JP2006035247A - Laser heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば半導体レーザから出射されたレーザ光を集光し、この集光したレーザ光によりはんだ付けや樹脂接合および溶接などの加熱処理を行うレーザ加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a laser heating apparatus that condenses laser light emitted from, for example, a semiconductor laser and performs heat treatment such as soldering, resin bonding, and welding with the collected laser light.
従来、レーザ光を用いた非接触な加熱処理を行う装置としてレーザ加熱装置があり、たとえば特許文献1に開示されている。
このレーザ加熱設備(レーザ加熱装置)は、複数のレーザダイオードを積み重ねてなるレーザダイオードモジュール(半導体レーザアレイ)と、レーザダイオードモジュールに電力を供給する電源と、レーザダイオードモジュールを備える複数のレーザダイオードが出射するレーザ光を視準化する第1光学系(コリメートレンズ)と、視準化されたレーザ光を集光する第2光学系(集光レンズ)により構成されている。
Conventionally, there is a laser heating device as a device for performing a non-contact heat treatment using a laser beam, which is disclosed in
This laser heating facility (laser heating device) includes a laser diode module (semiconductor laser array) in which a plurality of laser diodes are stacked, a power supply for supplying power to the laser diode module, and a plurality of laser diodes including the laser diode module. The first optical system (collimating lens) that collimates the emitted laser light and the second optical system (condensing lens) that condenses the collimated laser light.
この構成により、レーザダイオードから出射されたレーザ光はコリメートレンズにより視準化され、この視準化されたレーザ光は集光レンズにより集光される。
このように、集光されたレーザ光により、合焦点に置かれている被加熱物に対して半田付けや溶接などの加熱処理を行うことができる。
In this way, heat treatment such as soldering or welding can be performed on the object to be heated placed at the focal point by the focused laser beam.
しかし、上記従来のレーザ加熱設備(レーザ加熱装置)の構成によると、レーザダイオードモジュールから出射された複数のレーザ光は、集光レンズにより長ライン状に集光され、実際の樹脂接合や金属接合を行うために必要な形状に変形することができなかったため、様々なサイズや形状を有する被加熱物に対して対応することができず、被加熱物に対して行う半田付けや溶接などの加熱処理に時間を要することとなり、はんだ付けの効率が低くなるという問題がある。 However, according to the configuration of the above conventional laser heating equipment (laser heating device), a plurality of laser beams emitted from the laser diode module are condensed into a long line by the condenser lens, and are actually resin-bonded or metal-bonded. Since it could not be transformed into the shape necessary for performing heating, it was not possible to cope with heated objects having various sizes and shapes, and heating such as soldering or welding performed on the heated objects Processing takes time and there is a problem that the efficiency of soldering is lowered.
そこで本発明は、レーザ光の集光部の形状を所望の形状に変形させることにより、はんだ付けの効率を向上させることができるレーザ加熱装置を提供することを目的としたものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser heating apparatus capable of improving the efficiency of soldering by deforming the shape of a laser beam condensing portion into a desired shape.
前記した目的を達成するために、本発明の請求項1記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF4〜F9であるとともに開口数が0.3以上で、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたファースト方向におけるレーザ光を集光する非球面レンズを備え、前記ワット級ワンチップ半導体レーザのファースト方向およびスロー方向の非点隔差を利用することにより、レーザ光の集光部におけるレーザ光の形状を所望の形状に変化させることを特徴としたものである。
In order to achieve the above object, a laser heating apparatus according to
また、請求項2記載のレーザ加熱装置は、請求項1に記載の発明であって、スロー方向発光幅を100μmとする3W以上の前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、F値をF7〜F9とする前記非球面レンズを備え、前記非球面レンズを前記光軸センタ上で位置調整することにより、前記集光部におけるレーザ光の形状を、スロー方向において集光幅が300μm以上とすることを特徴としたものである。 A laser heating apparatus according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein the watt-class one-chip semiconductor laser light source of 3 W or more with a slow direction emission width of 100 μm and an F value of F7 to F9 The position of the aspherical lens is adjusted on the optical axis center so that the shape of the laser light in the condensing unit is set to a condensing width of 300 μm or more in the slow direction. It is a feature.
そして、請求項3記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF4〜F9であるとともに開口数が0.3以上で、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートする第1非球面レンズと、前記第1非球面レンズの前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF10〜F50であり、前記第1非球面レンズによりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光を集光するとともに、スロー方向におけるレーザ光をコリメートする第2非球面レンズを備えていることを特徴としたものである。
The laser heating apparatus according to
さらに、請求項4記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF4〜F9であるとともに開口数が0.3以上で、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートする非球面レンズと、前記非球面レンズの前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF10〜F50であり、前記非球面レンズによりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光を集光するとともに、スロー方向におけるレーザ光をコリメートするシリンドリカルレンズを備えていることを特徴としたものである。
Furthermore, the laser heating apparatus according to
しかも、請求項5記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第1光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記第1光軸センタと直交する方向に配置され、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第2光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記第1光軸センタを中心として配置され、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする第1非球面レンズと、前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記第2光軸センタを中心として配置され、前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする第2非球面レンズと、前記第1非球面レンズおよび前記第2非球面レンズの前方に、前記第1光軸センタと前記第2光軸センタとの交点を中心として配置され、前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を反射するプリズムと、前記プリズムの前方に第1光軸センタを中心として配置され、前記プリズムからのレーザ光を集光する集光レンズを備え、前記レーザ光の集光部に、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光と前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光により、十字形状に集光することを特徴としたものである。
In addition, the laser heating apparatus according to
また、請求項6記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第1光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記第1光軸センタと直交する方向に配置され、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第2光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に、前記第1光軸センタと前記第2光軸センタとの交点を中心として配置され、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光と前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を加算するプリズムと、前記プリズムの前方に第1光軸センタを中心として配置され、前記プリズムで加算されたレーザ光を集光する非球面レンズを備え、前記レーザ光の集光部に、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光と前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光により、十字形状に集光することを特徴としたものである。
The laser heating apparatus according to
そして、請求項7記載のレーザ加熱装置は、請求項6に記載の発明であって、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の出射部から前記プリズムまでの距離を第1距離とし、前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の出射部から前記プリズムまでの距離を第2距離とし、前記第1距離と前記第2距離の大きさをそれぞれ変化させることにより、前記レーザ光の集光部において所望の十字形状を形成することを特徴としたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the laser heating apparatus according to the sixth aspect, wherein a distance from the emitting portion of the first watt class one-chip semiconductor laser light source to the prism is a first distance, and the first In the laser beam condensing unit, the distance from the emission part of the two-watt class one-chip semiconductor laser light source to the prism is a second distance, and the magnitudes of the first distance and the second distance are respectively changed. It is characterized by forming a desired cross shape.
さらに、請求項8記載のレーザ加熱装置は、請求項6に記載の発明であって、前記非球面レンズが有する所定のF値に、前記光軸センタ上における前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の出射部から前記非球面レンズまでの距離をあわせ、前記光軸センタを中心として、距離が調整された位置に配置された前記非球面レンズと前記集光部との間で、前記非球面レンズ側に配置されている第1シリンドリカルレンズと、前記光軸センタを中心として、距離が調整された位置に配置された前記非球面レンズと前記集光部との間で、前記集光部側に配置されている第2シリンドリカルレンズを備え、前記第1シリンドリカルレンズおよび前記第2シリンドリカルレンズを前記光軸センタ上で位置調整することにより、前記集光部におけるレーザ光の形状を所望の形状に変化されることを特徴としたものである。
Further, the laser heating apparatus according to
しかも、請求項9記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を、上下方向に複数有する1ワット以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の各出射部の前方にそれぞれの前記光軸センタを中心として配置され、各出射部から出射されたファースト方向におけるレーザ光を集光する複数のfastレンズと、前記光軸センタを中心として、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と前記レーザ光の集光部との略中央に位置する場所に配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の各出射部から出射されたスロー方向におけるレーザ光を集光する第1シリンドリカルレンズを備えていることを特徴としたものである。
In addition, the laser heating apparatus according to
また、請求項10記載のレーザ加熱装置は、請求項9に記載の発明であって、前記光軸センタを中心として、前記fastレンズと前記第1シリンドリカルレンズとの間に配置され、前記第1シリンドリカルレンズより大きなF値を有する第2シリンドリカルレンズを備え、前記第2シリンドリカルレンズを前記光軸センタ上で位置調整することにより、前記集光部におけるレーザ光の形状を所望の形状に変化されることを特徴としたものである。 A laser heating apparatus according to a tenth aspect is the invention according to the ninth aspect, wherein the laser heating apparatus is disposed between the fast lens and the first cylindrical lens with the optical axis center as a center. A second cylindrical lens having an F value larger than that of the cylindrical lens is provided, and by adjusting the position of the second cylindrical lens on the optical axis center, the shape of the laser beam in the condensing unit is changed to a desired shape. It is characterized by that.
そして、請求項11記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有し、前後方向に複数配置されるとともに、左右方向に少なくとも1列配置されている1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記各ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前記光軸センタを中心としてそれぞれ配置され、前記各ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートする複数の非球面レンズと、前記各非球面レンズからのレーザ光をそれぞれ加算するレーザ光加算手段と、前記レーザ光加算手段で加算されたレーザ光を集光する集光レンズを備えていることを特徴としたものである。
The laser heating apparatus according to
さらに、請求項12記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、左右方向に配置され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する複数の出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源のセンターラインを中心として配置され、前記複数の出射部からそれぞれ出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートするfastレンズと、前記fastレンズの前方に前記センターラインを中心として配置され、前記fastレンズによりコリメートされた前記複数の出射部からそれぞれ出射されたレーザ光を加算するレーザ光加算器と、前記レーザ光加算器の前方に前記センターラインを中心として配置され、前記レーザ光加算器で加算されたレーザ光を集光する集光レンズを備えていることを特徴としたものである。
Furthermore, the laser heating apparatus according to
しかも、請求項13記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、左右方向および上下方向に配置され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する複数の出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源のセンターラインを中心として配置され、上下方向に複数設けられ、前記複数の出射部からそれぞれ出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートするfastレンズと、前記fastレンズの前方に前記センターラインを中心として配置され、前記fastレンズによりコリメートされた前記複数の出射部からそれぞれ出射されたレーザ光を加算するレーザ光加算器と、前記レーザ光加算器の前方に前記センターラインを中心として配置され、前記レーザ光加算器で加算されたレーザ光を集光する集光レンズを備えていることを特徴としたものである。
In addition, the laser heating apparatus according to
また、請求項14記載のレーザ加熱装置は、ワークディスタンスを20mm以上として、物質を溶解させる長方形のレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、上下方向に配置され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する複数の出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の複数の出射部からそれぞれ出射されるレーザ光を集光する非球面レンズを保持するレンズ保持部と、前記レンズ保持部に取り付けられ、前記非球面レンズからのレーザ光の反射調整を行う反射体保持部を備え、前記反射体保持部は、前記非球面レンズからのレーザ光を反射する反射体と、前記反射体を支持する反射体載置台と、前記反射体載置台の傾斜調整を行う傾斜調整用セットビスを具備していることを特徴としたものである。
The laser heating apparatus according to
本発明のレーザ加熱装置は、出射部から非球面レンズの焦点位置までの距離と、非球面レンズの焦点位置から集光部までの距離を変化させることによりF値を変化させ、このF値の非球面レンズを使用することにより、集光部におけるスロー方向の幅を変化させることができ、集光部におけるレーザ光の形状を所望のライン形状に変形させることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。 The laser heating apparatus of the present invention changes the F value by changing the distance from the emitting portion to the focal position of the aspheric lens and the distance from the focal position of the aspheric lens to the light collecting portion. By using an aspheric lens, it is possible to change the width in the slow direction at the condensing part, and the shape of the laser beam at the condensing part can be transformed into a desired line shape. Multipoint simultaneous soldering can be performed on a heated portion such as a connector (connector for FPC) or an electronic device, and thus the efficiency of soldering can be improved.
以下に、本発明の各実施の形態におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。なお、レーザ加熱装置からレーザ光を出射する方向を前方向、この前方向とは逆の方向を後方向、これらの前後方向Xと水平面上で直角な方向を左右方向Yとする。また上下方向をZとする。また、レンズ保持部の先端から集光部までの距離(作動距離)をワークディスタンス(以下、WDという)とする。
(実施の形態1)
以下に、本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
Below, the laser heating apparatus in each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A direction in which laser light is emitted from the laser heating device is a forward direction, a direction opposite to the front direction is a rear direction, and a direction perpendicular to the front-rear direction X on the horizontal plane is a left-right direction Y. The vertical direction is Z. Further, the distance (working distance) from the tip of the lens holding part to the light collecting part is defined as a work distance (hereinafter referred to as WD).
(Embodiment 1)
Below, the laser heating apparatus in
図1に本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱装置の構成を示す。
図1(a),図1(b)に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置1は、アルマイト処理されたアルミニウム合金(Al合金)により形成されているホルダー本体2Aとホルダー本体2Aの上部に搭載されるホルダカバー2Bとから形成されているホルダー2と、ホルダー本体2Aの内面のうち、左右側面および下面に設けられている熱伝導絶縁シート3と、ホルダカバー2Bの下面に設けられているインジニウムシート(以下、Inシートという)4と、各熱伝導絶縁シート3およびInシート4と当接して設けられているヒートシンク(銅ブロック)5と、ヒートシンク5の前面に固定ネジ6により固定され、レーザ光Lを光軸センタ7を中心に出射する出射部8を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ(LD)(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)9と、ホルダー2の前方において光軸センタ7を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8から出射されたファースト方向におけるレーザ光Lを集光させる非球面レンズ(非球面凸レンズ)10と、非球面レンズ10を保持し、非球面レンズ10の前方に位置する場所に可視光カットフィルタ11Aが設けられているレンズ保持部11と、ヒートシンク5に接続されているプラス電源ライン12Aと、ヒートシンク5に接続されている第1マイナス電源ライン12Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に接続されている第2マイナス電源ライン12Cを有する電力用ケーブル12と、ヒートシンク5に内蔵され、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度を測定するサーミスタ(温度センサの一例)13Aと、このサーミスタ13Aに接続されているサーミスタ用ケーブル(温度センサ用ケーブルの一例)13と、ワット級ワンチップ半導体レーザ9から出射されるレーザ光Lの戻光を検知するフォトダイオード(光センサ)14Aと、このフォトダイオード14Aに接続されているフォトダイオード用ケーブル(光センサ用ケーブルの一例)14と、ホルダカバー2Bの各角部に上下方向Zに設けられ、ホルダー2を取り付け板15などに取り付ける取付ネジ16などから構成されている。なお、各ケーブル12,13,14をホルダー2内に挿入する際、ホルダー2における各ケーブル12,13,14の挿入部分には黒色シール材17が設けられ、各ケーブル12,13,14が固定されている。
FIG. 1 shows the configuration of the laser heating apparatus according to
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a
なお、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に形成されている出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmに形成されている。また、上記非球面レンズ10は、開口数NAが0.3とされている。
Note that the
また、上記レンズ保持部11は調整手段(図示せず)を具備しており、この調整手段により光軸センタ7上における非球面レンズ10の位置を、前後方向に位置調整可能としている。
The
以下に、上記した実施の形態1における作用を、図2を参照しながら説明する。
図2(a)に示すように、レンズ保持部11に配置される非球面レンズ10のF値は、
F=(L1×L2)/(L1+L2) ・・・(1)
L1;出射部8から非球面レンズ10の焦点位置Nまでの距離
L2;非球面レンズ10の焦点位置Nから集光部Mまでの距離
により求めることができる。
Hereinafter, the operation in the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2A, the F value of the
F = (L1 × L2) / (L1 + L2) (1)
L1: Distance from the emitting
L2: It can be obtained from the distance from the focal position N of the
ここで、L1=10mm、L2=40mmとしたとき、F=(10×40)/(10+40)=8となるため、F8の非球面レンズ10が使用される。
そして、上記F8の非球面レンズ10を使用した場合、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(2)
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
により求めることができる。なお、{(L2−F)/F}は倍率を示す。
Here, when L1 = 10 mm and L2 = 40 mm, since F = (10 × 40) / (10 + 40) = 8, the
And when the
H2 = {(L2-F) / F} H1 (2)
H1: It can be obtained from the light emission width in the slow direction at the emitting
ここで、H1=0.5mmのとき、H2={(40−8)/8}0.5=4×0.5=2mmとなる。
また、集光部Mにおけるファースト方向の幅h2は、出射部8におけるファースト方向の発光幅h1である1μmに上記倍率を掛けたものとなるため、4μmとなる。
Here, when H1 = 0.5 mm, H2 = {(40−8) / 8} 0.5 = 4 × 0.5 = 2 mm.
Further, the width h2 in the fast direction in the light condensing part M is 4 μm because it is obtained by multiplying 1 μm, which is the light emission width h1 in the fast direction in the emitting
このように、出射部8から非球面レンズ10の焦点位置Nまでの距離L1と、非球面レンズ10の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を調整して、レンズ保持部11に配置される非球面レンズ10のF値を適宜定めることにより、非球面レンズ10から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2が適宜変化されるため、集光部Mにおけるレーザ光Lのライン形状が変形される。
In this way, the distance L1 from the emitting
また、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9として、スロー方向発光幅を100μmとする3W以上のワット級ワンチップ半導体レーザを使用するとともに、非球面レンズ10として、F値をF7〜F9とする非球面レンズを使用し、この非球面レンズを、レンズ保持部11の調整手段により光軸センタ上で前後方向に位置調整することにより、WDを20mm以上とした集光部Mにおけるレーザ光の形状を、スロー方向において集光幅が300μm以上のライン状または正方形状に変形させることができる。また、上記と同様に位置調整を行い、ファースト方向およびスロー方向において、収差の利用によりデフォーカスして、集光部Mにおけるレーザ光の形状の縦横比(左右方向Yにおける長さと上下方向Zにおける長さの比)を調整することにより、もしくはファースト方向およびスロー方向の非点隔差を利用することにより、集光部Mにおけるレーザ光の形状を丸型ないし楕円型に変形させることができる。
Further, as the watt-class one-
また、例えばレンズ保持部10内に、光軸センタ7を中心として出射部8側から順に、コリメートレンズ、PBSプリズム、およびF値が25以上の非球面レンズ(平凸レンズ)を設けるとともに、PBSプリズムの上方に集光レンズ、およびCCDカメラを設けると、出射部8から出射されたファースト方向におけるレーザ光Lは、コリメートレンズでコリメートされ、PBSプリズムを介した後、非球面レンズにて集光される。このとき、レーザ光Lの戻光は、PBSプリズムで反射され、集光レンズによりCCDカメラに集光される。これにより、レーザ光Lの集光部をCCDカメラにより確認することができる。なお、コリメートレンズ、非球面レンズ、および集光レンズは、各レンズの非球面部がPBSプリズム側となるように配置されている。
Further, for example, a collimating lens, a PBS prism, and an aspherical lens (plano-convex lens) having an F value of 25 or more are provided in the
以上のように実施の形態1によれば、出射部8から非球面レンズ10の焦点位置Nまでの距離L1と非球面レンズ10の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を変化させることによりF値を変化させ、このF値の非球面レンズ10を使用することにより、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を変化させることができ、集光部Mにおけるレーザ光Lの形状を所望の形状に変形させることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the distance L1 from the emitting
また、実施の形態1によれば、開口数NAが0.3の非球面レンズ10が使用されているため、ロスけられ、すなわちレーザ光Lが非球面レンズ10から漏れる割合を1割前後に抑えることができる。
Further, according to the first embodiment, since the
なお、実施の形態1では、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。
In the first embodiment, the
また、実施の形態1では、非球面レンズ10は、レンズの明るさを示すF値がF8、開口数NAが0.3とされていたが、F値はF4〜F9の範囲であればよく、また開口数NAは0.3以上であればよい。
(実施の形態2)
以下に、本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In the first embodiment, the
(Embodiment 2)
Below, the laser heating apparatus in
本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態2におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
The configuration of the laser heating device in
図3に示すように、レンズ保持部(図示せず)には、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF8であるとともに開口数NAが0.3で、ワット級ワンチップ半導体レーザ9より出射されたファースト方向およびスロー方向におけるレーザ光Lをコリメートする第1非球面レンズ21と、第1非球面レンズ21の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF14.5で、第1非球面レンズ21によりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光Lを集光する第2非球面レンズ22が設けられている。
As shown in FIG. 3, the lens holding portion (not shown) is disposed in front of the watt-class one-
なお、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に形成されている出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
また、各非球面レンズ21,22は、互いの非球面部21A,22Aが向かい合うように配置されている。
The
The
以下に、上記した実施の形態2における作用を、図3を参照しながら説明する。
まず、上記第1非球面レンズ21と上記第2非球面レンズ22の合成F値は、
F=(F1×F2)/(F1+F2−d) ・・・(3)
F1;第1非球面レンズ21のF値
F2;第2非球面レンズ22のF値
d;第1非球面レンズ21の焦点位置N1と第2非球面レンズ22
の焦点位置N2との距離
により求めることができる。
Hereinafter, the operation in the second embodiment will be described with reference to FIG.
First, the combined F value of the first
F = (F1 × F2) / (F1 + F2-d) (3)
F1: F value of the first
F2: F value of the second
d: the focal position N1 of the first
Can be obtained from the distance to the focal position N2.
よって、d=8mmとしたとき、F=(8×14.5)/(8+14.5−8)=8となるため、第1非球面レンズ21と第2非球面レンズ22の合成F値は8となる。
そして、この合成F値を下記式(4)に代入すると、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(4)
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
L2;第2非球面レンズ22の焦点位置N2から集光部Mまでの距離
により求めることができる。なお、{(L2−F)/F}は倍率を示す。
Therefore, when d = 8 mm, F = (8 × 14.5) / (8 + 14.5−8) = 8, so the combined F value of the first
And if this synthetic | combination F value is substituted into following formula (4), the width | variety H2 of the slow direction in the condensing part M will be given by
H2 = {(L2-F) / F} H1 (4)
H1: Light emission width in the slow direction at the
L2: It can be obtained from the distance from the focal position N2 of the second
ここで、L2=30mmとしたとき、H2={(30−8)/8}0.5=2.75×0.5=1.375mmとなり、また集光部Mにおけるファースト方向の幅h2は、出射部8におけるファースト方向の発光幅h1である1μmに上記倍率を掛けたものとなるため、2.75μmとなる。
Here, when L2 = 30 mm, H2 = {(30−8) / 8} 0.5 = 2.75 × 0.5 = 1.375 mm, and the width h2 in the fast direction of the light collecting portion M is Since the above-mentioned magnification is multiplied by 1 μm, which is the light emission width h1 in the first direction in the
このように、第1非球面レンズ21と第2非球面レンズ22の合成F値、および第2非球面レンズ22の焦点位置N2から集光部Mまでの距離L2を調整することにより、第2非球面レンズ22から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2が適宜変化されるため、集光部Mにおけるレーザ光Lのライン形状が変形される。
Thus, by adjusting the combined F value of the first
以上のように実施の形態2によれば、第1非球面レンズ21の焦点位置N1と第2非球面レンズ22の焦点位置N2との距離dと、第2非球面レンズ22の焦点位置N2から集光部Mまでの距離L2を変化させることにより、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を変化させることができ、集光部Mにおけるレーザ光Lの形状を所望のライン形状に変形させることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。
As described above, according to the second embodiment, from the distance d between the focal position N1 of the first
なお、実施の形態2では、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。
In the second embodiment, the
また、実施の形態2では、第1非球面レンズ21は、レンズの明るさを示すF値がF8、開口数NA0.3とされていたが、F値はF4〜F9、開口数NAは0.3以上であればよい。
In the second embodiment, the first
また、実施の形態2では、第2非球面レンズ22は、明るさを示すF値がF14.5とされていたが、F値はF3〜F50であればよい。
(実施の形態3)
以下に、本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In the second embodiment, the second
(Embodiment 3)
Hereinafter, a laser heating apparatus according to
本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態3におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
The structure of the laser heating apparatus in
図4に示すように、レンズ保持部(図示せず)には、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF8であるとともに開口数NAが0.3で、ワット級ワンチップ半導体レーザ9より出射されたファースト方向におけるレーザ光Lをコリメートする非球面レンズ31と、非球面レンズ31の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF40で、非球面レンズ31によりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光Lを集光するとともに、スロー方向におけるレーザ光Lをコリメートするシリンドリカルレンズ32が設けられている。
As shown in FIG. 4, the lens holding part (not shown) is arranged in front of the watt-class one-
なお、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に形成されている出射部8は、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
また、非球面レンズ31およびシリンドリカルレンズ32は、互いの非球面部31A,32Aが向かい合うように配置されている。
Note that the
The
以下に、上記した実施の形態3における作用を、図4,図5を参照しながら説明する。
まず、加工点Pにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(5)
L2;非球面レンズ31の焦点位置N1から加工点Pまでの距離
F;非球面レンズ31のF値
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
により求めることができる。
Hereinafter, the operation in the third embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the width H2 in the slow direction at the processing point P is
H2 = {(L2-F) / F} H1 (5)
L2: Distance from the focal position N1 of the
F: F value of the
H1: It can be obtained from the light emission width in the slow direction at the emitting
よって、例えばL2=50mmとしたとき、H2={(50−8)/8}0.1=0.525≒0.52mmとなり、また、L2=45mmとしたとき、H2={(45−8)/8}0.1=0.4625≒0.46mmとなる。 Thus, for example, when L2 = 50 mm, H2 = {(50−8) / 8} 0.1 = 0.525≈0.52 mm, and when L2 = 45 mm, H2 = {(45−8 )}} 0.1 = 0.625≈0.46 mm.
ここで、加工点Pにおけるレーザ光Lの形状を正方形スポットとするためには、加工点Pにおけるファースト方向の幅h2を、加工点Pにおけるスロー方向の幅H2と同一としなければならない、すなわちH2=h2としなければならない。 Here, in order to make the shape of the laser beam L at the processing point P a square spot, the width h2 in the fast direction at the processing point P must be the same as the width H2 in the slow direction at the processing point P, that is, H2. = H2.
このとき、ファースト方向における相似式は、
h2:(L2−F2−d)=D:F2 ・・・(6)
h2;加工点Pにおけるファースト方向の幅
F2;シリンドリカルレンズ32の焦点位置N2から集光部Mまでの
距離
d;非球面レンズ31の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ3
2の焦点位置N2までの距離
D;非球面レンズ31におけるレーザ光Lのファースト方向の最大
幅
となり、上記式(6)は、h2×F2=(L2−F2)D−dDと変形され、この式より
d={(L2−F2)D−h2×F2}/D ・・・(7)
が導き出される。
At this time, the similarity formula in the first direction is
h2: (L2-F2-d) = D: F2 (6)
h2: width in the first direction at the processing point P
F2: From the focal position N2 of the
distance
d:
Distance to 2 focal position N2
D: Maximum in the first direction of the laser light L in the
The above formula (6) is transformed into h2 × F2 = (L2−F2) D−dD. From this formula, d = {(L2−F2) D−h2 × F2} / D (7) )
Is derived.
ここで、L2=50mm、F2=40mm、D=6mmのとき、加工点Pにおけるレーザ光Lの形状として、上記で算出された一辺が0.52mmの正方形スポット、すなわちh2=H2=0.52mmの正方形スポットを形成する際、非球面レンズ41の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ32の焦点位置N2までの距離dは、上記式(7)より、d≒6.8mmとされる。
Here, when L2 = 50 mm, F2 = 40 mm, and D = 6 mm, the shape of the laser beam L at the processing point P is a square spot with one side calculated as above, that is, h2 = H2 = 0.52 mm. When the square spot is formed, the distance d from the focal position N1 of the
また、上記と同様の条件であるL2=50mm、F2=40mm、D=6mmのとき、加工点Pにおけるレーザ光Lの形状として、上記で算出された一辺が0.46mmの正方形スポット、すなわちh2=H2=0.46mmの正方形スポットを形成する際、非球面レンズ31の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ32の焦点位置N2までの距離dは、上記式(7)より、d≒1.2mmとされる。
Further, when L2 = 50 mm, F2 = 40 mm, and D = 6 mm, which are the same conditions as described above, as the shape of the laser light L at the processing point P, a square spot having one side calculated above of 0.46 mm, that is, h2 = H2 = 0.46 mm When forming a square spot, the distance d from the focal position N1 of the
このように、加工点Pに形成したい正方形スポットの一辺の長さ(幅)を予め設定し、非球面レンズ31の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ32の焦点位置N2までの距離dを調整することにより、加工点Pに所望の大きさの正方形スポットが得られる。
Thus, by setting in advance the length (width) of one side of the square spot to be formed at the processing point P, and adjusting the distance d from the focal position N1 of the
以上のように実施の形態3によれば、図5に示すように、エポキシ基板33上に設けられたランド34の加工物35に対して加工を行う際、集光部Mが加工物35(加工点P)の手前に生成されるよう調整し、正方形スポット(正方形状)に形成された加工点Pを加工物35に対して照射することにより、加工物35に対して最適なはんだ付けが行われるとともに、エポキシ基板33には加工点Pの後方にデフォーカスされたレーザ光Lが照射されるため、エポキシ基板33を焦がすことなく加工物35に対して最適なはんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。
As described above, according to the third embodiment, as shown in FIG. 5, when the
なお、実施の形態3では、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。
In the third embodiment, the
また、実施の形態3では、非球面レンズ31は、レンズの明るさを示すF値がF8、開口数NAが0.3とされていたが、F値はF4〜F9、開口数NAは0.3以上であればよい。
In the third embodiment, the
また、実施の形態3では、シリンドリカルレンズ32は、明るさを示すF値がF40とされていたが、F値はF10〜F50であればよい。
(実施の形態4)
以下に、本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In the third embodiment, the
(Embodiment 4)
Hereinafter, a laser heating apparatus according to
本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態4におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
The structure of the laser heating apparatus in
図6に示すように、本実施の形態4のレーザ加熱装置は、前後方向Xにおける前方向へ第1光軸センタ41Bを中心としてレーザ光L1を出射する第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)41と、第1光軸センタ41Bと直交する方向、すなわち左右方向Yに配置され、左右方向Yおける左方向へ第2光軸センタ42Bを中心としてレーザ光L2を出射する第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)42と、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41のレーザ出射方向における前方に第1光軸センタ41Bを中心として配置され、レーザ光L1をコリメートする第1非球面レンズ43と、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42のレーザ出射方向における前方に第2光軸センタ42Bを中心として配置されている第2非球面レンズ44と、第1非球面レンズ43および第2非球面レンズ44のレーザ出射方向における前方に、第1光軸センタ41Bと第2光軸センタ42Bとの交点を中心として配置され、レーザ光L1とレーザ光L2を加算するPBSプリズム(偏光ビームスプリッターともいう)(プリズムの一例)45と、PBSプリズム45のレーザ出射方向における前方に第1光軸センタ41Bを中心として配置され、前記PBSプリズム45からのレーザ光L1,L2を集光する集光レンズ46などにより構成されている。
As shown in FIG. 6, the laser heating apparatus according to the fourth embodiment is a first watt-class one-chip semiconductor laser (first radiating laser beam L1 centered on the first
なお、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41は、出射部41Aのファースト方向が左右方向Yとなるよう配置され、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42は、出射部42Aのスロー方向(偏光方向)が前後方向Xとなるよう配置されている。
The first watt-class one-
また、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ41,42に形成されている出射部41A,42Aは、それぞれスロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmとされている。
The
以下に、上記した実施の形態4における作用を、図6を参照しながら説明する。
第1非球面レンズ43の焦点位置をN1、第2非球面レンズ44の焦点位置をN2、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41の出射部41Aから焦点位置N1までの距離をf1、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42の出射部42Aから焦点位置N2までの距離をf2とする。
Hereinafter, the operation in the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The focal position of the first
ここで、第1非球面レンズ43および第2非球面レンズ44のF値がF=f1=f2となるよう、第1非球面レンズ43を第1光軸センタ41B上で前後動させるとともに、第2非球面レンズ44を第2光軸センタ42B上で前後動させる。
Here, the first
これにより、図6(a)に示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されるレーザ光L1のファースト方向(左右方向Y)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されたレーザ光L1は、ファースト方向でフォーカス調整されてコリメートされ、コリメートされた状態で集光レンズ46を介して集光部Mに到達する。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム45で反射された後、コリメートされた状態で集光レンズ46を介して集光部Mに到達する。
As a result, as shown in FIG. 6A, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-
また、図6(b)に示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されるレーザ光L1のスロー方向(上下方向)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されたレーザ光L1は、集光レンズ46でコリメートされる。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42から出射されたレーザ光L2は、ファースト方向でフォーカス調整されてコリメートされ、PBSプリズム45で反射された後、集光レンズ46で集光される。
As shown in FIG. 6B, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-
これにより、集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向においてコリメートされるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向においてコリメートされるため、集光部Mにおいて正十字形スポットが得られる。 Thereby, the laser light L1 in the condensing part M is collimated in the slow direction and is condensed in the fast direction, and the laser light L2 in the condensing part M is condensed in the slow direction (laser light L1). At the same time, since it is collimated in the fast direction (of the laser beam L1), a regular cross spot is obtained at the condensing part M.
また、距離f1=F,距離f2>Fとした場合、集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向においてコリメートされるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向において拡散されるため、集光部Mにおいて上下方向に長い十字形スポットが得られる。 Further, when the distance f 1 = F and the distance f 2 > F, the laser light L1 in the light converging part M is collimated in the slow direction and condensed in the fast direction, and the laser light in the light converging part M L2 is condensed in the slow direction (of the laser light L1) and diffused in the fast direction (of the laser light L1), so that a cross-shaped spot that is long in the vertical direction is obtained in the condensing part M.
また、距離f1>F,距離f2=Fとした場合、集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向において拡散されるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向においてコリメートされるため、集光部Mにおいて左右方向に長い十字形スポットが得られる。 Further, when the distance f 1 > F and the distance f 2 = F, the laser light L1 in the condensing unit M is diffused in the slow direction and condensed in the fast direction, and the laser light in the condensing unit M L2 is condensed in the slow direction (laser beam L1) and collimated in the fast direction (laser beam L1), so that a cross-shaped spot that is long in the left-right direction is obtained in the condensing part M.
このように、距離f1,f2を適宜変化させることにより、集光レンズ46から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mには、ライン幅が10〜50μm、ライン長が100〜500μmの十字形スポットが形成される。
As described above, by appropriately changing the distances f 1 and f 2 , the condensing unit M formed at a position away from the condensing
以上のように実施の形態4によれば、集光部Mにおいて十字形スポットを得ることができ、照射中心を容易に判断することができるため、加工対象物に対して最適なはんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to obtain a cruciform spot in the condensing part M, and to easily determine the irradiation center, so that optimal soldering is performed on the workpiece. Therefore, the efficiency of soldering can be improved.
また、実施の形態4によれば、図7に示すように、加工対象物A,Bの接合を行う際、照射ずれについて余裕の程度を増すことができるため、照射中心Sがずれている場合でも密度の高いレーザ光で加工対象物A,Bを加熱することができる。 Further, according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, when the workpieces A and B are joined, the margin of irradiation deviation can be increased, and therefore the irradiation center S is shifted. However, the workpieces A and B can be heated with a high-density laser beam.
また、実施の形態4によれば、集光レンズ46のF値を変えることにより、集光部におけるスポットサイズやWDを容易に変更することができ、また距離f1,f2をそれぞれ異なる値とすることにより、集光部Mにおける十字形スポットのアスペクト比を容易に変更することができる。
(実施の形態5)
以下に、本発明の実施の形態5におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
Further, according to the fourth embodiment, by changing the F value of the condensing
(Embodiment 5)
Hereinafter, a laser heating apparatus according to
本発明の実施の形態5におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態5におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
The structure of the laser heating apparatus in
図8に示すように、本実施の形態5のレーザ加熱装置は、前後方向Xにおける前方向へ第1光軸センタ51Bを中心としてレーザ光L1を出射する第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)51と、第1光軸センタ51Bと直交する方向、すなわち左右方向Yに配置され、左右方向Yにおける左方向へ第2光軸センタ52Bを中心としてレーザ光L2を出射する第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)52と、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51および第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52のレーザ出射方向における前方に、第1光軸センタ51Bと第2光軸センタ52Bとの交点を中心として配置され、レーザ光L1とレーザ光L2を加算するPBSプリズム(偏光ビームスプリッターともいう)(プリズムの一例)53と、PBSプリズム53のレーザ出射方向における前方に第1光軸センタ51Bを中心として配置され、PBSプリズム53で加算されたレーザ光L1,L2を集光する丸凸非球面レンズ(非球面レンズの一例)54などにより構成されている。また、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51と第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52との間には、0.1mm厚の絶縁体55が設けられている。
As shown in FIG. 8, the laser heating apparatus of the fifth embodiment is a first watt-class one-chip semiconductor laser (first radiating laser beam L1 centered on the first
なお、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51は、出射部51Aのファースト方向が左右方向Yとなるよう配置され、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52は、出射部52Aのスロー方向が前後方向Xとなるよう配置されている。
The first watt-class one-
また、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ51,52に形成されている出射部51A,52Aは、それぞれスロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmとされている。
In addition, the
以下に、上記した実施の形態5における作用を、図8を参照しながら説明する。
丸凸非球面レンズ54の焦点位置をN1、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41の出射部51Aから焦点位置N1までの距離をL1、焦点位置N1から集光部Mまでの距離をL2とする。
Hereinafter, the operation in the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
The focal position of the round-convex
図8(a)に示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のファースト方向(左右方向Y)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、丸凸非球面レンズ54で集光される。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム53で反射、すなわちレーザ光L1と加算された後、コリメートされた状態で丸凸非球面レンズ54を介して集光部Mに到達する。
As shown in FIG. 8A, the laser emitted from the first watt class one-
また、図8(b)で示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のスロー方向(上下方向Z)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、コリメートされた状態でPBSプリズム53および丸凸非球面レンズ54を介して集光部Mに到達する。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム45で反射、すなわちレーザ光L1と加算された後、丸凸非球面レンズ54で集光される。
Further, as shown in FIG. 8B, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-
これにより、丸凸非球面レンズ54から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向においてコリメートされるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向においてコリメートされるため、集光部Mにおいて正十字形スポットが得られる。
Thereby, the laser beam L1 in the condensing part M formed at a position away from the round-convex
したがって、例えば丸凸非球面レンズ54のF値をF8、距離L1を9.5mm、距離L2を50mmとした場合、集光部Mには、ライン幅が5.3μm、ライン長が530μmの十字形スポットが形成される。
Therefore, for example, when the F value of the round-
また、出射部52AからPBSプリズム53までの距離をd1、出射部51AからPBSプリズム53までの距離をd2とすると、距離d1および距離d2の大きさを変化させることにより、集光部Mにおける十字形スポットの左右方向Yおよび上下方向Zの長さ(サイズ)を変化させることができる。
Further, assuming that the distance from the emitting
また、図8(c),図8(d)に示すように、上記丸凸非球面レンズ54が有する所定のF値に、光軸センタ51B上における第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51の出射部51Aから丸凸非球面レンズ54までの距離をあわせ、その位置に丸凸非球面レンズ54を配置し、また、光軸センタ51Bを中心として、距離が調整された位置に配置された丸凸非球面レンズ54と集光部Mとの間で、丸凸非球面レンズ54側に第1シリンドリカルレンズ56を配置するとともに、光軸センタ51Bを中心として、距離が調整された位置に配置された丸凸非球面レンズ54と集光部Mとの間で、集光部M側に第2シリンドリカルレンズ57を配置する。
Further, as shown in FIGS. 8C and 8D, the first watt-class one-
なお、各シリンドリカルレンズ56,57は、各非球面部56A,57Aが丸凸非球面レンズ54側を向くように配置され、また第1シリンドリカルレンズ56と第2シリンドリカルレンズ57は、90度尾根方向が異なっている、すなわち第1シリンドリカルレンズ56を90度回転させた状態で第2シリンドリカルレンズ57が配置されている。
The
このとき、図8(c)で示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のファースト方向(左右方向Y)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、丸凸非球面レンズ54でコリメートされた後、第2シリンドリカルレンズ57で集光される。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム53で反射、すなわちレーザ光L1と加算され、コリメートされた状態で丸凸非球面レンズ54,第1シリンドリカルレンズ56を介した後、第2シリンドリカルレンズ57で集光される。
At this time, as shown in FIG. 8C, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-
また、図8(d)で示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のスロー方向(上下方向Z)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、PBSプリズム53および丸凸非球面レンズ54を介した後、第1シリンドリカルレンズ56で集光される。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム53で反射されて、丸凸非球面レンズ54でコリメートされた後、第1シリンドリカルレンズ56で集光される。
Further, as shown in FIG. 8D, the laser light L1 emitted from the first watt class one-
ここで、第1シリンドリカルレンズ56および第2シリンドリカルレンズ57を光軸センタ51B上で位置調整することにより、すなわち光軸センタ51B上を前後方向に移動させることにより、集光部Mにおける十字形スポットの左右方向Yおよび上下方向Zの長さ(サイズ)を変化させることができ、したがって集光部Mにおけるレーザ光の形状を所望の十字形スポットに変化させることができる。
Here, by adjusting the positions of the first
なお、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51および第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52はそれぞれ、ヒートシンク(図示せず)に固定されており、これらのヒートシンクを、ホルダー本体2Aの前部および後部に設けられている調整具(例えば、ネジ等)(図示せず)により前後方向Xおよび左右方向Yに移動させることにより、各ヒートシンクを所望の位置へ移動させることができる。
The first watt-class one-
以上のように実施の形態5によれば、集光部Mにおいて所望の十字形スポットを得ることができ、照射中心を容易に判断することができるため、加工対象物に対して最適なはんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。 As described above, according to the fifth embodiment, a desired cruciform spot can be obtained in the condensing unit M, and the irradiation center can be easily determined. Therefore, the efficiency of soldering can be improved.
また、実施の形態5によれば、図7に示すように、加工対象物A,Bの接合を行う際、照射ずれについて余裕の程度を増すことができるため、照射中心Sがずれている場合でも密度の高いレーザ光で加工対象物A,Bを加熱することができる。
(実施の形態6)
以下に、本発明の実施の形態6におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In addition, according to the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, when the workpieces A and B are joined, the margin of irradiation deviation can be increased, and therefore the irradiation center S is shifted. However, the workpieces A and B can be heated with a high-density laser beam.
(Embodiment 6)
Below, the laser heating apparatus in
本発明の実施の形態6におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態6におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
The structure of the laser heating apparatus in
図9に示すように、0.5mmのスロー方向発光幅、および1μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタ7を中心にレーザ光を出射する出射部8を、上下方向Zに2つ(複数)有するスタックLD63(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)と、レンズ保持部(図示せず)内において、スタックLD63の前方に光軸センタ7を中心として上下方向Zにそれぞれ配置され、各出射部8から出射されたファースト方向におけるレーザ光Lを集光する2つ(複数)のfastレンズ61と、光軸センタ7を中心として、スタックLD63と集光部Mとの略中央に位置する場所に配置され、スタックLD63の欠く出射部8から出射されたスロー方向におけるレーザ光Lを集光する第1シリンドリカルレンズ62が設けられている。
As shown in FIG. 9, two
以下に、上記した実施の形態6における作用を、図9を参照しながら説明する。
図9(a)に示すように、レンズ保持部11に配置される第1シリンドリカルレンズ62のF値は、
F=(L1×L2)/(L1+L2) ・・・(1)
L1;出射部8から第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nまでの距
離
L2;第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nから集光部Mまでの距
離
により求めることができる。
Hereinafter, the operation of the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9A, the F value of the first
F = (L1 × L2) / (L1 + L2) (1)
L1: Distance from the emitting
Separation
L2: Distance from the focal position N of the first
It can be obtained by separation.
ここで、例えばL1=40mm、L2=40mmとしたとき、F=(40×40)/(40+40)=20となるため、F20の第1シリンドリカルレンズ62が使用される。
そして、上記F20の第1シリンドリカルレンズ62を使用した場合、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(2)
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
により求めることができる。なお、{(L2−F)/F}は倍率を示す。
Here, for example, when L1 = 40 mm and L2 = 40 mm, F = (40 × 40) / (40 + 40) = 20, so the first
When the first
H2 = {(L2-F) / F} H1 (2)
H1: It can be obtained from the light emission width in the slow direction at the emitting
ここで、H1=0.5mmのとき、H2={(40−20)/20}0.5=1×0.5=0.5mmとなる。
また、集光部Mにおけるファースト方向の幅h2は、出射部8におけるファースト方向の発光幅h1である1μmに上記倍率を掛けたものとなるため、1μmとなる。
Here, when H1 = 0.5 mm, H2 = {(40−20) / 20} 0.5 = 1 × 0.5 = 0.5 mm.
Further, the width h2 in the fast direction in the light condensing part M is 1 μm because the light emission width h1 in the fast direction in the emitting
このように、出射部8から第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nまでの距離L1と、第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を調整して、レンズ保持部11に配置される第1シリンドリカルレンズ62のF値を適宜定めることにより、第1シリンドリカルレンズ62から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2が適宜変形されるため、集光部Mにおけるレーザ光Lのライン形状が変形される。
Thus, the
また、図9(c),図9(d)に示すように、光軸センタ7を中心として、fastレンズ61と第1シリンドリカルレンズ62との間に、第1シリンドリカルレンズ62より大きなF値(F10〜F50)を有する第2シリンドリカルレンズ64を配置する。
Further, as shown in FIGS. 9C and 9D, an F-number larger than that of the first
なお、第2シリンドリカルレンズ64は、非球面部64Aがfastレンズ61側を向くように配置されている。
このとき、図9(c)に示すように、スタックLD63から出射されるスロー方向におけるレーザ光は、fastレンズ61および第2シリンドリカルレンズ64を介した後、第1シリンドリカルレンズ62でライン状に集光される。
The second
At this time, as shown in FIG. 9C, the laser light in the slow direction emitted from the
また、図9(d)に示すように、スタックLD63から出射されるファースト方向における一方のレーザ光L1は、光軸センタ7と平行にならない状態でfastレンズ61でコリメートされた後、第2シリンドリカルレンズ64で集光される。また、もう一方のレーザ光L2は、光軸センタ7と平行な状態でfastレンズ61でコリメートされた後、第2シリンドリカルレンズ64で集光される。
Further, as shown in FIG. 9D, one laser beam L1 in the fast direction emitted from the
このように、fastレンズ61のアライメント(位置調整)がずれていて、上記一方のレーザ光L1の光軸65がずれている場合でも、第2シリンドリカルレンズ57を光軸センタ7上で位置調整することにより、すなわち光軸センタ7上を前後方向に移動させることにより、レーザ光L1を集光部Mに集光させることができるとともに、集光部Mにおけるレーザ光の形状を所望の形状(例えば、ライン状,矩形形状など)に変化させることができる。
Thus, even when the alignment (position adjustment) of the
なお、第1シリンドリカルレンズ62として、例えばF値が20の第1シリンドリカルレンズを使用した場合、L1=L2=40mmとなり、WDを25mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を、出射部8におけるスロー方向の発光幅H1(例えば、0.05mm〜0.5mm)にすることができる。
When the first
以上のように実施の形態6によれば、出射部8から第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nまでの距離L1と第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を変化させることによりF値を変化させ、このF値の第1シリンドリカルレンズ62を使用することにより、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を変化させることができるため、集光部Mにおけるレーザ光Lの形状を所望のライン形状に変形させることができるとともに、スタックLD63から出射される複数のレーザ光Lを集光部Mに集光させ、集光部Mにおける集光度(レーザ光のパワー)を高めることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。
As described above, according to the sixth embodiment, the distance L1 from the emitting
なお、実施の形態6では、スタックLD63における各ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発行幅は0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。
In the sixth embodiment, the
また、実施の形態6では、第1シリンドリカルレンズ62は、レンズの明るさを示すF値がF20とされていたが、F値はF10〜F50の範囲であればよい。
(実施の形態7)
次に、図10に本発明の実施の形態7におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態7におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズおよびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the sixth embodiment, the first
(Embodiment 7)
Next, FIG. 10 illustrates the configuration of the laser heating apparatus according to
図10(a),(b)に示すように、本実施の形態7のレーザ加熱装置は、ホルダー本体2Aの下面に設けられている熱伝導絶縁シート3の上面におけるセンターライン3A上に一列に形成され、レーザ光L1,L2,L3を垂直上方に向いた光軸センタ71A,71B,71Cを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)72A,72B,72Cを備えているヒートシンク73A,73B,73Cと、各ヒートシンク73A,73B,73Cの上方において各光軸センタ71A,71B,71Cを中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cから出射されたファースト方向におけるレーザ光L1,L2,L3をコリメートするF7の非球面レンズ74A,74B,74Cと、各非球面レンズ74A,74B,74Cの上方に設けられている銅ステップミラー(レーザ光加算手段の一例)75(詳細は後述する)と、銅ステップミラー75の前方に設けられ、銅ステップミラー75で反射された各レーザ光L1,L2,L3を集光させるF15の集光レンズ77から構成されている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the laser heating apparatus according to the seventh embodiment is arranged in a line on the
上記銅ステップミラー75には、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Aから出射されるレーザ光L1を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー76Aと、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Bから出射されるレーザ光L2を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー76Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Cから出射されるレーザ光L3を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー76Cが形成されている。
The
なお、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cはそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.1mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
以下に、上記した実施の形態7における作用を、図10を参照しながら説明する。
Each of the watt-class one-
Hereinafter, the operation in the seventh embodiment will be described with reference to FIG.
ファースト方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cから出射されるレーザ光L1,L2,L3はそれぞれ、各非球面レンズ74A,74B,74Cでコリメートされる。そして、このコリメートされたレーザ光L1,L2,L3は、銅ステップミラー75の各45度ミラー76A,76B,76Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ77で急速に集光され、集光部Mにおいて点状となる。
In the fast direction, the laser beams L1, L2, and L3 emitted from the watt-class one-
なお、図10(c)に示すように、集光レンズ77の平面部77Aにおいて、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Aから出射されたレーザ光L1は上方部分Aに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Bから出射されたレーザ光L2は中央部分Bに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Cから出射されたレーザ光L3は下方部分Cに位置する。
As shown in FIG. 10C, in the
また、スロー方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cから出射されるレーザ光L1,L2,L3はそれぞれ、各非球面レンズ74A,74B,74Cを透過して各45度ミラー76A,76B,76Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ77で徐々に集光され、集光部Mにおいてライン状となる。
In the slow direction, the laser beams L1, L2, and L3 emitted from the watt-class one-
これにより、集光レンズ77から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを向上させたライン状のレーザ光を得ることができる。
Thereby, in the condensing part M formed at a position away from the condensing
以上のように実施の形態7によれば、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。 As described above, according to the seventh embodiment, in the condensing unit M, a line-shaped laser beam with a high degree of condensing, that is, with increased power can be obtained. Therefore, a flexible printed wiring board connector (FPC connector) ) And electronic devices or the like to be heated, multi-point simultaneous soldering can be performed in a short time (high speed), and thus the efficiency of soldering can be improved.
なお、実施の形態7では、ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cは、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、スロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅は0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cを使用してもよい。
In the seventh embodiment, the watt-class one-
また、実施の形態7では、ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cを備えたヒートシンク73A,73B,73Cが前後方向Xに3つ配置されていたが、前後方向Xに3つ以上配置してもよい。このとき、銅ステップミラー75には、前後方向Xに並べられた数に相当する45度ミラーを備える必要がある。
(実施の形態8)
次に、図11に本発明の実施の形態8におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態8におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズおよびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the seventh embodiment, three
(Embodiment 8)
Next, FIG. 11 illustrates the configuration of the laser heating apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. The configuration of the laser heating apparatus according to the eighth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted. Only different parts, that is, the lens holding unit and the laser light source will be described. To do. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図11に示すように、本実施の形態8のレーザ加熱装置は、ホルダー本体2Aの下面に設けられている熱伝導絶縁シート3の上面における前後方向Xに、レーザ光L1,L2,L3,L4を垂直上方に向いた光軸センタ81A,81B,81C,81Dを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)82A,82B,82C,82Dを備えているヒートシンク83A,83B,83C,83Dと、各ヒートシンク83A,83B,83C,83Dの上方において各光軸センタ81A,81B,81C,81Dを中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dから出射されたファースト方向におけるレーザ光L1,L2,L3,L4をコリメートするF7の非球面レンズ84A,84B,84C,84Dと、各非球面レンズ84A,84B,84C,84Dの上方に設けられている銅ステップミラー(レーザ光加算手段の一例)85(詳細は後述する)と、銅ステップミラー85で反射された各レーザ光L1,L2,L3,L4を集光させるF25のアクロマートレンズ(集光レンズの一例)86から構成されている。
As shown in FIG. 11, the laser heating apparatus of the eighth embodiment has laser beams L1, L2, L3, L4 in the front-rear direction X on the upper surface of the heat conductive insulating
上記銅ステップミラー85には、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Bから出射されるレーザ光L2を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー85Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Dから出射されるレーザ光L4を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー85Dが形成されており、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Aから出射されるレーザ光L1を前方へ反射、すなわち加算させる第1PBSプリズム87と、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Cから出射されるレーザ光L3を前方へ反射、すなわち加算させる第2PBSプリズム88と、第1PBSプリズム87と45度ミラー85Bとの間に設けられ、45度ミラー85Bで反射されたレーザ光L2の偏光面を回転させる1/2波長板89と、第2PBSプリズム88と45度ミラー85Dとの間に設けられ、45度ミラー85Dで反射されたレーザ光L4の偏光面を回転させる1/2波長板90が設けられている。
The
なお、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dはそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.1mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
The watt-class one-
以下に、上記した実施の形態8における作用を、図11を参照しながら説明する。
ファースト方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4はそれぞれ、各非球面レンズ84A,84B,84C,84Dでコリメートされ、このコリメートされたL1,L3はそれぞれ、第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88で前方へ反射、すなわち加算され、またコリメートされたL2,L4はそれぞれ、45度ミラー85B,85Dで前方へ反射、すなわち加算され、1/2波長板89,90で偏光面が回転され、第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88を通過する。そして、第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88および45度ミラー85B,85Dで反射、すなわち加算されたレーザ光L1,L2,L3,L4はそれぞれ、アクロマートレンズ86で急速に集光され、集光部Mにおいて点状となる。
Hereinafter, the operation in the above-described eighth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fast direction, the laser beams L1, L2, L3, and L4 emitted from the respective watt-class one-
なお、図11(c)に示すように、アクロマートレンズ86の平面部86Aにおいて、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82Bから出射されたレーザ光L1,L2は上方部分Aに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ82C,82Dから出射されたレーザ光L3,L4は中央部分Bに位置する。
As shown in FIG. 11C, in the
また、スロー方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4はそれぞれ、各非球面レンズ84A,84B,84C,84Dを透過して第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88および45度ミラー85B,85Dで反射、すなわち加算され同様に、アクロマートレンズ86で徐々に集光され、集光部Mにおいてライン状となる。
In the slow direction, the laser beams L1, L2, L3, and L4 emitted from the watt-class one-
これにより、アクロマートレンズ86から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを向上させたライン状のレーザ光を得ることができる。
Thereby, in the condensing part M formed at a position away from the
以上のように実施の形態8によれば、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。 As described above, according to the eighth embodiment, in the condensing unit M, a line-shaped laser beam with a high degree of condensing, that is, with increased power can be obtained. Therefore, a flexible printed wiring board connector (an FPC connector) ) And electronic devices or the like to be heated, multi-point simultaneous soldering can be performed in a short time (high speed), and thus the efficiency of soldering can be improved.
なお、実施の形態8では、銅ステップミラー85に形成されている45度ミラー85B,85Dにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Bから出射されるレーザ光L2、およびワット級ワンチップ半導体レーザ82Dから出射されるレーザ光L4を反射させていたが、45度ミラー85B,85Dを備えた銅ステップミラー85に代わりプリズムミラーを設けて、レーザ光L2,L4を反射させてもよい。
In the eighth embodiment, the laser beam L2 emitted from the watt-class one-
また、実施の形態8では、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dは、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、スロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅は0.5μm〜5μmであればよい。
In the eighth embodiment, the watt-class one-
また、実施の形態8では、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dを備えたヒートシンク83A,83B,83C,84Dが前後方向Xに4つ配置されていたが、前後方向Xに4つ以上配置してもよい。このとき、銅ステップミラー85には、前後方向Xに並べられたヒートシンクに応じて、45度ミラー,1/2波長板,PBSプリズムを備える必要がある。
(実施の形態9)
次に、図12に本発明の実施の形態9におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態9におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ、およびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the eighth embodiment, four
(Embodiment 9)
Next, FIG. 12 illustrates the configuration of the laser heating apparatus according to
図12に示すように、本実施の形態9のレーザ加熱装置は、ホルダー本体2Aの下面に設けられている熱伝導絶縁シート3の上面におけるセンターライン3Aに対して左右二列に形成され、センターライン3Aの(レーザ出射方向を向いて左側)一方側に設けられ、レーザ光L1,L2,L3を垂直上方に向いた光軸センタ91A,91B,91Cを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)92A,92B,92Cを備えているヒートシンク93A,93B,93Cと、センターライン3Aの(レーザ出射方向を向いて右側)他方側に設けられ、レーザ光L4,L5,L6を垂直上方に向いた光軸センタ91D,91E,91Fを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ92D,92E,92Fを備えているヒートシンク93D,93E,93Fと、各ヒートシンク93の上方において各光軸センタ91を中心として配置され、各ワット級ワンチップ半導体レーザ92から出射されたファースト方向における各レーザ光LをコリメートするF7の非球面レンズ94A,94B,94C,94D,94E,94Fと、各非球面レンズ94の上方に設けられている銅ステップミラー(レーザ光加算手段の一例)95(詳細は後述する)と、銅ステップミラー95で反射された各レーザ光Lを集光させるF15の集光レンズ97から構成されている。
As shown in FIG. 12, the laser heating device of the ninth embodiment is formed in two rows on the left and right sides with respect to the
上記銅ステップミラー95には、ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92Dから出射されるレーザ光L1,L4を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー96Aと、ワット級ワンチップ半導体レーザ92B,92Eから出射されるレーザ光L2,L5を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー96Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ92C,92Fから出射されるレーザ光L3,L6を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー96Cが形成されている。
The
なお、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fはそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.1mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
The watt-class one-
以下に、上記した実施の形態9における作用を、図12を参照しながら説明する。
ファースト方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4,L5,L6はそれぞれ、各非球面レンズ94A,94B,94C,94D,94E,94Fでコリメートされる。そして、これらコリメートされたレーザ光L1,L4は45度ミラー96Aで、レーザ光L2,L5は45度ミラー96Bで、レーザ光L3,L6は45度ミラー96Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ97で急速に集光され、集光部Mにおいて点状となる。
Hereinafter, the operation in the ninth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fast direction, the laser beams L1, L2, L3, L4, L5, and L6 emitted from the respective watt class one-
なお、図12(c)に示すように、集光レンズ97の平面部97Aにおいて、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Aから出射されたレーザ光L1は左側上方部分Aに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Bから出射されたレーザ光L2は左側中央部分Bに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Cから出射されたレーザ光L3は左側下方部分Cに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Dから出射されたレーザ光L4は右側上方部分Dに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Eから出射されたレーザ光L5は右側中央部分Eに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Fから出射されたレーザ光L6は右側下方部分Fに位置する。
As shown in FIG. 12C, in the
また、スロー方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4,L5,L6はそれぞれ、各非球面レンズ94A,94B,94C,94D,94E,94Fを透過し、レーザ光L1,L4は45度ミラー96Aで、レーザ光L2,L5は45度ミラー96Bで、レーザ光L3,L6は45度ミラー96Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ97で徐々に集光され、集光部Mにおいてライン状となる。
In the slow direction, the laser beams L1, L2, L3, L4, L5, and L6 emitted from the respective watt-class one-
これにより、集光レンズ97から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを向上させたライン状のレーザ光を得ることができる。
Thereby, in the condensing part M formed at a position away from the condensing
以上のように実施の形態9によれば、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。 As described above, according to the ninth embodiment, in the condensing unit M, a line-shaped laser beam with a high degree of condensing, that is, with increased power can be obtained. Therefore, a flexible printed wiring board connector (FPC connector) ) And electronic devices or the like to be heated, multi-point simultaneous soldering can be performed in a short time (high speed), and thus the efficiency of soldering can be improved.
なお、実施の形態9では、ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fは、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、スロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅は0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fを使用してもよい。
In the ninth embodiment, the watt-class one-
また、実施の形態9では、ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fを備えたヒートシンク93A,93B,93C,93D,93E,93Fが前後方向Xに3つ、および左右方向Yに2つ配置されていたが、前後方向Xに3つ以上、左右方向Yに2つ以上配置してもよい。このとき、銅ステップミラー95には、前後方向Xに並べられた数に相当する45度ミラーを備える必要がある。
(実施の形態10)
(10−A)
次に、図13に本発明の実施の形態10におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態10におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズおよびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the ninth embodiment, three
(Embodiment 10)
(10-A)
Next, FIG. 13 illustrates the configuration of the laser heating apparatus according to the tenth embodiment of the present invention. The configuration of the laser heating apparatus according to the tenth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, so detailed description thereof is omitted, and only different parts, that is, the lens holding unit and the laser light source are described. To do. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図13(a),(b)に示すように、本実施の形態10のレーザ加熱装置は、左右方向Yに配置され、光軸センタを中心にレーザ光Lを出射する複数の出射部を有するLDアレイ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)101と、LDアレイ101の前方にLDアレイ101のセンターライン101Aを中心として配置され、ファースト方向におけるレーザ光Lをコリメートするfastレンズ(シリンドリカルレンズ)102と、fastレンズ102の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、fastレンズ102によりコリメートされたレーザ光Lを加算するレーザ光加算器103と、レーザ光加算器103の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、レーザ光加算器103で加算されたレーザ光Lを集光する集光レンズ104などにより構成されている。
As shown in FIGS. 13A and 13B, the laser heating apparatus according to the tenth embodiment has a plurality of emitting portions arranged in the left-right direction Y and emitting laser light L around the optical axis center. An LD array (an example of a watt-class one-chip semiconductor laser light source) 101 and a fast lens (cylindrical lens) that is arranged in front of the
なお、上記LDアレイ101の出射部はそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmとされている。
上記レーザ光加算器103は平行平板プリズムから形成されており、LDアレイ101のレーザ光Lの出射方向における右側方(一側方)から出射されるレーザ光L1を下方向へ反射する第1反射板111と、第1反射板111により下方向に反射されたレーザ光L1を前方向へ反射する第2反射板112と、第2反射板112により前方向に反射されたレーザ光L1を中方向(左方)へ反射する第3反射板113と、第3反射板113により中方向へ反射されたレーザ光L1を前方向へ反射する第4反射板114とともに、LDアレイ101のレーザ光Lの出射方向における左側方(他側方)から出射されるレーザ光L2を上方向へ反射する第5反射板115と、第5反射板115により上方向に反射されたレーザ光L2を前方向へ反射する第6反射板116と、第6反射板116により前方向に反射されたレーザ光L2を中方向(右方)へ反射する第7反射板117と、第7反射板117により中方向へ反射されたレーザ光L2を前方向へ反射する第8反射板118を有している。なお、レーザ加算器103の中心部には空洞部119が形成されており、LDアレイ101の中央部から出射されるレーザ光L3を、そのまま前方向へ出射させている。
Note that the emission part of the
The
以下に、上記した実施の形態10における作用を、図13を参照しながら説明する。
例えば、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の右側方より出射されるレーザ光L1は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器103に入射される。
Hereinafter, the operation in the tenth embodiment will be described with reference to FIG.
For example, among the laser beams L emitted from the
その後、このレーザ光L1は、図13に示すように、第1反射板111により下方向に反射され、続いて第2反射板112により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L1は、第3反射板113により中方向へ反射され、続いて第4反射板114により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。
Thereafter, as shown in FIG. 13, the laser light L <b> 1 is reflected downward by the first reflecting
また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の左側方より出射されるレーザ光L2は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器103に入射される。
Of the laser beams L emitted from the
その後、このレーザ光L2は、図13に示すように、第5反射板115により上方向に反射され、続いて第6反射板116により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L2は、第7反射板117により中方向へ反射され、続いて第8反射板118により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。
Thereafter, as shown in FIG. 13, the laser light L <b> 2 is reflected upward by the
このように、LDアレイ101より出射された複数のレーザ光L(L1,L2,L3)は、レーザ光加算器103で加算された後、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。
(10−B)
次に、図14に示すように、fastレンズ102の前方にセンターライン101Aを中心として配置されているレーザ光加算器103に代わり、左右方向Yにおけるセンターライン101Aの左側方(一側方)で上下方向Zに1つずつ配置され、前後方向Xから前方に45度傾いている第1反射ミラー(第1反射体の一例)121,第2反射ミラー(第2反射体の一例)122と、第1反射ミラー121および第2反射ミラー122の前側に隣接するとともに、センターライン101Aの左側方(一側方)と右側方(他側方)に配置され、左右方向Yから前方に45度傾いている第3反射ミラー(第3反射体の一例)123,第4反射ミラー(第4反射体の一例)124から構成されているレーザ光加算器125を備えている。
As described above, since the plurality of laser beams L (L1, L2, L3) emitted from the
(10-B)
Next, as shown in FIG. 14, instead of the
以下に、上記したレーザ光加算器125を備えたレーザ加熱装置の作用を、図14を参照しながら説明する。
例えば、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の左側方より出射されるレーザ光L1は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器125に入射される(図14(c)参照)。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus including the
For example, among the laser beams L emitted from the
その後、左側方より出射されるレーザ光L1は、図14(a),(b),(c),(d)に示すように、第1反射ミラー121により上方向に反射され、続いて第2反射ミラー122により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L1は、第3反射ミラー123により右方向へ反射され、続いて第4反射ミラー124により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。
Thereafter, the laser light L1 emitted from the left side is reflected upward by the first reflecting
また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の右側方より出射されるレーザ光L2は、第4反射ミラー124の下方を通過して、集光レンズ104で集光される。
Of the laser beams L emitted from the
このように、LDアレイ101より出射された複数のレーザ光L(L1,L2)は、レーザ光加算器125で加算された後、図14(e)に示すように、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。
(10−C)
次に、図15に示すように、fastレンズ102の前方にセンターライン101Aを中心として配置されているレーザ光加算器103,125に代わり、上下方向Zにおける最下方に配置されている第1三角ミラー(第1反射体)131と、第1三角ミラー131の上方に配置されている第2三角ミラー(第2反射体)132と、第2三角ミラー132の上方に配置されている第3三角ミラー(第3反射体)133と、第3三角ミラーの上方に配置されている第4三角ミラー(第4反射体)134と、第2三角ミラーの前方に配置されている第5三角ミラー(第5反射体)135と、第3三角ミラーの前方に配置されている第6三角ミラー(第6反射体)136第4三角ミラーの前方に配置されている第7三角ミラー(第7反射体)137と、第7三角ミラー137の右側に隣接して設けられている第8三角ミラー(第8反射体)138から構成されているレーザ光加算器139を備えている。
In this way, the plurality of laser beams L (L1, L2) emitted from the
(10-C)
Next, as shown in FIG. 15, in place of the
以下に、上記したレーザ光加算器139を備えたレーザ加熱装置の作用を、図15を参照しながら説明する。
例えば、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ光L1は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器139に入射される。その後、図15(a),(b),(c)に示すように、第1三角ミラー131により上方向に反射され、続いて第2三角ミラー132により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L1は、第5三角ミラー135により右方向へ反射され、続いて第8三角ミラー138により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus including the above-described
For example, among the laser beams L emitted from the
また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ光L2は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器139に入射される。その後、図15(a),(b),(c)に示すように、第1三角ミラー131により上方向に反射され、続いて第3三角ミラー133により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L2は、第6三角ミラー136により右方向へ反射され、続いて第8三角ミラー138により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。
Of the laser beams L emitted from the
また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ光L3は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器139に入射される。その後、図15(a),(b),(c)に示すように、第1三角ミラー131により上方向に反射され、続いて第4三角ミラー134により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L3は、第7三角ミラー137により右方向へ反射され、続いて第8三角ミラー138により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。
Of the laser beams L emitted from the
このように、LDアレイ101より出射された複数のレーザ光Lは、レーザ光加算器139で加算された後、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。
(10−D)
次に、図16に示すように、上記LDアレイ101に代わり、左右方向Yおよび上下方向Zに配置され、光軸センタを中心にレーザ光Lを出射する複数の出射部を有する、すなわち上記LDアレイ101を積層したスタックLD(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)141と、fastレンズ(シリンドリカルレンズ)102に代わり、スタックLD141の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、上下部分が水平にカットされ、そのカットされた部分同士が上下方向Zに3つ(複数)積層され、ファースト方向におけるレーザ光Lをコリメートするfastレンズ(ロッドレンズ)142と、レーザ光加算器103,125,139に代わり、fastレンズ142の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、fastレンズ142によりコリメートされたレーザ光Lを集光するレーザ光加算器143を備えている。
As described above, since the plurality of laser beams L emitted from the
(10-D)
Next, as shown in FIG. 16, in place of the
なお、上記スタックLD141の出射部はそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
レーザ光加算器143は、fastレンズ142の前方に配置されている3つの平凸レンズ144A,144B,144Cと、3つの平凸レンズ144A,144B,144Cのうち、右側に設けられている平凸レンズ144Aの後方に配置されている右方ウエッジプリズム145Aと、3つの平凸レンズ144A,144B,144Cのうち、左側に設けられている平凸レンズ144Aの後方に配置されている左方ウエッジプリズム145Bから構成されている。
Note that the emission part of the
The
以下に、上記したレーザ光加算器143を備えたレーザ加熱装置の作用を、図16を参照しながら説明する。
例えば、スタックLD141から複数出射されたレーザ光Lのうち、右側方より出射されたレーザ光L1は、fastレンズ142を介してレーザ光加算器143に入射される。その後、レーザ光L1は、図16に示すように、平凸レンズ144Aにより入射角が変わり、右方ウエッジプリズム145Aを介して集光レンズ104に入射され、集光レンズ104で集光される。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus including the
For example, among the laser beams L emitted from the
また、スタックLD141から複数出射されたレーザ光Lのうち、左側方より出射されたレーザ光L2は、fastレンズ142を介してレーザ光加算器143に入射される。その後、レーザ光L2は、図16に示すように、平凸レンズ144Cにより入射角が変わり、右方ウエッジプリズム145Bを介して集光レンズ104に入射され、集光レンズ104で集光される。
Of the laser beams L emitted from the
このように、スタックLD141より出射された複数のレーザ光Lは、レーザ光加算器143で加算された後、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。
As described above, since the plurality of laser beams L emitted from the
以上のように実施の形態10によれば、レーザ光加算器103,125,139,143により、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。
As described above, according to the tenth embodiment, the
なお、実施の形態10では、左右方向Yに複数設けられ、レーザ光Lを出射する出射部を有するLDアレイ101が用いられていたが、拡大ラインビームを出射する1チップLDでもよい。
(実施の形態11)
次に、本発明の実施の形態11におけるレーザ加熱装置の構成を、図17に基づいて説明する。なお、本実施の形態11におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズおよびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the tenth embodiment, a plurality of
(Embodiment 11)
Next, the structure of the laser heating apparatus in
図17に示すように、本実施の形態11のレーザ加熱装置は、レーザ光L1を光軸センタ7を中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(図示せず)の出射部8の1mm上方に、レーザ光L2を出射する上位出射部151が設けられている上位ワット級ワンチップ半導体レーザ(図示せず)と、ホルダー2の先端部に光軸センタ7を中心として配置され、内方保持体152Aと外方保持体152Bを有するレンズ保持部152と、光軸センタ7を中心として配置され、レンズ保持部152の内方保持体152Aにより保持されているF4の非球面レンズ153と、レンズ保持部152の外方保持体152Bに取り付けられ、外方保持体152Bの径より小さな径に形成されている第1空洞部155Aと外方保持体152Bの径より大きな径に形成されている第2空洞部155Bを有し、レーザ光の反射調整を行うミラー保持部(反射体保持部の一例)155などから構成されている。
As shown in FIG. 17, the laser heating apparatus of the eleventh embodiment is 1 mm above the emitting
上記ミラー保持部155は、第1空洞部155Aから半径方向に形成され、レンズ保持部152と固定させるための第1固定用セットビス156を挿通させる3つ(複数)の第1挿通穴157と、第2空洞部155Bから半径方向に形成され、ミラー載置台164(後述する)の傾斜調整を行うための傾斜調整用セットビス158を挿通させる前後方向に2つ(複数)形成されている第2挿通穴159と、第2挿通穴159の間で、第1空洞部155Aから半径方向に形成され、ミラー載置台164を固定するための第2固定用セットビス160を挿通させる第3挿通穴161と、第2空洞部155B内に配置され、第3挿通穴161から挿入された第2固定用セットビス160が挿入される第4挿通穴162が形成され、上位出射部151から出射されたレーザ光L2を反射するミラー(反射体の一例)163と、ミラー163を支持するミラー載置台(反射体載置台の一例)164を備えている。
The
なお、上記ミラー163は、一端がミラー載置台164に載置され、他端が第1空洞部155Aに載置されており、レーザ光L1,L2がそれぞれ、集光部Mで集光するように配置されている。
The
また、出射部8および上位出射部151は、スロー方向の発光幅が0.5mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
また、非球面レンズ153をレンズ保持部152内に保持させる際は、非球面レンズ153の非球面部が前方を向くよう、すなわち非球面部がレーザ光Lの出射方向を向くように載置する。
The
Further, when the
以下に、上記本実施の形態11におけるレーザ加熱装置の作用を、図17を参照しながら説明する。
まず、各傾斜調整用セットビス158を上下動させてミラー載置台164を上下動させることにより、ミラー載置台164はレーザ光L2を集光部Mに反射させることができる角度となるよう適宜傾斜調整され、所望の傾斜位置に調整後、第2固定用セットビス160によりミラー載置台164をミラー保持部155に固定する。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIG.
First, the mirror mounting table 164 is moved up and down by moving the respective tilt adjustment set
そして、ワット級ワンチップ半導体レーザの出射部8から出射されるレーザ光L1は、非球面レンズ153により集光される。
また、上位ワット級ワンチップ半導体レーザの上位出射部151から出射されるレーザ光L2は、非球面レンズ153により集光され、ミラー載置台164に載置されているミラー163により反射され、そして集光部Mで集光される。
The laser light L1 emitted from the
The laser beam L2 emitted from the
このように、出射部8から出射されるレーザ光L1が集光部Mで集光されるとともに、上位出射部151から出射されるレーザ光L2が、ミラー163で反射された後、集光部Mで集光されるため、非球面レンズ153から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高いライン状のレーザ光、すなわち高いパワーのライン状のレーザ光Lとなる。
As described above, the laser beam L1 emitted from the emitting
以上のように実施の形態11によれば、ミラー163を有するミラー保持部155により、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。
As described above, according to the eleventh embodiment, since the
なお、実施の形態11では、出射部8および上位出射部151は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8および上位出射部151のスロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅は0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザを使用してもよい。
In the eleventh embodiment, the
また、実施の形態11では、非球面レンズ153は、レンズの明るさを示すF値がF4とされていたが、F値はF4〜F9、開口数NAは0.3以上であればよい。
In
1 レーザ加熱装置
7 光軸センタ
8 出射部
9 ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
10 非球面レンズ
21 第1非球面レンズ
22 第2非球面レンズ
31 非球面レンズ
32 シリンドリカルレンズ
41 第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
41B 第1光軸センタ
42 第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
42B 第2光軸センタ
43 第1非球面レンズ
44 第2非球面レンズ
45 PBSプリズム(プリズム)
46 集光レンズ
51 第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
51B 第1光軸センタ
52 第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
52B 第2光軸センタ
53 PBSプリズム(プリズム)
54 丸凸非球面レンズ(非球面レンズ)
56 第1シリンドリカルレンズ
57 第2シリンドリカルレンズ
61 fastレンズ
62 第1シリンドリカルレンズ
64 第2シリンドリカルレンズ
71A〜71C 光軸センタ
72A〜72C ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
74A〜74C 非球面レンズ
75 銅ステップミラー(レーザ光加算手段)
77 集光レンズ
81A〜81D 光軸センタ
82A〜82D ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
84A〜84D 非球面レンズ
85 銅ステップミラー(レーザ光加算手段)
86 アクロマートレンズ(集光レンズ)
91A〜91F 光軸センタ
92A〜92F ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
94A〜94F 非球面レンズ
95 銅ステップミラー(レーザ光加算手段)
97 集光レンズ
101 LDアレイ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源)
101A センターライン
102 fastレンズ
103 レーザ光加算器
104 集光レンズ
125 レーザ光加算器
139 レーザ光加算器
141 スタックLD(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源)
142 fastレンズ
143 レーザ光加算器
151 出射部
152 レンズ保持部
153 非球面レンズ
155 ミラー保持部(反射体保持部)
158 傾斜調整用セットビス
163 ミラー(反射体)
164 ミラー載置台(反射体載置台)
DESCRIPTION OF
light source)
DESCRIPTION OF
Body laser light source)
41B First
Body laser light source)
42B Second
46
Body laser light source)
51B First
Body laser light source)
52B Second
54 Round Convex Aspherical Lens (Aspherical Lens)
56 1st
light source)
74A-
77
light source)
84A to
86 Achromatic lens (condensing lens)
91A to 91F Optical axis centers 92A to 92F Watt class one-chip semiconductor laser (Watt class one-chip semiconductor laser
light source)
94A-
97
142
158
164 mirror mounting table (reflector mounting table)
Claims (14)
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF4〜F9であるとともに開口数が0.3以上で、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたファースト方向におけるレーザ光を集光する非球面レンズ
を備え、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザのファースト方向およびスロー方向の非点隔差を利用することにより、レーザ光の集光部におけるレーザ光の形状を所望の形状に変化させること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
A watt-class one-chip semiconductor laser light source of 1 W or more having a light emission width of 50 to 500 μm and a light emission width of 0.5 to 5 μm in the first direction and having an emission part for emitting laser light around the optical axis center; ,
The watt-class one-chip semiconductor laser light source is disposed in front of the watt-class one-chip semiconductor laser light source, and has an F value of F4 to F9 and a numerical aperture of 0.3 or more. Equipped with an aspheric lens that condenses laser light in the first direction
A laser heating apparatus characterized in that the shape of the laser beam in the laser beam condensing part is changed to a desired shape by utilizing the astigmatic difference between the fast direction and the slow direction of the watt class one-chip semiconductor laser.
F値をF7〜F9とする前記非球面レンズ
を備え、
前記非球面レンズを前記光軸センタ上で位置調整することにより、前記集光部におけるレーザ光の形状を、スロー方向において集光幅が300μm以上とすること
を特徴とする請求項1に記載のレーザ加熱装置。 The watt class one-chip semiconductor laser light source of 3 W or more with a light emission width in the slow direction of 100 μm;
Including the aspheric lens having an F value of F7 to F9,
The position of the aspherical lens is adjusted on the optical axis center so that the laser beam in the condensing unit has a condensing width of 300 μm or more in the slow direction. Laser heating device.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF4〜F9であるとともに開口数が0.3以上で、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートする第1非球面レンズと、
前記第1非球面レンズの前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF10〜F50であり、前記第1非球面レンズによりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光を集光するとともに、スロー方向におけるレーザ光をコリメートする第2非球面レンズ
を備えていること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
A watt-class one-chip semiconductor laser light source of 1 W or more having a light emission width of 50 to 500 μm and a light emission width of 0.5 to 5 μm in the first direction and having an emission part for emitting laser light around the optical axis center; ,
The watt-class one-chip semiconductor laser light source is disposed in front of the watt-class one-chip semiconductor laser light source, and has an F value of F4 to F9 and a numerical aperture of 0.3 or more. A first aspheric lens for collimating the laser beam in the first direction;
The first aspherical lens is disposed in front of the optical axis center and has an F value of F10 to F50. The laser light in the fast direction collimated by the first aspherical lens is condensed and thrown. A laser heating apparatus comprising a second aspheric lens for collimating laser light in a direction.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF4〜F9であるとともに開口数が0.3以上で、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートする非球面レンズと、
前記非球面レンズの前方に前記光軸センタを中心として配置され、F値がF10〜F50であり、前記非球面レンズによりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光を集光するとともに、スロー方向におけるレーザ光をコリメートするシリンドリカルレンズ
を備えていること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
A watt-class one-chip semiconductor laser light source of 1 W or more having a light emission width of 50 to 500 μm and a light emission width of 0.5 to 5 μm in the first direction and having an emission part for emitting laser light around the optical axis center; ,
The watt-class one-chip semiconductor laser light source is disposed in front of the watt-class one-chip semiconductor laser light source, and has an F value of F4 to F9 and a numerical aperture of 0.3 or more. An aspheric lens that collimates the laser beam in the first direction;
The aspherical lens is disposed in front of the optical axis center, has an F value of F10 to F50, condenses laser light in the fast direction collimated by the aspherical lens, and laser light in the slow direction. A laser heating apparatus comprising a cylindrical lens for collimating the lens.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第1光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記第1光軸センタと直交する方向に配置され、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第2光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記第1光軸センタを中心として配置され、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする第1非球面レンズと、
前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記第2光軸センタを中心として配置され、前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする第2非球面レンズと、
前記第1非球面レンズおよび前記第2非球面レンズの前方に、前記第1光軸センタと前記第2光軸センタとの交点を中心として配置され、前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を反射するプリズムと、
前記プリズムの前方に第1光軸センタを中心として配置され、前記プリズムからのレーザ光を集光する集光レンズ
を備え、
前記レーザ光の集光部に、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光と前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光により、十字形状に集光すること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
A first watt class one-chip of 1 W or more having a light emitting width of 50 to 500 μm and a light emitting width in the first direction of 0.5 to 5 μm and having a light emitting portion that emits laser light around the first optical axis center. A semiconductor laser light source;
Arranged in a direction orthogonal to the first optical axis center, formed in a slow direction emission width of 50 to 500 μm and a first direction emission width of 0.5 to 5 μm, and emits laser light around the second optical axis center A second watt-class one-chip semiconductor laser light source of 1 W or more having an emitting part that
A first aspherical lens disposed around the first optical axis center in front of the first watt-class one-chip semiconductor laser light source and collimating the laser light emitted from the first watt-class one-chip semiconductor laser light source; ,
A second aspherical lens disposed in front of the second watt-class one-chip semiconductor laser light source and centered on the second optical axis center, and collimating the laser light emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser light source; ,
The first aspherical lens and the second aspherical lens are arranged in front of the first optical axis center and the second optical axis center in front of the second watt-class one-chip semiconductor laser light source. A prism that reflects the emitted laser light;
A condensing lens disposed in front of the prism with the first optical axis center as a center, and condensing the laser light from the prism;
The laser light is condensed in a cross shape by the laser light emitted from the first watt-class one-chip semiconductor laser light source and the laser light emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser light source. A laser heating apparatus.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第1光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記第1光軸センタと直交する方向に配置され、50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、第2光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する1W以上の第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に、前記第1光軸センタと前記第2光軸センタとの交点を中心として配置され、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光と前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を加算するプリズムと、
前記プリズムの前方に第1光軸センタを中心として配置され、前記プリズムで加算されたレーザ光を集光する非球面レンズ
を備え、
前記レーザ光の集光部に、前記第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光と前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光により、十字形状に集光すること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
A first watt class one-chip of 1 W or more having a light emitting width of 50 to 500 μm and a light emitting width in the first direction of 0.5 to 5 μm and having a light emitting portion that emits laser light around the first optical axis center. A semiconductor laser light source;
Arranged in a direction orthogonal to the first optical axis center, formed in a slow direction emission width of 50 to 500 μm and a first direction emission width of 0.5 to 5 μm, and emits laser light around the second optical axis center A second watt-class one-chip semiconductor laser light source of 1 W or more having an emitting part that
The first watt-class one-chip semiconductor laser light source and the second watt-class one-chip semiconductor laser light source are arranged in front of the first optical axis center and the second optical axis center, and A prism for adding the laser light emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser light source and the laser light emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser light source;
An aspherical lens that is arranged around the first optical axis center in front of the prism and condenses the laser light added by the prism;
The laser light is condensed in a cross shape by the laser light emitted from the first watt-class one-chip semiconductor laser light source and the laser light emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser light source. A laser heating apparatus.
前記第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の出射部から前記プリズムまでの距離を第2距離とし、
前記第1距離と前記第2距離の大きさをそれぞれ変化させることにより、前記レーザ光の集光部において所望の十字形状を形成すること
を特徴とする請求項6に記載のレーザ加熱装置。 The distance from the emission part of the first watt class one-chip semiconductor laser light source to the prism is a first distance,
The distance from the emission part of the second watt class one-chip semiconductor laser light source to the prism is a second distance,
The laser heating apparatus according to claim 6, wherein a desired cross shape is formed in the laser beam condensing unit by changing the sizes of the first distance and the second distance.
前記光軸センタを中心として、距離が調整された位置に配置された前記非球面レンズと前記集光部との間で、前記非球面レンズ側に配置されている第1シリンドリカルレンズと、
前記光軸センタを中心として、距離が調整された位置に配置された前記非球面レンズと前記集光部との間で、前記集光部側に配置されている第2シリンドリカルレンズ
を備え、
前記第1シリンドリカルレンズおよび前記第2シリンドリカルレンズを前記光軸センタ上で位置調整することにより、前記集光部におけるレーザ光の形状を所望の形状に変化されること
を特徴とする請求項6に記載のレーザ加熱装置。 The distance from the emitting part of the first watt class one-chip semiconductor laser light source on the optical axis center to the aspheric lens is adjusted to a predetermined F value possessed by the aspheric lens,
A first cylindrical lens disposed on the aspheric lens side between the aspheric lens disposed at a position where the distance is adjusted around the optical axis center and the condenser;
A second cylindrical lens disposed on the condensing unit side between the aspherical lens disposed at a position where the distance is adjusted around the optical axis center and the condensing unit;
The shape of the laser beam in the condensing unit is changed to a desired shape by adjusting the positions of the first cylindrical lens and the second cylindrical lens on the optical axis center. The laser heating apparatus as described.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を、上下方向に複数有する1ワット以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の各出射部の前方にそれぞれの前記光軸センタを中心として配置され、各出射部から出射されたファースト方向におけるレーザ光を集光する複数のfastレンズと、
前記光軸センタを中心として、前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源と前記レーザ光の集光部との略中央に位置する場所に配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の各出射部から出射されたスロー方向におけるレーザ光を集光する第1シリンドリカルレンズ
を備えていること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
A wattage class of 1 watt or more having a plurality of emitting portions in the vertical direction that are formed with a light emission width of 50 to 500 μm in the slow direction and a light emission width of 0.5 to 5 μm in the first direction and centering on the optical axis center. A one-chip semiconductor laser light source;
A plurality of fast lenses arranged around the respective optical axis centers in front of the respective emission portions of the watt-class one-chip semiconductor laser light source and condensing laser light in the first direction emitted from the respective emission portions;
Centered on the optical axis center, it is disposed at a location located approximately in the center between the watt-class one-chip semiconductor laser light source and the laser beam condensing unit, and is emitted from each emitting part of the watt-class one-chip semiconductor laser light source. A laser heating apparatus comprising a first cylindrical lens for condensing laser light in the slow direction.
前記第2シリンドリカルレンズを前記光軸センタ上で位置調整することにより、前記集光部におけるレーザ光の形状を所望の形状に変化されること
を特徴とする請求項9に記載のレーザ加熱装置。 A second cylindrical lens that is disposed between the fast lens and the first cylindrical lens around the optical axis center and has a larger F-number than the first cylindrical lens;
10. The laser heating apparatus according to claim 9, wherein the shape of the laser light in the condensing unit is changed to a desired shape by adjusting the position of the second cylindrical lens on the optical axis center.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有し、前後方向に複数配置されるとともに、左右方向に少なくとも1列配置されている1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記各ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前記光軸センタを中心としてそれぞれ配置され、前記各ワット級ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートする複数の非球面レンズと、
前記各非球面レンズからのレーザ光をそれぞれ加算するレーザ光加算手段と、
前記レーザ光加算手段で加算されたレーザ光を集光する集光レンズ
を備えていること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
Formed in a slow direction light emission width of 50 to 500 μm and a first direction light emission width of 0.5 to 5 μm, having an emission part that emits laser light around the optical axis center, and a plurality of them are arranged in the front-rear direction, 1 W or more Watt-class one-chip semiconductor laser light source arranged in at least one row in the left-right direction;
A plurality of aspherical lenses arranged around the optical axis center of each watt class one-chip semiconductor laser light source, and collimating laser light in the first direction emitted from each watt class one-chip semiconductor laser light source;
Laser beam adding means for adding the laser beams from the respective aspheric lenses,
A laser heating apparatus comprising a condenser lens for condensing the laser light added by the laser light adding means.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、左右方向に配置され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する複数の出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源のセンターラインを中心として配置され、前記複数の出射部からそれぞれ出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートするfastレンズと、
前記fastレンズの前方に前記センターラインを中心として配置され、前記fastレンズによりコリメートされた前記複数の出射部からそれぞれ出射されたレーザ光を加算するレーザ光加算器と、
前記レーザ光加算器の前方に前記センターラインを中心として配置され、前記レーザ光加算器で加算されたレーザ光を集光する集光レンズ
を備えていること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
1W or more having a plurality of emission portions that are formed in a slow direction emission width of 50 to 500 μm and a first direction emission width of 0.5 to 5 μm, arranged in the left-right direction, and emit laser light around the optical axis center Watt-class one-chip semiconductor laser light source,
A fast lens arranged in front of the watt-class one-chip semiconductor laser light source and centering on a center line of the watt-class one-chip semiconductor laser light source, and collimating laser beams in the first direction respectively emitted from the plurality of emitting portions;
A laser beam adder that is arranged around the center line in front of the fast lens and adds laser beams respectively emitted from the plurality of emission units collimated by the fast lens;
A laser heating apparatus, comprising: a condensing lens that is disposed around the center line in front of the laser beam adder and collects the laser beam added by the laser beam adder.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、左右方向および上下方向に配置され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する複数の出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の前方に前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源のセンターラインを中心として配置され、上下方向に複数設けられ、前記複数の出射部からそれぞれ出射されたファースト方向におけるレーザ光をコリメートするfastレンズと、
前記fastレンズの前方に前記センターラインを中心として配置され、前記fastレンズによりコリメートされた前記複数の出射部からそれぞれ出射されたレーザ光を加算するレーザ光加算器と、
前記レーザ光加算器の前方に前記センターラインを中心として配置され、前記レーザ光加算器で加算されたレーザ光を集光する集光レンズ
を備えていること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
It is formed with a light emission width in the slow direction of 50 to 500 μm and a light emission width in the first direction of 0.5 to 5 μm, and is arranged in the left and right directions and the vertical direction, and has a plurality of emission portions that emit laser light around the optical axis center. A watt-class one-chip semiconductor laser light source of 1 W or more,
Laser light in the first direction that is disposed in front of the watt-class one-chip semiconductor laser light source, centered on the center line of the watt-class one-chip semiconductor laser light source, and is provided in a plurality in the vertical direction and emitted from the plurality of emitting portions, respectively. A fast lens for collimating,
A laser beam adder that is arranged around the center line in front of the fast lens and adds laser beams respectively emitted from the plurality of emission units collimated by the fast lens;
A laser heating apparatus, comprising: a condensing lens that is disposed around the center line in front of the laser beam adder and collects the laser beam added by the laser beam adder.
50〜500μmのスロー方向発光幅、および0.5〜5μmのファースト方向発光幅に形成され、上下方向に配置され、光軸センタを中心にレーザ光を出射する複数の出射部を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ光源と、
前記ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の複数の出射部からそれぞれ出射されるレーザ光を集光する非球面レンズを保持するレンズ保持部と、
前記レンズ保持部に取り付けられ、前記非球面レンズからのレーザ光の反射調整を行う反射体保持部
を備え、
前記反射体保持部は、前記非球面レンズからのレーザ光を反射する反射体と、前記反射体を支持する反射体載置台と、前記反射体載置台の傾斜調整を行う傾斜調整用セットビスを具備していること
を特徴とするレーザ加熱装置。 A laser heating apparatus that emits a rectangular laser beam that dissolves a substance with a work distance of 20 mm or more,
1 W or more having a plurality of emission portions that are formed in a slow direction emission width of 50 to 500 μm and a first direction emission width of 0.5 to 5 μm and are arranged in the vertical direction and emit laser light around the optical axis center Watt-class one-chip semiconductor laser light source,
A lens holding part for holding an aspherical lens for condensing laser beams emitted from a plurality of emission parts of the watt class one-chip semiconductor laser light source;
A reflector holding unit that is attached to the lens holding unit and adjusts the reflection of laser light from the aspheric lens;
The reflector holding unit includes a reflector that reflects the laser light from the aspheric lens, a reflector mounting table that supports the reflector, and a tilt adjustment set screw that adjusts the inclination of the reflector mounting table. A laser heating apparatus comprising:
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