JP2023123076A - Laser device for solder processing - Google Patents

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正樹 井上
Masaki Inoue
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Ushio Denki KK
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Ushio Denki KK
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Abstract

To provide a laser device for solder processing which enables solder processing with excellent quality, even if a solder processing part is irradiated with a plurality of laser beams of different wavelengths.SOLUTION: A laser device for solder processing includes: a plurality of first laser elements for emitting a first laser beam of an infrared wavelength region; a plurality of second laser beams for emitting a second laser beam of a blue wavelength range; a condensing optical system which makes both of the first and second laser beams incident thereon; a light source module mounted with the first and second laser elements, and the condensing optical system; an optical fiber which is connected to the light source module, and makes both the first and second laser beams passing through the condensing optical system incident thereon; an irradiation head which makes the first and second laser beams propagated through the optical fiber incident thereon; an irradiation optical system which is stored inside the irradiation head and guides the first and second laser beams; and an irradiation port which irradiates a solder processing part with the first and second laser beams guided through the irradiation optical system.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ハンダ処理に用いるレーザ装置に関する。 The present invention relates to a laser device used for soldering.

ハンダ処理工程として、レーザ光照射によるハンダ処理工法(「レーザソルダリング」とも称される)が知られている。電子部品をプリント基板にハンダ処理するに際し、レーザソルダリングは従来のハンダごてを用いた工法と比較すると、基板に対して非接触でハンダ処理を行うことができるなどのメリットがある。 As a soldering process, a soldering method using laser light irradiation (also referred to as “laser soldering”) is known. When soldering electronic components to a printed circuit board, laser soldering has the advantage of being able to perform soldering without contacting the circuit board, compared to the conventional method using a soldering iron.

レーザ光を使用して、電子部品をプリント基板にハンダ処理する従来の方法について、図10A~図10Dを参照して説明する。図10Aは、プリント基板50に形成された端子51に、電子部品53から延伸するリード52を、照射ヘッド55から照射されるレーザ光L10とハンダ供給部56から供給される線状ハンダ54を使用してハンダ処理する状況を模式的に示す図面である。この詳細な手順について、図10B~図10Dを参照して説明する。 A conventional method of soldering electronic components to a printed circuit board using laser light will now be described with reference to FIGS. 10A-10D. FIG. 10A uses a lead 52 extending from an electronic component 53 to a terminal 51 formed on a printed circuit board 50, a laser beam L10 emitted from an irradiation head 55, and a linear solder 54 supplied from a solder supply unit 56. FIG. 10 is a drawing schematically showing a state in which soldering is carried out. This detailed procedure will be described with reference to FIGS. 10B-10D.

まず、図10Bに示すように、レーザ光L10を端子51とリード52とに照射することにより、当該端子51とリード52の予備加熱を行う。次に、図10Cに示すように、線状ハンダ54をハンダ処理部位P10に供給しつつ、レーザ光L10により溶融させ、溶融したハンダ(溶融ハンダ)54aをハンダ処理部位P10全体に拡散させる。その後、図10Dに示すように、拡散した溶融ハンダ54aをレーザ光L10で加熱することで、当該端子51及びリード52とハンダの結合部に合金層を形成する。これにより、ハンダ処理が完了する。 First, as shown in FIG. 10B, the terminal 51 and the lead 52 are preheated by irradiating the terminal 51 and the lead 52 with the laser beam L10. Next, as shown in FIG. 10C, the linear solder 54 is melted by the laser beam L10 while being supplied to the soldering portion P10, and the melted solder (molten solder) 54a is diffused over the entire soldering portion P10. After that, as shown in FIG. 10D, by heating the diffused molten solder 54a with the laser beam L10, an alloy layer is formed at the junction between the terminal 51 and the lead 52 and the solder. This completes the soldering process.

レーザ光L10は、一般的には赤外波長域のレーザ光であるが、端子51及びリード52の材質や線状ハンダ54のレーザ光の吸収率に応じて、波長が選択される。端子51、リード52又は線状ハンダ54の吸収率が高い波長のレーザ光L10を用いることにより、ハンダ処理部位P10の加熱速度が速まるため、ハンダ処理に要する時間が短縮できる。ハンダ処理に要する時間が短縮できれば、プリント基板や電子部品への加熱によるダメージを最小限にでき、ハンダ処理の品質が向上することが期待できる。 The wavelength of the laser light L10 is generally selected in accordance with the materials of the terminals 51 and the leads 52 and the laser light absorption rate of the linear solder 54 . By using the laser light L10 having a wavelength at which the terminal 51, the lead 52, or the linear solder 54 has a high absorption rate, the heating rate of the soldering portion P10 is increased, so that the time required for soldering can be shortened. If the time required for soldering can be shortened, damage to printed circuit boards and electronic components due to heating can be minimized, and the quality of soldering can be expected to improve.

ハンダ処理部位P10を構成する、端子51やリード52の主材料は、一般に銅又は金である。また、ハンダ(54,54a)の主材料は、錫である。図11は、銅、金及び錫の、光の波長別の吸収率を示すグラフである。図11に示すように、銅及び金の場合は、波長800nm~1000nmの赤外波長域のレーザ光よりも、波長400nm~500nmの青色波長域のレーザ光の吸収率が格段に高い。一方で、錫の場合は、波長に対する吸収率の依存性が銅及び金と比べて小さく、赤外波長域のレーザ光を用いた加熱が十分可能である。このため、ハンダ処理に際して、赤外波長域のレーザ光と共に青色波長域のレーザ光を使用することも行われている。 The main material of the terminals 51 and leads 52, which constitute the soldered portion P10, is generally copper or gold. Also, the main material of the solder (54, 54a) is tin. FIG. 11 is a graph showing the absorptance of copper, gold, and tin according to light wavelength. As shown in FIG. 11, in the case of copper and gold, the absorptivity of laser light in the blue wavelength range of 400 nm to 500 nm is much higher than that of infrared laser light of 800 nm to 1000 nm. On the other hand, in the case of tin, the dependence of the absorptivity on wavelength is smaller than that of copper and gold, and heating using laser light in the infrared wavelength range is sufficiently possible. For this reason, laser light in the blue wavelength range is sometimes used together with laser light in the infrared wavelength range in soldering.

例えば、下記特許文献1には、赤外波長域と青色波長域の両方のレーザ光を使用するハンダ処理装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 below discloses a solder processing apparatus that uses laser light in both the infrared wavelength region and the blue wavelength region.

特開2013-103263JP 2013-103263

しかしながら、鋭意研究の結果、本発明者は、上記特許文献1のように、赤外波長域のレーザ光と青色波長域のレーザ光とを用いてハンダ処理を行った場合、ハンダ処理の品質が低下しやすいことに気づいた。一方で、ハンダ処理の品質を高めるべく、レーザ光の照射線量を高めると、基板に対して損傷が生じやすくなることが確認された。 However, as a result of intensive research, the present inventor found that when soldering is performed using a laser beam in the infrared wavelength region and a laser beam in the blue wavelength region as in Patent Document 1, the quality of the soldering treatment is reduced. I have noticed that it tends to go down. On the other hand, it was confirmed that if the irradiation dose of the laser beam is increased in order to improve the quality of the soldering process, damage to the substrate is more likely to occur.

本発明者は、この点に関してさらに検討を進めた結果、赤外波長域のレーザ光と青色波長域のレーザ光の照射位置にズレが生じやすく、その結果、ハンダ処理の品質が低下しやすくなるのではないかと推察した。端子やリードは、青色波長域のレーザ光で予備加熱された後、拡散した溶融ハンダとともに赤外波長域のレーザ光で加熱され、ハンダとの結合部で合金層を形成する。このため、これらのレーザ光の照射位置のズレが大きいと、一方のレーザ光の加熱が程度良く行えても、他方のレーザ光の加熱が十分ではなかったり、逆に加熱をし過ぎてしまう、という問題が生じやすい。この結果、従来の方法によれば、品質の良いハンダ処理が実現できない場合があると考えられる。 As a result of further studies on this point, the present inventors found that the irradiation positions of the laser light in the infrared wavelength range and the laser light in the blue wavelength range are likely to be displaced, and as a result, the quality of the soldering process is likely to deteriorate. I guessed that. The terminals and leads are preheated with laser light in the blue wavelength range and then heated together with the diffused molten solder with laser light in the infrared wavelength range to form an alloy layer at the junction with the solder. Therefore, if there is a large deviation in the irradiation positions of these laser beams, even if one laser beam can be heated to a satisfactory degree, the other laser beam is not sufficiently heated, or conversely, the heating is excessive. problem is likely to occur. As a result, according to the conventional method, it may not be possible to achieve high-quality soldering.

本発明は、上記事情に基づき、波長の異なる複数のレーザ光をハンダ処理部位に照射する場合でも、品質良くハンダ処理が可能なハンダ処理用レーザ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Based on the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a soldering laser apparatus capable of performing high-quality soldering even when a plurality of laser beams having different wavelengths are irradiated onto a soldering portion.

本発明に係るハンダ処理用レーザ装置は、
赤外波長域の第一レーザ光を発する複数の第一レーザ素子と、
青色波長域の第二レーザ光を発する複数の第二レーザ素子と、
前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の両者が入射可能な集光光学系と、
前記第一レーザ素子、前記第二レーザ素子、及び前記集光光学系を搭載する光源モジュールと、
前記光源モジュールに対して接続されており、前記集光光学系を通過した前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の両者が入射可能な光ファイバと、
前記光ファイバを通じて伝搬された前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光が入射可能な照射ヘッドと、
前記照射ヘッドの内部に収容され、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を導光する照射光学系と、
前記照射光学系を介して導光された前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を、前記照射ヘッドの外部に位置するハンダ処理部位に向けて照射する照射口とを備える。
The laser device for soldering according to the present invention comprises:
a plurality of first laser elements that emit first laser light in an infrared wavelength range;
a plurality of second laser elements that emit second laser light in the blue wavelength range;
a condensing optical system capable of receiving both the first laser beam and the second laser beam;
a light source module equipped with the first laser element, the second laser element, and the condensing optical system;
an optical fiber connected to the light source module and capable of receiving both the first laser beam and the second laser beam that have passed through the condensing optical system;
an irradiation head capable of receiving the first laser beam and the second laser beam propagated through the optical fiber;
an irradiation optical system that is housed inside the irradiation head and guides the first laser beam and the second laser beam;
and an irradiation port for irradiating the first laser beam and the second laser beam guided through the irradiation optical system toward a solder processing portion positioned outside the irradiation head.

レーザ光の照射位置のズレが生じる原因として、光源モジュールから照射ヘッドにレーザ光を伝搬する光ファイバの接続位置のズレや、レーザ光を照射部位に導光する光学系の配置のズレなどが挙げられる。仮に、前記第一レーザ素子と前記第二レーザ素子をそれぞれ別々の光源モジュールに搭載すると、光源モジュールから照射ヘッドにレーザ光を伝搬する光ファイバがそれぞれ必要となるため、上述した光ファイバの接続位置にズレが生じる確率が高まる。一方で、上記構成によれば、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を伝搬する光ファイバが共通であるため、光ファイバの接続位置のズレについての影響を従来よりも小さくできるので、それぞれのレーザ光の照射位置のズレが生じにくく、品質の良いハンダ処理を行うことができる。なお、「前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の両者が入射可能な集光光学系」との記載は、集光光学系に対して、第一レーザ光及び第二レーザ光が「同時に」入射される場合に限らず、同一のタイミング下においては、第一レーザ光のみが入射されるものの、別のタイミング下においては、第二レーザ光のみが入射される場合も含まれる。 Causes of deviation in the irradiation position of the laser light include deviation in the connection position of the optical fiber that propagates the laser light from the light source module to the irradiation head, and deviation in the arrangement of the optical system that guides the laser light to the irradiation site. be done. If the first laser element and the second laser element are mounted on separate light source modules, optical fibers for propagating laser light from the light source modules to the irradiation head are required, respectively. There is a high probability that deviations will occur in On the other hand, according to the above configuration, since the optical fiber that propagates the first laser beam and the second laser beam is shared, the influence of the misalignment of the connection position of the optical fiber can be made smaller than in the conventional case. Therefore, it is possible to perform high-quality soldering without causing deviation of the irradiation position of the laser beam. It should be noted that the description of "a condensing optical system that allows both the first laser beam and the second laser beam to enter" means that the first laser beam and the second laser beam "simultaneously It is not limited to the case of incidence, but includes the case where only the first laser beam is incident under the same timing, but only the second laser beam is incident under different timing.

また、プリント基板に対してレーザソルダリングを行うに際しては、品質の良いハンダ処理とともに、作業効率の向上が求められる。したがって、プリント基板上の複数のハンダ処理部位に対して、連続的にハンダ処理を行うにあたっては、なるべく高速で照射ヘッドが動作されるのが好ましい。一方で、昨今の集積回路の精緻化に伴い、プリント基板の回路パターンはより複雑で微細なものとなっており、照射ヘッドの動作もより高速かつ緻密なものとなる。このため、照射ヘッドの動作による振動影響が蓄積し、照射ヘッド内の光学系の位置ズレが生じ、レーザ光の照射位置のズレが生じる懸念もある。しかし、上記構成によれば、照射ヘッド内の照射光学系について、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光に対して共通のものが使用できるため、上述したような照射ヘッドの動作による振動影響が抑制され、それぞれのレーザ光の照射位置のズレが生じにくく、品質の良いハンダ処理を行うことができる。 In addition, when laser soldering is performed on a printed circuit board, it is required to improve work efficiency as well as soldering with good quality. Therefore, it is preferable to operate the irradiation head as fast as possible when performing soldering continuously on a plurality of soldering portions on the printed circuit board. On the other hand, as integrated circuits become more sophisticated in recent years, circuit patterns on printed circuit boards have become more complicated and finer, and the operation of irradiation heads has also become faster and more precise. Therefore, there is a concern that the influence of vibration due to the operation of the irradiation head is accumulated, the position of the optical system in the irradiation head is shifted, and the irradiation position of the laser light is shifted. However, according to the above configuration, a common irradiation optical system in the irradiation head can be used for the first laser beam and the second laser beam. is suppressed, the deviation of the irradiation positions of the respective laser beams is less likely to occur, and high-quality soldering can be performed.

さらに、照射ヘッド内の照射光学系がそれぞれのレーザ光に対して共通であるため、照射ヘッドをコンパクトに設計することができる。 Furthermore, since the irradiation optical system in the irradiation head is common to each laser beam, the irradiation head can be designed compactly.

また、レーザ装置のメンテナンスや、消耗品の交換作業を想定した場合、光学系や光ファイバの取付に際しては、上述したような配置のズレを防ぐために細心の注意が必要である。上記構成によれば、前記第一レーザ光と前記第二レーザ光について、光ファイバ及び照射ヘッド内の照射光学系が共通であるため、メンテナンス等の交換作業における作業負担を軽減することができる。 Further, when considering the maintenance of the laser device and the replacement of consumables, when attaching the optical system and the optical fiber, it is necessary to take the utmost care to prevent the above-described misalignment of the arrangement. According to the above configuration, since the optical fiber and the irradiation optical system in the irradiation head are common for the first laser beam and the second laser beam, it is possible to reduce the work load in replacement work such as maintenance.

前記ハンダ処理用レーザ装置は、照射面において、前記第二レーザ光のスポット径が前記第一レーザ光のスポット径よりも小さいものとしても構わない。 In the soldering laser device, the spot diameter of the second laser beam may be smaller than the spot diameter of the first laser beam on the irradiation surface.

上述したように、赤外波長域のレーザ光はハンダを含むハンダ処理部位の全体に照射され、青色波長域のレーザ光は端子やリードに照射されることが想定される。また、一般的に、プリント基板に施されている基板レジストは青色波長域の吸収率が高いため、青色波長域のレーザ光がプリント基板に照射されると、プリント基板が劣化しやすい。よって、青色波長域のレーザ光は、端子やリードを除く照射対象外の領域に照射されにくいようにスポット径を小さくし、ハンダ処理部位の全体に照射する赤外波長域のレーザ光のスポット径を大きくすることが好ましい。すなわち、照射面において、前記第二レーザ光のスポット径が前記第一レーザ光のスポット径よりも小さいものとすることで、品質の良いハンダ処理を行うことができる。 As described above, it is assumed that the laser light in the infrared wavelength range will irradiate the entire soldered portion including the solder, and the laser light in the blue wavelength range will irradiate the terminals and leads. In general, a substrate resist applied to a printed circuit board has a high absorptivity in the blue wavelength range, so that when the printed circuit board is irradiated with laser light in the blue wavelength range, the printed circuit board is likely to deteriorate. Therefore, the spot diameter of the laser light in the blue wavelength region is made small so that it is difficult to irradiate areas other than the terminals and leads, and the spot diameter of the laser light in the infrared wavelength region that is irradiated to the entire soldering area is is preferably increased. That is, by making the spot diameter of the second laser beam smaller than the spot diameter of the first laser beam on the irradiated surface, it is possible to perform high-quality soldering.

なお、レーザ光のスポット径は、例えばビームプロファイラ等を用いて計測した結果に基づいて決定される。典型的には、光強度が最大強度の1/e2になる位置をスポット径として構わない。 Note that the spot diameter of the laser beam is determined based on the result of measurement using a beam profiler or the like, for example. Typically, the spot diameter may be the position where the light intensity is 1/e 2 of the maximum intensity.

前記ハンダ処理用レーザ装置は、前記光源モジュールにおいて、同じ波長域のレーザ素子が配列する方向を行としたときに、前記第一レーザ素子の行数が、前記第二レーザ素子の行数よりも多いものとしても構わない。 In the soldering laser device, in the light source module, the number of rows of the first laser elements is larger than the number of rows of the second laser elements when the direction in which the laser elements of the same wavelength range are arranged is defined as rows. It doesn't matter if there are many.

光源モジュールにおいて、レーザ素子から出射されるレーザ光は、集光光学系で集光されて、光ファイバに入射する。後に詳述するように、レーザ光が集光光学系に入射する際の、入射面におけるレーザ光が分布する面積が大きいと、照射ヘッドから照射されるレーザ光のスポット径は大きくなる。同じ波長域のレーザ素子が配列する方向を行としたときに、レーザ素子の行数を多くすれば、集光光学系の入射面におけるレーザ光が分布する面積を大きくできる。よって、第一レーザ素子の行数が、第二レーザ素子の行数よりも多いものとすれば、照射面において、第一レーザ光のスポット径が第二レーザ光のスポット径よりも大きいものとでき、品質の良いハンダ処理を行うことができる。 In the light source module, laser light emitted from a laser element is condensed by a condensing optical system and enters an optical fiber. As will be described in detail later, when the laser light is distributed over a large area on the incident surface when the laser light is incident on the condensing optical system, the spot diameter of the laser light emitted from the irradiation head increases. If the number of rows of laser elements is increased, the area in which the laser light is distributed on the incident surface of the condensing optical system can be increased. Therefore, if the number of rows of the first laser element is larger than the number of rows of the second laser element, the spot diameter of the first laser beam is larger than that of the second laser beam on the irradiated surface. It is possible to perform high-quality soldering.

前記ハンダ処理用レーザ装置は、前記第一レーザ素子から前記光ファイバまでの前記第一レーザ光の光路長が、前記第二レーザ素子から前記光ファイバまでの前記第二レーザ光の光路長よりも短いものとしてもよい。 In the soldering laser device, the optical path length of the first laser light from the first laser element to the optical fiber is longer than the optical path length of the second laser light from the second laser element to the optical fiber. It may be short.

前記ハンダ処理レーザ装置は、前記照射ヘッド内に配置され、前記照射光学系と分岐して連絡された撮像光学系を更に備え、
前記照射光学系は、前記第一レーザ光と同一波長を含む第一赤外波長帯に属する第一赤外光及び前記第二レーザ光と同一波長を含む青色波長帯に属する青色光と、前記青色光よりも長波長且つ前記第一赤外光よりも短波長の波長帯に属する非青色可視光とを、選択的に分離する第一波長分離光学系を含み、
前記撮像光学系は、前記第一波長分離光学系よりも光路上の後段の位置に撮像素子を含み、
前記光ファイバから入射した前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光は、いずれも前記第一波長分離光学系に入射されると前記照射口に導かれ、
前記照射口から入射された可視光に含まれる前記非青色可視光は、前記第一波長分離光学系に入射されると前記撮像光学系内の前記撮像素子に導かれるものとしても構わない。
The solder processing laser device further comprises an imaging optical system arranged in the irradiation head and branched and communicated with the irradiation optical system,
The irradiation optical system comprises first infrared light belonging to a first infrared wavelength band including the same wavelength as the first laser light, blue light belonging to a blue wavelength band including the same wavelength as the second laser light, and A first wavelength separation optical system that selectively separates non-blue visible light belonging to a wavelength band longer than blue light and shorter than the first infrared light,
The imaging optical system includes an imaging element at a position subsequent to the first wavelength separation optical system on the optical path,
Both the first laser light and the second laser light incident from the optical fiber are guided to the irradiation port when incident on the first wavelength separation optical system,
The non-blue visible light included in the visible light incident from the irradiation port may be guided to the imaging device in the imaging optical system when incident on the first wavelength separating optical system.

ハンダ処理の品質を確認する方法として、ハンダ処理中や処理後のハンダの形状を観察する方法が知られている。一般的に、端子及びリードとハンダが接する境界部分に、滑らかな裾拡がりの曲面が存在するかどうかでハンダ処理の品質を定性的に判断できる。そのため、ハンダ処理の様子を観察しながら、ハンダ処理を行うことで、照射条件の修正などが迅速に行うことができ、品質の良いハンダ処理を行うことができる。 As a method for confirming the quality of soldering, a method of observing the shape of solder during or after soldering is known. In general, the quality of soldering can be qualitatively judged by checking whether or not there is a curved surface with a smooth bottom spread at the boundary where terminals and leads are in contact with solder. Therefore, by performing the soldering process while observing the state of the soldering process, it is possible to quickly correct the irradiation conditions and perform the soldering process with high quality.

本発明に係るハンダ処理用レーザ装置は、照射光学系として、第一レーザ光と同一波長である第一赤外光及び第二レーザ光と同一波長である青色光と、前記青色光よりも長波長且つ前記第一赤外光よりも短波長の非青色可視光とを、選択的に分離する第一波長分離光学系を含み、撮像光学系として、第一波長分離光学系よりも光路上の後段の位置に撮像素子を含む。これにより、光ファイバから入射した第一レーザ光及び第二レーザ光は、いずれも第一波長分離光学系に入射されると照射口に導かれる。また、照射口から入射された外部の環境光由来の可視光に含まれる非青色可視光は、第一波長分離光学系に入射されると撮像光学系内の撮像素子に導かれ、ハンダ処理部位の観察を行うことが可能となる。ここで、波長分離光学系には、ダイクロイックミラーやバンドパスフィルタ等を用いることができる。 The laser device for soldering according to the present invention includes, as an irradiation optical system, a first infrared light having the same wavelength as the first laser light, a blue light having the same wavelength as the second laser light, and a longer wavelength than the blue light. including a first wavelength separation optical system that selectively separates non-blue visible light having a wavelength shorter than that of the first infrared light; An imaging element is included in the rear stage. As a result, both the first laser beam and the second laser beam that have entered from the optical fiber are guided to the irradiation port when entering the first wavelength separating optical system. Further, the non-blue visible light contained in the visible light derived from the external ambient light incident from the irradiation port is guided to the imaging element in the imaging optical system when incident on the first wavelength separation optical system, and the soldered portion can be observed. Here, a dichroic mirror, a bandpass filter, or the like can be used for the wavelength separation optical system.

なお、「選択的に分離」とは、ある波長帯A1に属する光a1と、別の波長帯A2に属する光a2とが混合して入射された場合において、光a1に対する透過率が70%以上であって反射率が30%未満である一方、光a2に対する透過率が30%未満であって反射率が70%以上であるものとして構わない。より好ましくは、光a1に対する透過率が80%以上であって反射率が20%未満である一方、光a2に対する透過率が20%未満であって反射率が80%以上であるものとして構わない。 Note that "selectively separated" means that when light a1 belonging to a certain wavelength band A1 and light a2 belonging to another wavelength band A2 are mixed and entered, the transmittance for the light a1 is 70% or more. and the reflectance is less than 30%, while the transmittance for the light a2 is less than 30% and the reflectance is 70% or more. More preferably, the transmittance for the light a1 is 80% or more and the reflectance is less than 20%, while the transmittance for the light a2 is less than 20% and the reflectance is 80% or more. .

前記第一波長分離光学系は、前記第一赤外光及び前記青色光を透過して前記非青色可視光を反射するダイクロイックミラーとしても構わない。 The first wavelength separation optical system may be a dichroic mirror that transmits the first infrared light and the blue light and reflects the non-blue visible light.

前記撮像光学系は、前記第一波長分離光学系と前記撮像素子との間の光路上の位置に、前記第一赤外光及び前記青色光と、前記非青色可視光とを選択的に分離する第二波長分離光学系を有し、
前記第二波長分離光学系を通過した前記非青色可視光は、前記撮像素子に導かれるものとしても構わない。
The imaging optical system selectively separates the first infrared light, the blue light, and the non-blue visible light at a position on an optical path between the first wavelength separation optical system and the imaging device. having a second wavelength separation optical system for
The non-blue visible light that has passed through the second wavelength separation optical system may be guided to the imaging device.

上述したように、第一波長分離光学系は、第一レーザ光と同一波長である第一赤外光及び第二レーザ光と同一波長である青色光と、前記青色光よりも長波長且つ前記第一赤外光よりも短波長の非青色可視光とを、選択的に分離する。しかし、例えばダイクロイックミラー等の第一波長分離光学系のみによって、両者の光を完全に分離することは難しい場合がある。すなわち、一部の前記青色光は前記非青色可視光と完全には分離されず、前記非青色可視光とともに、撮像素子に入射することが想定される。このように、第二レーザ光由来の青色光が撮像素子に入射すると、撮像素子においてハレーションを起こし、観察像が白くぼやけて、ハンダ処理部位の観察を行う妨げになる場合がある。よって、上記構成においては、第一波長分離光学系と撮像素子との間の光路上の位置に、前記第一赤外光及び前記青色光と、前記非青色可視光とを選択的に分離する第二波長分離光学系を配置する。仮に、第一波長分離光学系及び第二波長分離光学系の双方ともが、入射された複数の波長帯の光を完全に分離することができなかったとしても、例えば複数枚のダイクロイックミラーを通過させることで、青色光が非青色可視光の進行する側に混在する割合を大幅に低下できる。この結果、第二波長分離光学系を通過した前記非青色可視光が、撮像素子に導かれることで、撮像素子に入射する青色光が低減し、ハレーションを抑制して、ハンダ処理部位の観察を行うことが可能となる。 As described above, the first wavelength separation optical system includes the first infrared light having the same wavelength as the first laser light, the blue light having the same wavelength as the second laser light, and the It selectively separates non-blue visible light having a shorter wavelength than the first infrared light. However, it may be difficult to completely separate the two lights only by the first wavelength separation optical system such as a dichroic mirror. That is, it is assumed that part of the blue light is not completely separated from the non-blue visible light and enters the imaging device together with the non-blue visible light. In this way, when the blue light derived from the second laser beam is incident on the imaging device, halation may occur in the imaging device, and the observed image may become white and blurry, hindering observation of the soldered portion. Therefore, in the above configuration, the first infrared light, the blue light, and the non-blue visible light are selectively separated at a position on the optical path between the first wavelength separation optical system and the imaging device. A second wavelength separation optical system is arranged. Even if both the first wavelength separation optical system and the second wavelength separation optical system cannot completely separate the incident light of multiple wavelength bands, for example, it can pass through multiple dichroic mirrors. By doing so, it is possible to greatly reduce the proportion of blue light mixed on the side where non-blue visible light travels. As a result, the non-blue visible light that has passed through the second wavelength separation optical system is guided to the imaging device, thereby reducing blue light incident on the imaging device, suppressing halation, and observing the soldered portion. can be done.

前記ハンダ処理用レーザ装置は、前記照射ヘッド内に配置され、前記照射光学系と分岐して連絡された温度計測光学系を更に備え、
前記照射光学系は、前記第一レーザ光と同一波長を含む第一赤外波長帯に属する第一赤外光及び前記第二レーザ光と同一波長を含む青色波長帯に属する青色光と、前記第一赤外光よりも長波長の第二赤外波長帯に属する第二赤外光とを、選択的に分離する第一波長分離光学系を含み、
前記温度計測光学系は、前記第一波長分離光学系よりも光路上の後段の位置に放射温度センサを含み、
前記光ファイバから入射した前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光は、いずれも前記第一波長分離光学系に入射されると前記照射口に導かれ、
前記照射口から入射された前記ハンダ処理部位が出射する前記第二赤外光は、前記第一波長分離光学系に入射されると前記温度計測光学系内の前記放射温度センサに導かれるものとしても構わない。
The solder processing laser device further comprises a temperature measurement optical system arranged in the irradiation head and branched and communicated with the irradiation optical system,
The irradiation optical system comprises first infrared light belonging to a first infrared wavelength band including the same wavelength as the first laser light, blue light belonging to a blue wavelength band including the same wavelength as the second laser light, and including a first wavelength separation optical system that selectively separates the second infrared light belonging to the second infrared wavelength band having a longer wavelength than the first infrared light,
The temperature measurement optical system includes a radiation temperature sensor at a position subsequent to the first wavelength separation optical system on the optical path,
Both the first laser light and the second laser light incident from the optical fiber are guided to the irradiation port when incident on the first wavelength separation optical system,
The second infrared light emitted from the soldered portion that is incident from the irradiation port is guided to the radiation temperature sensor in the temperature measurement optical system when the second infrared light is incident on the first wavelength separation optical system. I don't mind.

ハンダ処理の品質は、ハンダ処理中のハンダ処理部位の温度(以下、「ハンダ処理温度」と便宜上記載する。)に影響される。また、使用するハンダの融点及びプリント基板の耐熱性によって、適切なハンダ処理温度が異なる。そのため、ハンダ処理温度を計測しながらハンダ処理を行うことで、照射条件の修正などを迅速に行うことができ、品質の良いハンダ処理を行うことができる。 The quality of soldering is affected by the temperature of the soldered portion during soldering (hereinafter referred to as "soldering temperature" for convenience). Also, the appropriate soldering temperature differs depending on the melting point of the solder used and the heat resistance of the printed circuit board. Therefore, by performing the soldering while measuring the soldering temperature, it is possible to quickly correct the irradiation conditions, etc., and perform the soldering with high quality.

本発明に係るハンダ処理用レーザ装置は、照射光学系として、第一レーザ光と同一波長である第一赤外光及び第二レーザ光と同一波長である青色光と、前記第一赤外光よりも長波長の第二赤外光とを、選択的に分離する第一波長分離光学系を含み、温度計測光学系として、第一波長分離光学系よりも光路上の後段の位置に放射温度センサを含む。これにより、光ファイバから入射した第一レーザ光及び第二レーザ光は、いずれも第一波長分離光学系に入射されると照射口に導かれる。また、照射口から入射されたハンダ処理部位が出射する第二赤外光は、第一波長分離光学系に入射されると放射温度センサに導かれ、ハンダ処理温度の計測を行うことが可能となる。 The laser device for soldering according to the present invention includes, as an irradiation optical system, first infrared light having the same wavelength as the first laser light, blue light having the same wavelength as the second laser light, and the first infrared light. A first wavelength separation optical system that selectively separates the second infrared light having a longer wavelength than the first wavelength separation optical system. Including sensors. As a result, both the first laser beam and the second laser beam that have entered from the optical fiber are guided to the irradiation port when entering the first wavelength separating optical system. In addition, the second infrared light emitted from the soldered portion that is incident from the irradiation port is guided to the radiation temperature sensor when it is incident on the first wavelength separation optical system, and the soldering temperature can be measured. Become.

前記照射ヘッドは、前記光ファイバが連結されている箇所から、前記照射口側を臨んだときに、前記照射口の近傍において前記照射口に近づくほどに幅が狭い外観形状を呈しているものとしても構わない。 It is assumed that the irradiation head exhibits an external shape in which the width becomes narrower as the irradiation port is approached in the vicinity of the irradiation port when the irradiation port side is viewed from the location where the optical fiber is connected. I don't mind.

本発明に係るハンダ処理用レーザ装置によれば、波長の異なる複数のレーザ光をハンダ処理部位に照射する場合でも、品質の良いハンダ処理が可能となる。 According to the soldering laser apparatus according to the present invention, even when a plurality of laser beams having different wavelengths are irradiated onto a soldering portion, it is possible to perform soldering with high quality.

本発明に係るハンダ処理用レーザ装置の第一実施形態の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a first embodiment of a soldering laser device according to the present invention, and is a cross-sectional view of an irradiation head; 光源モジュールの内部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure inside a light source module. 図2AをX方向に見た時の模式図である。FIG. 2B is a schematic diagram when FIG. 2A is viewed in the X direction; 光源モジュール内の第一レーザ光の光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical path of the 1st laser beam in a light source module. 光源モジュール内の第二レーザ光の光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical path of the 2nd laser beam in a light source module. 図3Aにおいて点線D1で示した集光レンズの入射面における、第一レーザ光の分布を示す概念図である。FIG. 3B is a conceptual diagram showing the distribution of the first laser light on the incident surface of the condenser lens indicated by the dotted line D1 in FIG. 3A. 図3Bにおいて点線D1で示した集光レンズの入射面における、第二レーザ光の分布を示す概念図である。FIG. 3C is a conceptual diagram showing the distribution of the second laser light on the incident surface of the condenser lens indicated by the dotted line D1 in FIG. 3B. 図1の照射ヘッド部分を拡大してレーザ光の光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical path of a laser beam by enlarging an irradiation head part of FIG. 図1の照射ヘッド部分を拡大して環境光由来の可視光の光路を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical path of visible light derived from ambient light by enlarging the irradiation head portion of FIG. 1 ; 本発明に係るハンダ処理用レーザ装置の第二実施形態の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of a soldering laser apparatus according to the present invention, and is a diagram showing a section of an irradiation head. 本発明に係るハンダ処理用レーザ装置の第一実施形態の変形例の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a modified example of the first embodiment of the solder processing laser apparatus according to the present invention, and is a diagram showing a cross section of an irradiation head. 本発明に係るハンダ処理用レーザ装置の第一実施形態の他の変形例の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of another modified example of the first embodiment of the soldering laser device according to the present invention, and is a diagram showing the irradiation head in cross section. レーザ光を使用して、電子部品をプリント基板にハンダ処理する方法を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the method of soldering an electronic component to a printed circuit board using a laser beam. レーザ光を使用して、電子部品をプリント基板にハンダ処理する方法を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the method of soldering an electronic component to a printed circuit board using a laser beam. レーザ光を使用して、電子部品をプリント基板にハンダ処理する方法を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the method of soldering an electronic component to a printed circuit board using a laser beam. レーザ光を使用して、電子部品をプリント基板にハンダ処理する方法を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the method of soldering an electronic component to a printed circuit board using a laser beam. 銅、金及び錫の光の波長別の吸収率を示すグラフである。4 is a graph showing absorptivity of copper, gold, and tin according to wavelength of light.

以下、本発明に係るハンダ処理用レーザ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。 Hereinafter, a laser device for soldering according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following drawings are all schematic illustrations, and the dimensional ratios and numbers in the drawings do not necessarily match the actual dimensional ratios and numbers.

[全体構成]
図1は、本発明に係るハンダ処理用レーザ装置1の一実施形態の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。ハンダ処理用レーザ装置1は光源モジュール2と、光ファイバ3と、照射ヘッド4と、照射口5とを備える。
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of a soldering laser apparatus 1 according to the present invention, and is a cross-sectional view of an irradiation head. A solder processing laser device 1 includes a light source module 2 , an optical fiber 3 , an irradiation head 4 and an irradiation port 5 .

光源モジュール2内に、図2を参照して後述する、複数の第一レーザ素子、複数の第二レーザ素子及び集光光学系が搭載されている。光ファイバ3は、光源モジュール2に接続され、第一レーザ素子が発する第一レーザ光及び第二レーザ素子が発する第二レーザ光の両者が入射可能である。光ファイバ3を通じて伝搬された第一レーザ光及び第二レーザ光が、照射ヘッド4に入射される。照射ヘッド4内には、後述する照射光学系20が収容されており、照射光学系20を介して導光された第一レーザ光及び第二レーザ光が、照射口5から照射ヘッド4の外部に照射される。 In the light source module 2, a plurality of first laser elements, a plurality of second laser elements, and a condensing optical system, which will be described later with reference to FIG. 2, are mounted. The optical fiber 3 is connected to the light source module 2, and both the first laser light emitted by the first laser element and the second laser light emitted by the second laser element can enter. The first laser beam and the second laser beam propagated through the optical fiber 3 enter the irradiation head 4 . An irradiation optical system 20, which will be described later, is accommodated in the irradiation head 4, and the first laser beam and the second laser beam guided through the irradiation optical system 20 are emitted from the irradiation port 5 to the outside of the irradiation head 4. is irradiated to

[光源モジュール]
光源モジュール2の内部の構成を、図2A及び図2Bを用いて説明する。図2Aは光源モジュール2の内部の構成を示す模式図である。以下の各図では、レーザ素子がレーザ光を出射する方向をZ方向とし、Z方向に直交し、かつ互いに直交する方向をそれぞれX方向及びY方向とする、X-Y-Z座標系が必要に応じて適宜併記されている。この定義を用いて説明すると、図2Bは図2AをX方向に見た時の模式図である。また、図2A及び図2Bでは、一部のレーザ光の進行の態様が一点鎖線にて模式的に図示されている。以下の図面においても同様である。
[Light source module]
The internal configuration of the light source module 2 will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a schematic diagram showing the internal configuration of the light source module 2. FIG. In each figure below, an XYZ coordinate system is required in which the direction in which the laser element emits laser light is the Z direction, and the directions that are orthogonal to the Z direction and are orthogonal to each other are the X direction and the Y direction, respectively. are listed as appropriate. Using this definition, FIG. 2B is a schematic diagram of FIG. 2A viewed in the X direction. In addition, in FIGS. 2A and 2B, modes of progress of part of the laser light are schematically illustrated by dashed-dotted lines. The same applies to the following drawings.

なお、以下の説明では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「+X方向」、「-X方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「X方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「X方向」と記載されている場合には、「+X方向」と「-X方向」の双方が含まれる。Y方向及びZ方向についても同様である。 In the following description, when distinguishing between positive and negative directions when expressing directions, positive and negative signs are added, such as “+X direction” and “−X direction”. Moreover, when expressing a direction without distinguishing between positive and negative directions, it is simply described as “X direction”. That is, in the present specification, the term “X direction” includes both “+X direction” and “−X direction”. The same applies to the Y direction and Z direction.

図2Aに示すように、光源モジュール2は、赤外波長域の第一レーザ光L1を発する複数の第一レーザ素子11と、青色波長域の第二レーザ光L2を発する複数の第二レーザ素子12とを搭載する。第一レーザ光L1のピーク波長の波長域は、800nm~1000nmが好ましく、より好ましい波長域としては、800nm~815nm、870nm~890nm又は970nm~990nmが挙げられる。一方、第二レーザ光L2のピーク波長の波長域は、400nm~500nmが好ましく、より好ましくは、440nm~470nmである。 As shown in FIG. 2A, the light source module 2 includes a plurality of first laser elements 11 that emit first laser light L1 in the infrared wavelength range, and a plurality of second laser elements that emit second laser light L2 in the blue wavelength range. 12 are mounted. The wavelength range of the peak wavelength of the first laser light L1 is preferably 800 nm to 1000 nm, more preferably 800 nm to 815 nm, 870 nm to 890 nm, or 970 nm to 990 nm. On the other hand, the wavelength range of the peak wavelength of the second laser beam L2 is preferably 400 nm to 500 nm, more preferably 440 nm to 470 nm.

なお、図2Aでは、一部のレーザ光の進行の態様が一点鎖線にて模式的に図示されているが、レーザ光の進行の態様については、後に図3A及び図3Bを用いて詳述される。本実施形態においては、第一レーザ素子11が14個、第二レーザ素子12が4個搭載される例が示されている。また、同じ波長域のレーザ素子が配列する方向、すなわちX方向を行としたとき、本実施形態においては、第一レーザ素子11の行数は2行、第二レーザ素子12の行数は1行である例が示されている。 In FIG. 2A, a mode of progress of part of the laser light is schematically illustrated by a dashed line, but the mode of progress of the laser light will be described later in detail with reference to FIGS. 3A and 3B. be. In this embodiment, an example in which fourteen first laser elements 11 and four second laser elements 12 are mounted is shown. Further, when the direction in which the laser elements of the same wavelength range are arranged, that is, the X direction is defined as rows, in this embodiment, the number of rows of the first laser elements 11 is two, and the number of rows of the second laser elements 12 is one. A line example is shown.

光源モジュール2は、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2の両者が入射可能な集光光学系13を搭載する。また、図2Aに示すように、光源モジュール2は、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2が入射されるダイクロイックミラー17を備えてもよい。例えば、ダイクロイックミラー17は、第一レーザ光L1を透過し、第二レーザ光L2を反射するものであり、ダイクロイックミラー17を通過した第一レーザ光L1と、ダイクロイックミラー17で反射した第二レーザ光L2とが、共通の光軸方向(+Y方向)に進行して、集光光学系13に入射される。図2Aでは、集光光学系13が、平凹レンズ16、コリメータレンズ15、及び集光レンズ14を備える例が図示されているが、平凹レンズ16及びコリメータレンズ15を備えるか否かは任意である。 The light source module 2 is equipped with a condensing optical system 13 into which both the first laser beam L1 and the second laser beam L2 can be incident. Further, as shown in FIG. 2A, the light source module 2 may include a dichroic mirror 17 into which the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are incident. For example, the dichroic mirror 17 transmits the first laser beam L1 and reflects the second laser beam L2. The light L<b>2 travels in the common optical axis direction (+Y direction) and enters the condensing optical system 13 . FIG. 2A shows an example in which the condensing optical system 13 includes the plano-concave lens 16, the collimator lens 15, and the condensing lens 14, but it is optional whether or not the plano-concave lens 16 and the collimator lens 15 are provided. .

図2Aに示すように、光源モジュール2は、反射ミラー18a,18b,18cを備えてもよい。例えば、反射ミラー18a,18bは、それぞれの第一レーザ素子11から出射された第一レーザ光L1の進行方向を+Y方向に統一させた状態で、ダイクロイックミラー17に向かわせるために設けられる。また、反射ミラー18cは、それぞれの第二レーザ素子12から出射された第二レーザ光L2の進行方向を-X方向に統一させた状態で、ダイクロイックミラー17に向かわせるために設けられる。 As shown in FIG. 2A, the light source module 2 may comprise reflective mirrors 18a, 18b, 18c. For example, the reflecting mirrors 18a and 18b are provided to direct the traveling directions of the first laser beams L1 emitted from the respective first laser elements 11 toward the dichroic mirror 17 in the +Y direction. Further, the reflecting mirror 18c is provided to direct the traveling directions of the second laser beams L2 emitted from the respective second laser elements 12 toward the dichroic mirror 17 in a state of being unified in the -X direction.

また、図2Bに示すように、光源モジュール2は、反射ミラー19を備えてもよい。この反射ミラー19は、例えば階段状に配置されており、異なるレーザ素子から出射された同一波長帯のレーザ光を、そのレーザ光同士の間隔を狭めつつダイクロイックミラー17側に向かわせる目的で設けられる。 The light source module 2 may also include a reflective mirror 19, as shown in FIG. 2B. The reflecting mirror 19 is arranged, for example, in a stepped pattern, and is provided for the purpose of directing laser beams of the same wavelength band emitted from different laser elements toward the dichroic mirror 17 while narrowing the distance between the laser beams. .

第一レーザ光L1が進行する光路について、図3Aを用いてより詳細に説明する。図3Aは光源モジュール内の第一レーザ光L1の光路を示す模式図である。第一レーザ素子11から+Z方向に出射された第一レーザ光L1は、図2B及び図3Aに示すように、反射ミラー19に入射して+Y方向に進行する。第一レーザ素子11が配列する2行のうち、-X側の行に属する第一レーザ素子11から出射された第一レーザ光L1は、反射ミラー19に入射して+Y方向に進行した後、ダイクロイックミラー17に入射して、平凹レンズ16に入射する。一方で、第一レーザ素子11が配列する2行のうち、+X側の行に属する第一レーザ素子11から出射された第一レーザ光L1は、反射ミラー19に入射して+Y方向に進行し、反射ミラー18aで-X方向に向かって反射された後、さらに反射ミラー18bで+Y方向に向かって反射され、ダイクロイックミラー17に入射して、平凹レンズ16に入射する。反射ミラー18bは、前述の-X側の行に属する第一レーザ素子11から出射された第一レーザ光L1の光路と重ならない位置に配置されている。 The optical path along which the first laser beam L1 travels will be described in more detail with reference to FIG. 3A. FIG. 3A is a schematic diagram showing the optical path of the first laser beam L1 within the light source module. The first laser beam L1 emitted from the first laser element 11 in the +Z direction is incident on the reflection mirror 19 and travels in the +Y direction, as shown in FIGS. 2B and 3A. Of the two rows in which the first laser elements 11 are arranged, the first laser light L1 emitted from the first laser element 11 belonging to the row on the -X side enters the reflecting mirror 19 and travels in the +Y direction, It enters the dichroic mirror 17 and enters the plano-concave lens 16 . On the other hand, of the two rows in which the first laser elements 11 are arranged, the first laser light L1 emitted from the first laser element 11 belonging to the row on the +X side enters the reflecting mirror 19 and travels in the +Y direction. , is reflected in the −X direction by the reflecting mirror 18 a , is further reflected in the +Y direction by the reflecting mirror 18 b , enters the dichroic mirror 17 , and enters the plano-concave lens 16 . The reflecting mirror 18b is arranged at a position not overlapping the optical path of the first laser light L1 emitted from the first laser element 11 belonging to the row on the -X side.

同様に、第二レーザ光L2が進行する光路について、図3Bを用いてより詳細に説明する。図3Bは光源モジュール内の第二レーザ光L2の光路を示す模式図である。第二レーザ素子12から+Z方向に出射された第二レーザ光L2は、図3bに示すように、反射ミラー19に入射して+Y方向に進行し、反射ミラー18cで-X方向に向かって反射された後、ダイクロイックミラー17に入射して+Y方向に反射され、平凹レンズ16に入射する。 Similarly, the optical path along which the second laser beam L2 travels will be described in more detail with reference to FIG. 3B. FIG. 3B is a schematic diagram showing the optical path of the second laser beam L2 within the light source module. As shown in FIG. 3b, the second laser beam L2 emitted from the second laser element 12 in the +Z direction is incident on the reflecting mirror 19, travels in the +Y direction, and is reflected in the -X direction by the reflecting mirror 18c. After that, the light enters the dichroic mirror 17 , is reflected in the +Y direction, and enters the plano-concave lens 16 .

平凹レンズ16に入射した第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2は、平凹レンズ16によって発散され、コリメータレンズ15に入射し、再び+Y方向に進行する光に略平行化される。その後、集光レンズ14に入射して、光ファイバ3に向かって集光され、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2の両者は光ファイバ3に入射する(図3A、図3B参照)。 The first laser beam L1 and the second laser beam L2 incident on the plano-concave lens 16 are diverged by the plano-concave lens 16, enter the collimator lens 15, and are again substantially parallelized into light traveling in the +Y direction. After that, they enter the condenser lens 14 and are condensed toward the optical fiber 3, and both the first laser beam L1 and the second laser beam L2 enter the optical fiber 3 (see FIGS. 3A and 3B).

図4Aは、図3Aの点線D1で示す集光レンズ14の入射面における、第一レーザ光L1の分布を示す概念図である。同様に、図4Bは、図3Bの点線D1で示す集光レンズ14の入射面における、第二レーザ光L2の分布を示す概念図である。図4Aと図4Bを比較すると、第二レーザ光L2が分布する面積の方が、第一レーザ光L1が分布する面積よりも小さい。これは、第一レーザ素子11の行数が第二レーザ素子12の行数よりも多いことに起因する。第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2は、集光レンズ14を介して光ファイバ3に入射し、照射ヘッド4に伝搬され、後述する照射光学系20によって導光された後、ハンダ処理部位P1に照射される。このため、ハンダ処理部位P1の照射面における第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2のスポット径の大小関係は、集光レンズ14の入射面における、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2が分布する面積の大小関係に依存する。したがって、照射口5から照射される際の、照射面における第二レーザ光L2のスポット径は、第一レーザ光L1のスポット径よりも小さくなる。このように、第一レーザ素子11の行数を第二レーザ素子12の行数よりも多くすることで、照射面において、照射口5から照射される第二レーザ光L2のスポット径を、第一レーザ光L1のスポット径よりも小さくすることができる。 FIG. 4A is a conceptual diagram showing the distribution of the first laser beam L1 on the incident surface of the condenser lens 14 indicated by the dotted line D1 in FIG. 3A. Similarly, FIG. 4B is a conceptual diagram showing the distribution of the second laser beam L2 on the incident surface of the condenser lens 14 indicated by the dotted line D1 in FIG. 3B. Comparing FIG. 4A and FIG. 4B, the area over which the second laser beam L2 is distributed is smaller than the area over which the first laser beam L1 is distributed. This is because the number of rows of the first laser elements 11 is larger than the number of rows of the second laser elements 12 . The first laser beam L1 and the second laser beam L2 are incident on the optical fiber 3 via the condenser lens 14, propagated to the irradiation head 4, guided by the irradiation optical system 20 described later, and then delivered to the soldering portion. P1 is irradiated. Therefore, the size relationship between the spot diameters of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 on the irradiation surface of the soldering portion P1 is the same as that on the incident surface of the condenser lens 14. depends on the magnitude of the area over which is distributed. Therefore, the spot diameter of the second laser beam L2 on the irradiated surface when irradiated from the irradiation port 5 is smaller than the spot diameter of the first laser beam L1. In this manner, by increasing the number of rows of the first laser elements 11 than the number of rows of the second laser elements 12, the spot diameter of the second laser beam L2 irradiated from the irradiation port 5 on the irradiation surface is increased to It can be made smaller than the spot diameter of one laser beam L1.

また、光源モジュール2内において、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2は、上述したように、適宜、反射ミラー18によって進行方向が変更され、ダイクロイックミラー17に入射して、集光レンズ14等を介して光ファイバ3に入射する(図3A、図3B参照)。ここで、第一レーザ素子11が構成する行のうち、-X側に位置する行に属する第一レーザ素子11から出射される第一レーザ光L1については、反射ミラー19が第一レーザ光L1をY方向に反射した後、反射ミラー18によって進行方向が変更されることがなく、ダイクロイックミラー17に入射する。また、第一レーザ素子11が構成する行のうち、+X側に位置する行に属する第一レーザ素子11から出射される第一レーザ光L1については、反射ミラー18a及び反射ミラー18bによって進行方向が変更されるが、当該第一レーザ素子11が配列する行のさらに+X側に位置する行に属する第二レーザ素子12から出射される第二レーザ光L2よりも内側を通って、ダイクロイックミラー17に入射する。すなわち、第一レーザ素子11から光ファイバ3までの第一レーザ光L1の光路長は、第二レーザ素子12から光ファイバ3までの第二レーザ光L2の光路長よりも短くなるように配置される。 In the light source module 2, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are appropriately changed in their traveling directions by the reflecting mirror 18 as described above, enter the dichroic mirror 17, and enter the condenser lens 14. and the like into the optical fiber 3 (see FIGS. 3A and 3B). Here, for the first laser light L1 emitted from the first laser element 11 belonging to the row located on the -X side among the rows constituted by the first laser elements 11, the reflecting mirror 19 reflects the first laser light L1. is reflected in the Y direction, it enters the dichroic mirror 17 without being changed in its traveling direction by the reflecting mirror 18 . Further, the traveling direction of the first laser light L1 emitted from the first laser element 11 belonging to the row located on the +X side among the rows constituted by the first laser elements 11 is changed by the reflecting mirrors 18a and 18b. Although modified, it passes through the inner side of the second laser light L2 emitted from the second laser element 12 belonging to the row located on the +X side of the row in which the first laser elements 11 are arranged, and reaches the dichroic mirror 17. Incident. That is, the optical path length of the first laser light L1 from the first laser element 11 to the optical fiber 3 is arranged to be shorter than the optical path length of the second laser light L2 from the second laser element 12 to the optical fiber 3. be.

一般的に、ハンダ処理部位P1全体に照射される第一レーザ光L1を出射する第一レーザ素子11の方が、第二レーザ素子12よりも多く配置されることが想定される。前述の通り、ハンダの主材料である錫は、赤外波長域及び青色波長域の光に対する吸収率の差が小さく、青色波長域のレーザ光はプリント基板を劣化させる懸念が赤外波長域よりも大きいためである。したがって、仮に、第一レーザ素子11から光ファイバ3までの第一レーザ光L1の光路長よりも、第二レーザ素子12から光ファイバ3までの第二レーザ光L2の光路長が短くなるように配置すると、第一レーザ光L1を+X側からダイクロイックミラー17に入射させるために必要な部品数が増えてしまう。よって、上記のように配置することで、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2を導光する集光光学系13の部品点数を少なくし、光源モジュール2を小型に構成することが可能となる。 In general, it is assumed that more first laser elements 11 than second laser elements 12 are arranged to emit the first laser light L1 that irradiates the entire soldering portion P1. As mentioned above, tin, which is the main material of solder, has a small difference in absorbance for light in the infrared wavelength range and blue wavelength range. is also large. Therefore, if the optical path length of the second laser light L2 from the second laser element 12 to the optical fiber 3 is shorter than the optical path length of the first laser light L1 from the first laser element 11 to the optical fiber 3, If arranged, the number of parts required to make the first laser beam L1 incident on the dichroic mirror 17 from the +X side increases. Therefore, by arranging them as described above, it is possible to reduce the number of components of the condensing optical system 13 that guides the first laser beam L1 and the second laser beam L2, and to configure the light source module 2 in a small size. Become.

[照射光学系]
次に、照射ヘッド4の内部に収容される、照射光学系20について説明する。図1に示すように、照射光学系20は、光ファイバ3から照射ヘッド4に伝搬された第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2が入射されるコリメータレンズ21を備える。さらに、照射光学系20は当該コリメータレンズ21よりも光路上の後段の位置に、後述する第一ダイクロイックミラー22を備え、さらにその後段に集光レンズ23を備える。なお、図1では、照射光学系20が、コリメータレンズ21及び第一ダイクロイックミラー22を備える例が図示されているが、コリメータレンズ21及び第一ダイクロイックミラー22を備えるか否かは任意である。
[Irradiation optical system]
Next, the irradiation optical system 20 housed inside the irradiation head 4 will be described. As shown in FIG. 1, the irradiation optical system 20 includes a collimator lens 21 into which the first laser beam L1 and the second laser beam L2 propagated from the optical fiber 3 to the irradiation head 4 enter. Further, the irradiation optical system 20 includes a first dichroic mirror 22, which will be described later, at a position subsequent to the collimator lens 21 on the optical path, and further has a condensing lens 23 at a subsequent stage. Although FIG. 1 shows an example in which the irradiation optical system 20 includes the collimator lens 21 and the first dichroic mirror 22, it is optional whether or not the collimator lens 21 and the first dichroic mirror 22 are included.

本実施形態において、第一ダイクロイックミラー22は、第一波長分離光学系の一例である。例えば、第一ダイクロイックミラー22は、第一レーザ光L1のピーク波長を含む第一赤外波長域の第一赤外光と、第二レーザ光L2のピーク波長を含む青色波長域の青色光とを実質的に透過しつつ、青色波長域よりも長波長である少なくとも一部の可視域の光を実質的に反射する。 In this embodiment, the first dichroic mirror 22 is an example of the first wavelength separating optical system. For example, the first dichroic mirror 22 receives the first infrared light in the first infrared wavelength range including the peak wavelength of the first laser light L1 and the blue light in the blue wavelength range including the peak wavelength of the second laser light L2. while substantially reflecting at least part of the light in the visible range, which has a longer wavelength than the blue wavelength range.

具体的な例として、第一ダイクロイックミラー22は、800nm~1000nmの波長範囲に属する第一赤外波長域の光と、400~500nmの波長範囲に属する青色波長域の光を透過するものであっても構わない。より詳細には、前記第一赤外波長域の光の波長範囲は、例えば800nm~815nmでも構わないし、870nm~890nmでも構わないし、970nm~990nmでも構わない。さらに、前記青色波長域の光の波長範囲は、440nm~470nmであっても構わない。また、前記第一赤外波長域の光と、前記青色波長域の光に対する第一ダイクロイックミラー22の透過率は70%以上が好ましく、より好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは85%以上である。さらに、第一ダイクロイックミラー22は、500nm~800nmの非青色可視域の光に対しては、反射率が70%以上であることが好ましく、より好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは85%以上である。ただし、第一ダイクロイックミラー22で反射される非青色可視域の光は、後述するように、撮像光学系30に導かれて、撮像光として利用される。このため、第一ダイクロイックミラー22で反射される光の波長域は、撮像光として利用可能な波長域であればよく、必ずしも青色波長域よりも長波長の全ての可視域の光を反射させる必要はない。つまり、第一ダイクロイックミラー22によって実質的に反射される波長域としては、少なくとも500nm~800nmの範囲内に含まれる波長域であればよい。なお、反射対象となる波長域が狭くなるほど、撮像光学系30に導かれる光量が低下するため、撮像光として利用可能な範囲内で、反射対象となる波長域が適宜選択されるものとして構わない。また、前記青色波長域の光について、第一ダイクロイックミラー22が上記の透過率を示す光の波長範囲が440nm~470nmである場合には、第一ダイクロイックミラー22は、400nm~440nmの青色波長域及び470nm~800nmの非青色波長域の光に対して、上記の反射率を示すものとしても構わない。 As a specific example, the first dichroic mirror 22 transmits light in the first infrared wavelength range belonging to the wavelength range of 800 nm to 1000 nm and light in the blue wavelength range belonging to the wavelength range of 400 to 500 nm. I don't mind. More specifically, the wavelength range of the light in the first infrared wavelength band may be, for example, 800 nm to 815 nm, 870 nm to 890 nm, or 970 nm to 990 nm. Furthermore, the wavelength range of the light in the blue wavelength range may be 440 nm to 470 nm. Further, the transmittance of the first dichroic mirror 22 for light in the first infrared wavelength region and light in the blue wavelength region is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 85% or more. is. Furthermore, the first dichroic mirror 22 preferably has a reflectance of 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 85%, with respect to light in the non-blue visible range of 500 nm to 800 nm. That's it. However, the non-blue visible light reflected by the first dichroic mirror 22 is guided to the imaging optical system 30 and used as imaging light, as will be described later. For this reason, the wavelength range of the light reflected by the first dichroic mirror 22 may be any wavelength range that can be used as imaging light, and it is necessary to reflect all light in the visible range with wavelengths longer than the blue wavelength range. no. In other words, the wavelength range substantially reflected by the first dichroic mirror 22 should be at least within the range of 500 nm to 800 nm. As the wavelength range to be reflected becomes narrower, the amount of light guided to the imaging optical system 30 decreases. Therefore, the wavelength range to be reflected may be appropriately selected within the range that can be used as imaging light. . Further, for the light in the blue wavelength range, when the wavelength range of the light that the first dichroic mirror 22 exhibits the above transmittance is 440 nm to 470 nm, the first dichroic mirror 22 has a blue wavelength range of 400 nm to 440 nm. and for light in the non-blue wavelength range of 470 nm to 800 nm, the above reflectance may be exhibited.

図5は、図1の照射ヘッド4部分を拡大してレーザ光の光路を示す模式図である。光ファイバ3から照射ヘッド4に入射した第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2は、コリメータレンズ21に入射して、略平行化された後、第一ダイクロイックミラー22に入射する。前述の通り、第一ダイクロイックミラー22は、第一レーザ光L1と第二レーザ光L2を透過するため、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2は直進する。その後、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2は、集光レンズ23に入射し、照射口5に向かって集光され、照射口5から外部のハンダ処理部位P1に照射される。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the optical path of the laser beam by enlarging the irradiation head 4 portion of FIG. The first laser beam L<b>1 and the second laser beam L<b>2 that enter the irradiation head 4 from the optical fiber 3 enter the collimator lens 21 and are substantially parallelized, and then enter the first dichroic mirror 22 . As described above, the first dichroic mirror 22 transmits the first laser beam L1 and the second laser beam L2, so the first laser beam L1 and the second laser beam L2 travel straight. After that, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 enter the condenser lens 23, are condensed toward the irradiation port 5, and are irradiated from the irradiation port 5 to the external soldering portion P1.

[撮像光学系]
また、図1に示すように、照射ヘッド4の内部には、照射光学系20と分岐して連絡された撮像光学系30が配置される。撮像光学系30は、第一ダイクロイックミラー22よりも光路上の後段の位置に、後述する第二ダイクロイックミラー31を有する。さらに、撮像光学系30は、第二ダイクロイックミラー31の後段の位置に反射ミラー34、次いで集光レンズ32を有し、さらにその後段の位置に撮像素子33を有する。
[Imaging optical system]
Further, as shown in FIG. 1, an imaging optical system 30 branched and communicated with the irradiation optical system 20 is arranged inside the irradiation head 4 . The imaging optical system 30 has a second dichroic mirror 31, which will be described later, at a position subsequent to the first dichroic mirror 22 on the optical path. Further, the imaging optical system 30 has a reflecting mirror 34 and a condensing lens 32 behind the second dichroic mirror 31 , and further has an imaging element 33 behind the second dichroic mirror 31 .

本実施形態において、第二ダイクロイックミラー31は、第二波長分離光学系の一例である。例えば、第二ダイクロイックミラー31は、第一レーザ光L1のピーク波長を含む第一赤外波長域に属する第一赤外光と、第二レーザ光L2のピーク波長を含む青色波長域に属する青色光とを実質的に反射しつつ、青色波長域よりも長波長である少なくとも一部の可視域の光を実質的に透過する。 In this embodiment, the second dichroic mirror 31 is an example of a second wavelength separating optical system. For example, the second dichroic mirror 31 has a first infrared light belonging to a first infrared wavelength range including the peak wavelength of the first laser light L1 and a blue light belonging to a blue wavelength range including the peak wavelength of the second laser light L2. While substantially reflecting light, it substantially transmits at least part of the light in the visible range, which has a longer wavelength than the blue wavelength range.

具体的な例として、第二ダイクロイックミラー31は、800nm~1000nmの波長範囲に属する第一赤外波長域の光と、400nm~500nmの波長範囲に属する青色波長域の光を反射するものであっても構わない。より詳細には、前記第一赤外波長域の光の波長範囲は、例えば800nm~815nmでも構わないし、870nm~890nmでも構わないし、970nm~990nmでも構わない。さらに、前記青色波長域の光の波長範囲は、440nm~470nmであっても構わない。また、前記第一赤外波長域の光と、前記青色波長域の光に対する第二ダイクロイックミラー31の反射率は70%以上が好ましく、より好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは85%以上である。また、第二ダイクロイックミラー31は、500nm~800nmの非青色可視域の光に対しては、透過率が70%以上であることが好ましく、より好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは85%以上である。なお、第二ダイクロイックミラー31で実質的に透過される波長域は、第一ダイクロイックミラー22によって実質的に反射される波長域と同様に設定されるものとして構わない。また、前記青色波長域の光について、第二ダイクロイックミラー31が上記の反射率を示す光の波長範囲が440nm~470nmである場合には、第二ダイクロイックミラー31は、400nm~440nmの青色波長域及び470nm~800nmの非青色波長域の光に対して、上記の透過率を示すものとしても構わない。 As a specific example, the second dichroic mirror 31 reflects light in the first infrared wavelength range belonging to the wavelength range of 800 nm to 1000 nm and light in the blue wavelength range belonging to the wavelength range of 400 nm to 500 nm. I don't mind. More specifically, the wavelength range of the light in the first infrared wavelength band may be, for example, 800 nm to 815 nm, 870 nm to 890 nm, or 970 nm to 990 nm. Furthermore, the wavelength range of the light in the blue wavelength range may be 440 nm to 470 nm. Further, the reflectance of the second dichroic mirror 31 with respect to the light in the first infrared wavelength region and the light in the blue wavelength region is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 85% or more. is. In addition, the second dichroic mirror 31 preferably has a transmittance of 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 85% for light in the non-blue visible range of 500 nm to 800 nm. That's it. The wavelength range substantially transmitted by the second dichroic mirror 31 may be set in the same manner as the wavelength range substantially reflected by the first dichroic mirror 22 . Further, for the light in the blue wavelength range, when the wavelength range of the light that the second dichroic mirror 31 exhibits the above reflectance is 440 nm to 470 nm, the second dichroic mirror 31 has a blue wavelength range of 400 nm to 440 nm. and for light in the non-blue wavelength range of 470 nm to 800 nm, the above transmittance may be exhibited.

図6を用いて、照射口5から入射される外部の環境光由来の可視光L3の光路について説明する。図6は、図1の照射ヘッド4を拡大して環境光由来の可視光L3の光路を示す模式図である。環境光由来の可視光L3は、照射口5から入射した後、集光レンズ23を介して、第一ダイクロイックミラー22に入射する。前述の通り、第一ダイクロイックミラー22は、第一レーザ光L1と同一波長を含む第一赤外波長域に属する第一赤外光及び第二レーザ光L2と同一波長を含む青色波長域に属する青色光を透過して、前記青色光よりも長波長且つ前記第一赤外光よりも短波長の波長域に属する非青色可視光を反射する。よって、環境光由来の可視光L3のうち、非青色可視光L4が選択的に反射される。その後、非青色可視光L4は、第二ダイクロイックミラー31に入射する。前述の通り、第二ダイクロイックミラー31は、前記第一赤外光及び前記青色光を反射して前記非青色可視光を透過するものであるため、非青色可視光L4は、第二ダイクロイックミラー31を透過する。その後、非青色可視光L4は、反射ミラー34において反射され、集光レンズ32に入射して撮像素子33に向かって集光され、撮像素子33に入射する。このように、撮像素子33に入射される非青色可視光L4を用いて、ハンダ処理部位P1の観察を行うことが可能である。 The optical path of the visible light L3 originating from the external ambient light entering from the irradiation port 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing an optical path of visible light L3 derived from ambient light by enlarging the irradiation head 4 of FIG. The visible light L3 originating from ambient light enters the first dichroic mirror 22 via the condenser lens 23 after entering from the irradiation port 5 . As described above, the first dichroic mirror 22 belongs to the first infrared wavelength region including the same wavelength as the first laser beam L1 and the blue wavelength region including the same wavelength as the second laser beam L2. It transmits blue light and reflects non-blue visible light belonging to a wavelength range longer than the blue light and shorter than the first infrared light. Therefore, the non-blue visible light L4 is selectively reflected out of the visible light L3 originating from the ambient light. The non-blue visible light L4 then enters the second dichroic mirror 31 . As described above, the second dichroic mirror 31 reflects the first infrared light and the blue light and transmits the non-blue visible light. pass through. After that, the non-blue visible light L4 is reflected by the reflecting mirror 34 , enters the condenser lens 32 , is condensed toward the imaging device 33 , and enters the imaging device 33 . In this way, it is possible to observe the soldered portion P1 using the non-blue visible light L4 incident on the imaging device 33 .

一方で、ハンダ処理部位P1において反射された第一レーザ光(図示せず)及び第二レーザ光(図示せず)も、照射口5から入射される。これらのレーザ光も可視光L3と同様に、集光レンズ23を介して、第一ダイクロイックミラー22に入射する。ここで、一部の第一レーザ光(図示せず)及び第二レーザ光(図示せず)は非青色可視光L4と完全には分離されないことが想定される。しかし、これらのレーザ光及び非青色可視光L4は、前述の第二ダイクロイックミラー31に入射し、第二ダイクロイックミラー31において、第一レーザ光(図示せず)及び第二レーザ光(図示せず)は反射されるので、これらのレーザ光が非青色可視光L4の進行する側に混在する割合を大幅に低下できる。このように、第二ダイクロイックミラー31を配置することで、第二レーザ光由来の青色光が撮像素子33に入射することによる撮像素子33のハレーションを防ぐことができる。 On the other hand, the first laser beam (not shown) and the second laser beam (not shown) reflected at the soldering portion P1 are also incident from the irradiation port 5 . These laser beams also enter the first dichroic mirror 22 via the condenser lens 23 in the same manner as the visible light L3. Here, it is assumed that some of the first laser light (not shown) and second laser light (not shown) are not completely separated from the non-blue visible light L4. However, these laser beams and the non-blue visible light L4 are incident on the second dichroic mirror 31, where the first laser beam (not shown) and the second laser beam (not shown) ) are reflected, it is possible to greatly reduce the ratio of these laser beams mixed on the traveling side of the non-blue visible light L4. By arranging the second dichroic mirror 31 in this way, it is possible to prevent halation in the imaging device 33 caused by the blue light derived from the second laser beam being incident on the imaging device 33 .

[照射ヘッドの外観形状]
図1に示すように、照射ヘッド4は、光ファイバ3が連結されている側から、照射口5側を臨んだときに、照射口5の近傍において照射口5に近づくほどに幅が狭い外観形状を呈する。このような形状とすることで、ハンダ処理部位P1において反射され、照射口5に入射する第一レーザ光(図示せず)及び第二レーザ光(図示せず)を少なくすることができ、撮像素子33のハレーションを低減することができる。しかし、特にハンダ処理用レーザ装置1が撮像光学系30を備えない場合には、このような形状に限られない。
[External shape of irradiation head]
As shown in FIG. 1, when the irradiation head 4 faces the irradiation port 5 side from the side where the optical fiber 3 is connected, the width near the irradiation port 5 becomes narrower as it approaches the irradiation port 5. shape. With such a shape, it is possible to reduce the first laser beam (not shown) and the second laser beam (not shown) that are reflected at the soldered portion P1 and enter the irradiation port 5. Halation of the element 33 can be reduced. However, especially when the soldering laser device 1 does not include the imaging optical system 30, the shape is not limited to such a shape.

[作用]
以上説明したように、本発明に係るハンダ処理用レーザ装置1によれば、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2を伝搬する光ファイバ3が共通であるため、光ファイバ3の接続位置のズレについての影響を従来よりも小さくできるので、それぞれのレーザ光の照射位置のズレが生じにくい。また、照射ヘッド4内の照射光学系20について、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2に対して共通のものが使用できるため、上述したような照射ヘッド4の動作による振動の影響が抑制され、それぞれのレーザ光の照射位置のズレが生じにくい。このように、それぞれのレーザ光の照射位置のズレが生じにくいことによって、波長の異なる複数のレーザ光(L1,L2)をハンダ処理部位P1に照射する場合でも、品質の良いハンダ処理が可能となる。また、必要に応じて、第一レーザ光L1のスポット径よりも、第二レーザ光L2のスポット径を小さくしたり、ハンダ処理部位P1の観察やハンダ処理温度の計測を行うことが可能であり、より品質の良いハンダ処理が可能となる。
[Action]
As described above, according to the soldering laser device 1 according to the present invention, since the optical fiber 3 that propagates the first laser beam L1 and the second laser beam L2 is common, the connection position of the optical fiber 3 Since the influence of displacement can be reduced compared to the conventional case, the irradiation positions of the respective laser beams are less likely to be displaced. In addition, since a common irradiation optical system 20 in the irradiation head 4 can be used for the first laser beam L1 and the second laser beam L2, the influence of vibration due to the operation of the irradiation head 4 as described above is suppressed. This makes it difficult for the irradiation positions of the respective laser beams to be displaced. In this way, since the irradiation position of each laser beam is less likely to shift, even when a plurality of laser beams (L1, L2) having different wavelengths are irradiated to the soldering portion P1, it is possible to perform soldering with high quality. Become. Further, if necessary, it is possible to make the spot diameter of the second laser beam L2 smaller than the spot diameter of the first laser beam L1, observe the soldered portion P1, and measure the soldering temperature. , which enables better quality soldering.

[第二実施形態]
本発明のハンダ処理用レーザ装置1の第二実施形態の構成につき、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
[Second embodiment]
The configuration of the second embodiment of the soldering laser apparatus 1 of the present invention will be described, focusing on the points different from the first embodiment.

図7は、図1に倣って、ハンダ処理用レーザ装置1の第二実施形態の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。本実施形態のハンダ処理用レーザ装置1は、第一実施形態と比較して、撮像光学系30に代えて温度計測光学系40を備える点が異なっている。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the soldering laser device 1 following FIG. 1, and is a cross-sectional view of the irradiation head. The soldering laser apparatus 1 of this embodiment differs from that of the first embodiment in that a temperature measurement optical system 40 is provided in place of the imaging optical system 30 .

すなわち、図7に示すように、照射ヘッド4の内部には、照射光学系20と分岐して連絡された温度計測光学系40が配置される。温度計測光学系40は、第一ダイクロイックミラー22よりも光路上の後段の位置に、反射ミラー42、次いで集光レンズ41を有し、さらにその後段の位置に放射温度センサ43を有している。 That is, as shown in FIG. 7, inside the irradiation head 4, a temperature measuring optical system 40 branched and communicated with the irradiation optical system 20 is arranged. The temperature measurement optical system 40 has a reflecting mirror 42 and then a condenser lens 41 at positions subsequent to the first dichroic mirror 22 on the optical path, and further has a radiation temperature sensor 43 at a position subsequent thereto. .

また、本実施形態において、照射光学系20が含む第一ダイクロイックミラー22は、第一レーザ光L1のピーク波長を含む第一赤外波長域に属する第一赤外光と、第二レーザ光L2のピーク波長を含む青色波長域に属する青色光とを実質的に透過する点は、第一実施形態と同様である。一方で、本実施形態の第一ダイクロイックミラー22は、第一実施形態と比較して、第一赤外波長域よりも長波長である少なくとも一部の第二赤外光を実質的に反射する点が異なっている。 Further, in the present embodiment, the first dichroic mirror 22 included in the irradiation optical system 20 includes the first infrared light belonging to the first infrared wavelength region including the peak wavelength of the first laser light L1 and the second laser light L2. It is the same as the first embodiment in that it substantially transmits blue light belonging to the blue wavelength region including the peak wavelength of . On the other hand, the first dichroic mirror 22 of the present embodiment substantially reflects at least a portion of the second infrared light having a longer wavelength than the first infrared wavelength region, compared to the first embodiment. points are different.

すなわち、第一ダイクロイックミラー22の透過波長域については、第一実施形態と同様に設定することができる。一方、第一ダイクロイックミラー22の反射波長域については、例えば8μm~14μmとすることができる。より具体的には、第一ダイクロイックミラー22は、8μm~14μmの第二赤外波長域の光に対しては、反射率が70%以上であり、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上である。ただし、第一ダイクロイックミラー22で反射される第二赤外光は、温度計測光学系40に導かれて、温度計測光として利用される。このため、第一ダイクロイックミラー22で反射される光の波長域は、温度計測光として利用可能な波長域であればよく、必ずしも第一赤外波長域よりも長波長の全ての第二赤外波長域の光を反射させる必要はない。つまり、第一ダイクロイックミラー22によって実質的に反射される波長域としては、8μm~14μmの範囲内に含まれ、好ましくは少なくとも10μmを含む波長域であればよい。 That is, the transmission wavelength range of the first dichroic mirror 22 can be set in the same manner as in the first embodiment. On the other hand, the reflection wavelength range of the first dichroic mirror 22 can be, for example, 8 μm to 14 μm. More specifically, the first dichroic mirror 22 has a reflectance of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 80% or more, with respect to light in the second infrared wavelength range of 8 μm to 14 μm. 85% or more. However, the second infrared light reflected by the first dichroic mirror 22 is guided to the temperature measurement optical system 40 and used as temperature measurement light. For this reason, the wavelength range of the light reflected by the first dichroic mirror 22 may be any wavelength range that can be used as temperature measurement light. It is not necessary to reflect light in the wavelength range. In other words, the wavelength range that is substantially reflected by the first dichroic mirror 22 should be within the range of 8 μm to 14 μm, preferably at least 10 μm.

ハンダ処理部位P1は、第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2の照射により加熱され、高温になることで第一赤外波長域よりも長波長の第二赤外光を出射する。図示は省略するが、この第二赤外光は、図6を用いて説明した可視光L3及び非青色可視光L4と同様に、照射口5から照射ヘッド4内に入射し、第一ダイクロイックミラー22で反射されて、集光レンズ41等を介して放射温度センサ43に入射する(図6及び図7参照)。このように、放射温度センサ43に入射される第二赤外光を用いて、ハンダ処理温度の計測を行うことが可能である。 The soldered portion P1 is heated by the irradiation of the first laser beam L1 and the second laser beam L2, and when it reaches a high temperature, it emits the second infrared light having a longer wavelength than the first infrared wavelength region. Although not shown, this second infrared light enters the irradiation head 4 from the irradiation port 5 in the same manner as the visible light L3 and the non-blue visible light L4 described with reference to FIG. 22 and enters the radiation temperature sensor 43 via the condensing lens 41 and the like (see FIGS. 6 and 7). Thus, it is possible to measure the soldering temperature using the second infrared light incident on the radiation temperature sensor 43 .

[変形例]
〈1〉
図1、図5及び図6を参照して上述した第一実施形態において、第一ダイクロイックミラー22は、光ファイバ3から入射された第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2を透過させ、照射口5から入射された環境光由来の可視光L3に含まれる非青色可視光L4を反射させるものとした。しかし、これらの透過と反射は逆転しても構わない。
[Modification]
<1>
In the first embodiment described above with reference to FIGS. 1, 5 and 6, the first dichroic mirror 22 transmits the first laser beam L1 and the second laser beam L2 incident from the optical fiber 3, The non-blue visible light L4 contained in the visible light L3 originating from the ambient light incident from the mouth 5 is to be reflected. However, these transmission and reflection may be reversed.

図8は、図1に倣って、ハンダ処理用レーザ装置1の変形例の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。図8に示すように、光ファイバ3から照射ヘッド4に入射する第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2を、反射ミラー24及び第一ダイクロイックミラー22を用いて、照射口5に導光することもできる。この場合、第一ダイクロイックミラー22においては、第一実施形態の第一ダイクロイックミラー22における透過と反射が逆転している。すなわち、本変形例の第一ダイクロイックミラー22は、第一レーザ光L1と同一波長を含む第一赤外波長域に属する第一赤外光及び第二レーザ光L2と同一波長を含む青色波長域に属する青色光を反射して、前記青色光よりも長波長且つ前記第一赤外光よりも短波長の波長帯に属する非青色可視光を透過するものである。一方で、本変形例の第二ダイクロイックミラー31は、第一実施形態の第二ダイクロイックミラー31と同様に、前記第一赤外光及び前記青色光を反射して前記非青色可視光を透過するものであって、撮像素子33と第一ダイクロイックミラー22の間に配置される。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a modification of the solder processing laser device 1 following FIG. 1, and is a diagram showing a cross section of the irradiation head. As shown in FIG. 8, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 incident on the irradiation head 4 from the optical fiber 3 are guided to the irradiation port 5 using the reflecting mirror 24 and the first dichroic mirror 22. can also In this case, in the first dichroic mirror 22, transmission and reflection in the first dichroic mirror 22 of the first embodiment are reversed. That is, the first dichroic mirror 22 of this modified example has the first infrared light belonging to the first infrared wavelength range including the same wavelength as the first laser light L1 and the blue wavelength range including the same wavelength as the second laser light L2. and transmits non-blue visible light belonging to a wavelength band having a longer wavelength than the blue light and a shorter wavelength than the first infrared light. On the other hand, the second dichroic mirror 31 of this modified example reflects the first infrared light and the blue light and transmits the non-blue visible light, like the second dichroic mirror 31 of the first embodiment. and is arranged between the imaging device 33 and the first dichroic mirror 22 .

なお、詳細な説明は省略するが、図8と同様の光学系の配置とすることで、第二実施形態においても、第一ダイクロイックミラー22が透過させる光と反射させる光を逆転させても構わない。すなわち、第一ダイクロイックミラー22は、光ファイバ3から入射された第一レーザ光L1及び第二レーザ光L2を反射させる一方、照射口5から入射された、加熱対象物からの放射光由来の第二赤外光を透過させるものとしても構わない。 Although the detailed description is omitted, the light transmitted and the light reflected by the first dichroic mirror 22 may be reversed in the second embodiment by arranging the optical system in the same manner as in FIG. do not have. That is, the first dichroic mirror 22 reflects the first laser beam L1 and the second laser beam L2 incident from the optical fiber 3, while the first dichroic mirror 22 reflects the first laser beam L1 and the second laser beam L2 incident from the irradiation port 5, which is derived from the radiation light from the object to be heated. It may be one that transmits two infrared rays.

〈2〉
ハンダ処理用レーザ装置1は、撮像光学系30と温度計測光学系40の両者を備えていても構わない。図9は、図1に倣って、ハンダ処理用レーザ装置1の他の変形例の構成を示す模式図であって、照射ヘッドを断面にして示す図である。この場合、温度計測光学系40は、第三ダイクロイックミラー44を含む。第三ダイクロイックミラー44は、第一レーザ光L1と同一波長を含む第一赤外波長域に属する第一赤外光、第二レーザ光L2と同一波長を含む青色波長帯に属する青色光及び前記青色光よりも長波長且つ前記第一赤外光よりも短波長の波長帯に属する非青色可視光を透過して、前記第一赤外光よりも長波長の第二赤外波長域に属する第二赤外光を反射するもので構成される。このように、本変形例によれば、ハンダ処理に際してハンダ処理部位P1を観察するとともに、ハンダ処理温度を計測することができる。
<2>
The solder processing laser device 1 may include both the imaging optical system 30 and the temperature measuring optical system 40 . FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of another modification of the soldering laser device 1 following FIG. 1, and is a cross-sectional view of the irradiation head. In this case, temperature measurement optical system 40 includes third dichroic mirror 44 . The third dichroic mirror 44 emits first infrared light belonging to a first infrared wavelength band including the same wavelength as the first laser beam L1, blue light belonging to a blue wavelength band including the same wavelength as the second laser beam L2, and the Transmits non-blue visible light belonging to a wavelength band longer than blue light and shorter than the first infrared light, and belongs to a second infrared wavelength band longer than the first infrared light It is composed of a material that reflects the second infrared light. Thus, according to this modification, it is possible to observe the soldered portion P1 and measure the soldering temperature during soldering.

なお、図9では、照射光学系20を同方向から挟み込むように、撮像光学系30と温度計測光学系40とが配置されているように図示されているが、これはあくまで図示の便宜上であって、このような配置に限定するものではない。例えば、照射光学系20を基準としたときに、撮像光学系30と温度計測光学系40とが互いに90°回転した位置に配置されていても構わない。 In FIG. 9, the imaging optical system 30 and the temperature measuring optical system 40 are shown so as to sandwich the irradiation optical system 20 from the same direction, but this is for convenience of illustration only. However, it is not limited to such an arrangement. For example, when the irradiation optical system 20 is used as a reference, the imaging optical system 30 and the temperature measurement optical system 40 may be arranged at positions rotated by 90 degrees from each other.

〈3〉
上記においては、ハンダ処理用レーザ装置1は、照射ヘッド4の内部に撮像光学系30及び温度計測光学系40を備えるものとして説明した。撮像光学系30は、ハンダ処理部位P1の観察を行う目的で採用され、温度計測光学系40はハンダ処理温度の計測を行う目的で採用されるものである。しかし、このような観察及び計測が必要ない場合には、必ずしもハンダ処理用レーザ装置1が撮像光学系30及び温度計測光学系40を備える必要はない。この場合、照射光学系20に含まれる第一ダイクロイックミラー22も不要である。このような場合としては、例えば、ハンダ処理の際のレーザ光の照射条件や、レーザ光の照射場所の設定がプログラム等によって自動化されている場合などが挙げられる。
<3>
In the above description, the solder processing laser device 1 is described as having the imaging optical system 30 and the temperature measuring optical system 40 inside the irradiation head 4 . The imaging optical system 30 is employed for the purpose of observing the soldered portion P1, and the temperature measuring optical system 40 is employed for the purpose of measuring the soldering temperature. However, if such observation and measurement are not required, the soldering laser apparatus 1 does not necessarily need to include the imaging optical system 30 and the temperature measuring optical system 40 . In this case, the first dichroic mirror 22 included in the irradiation optical system 20 is also unnecessary. Such a case includes, for example, a case where setting of laser light irradiation conditions and laser light irradiation locations during soldering is automated by a program or the like.

〈4〉
また、上記においては、光源モジュール2内に、第一レーザ素子11が14個、第二レーザ素子12が4個搭載されるものとして説明したが、第一レーザ素子11及び第二レーザ素子12の個数や比率は、ハンダ処理部位P1のハンダ処理に必要な出力に応じて選択され、上記の個数や比率に限られない。
<4>
In the above description, the light source module 2 has 14 first laser elements 11 and 4 second laser elements 12 mounted therein. The number and ratio are selected according to the output required for soldering the soldering portion P1, and are not limited to the above number and ratio.

〈5〉
さらに、上記においては、光源モジュール2内の第一レーザ素子11の行数が2行、第二レーザ素子12の行数が1行であるものとして説明したが、第一レーザ素子11及び第二レーザ素子12の行数は、ハンダ処理部位P1のハンダ処理に必要な出力に応じて選択され、上記の行数に限られない。また、上述したように、第一レーザ素子11の行数を第二レーザ素子12の行数よりも多くすることで、照射面において、照射口5から照射される第二レーザ光L2のスポット径を、第一レーザ光L1のスポット径よりも小さくすることができる。しかし、このような制御が必要ない場合には、第一レーザ素子11の行数が第二レーザ素子12の行数と等しくてもよいし、第二レーザ素子12の行数の方が多くてもよい。このような場合としては、例えば、ハンダ処理対象のプリント基板に施されている基板レジストによる青色光の吸収率が低く、青色光の照射によるプリント基板の劣化の恐れが少ない場合などが挙げられる。
<5>
Furthermore, in the above description, the number of rows of the first laser elements 11 in the light source module 2 is two, and the number of rows of the second laser elements 12 is one. The number of rows of the laser elements 12 is selected according to the output required for soldering the soldering portion P1, and is not limited to the above number of rows. Further, as described above, by making the number of rows of the first laser elements 11 larger than the number of rows of the second laser elements 12, the spot diameter of the second laser beam L2 irradiated from the irradiation port 5 is can be made smaller than the spot diameter of the first laser beam L1. However, if such control is not necessary, the number of rows of the first laser elements 11 may be equal to the number of rows of the second laser elements 12, or the number of rows of the second laser elements 12 may be greater. good too. Such a case includes, for example, a case where the substrate resist applied to the printed circuit board to be soldered has a low absorptance of blue light, and the printed circuit board is unlikely to deteriorate due to irradiation with blue light.

〈6〉
照射面における第二レーザ光L2及び第一レーザ光L1のスポット径についても同様の議論が可能である。上記においては、照射面における第二レーザ光L2のスポット径が第一レーザ光L1のスポット径よりも小さいものとして説明したが、例えば、青色光の照射によるプリント基板の劣化の恐れが少ない場合には、第二レーザ光L2のスポット径が第一レーザ光L1のスポット径よりも大きくても構わないし、両者のスポット径が同等でも構わない。
<6>
A similar argument can be made for the spot diameters of the second laser beam L2 and the first laser beam L1 on the irradiated surface. In the above description, the spot diameter of the second laser beam L2 on the irradiation surface is smaller than the spot diameter of the first laser beam L1. , the spot diameter of the second laser beam L2 may be larger than the spot diameter of the first laser beam L1, or both spot diameters may be equal.

〈7〉
また、上記においては、光源モジュール2内における、第一レーザ素子11から光ファイバ3までの第一レーザ光L1の光路長は、第二レーザ素子12から光ファイバ3までの第二レーザ光L2の光路長よりも短いものとして説明した。しかし、光源モジュール2内の集光光学系13の部品点数や、光源モジュール2の大きさを考慮しない場合には、上記構成に限られず、第一レーザ素子11から光ファイバ3までの第一レーザ光L1の光路長が、第二レーザ素子12から光ファイバ3までの第二レーザ光L2の光路長よりも長いものとしても構わない。
<7>
Further, in the above description, the optical path length of the first laser light L1 from the first laser element 11 to the optical fiber 3 in the light source module 2 is equal to that of the second laser light L2 from the second laser element 12 to the optical fiber 3. It has been described as being shorter than the optical path length. However, if the number of components of the condensing optical system 13 in the light source module 2 and the size of the light source module 2 are not considered, the configuration is not limited to the above. The optical path length of the light L<b>1 may be longer than the optical path length of the second laser light L<b>2 from the second laser element 12 to the optical fiber 3 .

1 :ハンダ処理用レーザ装置
2 :光源モジュール
3 :光ファイバ
4 :照射ヘッド
5 :照射口
11 :第一レーザ素子
12 :第二レーザ素子
13 :集光光学系
14 :集光レンズ
15 :コリメータレンズ
16 :平凹レンズ
17 :ダイクロイックミラー
18,18a,18b,18c :反射ミラー
19 :反射ミラー
20 :照射光学系
21 :コリメータレンズ
22 :第一ダイクロイックミラー
23 :集光レンズ
24 :反射ミラー
30 :撮像光学系
31 :第二ダイクロイックミラー
32 :集光レンズ
33 :撮像素子
34 :反射ミラー
40 :温度計測光学系
41 :集光レンズ
42 :反射ミラー
43 :放射温度センサ
44 :第三ダイクロイックミラー
50 :プリント基板
51 :端子
52 :リード
53 :電子部品
54 :線状ハンダ
54a :溶融ハンダ
55 :照射ヘッド
56 :ハンダ供給部
L1 :第一レーザ光
L2 :第二レーザ光
L3 :可視光
L4 :非青色可視光
P1,P10 :ハンダ処理部位
REFERENCE SIGNS LIST 1: Laser device for soldering 2: Light source module 3: Optical fiber 4: Irradiation head 5: Irradiation port 11: First laser element 12: Second laser element 13: Condensing optical system 14: Condensing lens 15: Collimator lens 16: Plano-concave lens 17: Dichroic mirror 18, 18a, 18b, 18c: Reflecting mirror 19: Reflecting mirror 20: Irradiation optical system 21: Collimator lens 22: First dichroic mirror 23: Collecting lens 24: Reflecting mirror 30: Imaging optics System 31: Second dichroic mirror 32: Condensing lens 33: Imaging element 34: Reflecting mirror 40: Temperature measurement optical system 41: Condensing lens 42: Reflecting mirror 43: Radiation temperature sensor 44: Third dichroic mirror 50: Printed circuit board 51: Terminal 52: Lead 53: Electronic component 54: Linear solder 54a: Molten solder 55: Irradiation head 56: Solder supply unit L1: First laser beam L2: Second laser beam L3: Visible light L4: Non-blue visible light P1, P10: soldered parts

Claims (9)

赤外波長域の第一レーザ光を発する複数の第一レーザ素子と、
青色波長域の第二レーザ光を発する複数の第二レーザ素子と、
前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の両者が入射可能な集光光学系と、
前記第一レーザ素子、前記第二レーザ素子、及び前記集光光学系を搭載する光源モジュールと、
前記光源モジュールに対して接続されており、前記集光光学系を通過した前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光の両者が入射可能な光ファイバと、
前記光ファイバを通じて伝搬された前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光が入射可能な照射ヘッドと、
前記照射ヘッドの内部に収容され、前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を導光する照射光学系と、
前記照射光学系を介して導光された前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光を、前記照射ヘッドの外部に位置するハンダ処理部位に向けて照射する照射口とを備えたことを特徴とする、ハンダ処理用レーザ装置。
a plurality of first laser elements that emit first laser light in an infrared wavelength range;
a plurality of second laser elements that emit second laser light in the blue wavelength range;
a condensing optical system capable of receiving both the first laser beam and the second laser beam;
a light source module equipped with the first laser element, the second laser element, and the condensing optical system;
an optical fiber connected to the light source module and capable of receiving both the first laser beam and the second laser beam that have passed through the condensing optical system;
an irradiation head capable of receiving the first laser beam and the second laser beam propagated through the optical fiber;
an irradiation optical system that is housed inside the irradiation head and guides the first laser beam and the second laser beam;
and an irradiation port for irradiating the first laser beam and the second laser beam guided through the irradiation optical system toward a solder processing portion located outside the irradiation head. A laser device for soldering.
照射面において、前記第二レーザ光のスポット径が前記第一レーザ光のスポット径よりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載のハンダ処理用レーザ装置。 2. The solder processing laser device according to claim 1, wherein the spot diameter of said second laser beam is smaller than the spot diameter of said first laser beam on the irradiated surface. 前記光源モジュールにおいて、同じ波長域のレーザ素子が配列する方向を行としたときに、前記第一レーザ素子の行数が、前記第二レーザ素子の行数よりも多いことを特徴とする、請求項1に記載のハンダ処理用レーザ装置。 In the light source module, the number of rows of the first laser elements is larger than the number of rows of the second laser elements when the direction in which the laser elements of the same wavelength range are arranged is defined as rows. Item 2. A laser device for soldering according to item 1. 前記第一レーザ素子から前記光ファイバまでの前記第一レーザ光の光路長が、前記第二レーザ素子から前記光ファイバまでの前記第二レーザ光の光路長よりも短いことを特徴とする、請求項1に記載のハンダ処理用レーザ装置。 The optical path length of the first laser light from the first laser element to the optical fiber is shorter than the optical path length of the second laser light from the second laser element to the optical fiber. Item 2. A laser device for soldering according to item 1. 前記照射ヘッド内に配置され、前記照射光学系と分岐して連絡された撮像光学系を更に備え、
前記照射光学系は、前記第一レーザ光と同一波長を含む波長帯に属する第一赤外光及び前記第二レーザ光と同一波長を含む波長帯に属する青色光と、前記青色光よりも長波長且つ前記第一赤外光よりも短波長の波長帯に属する非青色可視光とを、選択的に分離する第一波長分離光学系を含み、
前記撮像光学系は、前記第一波長分離光学系よりも光路上の後段の位置に撮像素子を含み、
前記光ファイバから入射した前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光は、いずれも前記第一波長分離光学系に入射されると前記照射口に導かれ、
前記照射口から入射された可視光に含まれる前記非青色可視光は、前記第一波長分離光学系に入射されると前記撮像光学系内の前記撮像素子に導かれることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のハンダ処理用レーザ装置。
further comprising an imaging optical system arranged in the irradiation head and branched and communicated with the irradiation optical system;
The irradiation optical system comprises a first infrared light belonging to a wavelength band including the same wavelength as the first laser light, a blue light belonging to a wavelength band including the same wavelength as the second laser light, and a wavelength longer than the blue light. A first wavelength separation optical system that selectively separates non-blue visible light belonging to a wavelength band having a wavelength and a wavelength shorter than that of the first infrared light,
The imaging optical system includes an imaging element at a position subsequent to the first wavelength separation optical system on the optical path,
Both the first laser light and the second laser light incident from the optical fiber are guided to the irradiation port when incident on the first wavelength separation optical system,
wherein the non-blue visible light included in the visible light incident from the irradiation port is guided to the imaging element in the imaging optical system when incident on the first wavelength separating optical system; 5. The laser device for soldering according to any one of items 1 to 4.
前記第一波長分離光学系は、前記第一赤外光及び前記青色光を透過して前記非青色可視光を反射するダイクロイックミラーであることを特徴とする、請求項5に記載のハンダ処理用レーザ装置。 6. The soldering process according to claim 5, wherein the first wavelength separation optical system is a dichroic mirror that transmits the first infrared light and the blue light and reflects the non-blue visible light. laser device. 前記撮像光学系は、前記第一波長分離光学系と前記撮像素子との間の光路上の位置に、前記第一赤外光及び前記青色光と、前記非青色可視光とを選択的に分離する第二波長分離光学系を有し、
前記第二波長分離光学系を通過した前記非青色可視光は、前記撮像素子に導かれることを特徴とする、請求項5に記載のハンダ処理用レーザ装置。
The imaging optical system selectively separates the first infrared light, the blue light, and the non-blue visible light at a position on an optical path between the first wavelength separation optical system and the imaging element. having a second wavelength separation optical system for
6. The soldering laser device according to claim 5, wherein the non-blue visible light that has passed through the second wavelength separation optical system is guided to the imaging device.
前記照射ヘッド内に配置され、前記照射光学系と分岐して連絡された温度計測光学系を更に備え、
前記照射光学系は、前記第一レーザ光と同一波長を含む波長帯に属する第一赤外光及び前記第二レーザ光と同一波長を含む波長帯に属する青色光と、前記第一赤外光よりも長波長の波長帯に属する第二赤外光とを、選択的に分離する第一波長分離光学系を含み、
前記温度計測光学系は、前記第一波長分離光学系よりも光路上の後段の位置に放射温度センサを含み、
前記光ファイバから入射した前記第一レーザ光及び前記第二レーザ光は、いずれも前記第一波長分離光学系に入射されると前記照射口に導かれ、
前記照射口から入射された前記ハンダ処理部位が出射する前記第二赤外光は、前記第一波長分離光学系に入射されると前記温度計測光学系内の前記放射温度センサに導かれることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のハンダ処理用レーザ装置。
further comprising a temperature measurement optical system arranged in the irradiation head and branched and communicated with the irradiation optical system;
The irradiation optical system comprises first infrared light belonging to a wavelength band containing the same wavelength as the first laser light, blue light belonging to a wavelength band containing the same wavelength as the second laser light, and the first infrared light including a first wavelength separation optical system that selectively separates the second infrared light belonging to a wavelength band longer than the
The temperature measurement optical system includes a radiation temperature sensor at a position subsequent to the first wavelength separation optical system on the optical path,
Both the first laser light and the second laser light incident from the optical fiber are guided to the irradiation port when incident on the first wavelength separation optical system,
The second infrared light emitted from the soldered portion that is incident from the irradiation port is guided to the radiation temperature sensor in the temperature measurement optical system when the second infrared light is incident on the first wavelength separation optical system. A laser device for soldering according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
前記照射ヘッドは、前記光ファイバが連結されている箇所から、前記照射口側を臨んだときに、前記照射口の近傍において前記照射口に近づくほどに幅が狭い外観形状を呈していることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のハンダ処理用レーザ装置。
The irradiation head has an external shape in which, when the irradiation port side is viewed from the portion where the optical fiber is connected, the width in the vicinity of the irradiation port narrows as the irradiation port is approached. A laser device for soldering according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
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