JP5042013B2 - Laser heating device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば半導体レーザから出射されるレーザ光により、半田付けや、樹脂接合、溶接などの加熱・加工処理を行うレーザ加熱装置に関する。 The present invention is, for example, by a laser beam emitted from the semiconductor laser, soldering or, resin bonding, relates to laser heating equipment for heating-processing such as welding.

従来、レーザ光により、非接触な加熱・加工処理を行うレーザ加熱装置として、例えば、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、前記複数のレーザダイオードから出射されるレーザ光を視準化(平行光化)するコリメートレンズと、視準化されたレーザ光を集光する集光レンズと、により構成されるものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この構成により、従来のレーザ加熱装置は、集光レンズの焦点位置に置かれている被加熱対象物に対して加熱・加工処理を行うことができる。   Conventionally, as a laser heating apparatus that performs non-contact heating and processing using laser light, for example, a laser diode module (semiconductor laser array) in which a plurality of laser diodes are stacked, and a laser emitted from the plurality of laser diodes A lens composed of a collimating lens that collimates light (collimated light) and a condensing lens that condenses collimated laser light has been proposed (for example, see Patent Document 1). . With this configuration, the conventional laser heating apparatus can perform heating / processing on the object to be heated placed at the focal position of the condenser lens.

しかしながら、レーザ光による加熱・加工処理では、レーザ照射を続ける限りどんどん被加熱対象物の温度が上昇するが、上記従来のレーザ加熱装置の構成では、半田付けや樹脂接合を行う際に被加熱対象物の温度測定をできず、半田の周辺部や樹脂にコゲが発生する兆候となる異常発熱を検出できなかった。
特開2002−9388号公報
However, heating and processing with laser light increase the temperature of the object to be heated as long as laser irradiation is continued. However, in the configuration of the conventional laser heating apparatus described above, the object to be heated is performed when performing soldering or resin bonding. The temperature of the object could not be measured, and no abnormal heat generation, which was a sign of burnt spots on the periphery of the solder or the resin, could not be detected.
JP 2002-9388 A

本発明は、上記問題点に鑑み、加工点にある半田や樹脂などの溶融時の温度変化やコゲが発生する兆候となる異常発熱を検出して、周辺部がコゲない半田付けや樹脂がコゲない樹脂接合などが可能となるレーザ加熱装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention detects abnormal heat generation that is a sign of the occurrence of temperature changes or burns when the solder or resin at the processing point is melted, and the soldering or resin that has no burns in the periphery is damaged. and to provide a laser heating equipment etc. without resin bonding becomes possible.

上記目的を達成するために、本発明は、半田や樹脂などの被加熱対象物から放射される赤外線の分光放射輝度の積算値に基づく信号を生成する赤外線センサを設ける。そして、レーザ加熱・加工処理を行う前に、前記赤外線センサの出力信号とマスタの被加熱対象物の実測温度とのキャリブレーション値の関係式を予め求める。そして、実際のレーザ加熱・加工処理時には、前記赤外線センサの出力信号と前記関係式を基に被加熱対象物の温度を算出する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an infrared sensor that generates a signal based on an integrated value of infrared spectral radiance emitted from an object to be heated such as solder or resin. And before performing laser heating and processing, the relational expression of the calibration value between the output signal of the infrared sensor and the measured temperature of the object to be heated of the master is obtained in advance. In actual laser heating / processing, the temperature of the object to be heated is calculated based on the output signal of the infrared sensor and the relational expression.

すなわち、請求項1記載のレーザ加熱装置は、被加熱対象物に照射するレーザ光を出射するレーザ出射部と、受光面で受光した赤外線の分光放射輝度の積算値に基づいた信号を生成する赤外線センサと、可視光を撮像する撮像装置と、前記レーザ光を受光して、その受光した前記レーザ光を前記被加熱対象物へ向けて出射するとともに、前記被加熱対象物やその周辺部から放射または反射される光を受光するミラーを含み、前記被加熱対象物やその周辺部から放射または反射され、前記ミラーで受光された光のうち、前記レーザ光の波長の光を除く赤外線を前記赤外線センサの受光面へ導き、可視光を前記撮像装置へ導く光学系と、前記赤外線センサにより生成された信号のレベルと前記被加熱対象物の実測温度とのキャリブレーション値の関係式を予め格納する格納部と、前記赤外線センサにより生成された信号と前記関係式を基に前記被加熱対象物の温度を算出する温度測定部と、を備え、前記レーザ出射部は、前記レーザ光を出射する2個以上のレーザダイオードと、前記各レーザダイオードから出射される前記各レーザ光のFAST方向の広がりを抑えるためのレンズと、前記レンズが接合され、前記各レーザダイオードのレーザ出射端面に対する前記レンズの位置を、加工面において前記各レーザ光のSLOW方向のレーザパワー密度分布の一部が干渉するように調整可能な調整機構と、を備え、前記レンズからの前記各レーザ光により加工面におけるレーザ照射範囲を長方形状ないし楕円形状にすることを特徴とする。 That is, the laser heating apparatus according to claim 1 is a laser emitting unit that emits a laser beam to be irradiated on an object to be heated, and an infrared ray that generates a signal based on an integrated value of spectral radiance of infrared rays received by the light receiving surface. A sensor, an imaging device that captures visible light, and the laser beam; the received laser beam is emitted toward the object to be heated; and is emitted from the object to be heated and its surroundings. Or a mirror that receives reflected light, and infrared rays that are radiated or reflected from the object to be heated and its surroundings and received by the mirror, excluding light having a wavelength of the laser beam, are the infrared rays. An optical system that guides to the light receiving surface of the sensor and guides visible light to the imaging device, a calibration value of the level of the signal generated by the infrared sensor and the actual temperature of the object to be heated Comprising a storage unit for storing engagement expression advance, and a temperature measuring unit for calculating a temperature of the object to be heated with the generated signal based on said relationship by the infrared sensor, the laser emitting unit, the Two or more laser diodes emitting laser light, a lens for suppressing the spread of each laser light emitted from each laser diode in the FAST direction, and the lens are joined, and laser emission from each laser diode An adjustment mechanism capable of adjusting the position of the lens with respect to the end surface so that a part of the laser power density distribution in the SLOW direction of each laser beam interferes with the processing surface, and the laser beam from the lens The laser irradiation range on the processing surface is rectangular or elliptical .

本発明によれば、加工点の温度変化や、半田や樹脂などの溶融変化前後の急激な温度変化、半田の周辺部や樹脂にコゲが発生する前後での急激な温度変化を検出して、半田付けや樹脂接合等の所望の加工が行われたことの検出やコゲの発生検出、コゲの発生防止などをすることができる。さらに、撮像装置により加工状態を観察することもできる According to the present invention, a temperature change at a processing point, a rapid temperature change before and after a melting change such as solder or resin, a rapid temperature change before and after the occurrence of kogation in the periphery of the solder or resin, It is possible to detect that a desired process such as soldering or resin bonding has been performed, detect the occurrence of kogation, prevent the occurrence of kogation, and the like. Furthermore, the processing state can be observed with an imaging device .

また、レーザ照射範囲を長方形状ないし楕円形状にすることにより、FPICやFPC等のようにランドと樹脂基板が並んでいる加工面に対する半田付け等に十分に対応できるようになる。   Further, by making the laser irradiation range rectangular or elliptical, it is possible to sufficiently cope with soldering or the like on the processed surface where the land and the resin substrate are lined up, such as FPIC and FPC.

以下、本発明の実施の形態におけるレーザ加熱装置について、図面を交えて説明する。
以下の実施の形態では、受光面で受光した赤外線の分光放射輝度の積算値に基づいた信号を生成する赤外線センサを設ける。そして、レーザ加熱・加工処理を行う前に、前記赤外線センサの出力信号とマスタの被加熱対象物の実測温度とのキャリブレーション値の関係式を予め求めておく。そして、実際のレーザ加熱・加工処理時には、前記被加熱対象物やその周辺部から放射または反射される光のうちの前記レーザ光の波長の光を除く赤外線を、前記赤外線センサの前記受光面へ導き、前記赤外線センサにより生成された信号と予め求めた前記関係式とを基に前記被加熱対象物の温度を算出する。
Hereinafter, with the laser heating equipment in the embodiment of the present invention will be described sprinkled with drawings.
In the following embodiments, an infrared sensor that generates a signal based on the integrated value of the spectral radiance of infrared rays received by the light receiving surface is provided. And before performing laser heating and processing, the relational expression of the calibration value between the output signal of the infrared sensor and the measured temperature of the object to be heated of the master is obtained in advance. Then, during actual laser heating / processing, infrared light except for light having the wavelength of the laser light out of light to be radiated or reflected from the object to be heated and its peripheral portion is transmitted to the light receiving surface of the infrared sensor. The temperature of the object to be heated is calculated based on the signal generated by the infrared sensor and the relational expression obtained in advance.

(実施の形態1)
図1に本実施の形態1におけるレーザ加熱装置の構成を示す。レーザ加熱装置は、被加熱対象物にレーザ光を照射して該被加熱対象物を加熱する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of the laser heating apparatus according to the first embodiment. The laser heating device irradiates the object to be heated with laser light to heat the object to be heated.

図1において、レーザ出射部1は、一定波長のレーザ光を出射する。レーザ出射部は、例えば半導体レーザや半導体励起レーザを備える。ここでは波長が920nmのレーザ光を発振するレーザダイオードを備える場合を例に説明する。なお、無論、レーザ光の波長は920nmに限るものではない。一般的にレーザダイオードのレーザ光の波長は1.6μm以下である。   In FIG. 1, a laser emitting unit 1 emits laser light having a constant wavelength. The laser emitting unit includes, for example, a semiconductor laser or a semiconductor excitation laser. Here, an example in which a laser diode that oscillates laser light having a wavelength of 920 nm is provided will be described. Of course, the wavelength of the laser beam is not limited to 920 nm. In general, the wavelength of laser light from a laser diode is 1.6 μm or less.

集光レンズ2は、レーザ出射部1からのレーザ光を集光して、集光位置に置かれた被加熱対象物である半田3を加熱する。半田3はプリント基板4のランド5上に塗布されている。ここでは被加熱対象物が半田の場合を例に説明する。   The condensing lens 2 condenses the laser light from the laser emitting unit 1 and heats the solder 3 that is an object to be heated placed at the condensing position. The solder 3 is applied on the land 5 of the printed circuit board 4. Here, a case where the object to be heated is solder will be described as an example.

半田3がレーザ照射により加熱されると、半田3やその周辺部のランド5やプリント基板4から赤外線が放射される。また、半田3やその周辺部からは、照射されたレーザ光や可視光などが反射される。レーザ光カットフィルタ6は、半田3などから放射または反射された光を受光してレーザ光の波長(920nm)の光をカットする。可視光カットフィルタ7は、レーザ光カットフィルタ6の透過光を受光して可視光をカットする。したがって集光レンズ8には、半田3などから放射された赤外線のうちのレーザ光の波長の光(赤外線)を除く赤外線が入射される。   When the solder 3 is heated by laser irradiation, infrared rays are emitted from the solder 3, the land 5 around the solder 3, and the printed board 4. Further, the irradiated laser light or visible light is reflected from the solder 3 and its peripheral part. The laser light cut filter 6 receives light emitted or reflected from the solder 3 or the like and cuts light having a wavelength of laser light (920 nm). The visible light cut filter 7 receives light transmitted through the laser light cut filter 6 and cuts visible light. Therefore, infrared rays other than light (infrared rays) having a wavelength of laser light out of infrared rays emitted from the solder 3 or the like are incident on the condenser lens 8.

集光レンズ8は、可視光カットフィルタ7の透過光を集光して、集光位置に置かれた赤外線センサ9の受光面10へ、レーザ光の波長の光を除く赤外線を入射する。このように、本実施の形態1におけるレーザ加熱装置では、半田3やその周辺部から放射または反射される光を受光し、レーザ光の波長(920nm)の光を除く赤外線を赤外線センサの受光面へ導く光学系が、レーザ光カットフィルタ6と可視光カットフィルタ7と集光レンズ8により構成される。なお、集光レンズ8とレーザ光カットフィルタ6と可視光カットフィルタ7の配置順は任意でよい。また、例えばレーザ光カットフィルタに代えてレーザ光の波長よりも長波長の光を透過するフィルタを用いるなどしてもよい。   The condensing lens 8 condenses the transmitted light of the visible light cut filter 7 and makes the infrared light except the light having the wavelength of the laser light enter the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9 placed at the condensing position. As described above, in the laser heating apparatus according to the first embodiment, the light emitted or reflected from the solder 3 or its peripheral part is received, and the infrared light except the light having the wavelength of the laser light (920 nm) is received as the light receiving surface of the infrared sensor. The optical system that leads to the light is composed of a laser light cut filter 6, a visible light cut filter 7, and a condenser lens 8. The arrangement order of the condenser lens 8, the laser light cut filter 6, and the visible light cut filter 7 may be arbitrary. Further, for example, a filter that transmits light having a wavelength longer than the wavelength of the laser light may be used instead of the laser light cut filter.

赤外線センサ9は、受光面10で受光した赤外線の分光放射輝度の積算値に基づいた信号を生成する。ここでは赤外線センサとして、2.3μmの波長において感度がピークとなる所定の感度範囲を有するInGaAsPINフォトダイオードを例に説明する。   The infrared sensor 9 generates a signal based on the integrated value of the infrared spectral radiance received by the light receiving surface 10. Here, as an infrared sensor, an InGaAs PIN photodiode having a predetermined sensitivity range in which the sensitivity reaches a peak at a wavelength of 2.3 μm will be described as an example.

また図示しないが、当該レーザ加熱装置は、赤外線センサ9により生成された信号のレベルと半田3の実測温度とのキャリブレーション値(較正値)の関係式を予め格納する格納部と、赤外線センサ9により生成された信号と前記関係式を基に半田3の温度を算出する温度測定部であるマイクロ・コンピュータを具備している。   Although not shown, the laser heating apparatus includes a storage unit that stores in advance a relational expression of a calibration value (calibration value) between the level of the signal generated by the infrared sensor 9 and the actually measured temperature of the solder 3, and the infrared sensor 9. And a microcomputer which is a temperature measuring unit for calculating the temperature of the solder 3 based on the signal generated by the above and the relational expression.

次に、図2ないし図7に示すグラフを用いて、本実施の形態1における温度測定の原理について説明する。図2は、2.3μmの波長において感度がピークとなる所定の感度範囲を有するInGaAs・PINフォトダイオードの分光感度特性を示す。図2に示すように、このInGaAs・PINフォトダイオードは、1.2μm〜2.6μmの波長に対して10%以上の相対感度を有している。   Next, the principle of temperature measurement in the first embodiment will be described using the graphs shown in FIGS. FIG. 2 shows a spectral sensitivity characteristic of an InGaAs / PIN photodiode having a predetermined sensitivity range in which the sensitivity reaches a peak at a wavelength of 2.3 μm. As shown in FIG. 2, the InGaAs / PIN photodiode has a relative sensitivity of 10% or more with respect to a wavelength of 1.2 μm to 2.6 μm.

図3は、集光レンズや後述するハーフミラー等に用いられる光学部品材料であるBK7(ホウケイ酸クラウン光学ガラス)や、合成石英、無水合成石英の透過率(赤外線吸収特性)を示している。図3において、実線はBK7の透過率のグラフを、一点鎖線は合成石英の透過率のグラフを、破線は無水合成石英の透過率のグラフを示す。以下、光学部品材料としてBK7を用いた場合を例に説明を行う。   FIG. 3 shows the transmittance (infrared absorption characteristics) of BK7 (crown borosilicate crown optical glass) which is an optical component material used for a condensing lens, a half mirror described later, synthetic quartz, and anhydrous synthetic quartz. In FIG. 3, the solid line shows a graph of the transmittance of BK7, the one-dot chain line shows the graph of the transmittance of synthetic quartz, and the broken line shows the graph of the transmittance of anhydrous synthetic quartz. Hereinafter, the case where BK7 is used as an optical component material will be described as an example.

図4は、いわゆるプランクの放射則と呼ばれるもので、黒体から放射する赤外線の分光放射輝度特性を示す。ここでは一例として、0°C(273K)、測定下限温度近傍の温度である127°C(400K)、鉛フリー半田の融点近傍の温度である227°C(500K)、鉛フリー半田の周辺部にコゲが発生する温度近傍の温度である327°C(600K)での分光放射輝度のグラフを示す。なお、グラフは放射輝度が10−8W/(cm2・sr・μm)から上を表示しているが、実用上はノイズの影響を回避するために10−5W/(cm2・sr・μm)以上を実用域として扱う。 FIG. 4 is a so-called Planck radiation law, and shows the spectral radiance characteristics of infrared rays emitted from a black body. Here, as an example, 0 ° C (273K), 127 ° C (400K) near the lower limit of measurement temperature, 227 ° C (500K) near the melting point of lead-free solder, peripheral part of lead-free solder Shows a graph of spectral radiance at 327 ° C. (600 K), which is a temperature near the temperature at which kogation occurs. In addition, although the graph displays the upper part from the radiance of 10 −8 W / (cm 2 · sr · μm), 10 −5 W / (cm 2 · sr · μm) is practically used to avoid the influence of noise. ) Treat the above as a practical area.

図5ないし7は、加工点(被加熱対象物)の温度が227°C、127°C、327°Cにおいて赤外線センサ(InGaAs・PINフォトダイオード)9が検出する実用放射輝度を示している。図5ないし7において、破線は加工点から放射される赤外線の分光放射輝度のグラフを示し、一点鎖線は集光レンズなどの光学部品材料であるBK7を透過した後の赤外線の分光放射輝度のグラフを示し、実線は赤外線センサ9が検出する赤外線の実用放射輝度のグラフを示す。   5 to 7 show practical radiance detected by the infrared sensor (InGaAs / PIN photodiode) 9 when the temperature of the processing point (object to be heated) is 227 ° C, 127 ° C, and 327 ° C. 5 to 7, a broken line indicates a graph of infrared spectral radiance emitted from a processing point, and a dashed-dotted line indicates a graph of infrared spectral radiance after passing through BK7 which is an optical component material such as a condenser lens. The solid line shows a graph of practical radiance of infrared rays detected by the infrared sensor 9.

このように、赤外線センサ9は、実際は図2に示す分光感度特性と図3に示す赤外線吸収特性と図4に示す分光放射輝度特性を掛け合わせた図5ないし図7に示す実線を検出する。そして赤外線センサ9は、この実線と10−5W/(cm2・sr・μm)のラインで囲まれる範囲の面積(受光面10で受光した赤外線の10−5W/(cm2・sr・μm)以上の分光放射輝度の積算値)に基づいた信号レベルの信号を生成する。 As described above, the infrared sensor 9 actually detects the solid line shown in FIGS. 5 to 7 obtained by multiplying the spectral sensitivity characteristic shown in FIG. 2, the infrared absorption characteristic shown in FIG. 3, and the spectral radiance characteristic shown in FIG. The infrared sensor 9, the solid line and 10 -5 W / (cm2 · sr · μm) 10 -5 W / (cm2 · sr · μm range area surrounded by the line (of the infrared rays received by the light receiving surface 10) A signal having a signal level based on the above spectral radiance integrated value) is generated.

図5ないし7に示すように赤外線センサ9の出力信号レベルは、127°Cでは僅かであるが、227°Cになると5倍以上に増加し、さらに327°Cでは10倍以上に単調増加している。   As shown in FIGS. 5 to 7, the output signal level of the infrared sensor 9 is slight at 127 ° C., but increases to 5 times or more at 227 ° C., and further monotonously increases to 10 times or more at 327 ° C. ing.

したがって、実際のレーザ加熱・加工処理を実施する前に、キャリブレーション用の熱電対が埋め込まれたマスタの半田にレーザ照射し、赤外線センサ9の出力信号レベルと熱電対の出力信号レベル(実測温度)とのキャリブレーション値の関係式を予め求めておくことで、実際のレーザ加熱・加工処理中に半田3の温度をほぼ正確に測定することが可能となる。   Therefore, before carrying out the actual laser heating / processing, laser irradiation is performed on the master solder in which the thermocouple for calibration is embedded, and the output signal level of the infrared sensor 9 and the output signal level of the thermocouple (measured temperature) ) In advance, the temperature of the solder 3 can be measured almost accurately during actual laser heating and processing.

なお、例えばレーザ光カットフィルタに代えて、レーザ光の波長よりも長波長の特定波長範囲の光のみを透過可能な光学的バンドパスフィルタ(以下、BPFと称す。)を用いてもよく、例えば赤外線センサ9の受光面10にBPFを配置する。BPFを用いる場合、BPFの透過光を受光する赤外線センサとして、BPFが透過する特定波長範囲の光に対して実用感度を有する赤外線センサを用いる。この構成により、加工点(被加熱対象物)が特定温度になったことを検出できるようになる。つまり、この構成によれば、加工点が特定温度になったときに赤外線センサ9の出力信号レベルが急激に上昇するので、BPFは特定温度を検出する場合に効果がある。   For example, instead of the laser beam cut filter, an optical bandpass filter (hereinafter referred to as BPF) that can transmit only light in a specific wavelength range longer than the wavelength of the laser beam may be used. A BPF is disposed on the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9. When the BPF is used, an infrared sensor having practical sensitivity to light in a specific wavelength range transmitted through the BPF is used as the infrared sensor that receives the transmitted light through the BPF. With this configuration, it becomes possible to detect that the processing point (object to be heated) has reached a specific temperature. That is, according to this configuration, the output signal level of the infrared sensor 9 rapidly increases when the processing point reaches the specific temperature, so that the BPF is effective when detecting the specific temperature.

例えば波長が1064nmであって且つ半値幅が10μmの狭帯域の赤外線のみを透過するBPFは、加工点が約200度近傍(半田の融点近傍の温度)になったことを検出するのに有用であり、この温度をキープすることにより、確実に溶融して、しかも周辺部がコゲない半田付けが実現できる。   For example, a BPF that transmits only a narrow-band infrared light having a wavelength of 1064 nm and a half width of 10 μm is useful for detecting that the processing point is about 200 degrees (temperature near the melting point of solder). Yes, by keeping this temperature, it is possible to realize soldering that melts reliably and the peripheral portion is not damaged.

また、図4に示す分光放射輝度特性からわかるように、被加熱対象物の温度を400K以上において測定するには、赤外線センサは、1.2μm以上の波長において感度がピークとなる所定の感度範囲を有することが望ましい。   Further, as can be seen from the spectral radiance characteristics shown in FIG. 4, in order to measure the temperature of the object to be heated at 400K or higher, the infrared sensor has a predetermined sensitivity range in which the sensitivity peaks at a wavelength of 1.2 μm or higher It is desirable to have

以上のように、本実施の形態1によれば、加工点(被加熱対象物)が100度以上の温度になると急激に増加する赤外線センサの出力信号レベルを捉えて、レーザ照射中に上昇していく被加熱対象物の温度を400K以上においてほぼ正確に測定することができる。   As described above, according to the first embodiment, the output signal level of the infrared sensor that rapidly increases when the processing point (object to be heated) reaches a temperature of 100 ° C. or higher is captured and rises during laser irradiation. The temperature of the object to be heated can be measured almost accurately at 400K or higher.

したがって、加工点(被加熱対象物)の温度変化や、半田や樹脂などの溶融変化前後の急激な温度変化、半田の周辺部や樹脂にコゲが発生する前後での急激な温度変化を検出して、半田付けや樹脂接合等の所望の加工が完了したことの検出やコゲの発生検出、コゲの発生防止をすることができる。   Therefore, it detects the temperature change at the processing point (object to be heated), the rapid temperature change before and after the melting change of the solder and resin, and the rapid temperature change before and after the occurrence of kogation around the solder and resin. Thus, it is possible to detect completion of desired processing such as soldering and resin bonding, detection of kogation, and prevention of kogation.

(実施の形態2)
図8に本実施の形態2におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図1に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows the configuration of the laser heating apparatus according to the second embodiment. However, the same members as those described with reference to FIG.

図8において、光ファイバ11はレーザ出射部1からのレーザ光を空中へ出射する。コリメートレンズ12は、光ファイバ11からのレーザ光を平行光化する(以下、コリメート光と称す。)。ハーフミラー13には、コリメート光を反射し、半田3やその周辺部であるランド5やプリント基板4から放射または反射される光を透過する薄膜フィルタが施されている。なお、例えば920nm(レーザ光の波長の光)のみを反射する薄膜コートを施したハーフミラーを用いてもよい。また、ハーフミラーに代えて、レーザ光より長波長の特定波長範囲の赤外線のみを透過可能な折り返しBPFを配置してもよい。   In FIG. 8, an optical fiber 11 emits laser light from the laser emitting unit 1 into the air. The collimating lens 12 collimates the laser light from the optical fiber 11 (hereinafter referred to as collimated light). The half mirror 13 is provided with a thin film filter that reflects collimated light and transmits light radiated or reflected from the solder 3 or its peripheral land 5 or printed circuit board 4. For example, a half mirror provided with a thin film coating that reflects only 920 nm (light having a wavelength of laser light) may be used. Further, instead of the half mirror, a folded BPF that can transmit only infrared rays having a wavelength longer than that of the laser beam may be disposed.

本実施の形態2では、半田3やその周辺部から放射または反射される光を受光し、レーザ光の波長(920nm)の光を除く赤外線を赤外線センサ9の受光面10へ導く光学系が、ハーフミラー13とレーザ光カットフィルタ6と可視光カットフィルタ7と集光レンズ8により構成される。なお、集光レンズ8とレーザ光カットフィルタ6と可視光カットフィルタ7の配置順は任意でよい。   In the second embodiment, an optical system that receives light emitted or reflected from the solder 3 or its peripheral portion and guides infrared light other than light having a wavelength of laser light (920 nm) to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9, The half mirror 13, the laser light cut filter 6, the visible light cut filter 7, and the condenser lens 8 are configured. The arrangement order of the condenser lens 8, the laser light cut filter 6, and the visible light cut filter 7 may be arbitrary.

プリアンプ14は、赤外線センサ9からの出力信号を増幅する。また、図示しないが、当該レーザ加熱装置は、プリアンプ14の出力信号レベルと半田3の実測温度とのキャリブレーション値の関係式を予め格納する格納部を具備する。また、図示しないが、メータ15は、温度測定部として、プリアンプ14の出力信号と前記関係式を基に半田3の温度を算出するマイクロ・コンピュータを具備する。メータ15は、マイクロ・コンピュータにより算出された測定温度を表示する。   The preamplifier 14 amplifies the output signal from the infrared sensor 9. Although not shown, the laser heating apparatus includes a storage unit that stores in advance a relational expression of calibration values between the output signal level of the preamplifier 14 and the actually measured temperature of the solder 3. Although not shown, the meter 15 includes a microcomputer that calculates the temperature of the solder 3 based on the output signal of the preamplifier 14 and the relational expression as a temperature measurement unit. The meter 15 displays the measured temperature calculated by the microcomputer.

また、当該レーザ加熱装置は、メータ15からレーザ出射部1へ検出信号が出力される構成となっている。この構成によれば、例えば半田3の溶融変化前後の急激な温度変化が検出されたときにレーザパワーを低下させたり、半田3の周辺部にコゲが発生する前後での急激な温度変化が検出されたときにレーザ発振を停止させたりすることができ、自動半田付け完了やコゲの発生防止を行うことができる。   Further, the laser heating device is configured to output a detection signal from the meter 15 to the laser emitting unit 1. According to this configuration, for example, when a rapid temperature change before and after the melting change of the solder 3 is detected, the laser power is reduced, or a rapid temperature change before and after the occurrence of kogation in the periphery of the solder 3 is detected. When this is done, laser oscillation can be stopped, and automatic soldering can be completed and kogation can be prevented.

以上の構成によれば、メータ15に表示された温度変化を観察することにより、半田の溶融検出や、概算温度検出、コゲの発生検出を行うことができる。また上記したように自動半田付け完了やコゲの発生防止も行うことができる。なお、実施の形態1と同様に、赤外線センサ9の受光面10に、レーザ光より長波長の特定波長範囲の赤外線のみを透過可能なBPFを配置してもよい。また、レーザ光を平行光化した場合について説明をしたが、コリメートレンズのF値を調整して非コリメ−トにしても、光ファイバの出射口とハーフミラー間の距離を短くすることで同様な効果が得られる。   According to the above configuration, by observing the temperature change displayed on the meter 15, it is possible to detect solder melting, detect approximate temperature, and detect kogation. Further, as described above, automatic soldering can be completed and kogation can be prevented. As in the first embodiment, a BPF that can transmit only infrared rays having a longer wavelength than the laser beam may be disposed on the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9. Although the case where the laser beam is made parallel is described, even if the F value of the collimating lens is adjusted to make it non-collimated, the same is achieved by shortening the distance between the exit port of the optical fiber and the half mirror. Effects can be obtained.

(実施の形態3)
図9に本実施の形態3におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図1、8に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 9 shows the configuration of the laser heating apparatus according to the third embodiment. However, the same members as those described with reference to FIGS. 1 and 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図9において、ホットミラー16は、集光レンズ8を介してハーフミラー13の透過光を受光し、赤外線を反射して赤外線センサ9の受光面10へ導き、可視光を透過して第2のレーザ光カットフィルタ17へ導く。レーザ光カットフィルタ17を介した可視光を受光するカメラ(撮像装置)18は、半田3やその周辺部を撮像する。   In FIG. 9, the hot mirror 16 receives the transmitted light of the half mirror 13 through the condenser lens 8, reflects the infrared light, guides it to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9, transmits visible light, and transmits the second light. The light is guided to the laser light cut filter 17. A camera (imaging device) 18 that receives visible light through the laser light cut filter 17 images the solder 3 and its peripheral part.

本実施の形態3では、半田3やその周辺部から放射または反射される光を受光し、レーザ光の波長(920nm)の光を除く赤外線を赤外線センサ9の受光面10へ導くとともに、可視光をカメラ18へ導く光学系が、ハーフミラー13と集光レンズ8と2つのレーザ光カットフィルタ6、17とホットミラー16により構成される。なお、レーザ光カットフィルタ6に代えてレーザ光の波長よりも長波長の光を透過するフィルタやBPFを用いてもよく、例えば赤外線センサ9の受光面10にBPFを配置する。   In the third embodiment, light emitted or reflected from the solder 3 or its peripheral part is received, and infrared light other than the laser light having a wavelength (920 nm) is guided to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9 and visible light is also emitted. An optical system that guides the light to the camera 18 includes a half mirror 13, a condenser lens 8, two laser light cut filters 6 and 17, and a hot mirror 16. Instead of the laser light cut filter 6, a filter or BPF that transmits light having a wavelength longer than the wavelength of the laser light may be used. For example, the BPF is disposed on the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9.

当該レーザ加熱装置には、温度測定を行う位置を特定するアパーチャ19が赤外線センサ9の受光面10への光路軸20近傍に取り付けられている。したがって、アパーチャ19のサイズや形状、配置位置を変化させて、加工点検出視野21を変えることにより、半田3の周辺の温度異常等を検出したり、レーザ照射範囲の特定部分の温度を測定したりすることが可能となる。   In the laser heating device, an aperture 19 for specifying a position where temperature measurement is performed is attached in the vicinity of the optical path axis 20 to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9. Accordingly, by changing the size, shape, and arrangement position of the aperture 19 and changing the processing point detection visual field 21, temperature abnormalities around the solder 3 are detected, or the temperature of a specific portion of the laser irradiation range is measured. It becomes possible to do.

以上のように、本実施の形態3によれば、赤外線センサ9とカメラ18を具備することにより、レーザ照射中に加工点の温度変化と同時に加工点の外観変化が観察できる。また、アパーチャ19の配置位置やサイズ変更等により、加工点の視野が変えられるので、周辺部でのコゲの発生検出や微小な特定位置の温度変動の検出、コゲの発生防止などをすることができる。   As described above, according to the third embodiment, by providing the infrared sensor 9 and the camera 18, it is possible to observe a change in the appearance of the processing point simultaneously with a temperature change of the processing point during laser irradiation. In addition, since the field of view of the machining point can be changed by changing the arrangement position or size of the aperture 19, it is possible to detect the occurrence of kogation in the peripheral part, the detection of temperature fluctuations at a minute specific position, and the prevention of kogation. it can.

なお、赤外線センサ9とカメラ18の配置位置を反対にして、ホットミラーの代わりにコールドミラーを用いてもよい。また、赤外線センサ9とカメラ18の配置位置を反対にして、ホットミラーの代わりに、レーザ光より長波長の特定波長範囲の赤外線のみを透過可能な折り返しBPFを配置してもよい。ホットミラーに代えてBPFを配置した場合、カメラ18には、BPFで反射しレーザ光カットフィルタ17を透過した後の可視光が入射される。よって、カメラ18は加工点を撮像できる。本実施の形態3によれば、確実に溶融して、しかも周辺部がコゲない半田付けがカメラで監視しながら実現できる。   Note that a cold mirror may be used in place of the hot mirror by reversing the arrangement positions of the infrared sensor 9 and the camera 18. Further, the arrangement position of the infrared sensor 9 and the camera 18 may be reversed, and a folded BPF that can transmit only infrared rays having a wavelength longer than the laser beam may be arranged instead of the hot mirror. When a BPF is disposed instead of the hot mirror, visible light after being reflected by the BPF and transmitted through the laser light cut filter 17 is incident on the camera 18. Therefore, the camera 18 can image the processing point. According to the third embodiment, it is possible to realize soldering that surely melts and has no peripheral portion while monitoring with a camera.

なお、半田付けを例に説明してきたが、樹脂接合や、樹脂マーキング、2つ以上の樹脂接合を行う場合でも同様に実施可能である。また、赤外線センサとしてInGaAsPINフォトダイオードを用いたが、1.2μm以上の波長において感度がピークとなる赤外線センサであればよく、例えば化合物半導体などを用いてもよい。   In addition, although soldering has been described as an example, the present invention can be similarly performed even when resin bonding, resin marking, or two or more resin bondings are performed. Further, although an InGaAs PIN photodiode is used as the infrared sensor, any infrared sensor having a peak sensitivity at a wavelength of 1.2 μm or more may be used. For example, a compound semiconductor may be used.

また、ここでは説明の簡素化のため、各集光レンズやミラー等の光学部品としてARコート無しの1.7μm以上の波長の赤外線を吸収するBK7を用いて説明したが、クラウンガラスやアクロマチックレンズであってもよい。特に、無水合成石英は、InGaAsPINフォトダイオードの感度の限界点である2.7μm付近でも透過率の低下がなく、S/N比を向上させることができ、好適である。また、赤外線センサの感度範囲の波長に対するARコートを施してもよい。   In addition, here, for the sake of simplicity of explanation, BK7 that absorbs infrared rays having a wavelength of 1.7 μm or more without an AR coating is used as an optical component such as each condenser lens and mirror. However, crown glass or achromatic It may be a lens. In particular, anhydrous synthetic quartz is suitable because it does not decrease the transmittance even in the vicinity of 2.7 μm, which is the limit of sensitivity of the InGaAs PIN photodiode, and can improve the S / N ratio. Moreover, you may give AR coating with respect to the wavelength of the sensitivity range of an infrared sensor.

(実施の形態4)
上記各実施の形態1〜3におけるレーザ加熱装置では、加工点に形成されるレーザ光の形状(レーザ照射範囲)がスポット状(真円状)に限定される。そのため、上記各実施の形態1〜3におけるレーザ加熱装置では、FPIC(field programmable interconnect component)やFPC(フレキシブルプリント配線板)等のようにランドと樹脂基板が並んでいる加工面への対応が十分ではない。
(Embodiment 4)
In the laser heating apparatus in each of the first to third embodiments, the shape of the laser light (laser irradiation range) formed at the processing point is limited to a spot shape (perfect circle shape). Therefore, in the laser heating apparatus in each of the first to third embodiments described above, it is sufficient to cope with a processed surface in which lands and resin substrates are aligned, such as FPIC (field programmable interconnect component) and FPC (flexible printed wiring board). is not.

本実施の形態4では、加工面に形成されるレーザ光の形状を長方形状ないし楕円形状(以下、長方形状等と称す。)にすることで、FPICやFPC等のようにランドと樹脂基板が並んでいる加工面に対する半田付け等に十分に対応できるようにする。   In the fourth embodiment, the shape of the laser beam formed on the processed surface is rectangular or elliptical (hereinafter referred to as a rectangular shape or the like), so that the land and the resin substrate can be formed like FPIC or FPC. To be able to cope with soldering etc. to the processed surfaces that are lined up.

また、本実施の形態4では、その長方形状等のレーザ照射範囲およびその周辺を含む広い範囲を赤外線センサの検出範囲(温度観測域)にする。ステファン・ボルツマンの法則により赤外放射エネルギは温度の4乗に比例して増加するので、赤外線センサの温度観察域を広くすることで、その温度観察域で異常発熱が発生したときの温度上昇を赤外線センサがいちはやく検知できるようになり、レーザパワーを低下させる等の制御がすばやくできるようになる。   Moreover, in this Embodiment 4, the wide range including the laser irradiation range of the rectangular shape etc. and its periphery is set as the detection range (temperature observation range) of the infrared sensor. Infrared radiant energy increases in proportion to the fourth power of temperature according to Stefan-Boltzmann's law. By widening the temperature observation area of the infrared sensor, the temperature rise when abnormal heat generation occurs in that temperature observation area The infrared sensor can quickly detect, and control such as reducing the laser power can be performed quickly.

図10(a)に本実施の形態4におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図1、8、9に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
本実施の形態4におけるレーザ加熱装置は、加工面に形成されるレーザ光の形状を長方形状等にするための光学系として、ハーフミラー13と加工面の間に、集光レンズに代えてシリンドリカルレンズを配置した点が前述の実施の形態3と異なる。
FIG. 10A shows the configuration of the laser heating apparatus according to the fourth embodiment. However, the same members as those described with reference to FIGS. 1, 8, and 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The laser heating apparatus according to the fourth embodiment is an optical system for making the shape of the laser beam formed on the processed surface rectangular or the like, and instead of a condenser lens, a cylindrical lens is formed between the half mirror 13 and the processed surface. The point that the lens is arranged is different from the third embodiment described above.

図10(a)において、シリンドリカルレンズ22は、折り返しミラーであるハーフミラー13により反射されたレーザ光を受光して、加工面に長方形状等のレーザ光を形成する。ここでは、被加熱対象物として、FPIC23の各ランドに塗布された半田を例に説明を行う。   In FIG. 10A, the cylindrical lens 22 receives the laser beam reflected by the half mirror 13 which is a folding mirror, and forms a rectangular or other laser beam on the processed surface. Here, description will be made taking solder applied to each land of the FPIC 23 as an example of the object to be heated.

図10(b)は、レーザ加熱装置をy方向からみたときの側面図であり、コリメートレンズ12とハーフミラー13とシリンドリカルレンズ22とFPIC23を抜粋して示している。また、図10(c)は加工面に形成されるレーザ光の形状を示す上面図である。   FIG. 10B is a side view of the laser heating device as viewed from the y direction, and shows the collimator lens 12, the half mirror 13, the cylindrical lens 22, and the FPIC 23 extracted. FIG. 10C is a top view showing the shape of the laser beam formed on the processed surface.

図10(b)、(c)に示すように、シリンドリカルレンズ22は、受光したスポット状(真丸状)のレーザ光を加工面において長方形状ないし楕円形状(レーザ照射範囲24)にする。   As shown in FIGS. 10B and 10C, the cylindrical lens 22 converts the received spot-like (true round) laser light into a rectangular or elliptical shape (laser irradiation range 24) on the processing surface.

レーザ照射範囲24のx方向の大きさは、シリンドリカルレンズ22の加工面までの距離を変化させることで調整できる。また、図10(c)に示すように、本実施の形態4では、レーザ照射範囲24よりも広い範囲を温度観測域25としている。   The size of the laser irradiation range 24 in the x direction can be adjusted by changing the distance to the processing surface of the cylindrical lens 22. In addition, as shown in FIG. 10C, in the fourth embodiment, a range wider than the laser irradiation range 24 is set as the temperature observation region 25.

なお、コリメートレンズ12の光ファイバ11までの距離を調整することで、レーザ光の広がり角を調整できる。また、後述するようにコリメートレンズ12に代えてシリンドリカルレンズを配置する場合も、そのシリンドリカルレンズの光ファイバ11までの距離を調整することで、レーザ光の広がり角を調整できる。   Note that the spread angle of the laser beam can be adjusted by adjusting the distance of the collimating lens 12 to the optical fiber 11. In addition, when a cylindrical lens is arranged instead of the collimating lens 12 as will be described later, the spread angle of the laser light can be adjusted by adjusting the distance of the cylindrical lens to the optical fiber 11.

図10(a)において、折り返しミラー26には、可視光を透過し、2μm近傍の赤外線を反射する薄膜コートもしくは薄膜フィルタが施されている。折り返しミラー26は、集光レンズ8(アクロマチックレンズ等の球面収差補正された凸レンズ)を介してハーフミラー13の透過光を受光し、2μm近傍の赤外線を反射して赤外線センサ9の受光面10へ導くとともに、可視光をカメラ(例えばCCDカメラのCCD面)18へ導く。第2のレーザ光カットフィルタ17を介した可視光を受光するカメラ18は、加工面を歪みなく拡大観察できる。   In FIG. 10A, the folding mirror 26 is provided with a thin film coat or a thin film filter that transmits visible light and reflects infrared rays in the vicinity of 2 μm. The folding mirror 26 receives the transmitted light of the half mirror 13 through the condenser lens 8 (a convex lens with a spherical aberration corrected such as an achromatic lens), reflects the infrared light in the vicinity of 2 μm, and receives the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9. At the same time, the visible light is guided to a camera (for example, a CCD surface of a CCD camera) 18. The camera 18 that receives visible light through the second laser light cut filter 17 can enlarge and observe the processed surface without distortion.

また、プリアンプ(増幅回路)14はハイゲインアンプであり、赤外線センサ9の出力信号レベルを数百倍以上に増幅する。
本実施の形態4では、温度観測域(被加熱対象物およびその周辺部)25から放射または反射される光を受光し、レーザ光の波長の光を除く赤外線を赤外線センサ9の受光面10へ導くとともに、可視光をカメラ18へ導く光学系が、ハーフミラー13と集光レンズ8と折り返しミラー26と2つのレーザ光カットフィルタ6、17により構成される。
The preamplifier (amplifier circuit) 14 is a high gain amplifier and amplifies the output signal level of the infrared sensor 9 several hundred times or more.
In the fourth embodiment, light radiated or reflected from the temperature observation region (object to be heated and its peripheral portion) 25 is received, and infrared light other than the light having the wavelength of the laser light is transmitted to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9. An optical system that guides the visible light to the camera 18 and includes the half mirror 13, the condenser lens 8, the folding mirror 26, and the two laser light cut filters 6 and 17.

続いて、本実施の形態4におけるレーザ加熱装置のレーザパワー制御について説明する。
図10(a)において、被加熱対象物の温度が予め設定された設定温度Tsとなるようにレーザパワーを制御するレーザ制御装置27は、レーザ出射部1と、被加熱対象物の温度を算出する温度レベル変換回路(温度測定部)28と、設定温度Tsを設定するためのボリューム29と、レーザ出射部1が備えるレーザダイオード(LD素子)へ供給する電流を制御する制御部30とを備える。また、レーザ制御装置27は、図示しないが、プリアンプ14の出力信号レベルとFPIC23の各ランドに塗布された半田の実測温度(例えば各ランドに塗布された半田の実測温度の平均値や、特定のランドに塗布された半田の実測温度など)とのキャリブレーション値(較正値)の関係式を予め格納する格納部を具備する。
Subsequently, laser power control of the laser heating apparatus according to the fourth embodiment will be described.
In FIG. 10A, the laser control device 27 that controls the laser power so that the temperature of the object to be heated becomes a preset temperature Ts, calculates the temperature of the laser emitting unit 1 and the object to be heated. A temperature level conversion circuit (temperature measuring unit) 28 for performing the operation, a volume 29 for setting the set temperature Ts, and a control unit 30 for controlling a current supplied to a laser diode (LD element) included in the laser emitting unit 1. . Although not shown, the laser control device 27 outputs the output signal level of the preamplifier 14 and the measured temperature of the solder applied to each land of the FPIC 23 (for example, an average value of the measured temperature of the solder applied to each land or a specific value) A storage unit that stores in advance a relational expression of a calibration value (calibration value) with a measured temperature of solder applied to the land.

温度レベル変換回路28は、プリアンプ14の出力信号と前記関係式を基に被加熱対象物の温度を算出して、その温度を示す信号を生成する。
ボリューム29には設定温度Tsが予め設定されており、制御部30は、温度レベル変換回路28の出力信号(被加熱対象物の温度に相当する)とボリューム29により発生する信号(設定温度Tsに相当する)とを基に、被加熱対象物の温度が設定温度Tsとなるように、レーザ出射部1へ供給する電流を制御する。
The temperature level conversion circuit 28 calculates the temperature of the object to be heated based on the output signal of the preamplifier 14 and the relational expression, and generates a signal indicating the temperature.
A preset temperature Ts is preset in the volume 29, and the control unit 30 outputs an output signal (corresponding to the temperature of the object to be heated) of the temperature level conversion circuit 28 and a signal generated by the volume 29 (to the preset temperature Ts). The current supplied to the laser emitting unit 1 is controlled so that the temperature of the object to be heated becomes the set temperature Ts.

このように、本実施の形態4によれば、シリンドリカルレンズにより、加工面に形成されるレーザ光の形状を長方形状等にすることができ、FPICやFPC等のようにランドと樹脂基板が並んでいる加工面における半田付けや、長方形領域ないし楕円形領域の樹脂接合に対して十分に対応できるようになる。   As described above, according to the fourth embodiment, the cylindrical lens can make the shape of the laser light formed on the processed surface rectangular or the like, and the land and the resin substrate are lined up like FPIC or FPC. It is possible to sufficiently cope with soldering on the processed surface and resin bonding in a rectangular region or an elliptical region.

なお、加工面に形成されるレーザ光の形状は、コリメートレンズ12とシリンドリカルレンズ22の焦点位置や固定位置を前後させることで、任意に拡大/縮小でき、また、そのレーザ光の形状のアスペクト比を任意に変化させることができる。   The shape of the laser light formed on the processed surface can be arbitrarily enlarged / reduced by moving the focal position and the fixed position of the collimating lens 12 and the cylindrical lens 22 back and forth, and the aspect ratio of the shape of the laser light. Can be changed arbitrarily.

また、コリメートレンズ12に代えてシリンドリカルレンズを配置し、シリンドリカルレンズ22に代えてアクロマチックレンズ等の球面収差補正された凸レンズを配置してもよい。すなわち、まずシリンドリカルレンズによりレーザ光のアスペクト比を変化させた後、そのアスペクト比が変化されたレーザ光を凸レンズで集光して、加工面に形成されるレーザ光の形状を長方形状等にしてもよい。この場合も、シリンドリカルレンズと凸レンズの焦点位置や固定位置を前後させることで、加工面に形成されるレーザ光の形状を任意に拡大/縮小でき、また、そのレーザ光の形状のアスペクト比を任意に変化させることができる。   In addition, a cylindrical lens may be disposed in place of the collimating lens 12, and a convex lens having a spherical aberration corrected such as an achromatic lens may be disposed in place of the cylindrical lens 22. That is, first, after changing the aspect ratio of the laser light with a cylindrical lens, the laser light with the changed aspect ratio is condensed with a convex lens so that the shape of the laser light formed on the processed surface is rectangular or the like. Also good. Also in this case, the shape of the laser beam formed on the processing surface can be arbitrarily enlarged / reduced by moving the focal position and fixed position of the cylindrical lens and convex lens back and forth, and the aspect ratio of the shape of the laser beam can be arbitrarily set. Can be changed.

(実施の形態5)
図11に本実施の形態5におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図1、8、9、10に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 11 shows the configuration of the laser heating apparatus in the fifth embodiment. However, the same members as those described with reference to FIGS. 1, 8, 9, and 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施の形態5におけるレーザ加熱装置は、温度観測域25から放射ないし反射される赤外線を光ファイバへ戻し、温度観測域25から放射されるレーザ光の波長の光(赤外線)を除く赤外線を、レーザ出射部1内蔵の赤外線センサにて検出する点が前述の実施の形態4と異なる。   The laser heating apparatus in the fifth embodiment returns infrared rays emitted or reflected from the temperature observation region 25 to the optical fiber, and removes infrared rays except for light (infrared rays) having a wavelength of the laser light emitted from the temperature observation region 25. The point of detection by the infrared sensor built in the laser emitting unit 1 is different from that of the fourth embodiment.

図11において、光ファイバ11はコア部31とクラッド部32を有する。光ファイバ11のコア部31からレーザ光が出射される。
折り返しミラー33には、赤外線を反射し、可視光を透過する薄膜コートもしくは薄膜フィルタが施されている。折り返しミラー33は、シリンドリカルレンズ22を介して、温度観測域25から放射または反射される光を受光し、赤外線を反射してコリメートレンズ12へ導くとともに、可視光を透過して集光レンズ8へ導く。
In FIG. 11, the optical fiber 11 has a core portion 31 and a cladding portion 32. Laser light is emitted from the core portion 31 of the optical fiber 11.
The folding mirror 33 is provided with a thin film coat or a thin film filter that reflects infrared rays and transmits visible light. The folding mirror 33 receives the light emitted or reflected from the temperature observation region 25 via the cylindrical lens 22, reflects the infrared light, guides it to the collimating lens 12, and transmits visible light to the condenser lens 8. Lead.

コリメートレンズ12は、折り返しミラー33により反射された赤外線を光ファイバ11のクラッド部32へ導く。
本実施の形態5では、レーザ出射部1は、LD素子34、集光レンズ35、折り返しミラー36、赤外線センサ9、およびプリアンプ14を備える。
The collimating lens 12 guides the infrared light reflected by the folding mirror 33 to the cladding portion 32 of the optical fiber 11.
In the fifth embodiment, the laser emitting unit 1 includes an LD element 34, a condenser lens 35, a folding mirror 36, an infrared sensor 9, and a preamplifier 14.

折り返しミラー36には、赤外線を透過するが、レーザ光の波長の光は反射する薄膜フィルタもしくは薄膜コートが施されている。折り返しミラー36は、LD素子34から出射されたレーザ光を反射して集光レンズ35へ導く。集光レンズ35は折り返しミラー36からのレーザ光をコア部31へ導く。このようにして、LD素子34から出射されたレーザ光は光ファイバ11に結合する。   The folding mirror 36 is provided with a thin film filter or thin film coat that transmits infrared light but reflects light having a wavelength of laser light. The folding mirror 36 reflects the laser light emitted from the LD element 34 and guides it to the condenser lens 35. The condenser lens 35 guides the laser light from the folding mirror 36 to the core portion 31. In this way, the laser light emitted from the LD element 34 is coupled to the optical fiber 11.

一方、折り返しミラー36は、クラッド部32を通って戻ってきた赤外線からレーザ光の波長の赤外線を分離し、レーザ光の波長の赤外線を除く赤外線を赤外線センサ9の受光面10へ導く。   On the other hand, the folding mirror 36 separates the infrared light having the wavelength of the laser light from the infrared light returned through the clad portion 32 and guides the infrared light except the infrared light having the wavelength of the laser light to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9.

本実施の形態4では、温度観測域25から放射または反射される光を受光し、レーザ光の波長の光を除く赤外線を赤外線センサ9の受光面10へ導く光学系が、2つの折り返しミラー33、36と集光レンズ35により構成される。なお、折り返しミラー36と赤外線センサ9の受光面10の間にレーザ光カットフィルタを設置してもよい。また、実施の形態4と同様に、コリメートレンズ12に代えてシリンドリカルレンズを配置し、シリンドリカルレンズ22に代えて凸レンズを配置してもよい。   In the fourth embodiment, the optical system that receives the light emitted or reflected from the temperature observation region 25 and guides the infrared light except the light having the wavelength of the laser light to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9 is provided with the two folding mirrors 33. , 36 and a condenser lens 35. A laser light cut filter may be installed between the folding mirror 36 and the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9. Similarly to the fourth embodiment, a cylindrical lens may be arranged instead of the collimating lens 12 and a convex lens may be arranged instead of the cylindrical lens 22.

(実施の形態6)
図12に本実施の形態6におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図1、8〜11に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
(Embodiment 6)
FIG. 12 shows the configuration of the laser heating apparatus according to the sixth embodiment. However, the same members as those described based on FIGS. 1 and 8 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施の形態6におけるレーザ加熱装置は、加工面に形成されるレーザ光の形状をスキャンミラーにより長方形状等にする点が前述の実施の形態5と異なる。すなわち、加工面にレーザ光をラインスキャン照射ないし2次元スキャン照射し、加工面におけるレーザ照射範囲を長方形状ないし楕円形状にする。   The laser heating apparatus in the sixth embodiment is different from the above-described fifth embodiment in that the shape of the laser beam formed on the processed surface is made rectangular by a scan mirror. That is, the processing surface is irradiated with laser light by line scanning or two-dimensional scanning, and the laser irradiation range on the processing surface is made rectangular or elliptical.

図12において、スキャンミラー37には、赤外線を反射し、可視光を透過する薄膜コートもしくは薄膜フィルタが施されている。また、スキャンミラー37は、回転軸38を軸に揺動可能である。スキャンミラー37は、回転軸38を軸に所定角度だけ往復揺動しながら、コリメートレンズ12からのレーザ光を反射する。この往復揺動しているスキャンミラー37により反射されたレーザ光を集光レンズ(アクロマチックレンズ等の球面収差補正された凸レンズ)2が集光して、加工面にレーザ光をラインスキャン照射ないし2次元スキャン照射する。このラインスキャンないし2次元スキャンされる範囲がレーザ照射範囲24となる。   In FIG. 12, the scan mirror 37 is provided with a thin film coat or thin film filter that reflects infrared light and transmits visible light. Further, the scan mirror 37 can swing around the rotation shaft 38. The scan mirror 37 reflects the laser light from the collimating lens 12 while reciprocally swinging by a predetermined angle about the rotation shaft 38. The condensing lens (convex lens corrected for spherical aberration such as an achromatic lens) 2 condenses the laser beam reflected by the reciprocally oscillating scan mirror 37, and the processed surface is irradiated with the laser beam by line scanning. Irradiate with a two-dimensional scan. A range in which the line scan or two-dimensional scan is performed is a laser irradiation range 24.

なお、スキャンミラーを2個以上設けて、各スキャンミラーの往復揺動により、加工面にレーザ光をラインスキャン照射ないし2次元スキャン照射する構成にしてもよい。
また、スキャンミラー37は、往復揺動しながら温度観測域25から放射ないし反射される赤外線を反射し、スキャンミラー37を介して光ファイバ11のクラッド部33へ戻す。
Note that two or more scan mirrors may be provided, and a laser beam may be irradiated to the processing surface by line scanning or two-dimensional scanning by reciprocating oscillation of each scanning mirror.
Further, the scan mirror 37 reflects infrared rays emitted or reflected from the temperature observation region 25 while reciprocally swinging, and returns the infrared rays to the clad portion 33 of the optical fiber 11 via the scan mirror 37.

本実施の形態5では、温度観測域25から放射または反射される光を受光し、レーザ光の波長の光を除く赤外線を赤外線センサ9の受光面10へ導く光学系が、スキャンミラー37と折り返しミラー36と集光レンズ35により構成される。   In the fifth embodiment, an optical system that receives light emitted or reflected from the temperature observation region 25 and guides infrared light other than light having the wavelength of the laser light to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9 is folded back with the scan mirror 37. A mirror 36 and a condenser lens 35 are included.

なお、カメラ18には、スキャンミラー37の透過光が集光レンズ8とレーザ光カットフィルタ17を介して入射される。
(実施の形態7)
図13に本実施の形態7におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図1、8〜12に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
Note that the light transmitted through the scan mirror 37 enters the camera 18 via the condenser lens 8 and the laser light cut filter 17.
(Embodiment 7)
FIG. 13 shows the configuration of the laser heating apparatus according to the seventh embodiment. However, the same members as those described based on FIGS. 1 and 8 to 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図13において、スキャンミラー39には、赤外線を透過するがレーザ光の波長の光は反射する薄膜フィルタもしくは薄膜コートが施されている。スキャンミラー39は、実施の形態6と同様に、回転軸38を軸に所定角度だけ往復揺動しながら、コリメートレンズ12からのレーザ光を反射する。   In FIG. 13, the scan mirror 39 is provided with a thin film filter or thin film coat that transmits infrared light but reflects light having a wavelength of laser light. Similarly to the sixth embodiment, the scan mirror 39 reflects the laser light from the collimating lens 12 while reciprocally swinging by a predetermined angle about the rotation shaft 38.

温度観測域25から放射されるレーザ光の波長の光を除く赤外線は、スキャンミラー39を通過し、前述の実施の形態2と同様に、集光レンズ8により、レーザ光カットフィルタ6と可視光カットフィルタ7を介して赤外線センサ9の受光面10へ導かれる。   Infrared light except the light having the wavelength of the laser light emitted from the temperature observation region 25 passes through the scan mirror 39, and the laser light cut filter 6 and visible light are collected by the condenser lens 8 as in the second embodiment. The light is guided to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9 through the cut filter 7.

本実施の形態7では、温度観測域25から放射または反射される光を受光し、レーザ光の波長の光を除く赤外線を赤外線センサ9の受光面10へ導く光学系が、スキャンミラー39とレーザ光カットフィルタ6と可視光カットフィルタ7と集光レンズ8により構成される。   In the seventh embodiment, an optical system that receives light emitted or reflected from the temperature observation region 25 and guides infrared light other than light having the wavelength of the laser light to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9 includes a scan mirror 39 and a laser. The light cut filter 6, the visible light cut filter 7, and the condenser lens 8 are included.

このように、本実施の形態7におけるレーザ加熱装置は、温度観測域25全体から放射される赤外線量を絶えず監視することができる。
(実施の形態8)
本実施の形態8におけるレーザ加熱装置は、光ファイバを用いることなく、レーザ出射部が備えるLD素子(レーザダイオード)から出射されるレーザ光そのものにより加工面を照射する点が上記した実施の形態1〜7と異なる。
As described above, the laser heating device according to the seventh embodiment can continuously monitor the amount of infrared rays emitted from the entire temperature observation region 25.
(Embodiment 8)
The laser heating apparatus according to the eighth embodiment described above is that the processing surface is irradiated with the laser light itself emitted from the LD element (laser diode) included in the laser emitting unit without using an optical fiber. Different from ~ 7.

以下、本実施の形態8におけるレーザ加熱装置について、上記各実施の形態1〜7と異なる部分を説明する。但し、上記各実施の形態1〜7と同一の部分については説明を省略する。   Hereinafter, the laser heating apparatus according to the eighth embodiment will be described with respect to the differences from the first to seventh embodiments. However, the description of the same parts as those in the first to seventh embodiments is omitted.

図14に本実施の形態8におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図14(a)はレーザ加熱装置をレーザ光のSLOW方向からみたときの側面図であり、図14(b)はレーザ加熱装置をレーザ光のSLOW方向と直交する方向からみたときの側面図である。また、図1、8〜13に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。   FIG. 14 shows the configuration of the laser heating apparatus according to the eighth embodiment. However, FIG. 14A is a side view when the laser heating device is viewed from the SLOW direction of the laser light, and FIG. 14B is a side view when the laser heating device is viewed from the direction orthogonal to the SLOW direction of the laser light. FIG. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member demonstrated based on FIG. 1, 8-13, and description is abbreviate | omitted.

図14(a)、(b)において、LD素子40は一定波長のレーザ光を出射する。ここでは、LD素子としてシングルチップのシングルエミッタを用いる。シリンドリカルレンズ41は、LD素子40から出射されるレーザ光のFAST方向の拡がりを抑える方向に配置される。シリンドリカルレンズ41は、LD素子40から出射されるレーザ光のFAST方向を平行化ないし低広がりにする。   14A and 14B, the LD element 40 emits a laser beam having a constant wavelength. Here, a single-chip single emitter is used as the LD element. The cylindrical lens 41 is disposed in a direction that suppresses the spread of the laser light emitted from the LD element 40 in the FAST direction. The cylindrical lens 41 makes the FAST direction of the laser light emitted from the LD element 40 parallel or low spread.

ハーフミラー13はシリンドリカルレンズ41からのレーザ光42を反射する。集光レンズ2は、ハーフミラー13からのレーザ光を集光する。シリンドリカルレンズ41と集光レンズにより、加工面に形成されるレーザ光の形状は長方形状等となる。   The half mirror 13 reflects the laser light 42 from the cylindrical lens 41. The condensing lens 2 condenses the laser light from the half mirror 13. Due to the cylindrical lens 41 and the condensing lens, the shape of the laser beam formed on the processed surface is rectangular or the like.

このように、本実施の形態8では、加工面におけるレーザ照射範囲を長方形状ないし楕円形状にするための光学系として、シリンドリカルレンズ41と集光レンズ2を備える。すなわち、LD素子40から出射されるレーザ光のFAST方向の広がりをシリンドリカルレンズ41により抑えた後、集光レンズ2により集光して、加工面に形成されるレーザ光の形状を長方形状等にする。   As described above, in the eighth embodiment, the cylindrical lens 41 and the condenser lens 2 are provided as an optical system for making the laser irradiation range on the processing surface rectangular or elliptical. That is, after the spread of the laser light emitted from the LD element 40 in the FAST direction is suppressed by the cylindrical lens 41, the laser light is condensed by the condenser lens 2, and the shape of the laser light formed on the processing surface is changed to a rectangular shape or the like. To do.

(実施の形態9)
本実施の形態9におけるレーザ加熱装置は、集光レンズを用いることなく、2個のLD素子(レーザダイオード)により、加工面に形成されるレーザ光の形状を長方形状等にする点が、前述の実施の形態8と異なる。
(Embodiment 9)
The laser heating apparatus according to the ninth embodiment is that the shape of the laser beam formed on the processed surface is made rectangular by using two LD elements (laser diodes) without using a condenser lens. This is different from the eighth embodiment.

以下、本実施の形態9におけるレーザ加熱装置について、上記各実施の形態1〜8と異なる部分を説明する。但し、上記各実施の形態1〜8と同一の部分については説明を省略する。   Hereinafter, the laser heating apparatus according to the ninth embodiment will be described with respect to parts different from those of the first to eighth embodiments. However, description of the same parts as those in the first to eighth embodiments will be omitted.

図15に本実施の形態9におけるレーザ加熱装置の構成を示す。但し、図15(a)はレーザ加熱装置をレーザ光のSLOW方向からみたときの側面図である。また、図15(b)はレーザ加熱装置をレーザ光のSLOW方向と直交する方向からみたときの側面図であり、ハーフミラー13とコリメートレンズ43を抜粋して示している。また、図1、8〜13に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。   FIG. 15 shows the configuration of the laser heating apparatus according to the ninth embodiment. However, FIG. 15A is a side view when the laser heating device is viewed from the SLOW direction of the laser light. FIG. 15B is a side view when the laser heating device is viewed from a direction orthogonal to the SLOW direction of the laser light, and shows the half mirror 13 and the collimating lens 43 extracted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member demonstrated based on FIG. 1, 8-13, and description is abbreviate | omitted.

図15(a)において、レーザ出射部は2個のLD素子40とヒートシンク45を備える。ヒートシンク45は例えば銅製である。2個のLD素子40はヒートシンク45に接合される。図15(a)、(b)に示すように、2個のLD素子40は、ヒートシンク45の端面からレーザ光が同じ方向に光軸平行に出射されるように、所定の間隔dにて同一平面上に配置される。   In FIG. 15 (a), the laser emitting unit includes two LD elements 40 and a heat sink 45. The heat sink 45 is made of, for example, copper. The two LD elements 40 are bonded to the heat sink 45. As shown in FIGS. 15A and 15B, the two LD elements 40 are the same at a predetermined interval d so that the laser light is emitted from the end face of the heat sink 45 in the same direction and parallel to the optical axis. Arranged on a plane.

コリメートレンズ43は、LD素子40から出射されるレーザ光のFAST方向の拡がりを抑える方向に配置される。コリメートレンズ43は、LD素子40から出射されるレーザ光のFAST方向を平行化ないし低広がりにする。ハーフミラー13はコリメートレンズ43からのレーザ光44を反射する。   The collimating lens 43 is arranged in a direction that suppresses the spread of the laser light emitted from the LD element 40 in the FAST direction. The collimating lens 43 makes the FAST direction of the laser light emitted from the LD element 40 parallel or low. The half mirror 13 reflects the laser light 44 from the collimating lens 43.

このように2個のLD素子を所定間隔dにて同一平面上に配置し、レーザ光が同じ方向に光軸平行に出射されるように構成した場合、LD素子40(コリメートレンズ43の出射端)から加工面46までの距離を調整することで、加工面46におけるSLOW方向のレーザパワー密度分布を台形状にすることができる。あるいは、加工面46におけるSLOW方向の温度分布を台形状にすることができる。これは、以下の理由による。   In this way, when two LD elements are arranged on the same plane at a predetermined interval d and the laser light is emitted in the same direction and parallel to the optical axis, the LD element 40 (the emission end of the collimating lens 43). ) To the processing surface 46, the laser power density distribution in the SLOW direction on the processing surface 46 can be trapezoidal. Alternatively, the temperature distribution in the SLOW direction on the processed surface 46 can be trapezoidal. This is due to the following reason.

図16において、加工面46がA、B、Cの各位置にある場合のコリメートレンズ43の出射端から加工面46までの距離をWDA、WDB、WDCとする。また、加工面46がA、B、Cの各位置にある場合の加工面46におけるSLOW方向の半値のレーザパワー密度をそれぞれPA、PB、PCとする。また、加工面46がA、B、Cの各位置にある場合の加工面46におけるSLOW方向の温度分布をそれぞれTA、TB、TCとする。   In FIG. 16, the distances from the exit end of the collimating lens 43 to the processed surface 46 when the processed surface 46 is at each of positions A, B, and C are WDA, WDB, and WDC. In addition, the half-value laser power densities in the SLOW direction on the processed surface 46 when the processed surface 46 is at positions A, B, and C are PA, PB, and PC, respectively. Further, the temperature distributions in the SLOW direction on the processed surface 46 when the processed surface 46 is at positions A, B, and C are TA, TB, and TC, respectively.

図16(a)に示すように、ヒートシンク45の端面からは、同じ光軸方向に2本のレーザ光がSLOW方向(X方向とする)に所定の広がり角で出射される。レーザ光のFAST方向(図16紙面と垂直方向)は、コリメートレンズ43により平行化ないし低広がりにされる。   As shown in FIG. 16A, two laser beams are emitted from the end face of the heat sink 45 in the same optical axis direction at a predetermined spread angle in the SLOW direction (X direction). The FAST direction of the laser light (perpendicular to the paper surface in FIG. 16) is made parallel or low spread by the collimating lens 43.

ここで加工面46が位置Aから位置Bへ遠ざかると、図16(b)に示すように、レーザパワー密度分布が、位置Aでは2つの台形パワー分布であったものが、位置Bでは一部干渉する。その結果、位置Bでは、中心部のパワーが低いが、温度密度分布が均質になる。   Here, when the processing surface 46 moves away from the position A to the position B, the laser power density distribution is two trapezoidal power distributions at the position A as shown in FIG. have a finger in the pie. As a result, at position B, the power at the center is low, but the temperature density distribution is uniform.

この台形状(TOP HAT状)の温度密度分布は、FPICやFPC、ライン状樹脂接合に極めて有効であり、温度密度分布が均質なため、中心部のこげやダメージ発生を減らし、熱接合品質を向上させることができる。   This trapezoidal (TOP HAT-shaped) temperature density distribution is extremely effective for FPIC, FPC, and line-shaped resin bonding, and since the temperature density distribution is homogeneous, it reduces the occurrence of burns and damage in the center, and improves the thermal bonding quality. Can be improved.

さらに加工面46が位置Cになると、図16(c)に示すようにレーザパワー密度分布が台形状(TOP HAT状)になる。レーザパワー密度分布が台形状になると、加熱時の温度勾配が中心部において高くなる。しかし、レーザ光の照射時間が短時間の場合は温度勾配の差の影響を受けずに、均質な加熱ができる。   Further, when the processed surface 46 reaches the position C, the laser power density distribution becomes trapezoidal (TOP HAT shape) as shown in FIG. When the laser power density distribution has a trapezoidal shape, the temperature gradient during heating increases at the center. However, when the laser beam irradiation time is short, uniform heating can be performed without being affected by the difference in temperature gradient.

本実施の形態9では、2個のLD素子(レーザダイオード)から出射される2本のレーザ光のFAST方向の広がりを抑え、その広がりを抑えた2本のレーザ光によりレーザ照射範囲を長方形状等にするための光学系が、コリメートレンズにより構成される。   In the ninth embodiment, the spread of the two laser beams emitted from the two LD elements (laser diodes) in the FAST direction is suppressed, and the laser irradiation range is rectangular by the two laser beams that suppress the spread. An optical system for equalizing is configured by a collimating lens.

なお、コリメートレンズ43に代えてシリンドリカルレンズを用いてもよい。また、コリメートレンズ43を2個以上設けてもよい。また、LD素子の数は2個以上あってもよい。   A cylindrical lens may be used in place of the collimating lens 43. Two or more collimating lenses 43 may be provided. Further, the number of LD elements may be two or more.

(実施の形態10)
本実施の形態10におけるレーザ加熱装置は、レーザ出射部がコリメートレンズや、赤外線センサ、レーザ光カットフィルタ、集光レンズを備える点が前述の実施の形態9と異なる。以下、本実施の形態10におけるレーザ加熱装置のレーザ出射部について、図面を交えて説明する。
(Embodiment 10)
The laser heating apparatus according to the tenth embodiment is different from the above-described ninth embodiment in that the laser emission unit includes a collimator lens, an infrared sensor, a laser light cut filter, and a condenser lens. Hereinafter, the laser emission part of the laser heating apparatus according to the tenth embodiment will be described with reference to the drawings.

図17(a)は本実施の形態10におけるレーザ出射部の上面図を示す。また、図17(b)は本実施の形態10におけるレーザ出射部の前面図を示す。また、図17(c)は本実施の形態10におけるレーザ出射部の上蓋を外した状態での上面図を示す。また、図17(d)は本実施の形態10における加工面に形成されるレーザ光の形状を示す。また、図17(e)は本実施の形態10におけるレーザ出射部の透視側面図を示す。また、図17(f)は本実施の形態10における加工面に形成されるレーザ光の形状を示す。但し、図1、8〜16に基づいて説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。   FIG. 17A shows a top view of the laser emitting portion in the tenth embodiment. FIG. 17B is a front view of the laser emitting portion in the tenth embodiment. FIG. 17C is a top view of the laser emitting unit in Embodiment 10 with the upper lid removed. FIG. 17D shows the shape of the laser beam formed on the processed surface in the tenth embodiment. FIG. 17E shows a perspective side view of the laser emitting portion in the tenth embodiment. FIG. 17F shows the shape of the laser beam formed on the processed surface in the tenth embodiment. However, the same members as those described based on FIGS. 1 and 8 to 16 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図17に示すように、当該レーザ出射部1は、ホルダ47と、ホルダ47の上蓋48を備える。ホルダ47内部には、2個のLD素子40が接合されたヒートシンク45が設置される。ヒートシンク45は、レーザ光カットフィルタ6や、集光レンズ8、赤外線センサ9などを内蔵する。   As shown in FIG. 17, the laser emitting unit 1 includes a holder 47 and an upper lid 48 of the holder 47. Inside the holder 47, a heat sink 45 in which two LD elements 40 are joined is installed. The heat sink 45 incorporates a laser light cut filter 6, a condenser lens 8, an infrared sensor 9, and the like.

また、ホルダ47内部には、可動体50、51が設置される。図示しないが、ホルダ47内側の両側面には、上側可動体50を支持するための支持部が設けられている。
上側可動体50の下面側には、上側可動体50よりも長さと幅が小さい下側可動体51が2つのネジ49により固定される。下側可動体51は、2つのネジ49のネジ締め量で突起部52を支点にシーソ状に動く。下側可動体51には、コリメートレンズ43がLD素子40のレーザ出射端面前方に位置するように接合されている。このように、当該レーザ出射部1は、コリメートレンズ43の固定位置をLD素子40のレーザ出射端面に対し上下方向に調整可能な構成となっている。したがって、レーザ出射部1によれば、レーザ照射範囲24の位置を任意に変化させることができる。なお、突起部52は上側可動体50、下側可動体51のいずれに設けてもよい。
In addition, movable bodies 50 and 51 are installed inside the holder 47. Although not shown, support portions for supporting the upper movable body 50 are provided on both side surfaces inside the holder 47.
On the lower surface side of the upper movable body 50, a lower movable body 51 having a length and width smaller than those of the upper movable body 50 is fixed by two screws 49. The lower movable body 51 moves in a seesaw shape with the protrusion 52 as a fulcrum by the tightening amount of the two screws 49. A collimator lens 43 is bonded to the lower movable body 51 so as to be positioned in front of the laser emission end face of the LD element 40. As described above, the laser emitting unit 1 is configured such that the fixing position of the collimating lens 43 can be adjusted in the vertical direction with respect to the laser emitting end face of the LD element 40. Therefore, according to the laser emission part 1, the position of the laser irradiation range 24 can be changed arbitrarily. The protrusion 52 may be provided on either the upper movable body 50 or the lower movable body 51.

また、上側可動体50の前後方向の長さはホルダ47の前後方向の長さよりも短く、上側可動体50とホルダ47の前後の端面の間には隙間がある。上側可動体50の前後の端面には、ホルダ47内側の前後の端面から突出する3つのネジ53が当接する。よって、上側可動体50は、3つのネジ53のネジ締め量でホルダ47の前後方向に動く。したがって、コリメートレンズ43の固定位置は、3つのネジ53によりホルダ47の前後方向に調整可能である。このように、当該レーザ出射部1は、コリメートレンズ43の固定位置をLD素子40のレーザ出射端面に対し前後方向に調整可能な構成となっている。なお、ネジ53の数は3つに限定されるものではない。 The length of the upper movable body 50 in the front-rear direction is shorter than the length of the holder 47 in the front-rear direction, and there is a gap between the upper movable body 50 and the front and rear end surfaces of the holder 47. Three screws 53 protruding from the front and rear end surfaces inside the holder 47 abut on the front and rear end surfaces of the upper movable body 50. Therefore, the upper movable body 50 moves in the front-rear direction of the holder 47 by the tightening amount of the three screws 53 . Therefore, the fixing position of the collimating lens 43 can be adjusted in the front-rear direction of the holder 47 by the three screws 53 . As described above, the laser emitting unit 1 is configured such that the fixing position of the collimating lens 43 can be adjusted in the front-rear direction with respect to the laser emitting end face of the LD element 40. Note that the number of screws 53 is not limited to three.

したがって、当該レーザ出射部1によれば、加工面46に形成されるレーザ光の形状(レーザ照射範囲)のアスペクト比を任意に変化させることができる。例えば図17(f)に示すように、レーザ照射範囲24のアスペクト比を実線で示すレーザ照射範囲24から破線で示すレーザ照射範囲24へ変化させることができる。   Therefore, according to the laser emitting unit 1, the aspect ratio of the shape (laser irradiation range) of the laser beam formed on the processed surface 46 can be arbitrarily changed. For example, as shown in FIG. 17F, the aspect ratio of the laser irradiation range 24 can be changed from the laser irradiation range 24 indicated by a solid line to the laser irradiation range 24 indicated by a broken line.

さらに、当該レーザ出射部1によれば、コリメートレンズ43の出射端から加工面46までの距離を調整することができ、加工面46におけるSLOW方向のレーザパワー密度分布を台形状にすることができる。あるいは、加工面46におけるSLOW方向の温度分布を台形状にすることができる。   Furthermore, according to the laser emitting unit 1, the distance from the emitting end of the collimating lens 43 to the processing surface 46 can be adjusted, and the laser power density distribution in the SLOW direction on the processing surface 46 can be trapezoidal. . Alternatively, the temperature distribution in the SLOW direction on the processed surface 46 can be trapezoidal.

また、当該レーザ出射部1は、図17に示すように、レーザ光カットフィルタ6、集光レンズ8、赤外線センサ9を備え、温度観測域から放射される赤外線を検出可能な構成となっている。また、集光レンズ8は、赤外線センサ9の受光面10までの距離が調整可能なレンズホルダに接合されている。よって、当該レーザ出射部1によれば、温度観測域のサイズを任意に変化させることができる。例えば図17(f)に示すように、温度観測域25を実線で示す温度観測域25から破線で示す温度観測域25へ変化させることができる。   Further, as shown in FIG. 17, the laser emitting unit 1 includes a laser light cut filter 6, a condenser lens 8, and an infrared sensor 9, and is configured to detect infrared rays emitted from the temperature observation region. . The condenser lens 8 is bonded to a lens holder that can adjust the distance to the light receiving surface 10 of the infrared sensor 9. Therefore, according to the laser emitting unit 1, the size of the temperature observation area can be arbitrarily changed. For example, as shown in FIG. 17F, the temperature observation area 25 can be changed from the temperature observation area 25 indicated by a solid line to the temperature observation area 25 indicated by a broken line.

本実施の形態10では、LD素子から出射されるレーザ光のFAST方向の広がりを抑えるためのレンズとしてコリメートレンズ43を備える。また、コリメートレンズ43が接合され、LD素子のレーザ出射端面に対するコリメートレンズ43の位置を調整可能な調整機構として、ネジ49、可動体50、51、突起部52、ネジ53を備える。 In the tenth embodiment, a collimator lens 43 is provided as a lens for suppressing the spread of the laser light emitted from the LD element in the FAST direction. Further, a screw 49, a movable body 50, 51, a protrusion 52, and a screw 53 are provided as an adjusting mechanism to which the collimating lens 43 is bonded and can adjust the position of the collimating lens 43 with respect to the laser emission end face of the LD element.

なお、コリメートレンズ43に代えてシリンドリカルレンズを用いてもよい。また、コリメートレンズ43を2個以上設けてもよい。また、LD素子の数は2個以上あってもよい。   A cylindrical lens may be used in place of the collimating lens 43. Two or more collimating lenses 43 may be provided. Further, the number of LD elements may be two or more.

(実施の形態11)
nWクラスの赤外線を通常の制御回路が動作するmVクラスの信号レベルにまで増幅しようとすると、赤外線センサの出力信号レベルを増幅するためのプリアンプとしてハイゲインアンプが必要となる。しかし、ハイゲインアンプとしてどんなに高級なオペアンプを用いたり温度補償機能を備えたオペアンプを用いても、そのアンプ出力は大きくドリフト変化する。
(Embodiment 11)
If an attempt is made to amplify nW class infrared light to an mV class signal level at which a normal control circuit operates, a high gain amplifier is required as a preamplifier for amplifying the output signal level of the infrared sensor. However, no matter how a high-grade operational amplifier is used as a high gain amplifier or an operational amplifier having a temperature compensation function, the output of the amplifier greatly changes in drift.

上記各実施の形態1〜10では、赤外線センサの出力信号レベルやプリアンプの出力信号レベルと実測温度とのキャリブレーション値(較正値)の関係式を予め求めておくことで、温度を測定している。しかし、マスタの温度測定時と実際のレーザ加熱・加工処理時とで環境が変化することにより、前記関係式のみでは正確な温度測定を行えないおそれがある。   In each of the above embodiments 1 to 10, the temperature is measured by obtaining in advance a relational expression of a calibration value (calibration value) between the output signal level of the infrared sensor or the output signal level of the preamplifier and the actually measured temperature. Yes. However, since the environment changes between the master temperature measurement and the actual laser heating / processing, there is a possibility that accurate temperature measurement cannot be performed only with the relational expression.

また、レーザ光自身が赤外線であり、半田付け等の加工用のレーザ光のパワーはWクラスと強いので、レーザ光カットフィルタを設けていても、nWクラスの微弱な赤外線の検出が可能な赤外線センサにはレーザ光が外乱光として影響する。   Further, since the laser beam itself is infrared and the power of the laser beam for processing such as soldering is as strong as the W class, even if a laser beam cut filter is provided, an infrared ray capable of detecting a weak nW class infrared ray. Laser light affects the sensor as disturbance light.

そこで、本実施の形態11では、レーザ照射直後からの赤外線センサの出力信号レベルの変化量を監視し、その変化量が予め設定された変化量よりも大きいか否かを判定することで、赤外線センサの出力信号レベル(被加熱対象物の温度に相当する)が、設定温度Tsに達したか否かを判定する。そして、赤外線センサの出力信号レベルの変化量が設定変化量に達すると、レーザ光の出射を停止させるか、あるいは所定のレーザパワーでレーザ光を断続的に出射させる。   Therefore, in the eleventh embodiment, the amount of change in the output signal level of the infrared sensor immediately after laser irradiation is monitored, and it is determined whether or not the amount of change is larger than a preset amount of change. It is determined whether the output signal level of the sensor (corresponding to the temperature of the object to be heated) has reached the set temperature Ts. When the amount of change in the output signal level of the infrared sensor reaches the set amount of change, the emission of the laser beam is stopped or the laser beam is emitted intermittently with a predetermined laser power.

本実施の形態11におけるレーザ加熱装置の構成は、上記の実施の形態4ないし10と同じ構成である。ここでは、実施の形態4におけるレーザ加熱装置の構成を例に説明を行う(図10参照。)。   The configuration of the laser heating apparatus in the eleventh embodiment is the same as that in the fourth to tenth embodiments. Here, the configuration of the laser heating apparatus in Embodiment 4 will be described as an example (see FIG. 10).

図18(a)にレーザ光のレーザパワーPと経過時間tのグラフを示す。また、図18(b)にプリアンプ14の出力信号レベルと経過時間tのグラフを示す。また、図18(c)にレーザ照射開始時間tsからΔt経過後の時間t0におけるプリアンプ14の出力信号レベルを基準としたプリアンプ14の出力信号レベルの差分レベルと経過時間tのグラフを示す。   FIG. 18A shows a graph of laser power P of laser light and elapsed time t. FIG. 18B shows a graph of the output signal level of the preamplifier 14 and the elapsed time t. FIG. 18C shows a graph of the difference between the output signal level of the preamplifier 14 and the elapsed time t based on the output signal level of the preamplifier 14 at time t0 after the lapse of Δt from the laser irradiation start time ts.

図18(b)において、実線は、温度ドラフトとレーザ光のリーク検出分を含む実際のプリアンプ14の出力信号レベルを示す。また、点線は、温度ドラフトとレーザ光のリーク検出分を含まない理想的なプリアンプ14の出力信号レベルを示す。また、図18(a)、(b)において、t1は実際のプリアンプ14の出力信号レベルがレベルPDs(設定温度Tsに相当する)に達する時間を示す。また、t2は理想的なプリアンプ14の出力信号レベルがレベルPDsに達する時間を示す。   In FIG. 18B, the solid line indicates the actual output signal level of the preamplifier 14 including the temperature draft and the amount of laser beam leakage detected. A dotted line indicates an ideal output signal level of the preamplifier 14 that does not include the temperature draft and the leak detection of the laser beam. In FIGS. 18A and 18B, t1 indicates the time for the actual output signal level of the preamplifier 14 to reach the level PDs (corresponding to the set temperature Ts). Further, t2 indicates the time for the ideal output signal level of the preamplifier 14 to reach the level PDs.

図18(a)、(b)に示すように、レーザパワーPsのレーザ光を時間tsから照射したとき、そのレーザ照射開始時間tsのプリアンプ14の出力信号レベルには、温度ドリフト分ΔPDやレーザ光のリーク検出分ΔPDLが含まれ、理想的なプリアンプ14の出力信号レベルよりも大きくなる。そのため、プリアンプ14の出力信号レベルがレベルPDsに達した時点(時間t1)でレーザ光の発振を停止しようとしても、その時間t1は理想的なプリアンプ14の出力信号レベルがレベルPDsに達する時間t2からずれている。   As shown in FIGS. 18A and 18B, when the laser beam having the laser power Ps is irradiated from the time ts, the output signal level of the preamplifier 14 at the laser irradiation start time ts includes the temperature drift ΔPD and the laser. The amount of detected light leak ΔPDL is included and becomes larger than the ideal output signal level of the preamplifier 14. For this reason, even if an attempt is made to stop the oscillation of the laser beam when the output signal level of the preamplifier 14 reaches the level PDs (time t1), the time t1 is the time t2 when the output signal level of the ideal preamplifier 14 reaches the level PDs. It is off.

そこで、本実施の形態11におけるレーザ加熱装置では、制御部30が、図18(c)に示すように、レーザ照射開始時間tsからΔt経過後の時間t0におけるプリアンプ14の出力信号レベルを基準としたプリアンプ14の出力信号レベルの差分レベルΔPDが設定変化量ΔPDsに達するとレーザ光を停止させる。なお、制御部30は、ボリューム29により発生する信号レベルを基に設定変化量ΔPDsを設定する。   Therefore, in the laser heating apparatus according to the eleventh embodiment, as shown in FIG. 18C, the control unit 30 uses the output signal level of the preamplifier 14 at time t0 after the lapse of Δt from the laser irradiation start time ts as a reference. When the difference level ΔPD of the output signal level of the preamplifier 14 reaches the set change amount ΔPDs, the laser beam is stopped. The control unit 30 sets the set change amount ΔPDs based on the signal level generated by the volume 29.

差分レベルΔPDは、温度ドリフトやレーザ光のリーク検出、さらにはレーザパワーPsのレベルが異なることなどには影響されず、差分レベルΔPDが0レベルから設定変化量ΔPDsに達するまでの期間(時間t3)はある定まった時間となるので、レーザ照射を安定して停止させることができる。   The difference level ΔPD is not affected by temperature drift, laser light leak detection, or the difference in the level of the laser power Ps, and the period until the difference level ΔPD reaches the set change amount ΔPDs from the 0 level (time t3). ) Is a fixed time, and laser irradiation can be stably stopped.

なお、レーザ照射を停止させるだけでなく、図19に示すように、レーザパワーPs以下の所定のレーザパワーにて設定変化量ΔPDsを基準に、レーザ発振を断続的に行うようにしてもよい(チョッピング動作)。   In addition to stopping the laser irradiation, as shown in FIG. 19, laser oscillation may be intermittently performed with a predetermined laser power equal to or lower than the laser power Ps with reference to the set change amount ΔPDs (see FIG. 19). Chopping operation).

このように、本実施の形態11におけるレーザ加熱装置は、レーザ光のリーク検出や、赤外線センサないしプリアンプの温度ドリフトをキャンセルして、安定に再現性良く動作することができる。   As described above, the laser heating apparatus according to the eleventh embodiment can stably operate with good reproducibility by canceling the leak detection of laser light and the temperature drift of the infrared sensor or the preamplifier.

また、PINフォトダイオードはダイナミックレンジが大きく取れるため、レーザ光による大きな外乱光があってもプリアンプの出力信号レベルの変化量を監視することで、温度ドリフト等の誤差を含まない赤外線検出信号(プリアンプの出力信号)を得ることができる。よって、当該レーザ加熱装置は、被加熱対象物の温度を安定に制御することができる。   Also, since the PIN photodiode has a large dynamic range, an infrared detection signal (preamplifier) that does not include errors such as temperature drift is monitored by monitoring the amount of change in the output signal level of the preamplifier even when there is a large disturbance light due to the laser beam. Output signal). Therefore, the laser heating device can stably control the temperature of the object to be heated.

本発明に係るレーザ加熱装置は、加工点にある半田や樹脂などの溶融時の温度変化やコゲが発生する兆候となる異常発熱を検出して、周辺部がコゲない半田付けや樹脂がコゲない樹脂接合などが可能となり、例えば半導体レーザから出射されるレーザ光により、半田付けや、樹脂接合、樹脂マーキング、溶接などのレーザ加熱・加工処理を行うのに有用である。 Laser heating equipment according to the present invention, temperature changes and scorching during melting, such that by detecting the signs become abnormal heat generated solder or resin in a machining point, the peripheral portion is not burnt soldering or resin scorching For example, it is useful for performing laser heating and processing such as soldering, resin bonding, resin marking, and welding with a laser beam emitted from a semiconductor laser.

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である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるInGaAsPINフォトダイオードの分光感度特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral sensitivity characteristic of the InGaAs PIN photodiode in Embodiment 1 of this invention. 光学部品材料の赤外線吸収特性を示す図である。It is a figure which shows the infrared absorption characteristic of optical component material. 黒体から放射する赤外線の分光放射輝度特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral radiance characteristic of the infrared rays radiated | emitted from a black body. 本発明の実施の形態1におけるInGaAsPINフォトダイオードが検出する実用放射輝度を示す図(加工点の温度が227°Cの場合)である。It is a figure which shows the practical radiance which the InGaAs PIN photodiode in Embodiment 1 of this invention detects (when the temperature of a process point is 227 degreeC). 本発明の実施の形態1におけるInGaAsPINフォトダイオードが検出する実用放射輝度を示す図(加工点の温度が127°Cの場合)である。It is a figure which shows the practical radiance which the InGaAs PIN photodiode in Embodiment 1 of this invention detects (when the temperature of a process point is 127 degreeC). 本発明の実施の形態1におけるInGaAsPINフォトダイオードが検出する実用放射輝度を示す図(加工点の温度が327°Cの場合)である。It is a figure which shows the practical radiance which the InGaAs PIN photodiode in Embodiment 1 of this invention detects (when the temperature of a process point is 327 degreeC). 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 2 of this invention. 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 3 of this invention. 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 4 of this invention. 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 5 of this invention. 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 6 of this invention. 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 7 of this invention. 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 8 of this invention. 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示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser heating apparatus in Embodiment 9 of this invention. 本発明の実施の形態9におけるレーザ加熱装置が加工面に形成するレーザ光の形状(レーザ照射範囲)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape (laser irradiation range) of the laser beam which the laser heating apparatus in Embodiment 9 of this invention forms in a process surface. 本発明の実施の形態10におけるレーザ加熱装置が備えるレーザ出射部の一具体例を示す構成図である。It is a block diagram which shows a specific example of the laser emission part with which the laser heating apparatus in Embodiment 10 of this invention is provided. 本発明の実施の形態11におけるレーザ加熱装置のレーザパワー制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the laser power control of the laser heating apparatus in Embodiment 11 of this invention. 本発明の実施の形態11におけるレーザ加熱装置のレーザパワー制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the laser power control of the laser heating apparatus in Embodiment 11 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ出射部
2 集光レンズ
3 半田
4 プリント基板
5 ランド
6 レーザ光カットフィルタ
7 可視光カットフィルタ
8 集光レンズ
9 赤外線セン
10 受光面
11 光ファイバ
12 コリメートレンズ
13 ハーフミラー
14 プリアンプ
15 メータ
16 ホットミラー
17 レーザ光カットフィルタ
18 カメラ
19 アパーチャ
20 光路軸
21 加工点検出視野
22 シリンドリカルレンズ
23 FPIC
24 レーザ照射範囲
25 温度観測域
26 折り返しミラー
27 レーザ制御装置
28 温度レベル変換回路
29 ボリューム
30 制御部
31 コア部
32 クラッド部
33 折り返しミラー
34 LD素子
35 集光レンズ
36 折り返しミラー
37 スキャンミラー
38 回転軸
39 スキャンミラー
40 LD素子
41 シリンドリカルレンズ
42 レーザ光
43 コリメートレンズ
44 レーザ光
45 ヒートシンク
46 加工面
47 ホルダ
48 上蓋
49 ネジ
50 上側可動体
51 下側可動体
52 突起部
1 laser emitting unit 2 condenser lens 3 solder 4 printed circuit board 5 lands 6 the laser beam cut filter 7 visible light cut filter 8 converging lens 9 IR sensor 10 receiving surface 11 optical fiber 12 collimating lens 13 half mirror 14 preamplifier 15 meter 16 Hot mirror 17 Laser light cut filter 18 Camera 19 Aperture 20 Optical path axis 21 Processing point detection field of view 22 Cylindrical lens 23 FPIC
24 Laser irradiation range 25 Temperature observation area 26 Folding mirror 27 Laser control device 28 Temperature level conversion circuit 29 Volume 30 Control unit 31 Core part 32 Clad part 33 Folding mirror 34 LD element 35 Condensing lens 36 Folding mirror 37 Scan mirror 38 Rotating shaft 39 Scan Mirror 40 LD Element 41 Cylindrical Lens 42 Laser Light 43 Collimating Lens 44 Laser Light 45 Heat Sink 46 Processing Surface 47 Holder 48 Upper Cover 49 Screw 50 Upper Movable Body 51 Lower Movable Body 52 Projection

Claims (1)

被加熱対象物に照射するレーザ光を出射するレーザ出射部と、
受光面で受光した赤外線の分光放射輝度の積算値に基づいた信号を生成する赤外線センサと、
可視光を撮像する撮像装置と、
前記レーザ光を受光して、その受光した前記レーザ光を前記被加熱対象物へ向けて出射するとともに、前記被加熱対象物やその周辺部から放射または反射される光を受光するミラーを含み、前記被加熱対象物やその周辺部から放射または反射され、前記ミラーで受光された光のうち、前記レーザ光の波長の光を除く赤外線を前記赤外線センサの受光面へ導き、可視光を前記撮像装置へ導く光学系と、
前記赤外線センサにより生成された信号のレベルと前記被加熱対象物の実測温度とのキャリブレーション値の関係式を予め格納する格納部と、
前記赤外線センサにより生成された信号と前記関係式を基に前記被加熱対象物の温度を算出する温度測定部と、
を備え
前記レーザ出射部は、
前記レーザ光を出射する2個以上のレーザダイオードと、
前記各レーザダイオードから出射される前記各レーザ光のFAST方向の広がりを抑えるためのレンズと、
前記レンズが接合され、前記各レーザダイオードのレーザ出射端面に対する前記レンズの位置を、加工面において前記各レーザ光のSLOW方向のレーザパワー密度分布の一部が干渉するように調整可能な調整機構と、
を備え、前記レンズからの前記各レーザ光により加工面におけるレーザ照射範囲を長方形状ないし楕円形状にする
ことを特徴とするレーザ加熱装置。
A laser emitting section for emitting laser light to be irradiated on the object to be heated;
An infrared sensor that generates a signal based on the integrated value of the infrared spectral radiance received by the light-receiving surface;
An imaging device for imaging visible light;
Including a mirror that receives the laser light, emits the received laser light toward the object to be heated, and receives light emitted or reflected from the object to be heated and its peripheral part; Of the light emitted or reflected from the object to be heated and its peripheral part and received by the mirror, the infrared light except the light having the wavelength of the laser light is guided to the light receiving surface of the infrared sensor, and the visible light is imaged. An optical system leading to the device;
A storage unit for storing in advance a relational expression of a calibration value between the level of the signal generated by the infrared sensor and the actual temperature of the object to be heated;
A temperature measuring unit that calculates the temperature of the object to be heated based on the signal generated by the infrared sensor and the relational expression;
Equipped with a,
The laser emitting part is
Two or more laser diodes emitting the laser beam;
A lens for suppressing the spread of each laser beam emitted from each laser diode in the FAST direction;
An adjustment mechanism capable of adjusting the position of the lens with respect to the laser emission end face of each laser diode so that a part of the laser power density distribution in the SLOW direction of each laser beam interferes on the processing surface; ,
The laser heating device is characterized in that the laser irradiation range on the processing surface is made rectangular or elliptical by each laser beam from the lens .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103862136A (en) * 2014-03-14 2014-06-18 吉林大学 Monitoring device and monitoring method of fusion-welding process
KR20190071425A (en) 2017-12-14 2019-06-24 조국환 Welding temperature control system reflecting emissivity of base material of laser welding machine and control method thereof

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2913210B1 (en) * 2007-03-02 2009-05-29 Sidel Participations IMPROVEMENTS IN THE HEATING OF PLASTIC MATERIALS BY INFRARED RADIATION
DE102010016628A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-29 Reis Group Holding Gmbh & Co. Kg Method and arrangement for the cohesive joining of materials
EP2527156A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-28 RLS Merilna Tehnika D.O.O. Apparatus and method for writing a pattern in a substrate
JP5977583B2 (en) * 2012-05-29 2016-08-24 株式会社日本マイクロニクス Bonding pad, probe assembly, and bonding pad manufacturing method
WO2014023828A2 (en) * 2012-08-09 2014-02-13 Rofin-Lasag Ag Assembly for processing workpieces by means of a laser beam
JP2014155932A (en) * 2013-02-14 2014-08-28 Toyota Motor Corp Laser irradiation device and laser irradiation method
CN103838273B (en) * 2014-03-26 2016-04-06 徐云鹏 A kind of temperature control system for fluid analysis
CN103895227A (en) * 2014-03-26 2014-07-02 西安交通大学 Front heating and monitoring device of laser beam for 3D printing
TW201636144A (en) * 2015-04-13 2016-10-16 翊鼎光電股份有限公司 Laser soldering device
CN105458730B (en) * 2015-12-28 2018-01-23 哈尔滨理工大学 A kind of fixed device for laser and the method that temperature self-adaptation is realized using the device
CN107552951A (en) * 2017-09-01 2018-01-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 Laser heating device
CN108311767B (en) * 2017-12-18 2020-08-14 武汉凌云光电科技有限责任公司 Laser welding safety control method and system based on infrared temperature measurement variable emissivity
TWI778205B (en) 2018-03-13 2022-09-21 日商住友重機械工業股份有限公司 Laser power control device, laser processing device, and laser power control method
JP7075675B2 (en) * 2020-04-10 2022-05-26 株式会社ジャパンユニックス Laser reflow soldering method and equipment
DE102020116394B4 (en) 2020-06-22 2022-03-24 Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh Method for monitoring a laser soldering process and laser soldering system
JP2022017863A (en) * 2020-07-14 2022-01-26 株式会社東京精密 Laser processing device, wafer processing system, and control method of laser processing device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61217728A (en) * 1985-03-04 1986-09-27 クアンタム・ロジツク・コ−ポレ−シヨン Pyrometer
JPH01273685A (en) * 1988-04-26 1989-11-01 Nec Corp Laser beam welding device
JPH0839273A (en) * 1994-07-30 1996-02-13 Nippei Toyama Corp Laser beam machining method
JP2003103382A (en) * 2001-09-28 2003-04-08 Babcock Hitachi Kk Setting method for laser beam irradiation position
WO2003064140A2 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Boston Scientific Limited Apparatus and method for closed-loop control of laser welder for welding polymeric catheter components
JP2003245789A (en) * 2002-02-26 2003-09-02 Hamamatsu Photonics Kk Laser machining head
JP2004090030A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for welding motor shaft
JP2004322106A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining method, and laser beam machining apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128134A (en) * 1997-08-27 2000-10-03 Digital Optics Corporation Integrated beam shaper and use thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61217728A (en) * 1985-03-04 1986-09-27 クアンタム・ロジツク・コ−ポレ−シヨン Pyrometer
JPH01273685A (en) * 1988-04-26 1989-11-01 Nec Corp Laser beam welding device
JPH0839273A (en) * 1994-07-30 1996-02-13 Nippei Toyama Corp Laser beam machining method
JP2003103382A (en) * 2001-09-28 2003-04-08 Babcock Hitachi Kk Setting method for laser beam irradiation position
WO2003064140A2 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Boston Scientific Limited Apparatus and method for closed-loop control of laser welder for welding polymeric catheter components
JP2003245789A (en) * 2002-02-26 2003-09-02 Hamamatsu Photonics Kk Laser machining head
JP2004090030A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for welding motor shaft
JP2004322106A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining method, and laser beam machining apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103862136A (en) * 2014-03-14 2014-06-18 吉林大学 Monitoring device and monitoring method of fusion-welding process
CN103862136B (en) * 2014-03-14 2015-08-12 吉林大学 The monitoring device of fusion process and monitoring method
KR20190071425A (en) 2017-12-14 2019-06-24 조국환 Welding temperature control system reflecting emissivity of base material of laser welding machine and control method thereof

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