、第４グリッドＧ４の各加工エリアＥで区分けされるようにする。最後に、図３０に示すように、９グループＰ９では第１グリッドＧ１を用いて、第１グリッドＧ１の各加工エリアＥで区分けされるようにする。

【0062】

このように、各グループＰ１〜Ｐ９を互いにＸ座標又はＹ座標にオフセットする４個のグリッドＧ１〜Ｇ４を用いて区分けするのは、以下の理由に基づく。仮に、図３１に示すように、１グループＰ１から４グループＰ４を第１グリッドＧ１のみを用いて区分けすると、１グループＰ１、２グループＰ２、３グループＰ３、４グループＰ４を順番にレーザ加工する際に、加工エリアＥの境界線Ｌ１の位置が常に同じになる。この場合、加工エリアＥの境界線Ｌ１の位置でレーザ加工によるダメージが蓄積され、図４０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すような加工模様が生じることになる。なお、図３１及び図３２では、各グループＰ１〜Ｐ９のうち、１グループＰ１から４グループＰ４までを代表的に示し、５グループＰ５から９グループＰ９までを省略している。

【0063】

これに対して、本実施形態では、図３２に示すように、Ｘ座標又はＹ座標にオフセットする４個のグリッドＧ１〜Ｇ４を用いて区分けするため、１グループＰ１、２グループＰ２、３グループＰ３、４グループを順番にレーザ加工する際に、加工エリアＥの境界線Ｌ
１の位置が、Ｘ座標に５ｍｍ又はＹ座標に５ｍｍずつ、ずれることになる。こうして、加工エリアＥの境界線Ｌ１の位置でレーザ加工によるダメージが蓄積されなくなり、加工模様が生じることを防止できるようになっている。

【0064】

＜所属エリア決定工程＞
次に、所属エリア決定工程Ｓ４００について説明する。図３３に示すように、各加工孔ｈの所属する加工エリアＥを決定する。即ち、先ず、１グループＰ１において、図２２に示すように、各加工孔ｈ（各ｈｏｌｅ）が、第１グリッドＧ１で区分けされた加工エリアＥのうちどの加工エリアＥに所属するかが決定される。次に、第２グループＰ２において、図２３に示すように、各加工孔ｈが第２グリッドＧ２で区分けされた加工エリアＥのうちどの加工エリアＥに所属するかが決定される。これが、９グループＰ９まで繰り返される。

【0065】

例えば、図６（Ａ）に示した加工孔ｈａが所属する加工エリアＥについて説明する。加工孔ｈａでは、上述したように、位置情報としてイニシャルホールの座標（Ｘ０，Ｙ０）が（−６．０００，−０．５００）として取得されている。そして、加工孔ｈａは、ｈｏｌｅ１としてナンバリングされ、５グループ５Ｐに分散されたものとする。この場合、５グループ５Ｐは、図２６に示すように、第１グリッドＧ１で区分けされるため、ｈｏｌｅ１（加工孔ｈａ）は、イニシャルホールの座標に基づいて、第１グリッドＧ１のどの加工エリアＥに所属するかが決定される。

【0066】

即ち、図３４に示すように、加工孔ｈａのイニシャルホールの座標（Ｘ０，Ｙ０）が（−６．０００，−０．５００）であるため、ｈｏｌｅ１は、５グループＰ５において加工エリアＥ３２に所属すると決定される。なお、第１グリッドＧ１は原点に対してオフセットしていないため、第１グリッドＧ１の加工エリアＥ３２は、Ｘ座標が−１０から０までの領域でＹ座標が−１０から０までの領域である。こうして、ｈｏｌｅ１〜ｈｏｌｅ
６００００は、各グループＰ１〜Ｐ９に分散された後に、所属する加工エリアＥが決定される。

【0067】

＜レーザ加工工程＞
最後に、レーザ加工工程Ｓ５００について説明する。図３５に示すように、各グループＰ１〜Ｐ９毎に且つ各加工エリアＥ毎に順番に、加工孔ｈ（ｈｏｌｅ）の位置情報に基づいてレーザ加工を行う（Ｓ５０１）。即ち、先ず、１グループＰ１において、加工エリアＥ１１に所属する加工孔ｈのレーザ加工を行い、加工エリアＥ１２，Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ２３，Ｅ２４，Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ３３，Ｅ３４，Ｅ４１，Ｅ４２，Ｅ４３，Ｅ４４の順番に所属する加工孔ｈのレーザ加工を行う。

【0068】

次に、２グループＰ２において、加工エリアＥ１１に所属する加工孔ｈのレーザ加工を行い、加工エリアＥ１２，Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ２３，Ｅ２４，Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ３３，Ｅ３４，Ｅ４１，Ｅ４２，Ｅ４３，Ｅ４４の順番に所属する加工孔ｈのレーザ加工を行う。これを、９グループＰ９まで行う。こうして、６００００個全ての加工孔ｈがレーザ加工によって基板Ｋに形成される。

【0069】

そして、ステップＳ５０１の後に、上述した初期工程Ｓ１００で（図４参照）加工エリアＥに入らない加工孔として除外された加工孔が、レーザ加工によって基板Ｋに形成される（Ｓ５０２）。即ち、仮に６００００個の加工孔ｈの他に、図６（Ｂ）に示すような加工孔ｈｂを含む開口パターンを形成する場合には、除外された加工孔ｈｂは、本実施形態のレーザ加工方法が適用されずに、従来と同様のレーザ加工方法によって基板Ｋに形成されるようになっている。こうして、本実施形態のレーザ加工方法によって、図５（Ａ）に示した６００００個の加工孔ｈを有するメタルマスクが、製造される。

【0070】

＜第１実施形態の作用効果＞
本実施形態によれば、図５（Ａ）に示した６００００個の密集度が高い加工孔ｈを、図８（Ａ）〜図１６（Ａ）に示した１グループＰ１から９グループＰ９までの各グループに密集度が低くなるように無作為且つほぼ均等に分散する。このため、各グループＰ１〜Ｐ９を順番にレーザ加工する際に、加工孔ｈの密集度が低い状態で、レーザ光を照射することができて、熱歪みによる変形を抑制できる。

【0071】

更に、各グループＰ１〜Ｐ９を互いにＸ座標又はＹ座標にオフセットするグリッドＧ１〜Ｇ４を用いて区分けするため、各グループＰ１〜Ｐ９を順番にレーザ加工する際に、加工エリアＥの境界線Ｌ１の位置が常に同じにならず（図３１参照）、Ｘ座標又はＹ座標にずれる（図３２参照）。従って、加工エリアＥの境界線Ｌ１の位置でレーザ加工によるダメージが蓄積されず、図４２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すような加工模様が生じることを防止できる。

【0072】

また、本実施形態によれば、図２２〜図３０に示すように、第１グリッドＧ１と、Ｘ座標にオフセットする第２グリッドＧ２と、Ｘ座標及びＹ座標にオフセットする第３グリッドＧ３と、Ｙ座標にオフセットする第４グリッドＧ４との合計４個のグリッドＧで区分けする。このため、各グループＰ１〜Ｐ９を順番にレーザ加工する際に、図３２に示すように、各加工エリアＥの境界線Ｌ１の四辺を順番に打ち消し合うように交差させることができる。従って、合計２個又は３個のグリッドで区分けする場合に比べて、各加工エリアＥの境界線Ｌ１の位置で生じるダメージを減らすことができ、加工模様が生じることをより効果的に防止できる。

【0073】

また、本実施形態によれば、図１８〜図２１に示すように、互いにオフセットする４個のグリッドＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、正方形の加工エリアＥがＸＹ座標上に並べられたものであり、Ｘ座標にオフセットする量及びＹ座標にオフセットする量が、１つの加工エリアのＸ座標長さ（１０ｍｍ）、Ｙ座標長さ（１０ｍｍ）の半分（５ｍｍ）になっている。このため、各グループＰ１〜Ｐ９を順番にレーザ加工する際に、図３２に示すように、各加工エリアＥの境界線Ｌ１をＸ座標及びＹ座標で対称的に打ち消し合うように交差させることができる。即ち、各加工エリアＥの境界線Ｌ１において、辺全体が残らず効率的に打ち消し合うように交差させることができる。従って、加工模様が生じることをより効果的に防止できる。

【0074】

ここで、製造されたメタルマスクについて詳細に説明する。従来のレーザ加工方法によって、６００００個の加工孔ｈが形成されたメタルマスクでは、蛍光灯の下に配置すると、図４２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すような加工模様を肉眼で確認できた。これに対して、本実施形態のレーザ加工方法によって、６００００個の加工孔ｈが形成されたメタルマスクでは、蛍光灯の下に配置しても、図４２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すような加工模様を肉眼で確認できなかった。

【0075】

そして、図３６に、本実施形態のレーザ加工方法によって製造されたメタルマスクの厚さ方向（Ｚ方向）の変化を示す。図３６では、加工孔ｈが形成されてＸ方向長さが約７ｍｍでありＹ方向長さが約６．５ｍｍの領域が示されている。そして、１番濃い部分ｆ１が、レーザ加工によって約＋１．０００〜＋２．０００μｍ変化した部分であり、２番目に濃い部分ｆ２が、レーザ加工によって約０．０００〜＋１．０００μｍ変化した部分である。また、３番目に濃い部分ｆ３が、レーザ加工によって約０．０００〜−２．０００μｍ変化した部分であり、最も薄い部分ｆ４が、レーザ加工によって約−２．０００〜−５．０００μｍ変化した部分である。

【0076】

従来のレーザ加工方法によって製造されたメタルマスクでは、熱歪みによる変形が約数ｍｍ単位で生じて、変形を肉眼で確認できる場合があった。これに対して、本実施形態のレーザ加工方法によって製造されたメタルマスクでは、図３６に示すように、熱歪みによる変形は多くても±５μｍであり、変形を肉眼で全く確認できなかった。

【0077】

なお、出願人は、加工孔ｈの個数（６００００個）、大きさ（径が５０μｍ）、配置（１００μｍずつ離れた配置）等を同一の条件にして、グループ数Ｐのみを変化させた場合、グループ数Ｐが５以上の整数であるとき、製造されたメタルマスクで加工模様が生じないことを確認した。しかし、グループ数Ｐが大きくなるほど、熱歪みによる変形を抑制できるが、レーザ加工時間が多くなる。

【0078】

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。第２実施形態では、基板Ｋに形成する開口パターンと、所属エリア決定工程と、レーザ加工工程とが第１実施形態と主に異なっている。従って、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一部分については説明を省略する。

【0079】

第２実施形態で基板Ｋに形成する開口パターンは、図３７に示すように、第１実施形態と同様の６００００個の加工孔ｈと、比較的大きな１つ丸孔である加工孔ｈｃとを有するものである。この丸孔ｈｃは、イニシャルホールの座標（Ｘ０，Ｙ０）が（−１．０００，１６．５００）であり、径が２ｍｍのものである。

【0080】

こうして、上述した初期工程Ｓ１００では（図４参照）、６００００個の加工孔ｈの位置情報が取得されるとともに、加工孔ｈｃの位置情報が取得される（Ｓ１０１）。そして、この加工孔ｈｃは、１つの加工エリアＥに入ることができるものであり、ｈｏｌｅ６０００１としてナンバリングされる（Ｓ１０４）。

【0081】

第２実施形態では、グループ分散工程Ｓ２００により（図７参照）、ｈｏｌｅ６０００１（加工孔ｈｃ）が、１グループＰ１に入るように決定された場合を仮定して（Ｓ２０２）、以下に所属エリア決定工程Ｓ４００Ａとレーザ加工工程Ｓ５００Ａを説明する。なお、１グループＰ１は、上述したように第１グリッドＧ１で区分けされるグループである。

【0082】

＜所属エリア決定工程＞
所属エリア決定工程Ｓ４００Ａでは、図３８に示すように、先ず、各加工孔ｈ，ｈｃが、区分けされた各加工エリアＥに含まれるか否かが判断される（Ｓ４０２）。ここで、各加工エリアＥに含まれるか否かは、加工孔ｈ，ｈｃの全体の形状が１つの加工エリア内の領域に入るか否かによって判断される。即ち、加工孔ｈ，ｈｃのイニシャルホールの座標だけでなく、加工孔ｈ，ｈｃの外形形状の座標が、加工エリア内の領域に入るか否かが判断される。

【0083】

このため、例えば、上述した加工孔ｈａ（図３４参照）では、その全体の形状が第１グリッドＧ１の加工エリアＥ３２に含まれると判断されて、Ｓ４０３に進み、加工エリアＥ３２に所属すると決定される。一方、加工孔ｈｃでは、図３９に示すように、イニシャルホールの座標（−１．０００，１６．５００）が加工エリアＥ１２に入るものの、その全体の形状が加工エリアＥ１２に入らない。従って、加工孔ｈｃでは、第１グリッドＧ１で区分けされた各加工エリアＥに含まれないと判断されて、Ｓ４０４に進み、はみ出し加工孔ｈｃとされる。

【0084】

そして、はみ出し加工孔ｈｃ（加工孔ｈｃ）においては、全てのグリッドＧ１〜Ｇ４の中でどの加工エリアＥに所属するかが再決定される。即ち、はみ出し加工孔ｈｃは、第１グリッドＧ１で区分けされた各加工エリアＥに含まれなかったため、互いにオフセットするその他のグリッドＧ２，Ｇ３，Ｇ４で区分けされた各加工エリアＥに含まれるか否かが判断される。

【0085】

要するに、はみ出し加工孔ｈｃは、はみ出さない加工エリアＥが見つかるまで、第１グリッドＧ１の各加工エリアＥ１１，・・・，Ｅ４４の他に、第２グリッドＧ２の各加工エリアＥ１１，・・・，Ｅ４４、第３グリッドＧ３の各加工エリアＥ１１，・・・，Ｅ４４、第４グリッドＧ４の各加工エリアＥ１１，・・・，Ｅ４４に含まれるか否かが判断される。その結果、はみ出し加工孔ｈｃでは、図４０に示すように、その全体の形状が第２グリッドＧ２の加工エリアＥ１２に含まれると判断されて、第２グリッドＧ２の加工エリアＥ１２に所属すると決定される（Ｓ４０５）。

【0086】

＜レーザ加工工程＞
レーザ加工工程Ｓ５００Ａでは、図４１に示すように、先ず、各グループＰ１〜Ｐ９毎に且つ各加工エリアＥ毎に順番に、加工孔ｈの位置情報に基づいてレーザ加工を行う（Ｓ５０３）。即ち、はみ出し加工孔ｈｃ以外の加工孔ｈについて、先にレーザ加工を行う。

【0087】

その後、上述したレーザ加工（Ｓ５０３）とは別に、各グリッドＧ１〜Ｇ４毎に且つ各加工エリアＥ毎に順番に、はみ出し加工孔ｈｃの位置情報に基づいてレーザ加工を行う（Ｓ５０４）。即ち、第１グリッドＧ１において、加工エリアＥ１１に所属するはみ出し加工孔があればレーザ加工を行い、加工エリアＥ１２，Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ２３，Ｅ２４，Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ３３，Ｅ３４，Ｅ４１，Ｅ４２，Ｅ４３，Ｅ４４の順番に所属するはみ出し加工孔があればレーザ加工を行う。そして、第２グリッドＧ２、第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４でも、各加工エリアＥに所属するはみ出し加工孔があればレーザ加工を行う。こうして、はみ出し加工孔ｈｃは、第２グリッドＧ２の加工エリアＥ１２に所属するものとして、レーザ加工によって形成される。

【0088】

最後に、初期工程Ｓ１００で（図４参照）加工エリアＥに入らない加工孔として除外された加工孔が、レーザ加工によって形成される（Ｓ５０５）。こうして、第２実施形態のレーザ加工方法によって、図３７に示した加工孔ｈ，ｈｃを有するメタルマスクが、製造される。

【0089】

＜第２実施形態の作用効果＞
第２実施形態によれば、加工孔ｈｃをはみ出し加工孔としてオフセットする全てのグリッドＧ１〜Ｇ４の中で、どの加工エリアＥに所属するかを再決定する（図３８のＳ４０５）。そして、再決定されたはみ出し加工孔ｈｃの位置情報に基づいてレーザ加工を行う。こうして、加工孔ｈｃのように、加工エリアＥを跨ぐ加工孔が存在する場合であっても、その加工孔をはみ出し加工孔として的確に形成できる。第２実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

【0090】

以上、本発明に係るレーザ加工基板の製造方法、及びレーザ加工装置の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0091】

各実施形態において、加工孔ｈを９個のグループＰ１〜Ｐ９に分散させ、各グループＰ１〜Ｐ９を４個のグリッドＧ１〜Ｇ４で区分けしたが、分散させるグループの数（Ｐ）は９個に限定されるものではなく、区分けするグリッドＧの個数も４個に限定されるものではない。基板Ｋに形成する加工孔の個数、大きさ、位置、密集度に応じて適宜変更可能であり、分散させるグループの数が例えば２〜４個であっても良く、区分けするグリッドＧの個数が例えば４の倍数又は３の倍数であっても良い。

【0092】

また、各実施形態において、１つのグリッドＧにつき、４×４個（４行４列）の加工エリアＥが並べられているが、加工エリアＥが並べられる個数は、４×４個に限定されるものではない。基板Ｋに形成する加工孔の個数、大きさ、位置、密集度に応じて適宜変更可能であり、加工エリアＥが並べられる個数が例えば２×２個であっても良い。

【0093】

また、各実施形態において、Ｘ座標にオフセットするグリッドＧ同士では、オフセットする量が１つの加工エリアＥのＸ方向長さ（１０ｍｍ）の半分（５ｍｍ）であり、Ｙ座標にオフセットするグリッドＧ同士では、オフセットする量が１つの加工エリアＥのＹ方向長さ（１０ｍｍ）の半分（５ｍｍ）であるが、オフセットする量は適宜変更可能である。また、加工エリアＥは１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形であるが、加工エリアの形状及び大きさは適宜変更可能である。

【0094】

また、各実施形態において、レーザ加工によって製造されたレーザ加工基板は、メタルマスク（ステンシル）として用いられるものであるが、その他の用途で用いられるものであっても良い。

【符号の説明】

【0095】

１ レーザ加工装置
１０ 第１移動装置
２０ 固定装置
３０ 第２移動装置
４０ 加工ヘッド
５０ 制御手段
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
Ｐｒ１ レーザ加工プログラム
Ｋ 基板
ｈ，ｈａ，ｈｂ，ｈｃ 加工孔
Ｐ１〜Ｐ９ １〜９グループ
Ｇ１〜Ｇ４ 第１〜第４グリッド
Ｅ 加工エリア
Ｓ１００ 初期工程
Ｓ２００ グループ分散工程
Ｓ３００ エリア区分け工程
Ｓ４００，Ｓ４００Ａ 所属エリア決定工程
Ｓ５００，Ｓ５００Ａ レーザ加工工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図7】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図33】

【図34】

【図35】

【図38】

【図40】

【図41】

【図42】

【図5】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図36】

【図37】

【図39】