JP2023056304A - Laser soldering equipment - Google Patents

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Shinya Yamaguchi
友一 酒川
Tomokazu Sakagawa
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Abstract

To provide laser soldering equipment that can supply solder along an irradiation center.SOLUTION: An irradiation head 1 has: a plurality of optical paths 3a, 3b, 3c and 3d arranged in such a way as to surround an irradiation center O; and a solder supply nozzle 4 arranged at the irradiation center O. The plurality of optical paths include: irradiation optical paths 3a through which a soldering point 2 is irradiated with laser beams L; imaging optical paths 3b for imaging the soldering point 2; illumination optical paths 3c for irradiating the soldering point 2 with illuminating light Lc; and measurement optical paths 3d for measuring temperature of the soldering point 2, wherein the laser beams L of the irradiation optical paths 3a are emitted to the soldering point 2 while keeping an angle at which the beams do not impinge solder 8 supplied from the solder supply nozzle 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザー光をはんだ付けポイントに照射してハンダ付けを行うレーザーハンダ付け装置に関するものであり、更に詳しくは、照射ヘッドの中心(照射中心)又はその近傍に配置したはんだ供給ノズルからはんだをはんだ付けポイントに供給してはんだ付けを行うレーザーハンダ付け装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser soldering apparatus for performing soldering by irradiating a soldering point with a laser beam. to a soldering point for soldering.

特許文献1に開示された従来のレーザーはんだ付け装置は、レーザー光を照射する照射ヘッドと、線状はんだを供給するはんだ供給ノズルとを有していて、該照射ヘッドからレーザー光を、該照射ヘッドの中心である照射中心に沿ってはんだ付けポイントに照射し、はんだ供給ノズルから該はんだ付けポイントに線状はんだを供給してはんだ付けを行うように構成されている。前記はんだ供給ノズルは、前記照射ヘッドの側面に取り付けられ、該はんだ供給ノズルから線状はんだが、前記照射ヘッドから出射されるレーザー光を横切る形ではんだ付けポイントに供給されるようになっている。 The conventional laser soldering apparatus disclosed in Patent Document 1 has an irradiation head that irradiates laser light and a solder supply nozzle that supplies linear solder. A soldering point is irradiated along the irradiation center, which is the center of the head, and linear solder is supplied from a solder supply nozzle to the soldering point for soldering. The solder supply nozzle is attached to the side surface of the irradiation head, and the linear solder from the solder supply nozzle is supplied to the soldering point in a form that traverses the laser beam emitted from the irradiation head. .

ところが、前記はんだ付けポイントは、通常、基板に形成された環状のランドと、該ランドの内部に挿入された電子部品のリードとの接合部分であるが、全てのはんだ付けポイントが、常にはんだを供給し易い場所にあるとは限らず、電子部品の種類や形状あるいは大きさ等によっては、高低様々な場所や入り組んだ場所、あるいは基板に搭載された他の電子部品の陰等に配置されていることもある。このため、はんだ付け時に、はんだポイントの状況に合わせて、はんだの供給方向や供給角度等を調整したり設定したりする必要があり、その作業は非常に細かく面倒なものであった。 However, the soldering points are usually joints between the annular lands formed on the substrate and the leads of the electronic component inserted into the lands. Depending on the type, shape, size, etc. of the electronic component, it may not always be located in a location that is easy to supply, and may be placed in various heights, complicated locations, or behind other electronic components mounted on the board. Sometimes there are Therefore, when soldering, it is necessary to adjust or set the solder supply direction, the supply angle, etc. according to the situation of the soldering point, and this work has been very detailed and troublesome.

このような問題は、はんだ供給ノズルを照射ヘッドの照射中心に配置することにより、はんだを前記照射中心からはんだ付けポイントに供給するようにすれば解消することができるが、従来の照射ヘッドは、その照射中心に光路を配置し、この光路に沿ってレーザー光を照射するように構成されているため、はんだ供給ノズルを照射中心に配置することができなかった。 Such a problem can be solved by arranging the solder supply nozzle at the irradiation center of the irradiation head so as to supply the solder from the irradiation center to the soldering point. Since an optical path is arranged at the irradiation center and the laser beam is irradiated along this optical path, the solder supply nozzle cannot be arranged at the irradiation center.

一方、特許文献2には、母材の表面改質加工や溶接加工等を行うレーザー加工装置が開示されている。このレーザー加工装置は、複数のレーザー光の光路を加工ヘッド部の軸線(照射中心)の周りに配置すると共に、溶融材料を供給するための供給ノズルを前記軸線上即ち照射中心に配置したもので、溶融材料を前記加工ヘッド部の照射中心に沿って供給することができるものである。 On the other hand, Patent Literature 2 discloses a laser processing apparatus that performs surface modification processing, welding processing, and the like of a base material. In this laser processing apparatus, optical paths of a plurality of laser beams are arranged around the axis (irradiation center) of the processing head, and a supply nozzle for supplying molten material is arranged on the axis, that is, at the irradiation center. , the molten material can be supplied along the irradiation center of the processing head.

しかし、このレーザー加工装置の構成をそのままはんだ付け装置に適用することはできない。その理由は、照射中心の周りに配置された複数のレーザー光の光路は、溶融材料に向けられていて、供給ノズルから供給された溶融材料を前記レーザー光により溶融させて母材に供給するものであるため、その構成をはんだ付け装置に適用し、線状はんだをレーザー光で溶融させるようにすると、溶融した線状はんだが球状になり、該線状はんだの先端に付着したままはんだ付けポイントに供給されない状態になり易く、仮に供給されたとしても、溶融したはんだが、加熱されていないはんだ付けポイントに供給されることになるため、供給された溶融はんだが低温のはんだ付けポイントに接触して急激に冷やされることにより、はんだ付けポイントに十分拡散しないまま固化し、不良はんだとなって正しいはんだ付けが行われないからである。 However, the configuration of this laser processing apparatus cannot be applied as it is to a soldering apparatus. The reason for this is that the optical paths of a plurality of laser beams arranged around the irradiation center are directed to the molten material, and the molten material supplied from the supply nozzle is melted by the laser beam and supplied to the base material. Therefore, when the configuration is applied to a soldering device and the linear solder is melted with a laser beam, the molten linear solder becomes spherical, and the soldering point remains attached to the tip of the linear solder. Even if it were to be supplied, the molten solder would be supplied to unheated soldering points, so the supplied molten solder would come into contact with the low-temperature soldering points. This is because if the solder is rapidly cooled down, the solder solidifies without sufficiently diffusing to the soldering point, resulting in defective solder and incorrect soldering.

また、前記特許文献1及び特許文献2に記載の装置においては、例えば、はんだ付けポイントや加工部位等を観察する必要がある場合、つまり、はんだ付けポイントを撮像したり、はんだ付けポイントの温度を測定したりする必要がある場合などには、観察のための光路系、即ち、撮像用の光路系や温度測定用の光路系等を加工ヘッド部に外付けしなければならず、加工ヘッドの構造の複雑化及び大型化が避けられなかった。 Further, in the devices described in Patent Documents 1 and 2, for example, when it is necessary to observe a soldering point, a processed part, or the like, that is, when an image of the soldering point is taken or the temperature of the soldering point is measured, When measurement is required, the optical path system for observation, that is, the optical path system for imaging, the optical path system for temperature measurement, etc. must be externally attached to the processing head. Complication of structure and enlargement were inevitable.

特開2015-56442号公報JP 2015-56442 A 特許第6757877号公報Japanese Patent No. 6757877

本発明の技術的課題は、はんだを照射ヘッドの中心(照射中心)からはんだ付けポイントに供給することができるようにすると共に、前記照射ヘッドに、レーザー光を照射するための照射用光路の他に、はんだ付けポイントを観察するための光路、即ち、撮像用光路や照明用光路あるいは温度測定用光路等をまとめて組み込むことにより、前記照射ヘッドの構造の簡略化と小型化とを実現することにある。 A technical object of the present invention is to enable solder to be supplied from the center of an irradiation head (irradiation center) to a soldering point, and to provide the irradiation head with an irradiation optical path for irradiating a laser beam. Furthermore, by integrating an optical path for observing a soldering point, that is, an imaging optical path, an illumination optical path, or a temperature measuring optical path, etc., the structure of the irradiation head can be simplified and the size can be reduced. It is in.

前記課題を解決するため、本発明のレーザーハンダ付け装置は、レーザー光を照射するための照射ヘッドを有し、前記照射ヘッドは、該照射ヘッドの中心即ち照射中心を取り囲むように配置された複数の光路と、前記照射中心又は該照射中心の近傍に配置されたはんだ供給ノズルとを有し、前記複数の光路は、はんだ付けポイントにレーザー光を照射するための少なくとも1つの照射用光路と、前記はんだ付けポイントを撮像するための撮像用光路と、前記はんだ付けポイントに照明光を照射するための照明用光路と、前記はんだ付けポイントの温度を測定するための測定用光路とを含み、前記照射用光路は、レーザー光の出力を制御可能な半導体レーザー素子と、該半導体レーザー素子に接続された光ファイバーと、該光ファイバーから出射されるレーザー光を平行光にする平行レンズと、該平行レンズから出射されたレーザー光を集光する集光レンズとを有し、前記照射用光路のレーザー光は、前記照射中心に対し、前記はんだ供給ノズルからはんだ付けポイントに供給されるはんだに当たらない角度を保って前記はんだ付けポイントに照射されることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the laser soldering apparatus of the present invention has an irradiation head for irradiating a laser beam, and the irradiation heads are arranged so as to surround the center of the irradiation head, that is, the irradiation center. and a solder supply nozzle arranged at or near the irradiation center, wherein the plurality of optical paths include at least one irradiation optical path for irradiating a soldering point with a laser beam; an imaging optical path for imaging the soldering point, an illumination optical path for irradiating the soldering point with illumination light, and a measurement optical path for measuring the temperature of the soldering point, The irradiation optical path includes a semiconductor laser element capable of controlling the output of laser light, an optical fiber connected to the semiconductor laser element, a parallel lens for collimating the laser light emitted from the optical fiber, and the parallel lens. and a condensing lens for condensing the emitted laser light, and the laser light of the irradiation optical path is set at an angle with respect to the center of irradiation so as not to impinge on the solder supplied from the solder supply nozzle to the soldering point. It is characterized in that the soldering point is irradiated while keeping the soldering point.

本発明において、前記照射用光路は複数あり、該複数の照射用光路のレーザー光は、前記照射中心に対し、前記はんだ供給ノズルから供給されるはんだに当たらない角度を保った状態で、前記はんだ付けポイントに前記照射中心を取り囲むように照射されるものであっても良い。 In the present invention, there are a plurality of the irradiation optical paths, and the laser beams of the plurality of irradiation optical paths are kept at an angle with respect to the irradiation center so as not to hit the solder supplied from the solder supply nozzle. It is also possible to irradiate the attachment point so as to surround the irradiation center.

また、本発明において、レーザーハンダ付け装置は、前記はんだ付けポイントに不活性ガスを供給するための第1ガス流路を有することが好ましい。
この場合、前記第1ガス流路は、前記集光レンズから出射されるレーザー光の周りを円錐状に取り囲み、その先端に、不活性ガスを前記はんだ付けポイントを取り囲むように噴射するリング状の噴射口を有していることが望ましい。
また、前記照射ヘッドの先端に、内筒及び外筒からなる全体として円錐状をなす二重構造の光路カバーが取り付けられ、該光路カバーは、前記複数の光路の周りを円錐状に取り囲み、前記内筒と外筒との間に前記第1ガス流路が形成されていても良い。
Also, in the present invention, the laser soldering apparatus preferably has a first gas flow path for supplying inert gas to the soldering point.
In this case, the first gas flow path has a conical shape surrounding the laser beam emitted from the condenser lens, and a ring-shaped tip for injecting an inert gas so as to surround the soldering point. It is desirable to have an injection port.
Further, at the tip of the irradiation head, an optical path cover having a double-layered conical structure including an inner cylinder and an outer cylinder is attached, and the optical path cover surrounds the plurality of optical paths in a conical shape, The first gas flow path may be formed between the inner cylinder and the outer cylinder.

本発明において、前記照射ヘッドは、前記はんだ付けポイントに不活性ガスを供給するための第2ガス流路を有し、前記第2ガス流路は、前記はんだ付けノズルを取り囲む二重円筒状をした流路筒の内筒と外筒との間に形成されていることが好ましい。 In the present invention, the irradiation head has a second gas flow path for supplying inert gas to the soldering point, and the second gas flow path has a double cylindrical shape surrounding the soldering nozzle. It is preferably formed between the inner cylinder and the outer cylinder of the channel cylinder.

また、本発明において、前記照射ヘッドは、前記はんだ付けポイントに不活性ガスを供給するためのガス流路と、はんだ付け時に発生するヒュームを吸引するための吸引流路とを有していても良い。
この場合、前記照射ヘッドの先端に、内筒及び外筒からなる全体として円錐状をなす二重構造の光路カバーが取り付けられ、該光路カバーは、前記複数の光路の周りを円錐状に取り囲み、前記内筒と外筒との間に前記吸引流路が形成されると共に、前記光路カバーの先端に、前記吸引流路に通じるリング状の吸引口が形成され、前記光路カバーの内部に前記ガス流路が形成されていることが好ましい。
また、前記ガス流路は、前記はんだ付けノズルを取り囲む二重円筒状をした流路筒の内筒と外筒との間に形成された内側流路と、前記光路カバーの内周と前記流路筒の外周との間に形成された外側流路とを有することが好ましい。
Further, in the present invention, the irradiation head may have a gas channel for supplying inert gas to the soldering point and a suction channel for sucking fumes generated during soldering. good.
In this case, at the tip of the irradiation head, an optical path cover having a double-structured cone shape as a whole including an inner cylinder and an outer cylinder is attached, and the optical path cover surrounds the plurality of optical paths in a conical shape, The suction channel is formed between the inner cylinder and the outer cylinder, and a ring-shaped suction port communicating with the suction channel is formed at the tip of the optical path cover. A flow path is preferably formed.
The gas flow path includes an inner flow path formed between an inner tube and an outer tube of a double cylindrical flow tube surrounding the soldering nozzle, an inner circumference of the optical path cover and the flow path. It preferably has an outer channel formed between it and the outer circumference of the tube.

本発明において、前記撮像用光路は、CCDカメラと、該CCDカメラとはんだ付けポイントとの間に介在する平行レンズ及び集光レンズとを有し、該平行レンズ及び集光レンズを通してはんだ付けポイントの像を前記CCDカメラで撮像し、前記照明用光路は、光源と、該光源とはんだ付けポイントとの間に介在する平行レンズ及び集光レンズとを有し、前記光源からの照明光を、前記平行レンズ及び集光レンズを通して前記はんだ付けポイントに照射し、前記測定用光路は、放射温度計と、該放射温度計とはんだ付けポイントとの間に介在する平行レンズ及び集光レンズとを有し、前記はんだ付けポイントから放射される赤外光を前記集光レンズ及び平行レンズを通して前記放射温度計で受光することにより、前記はんだ付けポイントの温度を測定するものである。 In the present invention, the imaging optical path has a CCD camera, a parallel lens and a condenser lens interposed between the CCD camera and the soldering point, and the soldering point is detected through the parallel lens and the condenser lens. An image is captured by the CCD camera, the illumination optical path has a light source, a parallel lens and a condenser lens interposed between the light source and the soldering point, and the illumination light from the light source is The soldering point is irradiated through a parallel lens and a condenser lens, and the optical path for measurement includes a radiation thermometer and a parallel lens and a condenser lens interposed between the radiation thermometer and the soldering point. and measuring the temperature of the soldering point by receiving the infrared light emitted from the soldering point through the condensing lens and the parallel lens with the radiation thermometer.

本発明によれば、はんだを、照射ヘッドの照射中心又はその近傍に配置したはんだ供給ノズルからはんだ付けポイントに供給することができるので、従来のはんだ付け装置のようにはんだポイントの状況に合わせてはんだの供給方向や供給角度等を調整したり再設定したりする必要がなく、はんだをはんだ付けポイントに確実且つ正確に供給することができる。また、照射用光路のレーザー光は、前記はんだ供給ノズルからはんだ付けポイントに供給されるはんだに当たらないので、前記はんだがはんだ付けポイントに供給される前にレーザー光で溶融されることがない。更に、前記照射ヘッドに、レーザー光を照射するための照射用光路と、はんだ付けポイントを観察するための各光路、即ち撮像用光路と、照明用光路及び温度測定用光路とをまとめて組み込んだので、照射ヘッドの構造の簡略化と小形化とを実現することができた。 According to the present invention, solder can be supplied to the soldering point from the solder supply nozzle arranged at or near the irradiation center of the irradiation head. Solder can be reliably and accurately supplied to a soldering point without the need to adjust or reset the solder supply direction, supply angle, or the like. In addition, since the laser beam on the irradiation optical path does not hit the solder supplied from the solder supply nozzle to the soldering point, the solder is not melted by the laser beam before being supplied to the soldering point. Furthermore, an irradiation optical path for irradiating a laser beam, each optical path for observing a soldering point, i.e., an imaging optical path, an illumination optical path, and a temperature measurement optical path are integrated into the irradiation head. Therefore, the simplification and miniaturization of the structure of the irradiation head can be realized.

本発明に係るレーザーはんだ付け装置の第1実施形態における照射ヘッドの斜視図である。1 is a perspective view of an irradiation head in a laser soldering apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG. 1; はんだ付けポイントの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a soldering point; 図3の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 3; 図2のV-V線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 2; レーザー光が照射されたはんだ付けポイントの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a soldering point irradiated with laser light; はんだ付け時のレーザー光と線状はんだとの位置関係を示す要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the positional relationship between a laser beam and linear solder during soldering; はんだ付け後のはんだ付けポイントの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a soldering point after soldering; 図2のIX-IX線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG. 2; 図2のX-X線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2; 図2のXI-XI線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XI-XI of FIG. 2; 第2ガス流路の例を示す要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing an example of a second gas flow path; 本発明に係るレーザーはんだ付け装置の第2実施形態における照射ヘッドの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of an irradiation head in a second embodiment of the laser soldering apparatus according to the present invention; 図13の平面図である。FIG. 14 is a plan view of FIG. 13; はんだ付けポイントの異なる構造例を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing another structural example of a soldering point; レーザーはんだ付け装置の第3実施形態における照射ヘッドの要部断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the essential parts of an irradiation head in a third embodiment of the laser soldering apparatus;

以下、本発明に係るレーザーはんだ付け装置を図面に基づいて詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、前記レーザーはんだ付け装置は、レーザー光をはんだ付けポイント2に照射するための照射ヘッド1を有している。この照射ヘッド1は、該照射ヘッド1の中心である照射中心Oの周りに等角度間隔で配置された複数の光路3a,3b,3c,3dと、前記照射中心Oに配置されるか、又は、該照射中心Oの近傍に配置されたはんだ供給ノズル4と、前記はんだ付けポイント2に不活性ガスを供給するための第1ガス流路5(図5参照)とを有している。図示した例では、9つの光路3a,3b,3c,3dが照射中心Oの周りに40度間隔で配置されている。また、前記はんだ供給ノズル4は、線状はんだを供給するためのはんだ供給装置6に接続され、前記第1ガス流路5は、窒素ガスまたはアルゴンガス等の不活性ガスを供給するためのガス供給装置7に接続されている。そして、前記はんだ供給装置6は制御装置14に接続され、この制御装置14ではんだ供給装置6が制御されることにより、はんだの供給及び停止の他、はんだの送り速度や送り量等が制御される。同様に前記ガス供給装置7も制御装置14に接続され、この制御装置14で前記ガス供給装置7が制御されることにより、不活性ガスの供給及び停止の他、該不活性ガスの流量や流速等が調整される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a laser soldering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the laser soldering apparatus has an irradiation head 1 for irradiating a soldering point 2 with laser light. The irradiation head 1 is arranged at the irradiation center O with a plurality of optical paths 3a, 3b, 3c, and 3d arranged at equal angular intervals around the irradiation center O, which is the center of the irradiation head 1, or , a solder supply nozzle 4 arranged near the irradiation center O, and a first gas flow path 5 (see FIG. 5) for supplying an inert gas to the soldering point 2 . In the illustrated example, nine optical paths 3a, 3b, 3c, 3d are arranged around the irradiation center O at intervals of 40 degrees. The solder supply nozzle 4 is connected to a solder supply device 6 for supplying linear solder, and the first gas flow path 5 is a gas for supplying an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. It is connected to the supply device 7 . The solder supply device 6 is connected to a control device 14, and the solder supply device 6 is controlled by the control device 14 to control the supply and stop of solder, as well as the speed and amount of solder feeding. be. Similarly, the gas supply device 7 is also connected to the control device 14. By controlling the gas supply device 7 with the control device 14, the supply and stop of the inert gas, as well as the flow rate and flow velocity of the inert gas, are controlled. etc. is adjusted.

前記はんだ付けポイント2は、図3及び図4に示すように、プリント基板10に形成された環状のランド11と、電子部品13から延出するリード12とからなっていて、該リード12が、前記ランド11のスルーホール11a内に、プリント基板10の下面側から上向きに挿入されている。前記ランド11は、銅製の本体に錫メッキを施すことにより形成され、前記リード12は、銅製の本体に金メッキを施すことにより形成されている。 The soldering points 2, as shown in FIGS. 3 and 4, consist of an annular land 11 formed on a printed circuit board 10 and leads 12 extending from an electronic component 13. The leads 12 are The printed circuit board 10 is inserted upward from the lower surface side into the through hole 11 a of the land 11 . The land 11 is formed by plating a copper body with tin, and the lead 12 is formed by plating a copper body with gold.

前記複数の光路3a,3b,3c,3dは、図2に示すように、はんだ付けポイント2にレーザー光Lを照射するための複数(図示の例では6つ)の照射用光路3aと、はんだ付けポイント2を観察するための複数(図示の例では3つ)の観察用光路3b,3c,3dとを含んでいる。 The plurality of optical paths 3a, 3b, 3c, and 3d, as shown in FIG. It includes a plurality (three in the example shown) of observation optical paths 3b, 3c, 3d for observing the marking point 2. FIG.

前記照射用光路3aは、図5から明らかなように、制御装置14によりレーザー光の出力を制御可能な半導体レーザー素子15と、該半導体レーザー素子15に接続された光ファイバー16と、該光ファイバー16から先広がり状に出光されるレーザー光Lを平行光にする平行レンズ17aと、該平行レンズ17aで平行光にされたレーザー光Lを集光する集光レンズ18とを有している。なお、前記複数の照射用光路3aの半導体レーザー素子15には、レーザー光の波長が互いに異なるものを使用することができる。 As is clear from FIG. 5, the irradiation optical path 3a includes a semiconductor laser element 15 whose laser light output can be controlled by a control device 14, an optical fiber 16 connected to the semiconductor laser element 15, and an optical fiber 16 from the optical fiber 16. It has a parallel lens 17a for collimating the laser beam L emitted in a diverging shape, and a condenser lens 18 for condensing the laser beam L collimated by the parallel lens 17a. It should be noted that the semiconductor laser elements 15 of the plurality of irradiation optical paths 3a can use laser light having different wavelengths.

前記複数の照射用光路3aの平行レンズ17aは、前記照射ヘッド1の内部に、前記照射中心Oと直交する1つの平面S内において、該照射中心Oを取り囲む円周に沿って配設されている。一方、前記集光レンズ18は、中心孔18aを有するリング形をした1つのレンズであって、前記複数の照射用光路3aの複数の平行レンズ17aと対面する大径のレンズであり、この1つの集光レンズ18を、前記の複数の光路3a,3b,3c,3dが共有しており、この集光レンズ18の中心孔18aの内部を前記はんだ供給ノズル4が貫通している。そして、はんだ付け時に、図6に示すように、前記複数の照射用光路3aのレーザー光Lが、前記はんだ付けポイント2に、前記照射中心Oを取り囲むと共に、図5及び図6に示すように、該照射中心Oに対し、前記はんだ供給ノズル4から供給される線状はんだ8に当たらない角度を保って照射される。 The parallel lenses 17a of the plurality of irradiation optical paths 3a are arranged inside the irradiation head 1 along a circumference surrounding the irradiation center O in one plane S orthogonal to the irradiation center O. there is On the other hand, the condensing lens 18 is a single ring-shaped lens having a central hole 18a, and is a large-diameter lens facing the plurality of parallel lenses 17a of the plurality of irradiation optical paths 3a. A single condenser lens 18 is shared by the plurality of optical paths 3a, 3b, 3c, and 3d, and the solder supply nozzle 4 penetrates through the center hole 18a of the condenser lens 18. As shown in FIG. Then, during soldering, as shown in FIG. 6, the laser light L of the plurality of irradiation optical paths 3a surrounds the irradiation center O at the soldering point 2, and as shown in FIGS. , with respect to the irradiation center O, the beam is irradiated while maintaining an angle at which it does not hit the linear solder 8 supplied from the solder supply nozzle 4 .

図6に示した例では、レーザー光Lがランド11に照射されていて、リード12に直接照射されていないが、前記ランド11で反射されたレーザー光Lがリード12に間接的に照射されるため、該リード12も加熱される。しかし、前記平行レンズ17aの焦点を変えたり、前記集光レンズ18からはんだ付けポイント2までの距離を調整するなどしてレーザー光Lのスポット径を大きくすることにより、レーザー光Lを、前記ランド11とリード12の両方に跨るようにして直接照射することもできる。 In the example shown in FIG. 6, the land 11 is irradiated with the laser beam L, and the lead 12 is not directly irradiated. Therefore, the lead 12 is also heated. However, by changing the focus of the parallel lens 17a or by adjusting the distance from the condenser lens 18 to the soldering point 2, the spot diameter of the laser light L can be increased. It is also possible to irradiate directly across both 11 and lead 12 .

前記複数の照射用光路3aに接続された複数の半導体レーザー素子15は、前記制御装置14により、前記ランド11やリード12の形状等に応じてレーザー光Lの出力を個々に制御することができ、その制御により、はんだ付けポイント2に照射される複数のレーザー光Lの強度分布を任意に変更することができる。 The plurality of semiconductor laser elements 15 connected to the plurality of irradiation optical paths 3a can individually control the outputs of the laser beams L according to the shapes of the lands 11 and the leads 12 by the control device 14. , the control can arbitrarily change the intensity distribution of the plurality of laser beams L applied to the soldering point 2 .

そして、前記レーザー光Lの照射ではんだ付けポイント2が所定の温度にまで加熱されると、はんだ供給装置6から送られる線状はんだ8が、前記はんだ供給ノズル4からはんだ付けポイント2に供給されてはんだ付けが行われる。このとき前記線状はんだ8は、図7に示すようにランド11に向けて供給され、該ランド11に接触することにより溶融してはんだ付けポイント2全体に拡散する。しかし、前記線状はんだ8は、リード12の側面に接触するように供給することもできる。この場合、前記はんだ供給ノズル4を、照射中心Oの近傍に該照射中心Oに対して若干傾斜した状態に配置することにより、前記線状はんだ8を、前記リード12の側面下端部寄りの位置に向けて斜め下向きに供給することができる。 Then, when the soldering point 2 is heated to a predetermined temperature by the irradiation of the laser beam L, the linear solder 8 sent from the solder supply device 6 is supplied from the solder supply nozzle 4 to the soldering point 2. Hand soldering is performed. At this time, the linear solder 8 is supplied toward the land 11 as shown in FIG. However, the solder wire 8 can also be supplied so as to contact the sides of the leads 12 . In this case, by arranging the solder supply nozzle 4 in the vicinity of the irradiation center O in a state slightly inclined with respect to the irradiation center O, the linear solder 8 is applied to a position near the lower end of the side surface of the lead 12. can be fed obliquely downward toward the

また、このとき前記複数の照射用光路3aのレーザー光Lは、図5及び図7に示すように、前記照射中心Oに対し、はんだ供給ノズル4から供給される線状はんだ8に当たらない角度で前記ランド11に照射されるため、前記線状はんだ8は、はんだ付けポイント2に接触する前にレーザー光Lで溶融されることがない。このため、線状はんだ8の溶融した部分が球状になり、それが該線状はんだ8の先端に付着したままになることではんだの供給に支障を来すというようなことがない。 Further, at this time, as shown in FIGS. 5 and 7, the laser beams L of the plurality of irradiation optical paths 3a are set at an angle with respect to the irradiation center O so as not to hit the linear solder 8 supplied from the solder supply nozzle 4. , the linear solder 8 is not melted by the laser beam L before contacting the soldering point 2 . For this reason, the melted portion of the solder wire 8 becomes spherical and remains attached to the tip of the solder wire 8, thereby preventing the supply of solder from being hindered.

また、前記はんだ付け時に、前記ガス供給装置7からの不活性ガスが、前記第1ガス流路5の先端の噴射口5aから、前記照射用光路3aのレーザー光Lの周りを取り囲むと共に、前記はんだ付けポイント2の周りを取り囲むように噴射される。 Further, during the soldering, the inert gas from the gas supply device 7 surrounds the laser light L of the irradiation optical path 3a from the injection port 5a at the tip of the first gas flow path 5, and the It is sprayed so as to surround the soldering point 2 .

前記第1ガス流路5は、図5から明らかなように、前記照射ヘッド1の先端に取り付けられた円錐状の光路カバー20の内部に形成されている。該光路カバー20は、円錐状をした内筒20aと円錐状をした外筒20bとからなる二重構造をしていて、前記内筒20aと外筒20bとの間に前記第1ガス流路5が形成され、該光路カバー20の先端に、不活性ガスを前記はんだ付けポイント2の周りを取り囲むように噴射するためのリング状の前記噴射口5aが形成されており、該光路カバー20の基端部には、前記第1ガス流路5をガス供給装置7に接続するための接続部21が形成されている。従って、前記第1ガス流路5は、前記集光レンズ18から出射される複数のレーザー光Lの周りを円錐状に取り囲み、その先端に、不活性ガスを前記はんだ付けポイント2の周りを取り囲むように噴射するリング状の前記噴射口5aを有するものである。前記第1ガス流路5の流路幅(内筒20aと外筒20bとの間隔)は、前記光路カバー20の基端側から先端側に向けて次第に狭くなっている。 As is clear from FIG. 5, the first gas flow path 5 is formed inside a conical optical path cover 20 attached to the tip of the irradiation head 1 . The optical path cover 20 has a double structure consisting of a conical inner cylinder 20a and a conical outer cylinder 20b. 5 is formed at the tip of the optical path cover 20, and the ring-shaped injection port 5a for injecting the inert gas so as to surround the soldering point 2 is formed at the tip of the optical path cover 20. A connection portion 21 for connecting the first gas flow path 5 to the gas supply device 7 is formed at the base end portion. Therefore, the first gas flow path 5 surrounds the plurality of laser beams L emitted from the condenser lens 18 in a conical shape, and the tip of the first gas flow path 5 surrounds the soldering point 2 with an inert gas. It has the ring-shaped injection port 5a that injects as described above. The channel width of the first gas channel 5 (the interval between the inner cylinder 20a and the outer cylinder 20b) is gradually narrowed from the base end side of the optical path cover 20 toward the tip side thereof.

そして、前記第1ガス流路5からの不活性ガスの噴射により、前記はんだ付けポイント2は不活性ガスの雰囲気に包まれる。このため、前記ランド11やリード12及びはんだ8の酸化が防止され、溶融したはんだの濡れ広がりが円滑に進行するだけでなく、大気が遮断されることにより該大気中の異物がはんだに付着するのが防止される。また、前記光路カバー20と、該光路カバー20から噴射される不活性ガスとが、前記はんだ付けポイント2を取り囲むことによって該はんだ付けポイント2が外部から遮断されるため、線状はんだ8の溶融時に発生するはんだボールの周囲への飛散が防止される。この結果、高品質のはんだ付けが行われることになる。図8は、はんだ付け後のはんだ付けポイント2の状態を示している。前記不活性ガスは、その噴射によってはんだ付けポイントが冷却されないように、流路の適宜位置に設けたヒーターによって適度の温度にまで加熱、昇温させた状態で噴射することが望ましい。
このようにして1つのはんだ付けポイント2のはんだ付けが終了すると、制御装置14によって照射ヘッド1とプリント基板10とが相対的に変移させられることにより、全てのはんだ付けポイント2が次々にはんだ付けされる。
Then, the soldering point 2 is enveloped in an atmosphere of inert gas by jetting the inert gas from the first gas passage 5 . As a result, the lands 11, the leads 12, and the solder 8 are prevented from being oxidized, and the molten solder spreads smoothly. is prevented. In addition, since the soldering point 2 is blocked from the outside by the optical path cover 20 and the inert gas jetted from the optical path cover 20 surrounding the soldering point 2, the linear solder 8 is melted. Splashing of solder balls to the surroundings, which sometimes occurs, is prevented. This results in high quality soldering. FIG. 8 shows the state of the soldering points 2 after soldering. It is preferable that the inert gas is heated to an appropriate temperature by a heater provided at an appropriate position in the flow path and then jetted so that the soldering point is not cooled by the jet.
When the soldering of one soldering point 2 is completed in this way, the irradiation head 1 and the printed circuit board 10 are displaced relatively by the control device 14, so that all the soldering points 2 are soldered one after another. be done.

ここで、前記3つの観察用光路3b,3c,3dのうち1つは、前記はんだ付けポイント2を撮像するための撮像用光路3b、他の1つは、前記はんだ付けポイント2に照明光を照射するための照明用光路3c、残りの1つは、前記はんだ付けポイント2の温度を測定するための測定用光路3dである。 Here, one of the three observation optical paths 3b, 3c, and 3d is the imaging optical path 3b for imaging the soldering point 2, and the other is the imaging optical path 3b for illuminating the soldering point 2. An illumination beam path 3c for illumination, the remaining one is a measurement beam path 3d for measuring the temperature of said soldering point 2. FIG.

前記撮像用光路3bは、図9に示すように、CCDカメラ23と、該CCDカメラ23に接続された導光ファイバー24と、該導光ファイバー24とはんだ付けポイント2との間に介在する平行レンズ17b及び集光レンズ18とを有し、該平行レンズ17b及び集光レンズ18を通してはんだ付けポイント2の像を前記CCDカメラ23で撮像する。CCDカメラ23で撮像されたはんだ付けポイント2の画像は、不図示のモニターに表示される。そして、前記CCDカメラによる画像は、例えばはんだ付けに先立って行われるティーチング作業時に、はんだ付けポイント2に対するレーザー光の照射位置やはんだの供給位置等を設定する場合などに利用される。 As shown in FIG. 9, the imaging optical path 3b includes a CCD camera 23, a light guide fiber 24 connected to the CCD camera 23, and a parallel lens 17b interposed between the light guide fiber 24 and the soldering point 2. and a condensing lens 18, and the image of the soldering point 2 is picked up by the CCD camera 23 through the parallel lens 17b and the condensing lens 18. FIG. An image of the soldering point 2 captured by the CCD camera 23 is displayed on a monitor (not shown). The image obtained by the CCD camera is used, for example, when setting the irradiation position of the laser beam to the soldering point 2, the solder supply position, etc. during the teaching work performed prior to soldering.

また、前記照明用光路3cは、図10に示すように、光源25と、該光源25とはんだ付けポイント2との間に介在する平行レンズ17c及び集光レンズ18とを有し、前記ティーチング作業時等に、前記光源25からの照明光Lcを、前記平行レンズ17c及び集光レンズ18を通して前記はんだ付けポイント2に照射する。 10, the illumination optical path 3c has a light source 25, and a parallel lens 17c and a condensing lens 18 interposed between the light source 25 and the soldering point 2. At times, the soldering point 2 is irradiated with illumination light Lc from the light source 25 through the parallel lens 17c and the condensing lens .

さらに、前記測定用光路3dは、図11に示すように、赤外線放射温度計26と、該放射温度計26とはんだ付けポイント2との間に介在する平行レンズ17d及び集光レンズ18とを有し、前記はんだ付けポイント2から放射される赤外光Ldを前記集光レンズ18及び平行レンズ17dを通して前記放射温度計26で受光することにより、前記はんだ付けポイント2の温度を測定し、測定した温度に基づいて、前記制御装置14により、前記半導体レーザー素子15の出力やレーザー光Lの照射時間等の制御や、はんだ付け工程全般にわたる制御が行われる。 Further, the measurement optical path 3d has an infrared radiation thermometer 26, and a parallel lens 17d and a condensing lens 18 interposed between the radiation thermometer 26 and the soldering point 2, as shown in FIG. Then, the infrared light Ld emitted from the soldering point 2 is received by the radiation thermometer 26 through the condenser lens 18 and the parallel lens 17d, and the temperature of the soldering point 2 is measured. Based on the temperature, the controller 14 controls the output of the semiconductor laser element 15, the irradiation time of the laser light L, and controls the entire soldering process.

前記3つの観察用光路3b,3c,3dは、図2に示すように、前記照射用光路3a2つ置きに1つの観察用光路3b又は3c又は3dが配置されている。換言すれば、照射用光路3aと照射用光路3aとの間に観察用光路3b,3c,3dを1つずつ配置することにより、該観察用光路3b,3c,3d同士が直接隣り合わないようにして、前記3つの観察用光路3b,3c,3dが、前記照射中心Oの周りに等角度(筋の例では120度)間隔で配置されている。これは、前記観察用光路3b,3c,3d同士が直接隣り合った場合に、その部分で隣接する照射用光路3a,3a間の間隔が大きく広がることにより、はんだ付けポイント2に対するレーザー光Lの照射むらが生じるのを防止するためである。しかし、前記3つの観察用光路3b,3c,3dは、それらを複数の光路のどの位置に配置するかは任意であり、必ずしも図1及び図2のような順番で配置する必要はない。 Of the three observation optical paths 3b, 3c, and 3d, one observation optical path 3b, 3c, or 3d is arranged every two irradiation optical paths 3a, as shown in FIG. In other words, by arranging the observation optical paths 3b, 3c and 3d one by one between the irradiation optical path 3a and the irradiation optical path 3a, the observation optical paths 3b, 3c and 3d are not directly adjacent to each other. The three observation optical paths 3b, 3c, and 3d are arranged around the irradiation center O at equal angular intervals (120 degrees in the example of a stripe). This is because, when the observation optical paths 3b, 3c, and 3d are directly adjacent to each other, the distance between the adjacent irradiation optical paths 3a and 3a is greatly widened at that portion, so that the laser beam L is projected onto the soldering point 2. This is to prevent irradiation unevenness from occurring. However, the positions of the three observation optical paths 3b, 3c, and 3d in the plurality of optical paths are arbitrary, and they do not necessarily have to be arranged in the order shown in FIGS.

前記3つの観察用光路3b,3c,3dの平行レンズ17b,17c,17dは、前記6つの照射用光路3aの平行レンズ17aと同じ平面S内において同じ円周上に位置しており、また該観察用光路3b,3c,3dの集光レンズ18は、前記照射用光路3aの集光レンズ18と共通である。しかし、前記集光レンズ18は、各光路3a,3b,3c,3d毎に独立するものであっても良い。その場合、独立する複数の集光レンズ18は、前記はんだ供給ノズル4を照射中心Oに沿って配置することができるように配置される必要がある。 The parallel lenses 17b, 17c and 17d of the three observation optical paths 3b, 3c and 3d are located on the same circumference in the same plane S as the parallel lenses 17a of the six illumination optical paths 3a. The condenser lens 18 for the observation optical paths 3b, 3c, and 3d is common to the condenser lens 18 for the irradiation optical path 3a. However, the condenser lens 18 may be independent for each of the optical paths 3a, 3b, 3c and 3d. In that case, a plurality of independent condenser lenses 18 must be arranged so that the solder supply nozzle 4 can be arranged along the irradiation center O.

このように、前記照射用光路3aと前記観察用光路3b,3c,3dとを、前記照射ヘッド1に前述した態様で組み込むことにより、これらの観察用光路3b,3c,3dを前記照射ヘッド1に外付けした場合に比べ、前記照射ヘッド1即ちはんだ付け装置を、小形化かつ軽量化することが可能になる。 Thus, by incorporating the irradiation optical path 3a and the observation optical paths 3b, 3c, and 3d into the irradiation head 1 in the manner described above, these observation optical paths 3b, 3c, and 3d are integrated into the irradiation head 1. It is possible to reduce the size and weight of the irradiation head 1, that is, the soldering device, as compared with the case where the soldering head is attached to the outside.

また、前記照射ヘッド1には、前記第1ガス流路5の他に、第2ガス流路27を設けることができる。この2ガス流路27は、図12に概略的に示すように、前記はんだ供給ノズル4を取り囲むように配設された流路筒28の内部に形成される。この流路筒28は、内筒28a及び外筒28bからなる二重円筒状をしていて、前記内筒28aと外筒28bとの間に前記第2ガス流路27が形成され、該流路筒28の先端(下端)に、不活性ガスを噴射するためのリング状の噴射口27aがはんだ供給ノズル4を取り囲むように形成されている。しかし、この第2ガス流路27は、前記第1ガス流路5があれば必ずしも必要ではない。 Further, the irradiation head 1 can be provided with a second gas flow path 27 in addition to the first gas flow path 5 . The two-gas flow path 27 is formed inside a flow tube 28 arranged so as to surround the solder supply nozzle 4, as schematically shown in FIG. The channel cylinder 28 has a double cylindrical shape comprising an inner cylinder 28a and an outer cylinder 28b, and the second gas channel 27 is formed between the inner cylinder 28a and the outer cylinder 28b. A ring-shaped injection port 27 a for injecting inert gas is formed at the tip (lower end) of the passage tube 28 so as to surround the solder supply nozzle 4 . However, the second gas flow path 27 is not necessarily required if the first gas flow path 5 is provided.

前記第1実施形態においては、前記照射用光路3aが6つ設けられているが、該照射用光路3aの数は6つより多くても少なくても良く、1つであっても構わない。照射用光路3aが1つの場合には、図13及び図14に示す第2実施形態のように、照射ヘッド1に4つの光路、即ち、前記照射用光路3aと、撮像用光路3bと、照明用光路3cと、測定用光路3dとが、照射中心Oの周りに90度間隔で配置される。しかし、前記4つの光路3a,3b,3c,3dは、必ずしも正確に等間隔で配置されている必要はなく、相互間の角度が若干異なっていても良い。また、前記4つの光路3a,3b,3c,3dの位置関係も任意である。 Although six irradiation optical paths 3a are provided in the first embodiment, the number of irradiation optical paths 3a may be more or less than six, or may be one. When there is one irradiation optical path 3a, as in the second embodiment shown in FIGS. An optical path 3c for measurement and an optical path 3d for measurement are arranged around the irradiation center O at intervals of 90 degrees. However, the four optical paths 3a, 3b, 3c, and 3d do not necessarily have to be arranged at exactly equal intervals, and the angles between them may be slightly different. Also, the positional relationship among the four optical paths 3a, 3b, 3c, and 3d is arbitrary.

また、このように照射用光路3aが1つの場合には、はんだ付けポイント2として、1つのレーザー光Lではんだ付けポイント2全体を短時間で均等に加熱することができるように、図3及び図4に示すような環状のランド11とリード12とからなるものよりも、例えば図15に示すように、プリント基板10に形成された平らな線状の端子30と、電子部品の平らな線状又はピン状の端子31とからなるものであることが好ましい。 In the case where there is one irradiation optical path 3a as described above, the soldering point 2 can be uniformly heated with one laser beam L in a short time as shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 15, a flat linear terminal 30 formed on a printed circuit board 10 and a flat wire of an electronic component are used instead of the annular land 11 and lead 12 shown in FIG. It is preferable that the terminal 31 has a shape or a pin shape.

図16は、本発明の第3実施形態の要部を示すもので、この第3実施形態のはんだ付け装置の照射ヘッド1Aは、不活性ガスを噴射するためのガス流路34,35と、はんだが溶融した際に発生するヒュームを吸引するための吸引流路36とを有している。 FIG. 16 shows a main part of a third embodiment of the present invention. An irradiation head 1A of a soldering apparatus according to the third embodiment includes gas flow paths 34 and 35 for injecting inert gas, and a suction channel 36 for sucking fumes generated when the solder melts.

このため、前記照射ヘッド1Aの先端には、内筒32a及び外筒32bからなる全体として円錐状をした二重構造の光路カバー32が取り付けられ、該光路カバー32の前記内筒32aと外筒32bとの間に、前記吸引流路36が形成されると共に、前記光路カバー32の先端に、前記吸引流路36に通じるリング状の吸引口36aが形成されている。 For this reason, at the tip of the irradiation head 1A, an optical path cover 32 having a conical double structure consisting of an inner cylinder 32a and an outer cylinder 32b is attached. 32 b , and a ring-shaped suction port 36 a communicating with the suction flow path 36 is formed at the tip of the optical path cover 32 .

また、前記はんだ供給ノズル4の外周には、内筒33a及び外筒33bからなる二重円筒状をした流路筒33が取り付けられ、該流路筒33の前記内筒33aと外筒33bとの間に、不活性ガスを噴射するための内側ガス流路34が形成されると共に、前記流路筒33の外周と前記光路カバー32の内周との間に、不活性ガスを噴射するための外側ガス流路35が形成され、前記内側ガス流路34は前記ガス供給装置7に接続され、前記外側ガス流路35も、前記照射ヘッド1の内部に形成された連通路35aを通じて前記ガス供給装置7に接続されている。前記内側ガス流路34及び外側ガス流路35は、前記光路カバー32で覆われているため、該光路カバー32の内部に形成されているということができる。 A double-cylindrical channel tube 33 composed of an inner tube 33a and an outer tube 33b is attached to the outer circumference of the solder supply nozzle 4. The inner tube 33a and the outer tube 33b of the channel tube 33 An inner gas flow path 34 for injecting an inert gas is formed between them, and an inert gas is injected between the outer circumference of the flow tube 33 and the inner circumference of the optical path cover 32. The inner gas flow path 34 is connected to the gas supply device 7, and the outer gas flow path 35 is also connected to the gas through a communication path 35a formed inside the irradiation head 1. It is connected to the supply device 7 . Since the inner gas channel 34 and the outer gas channel 35 are covered with the optical path cover 32 , it can be said that they are formed inside the optical path cover 32 .

前記第3実施形態において、はんだ付け時に、前記内側ガス流路34及び外側ガス流路35を通じて前記ガス供給装置7からの不活性ガスが、図16に矢印aで示すように、はんだ付けポイント2に向けて供給される。一方、前記はんだ付け時に発生するヒュームを含むエアは、図16に矢印bで示すように、前記吸引口36aから吸引流路36内に吸引され、前記吸引装置37で濾過されることにより浄化されたあと、大気に排出される。 In the third embodiment, during soldering, the inert gas from the gas supply device 7 flows through the inner gas flow path 34 and the outer gas flow path 35 to the soldering point 2 as indicated by the arrow a in FIG. supplied to On the other hand, the air containing fumes generated during the soldering is sucked into the suction channel 36 from the suction port 36a and filtered by the suction device 37 as indicated by the arrow b in FIG. It is then released into the atmosphere.

前記ガス供給装置7及び吸引装置37は、前記制御装置14に接続されており、該制御装置14による前記ガス供給装置7及び吸引装置37の制御によって、前記内側ガス流路34及び外側ガス流路35からの不活性ガスの噴射量や噴射速度、及び、前記ヒュームを含むエアの前記吸引流路36への吸引量や吸引速度等が制御される。
なお、前記第3実施形態の前述した構成及び作用以外の構成及び作用は、前記第1実施形態又は第2実施形態の場合と実質的に同じである。
The gas supply device 7 and the suction device 37 are connected to the control device 14. By controlling the gas supply device 7 and the suction device 37 by the control device 14, the inner gas flow path 34 and the outer gas flow path are controlled. The injection amount and injection speed of the inert gas from 35, the suction amount and suction speed of the air containing the fume to the suction flow path 36, and the like are controlled.
The configuration and action of the third embodiment other than the configuration and action described above are substantially the same as those of the first embodiment or the second embodiment.

なお、前記各実施形態において、前記はんだ供給ノズル4から供給されるはんだは線状はんだ8であるが、必ずしも線状はんだ8でなくても良く、一定の長さに切断されたはんだ片であっても、あるいは、はんだペーストであっても良い。この場合、前記はんだ片又ははんだペーストは、前記はんだ供給ノズル4から落下又は噴出するような状態で前記はんだ付けポイント2に供給される。 In each of the above-described embodiments, the solder supplied from the solder supply nozzle 4 is the linear solder 8, but the solder may not necessarily be the linear solder 8, and may be a solder piece cut into a predetermined length. Alternatively, it may be solder paste. In this case, the solder flakes or solder paste are delivered to the soldering points 2 in such a manner that they drop or squirt from the solder delivery nozzle 4 .

1 照射ヘッド
2 はんだ付けポイント
3a 照射用光路
3b 撮像用光路
3c 照明用光路
3d 測定用光路
4 はんだ供給ノズル
5 第1ガス流路
15 半導体レーザー素子
16 光ファイバー
17a,17b,17c,17d 平行レンズ
18 集光レンズ
20,32 光路カバー
20a,32a 内筒
20b,32b 外筒
23 CCDカメラ
25 光源
26 放射温度計
27 第2ガス流路
27a 噴射口
28 流路筒
28a 内筒
28b 外筒
34 内側ガス流路
35 外側ガス流路
36 吸引流路
36a 吸引口
L レーザー光
Reference Signs List 1 irradiation head 2 soldering point 3a irradiation optical path 3b imaging optical path 3c illumination optical path 3d measurement optical path 4 solder supply nozzle 5 first gas flow path 15 semiconductor laser element 16 optical fibers 17a, 17b, 17c, 17d parallel lens 18 collection Optical lens 20, 32 Optical path cover 20a, 32a Inner cylinder 20b, 32b Outer cylinder 23 CCD camera 25 Light source 26 Radiation thermometer 27 Second gas channel 27a Injection port 28 Channel cylinder 28a Inner cylinder 28b Outer cylinder 34 Inner gas channel 35 outer gas channel 36 suction channel 36a suction port
L laser light

Claims (10)

レーザー光を照射するための照射ヘッドを有し、
前記照射ヘッドは、該照射ヘッドの中心である照射中心を取り囲むように配置された複数の光路と、前記照射中心又は該照射中心の近傍に配置されたはんだ供給ノズルとを有し、
前記複数の光路は、はんだ付けポイントにレーザー光を照射するための少なくとも1つの照射用光路と、前記はんだ付けポイントを撮像するための撮像用光路と、前記はんだ付けポイントに照明光を照射するための照明用光路と、前記はんだ付けポイントの温度を測定するための測定用光路とを含み、
前記照射用光路は、レーザー光の出力を制御可能な半導体レーザー素子と、該半導体レーザー素子に接続された光ファイバーと、該光ファイバーから出射されるレーザー光を平行光にする平行レンズと、該平行レンズから出射されたレーザー光を集光する集光レンズとを有し、
前記照射用光路のレーザー光は、前記照射中心に対し、前記はんだ供給ノズルからはんだ付けポイントに供給されるはんだに当たらない角度を保って前記はんだ付けポイントに照射される、
ことを特徴とするレーザーハンダ付け装置。
Having an irradiation head for irradiating laser light,
The irradiation head has a plurality of optical paths arranged to surround an irradiation center, which is the center of the irradiation head, and a solder supply nozzle arranged at or near the irradiation center,
The plurality of optical paths include at least one irradiation optical path for irradiating a soldering point with laser light, an imaging optical path for imaging the soldering point, and an illumination light for irradiating the soldering point. and a measuring optical path for measuring the temperature of the soldering point,
The irradiation optical path includes a semiconductor laser element capable of controlling the output of laser light, an optical fiber connected to the semiconductor laser element, a parallel lens for collimating the laser light emitted from the optical fiber, and the parallel lens. and a condenser lens for condensing the laser beam emitted from
The laser light on the irradiation optical path is irradiated to the soldering point while maintaining an angle with respect to the irradiation center that does not hit the solder supplied from the solder supply nozzle to the soldering point.
A laser soldering device characterized by:
前記照射用光路は複数あり、該複数の照射用光路のレーザー光は、前記照射中心に対し、前記はんだ供給ノズルから供給されるはんだに当たらない角度を保った状態で、前記はんだ付けポイントに前記照射中心を取り囲むように照射される、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザーハンダ付け装置。
There are a plurality of irradiation optical paths, and the laser beams of the plurality of irradiation optical paths reach the soldering point while maintaining an angle with respect to the irradiation center that does not impinge on the solder supplied from the solder supply nozzle. Irradiated so as to surround the irradiation center,
2. The laser soldering apparatus according to claim 1, wherein:
前記はんだ付けポイントに不活性ガスを供給するための第1ガス流路を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザーハンダ付け装置。 3. A laser soldering apparatus according to claim 1, further comprising a first gas passage for supplying inert gas to said soldering point. 前記第1ガス流路は、前記集光レンズから出射されるレーザー光の周りを円錐状に取り囲み、先端に、不活性ガスを前記はんだ付けポイントを取り囲むように噴射するリング状の噴射口を有することを特徴とする請求項3に記載のレーザーハンダ付け装置。 The first gas flow path has a conical shape surrounding the laser beam emitted from the condenser lens, and has a ring-shaped injection port at the tip for injecting inert gas so as to surround the soldering point. 4. A laser soldering apparatus according to claim 3, characterized in that: 前記照射ヘッドの先端に、内筒及び外筒からなる全体として円錐状をなす二重構造の光路カバーが取り付けられ、該光路カバーは、前記複数の光路の周りを円錐状に取り囲み、前記内筒と外筒との間に前記第1ガス流路が形成されていることを特徴とする請求項4に記載のレーザーハンダ付け装置。 At the tip of the irradiation head, an optical path cover having a double-structured cone shape as a whole including an inner cylinder and an outer cylinder is attached, the optical path cover surrounds the plurality of optical paths in a conical shape, 5. The laser soldering apparatus according to claim 4, wherein the first gas flow path is formed between the and the outer cylinder. 前記はんだ付けポイントに不活性ガスを供給するための第2ガス流路を有し、
前記第2ガス流路は、前記はんだ付けノズルを取り囲む二重円筒状をした流路筒の内筒と外筒との間に形成されていることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のレーザーハンダ付け装置。
having a second gas flow path for supplying inert gas to the soldering point;
6. The second gas passageway according to claim 1, wherein the second gas passageway is formed between an inner cylinder and an outer cylinder of a double-cylindrical passage cylinder surrounding the soldering nozzle. A laser soldering apparatus as described in .
前記はんだ付けポイントに不活性ガスを供給するためのガス流路と、はんだ付け時に発生するヒュームを吸引するための吸引流路とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザーハンダ付け装置。 3. The laser soldering device according to claim 1, further comprising a gas channel for supplying inert gas to said soldering point and a suction channel for sucking fumes generated during soldering. attachment device. 前記照射ヘッドの先端に、内筒及び外筒からなる全体として円錐状をなす二重構造の光路カバーが取り付けられ、該光路カバーは、前記複数の光路の周りを円錐状に取り囲み、前記内筒と外筒との間に前記吸引流路が形成されると共に、前記光路カバーの先端に、前記吸引流路に通じるリング状の吸引口が形成され、前記光路カバーの内部に前記ガス流路が形成されていることを特徴とする請求項7に記載のレーザーハンダ付け装置。 At the tip of the irradiation head, an optical path cover having a double-structured cone shape as a whole including an inner cylinder and an outer cylinder is attached, the optical path cover surrounds the plurality of optical paths in a conical shape, and the outer cylinder, a ring-shaped suction port communicating with the suction flow path is formed at the tip of the optical path cover, and the gas flow path is formed inside the optical path cover. 8. The laser soldering device according to claim 7, wherein the laser soldering device is formed. 前記ガス流路は、前記はんだ付けノズルを取り囲む二重円筒状をした流路筒の内筒と外筒との間に形成された内側流路と、前記光路カバーの内周と前記流路筒の外周との間に形成された外側流路とを有することを特徴とする請求項7又は8に記載のレーザーハンダ付け装置。 The gas flow path includes an inner flow path formed between an inner tube and an outer tube of a double cylindrical flow tube surrounding the soldering nozzle, an inner circumference of the optical path cover and the flow tube. 9. The laser soldering device according to claim 7, further comprising an outer flow path formed between the outer periphery of the laser soldering device. 前記撮像用光路は、CCDカメラと、該CCDカメラとはんだ付けポイントとの間に介在する平行レンズ及び集光レンズとを有し、該平行レンズ及び集光レンズを通してはんだ付けポイントの像を前記CCDカメラで撮像し、
前記照明用光路は、光源と、該光源とはんだ付けポイントとの間に介在する平行レンズ及び集光レンズとを有し、前記光源からの照明光を、前記平行レンズ及び集光レンズを通して前記はんだ付けポイントに照射し、
前記測定用光路は、放射温度計と、該放射温度計とはんだ付けポイントとの間に介在する平行レンズ及び集光レンズとを有し、前記はんだ付けポイントから放射される赤外光を前記集光レンズ及び平行レンズを通して前記放射温度計で受光することにより、前記はんだ付けポイントの温度を測定する、
ことを特徴とする請求項1から9の何れかに記載のレーザーハンダ付け装置。
The imaging optical path has a CCD camera and a parallel lens and a condensing lens interposed between the CCD camera and the soldering point. captured by a camera,
The illumination optical path has a light source and a parallel lens and a condenser lens interposed between the light source and the soldering point, and the illumination light from the light source passes through the parallel lens and the condenser lens. Irradiate the attachment point,
The measurement optical path has a radiation thermometer, and a parallel lens and a condenser lens interposed between the radiation thermometer and the soldering point, and collects the infrared light emitted from the soldering point. measuring the temperature of the soldering point by receiving light with the radiation thermometer through an optical lens and a collimating lens;
10. The laser soldering apparatus according to any one of claims 1 to 9, characterized in that:
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