JP4353866B2 - Laser heating device - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば半導体レーザから出射されたレーザ光を集光し、この集光したレーザ光によりはんだ付けや樹脂接合および溶接などの加熱処理を行うレーザ加熱装置に関するものである。   The present invention relates to a laser heating apparatus that condenses laser light emitted from, for example, a semiconductor laser and performs heat treatment such as soldering, resin bonding, and welding with the collected laser light.

従来、レーザ光を用いた非接触な加熱処理を行う装置としてレーザ加熱装置があり、たとえば特許文献1に開示されている。
このレーザ加熱設備(レーザ加熱装置)は、複数のレーザダイオードを積み重ねてなるレーザダイオードモジュール(半導体レーザアレイ)と、レーザダイオードモジュールに電力を供給する電源と、レーザダイオードモジュール備える複数のレーザダイオードが出射するレーザ光を視準化する第1光学系(コリメートレンズ)と、視準化されたレーザ光を集光する第2光学系(集光レンズ)により構成されている。
Conventionally, there is a laser heating device as a device for performing a non-contact heat treatment using a laser beam, which is disclosed in Patent Document 1, for example.
The laser heating equipment (laser heating apparatus) includes a plurality of laser diode modules comprising a stack of laser diode (semiconductor laser array), a power source for supplying power to the laser diode module, a plurality of laser diodes included in the laser diode module The first optical system (collimating lens) that collimates the emitted laser light and the second optical system (condensing lens) that condenses the collimated laser light.

この構成により、レーザダイオードから出射されたレーザ光はコリメートレンズにより視準化され、この視準化されたレーザ光は集光レンズにより集光される。
このように、集光されたレーザ光により、合焦点に置かれている被加熱物に対して半田付けや溶接などの加熱処理を行うことができる。
特開2002−9388号公報
With this configuration, the laser light emitted from the laser diode is collimated by the collimator lens, and the collimated laser light is collected by the condenser lens.
In this way, heat treatment such as soldering or welding can be performed on the object to be heated placed at the focal point by the focused laser beam.
JP 2002-9388 A

しかし、上記従来のレーザ加熱設備(レーザ加熱装置)の構成によると、レーザダイオードモジュールから出射された複数のレーザ光は、集光レンズにより長ライン状に集光され、実際の樹脂接合や金属接合を行うために必要な形状に変形することができなかったため、様々なサイズや形状を有する被加熱物に対して対応することができず、被加熱物に対して行う半田付けや溶接などの加熱処理に時間を要することとなり、はんだ付けの効率が低くなるという問題がある。   However, according to the configuration of the above conventional laser heating equipment (laser heating device), a plurality of laser beams emitted from the laser diode module are condensed into a long line by the condenser lens, and are actually resin-bonded or metal-bonded. Since it could not be transformed into the shape necessary for performing heating, it was not possible to cope with heated objects having various sizes and shapes, and heating such as soldering or welding performed on the heated objects Processing takes time and there is a problem that the efficiency of soldering is lowered.

そこで本発明は、レーザ光の集光部の形状を所望の形状に変形させることにより、はんだ付けの効率を向上させることができるレーザ加熱装置を提供することを目的としたものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser heating apparatus capable of improving the efficiency of soldering by deforming the shape of a laser beam condensing portion into a desired shape.

前記した目的を達成するために、本発明の請求項1記載のレーザ加熱装置は、物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、ファースト方向の発光幅に対してスロー方向の発光幅が長い形状に形成され、第1光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する第1ワンチップ半導体レーザ光源と、ファースト方向の発光幅に対してスロー方向の発光幅が長い形状に形成され、前記第1光軸センタに直交する第2光軸センタを中心に、スロー方向が前記第1光軸センタから傾くレーザ光を出射する出射部を有する第2ワンチップ半導体レーザ光源と、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワンチップ半導体レーザ光源の前方に、前記第1光軸センタと前記第2光軸センタとの交点を中心として配置され、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたレーザ光と前記第2ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたレーザ光を加算するプリズムと、前記プリズムの前方に前記第1光軸センタを中心として配置された非球面レンズと、前記非球面レンズと前記物質との間に前記第1光軸センタを中心として配置された2枚のシリンドリカルレンズと、を備え、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源、前記第2ワンチップ半導体レーザ光源、前記プリズムおよび前記非球面レンズは、前記非球面レンズにより、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワンチップ半導体レーザ光源からのレーザ光がそれぞれのファースト方向において集光されるように配置されており、前記非球面レンズは、前記非球面レンズが有する所定のF値に、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源の出射部から前記非球面レンズまでの距離があうように配置されており、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたレーザ光が、前記プリズム、前記非球面レンズおよび前記2枚のシリンドリカルレンズを介して前記物質上に照射されることにより、前記物質上にクロス状スポット形成され、前記2枚のシリンドリカルレンズは、前記クロス状スポットの形状が所望の形状となるように前記第1光軸センタ上でそれぞれ位置調整されていることを特徴としたものである。 In order to achieve the above object, a laser heating apparatus according to claim 1 of the present invention is a laser heating apparatus that emits a laser beam for dissolving a substance, and emits light in a slow direction with respect to a light emission width in a first direction. A first one-chip semiconductor laser light source having an emission part that emits a laser beam centered on the first optical axis center, and a shape having a longer emission width in the slow direction than the emission width in the first direction And a second one-chip semiconductor laser light source having a light emitting portion that emits laser light having a slow direction inclined from the first optical axis center, the second optical axis center being orthogonal to the first optical axis center. , in front of the first one-chip semiconductor laser light source and the second one-chip semiconductor laser light sources are arranged around the intersection between the first optical axis center and the second optical axis center, before A prism for adding the laser beam emitted from the laser light emitted from the first one-chip semiconductor laser light source second one-chip semiconductor laser light source, distribution centered on the said first optical axis center in front of the prism An aspherical lens disposed; and two cylindrical lenses disposed around the first optical axis center between the aspherical lens and the substance , the first one-chip semiconductor laser light source, The second one-chip semiconductor laser light source, the prism, and the aspherical lens cause the laser light from the first one-chip semiconductor laser light source and the second one-chip semiconductor laser light source to each fast direction by the aspherical lens. The aspherical lens has a predetermined F value that the aspherical lens has. The first one-chip semiconductor laser and the emission portion of the light source is disposed above so that the distance to the aspherical lenses are fit, the first one-chip semiconductor laser light source and the second one-chip semiconductor laser emitting laser from the light source light, said prism, said by Rukoto is irradiated onto the aspheric lens and the two cylindrical lenses on the material through the cross-shaped spot is formed on the material, the two cylindrical lenses, the Each of the positions of the cross-shaped spots is adjusted on the first optical axis center so that a desired shape is obtained .

本発明のレーザ加熱装置は、加工対象の物質に照射されるレーザ光のスポット形状をクロス形状にすることにより、照射中心を容易に判断することができるため、加工対象物に対して最適なはんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。 Since the laser heating device of the present invention can easily determine the irradiation center by making the spot shape of the laser light irradiated to the material to be processed a cross shape, the optimum solder for the object to be processed The soldering can be performed, and thus the soldering efficiency can be improved.

以下に、本発明の各実施の形態におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。なお、レーザ加熱装置からレーザ光を出射する方向を前方向、この前方向とは逆の方向を後方向、これらの前後方向Xと水平面上で直角な方向を左右方向Y、レーザ出射方向(前方向)を向いて左側を左方向とする。また上下方向をZとする。また、レンズ保持部の先端から集光部までの距離(作動距離)をワークディスタンス(以下、WDという)とする。
(実施の形態1)
以下に、本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
Below, the laser heating apparatus in each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The direction in which the laser beam is emitted from the laser heating device is the front direction, the direction opposite to the front direction is the rear direction, the front-rear direction X and the direction perpendicular to the horizontal plane are the left-right direction Y , and the laser emission direction (front the left-hand side to the left direction oriented in the direction). The vertical direction is Z. Further, the distance (working distance) from the tip of the lens holding part to the light collecting part is defined as a work distance (hereinafter referred to as WD).
(Embodiment 1)
Below, the laser heating apparatus in Embodiment 1 of this invention is demonstrated, referring drawings.

図1に本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱装置の構成を示す。
図1(a),図1(b)に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置1は、アルマイト処理されたアルミニウム合金(Al合金)により形成されているホルダー本体2Aとホルダー本体2Aの上部に搭載されるホルダカバー2Bとから形成されているホルダー2と、ホルダー本体2Aの内面のうち、左右側面および下面に設けられている熱伝導絶縁シート3と、ホルダカバー2Bの下面に設けられているインジウムシート(以下、Inシートという)4と、各熱伝導絶縁シート3およびInシート4と当接して設けられているヒートシンク(銅ブロック)5と、ヒートシンク5の前面に固定ネジ6により固定され、レーザ光Lを光軸センタ7を中心に出射する出射部8を有する1W以上のワット級ワンチップ半導体レーザ(LD)(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)9と、ホルダー2の前方において光軸センタ7を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8から出射されたファースト方向におけるレーザ光Lを集光させる非球面レンズ(非球面凸レンズ)10と、非球面レンズ10を保持し、非球面レンズ10の前方に位置する場所に可視光カットフィルタ11Aが設けられているレンズ保持部11と、ヒートシンク5に接続されているプラス電源ライン12Aと、ヒートシンク5に接続されている第1マイナス電源ライン12Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に接続されている第2マイナス電源ライン12Cを有する電力用ケーブル12と、ヒートシンク5に内蔵され、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度を測定するサーミスタ(温度センサの一例)13Aと、このサーミスタ13Aに接続されているサーミスタ用ケーブル(温度センサ用ケーブルの一例)13と、ワット級ワンチップ半導体レーザ9から出射されるレーザ光Lの戻光を検知するフォトダイオード(光センサ)14Aと、このフォトダイオード14Aに接続されているフォトダイオード用ケーブル(光センサ用ケーブルの一例)14と、ホルダカバー2Bの各角部に上下方向Zに設けられ、ホルダー2を取り付け板15などに取り付ける取付ネジ16などから構成されている。なお、各ケーブル12,13,14をホルダー2内に挿入する際、ホルダー2における各ケーブル12,13,14の挿入部分には黒色シール材17が設けられ、各ケーブル12,13,14が固定されている。
FIG. 1 shows the configuration of the laser heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a laser heating device 1 that emits a laser beam that dissolves a substance toward a laser beam condensing unit is an alumite-treated aluminum alloy (Al alloy). The holder 2 formed by the holder body 2A formed by the above and the holder cover 2B mounted on the upper part of the holder body 2A, and the heat conduction provided on the left and right side surfaces and the lower surface of the inner surface of the holder body 2A an insulating sheet 3, in Ji Mushito provided on the lower surface of the holder cover 2B (hereinafter, in that the seat) and 4, each heat conductive insulating sheet 3 and in sheet 4 and contact with is provided a heat sink (copper block ) 5 and a 1 W or more watt having a light emitting portion 8 that is fixed to the front surface of the heat sink 5 by a fixing screw 6 and emits the laser light L around the optical axis center 7. A class-one one-chip semiconductor laser (LD) (an example of a watt-class one-chip semiconductor laser light source) 9 and an optical axis center 7 disposed in front of the holder 2, and from an emitting portion 8 of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 An aspherical lens (aspherical convex lens) 10 that condenses the emitted laser light L in the first direction, and the aspherical lens 10 are held, and a visible light cut filter 11A is provided at a position in front of the aspherical lens 10. The lens holding portion 11, the positive power supply line 12 A connected to the heat sink 5, the first negative power supply line 12 B connected to the heat sink 5, and the first connected to the watt-class one-chip semiconductor laser 9. Built in power cable 12 with 2 minus power line 12C and heat sink 5, watt class Thermistor (an example of a temperature sensor) 13A for measuring the temperature of the on-chip semiconductor laser 9, the thermistor cable (an example of the temperature sensor cable) 13 connected to the thermistor 13A, and the watt-class one-chip semiconductor laser 9 14A for detecting the return light of the laser beam L to be transmitted, a cable for photodiode (an example of a cable for optical sensor) 14 connected to the photodiode 14A, and each corner of the holder cover 2B It is provided with a mounting screw 16 or the like which is provided in the vertical direction Z and attaches the holder 2 to the mounting plate 15 or the like. When the cables 12, 13, and 14 are inserted into the holder 2, a black seal material 17 is provided at the insertion portion of the cables 12, 13, and 14 in the holder 2, and the cables 12, 13, and 14 are fixed. Has been.

なお、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に形成されている出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmに形成されている。また、上記非球面レンズ10は、開口数NAが0.3とされている。   Note that the emission portion 8 formed in the watt-class one-chip semiconductor laser 9 has a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. The aspheric lens 10 has a numerical aperture NA of 0.3.

また、上記レンズ保持部11は調整手段(図示せず)を具備しており、この調整手段により光軸センタ7上における非球面レンズ10の位置を、前後方向に位置調整可能としている。   The lens holding unit 11 includes an adjusting unit (not shown), and the position of the aspherical lens 10 on the optical axis center 7 can be adjusted in the front-rear direction by the adjusting unit.

以下に、上記した実施の形態1における作用を、図2を参照しながら説明する。
図2(a)に示すように、レンズ保持部11に配置される非球面レンズ10のF値は、
F=(L1×L2)/(L1+L2) ・・・(1)
L1;出射部8から非球面レンズ10の焦点位置Nまでの距離
L2;非球面レンズ10の焦点位置Nから集光部Mまでの距離
により求めることができる。
Hereinafter, the operation in the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2A, the F value of the aspheric lens 10 disposed in the lens holding unit 11 is
F = (L1 × L2) / (L1 + L2) (1)
L1: Distance from the emitting portion 8 to the focal position N of the aspherical lens 10
L2: It can be obtained from the distance from the focal position N of the aspherical lens 10 to the condenser M.

ここで、L1=10mm、L2=40mmとしたとき、F=(10×40)/(10+40)=8となるため、F8の非球面レンズ10が使用される。
そして、上記F8の非球面レンズ10を使用した場合、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(2)
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
により求めることができる。なお、{(L2−F)/F}は倍率を示す。
Here, when L1 = 10 mm and L2 = 40 mm, since F = (10 × 40) / (10 + 40) = 8, the aspherical lens 10 of F8 is used.
And when the aspherical lens 10 of F8 is used, the width H2 in the slow direction at the condensing part M is:
H2 = {(L2-F) / F} H1 (2)
H1: It can be obtained from the light emission width in the slow direction at the emitting portion 8. Note that {(L2-F) / F} indicates a magnification.

ここで、H1=0.5mmのとき、H2={(40−8)/8}0.5=4×0.5=2mmとなる。
また、集光部Mにおけるファースト方向の幅h2は、出射部8におけるファースト方向の発光幅h1である1μmに上記倍率を掛けたものとなるため、4μmとなる。
Here, when H1 = 0.5 mm, H2 = {(40−8) / 8} 0.5 = 4 × 0.5 = 2 mm.
Further, the width h2 in the fast direction in the light condensing part M is 4 μm because it is obtained by multiplying 1 μm, which is the light emission width h1 in the fast direction in the emitting part 8, by the above magnification.

このように、出射部8から非球面レンズ10の焦点位置Nまでの距離L1と、非球面レンズ10の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を調整して、レンズ保持部11に配置される非球面レンズ10のF値を適宜定めることにより、非球面レンズ10から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2が適宜変化されるため、集光部Mにおけるレーザ光Lのライン形状が変形される。   In this way, the distance L1 from the emitting portion 8 to the focal position N of the aspherical lens 10 and the distance L2 from the focal position N of the aspherical lens 10 to the condensing portion M are adjusted and arranged on the lens holding portion 11. By appropriately determining the F value of the aspherical lens 10 to be formed, the width in the slow direction of the condensing part M formed at a position away from the aspherical lens 10 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more. Since H2 is appropriately changed, the line shape of the laser light L in the light condensing part M is deformed.

また、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9として、スロー方向発光幅を100μmとする3W以上のワット級ワンチップ半導体レーザを使用するとともに、非球面レンズ10として、F値をF7〜F9とする非球面レンズを使用し、この非球面レンズを、レンズ保持部11の調整手段により光軸センタ上で前後方向に位置調整することにより、WDを20mm以上とした集光部Mにおけるレーザ光の形状を、スロー方向において集光幅が300μm以上のライン状または正方形状に変形させることができる。また、上記と同様に位置調整を行い、ファースト方向およびスロー方向において、収差の利用によりデフォーカスして、集光部Mにおけるレーザ光の形状の縦横比(左右方向Yにおける長さと上下方向Zにおける長さの比)を調整することにより、もしくはファースト方向およびスロー方向の非点隔差を利用することにより、集光部Mにおけるレーザ光の形状を丸型ないし楕円型に変形させることができる。   Further, as the watt-class one-chip semiconductor laser 9, a watt-class one-chip semiconductor laser of 3 W or more with a light emission width in the slow direction of 100 μm is used, and the aspheric lens 10 has an aspheric surface with an F value of F7 to F9. By using a lens and adjusting the position of this aspheric lens in the front-rear direction on the optical axis center by the adjusting means of the lens holding unit 11, the shape of the laser beam in the condensing unit M with a WD of 20 mm or more is obtained. The condensing width in the slow direction can be deformed into a line shape or a square shape with 300 μm or more. Further, the position adjustment is performed in the same manner as described above, and defocusing is performed by using aberration in the fast direction and the slow direction, and the aspect ratio of the shape of the laser beam in the condensing unit M (the length in the left-right direction Y and the vertical direction Z) By adjusting the length ratio) or by using the astigmatic difference between the fast direction and the slow direction, the shape of the laser light in the condensing part M can be changed to a round shape or an elliptical shape.

また、例えばレンズ保持部11内に、光軸センタ7を中心として出射部8側から順に、コリメートレンズ、PBSプリズム、およびF値が25以上の非球面レンズ(平凸レンズ)を設けるとともに、PBSプリズムの上方に集光レンズ、およびCCDカメラを設けると、出射部8から出射されたファースト方向におけるレーザ光Lは、コリメートレンズでコリメートされ、PBSプリズムを介した後、非球面レンズにて集光される。このとき、レーザ光Lの戻光は、PBSプリズムで反射され、集光レンズによりCCDカメラに集光される。これにより、レーザ光Lの集光部をCCDカメラにより確認することができる。なお、コリメートレンズ、非球面レンズ、および集光レンズは、各レンズの非球面部がPBSプリズム側となるように配置されている。 In addition, for example, a collimating lens, a PBS prism, and an aspherical lens (plano-convex lens) having an F value of 25 or more are provided in the lens holding unit 11 in order from the emission unit 8 centering on the optical axis center 7. If a condensing lens and a CCD camera are provided above the laser beam L in the first direction emitted from the emitting unit 8, it is collimated by a collimating lens, and after passing through a PBS prism, is condensed by an aspheric lens. The At this time, the return light of the laser light L is reflected by the PBS prism and condensed on the CCD camera by the condenser lens. Thereby, the condensing part of the laser beam L can be confirmed with a CCD camera. The collimating lens, the aspherical lens, and the condenser lens are arranged so that the aspherical part of each lens is on the PBS prism side.

以上のように実施の形態1によれば、出射部8から非球面レンズ10の焦点位置Nまでの距離L1と非球面レンズ10の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を変化させることによりF値を変化させ、このF値の非球面レンズ10を使用することにより、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を変化させることができ、集光部Mにおけるレーザ光Lの形状を所望の形状に変形させることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the first embodiment, the distance L1 from the emitting unit 8 to the focal position N of the aspherical lens 10 and the distance L2 from the focal position N of the aspherical lens 10 to the condensing unit M are changed. By changing the F value by using the aspherical lens 10 having this F value, the width H2 in the slow direction in the condensing part M can be changed, and the shape of the laser light L in the condensing part M is desired. Because it can be deformed into the shape of the above, it is easy to perform multi-point simultaneous soldering on heated parts such as flexible printed wiring board connectors (FPC connectors) and electronic devices. Efficiency can be improved.

また、実施の形態1によれば、開口数NAが0.3の非球面レンズ10が使用されているため、ロスけられ、すなわちレーザ光Lが非球面レンズ10から漏れる割合を1割前後に抑えることができる。   Further, according to the first embodiment, since the aspherical lens 10 having a numerical aperture NA of 0.3 is used, the loss is caused, that is, the rate at which the laser light L leaks from the aspherical lens 10 is about 10%. Can be suppressed.

なお、実施の形態1では、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。   In the first embodiment, the emission part 8 of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 has a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. Alternatively, a watt-class one-chip semiconductor laser 9 having a light emission width of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 5 μm may be used.

また、実施の形態1では、非球面レンズ10は、レンズの明るさを示すF値がF8、開口数NAが0.3とされていたが、F値はF4〜F9の範囲であればよく、また開口数NAは0.3以上であればよい。
(実施の形態2)
以下に、本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In the first embodiment, the aspherical lens 10 has an F value indicating the lens brightness of F8 and a numerical aperture NA of 0.3, but the F value may be in the range of F4 to F9. The numerical aperture NA may be 0.3 or more.
(Embodiment 2)
Below, the laser heating apparatus in Embodiment 2 of this invention is demonstrated, referring drawings.

本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態2におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。   The configuration of the laser heating device in Embodiment 2 of the present invention will be described. The configuration of the laser heating apparatus in the second embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted, and only a different part, that is, the lens configuration of the lens holding unit will be described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図3に示すように、レンズ保持部(図示せず)には、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF8であるとともに開口数NAが0.3で、ワット級ワンチップ半導体レーザ9より出射されたファースト方向およびスロー方向におけるレーザ光Lをコリメートする第1非球面レンズ21と、第1非球面レンズ21の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF14.5で、第1非球面レンズ21によりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光Lを集光する第2非球面レンズ22が設けられている。   As shown in FIG. 3, the lens holding portion (not shown) is disposed in front of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 with the optical axis center 7 as the center, and has an F value of F8 and a numerical aperture NA. 0.3, a first aspheric lens 21 that collimates the laser light L emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 9 in the fast direction and the slow direction, and the optical axis center 7 in front of the first aspheric lens 21. A second aspherical lens 22 that is arranged at the center and has an F value of F14.5 and condenses the laser light L in the first direction collimated by the first aspherical lens 21 is provided.

なお、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に形成されている出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
また、各非球面レンズ21,22は、互いの非球面部21A,22Aが向かい合うように配置されている。
The emission part 8 formed in the watt-class one-chip semiconductor laser 9 has a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm.
The aspheric lenses 21 and 22 are arranged such that the aspheric surfaces 21A and 22A face each other.

以下に、上記した実施の形態2における作用を、図3を参照しながら説明する。
まず、上記第1非球面レンズ21と上記第2非球面レンズ22の合成F値は、
F=(F1×F2)/(F1+F2−d) ・・・(3)
F1;第1非球面レンズ21のF値
F2;第2非球面レンズ22のF値
d;第1非球面レンズ21の焦点位置N1と第2非球面レンズ22
の焦点位置N2との距離
により求めることができる。
Hereinafter, the operation in the second embodiment will be described with reference to FIG.
First, the combined F value of the first aspheric lens 21 and the second aspheric lens 22 is
F = (F1 × F2) / (F1 + F2-d) (3)
F1: F value of the first aspherical lens 21
F2: F value of the second aspherical lens 22
d: the focal position N1 of the first aspheric lens 21 and the second aspheric lens 22;
Can be obtained from the distance to the focal position N2.

よって、d=8mmとしたとき、F=(8×14.5)/(8+14.5−8)=8となるため、第1非球面レンズ21と第2非球面レンズ22の合成F値は8となる。
そして、この合成F値を下記式(4)に代入すると、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(4)
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
L2;第2非球面レンズ22の焦点位置N2から集光部Mまでの距離
により求めることができる。なお、{(L2−F)/F}は倍率を示す。
Therefore, when d = 8 mm, F = (8 × 14.5) / (8 + 14.5−8) = 8, so the combined F value of the first aspherical lens 21 and the second aspherical lens 22 is 8
And if this synthetic | combination F value is substituted into following formula (4), the width | variety H2 of the slow direction in the condensing part M will be given by
H2 = {(L2-F) / F} H1 (4)
H1: Light emission width in the slow direction at the emission part 8
L2: It can be obtained from the distance from the focal position N2 of the second aspherical lens 22 to the condenser M. Note that {(L2-F) / F} indicates a magnification.

ここで、L2=30mmとしたとき、H2={(30−8)/8}0.5=2.75×0.5=1.375mmとなり、また集光部Mにおけるファースト方向の幅h2は、出射部8におけるファースト方向の発光幅h1である1μmに上記倍率を掛けたものとなるため、2.75μmとなる。   Here, when L2 = 30 mm, H2 = {(30−8) / 8} 0.5 = 2.75 × 0.5 = 1.375 mm, and the width h2 in the fast direction of the light collecting portion M is Since the above-mentioned magnification is multiplied by 1 μm, which is the light emission width h1 in the first direction in the emission part 8, it is 2.75 μm.

このように、第1非球面レンズ21と第2非球面レンズ22の合成F値、および第2非球面レンズ22の焦点位置N2から集光部Mまでの距離L2を調整することにより、第2非球面レンズ22から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2が適宜変化されるため、集光部Mにおけるレーザ光Lのライン形状が変形される。   Thus, by adjusting the combined F value of the first aspherical lens 21 and the second aspherical lens 22 and the distance L2 from the focal position N2 of the second aspherical lens 22 to the condensing part M, the second Since the width H2 in the slow direction of the condensing part M formed at a position away from the aspherical lens 22 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more is appropriately changed, the laser light in the condensing part M The line shape of L is deformed.

以上のように実施の形態2によれば、第1非球面レンズ21の焦点位置N1と第2非球面レンズ22の焦点位置N2との距離dと、第2非球面レンズ22の焦点位置N2から集光部Mまでの距離L2を変化させることにより、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を変化させることができ、集光部Mにおけるレーザ光Lの形状を所望のライン形状に変形させることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the second embodiment, from the distance d between the focal position N1 of the first aspherical lens 21 and the focal position N2 of the second aspherical lens 22, and the focal position N2 of the second aspherical lens 22. By changing the distance L2 to the condensing part M, the width H2 of the condensing part M in the slow direction can be changed, and the shape of the laser light L in the condensing part M is deformed into a desired line shape. Therefore, multi-point simultaneous soldering can be easily performed on a heated part such as a flexible printed wiring board connector (FPC connector) or an electronic device, thereby improving the efficiency of soldering. it can.

なお、実施の形態2では、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。 In the second embodiment, the emission part 8 of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 has a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. Alternatively, a watt-class one-chip semiconductor laser 9 having a light emission width of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 5 μm may be used.

また、実施の形態2では、第1非球面レンズ21は、レンズの明るさを示すF値がF8、開口数NA0.3とされていたが、F値はF4〜F9の範囲であればよくまた開口数NAは0.3以上であればよい。 In the second embodiment, the first aspheric lens 21 has an F value indicating the lens brightness of F8 and a numerical aperture NA of 0.3. However, the F value may be in the range of F4 to F9. Bayoku, also numerical aperture NA may be at least 0.3.

また、実施の形態2では、第2非球面レンズ22は、明るさを示すF値がF14.5とされていたが、F値はF3〜F50の範囲であればよい。
(実施の形態3)
以下に、本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In the second embodiment, the second aspherical lens 22 has an F value indicating brightness of F14.5, but the F value may be in the range of F3 to F50.
(Embodiment 3)
Hereinafter, a laser heating apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態3におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。   The structure of the laser heating apparatus in Embodiment 3 of this invention is demonstrated. The configuration of the laser heating apparatus in the third embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted, and only a different part, that is, the lens configuration of the lens holding unit will be described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図4に示すように、レンズ保持部(図示せず)には、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF8であるとともに開口数NAが0.3で、ワット級ワンチップ半導体レーザ9より出射されたファースト方向におけるレーザ光Lをコリメートする非球面レンズ31と、非球面レンズ31の前方に光軸センタ7を中心として配置され、F値がF40で、非球面レンズ31によりコリメートされたファースト方向におけるレーザ光Lを集光するとともに、スロー方向におけるレーザ光Lをコリメートするシリンドリカルレンズ32が設けられている。   As shown in FIG. 4, the lens holding part (not shown) is arranged in front of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 with the optical axis center 7 as the center, the F value is F8, and the numerical aperture NA is. 0.3, an aspherical lens 31 for collimating the laser beam L in the fast direction emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 9, and an aspherical lens 31 disposed in front of the aspherical lens 31 with the optical axis center 7 as the center. Is a cylindrical lens 32 that condenses the laser light L in the fast direction collimated by the aspherical lens 31 and collimates the laser light L in the slow direction.

なお、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に形成されている出射部8は、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
また、非球面レンズ31およびシリンドリカルレンズ32は、互いの非球面部31A,32Aが向かい合うように配置されている。
Note that the emission portion 8 formed in the watt-class one-chip semiconductor laser 9 has a light emission width in the slow direction of 0.1 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm.
The aspherical lens 31 and the cylindrical lens 32 are arranged so that the aspherical portions 31A and 32A face each other.

以下に、上記した実施の形態3における作用を、図4,図5を参照しながら説明する。
まず、加工点Pにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(5)
L2;非球面レンズ31の焦点位置N1から加工点Pまでの距離
F;非球面レンズ31のF値
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
により求めることができる。
Hereinafter, the operation in the third embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the width H2 in the slow direction at the processing point P is
H2 = {(L2-F) / F} H1 (5)
L2: Distance from the focal position N1 of the aspherical lens 31 to the processing point P
F: F value of the aspherical lens 31
H1: It can be obtained from the light emission width in the slow direction at the emitting portion 8.

よって、例えばL2=50mmとしたとき、H2={(50−8)/8}0.1=0.525≒0.52mmとなり、また、L2=45mmとしたとき、H2={(45−8)/8}0.1=0.4625≒0.46mmとなる。   Thus, for example, when L2 = 50 mm, H2 = {(50−8) / 8} 0.1 = 0.525≈0.52 mm, and when L2 = 45 mm, H2 = {(45−8 )}} 0.1 = 0.625≈0.46 mm.

ここで、加工点Pにおけるレーザ光Lの形状を正方形スポットとするためには、加工点Pにおけるファースト方向の幅h2を、加工点Pにおけるスロー方向の幅H2と同一としなければならない、すなわちH2=h2としなければならない。   Here, in order to make the shape of the laser beam L at the processing point P a square spot, the width h2 in the fast direction at the processing point P must be the same as the width H2 in the slow direction at the processing point P, that is, H2. = H2.

このとき、ファースト方向における相似式は、
h2:(L2−F2−d)=D:F2 ・・・(6)
h2;加工点Pにおけるファースト方向の幅
F2;シリンドリカルレンズ32の焦点位置N2から集光部Mまでの
距離
d;非球面レンズ31の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ3
2の焦点位置N2までの距離
D;非球面レンズ31におけるレーザ光Lのファースト方向の最大

となり、上記式(6)は、h2×F2=(L2−F2)D−dDと変形され、この式より
d={(L2−F2)D−h2×F2}/D ・・・(7)
が導き出される。
At this time, the similarity formula in the first direction is
h2: (L2-F2-d) = D: F2 (6)
h2: width in the first direction at the processing point P
F2: From the focal position N2 of the cylindrical lens 32 to the condenser M
distance
d: Cylindrical lens 3 from the focal position N1 of the aspherical lens 31
Distance to 2 focal position N2
D: Maximum in the first direction of the laser light L in the aspheric lens 31
The above formula (6) is transformed into h2 × F2 = (L2−F2) D−dD. From this formula, d = {(L2−F2) D−h2 × F2} / D (7) )
Is derived.

ここで、L2=50mm、F2=40mm、D=6mmのとき、加工点Pにおけるレーザ光Lの形状として、上記で算出された一辺が0.52mmの正方形スポット、すなわちh2=H2=0.52mmの正方形スポットを形成する際、非球面レンズ41の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ32の焦点位置N2までの距離dは、上記式(7)より、d≒6.8mmとされる。   Here, when L2 = 50 mm, F2 = 40 mm, and D = 6 mm, the shape of the laser beam L at the processing point P is a square spot with one side calculated as above, that is, h2 = H2 = 0.52 mm. When the square spot is formed, the distance d from the focal position N1 of the aspherical lens 41 to the focal position N2 of the cylindrical lens 32 is d≈6.8 mm from the above equation (7).

また、L2=45mm、F2=40mm、D=6mmのとき、加工点Pにおけるレーザ光Lの形状として、上記で算出された一辺が0.46mmの正方形スポット、すなわちh2=H2=0.46mmの正方形スポットを形成する際、非球面レンズ31の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ32の焦点位置N2までの距離dは、上記式(7)より、d≒1.9mmとされる。 Further , when L 2 = 45 mm, F 2 = 40 mm, and D = 6 mm, the shape of the laser light L at the processing point P is a square spot with one side calculated as described above, that is, h 2 = H 2 = 0. When a 46 mm square spot is formed, the distance d from the focal position N1 of the aspherical lens 31 to the focal position N2 of the cylindrical lens 32 is d≈1.9 mm from the above equation (7).

このように、加工点Pに形成したい正方形スポットの一辺の長さ(幅)を予め設定し、非球面レンズ31の焦点位置N1からシリンドリカルレンズ32の焦点位置N2までの距離dを調整することにより、加工点Pに所望の大きさの正方形スポットが得られる。   Thus, by setting in advance the length (width) of one side of the square spot to be formed at the processing point P, and adjusting the distance d from the focal position N1 of the aspherical lens 31 to the focal position N2 of the cylindrical lens 32. A square spot of a desired size is obtained at the processing point P.

以上のように実施の形態3によれば、図5に示すように、エポキシ基板33上に設けられたランド34の加工物35に対して加工を行う際、集光部Mが加工物35(加工点P)の手前に生成されるよう調整し、正方形スポット(正方形状)に形成された加工点Pを加工物35に対して照射することにより、加工物35に対して最適なはんだ付けが行われるとともに、エポキシ基板33には加工点Pの後方にデフォーカスされたレーザ光Lが照射されるため、エポキシ基板33を焦がすことなく加工物35に対して最適なはんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the third embodiment, as shown in FIG. 5, when the workpiece 35 of the land 34 provided on the epoxy substrate 33 is processed, the light converging part M is connected to the workpiece 35 ( By adjusting so as to be generated before the processing point P) and irradiating the workpiece 35 with the processing point P formed in a square spot (square shape), the optimum soldering to the workpiece 35 is achieved. At the same time, since the epoxy substrate 33 is irradiated with the laser beam L defocused behind the processing point P, it is possible to optimally solder the workpiece 35 without scorching the epoxy substrate 33. Therefore, the efficiency of soldering can be improved.

なお、実施の形態3では、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。 In the third embodiment, the emission part 8 of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 has a light emission width in the slow direction of 0.1 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. Alternatively, a watt-class one-chip semiconductor laser 9 having a light emission width of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 5 μm may be used.

また、実施の形態3では、非球面レンズ31は、レンズの明るさを示すF値がF8、開口数NAが0.3とされていたが、F値はF4〜F9の範囲であればよくまた開口数NAは0.3以上であればよい。 In the third embodiment, the aspherical lens 31 has an F value indicating the lens brightness of F8 and a numerical aperture NA of 0.3, but the F value may be in the range of F4 to F9. The numerical aperture NA may be 0.3 or more.

また、実施の形態3では、シリンドリカルレンズ32は、明るさを示すF値がF40とされていたが、F値はF10〜F50の範囲であればよい。
(実施の形態4)
以下に、本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In the third embodiment, the F-number indicating the brightness of the cylindrical lens 32 is F40, but the F-value may be in the range of F10 to F50.
(Embodiment 4)
Hereinafter, a laser heating apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態4におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。   The structure of the laser heating apparatus in Embodiment 4 of this invention is demonstrated. Since the configuration of the laser heating apparatus in the fourth embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted, and only a different part, that is, the lens configuration of the lens holding unit will be described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図6に示すように、本実施の形態4のレーザ加熱装置は、前後方向Xにおける前方向へ第1光軸センタ41Bを中心としてレーザ光L1を出射する第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)41と、第1光軸センタ41Bと直交する方向、すなわち左右方向Yに配置され、左右方向Yおける左方向へ第2光軸センタ42Bを中心としてレーザ光L2を出射する第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)42と、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41のレーザ出射方向における前方に第1光軸センタ41Bを中心として配置され、レーザ光L1をコリメートする第1非球面レンズ43と、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42のレーザ出射方向における前方に第2光軸センタ42Bを中心として配置されている第2非球面レンズ44と、第1非球面レンズ43および第2非球面レンズ44のレーザ出射方向における前方に、第1光軸センタ41Bと第2光軸センタ42Bとの交点を中心として配置され、レーザ光L1とレーザ光L2を加算するPBSプリズム(偏光ビームスプリッターともいう)(プリズムの一例)45と、PBSプリズム45のレーザ出射方向における前方に第1光軸センタ41Bを中心として配置され、前記PBSプリズム45からのレーザ光L1,L2を集光する集光レンズ46などにより構成されている。   As shown in FIG. 6, the laser heating apparatus according to the fourth embodiment is a first watt-class one-chip semiconductor laser (first radiating laser beam L1 centered on the first optical axis center 41B in the front-rear direction X). An example of a one-watt class one-chip semiconductor laser light source) 41 and a laser beam arranged in a direction orthogonal to the first optical axis center 41B, that is, in the left-right direction Y, and centered on the second optical axis center 42B in the left-right direction Y. A first optical axis center in front of the second watt-class one-chip semiconductor laser (an example of a second watt-class one-chip semiconductor laser light source) 42 that emits the light L2 and the first watt-class one-chip semiconductor laser 41 in the laser emission direction. The first aspherical lens 43, which is arranged around 41B and collimates the laser beam L1, and the laser output of the second watt-class one-chip semiconductor laser 42. The first optical axis in front of the second aspherical lens 44 centered on the second optical axis center 42B in the direction, the first aspherical lens 43 and the second aspherical lens 44 in the laser emission direction. A PBS prism (also called a polarization beam splitter) (an example of a prism) 45 that is arranged around the intersection of the center 41B and the second optical axis center 42B and adds the laser light L1 and the laser light L2, and a laser of the PBS prism 45 It is arranged in front of the emission direction with the first optical axis center 41B as the center, and includes a condenser lens 46 that condenses the laser beams L1 and L2 from the PBS prism 45, and the like.

なお、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41は、出射部41Aのファースト方向が左右方向Yとなるよう配置され、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42は、出射部42Aのスロー方向(偏光方向)が前後方向Xとなるよう配置されている。   The first watt-class one-chip semiconductor laser 41 is arranged so that the first direction of the emission part 41A is the left-right direction Y, and the second watt-class one-chip semiconductor laser 42 is the slow direction (polarization direction) of the emission part 42A. Are arranged in the front-rear direction X.

また、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ41,42に形成されている出射部41A,42Aは、それぞれスロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmとされている。   The emission portions 41A and 42A formed in the watt-class one-chip semiconductor lasers 41 and 42 have a light emission width in the slow direction of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 0.5 μm, respectively. It is 5 μm.

以下に、上記した実施の形態4における作用を、図6を参照しながら説明する。
第1非球面レンズ43の焦点位置をN1、第2非球面レンズ44の焦点位置をN2、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41の出射部41Aから焦点位置N1までの距離をf、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42の出射部42Aから焦点位置N2までの距離をfとする。
Hereinafter, the operation in the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The focal position of the first aspherical lens 43 is N1, the focal position of the second aspherical lens 44 is N2, the distance from the emitting part 41A of the first watt class one-chip semiconductor laser 41 to the focal position N1 is f 1 , the distance from the emitting portion 42A of the watt one-chip semiconductor laser 42 to the focal position N2 and f 2.

ここで、第1非球面レンズ43および第2非球面レンズ44のF値がF=f=fとなるよう、第1非球面レンズ43を第1光軸センタ41B上で前後動させるとともに、第2非球面レンズ44を第2光軸センタ42B上で前後動させる。 Here, the first aspheric lens 43 is moved back and forth on the first optical axis center 41B so that the F value of the first aspheric lens 43 and the second aspheric lens 44 is F = f 1 = f 2. The second aspheric lens 44 is moved back and forth on the second optical axis center 42B.

これにより、図6(a)に示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されるレーザ光L1のファースト方向(左右方向Y)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されたレーザ光L1は、ファースト方向でフォーカス調整されてコリメートされ、コリメートされた状態で集光レンズ46を介して集光部Mに到達する。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム45で反射された後、コリメートされた状態で集光レンズ46を介して集光部Mに到達する。   As a result, as shown in FIG. 6A, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 41 is emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 41 in the first direction (left-right direction Y). The laser beam L1 thus focused is collimated in the fast direction and collimated, and reaches the condensing unit M via the condensing lens 46 in a collimated state. The laser beam L2 emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser 42 is reflected by the PBS prism 45 and then reaches the condensing unit M via the condensing lens 46 in a collimated state.

また、図6(b)に示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されるレーザ光L1のスロー方向(上下方向)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ41から出射されたレーザ光L1は、集光レンズ46でコリメートされる。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ42から出射されたレーザ光L2は、ファースト方向でフォーカス調整されてコリメートされ、PBSプリズム45で反射された後、集光レンズ46で集光される。   As shown in FIG. 6B, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 41 is emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 41 in the slow direction (vertical direction). The laser beam L1 is collimated by the condenser lens 46. The laser light L2 emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser 42 is focused in the fast direction, collimated, reflected by the PBS prism 45, and then condensed by the condenser lens 46.

これにより、集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向においてコリメートされるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向においてコリメートされるため、集光部Mにおいて正十字形スポットが得られる。   Thereby, the laser light L1 in the condensing part M is collimated in the slow direction and is condensed in the fast direction, and the laser light L2 in the condensing part M is condensed in the slow direction (laser light L1). At the same time, since it is collimated in the fast direction (of the laser beam L1), a regular cross spot is obtained at the condensing part M.

また、距離f1=F,距離f2>Fとした場合、集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向においてコリメートされるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向において拡散されるため、集光部Mにおいて左右方向に長い十字形スポットが得られる。 When the distance f1 = F and the distance f2> F, the laser light L1 in the condensing unit M is collimated in the slow direction and condensed in the fast direction, and the laser light L2 in the condensing unit M is Since the light is condensed in the slow direction (of the laser light L1) and diffused in the fast direction (of the laser light L1), a cross-shaped spot that is long in the left-right direction is obtained in the light condensing part M.

また、距離f1>F,距離f2=Fとした場合、集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向において拡散されるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向においてコリメートされるため、集光部Mにおいて上下方向に長い十字形スポットが得られる。 When distance f1> F and distance f2 = F, the laser light L1 in the condensing part M is diffused in the slow direction and condensed in the fast direction, and the laser light L2 in the condensing part M is Since the light is condensed in the slow direction (of the laser light L1) and collimated in the fast direction (of the laser light L1), a long cross-shaped spot is obtained in the light converging part M in the vertical direction.

このように、距離f,fを適宜変化させることにより、集光レンズ46から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mには、ライン幅が10〜50μm、ライン長が100〜500μmの十字形スポットが形成される。 As described above, by appropriately changing the distances f 1 and f 2 , the condensing unit M formed at a position away from the condensing lens 46 by 20 mm or more, that is, the condensing unit M having a WD of 20 mm or more, A cruciform spot having a line width of 10 to 50 μm and a line length of 100 to 500 μm is formed.

以上のように実施の形態4によれば、集光部Mにおいて十字形スポットを得ることができ、照射中心を容易に判断することができるため、加工対象物に対して最適なはんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to obtain a cruciform spot in the condensing part M, and to easily determine the irradiation center, so that optimal soldering is performed on the workpiece. Therefore, the efficiency of soldering can be improved.

また、実施の形態4によれば、図7に示すように、加工対象物A,Bの接合を行う際、照射ずれについて余裕の程度を増すことができるため、照射中心Sがずれている場合でも密度の高いレーザ光で加工対象物A,Bを加熱することができる。   Further, according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, when the workpieces A and B are joined, the margin of irradiation deviation can be increased, and therefore the irradiation center S is shifted. However, the workpieces A and B can be heated with a high-density laser beam.

また、実施の形態4によれば、集光レンズ46のF値を変えることにより、集光部におけるスポットサイズやWDを容易に変更することができ、また距離f,fをそれぞれ異なる値とすることにより、集光部Mにおける十字形スポットのアスペクト比を容易に変更することができる。
(実施の形態5)
以下に、本発明の実施の形態5におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
Further, according to the fourth embodiment, by changing the F value of the condensing lens 46, the spot size and WD in the condensing part can be easily changed, and the distances f 1 and f 2 are different values. By doing so, the aspect ratio of the cruciform spot in the condensing part M can be easily changed.
(Embodiment 5)
Hereinafter, a laser heating apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態5におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態5におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。   The structure of the laser heating apparatus in Embodiment 5 of this invention is demonstrated. The configuration of the laser heating apparatus in the fifth embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted. Only a different part, that is, the lens configuration of the lens holding portion will be described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図8に示すように、本実施の形態5のレーザ加熱装置は、前後方向Xにおける前方向へ第1光軸センタ51Bを中心としてレーザ光L1を出射する第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)51と、第1光軸センタ51Bと直交する方向、すなわち左右方向Yに配置され、左右方向Yにおける左方向へ第2光軸センタ52Bを中心としてレーザ光L2を出射する第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)52と、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51および第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52のレーザ出射方向における前方に、第1光軸センタ51Bと第2光軸センタ52Bとの交点を中心として配置され、レーザ光L1とレーザ光L2を加算するPBSプリズム(偏光ビームスプリッターともいう)(プリズムの一例)53と、PBSプリズム53のレーザ出射方向における前方に第1光軸センタ51Bを中心として配置され、PBSプリズム53で加算されたレーザ光L1,L2を集光する丸凸非球面レンズ(非球面レンズの一例)54などにより構成されている。また、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51と第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52との間には、0.1mm厚の絶縁体55が設けられている。   As shown in FIG. 8, the laser heating apparatus of the fifth embodiment is a first watt-class one-chip semiconductor laser (first radiating laser beam L1 centered on the first optical axis center 51B in the front-rear direction X). An example of a 1-watt class one-chip semiconductor laser light source) 51 and a laser beam arranged in a direction orthogonal to the first optical axis center 51B, that is, in the left-right direction Y, and centered on the second optical axis center 52B in the left-right direction Y. A second watt-class one-chip semiconductor laser (an example of a second watt-class one-chip semiconductor laser light source) 52 that emits light L2, and a laser of the first watt-class one-chip semiconductor laser 51 and the second watt-class one-chip semiconductor laser 52 The laser beam L1 and the laser beam are arranged in front of the emission direction, centering on the intersection of the first optical axis center 51B and the second optical axis center 52B. A PBS prism (also called a polarization beam splitter) 53 that adds 2 (an example of a prism) 53 and the PBS prism 53 are arranged in front of the first optical axis center 51B in the laser emission direction and added by the PBS prism 53. A round convex aspherical lens (an example of an aspherical lens) 54 for condensing the laser beams L1 and L2 is used. An insulator 55 having a thickness of 0.1 mm is provided between the first watt-class one-chip semiconductor laser 51 and the second watt-class one-chip semiconductor laser 52.

なお、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51は、出射部51Aのファースト方向が左右方向Yとなるよう配置され、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52は、出射部52Aのスロー方向が前後方向Xとなるよう配置されている。   The first watt-class one-chip semiconductor laser 51 is arranged so that the first direction of the emission part 51A is the left-right direction Y, and the second watt-class one-chip semiconductor laser 52 is arranged such that the slow direction of the emission part 52A is the front-rear direction X. It is arranged to become.

また、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ51,52に形成されている出射部51A,52Aは、それぞれスロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmとされている。   In addition, the emission portions 51A and 52A formed in the watt-class one-chip semiconductor lasers 51 and 52 have a light emission width in the slow direction of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm, respectively. It is 5 μm.

以下に、上記した実施の形態5における作用を、図8を参照しながら説明する。
丸凸非球面レンズ54の焦点位置をN1、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51の出射部51Aから焦点位置N1までの距離をL1、焦点位置N1から集光部Mまでの距離をL2とする。
Hereinafter, the operation in the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
The focal position of the round-convex aspherical lens 54 is N1, the distance from the emitting part 51A of the first watt-class one-chip semiconductor laser 51 to the focal position N1 is L1, and the distance from the focal position N1 to the condensing part M is L2. .

図8(a)に示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のファースト方向(左右方向Y)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、丸凸非球面レンズ54で集光される。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム53で反射、すなわちレーザ光L1と加算された後、コリメートされた状態で丸凸非球面レンズ54を介して集光部Mに到達する。   As shown in FIG. 8A, the laser emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51 in the first direction (left-right direction Y) of the laser light L1 emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51. The light L1 is collected by the round convex aspheric lens 54. Further, the laser light L2 emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser 52 is reflected by the PBS prism 53, that is, added to the laser light L1, and then collimated through the round-convex aspheric lens 54. It reaches the condensing part M.

また、図8(b)で示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のスロー方向(上下方向Z)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、コリメートされた状態でPBSプリズム53および丸凸非球面レンズ54を介して集光部Mに到達する。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム45で反射、すなわちレーザ光L1と加算された後、丸凸非球面レンズ54で集光される。   Further, as shown in FIG. 8B, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51 is emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51 in the slow direction (vertical direction Z). The laser light L1 reaches the condensing part M through the PBS prism 53 and the round-convex aspherical lens 54 in a collimated state. The laser light L2 emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser 52 is reflected by the PBS prism 45, that is, added to the laser light L1, and then condensed by the round-convex aspheric lens 54.

これにより、丸凸非球面レンズ54から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるレーザ光L1は、スロー方向においてコリメートされるとともに、ファースト方向において集光され、また集光部Mにおけるレーザ光L2は、(レーザ光L1の)スロー方向において集光されるとともに、(レーザ光L1の)ファースト方向においてコリメートされるため、集光部Mにおいて正十字形スポットが得られる。   Thereby, the laser beam L1 in the condensing part M formed at a position away from the round-convex aspherical lens 54 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more is collimated in the slow direction and fast. Condensed in the direction, and the laser light L2 in the condensing part M is condensed in the slow direction (laser light L1) and collimated in the fast direction (laser light L1). A regular cross spot is obtained at.

したがって、例えば丸凸非球面レンズ54のF値をF8、距離L1を9.5mm、距離L2を50mmとした場合、集光部Mには、ライン幅が5.3μm、ライン長が530μmの十字形スポットが形成される。   Therefore, for example, when the F value of the round-convex aspheric lens 54 is F8, the distance L1 is 9.5 mm, and the distance L2 is 50 mm, the light condensing part M has a line width of 5.3 μm and a line length of 530 μm. A letter-shaped spot is formed.

また、出射部52AからPBSプリズム53までの距離をd1、出射部51AからPBSプリズム53までの距離をd2とすると、距離d1および距離d2の大きさを変化させることにより、集光部Mにおける十字形スポットの左右方向Yおよび上下方向Zの長さ(サイズ)を変化させることができる。   Further, assuming that the distance from the emitting portion 52A to the PBS prism 53 is d1, and the distance from the emitting portion 51A to the PBS prism 53 is d2, the size of the distance d1 and the distance d2 is changed, so The length (size) of the letter-shaped spot in the left-right direction Y and the up-down direction Z can be changed.

また、図8(c),図8(d)に示すように、上記丸凸非球面レンズ54が有する所定のF値に、光軸センタ51B上における第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51の出射部51Aから丸凸非球面レンズ54までの距離をあわせ、その位置に丸凸非球面レンズ54を配置し、また、光軸センタ51Bを中心として、距離が調整された位置に配置された丸凸非球面レンズ54と集光部Mとの間で、丸凸非球面レンズ54側に第1シリンドリカルレンズ56を配置するとともに、光軸センタ51Bを中心として、距離が調整された位置に配置された丸凸非球面レンズ54と集光部Mとの間で、集光部M側に第2シリンドリカルレンズ57を配置する。   Further, as shown in FIGS. 8C and 8D, the first watt-class one-chip semiconductor laser 51 is emitted on the optical axis center 51B to a predetermined F value of the round-convex aspheric lens 54. The distance from the portion 51A to the round-convex aspherical lens 54 is adjusted, the round-convex aspherical lens 54 is disposed at that position, and the round-convex disposed at the position where the distance is adjusted with the optical axis center 51B as the center. Between the aspherical lens 54 and the condensing part M, the first cylindrical lens 56 is arranged on the round-convex aspherical lens 54 side, and is arranged at a position where the distance is adjusted around the optical axis center 51B. Between the round-convex aspherical lens 54 and the condensing part M, the second cylindrical lens 57 is disposed on the condensing part M side.

なお、各シリンドリカルレンズ56,57は、各非球面部56A,57Aが丸凸非球面レンズ54側を向くように配置され、また第1シリンドリカルレンズ56と第2シリンドリカルレンズ57は、90度尾根方向が異なっている、すなわち第1シリンドリカルレンズ56を90度回転させた状態で第2シリンドリカルレンズ57が配置されている。   The cylindrical lenses 56 and 57 are arranged so that the aspherical portions 56A and 57A face the round-convex aspherical lens 54 side, and the first cylindrical lens 56 and the second cylindrical lens 57 have a 90-degree ridge direction. Are different, that is, the second cylindrical lens 57 is arranged in a state where the first cylindrical lens 56 is rotated by 90 degrees.

このとき、図8(c)で示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のファースト方向(左右方向Y)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、丸凸非球面レンズ54でコリメートされた後、第2シリンドリカルレンズ57で集光される。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム53で反射、すなわちレーザ光L1と加算され、コリメートされた状態で丸凸非球面レンズ54,第1シリンドリカルレンズ56を介した後、第2シリンドリカルレンズ57で集光される。   At this time, as shown in FIG. 8C, the laser beam L1 emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51 is emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51 in the first direction (left-right direction Y). The laser beam L 1 is collimated by the round convex aspheric lens 54 and then condensed by the second cylindrical lens 57. The laser light L2 emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser 52 is reflected by the PBS prism 53, that is, added to the laser light L1, and in a collimated state, the round-convex aspherical lens 54 and the first cylindrical lens. After passing through 56, the light is collected by the second cylindrical lens 57.

また、図8(d)で示すように、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されるレーザ光L1のスロー方向(上下方向Z)において、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51から出射されたレーザ光L1は、PBSプリズム53および丸凸非球面レンズ54を介した後、第1シリンドリカルレンズ56で集光される。また、第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52から出射されたレーザ光L2は、PBSプリズム53で反射されて、丸凸非球面レンズ54でコリメートされた後、第1シリンドリカルレンズ56で集光される。   Further, as shown in FIG. 8D, the laser light L1 emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51 is emitted from the first watt class one-chip semiconductor laser 51 in the slow direction (vertical direction Z). The laser light L1 is condensed by the first cylindrical lens 56 after passing through the PBS prism 53 and the round-convex aspherical lens 54. The laser light L2 emitted from the second watt-class one-chip semiconductor laser 52 is reflected by the PBS prism 53, collimated by the round-convex aspheric lens 54, and then condensed by the first cylindrical lens 56. .

ここで、第1シリンドリカルレンズ56および第2シリンドリカルレンズ57を光軸センタ51B上で位置調整することにより、すなわち光軸センタ51B上を前後方向に移動させることにより、集光部Mにおける十字形スポットの左右方向Yおよび上下方向Zの長さ(サイズ)を変化させることができ、したがって集光部Mにおけるレーザ光の形状を所望の十字形スポットに変化させることができる。   Here, by adjusting the positions of the first cylindrical lens 56 and the second cylindrical lens 57 on the optical axis center 51B, that is, by moving them on the optical axis center 51B in the front-rear direction, a cross-shaped spot in the light condensing unit M is obtained. The lengths (sizes) in the left-right direction Y and the up-down direction Z can be changed, so that the shape of the laser light in the condensing part M can be changed to a desired cross-shaped spot.

なお、第1ワット級ワンチップ半導体レーザ51および第2ワット級ワンチップ半導体レーザ52はそれぞれ、ヒートシンク(図示せず)に固定されており、これらのヒートシンクを、ホルダー本体2Aの前部および後部に設けられている調整具(例えば、ネジ等)(図示せず)により前後方向Xおよび左右方向Yに移動させることにより、各ヒートシンクを所望の位置へ移動させることができる。   The first watt-class one-chip semiconductor laser 51 and the second watt-class one-chip semiconductor laser 52 are each fixed to a heat sink (not shown), and these heat sinks are attached to the front and rear portions of the holder body 2A. Each heat sink can be moved to a desired position by being moved in the front-rear direction X and the left-right direction Y by an adjustment tool (such as a screw) (not shown) provided.

以上のように実施の形態5によれば、集光部Mにおいて所望の十字形スポットを得ることができ、照射中心を容易に判断することができるため、加工対象物に対して最適なはんだ付けを行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the fifth embodiment, a desired cruciform spot can be obtained in the condensing unit M, and the irradiation center can be easily determined. Therefore, the efficiency of soldering can be improved.

また、実施の形態5によれば、図7に示すように、加工対象物A,Bの接合を行う際、照射ずれについて余裕の程度を増すことができるため、照射中心Sがずれている場合でも密度の高いレーザ光で加工対象物A,Bを加熱することができる。
(実施の形態6)
以下に、本発明の実施の形態6におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。
In addition, according to the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, when the workpieces A and B are joined, the margin of irradiation deviation can be increased, and therefore the irradiation center S is shifted. However, the workpieces A and B can be heated with a high-density laser beam.
(Embodiment 6)
Below, the laser heating apparatus in Embodiment 6 of this invention is demonstrated, referring drawings.

本発明の実施の形態6におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態6におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。   The structure of the laser heating apparatus in Embodiment 6 of this invention is demonstrated. The configuration of the laser heating apparatus in the sixth embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted, and only a different part, that is, the lens configuration of the lens holding unit will be described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図9に示すように、0.5mmのスロー方向発光幅、および1μmのファースト方向発光幅に形成され、光軸センタ7を中心にレーザ光を出射する出射部8を、上下方向Zに2つ(複数)有するスタックLD63(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)と、レンズ保持部(図示せず)内において、スタックLD63の前方に光軸センタ7を中心として上下方向Zにそれぞれ配置され、各出射部8から出射されたファースト方向におけるレーザ光Lを集光する2つ(複数)のfastレンズ61と、光軸センタ7を中心として、スタックLD63と集光部Mとの略中央に位置する場所に配置され、スタックLD63の出射部8から出射されたスロー方向におけるレーザ光Lを集光する第1シリンドリカルレンズ62が設けられている。 As shown in FIG. 9, two emission parts 8 in the vertical direction Z are formed with a light emission width of 0.5 mm in the slow direction and a light emission width of 1 μm in the first direction and emitting laser light around the optical axis center 7. (Multiple) Stack LD 63 (an example of a watt-class one-chip semiconductor laser light source) and a lens holding part (not shown) are arranged in the vertical direction Z around the optical axis center 7 in front of the stack LD 63, respectively. Positioned approximately at the center between the stack LD 63 and the condensing part M with the two (plural) fast lenses 61 condensing the laser light L in the fast direction emitted from each emitting part 8 and the optical axis center 7 as the center. It is located where the first cylindrical lens 62 for condensing the laser beam L in the slow direction emitted from the emission part 8 of the stack LD63 is provided

以下に、上記した実施の形態6における作用を、図9を参照しながら説明する。
図9(a)に示すように、レンズ保持部に配置される第1シリンドリカルレンズ62のF値は、
F=(L1×L2)/(L1+L2) ・・・(1)
L1;出射部8から第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nまでの距

L2;第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nから集光部Mまでの距

により求めることができる。
Hereinafter, the operation of the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9A, the F value of the first cylindrical lens 62 arranged in the lens holding portion is
F = (L1 × L2) / (L1 + L2) (1)
L1: Distance from the emitting portion 8 to the focal position N of the first cylindrical lens 62
Separation
L2: Distance from the focal position N of the first cylindrical lens 62 to the condenser M
It can be obtained by separation.

ここで、例えばL1=40mm、L2=40mmとしたとき、F=(40×40)/(40+40)=20となるため、F20の第1シリンドリカルレンズ62が使用される。
そして、上記F20の第1シリンドリカルレンズ62を使用した場合、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2は、
H2={(L2−F)/F}H1 ・・・(2)
H1;出射部8におけるスロー方向の発光幅
により求めることができる。なお、{(L2−F)/F}は倍率を示す。
Here, for example, when L1 = 40 mm and L2 = 40 mm, F = (40 × 40) / (40 + 40) = 20, so the first cylindrical lens 62 of F20 is used.
When the first cylindrical lens 62 of F20 is used, the width H2 in the slow direction of the light condensing unit M is
H2 = {(L2-F) / F} H1 (2)
H1: It can be obtained from the light emission width in the slow direction at the emitting portion 8. Note that {(L2-F) / F} indicates a magnification.

ここで、H1=0.5mmのとき、H2={(40−20)/20}0.5=1×0.5=0.5mmとなる。
また、集光部Mにおけるファースト方向の幅h2は、出射部8におけるファースト方向の発光幅h1である1μmに上記倍率を掛けたものとなるため、1μmとなる。
Here, when H1 = 0.5 mm, H2 = {(40−20) / 20} 0.5 = 1 × 0.5 = 0.5 mm.
Further, the width h2 in the fast direction in the light condensing part M is 1 μm because the light emission width h1 in the fast direction in the emitting part 8 is multiplied by the above magnification.

このように、出射部8から第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nまでの距離L1と、第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を調整して、レンズ保持部に配置される第1シリンドリカルレンズ62のF値を適宜定めることにより、第1シリンドリカルレンズ62から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2が適宜変形されるため、集光部Mにおけるレーザ光Lのライン形状が変形される。 Thus, the distance L1 from the exit section 8 to the focal position N of the first cylindrical lens 62, the focal position N of the first cylindrical lens 62 to adjust the distance L2 to the condensing unit M, the lens holding portion By appropriately determining the F value of the first cylindrical lens 62 to be disposed, the light condensing part M formed at a position separated from the first cylindrical lens 62 by 20 mm or more, that is, the slow in the light condensing part M having a WD of 20 mm or more. Since the direction width H <b> 2 is appropriately deformed, the line shape of the laser light L in the condensing part M is deformed.

また、図9(c),図9(d)に示すように、光軸センタ7を中心として、fastレンズ61と第1シリンドリカルレンズ62との間に、第1シリンドリカルレンズ62より大きなF値(F10〜F50)を有する第2シリンドリカルレンズ64を配置する。   Further, as shown in FIGS. 9C and 9D, an F-number larger than that of the first cylindrical lens 62 between the fast lens 61 and the first cylindrical lens 62 with the optical axis center 7 as the center ( A second cylindrical lens 64 having F10 to F50) is arranged.

なお、第2シリンドリカルレンズ64は、非球面部64Aがfastレンズ61側を向くように配置されている。
このとき、図9(c)に示すように、スタックLD63から出射されるスロー方向におけるレーザ光は、fastレンズ61および第2シリンドリカルレンズ64を介した後、第1シリンドリカルレンズ62でライン状に集光される。
The second cylindrical lens 64 is arranged so that the aspherical surface portion 64A faces the fast lens 61 side.
At this time, as shown in FIG. 9C, the laser light in the slow direction emitted from the stack LD 63 passes through the fast lens 61 and the second cylindrical lens 64, and is then collected in a line by the first cylindrical lens 62. To be lighted.

また、図9(d)に示すように、スタックLD63から出射されるファースト方向における一方のレーザ光L1は、光軸センタ7と平行にならない状態でfastレンズ61でコリメートされた後、第2シリンドリカルレンズ64で集光される。また、もう一方のレーザ光L2は、光軸センタ7と平行な状態でfastレンズ61でコリメートされた後、第2シリンドリカルレンズ64で集光される。   Further, as shown in FIG. 9D, one laser beam L1 in the fast direction emitted from the stack LD 63 is collimated by the fast lens 61 without being parallel to the optical axis center 7, and then the second cylindrical beam. The light is collected by the lens 64. The other laser beam L2 is collimated by the fast lens 61 in a state parallel to the optical axis center 7, and then condensed by the second cylindrical lens 64.

このように、fastレンズ61のアライメント(位置調整)がずれていて、上記一方のレーザ光L1の光軸65がずれている場合でも、第2シリンドリカルレンズ64を光軸センタ7上で位置調整することにより、すなわち光軸センタ7上を前後方向に移動させることにより、レーザ光L1を集光部Mに集光させることができるとともに、集光部Mにおけるレーザ光の形状を所望の形状(例えば、ライン状,矩形形状など)に変化させることができる。 As described above, even when the alignment (position adjustment) of the fast lens 61 is deviated and the optical axis 65 of the one laser beam L1 is deviated, the position of the second cylindrical lens 64 is adjusted on the optical axis center 7. Thus, that is, by moving the optical axis center 7 in the front-rear direction, the laser light L1 can be condensed on the condensing part M, and the shape of the laser light in the condensing part M can be changed to a desired shape (for example, , Line shape, rectangular shape, etc.).

なお、第1シリンドリカルレンズ62として、例えばF値が20の第1シリンドリカルレンズを使用した場合、L1=L2=40mmとなり、WDを25mm以上とした集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を、出射部8におけるスロー方向の発光幅H1(例えば、0.05mm〜0.5mm)にすることができる。   When the first cylindrical lens 62 having an F value of 20, for example, is used as the first cylindrical lens 62, L1 = L2 = 40 mm, and the width H2 in the slow direction in the light converging part M where WD is 25 mm or more is emitted. The light emission width H1 in the slow direction in the portion 8 can be set to, for example, 0.05 mm to 0.5 mm.

以上のように実施の形態6によれば、出射部8から第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nまでの距離L1と第1シリンドリカルレンズ62の焦点位置Nから集光部Mまでの距離L2を変化させることによりF値を変化させ、このF値の第1シリンドリカルレンズ62を使用することにより、集光部Mにおけるスロー方向の幅H2を変化させることができるため、集光部Mにおけるレーザ光Lの形状を所望のライン形状に変形させることができるとともに、スタックLD63から出射される複数のレーザ光Lを集光部Mに集光させ、集光部Mにおける集光度(レーザ光のパワー)を高めることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the sixth embodiment, the distance L1 from the emitting unit 8 to the focal position N of the first cylindrical lens 62 and the distance L2 from the focal position N of the first cylindrical lens 62 to the condensing unit M are changed. By changing the F value and using the first cylindrical lens 62 having this F value, the width H2 in the slow direction of the condensing part M can be changed. Can be deformed into a desired line shape, and a plurality of laser beams L emitted from the stack LD 63 are condensed on the condensing unit M, and a condensing degree (laser light power) in the condensing unit M is increased. Because it can be increased, simultaneous multi-point soldering to heated parts such as flexible printed wiring board connectors (FPC connectors) and electronic devices is short. It can be easily performed (fast), thus it is possible to improve the efficiency of the soldering.

なお、実施の形態6では、スタックLD63における各ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8のスロー方向の発光幅0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ9を使用してもよい。 In the sixth embodiment, the emission part 8 of each watt class one-chip semiconductor laser 9 in the stack LD 63 has a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. emission width of the slow direction 8 0.05 mm to 0.5 mm, first direction of the light-emitting width may be used watts one-chip semiconductor laser 9 of 0.5 m to 5 m.

また、実施の形態6では、第1シリンドリカルレンズ62は、レンズの明るさを示すF値がF20とされていたが、F値はF10〜F50の範囲であればよい。
(実施の形態7)
次に、図10に示す本発明の実施の形態7におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態7におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成およびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the sixth embodiment, the first cylindrical lens 62 has the F value indicating the brightness of the lens as F20, but the F value may be in the range of F10 to F50.
(Embodiment 7)
Next, the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 7 of this invention shown in FIG. 10 is demonstrated . The configuration of the laser heating device in the seventh embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Only different portions, that is, the lens configuration of the lens holding unit and the configuration of the laser light source are described. explain. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図10(a),(b)に示すように、本実施の形態7のレーザ加熱装置は、ホルダー本体2Aの下面に設けられている熱伝導絶縁シート3の上面におけるセンターライン3A上に一列に形成され、レーザ光L1,L2,L3を垂直上方に向いた光軸センタ71A,71B,71Cを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)72A,72B,72Cを備えているヒートシンク73A,73B,73Cと、各ヒートシンク73A,73B,73Cの上方において各光軸センタ71A,71B,71Cを中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cから出射されたファースト方向におけるレーザ光L1,L2,L3をコリメートするF7の非球面レンズ74A,74B,74Cと、各非球面レンズ74A,74B,74Cの上方に設けられている銅ステップミラー(レーザ光加算手段の一例)75(詳細は後述する)と、銅ステップミラー75の前方に設けられ、銅ステップミラー75で反射された各レーザ光L1,L2,L3を集光させるF15の集光レンズ77から構成されている。   As shown in FIGS. 10A and 10B, the laser heating apparatus according to the seventh embodiment is arranged in a line on the center line 3A on the upper surface of the heat conductive insulating sheet 3 provided on the lower surface of the holder body 2A. A watt-class one-chip semiconductor laser (an example of a watt-class one-chip semiconductor laser light source) 72A, 72B, which is formed and emits laser beams L1, L2, and L3 centered on optical axis centers 71A, 71B, and 71C directed vertically upward. The heat sinks 73A, 73B, and 73C having 72C and the optical axis centers 71A, 71B, and 71C are arranged above the heat sinks 73A, 73B, and 73C, respectively, and are arranged from the watt-class one-chip semiconductor lasers 72A, 72B, and 72C. An aspherical lens 7 of F7 that collimates the emitted laser beams L1, L2, and L3 in the first direction. A, 74B, 74C, a copper step mirror (an example of laser beam adding means) 75 (above described in detail) provided above each aspheric lens 74A, 74B, 74C, and in front of the copper step mirror 75 It is provided with a condensing lens 77 of F15 that condenses the laser beams L1, L2, and L3 reflected by the copper step mirror 75.

上記銅ステップミラー75には、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Aから出射されるレーザ光L1を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー76Aと、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Bから出射されるレーザ光L2を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー76Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Cから出射されるレーザ光L3を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー76Cが形成されている。   The copper step mirror 75 includes a 45-degree mirror 76A that reflects, that is, adds, laser light L1 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 72A forward, and laser light L2 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 72B. 45 degrees mirror 76B that reflects, ie, adds forward, and 45 degree mirror 76C that reflects, ie, adds, laser light L3 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 72C.

なお、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cはそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.1mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
以下に、上記した実施の形態7における作用を、図10を参照しながら説明する。
Each of the watt-class one-chip semiconductor lasers 72A, 72B, and 72C has a light emission width in the slow direction of 0.1 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm.
Hereinafter, the operation in the seventh embodiment will be described with reference to FIG.

ファースト方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cから出射されるレーザ光L1,L2,L3はそれぞれ、各非球面レンズ74A,74B,74Cでコリメートされる。そして、このコリメートされたレーザ光L1,L2,L3は、銅ステップミラー75の各45度ミラー76A,76B,76Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ77で急速に集光され、集光部Mにおいて点状となる。   In the fast direction, the laser beams L1, L2, and L3 emitted from the watt-class one-chip semiconductor lasers 72A, 72B, and 72C are collimated by the aspheric lenses 74A, 74B, and 74C, respectively. The collimated laser beams L1, L2, and L3 are reflected forward by the 45-degree mirrors 76A, 76B, and 76C of the copper step mirror 75, that is, added together, and then rapidly condensed by the condenser lens 77. In the condensing part M, it becomes a dot shape.

なお、図10(c)に示すように、集光レンズ77の平面部77Aにおいて、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Aから出射されたレーザ光L1は上方部分Aに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Bから出射されたレーザ光L2は中央部分Bに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ72Cから出射されたレーザ光L3は下方部分Cに位置する。   As shown in FIG. 10C, in the flat portion 77A of the condenser lens 77, the laser light L1 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 72A is located in the upper portion A, and the watt-class one-chip semiconductor laser. The laser light L2 emitted from 72B is located in the central portion B, and the laser light L3 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 72C is located in the lower portion C.

また、スロー方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cから出射されるレーザ光L1,L2,L3はそれぞれ、各非球面レンズ74A,74B,74Cを透過して各45度ミラー76A,76B,76Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ77で徐々に集光され、集光部Mにおいてライン状となる。   In the slow direction, the laser beams L1, L2, and L3 emitted from the watt-class one-chip semiconductor lasers 72A, 72B, and 72C pass through the aspheric lenses 74A, 74B, and 74C, respectively, and each 45 degree mirror 76A. , 76B and 76C are reflected forward, that is, added, and then gradually condensed by the condenser lens 77 to form a line shape at the condenser M.

これにより、集光レンズ77から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを向上させたライン状のレーザ光を得ることができる。   Thereby, in the condensing part M formed at a position away from the condensing lens 77 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more, a line-shaped laser with high condensing degree, that is, improved power. Light can be obtained.

以上のように実施の形態7によれば、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the seventh embodiment, in the condensing unit M, a line-shaped laser beam with a high degree of condensing, that is, with increased power can be obtained. Therefore, a flexible printed wiring board connector (FPC connector) ) And electronic devices or the like to be heated, multi-point simultaneous soldering can be performed in a short time (high speed), and thus the efficiency of soldering can be improved.

なお、実施の形態7では、ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cは、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、スロー方向の発光幅0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cを使用してもよい。 In the seventh embodiment, watt one-chip semiconductor laser 72A, 72B, 72C, the emission width of the slow direction 0.1 mm, although first-direction of the light emitting width was set to 1 [mu] m, the slow direction emission width Watt-class one-chip semiconductor lasers 72A, 72B and 72C having a light emission width of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 5 μm may be used.

また、実施の形態7では、ワット級ワンチップ半導体レーザ72A,72B,72Cを備えたヒートシンク73A,73B,73Cが前後方向Xに3つ配置されていたが、前後方向Xに3つ以上配置してもよい。このとき、銅ステップミラー75には、前後方向Xに並べられた数に相当する45度ミラーを備える必要がある。
(実施の形態8)
次に、図11に示す本発明の実施の形態8におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態8におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成およびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the seventh embodiment, three heat sinks 73A, 73B, 73C including watt-class one-chip semiconductor lasers 72A, 72B, 72C are arranged in the front-rear direction X. However, three or more heat sinks 73-A, 73B, 73C are arranged in the front-rear direction X. May be. At this time, the copper step mirror 75 needs to include 45 degree mirrors corresponding to the number arranged in the front-rear direction X.
(Embodiment 8)
Next, the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 8 of this invention shown in FIG. 11 is demonstrated . The configuration of the laser heating apparatus according to the eighth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Only different portions, that is, the lens configuration of the lens holding unit and the configuration of the laser light source are omitted. explain. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図11に示すように、本実施の形態8のレーザ加熱装置は、ホルダー本体2Aの下面に設けられている熱伝導絶縁シート3の上面における前後方向Xに、レーザ光L1,L2,L3,L4を垂直上方に向いた光軸センタ81A,81B,81C,81Dを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)82A,82B,82C,82Dを備えているヒートシンク83A,83B,83C,83Dと、各ヒートシンク83A,83B,83C,83Dの上方において各光軸センタ81A,81B,81C,81Dを中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dから出射されたファースト方向におけるレーザ光L1,L2,L3,L4をコリメートするF7の非球面レンズ84A,84B,84C,84Dと、各非球面レンズ84A,84B,84C,84Dの上方に設けられている銅ステップミラー(レーザ光加算手段の一例)85(詳細は後述する)と、銅ステップミラー85で反射された各レーザ光L1,L2,L3,L4を集光させるF25のアクロマートレンズ(集光レンズの一例)86から構成されている。   As shown in FIG. 11, the laser heating apparatus of the eighth embodiment has laser beams L1, L2, L3, L4 in the front-rear direction X on the upper surface of the heat conductive insulating sheet 3 provided on the lower surface of the holder body 2A. Heat sink provided with watt-class one-chip semiconductor lasers (an example of a watt-class one-chip semiconductor laser light source) 82A, 82B, 82C, and 82D that emit light centered on optical axis centers 81A, 81B, 81C, and 81D. 83A, 83B, 83C, 83D, and above the heat sinks 83A, 83B, 83C, 83D, the optical axis centers 81A, 81B, 81C, 81D are arranged around the watt class one-chip semiconductor lasers 82A, 82B, 82C, Collimate laser beams L1, L2, L3 and L4 in the first direction emitted from 82D F7 aspheric lenses 84A, 84B, 84C, 84D and copper step mirrors (an example of laser beam adding means) 85 provided above the aspheric lenses 84A, 84B, 84C, 84D (details will be described later) And an F25 achromatic lens (an example of a condensing lens) 86 that condenses the laser beams L1, L2, L3, and L4 reflected by the copper step mirror 85.

上記銅ステップミラー85には、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Bから出射されるレーザ光L2を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー85Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Dから出射されるレーザ光L4を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー85Dが形成されており、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Aから出射されるレーザ光L1を前方へ反射、すなわち加算させる第1PBSプリズム87と、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Cから出射されるレーザ光L3を前方へ反射、すなわち加算させる第2PBSプリズム88と、第1PBSプリズム87と45度ミラー85Bとの間に設けられ、45度ミラー85Bで反射されたレーザ光L2の偏光面を回転させる1/2波長板89と、第2PBSプリズム88と45度ミラー85Dとの間に設けられ、45度ミラー85Dで反射されたレーザ光L4の偏光面を回転させる1/2波長板90が設けられている。   The copper step mirror 85 includes a 45 degree mirror 85B that reflects, that is, adds, laser light L2 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 82B forward, and a laser light L4 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 82D. The first PBS prism 87 for reflecting the laser beam L1 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 82A forward, that is, adding, and the watt-class one chip. Laser light L3 emitted from the semiconductor laser 82C is reflected between the second PBS prism 88 to be forwarded, that is, is added between the first PBS prism 87 and the 45 ° mirror 85B, and is reflected by the 45 ° mirror 85B. A half-wave plate 89 that rotates the polarization plane of L2, and the second PB Is provided between the prism 88 and 45 degree mirror 85D, 1/2 wave plate 90 for rotating is provided the polarization plane of the laser beam L4 reflected by the 45 ° mirror 85D.

なお、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dはそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.1mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。   The watt-class one-chip semiconductor lasers 82A, 82B, 82C, and 82D each have a light emission width in the slow direction of 0.1 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm.

以下に、上記した実施の形態8における作用を、図11を参照しながら説明する。
ファースト方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4はそれぞれ、各非球面レンズ84A,84B,84C,84Dでコリメートされ、このコリメートされたL1,L3はそれぞれ、第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88で前方へ反射、すなわち加算され、またコリメートされたL2,L4はそれぞれ、45度ミラー85B,85Dで前方へ反射、すなわち加算され、1/2波長板89,90で偏光面が回転され、第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88を通過する。そして、第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88および45度ミラー85B,85Dで反射、すなわち加算されたレーザ光L1,L2,L3,L4はそれぞれ、アクロマートレンズ86で急速に集光され、集光部Mにおいて点状となる。
Hereinafter, the operation in the above-described eighth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fast direction, the laser beams L1, L2, L3, and L4 emitted from the respective watt-class one-chip semiconductor lasers 82A, 82B, 82C, and 82D are collimated by the aspheric lenses 84A, 84B, 84C, and 84D, respectively. The collimated L1 and L3 are reflected or added forward by the first PBS prism 87 and the second PBS prism 88, respectively, and the collimated L2 and L4 are reflected forward or added by the 45 degree mirrors 85B and 85D, respectively. Then, the plane of polarization is rotated by the half-wave plates 89 and 90 and passes through the first PBS prism 87 and the second PBS prism 88. Then, the laser beams L1, L2, L3, and L4 reflected or added by the first PBS prism 87, the second PBS prism 88, and the 45-degree mirrors 85B and 85D are rapidly condensed by the achromat lens 86, respectively. In M, it is point-like.

なお、図11(c)に示すように、アクロマートレンズ86の平面部86Aにおいて、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82Bから出射されたレーザ光L1,L2は上方部分Aに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ82C,82Dから出射されたレーザ光L3,L4は下方部分Bに位置する。 As shown in FIG. 11C, in the flat portion 86A of the achromat lens 86, the laser beams L1 and L2 emitted from the watt class one-chip semiconductor lasers 82A and 82B are located in the upper portion A, and the watt class one. The laser beams L3 and L4 emitted from the chip semiconductor lasers 82C and 82D are located in the lower part B.

また、スロー方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4はそれぞれ、各非球面レンズ84A,84B,84C,84Dを透過して第1PBSプリズム87,第2PBSプリズム88および45度ミラー85B,85Dで反射、すなわち加算され、アクロマートレンズ86で徐々に集光され、集光部Mにおいてライン状となる。 In the slow direction, the laser beams L1, L2, L3, and L4 emitted from the watt-class one-chip semiconductor lasers 82A, 82B, 82C, and 82D pass through the aspheric lenses 84A, 84B, 84C, and 84D, respectively. the 1PBS prism 87, the 2PBS prism 88 and 45 degree mirror 85B Te, reflected by 85D, i.e. summed, gradually condensed by achromat lens 86, a line shape in the condensing unit M.

これにより、アクロマートレンズ86から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを向上させたライン状のレーザ光を得ることができる。   Thereby, in the condensing part M formed at a position away from the achromat lens 86 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more, a linear laser beam having a high condensing degree, that is, improved power. Can be obtained.

以上のように実施の形態8によれば、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the eighth embodiment, in the condensing unit M, a line-shaped laser beam with a high degree of condensing, that is, with increased power can be obtained. Therefore, a flexible printed wiring board connector (an FPC connector) ) And electronic devices or the like to be heated, multi-point simultaneous soldering can be performed in a short time (high speed), and thus the efficiency of soldering can be improved.

なお、実施の形態8では、銅ステップミラー85に形成されている45度ミラー85B,85Dにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ82Bから出射されるレーザ光L2、およびワット級ワンチップ半導体レーザ82Dから出射されるレーザ光L4を反射させていたが、45度ミラー85B,85Dを備えた銅ステップミラー85に代わりプリズムミラーを設けて、レーザ光L2,L4を反射させてもよい。   In the eighth embodiment, the laser beam L2 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 82B and the watt-class one-chip semiconductor laser 82D are emitted by the 45-degree mirrors 85B and 85D formed on the copper step mirror 85. However, instead of the copper step mirror 85 provided with the 45 degree mirrors 85B and 85D, a prism mirror may be provided to reflect the laser lights L2 and L4.

また、実施の形態8では、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dは、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、スロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅は0.5μm〜5μmであればよい。   In the eighth embodiment, the watt-class one-chip semiconductor lasers 82A, 82B, 82C, and 82D have a light emission width in the slow direction of 0.1 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. The width may be 0.05 mm to 0.5 mm, and the light emission width in the fast direction may be 0.5 μm to 5 μm.

また、実施の形態8では、ワット級ワンチップ半導体レーザ82A,82B,82C,82Dを備えたヒートシンク83A,83B,83C,84Dが前後方向Xに4つ配置されていたが、前後方向Xに4つ以上配置してもよい。このとき、銅ステップミラー85には、前後方向Xに並べられたヒートシンクに応じて、45度ミラー,1/2波長板,PBSプリズムを備える必要がある。
(実施の形態9)
次に、図12に示す本発明の実施の形態9におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態9におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成およびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the eighth embodiment, four heat sinks 83A, 83B, 83C, and 84D including watt-class one-chip semiconductor lasers 82A, 82B, 82C, and 82D are arranged in the front-rear direction X. Two or more may be arranged. At this time, the copper step mirror 85 needs to include a 45 degree mirror, a half-wave plate, and a PBS prism according to the heat sinks arranged in the front-rear direction X.
(Embodiment 9)
Next, the configuration of the laser heating apparatus according to the ninth embodiment of the present invention shown in FIG. 12. The configuration of the laser heating apparatus according to the ninth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, so detailed description thereof is omitted, and only different portions, that is, the lens configuration of the lens holding unit and the configuration of the laser light source are described. explain. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図12に示すように、本実施の形態9のレーザ加熱装置は、ホルダー本体2Aの下面に設けられている熱伝導絶縁シート3の上面におけるセンターライン3Aに対して左右二列に形成され、センターライン3Aのレーザ出射方向を向いて左側一方側に設けられ、レーザ光L1,L2,L3を垂直上方に向いた光軸センタ91A,91B,91Cを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)92A,92B,92Cを備えているヒートシンク93A,93B,93Cと、センターライン3Aのレーザ出射方向を向いて右側他方側に設けられ、レーザ光L4,L5,L6を垂直上方に向いた光軸センタ91D,91E,91Fを中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ92D,92E,92Fを備えているヒートシンク93D,93E,93Fと、各ヒートシンク93の上方において各光軸センタ91を中心として配置され、各ワット級ワンチップ半導体レーザ92から出射されたファースト方向における各レーザ光LをコリメートするF7の非球面レンズ94A,94B,94C,94D,94E,94Fと、各非球面レンズ94の上方に設けられている銅ステップミラー(レーザ光加算手段の一例)95(詳細は後述する)と、銅ステップミラー95で反射された各レーザ光Lを集光させるF15の集光レンズ97から構成されている。 As shown in FIG. 12, the laser heating device of the ninth embodiment is formed in two rows on the left and right sides with respect to the center line 3A on the upper surface of the heat conductive insulating sheet 3 provided on the lower surface of the holder body 2A. provided on the left side (one side) facing the record over the emission direction of the line 3A, watt single chip that emits laser light L1, L2, L3 the vertically upward facing the optical axis center 91A, 91B, the 91C in the center a semiconductor laser (watts one-chip semiconductor an example of a laser light source) 92A, 92B, the heat sink comprises a 92C 93A, 93B, and 93C, provided on the right side facing the record over the emission direction of the center line 3A (the other side) The watt-class one-chip semiconductor laser 92 that emits the laser beams L4, L5, and L6 around the optical axis centers 91D, 91E, and 91F that are directed vertically upward. , 92E, and 92F and heat sinks 93D, 93E, and 93F, and lasers in the first direction that are disposed above the heat sinks 93 with the optical axis centers 91 as the centers and emitted from the watt-class one-chip semiconductor lasers 92. F7 aspherical lenses 94A, 94B, 94C, 94D, 94E, and 94F for collimating the light L, and a copper step mirror (an example of laser beam adding means) 95 provided above each aspherical lens 94 (for details) And a condensing lens 97 of F15 for condensing each laser beam L reflected by the copper step mirror 95.

上記銅ステップミラー95には、ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92Dから出射されるレーザ光L1,L4を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー96Aと、ワット級ワンチップ半導体レーザ92B,92Eから出射されるレーザ光L2,L5を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー96Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ92C,92Fから出射されるレーザ光L3,L6を前方へ反射、すなわち加算させる45度ミラー96Cが形成されている。   The copper step mirror 95 includes a 45-degree mirror 96A that reflects, that is, adds, laser beams L1 and L4 emitted from the watt-class one-chip semiconductor lasers 92A and 92D forward, and watt-class one-chip semiconductor lasers 92B and 92E. 45 degree mirror 96B for reflecting or adding laser beams L2 and L5 emitted forward, and 45 degree for reflecting or adding laser lights L3 and L6 emitted from watt-class one-chip semiconductor lasers 92C and 92F forward. A mirror 96C is formed.

なお、上記各ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fはそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.1mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。   The watt-class one-chip semiconductor lasers 92A, 92B, 92C, 92D, 92E, and 92F have a light emission width in the slow direction of 0.1 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm, respectively.

以下に、上記した実施の形態9における作用を、図12を参照しながら説明する。
ファースト方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4,L5,L6はそれぞれ、各非球面レンズ94A,94B,94C,94D,94E,94Fでコリメートされる。そして、これらコリメートされたレーザ光L1,L4は45度ミラー96Aで、レーザ光L2,L5は45度ミラー96Bで、レーザ光L3,L6は45度ミラー96Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ97で急速に集光され、集光部Mにおいて点状となる。
Hereinafter, the operation in the ninth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fast direction, laser beams L1, L2, L3, L4, L5, and L6 emitted from the respective watt-class one-chip semiconductor lasers 92A, 92B, 92C, 92D, 92E, and 92F are respectively aspherical lenses 94A, 94B, Collimated with 94C, 94D, 94E, 94F. The collimated laser beams L1 and L4 are reflected by the 45-degree mirror 96A, the laser beams L2 and L5 are reflected by the 45-degree mirror 96B, and the laser beams L3 and L6 are reflected by the 45-degree mirror 96C. The light is condensed rapidly by the condensing lens 97 and becomes a point-like shape at the condensing part M.

なお、図12(c)に示すように、集光レンズ97の平面部97Aにおいて、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Aから出射されたレーザ光L1は左側上方部分Aに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Bから出射されたレーザ光L2は左側中央部分Bに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Cから出射されたレーザ光L3は左側下方部分Cに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Dから出射されたレーザ光L4は右側上方部分Dに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Eから出射されたレーザ光L5は右側中央部分Eに位置し、ワット級ワンチップ半導体レーザ92Fから出射されたレーザ光L6は右側下方部分Fに位置する。   As shown in FIG. 12C, in the flat portion 97A of the condenser lens 97, the laser beam L1 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 92A is located in the upper left portion A, and the watt-class one-chip semiconductor. The laser beam L2 emitted from the laser 92B is located in the left central portion B, and the laser beam L3 emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 92C is located in the lower left portion C and emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 92D. The laser beam L4 thus positioned is located in the upper right portion D, and the laser beam L5 emitted from the watt class one-chip semiconductor laser 92E is located in the right center portion E, and the laser beam emitted from the watt class one-chip semiconductor laser 92F. L6 is located in the lower right portion F.

また、スロー方向において、各ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fから出射されるレーザ光L1,L2,L3,L4,L5,L6はそれぞれ、各非球面レンズ94A,94B,94C,94D,94E,94Fを透過し、レーザ光L1,L4は45度ミラー96Aで、レーザ光L2,L5は45度ミラー96Bで、レーザ光L3,L6は45度ミラー96Cで前方へ反射、すなわち加算された後、集光レンズ97で徐々に集光され、集光部Mにおいてライン状となる。   In the slow direction, the laser beams L1, L2, L3, L4, L5, and L6 emitted from the respective watt-class one-chip semiconductor lasers 92A, 92B, 92C, 92D, 92E, and 92F are respectively aspherical lenses 94A, 94B, 94C, 94D, 94E, and 94F are transmitted. The laser beams L1 and L4 are forwarded by a 45-degree mirror 96A, the laser beams L2 and L5 are forwarded by a 45-degree mirror 96B, and the laser beams L3 and L6 are forwarded by a 45-degree mirror 96C. After being reflected, that is, added, the light is gradually condensed by the condensing lens 97 and becomes a line shape in the condensing part M.

これにより、集光レンズ97から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを向上させたライン状のレーザ光を得ることができる。   Thereby, in the condensing part M formed at a position away from the condensing lens 97 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more, a line-shaped laser with high condensing degree, that is, improved power. Light can be obtained.

以上のように実施の形態9によれば、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the ninth embodiment, in the condensing unit M, a line-shaped laser beam with a high degree of condensing, that is, with increased power can be obtained. Therefore, a flexible printed wiring board connector (FPC connector) ) And electronic devices or the like to be heated, multi-point simultaneous soldering can be performed in a short time (high speed), and thus the efficiency of soldering can be improved.

なお、実施の形態9では、ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fは、スロー方向の発光幅が0.1mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、スロー方向の発光幅0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fを使用してもよい。 In the ninth embodiment, the watt-class one-chip semiconductor lasers 92A, 92B, 92C, 92D, 92E, and 92F have a light emission width in the slow direction of 0.1 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. Watt-class one-chip semiconductor lasers 92A, 92B, 92C, 92D, 92E, and 92F having a light emission width in the slow direction of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 5 μm may be used.

また、実施の形態9では、ワット級ワンチップ半導体レーザ92A,92B,92C,92D,92E,92Fを備えたヒートシンク93A,93B,93C,93D,93E,93Fが前後方向Xに3つ、および左右方向Yに2つ配置されていたが、前後方向Xに3つ以上、左右方向Yに2つ以上配置してもよい。このとき、銅ステップミラー95には、前後方向Xに並べられた数に相当する45度ミラーを備える必要がある。
(実施の形態10)
(10−A)
次に、図13に示す本発明の実施の形態10におけるレーザ加熱装置の構成を説明する。なお、本実施の形態10におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成およびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the ninth embodiment, three heat sinks 93A, 93B, 93C, 93D, 93E, and 93F including watt-class one-chip semiconductor lasers 92A, 92B, 92C, 92D, 92E, and 92F are provided in the front-rear direction X, and left and right Although two are arranged in the direction Y, three or more in the front-rear direction X and two or more in the left-right direction Y may be arranged. At this time, the copper step mirror 95 needs to include 45 degree mirrors corresponding to the number arranged in the front-rear direction X.
(Embodiment 10)
(10-A)
Next, the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 10 of this invention shown in FIG. 13 is demonstrated . The configuration of the laser heating apparatus in the tenth embodiment, a detailed description is omitted since it is substantially the same as the first embodiment, different portions, i.e. only lens arrangement and the laser light source configuration of the lens holding portion explain. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図13(a),(b)に示すように、本実施の形態10のレーザ加熱装置は、左右方向Yに配置され、光軸センタを中心にレーザ光Lを出射する複数の出射部を有するLDアレイ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)101と、LDアレイ101の前方にLDアレイ101のセンターライン101Aを中心として配置され、ファースト方向におけるレーザ光Lをコリメートするfastレンズ(シリンドリカルレンズ)102と、fastレンズ102の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、fastレンズ102によりコリメートされたレーザ光Lを加算するレーザ光加算器103と、レーザ光加算器103の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、レーザ光加算器103で加算されたレーザ光Lを集光する集光レンズ104などにより構成されている。   As shown in FIGS. 13A and 13B, the laser heating apparatus according to the tenth embodiment has a plurality of emitting portions arranged in the left-right direction Y and emitting laser light L around the optical axis center. An LD array (an example of a watt-class one-chip semiconductor laser light source) 101 and a fast lens (cylindrical lens) that is arranged in front of the LD array 101 around the center line 101A of the LD array 101 and collimates the laser light L in the first direction. 102, a laser beam adder 103 that is arranged around the center line 101A in front of the fast lens 102 and adds the laser beam L collimated by the fast lens 102, and a center line 101A in front of the laser beam adder 103. Laser light arranged at the center and added by the laser light adder 103 It is configured of a condensing lens 104 for condensing the.

なお、上記LDアレイ101の出射部はそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が0.5μm〜5μmとされている。
上記レーザ光加算器103は平行平板プリズムから形成されており、LDアレイ101のレーザ光Lの出射方向における右側方(一側方)から出射されるレーザ光L1を下方向へ反射する第1反射板111と、第1反射板111により下方向に反射されたレーザ光L1を前方向へ反射する第2反射板112と、第2反射板112により前方向に反射されたレーザ光L1を中方向(左方)へ反射する第3反射板113と、第3反射板113により中方向へ反射されたレーザ光L1を前方向へ反射する第4反射板114とともに、LDアレイ101のレーザ光Lの出射方向における左側方(他側方)から出射されるレーザ光L2を上方向へ反射する第5反射板115と、第5反射板115により上方向に反射されたレーザ光L2を前方向へ反射する第6反射板116と、第6反射板116により前方向に反射されたレーザ光L2を中方向(右方)へ反射する第7反射板117と、第7反射板117により中方向へ反射されたレーザ光L2を前方向へ反射する第8反射板118を有している。なお、レーザ加算器103の中心部には空洞部119が形成されており、LDアレイ101の中央部から出射されるレーザ光L3を、そのまま前方向へ出射させている。
Note that the emission part of the LD array 101 has a light emission width in the slow direction of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 5 μm, respectively.
The laser beam adder 103 is formed of a parallel plate prism, and a first reflection that reflects the laser beam L1 emitted from the right side (one side) in the emission direction of the laser beam L of the LD array 101 downward. The plate 111, the second reflector 112 that reflects the laser beam L1 reflected downward by the first reflector 111 in the forward direction, and the laser beam L1 that is reflected forward by the second reflector 112 in the middle direction The laser beam L of the LD array 101 is reflected together with the third reflector 113 that reflects (to the left) and the fourth reflector 114 that reflects the laser beam L1 reflected in the middle direction by the third reflector 113 in the forward direction. The fifth reflecting plate 115 that reflects the laser beam L2 emitted from the left side (the other side) in the emitting direction upward, and the laser beam L2 reflected upward by the fifth reflecting plate 115 is reflected forward. You The sixth reflecting plate 116, the seventh reflecting plate 117 that reflects the laser beam L2 reflected forward by the sixth reflecting plate 116 in the middle direction (rightward), and the seventh reflecting plate 117 are reflected in the middle direction. And an eighth reflector 118 that reflects the laser beam L2 forward. A cavity 119 is formed at the center of the laser adder 103, and the laser beam L3 emitted from the center of the LD array 101 is emitted in the forward direction as it is.

以下に、上記した実施の形態10における作用を、図13を参照しながら説明する。
例えば、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の右側方より出射されるレーザ光L1は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器103に入射される。
Hereinafter, the operation in the tenth embodiment will be described with reference to FIG.
For example, among the laser beams L emitted from the LD array 101, the laser beam L 1 emitted from the right side in the laser emission direction is incident on the laser beam adder 103 via the fast lens 102.

その後、このレーザ光L1は、図13に示すように、第1反射板111により下方向に反射され、続いて第2反射板112により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L1は、第3反射板113により中方向へ反射され、続いて第4反射板114により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。   Thereafter, as shown in FIG. 13, the laser light L <b> 1 is reflected downward by the first reflecting plate 111 and then reflected forward by the second reflecting plate 112. The laser beam L1 reflected in the forward direction is reflected in the middle direction by the third reflecting plate 113, and subsequently reflected in the forward direction by the fourth reflecting plate 114, and then condensed by the condenser lens 104.

また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の左側方より出射されるレーザ光L2は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器103に入射される。   Of the laser beams L emitted from the LD array 101, the laser beam L 2 emitted from the left side in the laser emission direction is incident on the laser beam adder 103 through the fast lens 102.

その後、このレーザ光L2は、図13に示すように、第5反射板115により上方向に反射され、続いて第6反射板116により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L2は、第7反射板117により中方向へ反射され、続いて第8反射板118により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。   Thereafter, as shown in FIG. 13, the laser light L <b> 2 is reflected upward by the fifth reflector 115 and then reflected forward by the sixth reflector 116. The laser beam L2 reflected in the forward direction is reflected in the middle direction by the seventh reflecting plate 117, and subsequently reflected in the forward direction by the eighth reflecting plate 118, and then condensed by the condenser lens 104.

このように、LDアレイ101より出射された複数のレーザ光L(L1,L2,L3)は、レーザ光加算器103で加算された後、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。
(10−B)
次に、図14に示すように、図13に示すレーザ光加算器103に代わり、左右方向Yにおけるセンターライン101Aの左側方(一側方)で上下方向Zに1つずつ配置され、前後方向Xから前方に45度傾いている第1反射ミラー(第1反射体の一例)121,第2反射ミラー(第2反射体の一例)122と、第1反射ミラー121および第2反射ミラー122の前側に隣接するとともに、センターライン101Aの左側方(一側方)と右側方(他側方)に配置され、左右方向Yから前方に45度傾いている第3反射ミラー(第3反射体の一例)123,第4反射ミラー(第4反射体の一例)124から構成され、fastレンズ102の前方にセンターライン101Aを中心として配置されているレーザ光加算器125を備えたレーザ加熱装置について説明する
As described above, since the plurality of laser beams L (L1, L2, L3) emitted from the LD array 101 are added by the laser beam adder 103 and further condensed in a line shape by the condenser lens 104. In the condensing part M formed at a position away from the condensing lens 104 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more, a linear shape with a high degree of condensing, that is, the power of the laser light L is increased. It becomes laser light L.
(10-B)
Next, as shown in FIG. 14, instead of the laser beam adder 103 shown in FIG. 13, one is arranged in the up-down direction Z on the left side (one side) of the center line 101A in the left-right direction Y. A first reflection mirror (an example of a first reflector) 121, a second reflection mirror (an example of a second reflector) 122, a first reflection mirror 121, and a second reflection mirror 122 that are inclined 45 degrees forward from X; A third reflecting mirror (adjacent to the front side) and disposed on the left side (one side) and the right side (the other side) of the center line 101A and inclined 45 degrees forward from the left-right direction Y (of the third reflector) one example) 123, and a fourth reflecting mirror (an example of a fourth reflector) 124, a laser pressurized with a laser beam adder 125 which is arranged around a center line 101A in front of the fast lens 102 Apparatus will be described.

以下に、上記したレーザ光加算器125を備えたレーザ加熱装置の作用を、図14を参照しながら説明する。
例えば、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の左側方より出射されるレーザ光L1は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器125に入射される(図14(c)参照)。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus including the laser beam adder 125 will be described with reference to FIG.
For example, among the laser beams L emitted from the LD array 101, the laser beam L1 emitted from the left side in the laser emission direction is incident on the laser beam adder 125 via the fast lens 102 (FIG. 14 ( c)).

その後、このレーザ光L1は、図14(a),(b),(c),(d)に示すように、第1反射ミラー121により上方向に反射され、続いて第2反射ミラー122により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L1は、第3反射ミラー123により右方向へ反射され、続いて第4反射ミラー124により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。 Thereafter, the laser beam L1, as shown in FIG. 14 (a), (b) , (c), (d), is reflected upward by the first reflecting mirror 121, the followed by a second reflecting mirror 122 Reflected forward. The laser beam L1 reflected in the forward direction is reflected in the right direction by the third reflecting mirror 123, and subsequently reflected in the forward direction by the fourth reflecting mirror 124, and then condensed by the condenser lens 104.

また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ出射方向の右側方より出射されるレーザ光L2は、第4反射ミラー124の下方を通過して、集光レンズ104で集光される。   Of the laser beams L emitted from the LD array 101, the laser beam L 2 emitted from the right side in the laser emission direction passes under the fourth reflection mirror 124 and is condensed by the condenser lens 104. Is done.

このように、LDアレイ101より出射された複数のレーザ光L(L1,L2)は、レーザ光加算器125で加算された後、図14(e)に示すように、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。
(10−C)
次に、図15に示すように、図13、図14に示すレーザ光加算器103,125に代わり、上下方向Zにおける最下方に配置されている第1三角ミラー(第1反射体)131と、第1三角ミラー131の上方に配置されている第2三角ミラー(第2反射体)132と、第2三角ミラー132の上方に配置されている第3三角ミラー(第3反射体)133と、第3三角ミラー133の上方に配置されている第4三角ミラー(第4反射体)134と、第2三角ミラー132の前方に配置されている第5三角ミラー(第5反射体)135と、第3三角ミラー133の前方に配置されている第6三角ミラー(第6反射体)136と、第4三角ミラー134の前方に配置されている第7三角ミラー(第7反射体)137と、第7三角ミラー137の右側に隣接して設けられている第8三角ミラー(第8反射体)138から構成され、fastレンズ102の前方にセンターライン101Aを中心として配置されているレーザ光加算器139を備えたレーザ加熱装置について説明する
In this way, the plurality of laser beams L (L1, L2) emitted from the LD array 101 are added by the laser beam adder 125, and then lined by the condenser lens 104 as shown in FIG. In the light collecting part M formed at a position separated from the condenser lens 104 by 20 mm or more, that is, the light collecting part M having a WD of 20 mm or more, the degree of light collection is high, that is, the laser light L. The laser beam L is a line-shaped laser beam with increased power.
(10-C)
Next, as shown in FIG. 15, instead of the laser beam adders 103 and 125 shown in FIGS. 13 and 14, a first triangular mirror (first reflector) 131 disposed at the lowest position in the vertical direction Z and A second triangular mirror (second reflector) 132 disposed above the first triangular mirror 131, and a third triangular mirror (third reflector) 133 disposed above the second triangular mirror 132, A fourth triangular mirror (fourth reflector) 134 disposed above the third triangular mirror 133 , and a fifth triangular mirror (fifth reflector) 135 disposed in front of the second triangular mirror 132 ; A sixth triangular mirror (sixth reflector) 136 disposed in front of the third triangular mirror 133 , and a seventh triangular mirror (seventh reflector) 137 disposed in front of the fourth triangular mirror 134 ; , Right of the 7th triangular mirror 137 Eighth triangular mirrors provided adjacent to consist (Eighth reflector) 138, a laser heating apparatus provided with a laser beam adder 139 which is arranged around a center line 101A in front of the fast lens 102 Will be described .

以下に、上記したレーザ光加算器139を備えたレーザ加熱装置の作用を、図15を参照しながら説明する。
例えば、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ光L1は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器139に入射される。その後、図15(a),(b),(c)に示すように、第1三角ミラー131により上方向に反射され、続いて第2三角ミラー132により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L1は、第5三角ミラー135により右方向へ反射され、続いて第8三角ミラー138により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus including the above-described laser beam adder 139 will be described with reference to FIG.
For example, among the laser beams L emitted from the LD array 101, the laser beam L 1 is incident on the laser beam adder 139 through the fast lens 102. Thereafter, as shown in FIGS. 15A, 15 </ b> B, and 15 </ b> C, the light is reflected upward by the first triangular mirror 131 and then reflected forward by the second triangular mirror 132. The laser beam L1 reflected in the forward direction is reflected in the right direction by the fifth triangular mirror 135, then reflected in the forward direction by the eighth triangular mirror 138, and then condensed by the condenser lens 104.

また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ光L2は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器139に入射される。その後、図15(a),(b),(c)に示すように、第1三角ミラー131により上方向に反射され、続いて第3三角ミラー133により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L2は、第6三角ミラー136により右方向へ反射され、続いて第8三角ミラー138により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。   Of the laser beams L emitted from the LD array 101, the laser beam L 2 is incident on the laser beam adder 139 through the fast lens 102. Thereafter, as shown in FIGS. 15A, 15 </ b> B, and 15 </ b> C, the light is reflected upward by the first triangular mirror 131 and then reflected forward by the third triangular mirror 133. The laser beam L2 reflected in the forward direction is reflected in the right direction by the sixth triangular mirror 136, then reflected in the forward direction by the eighth triangular mirror 138, and then collected by the condenser lens 104.

また、LDアレイ101から複数出射されたレーザ光Lのうち、レーザ光L3は、fastレンズ102を介してレーザ光加算器139に入射される。その後、図15(a),(b),(c)に示すように、第1三角ミラー131により上方向に反射され、続いて第4三角ミラー134により前方向へ反射される。前方向に反射されたレーザ光L3は、第7三角ミラー137により右方向へ反射され、続いて第8三角ミラー138により前方向へ反射された後、集光レンズ104で集光される。   Of the laser beams L emitted from the LD array 101, the laser beam L 3 is incident on the laser beam adder 139 through the fast lens 102. Thereafter, as shown in FIGS. 15A, 15 </ b> B, and 15 </ b> C, the light is reflected upward by the first triangular mirror 131 and then reflected forward by the fourth triangular mirror 134. The laser beam L3 reflected in the forward direction is reflected in the right direction by the seventh triangular mirror 137, subsequently reflected in the forward direction by the eighth triangular mirror 138, and then condensed by the condenser lens 104.

このように、LDアレイ101より出射された複数のレーザ光Lは、レーザ光加算器139で加算された後、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。
(10−D)
次に、図16に示すように、上記LDアレイ101に代わり、左右方向Yおよび上下方向Zに配置され、光軸センタを中心にレーザ光Lを出射する複数の出射部を有する、すなわち上記LDアレイ101を積層したスタックLD(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源の一例)141を備えまたfastレンズ(シリンドリカルレンズ)102に代わり、スタックLD141の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、上下部分が水平にカットされ、そのカットされた部分同士を当接させて上下方向Zに3つ(複数)積層され、ファースト方向におけるレーザ光Lをコリメートするfastレンズ(ロッドレンズ)142を備えまた図13〜図15に示すレーザ光加算器103,125,139に代わり、fastレンズ142の前方にセンターライン101Aを中心として配置され、fastレンズ142によりコリメートされたレーザ光Lを集光するレーザ光加算器143を備えたレーザ加熱装置について説明する
As described above, since the plurality of laser beams L emitted from the LD array 101 are added by the laser beam adder 139 and further collected in a line shape by the condenser lens 104, 20 mm from the condenser lens 104 is obtained. In the condensing part M formed in the position farther away, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more, the line-shaped laser light L with high condensing degree, that is, the power of the laser light L is increased.
(10-D)
Next, as shown in FIG. 16, in place of the LD array 101, the laser diode L is arranged in the left-right direction Y and the up-down direction Z, and has a plurality of emitting portions that emit laser light L around the optical axis center. comprising a stack LD (an example of a watt one-chip semiconductor laser light source) 141 obtained by stacking the array 101, also alternatively fast lens (cylindrical lens) 102, it is disposed around the center line 101A to the front of the stack LD141, the upper and lower portions 13 includes a fast lens (rod lens) 142 for collimating the laser beam L in the fast direction, which is cut horizontally and is laminated in the vertical direction Z by bringing the cut portions into contact with each other . Alternatively the laser beam adder 103,125,139 shown in-FIG. 15, fast lens 1 Are arranged around the center line 101A to the front of 2, a description will be given of a laser heating apparatus provided with a laser beam adder 143 for condensing the laser beam L is collimated by fast lens 142.

なお、上記スタックLD141の出射部はそれぞれ、スロー方向の発光幅が0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
レーザ光加算器143は、fastレンズ142の前方に配置されている3つの平凸レンズ144A,144B,144Cと、3つの平凸レンズ144A,144B,144Cのうち、右側に設けられている平凸レンズ144Aの前方に配置されている右方ウエッジプリズム145Aと、3つの平凸レンズ144A,144B,144Cのうち、左側に設けられている平凸レンズ144前方に配置されている左方ウエッジプリズム145Bから構成されている。
Note that the emission part of the stack LD 141 has a light emission width in the slow direction of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm.
The laser beam adder 143 includes three plano-convex lenses 144A, 144B, and 144C disposed in front of the fast lens 142 and a plano-convex lens 144A that is provided on the right side among the three plano-convex lenses 144A, 144B, and 144C. and right wedge prism 145A which is disposed in front, three plano-convex lenses 144A, 144B, of 144C, is configured from the left wedge prism 145B disposed in front of the plano-convex lens 144 C provided on the left side ing.

以下に、上記したレーザ光加算器143を備えたレーザ加熱装置の作用を、図16を参照しながら説明する。
例えば、スタックLD141から複数出射されたレーザ光Lのうち、右側方より出射されたレーザ光L1は、fastレンズ142を介してレーザ光加算器143に入射される。その後、レーザ光L1は、図16に示すように、平凸レンズ144Aにより入射角が変わり、右方ウエッジプリズム145Aを介して集光レンズ104に入射され、集光レンズ104で集光される。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus including the laser beam adder 143 will be described with reference to FIG.
For example, among the laser beams L emitted from the stack LD 141, the laser beam L 1 emitted from the right side is incident on the laser beam adder 143 through the fast lens 142. Thereafter, as shown in FIG. 16, the incident angle of the laser light L1 is changed by the plano-convex lens 144A, is incident on the condenser lens 104 through the right wedge prism 145A, and is condensed by the condenser lens 104.

また、スタックLD141から複数出射されたレーザ光Lのうち、左側方より出射されたレーザ光L2は、fastレンズ142を介してレーザ光加算器143に入射される。その後、レーザ光L2は、図16に示すように、平凸レンズ144Cにより入射角が変わり、左方ウエッジプリズム145Bを介して集光レンズ104に入射され、集光レンズ104で集光される。 Of the laser beams L emitted from the stack LD 141, the laser beam L 2 emitted from the left side enters the laser beam adder 143 through the fast lens 142. Thereafter, as shown in FIG. 16, the incident angle of the laser light L2 is changed by the plano-convex lens 144C, is incident on the condenser lens 104 via the left wedge prism 145B, and is condensed by the condenser lens 104.

このように、スタックLD141より出射された複数のレーザ光Lは、レーザ光加算器143で加算された後、集光レンズ104によりライン状にさらに集光されるため、集光レンズ104から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちレーザ光Lのパワーを高めたライン状のレーザ光Lとなる。   As described above, since the plurality of laser beams L emitted from the stack LD 141 are added by the laser beam adder 143 and further condensed in a line shape by the condenser lens 104, the laser beams L from the condenser lens 104 are 20 mm or more. In the condensing part M formed in a distant position, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more, the laser beam L is a line-shaped laser light L having a high degree of condensing, that is, a high power of the laser light L.

以上のように実施の形態10によれば、レーザ光加算器103,125,139,143により、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で容易に行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the tenth embodiment, the laser beam adders 103, 125, 139, and 143 can obtain, in the light condensing unit M, a line-shaped laser beam with a high degree of condensing, that is, with increased power. Therefore, multi-point simultaneous soldering can be easily performed in a short time (high speed) to a heated part such as a flexible printed wiring board connector (FPC connector) or an electronic device. Can be improved.

なお、実施の形態10では、左右方向Yに複数設けられ、レーザ光Lを出射する出射部を有するLDアレイ101が用いられていたが、拡大ラインビームを出射する1チップLDでもよい。
(実施の形態11)
次に、本発明の実施の形態11におけるレーザ加熱装置の構成を、図17に基づいて説明する。なお、本実施の形態11におけるレーザ加熱装置の構成は、上記実施の形態1と略同一であるため詳細な説明を省略し、異なる部分、すなわちレンズ保持部のレンズ構成およびレーザ光源の構成のみを説明する。また、上記実施の形態1と同一部材のものには同一番号を付す。
In the tenth embodiment, a plurality of LD arrays 101 provided in the left-right direction Y and having an emission part that emits laser light L are used. However, a one-chip LD that emits an expanded line beam may be used.
(Embodiment 11)
Next, the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 11 of this invention is demonstrated based on FIG. The configuration of the laser heating apparatus according to the eleventh embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Only different portions, that is, the lens configuration of the lens holding unit and the configuration of the laser light source are described. explain. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図17に示すように、本実施の形態11のレーザ加熱装置は、レーザ光L1を光軸センタ7を中心に出射するワット級ワンチップ半導体レーザ(図示せず)の出射部8の1mm上方に、レーザ光L2を出射する上位出射部151が設けられている上位ワット級ワンチップ半導体レーザ(図示せず)と、ホルダー2の先端部に光軸センタ7を中心として配置され、内方保持体152Aと外方保持体152Bを有するレンズ保持部152と、光軸センタ7を中心として配置され、レンズ保持部152の内方保持体152Aにより保持されているF4の非球面レンズ153と、レンズ保持部152の外方保持体152Bに取り付けられ、外方保持体152Bの径より小さな径に形成されている第1空洞部155Aと外方保持体152Bの径より大きな径に形成されている第2空洞部155Bを有し、レーザ光の反射調整を行うミラー保持部(反射体保持部の一例)155などから構成されている。   As shown in FIG. 17, the laser heating apparatus of the eleventh embodiment is 1 mm above the emitting portion 8 of a watt-class one-chip semiconductor laser (not shown) that emits laser light L1 around the optical axis center 7. An upper watt-class one-chip semiconductor laser (not shown) provided with an upper emission part 151 for emitting the laser beam L2, and an inner holder disposed at the tip of the holder 2 around the optical axis center 7. A lens holding part 152 having 152A and an outer holding body 152B, an F4 aspherical lens 153 arranged around the optical axis center 7 and held by the inner holding body 152A of the lens holding part 152, and a lens holding Larger than the diameter of the first cavity 155A and the outer holding body 152B, which are attached to the outer holding body 152B of the portion 152 and formed to have a diameter smaller than the diameter of the outer holding body 152B. A second cavity 155B which is formed in the radial, and a like 155 (an example of the reflector holding portion) mirror holding unit that performs reflection adjustment of the laser beam.

上記ミラー保持部155は、第1空洞部155Aよりも後方の部分から半径方向に形成され、レンズ保持部152と固定させるための第1固定用セットビス156を挿通させる3つ(複数)の第1挿通穴157と、第2空洞部155Bから半径方向に形成され、ミラー載置台164(後述する)の傾斜調整を行うための傾斜調整用セットビス158を挿通させる前後方向に2つ(複数)形成されている第2挿通穴159と、第2挿通穴159の間で、第空洞部155から半径方向に形成され、ミラー載置台164を固定するための第2固定用セットビス160を挿通させる第3挿通穴161と、第2空洞部155B内に配置され、第3挿通穴161から挿入された第2固定用セットビス160が挿入される第4挿通穴162が形成され、上位出射部151から出射されたレーザ光L2を反射するミラー(反射体の一例)163を支持するミラー載置台(反射体載置台の一例)164を備えている。 The mirror holding portion 155 is formed in a radial direction from a portion rearward of the first cavity portion 155A , and has three (a plurality) of first insertion set screws 156 for fixing to the lens holding portion 152. Two (a plurality) in the front-rear direction through which a set screw 158 for tilt adjustment is formed in the radial direction from the one insertion hole 157 and the second cavity portion 155B and for tilt adjustment of a mirror mounting table 164 (described later). a second insertion hole 159 which is formed, between the second insertion hole 159, are formed radially from the second cavity 155 B, the second fixing set screws 160 for fixing the mirror mount 164 A third insertion hole 161 to be inserted, and a fourth insertion hole 162 that is disposed in the second cavity portion 155B and into which the second fixing set screw 160 inserted from the third insertion hole 161 is inserted, are formed. And a mirror mount (an example of a reflector mounting table) 164 for supporting (an example of a reflector) 16 3 mirrors for reflecting the laser beam L2 emitted from the upper exit portion 151.

なお、上記ミラー163は、一端がミラー載置台164に載置され、他端が第1空洞部155Aに載置されており、レーザ光Lが集光部Mで集光するように配置されている。 The mirror 163 has one end mounted on the mirror mounting table 164 and the other end mounted on the first cavity 155A, and is arranged so that the laser beam L2 is collected by the light collecting unit M. ing.

また、出射部8および上位出射部151は、スロー方向の発光幅が0.5mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。
また、非球面レンズ153をレンズ保持部152内に保持させる際は、非球面レンズ153の非球面部が前方を向くよう、すなわち非球面部がレーザ光Lの出射方向を向くように載置する。
The emission part 8 and the upper emission part 151 have a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm.
Further, when the aspherical lens 153 is held in the lens holding part 152, the aspherical lens 153 is placed so that the aspherical part of the aspherical lens 153 faces forward, that is, the aspherical part faces the emitting direction of the laser light L. .

以下に、上記本実施の形態11におけるレーザ加熱装置の作用を、図17を参照しながら説明する。
まず、各傾斜調整用セットビス158を上下動させてミラー載置台164を上下動させることにより、ミラー載置台164はレーザ光L2を集光部Mに反射させることができる角度となるよう適宜傾斜調整され、所望の傾斜位置に調整後、第2固定用セットビス160によりミラー載置台164をミラー保持部155に固定する。
Hereinafter, the operation of the laser heating apparatus according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIG.
First, the mirror mounting table 164 is moved up and down by moving the respective tilt adjustment set screws 158 so that the mirror mounting table 164 is tilted appropriately so as to have an angle at which the laser beam L2 can be reflected by the condensing unit M. After the adjustment and adjustment to the desired tilt position, the mirror mounting table 164 is fixed to the mirror holding portion 155 by the second fixing set screw 160.

そして、ワット級ワンチップ半導体レーザの出射部8から出射されるレーザ光L1は、非球面レンズ153により集光される。
また、上位ワット級ワンチップ半導体レーザの上位出射部151から出射されるレーザ光L2は、非球面レンズ153により集光され、ミラー載置台164に載置されているミラー163により反射され、そして集光部Mで集光される。
The laser light L1 emitted from the emission unit 8 of the watt-class one-chip semiconductor laser is condensed by the aspherical lens 153.
The laser beam L2 emitted from the upper emission unit 151 of the upper watt class one-chip semiconductor laser is condensed by the aspherical lens 153, reflected by the mirror 163 placed on the mirror placement table 164, and collected. The light is collected by the optical part M.

このように、出射部8から出射されるレーザ光L1が集光部Mで集光されるとともに、上位出射部151から出射されるレーザ光L2が、ミラー163で反射された後、集光部Mで集光されるため、非球面レンズ153から20mm以上離れた位置に形成される集光部M、すなわちWDを20mm以上とした集光部Mにおいて、集光度の高いライン状のレーザ光、すなわち高いパワーのライン状のレーザ光Lとなる。   As described above, the laser beam L1 emitted from the emitting unit 8 is collected by the condensing unit M, and after the laser beam L2 emitted from the upper emitting unit 151 is reflected by the mirror 163, the collecting unit Since the light is condensed by M, in the condensing part M formed at a position away from the aspherical lens 153 by 20 mm or more, that is, the condensing part M having a WD of 20 mm or more, a linear laser beam with a high degree of condensing, That is, the laser light L is a high power line.

以上のように実施の形態11によれば、ミラー163を有するミラー保持部155により、集光部Mにおいて、集光度の高い、すなわちパワーを高めたライン状のレーザ光を得ることができるため、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対して、多点同時はんだ付けを短時間(高速)で行うことができ、したがってはんだ付けの効率を向上させることができる。   As described above, according to the eleventh embodiment, since the mirror holding unit 155 having the mirror 163 can obtain a line-shaped laser beam with high condensing degree, that is, increased power, in the condensing unit M. Multi-point simultaneous soldering can be performed in a short time (high speed) on a heated part such as a flexible printed wiring board connector (FPC connector) or an electronic device, thus improving the soldering efficiency. it can.

なお、実施の形態11では、出射部8および上位出射部151は、スロー方向の発光幅が0.5mm,ファースト方向の発光幅が1μmとされていたが、出射部8および上位出射部151のスロー方向の発光幅0.05mm〜0.5mm、ファースト方向の発光幅0.5μm〜5μmのワット級ワンチップ半導体レーザを使用してもよい。 In the eleventh embodiment, the emission unit 8 and the upper emission unit 151 have a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the first direction of 1 μm. A watt-class one-chip semiconductor laser having a light emission width in the slow direction of 0.05 mm to 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 0.5 μm to 5 μm may be used.

また、実施の形態11では、非球面レンズ153は、レンズの明るさを示すF値がF4とされていたが、F値はF4〜F9の範囲であればよくまた開口数NAは0.3以上であればよい。 Further, in Embodiment 11, aspheric lens 153 is F value indicating the brightness of the lens has been the F4, F value may be in the range of F4~F9, also numerical aperture NA 0. It may be 3 or more.

本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱装置であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a laser heating apparatus in Embodiment 1 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 同レーザ加熱装置のレンズ保持部であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a lens holding | maintenance part of the laser heating apparatus, (a) is a top view, (b) is a side view. 本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱装置のレンズ配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a figure which shows lens arrangement | positioning of the laser heating apparatus in Embodiment 2 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱装置のレンズ配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a figure which shows lens arrangement | positioning of the laser heating apparatus in Embodiment 3 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 同レーザ加熱装置を用いて加工物に対して加工を行う際の側面図である。It is a side view at the time of processing with respect to a workpiece using the laser heating device. 本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and laser light source in Embodiment 4 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 同レーザ加熱装置を用いて加工物に対して加工を行う際の側面図である。It is a side view at the time of processing with respect to a workpiece using the laser heating device. 本発明の実施の形態5におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は他の実施の形態5の配置を示す平面図、(d)は他の実施の形態5の配置を示す側面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and laser light source in Embodiment 5 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is arrangement | positioning of other Embodiment 5. FIG. 6D is a side view showing the arrangement of another embodiment 5; 本発明の実施の形態6におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は他の実施の形態6の配置を示す平面図、(d)は他の実施の形態6の配置を示す側面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and laser light source in Embodiment 6 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is arrangement | positioning of other Embodiment 6. FIG. 6D is a side view showing the arrangement of another embodiment 6; 本発明の実施の形態7におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)はA−A断面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and laser light source in Embodiment 7 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is AA sectional drawing. 本発明の実施の形態8におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)はA−A断面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens and laser light source of the laser heating apparatus in Embodiment 8 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is AA sectional drawing. 本発明の実施の形態9におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)はA−A断面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens and laser light source of the laser heating apparatus in Embodiment 9 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is AA sectional drawing. 本発明の実施の形態10(10−A)におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)はA−A断面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and laser light source in Embodiment 10 (10-A) of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is AA. It is sectional drawing. 同(10−B)におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)はA−A断面図、(d)はB−B断面図、(e)はC−C断面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and a laser light source in the same (10-B), (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is AA sectional drawing, (d). Is a BB cross-sectional view, and (e) is a CC cross-sectional view. 同(10−C)におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)はA−A断面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and a laser light source in the same (10-C), (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is AA sectional drawing. 同(10−D)におけるレーザ加熱装置のレンズおよびレーザ光源の配置を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the lens of a laser heating apparatus and a laser light source in the same (10-D), (a) is a top view, (b) is a side view. 本発明の実施の形態11におけるレーザ加熱装置のレンズ配置を示す図であり、(a)は側面図、(b)はA−A断面図である。It is a figure which shows lens arrangement | positioning of the laser heating apparatus in Embodiment 11 of this invention, (a) is a side view, (b) is AA sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ加熱装置
7 光軸センタ
8 出射部
9 ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
10 非球面レンズ
21 第1非球面レンズ
22 第2非球面レンズ
31 非球面レンズ
32 シリンドリカルレンズ
41 第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
41B 第1光軸センタ
42 第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
42B 第2光軸センタ
43 第1非球面レンズ
44 第2非球面レンズ
45 PBSプリズム(プリズム)
46 集光レンズ
51 第1ワット級ワンチップ半導体レーザ(第1ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
51B 第1光軸センタ
52 第2ワット級ワンチップ半導体レーザ(第2ワット級ワンチップ半導
体レーザ光源)
52B 第2光軸センタ
53 PBSプリズム(プリズム)
54 丸凸非球面レンズ(非球面レンズ)
56 第1シリンドリカルレンズ
57 第2シリンドリカルレンズ
61 fastレンズ
62 第1シリンドリカルレンズ
64 第2シリンドリカルレンズ
71A〜71C 光軸センタ
72A〜72C ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
74A〜74C 非球面レンズ
75 銅ステップミラー(レーザ光加算手段)
77 集光レンズ
81A〜81D 光軸センタ
82A〜82D ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
84A〜84D 非球面レンズ
85 銅ステップミラー(レーザ光加算手段)
86 アクロマートレンズ(集光レンズ)
91A〜91F 光軸センタ
92A〜92F ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワット級ワンチップ半導体レーザ
光源)
94A〜94F 非球面レンズ
95 銅ステップミラー(レーザ光加算手段)
97 集光レンズ
101 LDアレイ(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源)
101A センターライン
102 fastレンズ
103 レーザ光加算器
104 集光レンズ
125 レーザ光加算器
139 レーザ光加算器
141 スタックLD(ワット級ワンチップ半導体レーザ光源)
142 fastレンズ
143 レーザ光加算器
151 出射部
152 レンズ保持部
153 非球面レンズ
155 ミラー保持部(反射体保持部)
158 傾斜調整用セットビス
163 ミラー(反射体)
164 ミラー載置台(反射体載置台)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser heating apparatus 7 Optical axis center 8 Light emission part 9 Watt class one chip semiconductor laser (Watt class one chip semiconductor laser
light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Aspherical lens 21 1st aspherical lens 22 2nd aspherical lens 31 Aspherical lens 32 Cylindrical lens 41 First watt class one chip semiconductor laser (first watt class one chip semiconductor
Body laser light source)
41B First optical axis center 42 Second watt class one-chip semiconductor laser (second watt class one-chip semiconductor)
Body laser light source)
42B Second optical axis center 43 First aspheric lens 44 Second aspheric lens 45 PBS prism (prism)
46 Condensing Lens 51 First Watt Class One-Chip Semiconductor Laser (First Watt Class One-Chip Semiconductor
Body laser light source)
51B First optical axis center 52 Second watt class one-chip semiconductor laser (second watt class one-chip semiconductor)
Body laser light source)
52B Second optical axis center 53 PBS prism (prism)
54 Round Convex Aspherical Lens (Aspherical Lens)
56 1st cylindrical lens 57 2nd cylindrical lens 61 fast lens 62 1st cylindrical lens 64 2nd cylindrical lens 71A-71C Optical axis center 72A-72C Watt class one-chip semiconductor laser (Watt class one-chip semiconductor laser)
light source)
74A-74C Aspherical lens 75 Copper step mirror (laser beam adding means)
77 Condensing lenses 81A to 81D Optical axis centers 82A to 82D Watt-class one-chip semiconductor laser (Watt-class one-chip semiconductor laser
light source)
84A to 84D Aspherical lens 85 Copper step mirror (laser beam adding means)
86 Achromatic lens (condensing lens)
91A to 91F Optical axis centers 92A to 92F Watt class one-chip semiconductor laser (Watt class one-chip semiconductor laser
light source)
94A-94F Aspherical lens 95 Copper step mirror (laser beam adding means)
97 Condensing lens 101 LD array (Watt class one-chip semiconductor laser light source)
101A Center line 102 Fast lens 103 Laser light adder 104 Condensing lens 125 Laser light adder 139 Laser light adder 141 Stack LD (Watt class one-chip semiconductor laser light source)
142 fast lens 143 laser beam adder 151 emitting unit 152 lens holding unit 153 aspherical lens 155 mirror holding unit (reflector holding unit)
158 Set screw 163 for tilt adjustment Mirror (reflector)
164 mirror mounting table (reflector mounting table)

Claims (1)

物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置であって、
ファースト方向の発光幅に対してスロー方向の発光幅が長い形状に形成され、第1光軸センタを中心にレーザ光を出射する出射部を有する第1ワンチップ半導体レーザ光源と、
ファースト方向の発光幅に対してスロー方向の発光幅が長い形状に形成され、前記第1光軸センタに直交する第2光軸センタを中心に、スロー方向が前記第1光軸センタから傾くレーザ光を出射する出射部を有する第2ワンチップ半導体レーザ光源と
前記第1ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワンチップ半導体レーザ光源の前方に、前記第1光軸センタと前記第2光軸センタとの交点を中心として配置され、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたレーザ光と前記第2ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたレーザ光を加算するプリズムと、
前記プリズムの前方に前記第1光軸センタを中心として配置された非球面レンズと、
前記非球面レンズと前記物質との間に前記第1光軸センタを中心として配置された2枚のシリンドリカルレンズと、を備え、
前記第1ワンチップ半導体レーザ光源、前記第2ワンチップ半導体レーザ光源、前記プリズムおよび前記非球面レンズは、前記非球面レンズにより、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワンチップ半導体レーザ光源からのレーザ光がそれぞれのファースト方向において集光されるように配置されており、
前記非球面レンズは、前記非球面レンズが有する所定のF値に、前記第1ワンチップ半導体レーザ光源の出射部から前記非球面レンズまでの距離があうように配置されており、
前記第1ワンチップ半導体レーザ光源および前記第2ワンチップ半導体レーザ光源より出射されたレーザ光が、前記プリズム、前記非球面レンズおよび前記2枚のシリンドリカルレンズを介して前記物質上に照射されることにより、前記物質上にクロス状スポット形成され、前記2枚のシリンドリカルレンズは、前記クロス状スポットの形状が所望の形状となるように前記第1光軸センタ上でそれぞれ位置調整されている
ことを特徴とするレーザ加熱装置。
A laser heating device that emits laser light that dissolves a substance,
A first one-chip semiconductor laser light source having a light emitting portion that emits laser light around the first optical axis center, the light emitting width in the slow direction being longer than the light emitting width in the first direction;
A laser having a light emission width in the slow direction that is longer than a light emission width in the first direction, with the slow direction tilting from the first optical axis center about a second optical axis center orthogonal to the first optical axis center A second one-chip semiconductor laser light source having an emission part for emitting light ;
In front of the first one-chip semiconductor laser light source and the second one-chip semiconductor laser light source, wherein arranged a first intersection of the optical axis center and the second optical axis center as the center, the first one-chip semiconductor laser A prism for adding the laser light emitted from the light source and the laser light emitted from the second one-chip semiconductor laser light source ;
And aspheric lenses placed centered on the said first optical axis center in front of the prism,
Two cylindrical lenses disposed around the first optical axis center between the aspheric lens and the substance ,
The first one-chip semiconductor laser light source, the second one-chip semiconductor laser light source, the prism and the aspheric lens are formed by the aspheric lens, and the first one-chip semiconductor laser light source and the second one-chip semiconductor laser light source. Are arranged so that the laser beam from each is condensed in the first direction,
The aspheric lens is arranged such that a distance from the emitting portion of the first one-chip semiconductor laser light source to the aspheric lens matches a predetermined F value of the aspheric lens,
The first one-chip semiconductor laser light source and the second one-chip semiconductor laser light source laser beam emitted from the said prism, is irradiated to the non-spherical lens and the via two cylindrical lenses the material on Rukoto Thus, a cross-shaped spot is formed on the substance, and the positions of the two cylindrical lenses are adjusted on the first optical axis center so that the shape of the cross-shaped spot becomes a desired shape. A laser heating apparatus characterized by the above.
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