JPH08281460A - 光加工機 - Google Patents
光加工機Info
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- JPH08281460A JPH08281460A JP7085282A JP8528295A JPH08281460A JP H08281460 A JPH08281460 A JP H08281460A JP 7085282 A JP7085282 A JP 7085282A JP 8528295 A JP8528295 A JP 8528295A JP H08281460 A JPH08281460 A JP H08281460A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気部品などの精密加工用の光加工機におい
て、熱容量あるいは光反射率が大きく異なる２つの被加
工部材の接合・窄孔・切断に使用しても、溶融不足や焼
損を生じることのない、加工安定性がよく外観も優れ
た、高品質加工ができる光加工機を提供することを目的
とする。 【構成】 出射ユニット３の内部に配置され、異なった
光透過率を持つ２つの部分、すなわちレーザ透過率の低
い無色ガラスからなる低透過率部分４ａと、１００％透
過レンズからなる１００％透過部分４ｂとからなり、レ
ーザ光５を局部的に減衰させる局部減衰フィルター４を
備えて、レーザ光５をこの局部減衰フィルター４に通す
ことにより、エネルギー密度分布の異なる２つのビーム
ゾーンを持つ複合エネルギーレーザ光とすることによ
り、加工安定性がよく外観も優れた、高品質加工ができ
る光加工機を得られる。
て、熱容量あるいは光反射率が大きく異なる２つの被加
工部材の接合・窄孔・切断に使用しても、溶融不足や焼
損を生じることのない、加工安定性がよく外観も優れ
た、高品質加工ができる光加工機を提供することを目的
とする。 【構成】 出射ユニット３の内部に配置され、異なった
光透過率を持つ２つの部分、すなわちレーザ透過率の低
い無色ガラスからなる低透過率部分４ａと、１００％透
過レンズからなる１００％透過部分４ｂとからなり、レ
ーザ光５を局部的に減衰させる局部減衰フィルター４を
備えて、レーザ光５をこの局部減衰フィルター４に通す
ことにより、エネルギー密度分布の異なる２つのビーム
ゾーンを持つ複合エネルギーレーザ光とすることによ
り、加工安定性がよく外観も優れた、高品質加工ができ
る光加工機を得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気部品等の精密加工
用の光加工機に関する。
用の光加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光エネルギーを利用した光加工機
の進歩が著しく、特に、レーザ発振器の進歩にともなっ
て、電気部品等の精密金属部材の精密接合や精密窄孔・
切断加工に光加工機が多用されている。
の進歩が著しく、特に、レーザ発振器の進歩にともなっ
て、電気部品等の精密金属部材の精密接合や精密窄孔・
切断加工に光加工機が多用されている。
【０００３】以下に従来の光加工機について説明する。
図５は従来の光加工機の、熱容量が大きく異なる２つの
金属部材の接合への使用例を示すものである。図５にお
いて、１１はレーザ発振器、１２はレーザ伝達ファイバ
ー、１３は出射ユニット、１６，１７は被加工部材で、
ここでは熱容量が約１：２の２つの部材、第１接合端子
１６と第２接合端子１７を糸ハンダ１８を用いてハンダ
付け加工する例を示した。１５は出射ユニット１３から
出射され被加工部材１６，１７に照射されるレーザ光で
ある。
図５は従来の光加工機の、熱容量が大きく異なる２つの
金属部材の接合への使用例を示すものである。図５にお
いて、１１はレーザ発振器、１２はレーザ伝達ファイバ
ー、１３は出射ユニット、１６，１７は被加工部材で、
ここでは熱容量が約１：２の２つの部材、第１接合端子
１６と第２接合端子１７を糸ハンダ１８を用いてハンダ
付け加工する例を示した。１５は出射ユニット１３から
出射され被加工部材１６，１７に照射されるレーザ光で
ある。
【０００４】以上のように構成された光加工機につい
て、その動作を説明する。まず、レーザ発振器１１で発
振したレーザ光がレーザ伝達ファイバー１２で出射ユニ
ット１３へ導かれ、出射ユニット１３で集光して出射さ
れる。出射されたレーザ光１５は、被加工部材に照射さ
れこれにより第１接合端子１６と第２接合端子１７がと
もに加熱され、同時に加熱溶融された糸ハンダ１８によ
り接合加工が行われる。
て、その動作を説明する。まず、レーザ発振器１１で発
振したレーザ光がレーザ伝達ファイバー１２で出射ユニ
ット１３へ導かれ、出射ユニット１３で集光して出射さ
れる。出射されたレーザ光１５は、被加工部材に照射さ
れこれにより第１接合端子１６と第２接合端子１７がと
もに加熱され、同時に加熱溶融された糸ハンダ１８によ
り接合加工が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、第１接合端子１６と第２接合端子１７
の熱容量が大きく異なる場合には、熱容量が小さい第１
接合端子１６の熱容量に適したレーザエネルギーで接合
を行うと、熱容量が大きい第２接合端子１７は溶融不足
となり良好な接合ができない。逆に、第２接合端子１７
の熱容量に適したレーザエネルギーで接合を行うと第１
接合端子１６は焼損し外観を損なうなど、加工安定性や
品質が低下するという問題点を有していた。また、特に
光加工の特徴として、加工部材の光反射率の違いによっ
ても、同様な溶融不足や焼損を生じやすいという問題点
を有していた。
従来の構成では、第１接合端子１６と第２接合端子１７
の熱容量が大きく異なる場合には、熱容量が小さい第１
接合端子１６の熱容量に適したレーザエネルギーで接合
を行うと、熱容量が大きい第２接合端子１７は溶融不足
となり良好な接合ができない。逆に、第２接合端子１７
の熱容量に適したレーザエネルギーで接合を行うと第１
接合端子１６は焼損し外観を損なうなど、加工安定性や
品質が低下するという問題点を有していた。また、特に
光加工の特徴として、加工部材の光反射率の違いによっ
ても、同様な溶融不足や焼損を生じやすいという問題点
を有していた。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、熱容量あるいは光反射率が大きく異なる２つの被加
工部材の接合・窄孔・切断に使用しても、溶融不足や焼
損を生じることのない、加工安定性がよく外観も優れ
た、高品質加工ができる光加工機を提供することを目的
とする。
で、熱容量あるいは光反射率が大きく異なる２つの被加
工部材の接合・窄孔・切断に使用しても、溶融不足や焼
損を生じることのない、加工安定性がよく外観も優れ
た、高品質加工ができる光加工機を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光加工機は、複数の被加工部材を接合すると
きに各被加工部材毎に異なった照射エネルギーの光を照
射する複合エネルギー光照射手段を備えた構成を有して
いる。
に本発明の光加工機は、複数の被加工部材を接合すると
きに各被加工部材毎に異なった照射エネルギーの光を照
射する複合エネルギー光照射手段を備えた構成を有して
いる。
【０００８】
【作用】この構成において、複合エネルギー光照射手段
はエネルギー分布の異なるビームゾーンを持つ光ビーム
を発生して、複数の被加工部材を接合するときに、各被
加工部材毎に異なる照射エネルギーの光を照射する。こ
れによって、各被加工部材毎の熱容量および照射光反射
率に応じて最も適当なエネルギーバランスの光を照射す
ることができる。
はエネルギー分布の異なるビームゾーンを持つ光ビーム
を発生して、複数の被加工部材を接合するときに、各被
加工部材毎に異なる照射エネルギーの光を照射する。こ
れによって、各被加工部材毎の熱容量および照射光反射
率に応じて最も適当なエネルギーバランスの光を照射す
ることができる。
【０００９】
（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１０】図１において、１はレーザ発振器、３はレ
ーザ光５を被加工部材に集光させる出射ユニット、２は
レーザ発振器が発振したレーザ光５を出射ユニット３に
伝達するレーザ伝達ファイバー、４は出射ユニット内に
配置され、レーザ光を局部的に減衰させる局部減衰フィ
ルターであり、異なった光透過率を持つ２つの部分、す
なわちレーザ透過率が５０％の無色ガラスからなる低透
過率部分４ａと、１００％透過レンズからなる１００％
透過部分４ｂとからなっている。１０は出射ユニット３
および局部減衰フィルター４を冷却する冷却装置であ
る。１６は被加工部材である第１接合端子、１７は同じ
く第２接合端子で、この２つの被加工部材は光反射率が
等しく、第１接合端子１６と第２接合端子１７の熱容量
比は約１：２である。本実施例では、この２つの被加工
部材を糸ハンダ１８を用いてハンダ付け加工したが、ハ
ンダ付け加工を可能にするエネルギーは、第１接合端子
１６が１０Ｗ、第２接合端子１７が２０Ｗであった。な
お、本発明に直接関係しないその他の構成要素について
は図示と説明を省略した。
ーザ光５を被加工部材に集光させる出射ユニット、２は
レーザ発振器が発振したレーザ光５を出射ユニット３に
伝達するレーザ伝達ファイバー、４は出射ユニット内に
配置され、レーザ光を局部的に減衰させる局部減衰フィ
ルターであり、異なった光透過率を持つ２つの部分、す
なわちレーザ透過率が５０％の無色ガラスからなる低透
過率部分４ａと、１００％透過レンズからなる１００％
透過部分４ｂとからなっている。１０は出射ユニット３
および局部減衰フィルター４を冷却する冷却装置であ
る。１６は被加工部材である第１接合端子、１７は同じ
く第２接合端子で、この２つの被加工部材は光反射率が
等しく、第１接合端子１６と第２接合端子１７の熱容量
比は約１：２である。本実施例では、この２つの被加工
部材を糸ハンダ１８を用いてハンダ付け加工したが、ハ
ンダ付け加工を可能にするエネルギーは、第１接合端子
１６が１０Ｗ、第２接合端子１７が２０Ｗであった。な
お、本発明に直接関係しないその他の構成要素について
は図示と説明を省略した。
【００１１】以上のように構成された光加工機につい
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振したレーザ光５が、ビーム伝達ファイバー２によっ
て出射ユニット３に導かれ、局部減衰フィルター４を通
過して出射される。局部減衰フィルター４は５０％と１
００％の２つの光透過率を持つ同面積の２つの部分４
ａ，４ｂからなるので、レーザ光５は局部減衰フィルタ
ー４を通過するときビームの半分のゾーンのエネルギー
密度が半減する。これにより出射ユニット３から出射さ
れるレーザ光は局部的に１：２の比のエネルギー密度分
布ゾーンをもつレーザ光となり、この２つのゾーンがそ
れぞれ被加工部材である第１接合端子１６と第２接合端
子１７に照射される。
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振したレーザ光５が、ビーム伝達ファイバー２によっ
て出射ユニット３に導かれ、局部減衰フィルター４を通
過して出射される。局部減衰フィルター４は５０％と１
００％の２つの光透過率を持つ同面積の２つの部分４
ａ，４ｂからなるので、レーザ光５は局部減衰フィルタ
ー４を通過するときビームの半分のゾーンのエネルギー
密度が半減する。これにより出射ユニット３から出射さ
れるレーザ光は局部的に１：２の比のエネルギー密度分
布ゾーンをもつレーザ光となり、この２つのゾーンがそ
れぞれ被加工部材である第１接合端子１６と第２接合端
子１７に照射される。
【００１２】このように、局部減衰フィルター４の異な
った光透過率を持つ２つの部分４ａと４ｂのそれぞれの
光透過率比とその範囲が、第１接合端子１６と第２接合
端子１７の熱容量比に整合するように構成されているの
で、被加工部材に照射されるレーザ光５は、第１接合端
子１６と第２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネル
ギーバランスが適正になるようなエネルギー密度分布ゾ
ーンを持つ光レーザとなり、両接合端子１６，１７が過
不足なく加熱される。
った光透過率を持つ２つの部分４ａと４ｂのそれぞれの
光透過率比とその範囲が、第１接合端子１６と第２接合
端子１７の熱容量比に整合するように構成されているの
で、被加工部材に照射されるレーザ光５は、第１接合端
子１６と第２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネル
ギーバランスが適正になるようなエネルギー密度分布ゾ
ーンを持つ光レーザとなり、両接合端子１６，１７が過
不足なく加熱される。
【００１３】以上のように本実施例によれば、出射ユニ
ット３内に配置され、異なった光透過率を持つ２つの部
分、すなわちレーザ透過率が５０％の無色ガラスからな
る低透過率部分４ａと、１００％透過レンズからなる１
００％透過部分４ｂとからなり、レーザ光５を局部的に
減衰させる局部減衰フィルター４を備えて、レーザ光５
をこの局部減衰フィルター４に通すことにより、エネル
ギー密度分布の異なる２つのビームゾーンを持つレーザ
光として、熱容量と光反射率が異なる２つの被加工部材
からなる被加工物を、溶融不足や焼損を生じることなく
接合することができる。
ット３内に配置され、異なった光透過率を持つ２つの部
分、すなわちレーザ透過率が５０％の無色ガラスからな
る低透過率部分４ａと、１００％透過レンズからなる１
００％透過部分４ｂとからなり、レーザ光５を局部的に
減衰させる局部減衰フィルター４を備えて、レーザ光５
をこの局部減衰フィルター４に通すことにより、エネル
ギー密度分布の異なる２つのビームゾーンを持つレーザ
光として、熱容量と光反射率が異なる２つの被加工部材
からなる被加工物を、溶融不足や焼損を生じることなく
接合することができる。
【００１４】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００１５】図２において、１はレーザ発振器、６はレ
ーザ光分岐装置で、第１レーザ光反射分岐ミラー６ａと
第２レーザ光反射分岐ミラー６ｂとからなり、レーザ発
振器１から出射されたレーザ光５を２本のレーザ光ビー
ム５ａ，５ｂに分岐する。３ａ，３ｂはレーザ光ビーム
５ａ，５ｂを被加工部材に集光させる１組の出射ユニッ
ト、２ａ，２ｂはレーザ光ビーム５ａ，５ｂを出射ユニ
ット３ａ，３ｂに伝達するレーザ伝達ファイバー、１
６，１７は実施例１で用いたものと同じ被加工部材であ
る。
ーザ光分岐装置で、第１レーザ光反射分岐ミラー６ａと
第２レーザ光反射分岐ミラー６ｂとからなり、レーザ発
振器１から出射されたレーザ光５を２本のレーザ光ビー
ム５ａ，５ｂに分岐する。３ａ，３ｂはレーザ光ビーム
５ａ，５ｂを被加工部材に集光させる１組の出射ユニッ
ト、２ａ，２ｂはレーザ光ビーム５ａ，５ｂを出射ユニ
ット３ａ，３ｂに伝達するレーザ伝達ファイバー、１
６，１７は実施例１で用いたものと同じ被加工部材であ
る。
【００１６】以上のように構成された光加工機につい
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振したレーザ光５は、レーザ光分岐装置６で２本のレ
ーザ光ビーム５ａ，５ｂに分岐され、レーザ伝達ファイ
バー２ａ，２ｂと出射ユニット３ａ，３ｂを経て出射さ
れる。この２本のレーザ光ビーム５ａ，５ｂは、それぞ
れ被加工部材である第１接合端子１６と第２接合端子１
７に照射される。
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振したレーザ光５は、レーザ光分岐装置６で２本のレ
ーザ光ビーム５ａ，５ｂに分岐され、レーザ伝達ファイ
バー２ａ，２ｂと出射ユニット３ａ，３ｂを経て出射さ
れる。この２本のレーザ光ビーム５ａ，５ｂは、それぞ
れ被加工部材である第１接合端子１６と第２接合端子１
７に照射される。
【００１７】このとき、レーザ光分岐装置６の第１レー
ザ光反射分岐ミラー６ａと第２レーザ光反射分岐ミラー
６ｂの反射係数を選択して、２本のレーザ光ビーム５
ａ，５ｂのエネルギー強度を、第１接合端子１６と第２
接合端子１７のそれぞれの熱容量と光反射率に適合する
ように約１：２に調整してあるので、実施例１と同様
に、被加工部材に照射されるレーザ光５は、第１接合端
子１６と第２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネル
ギーバランスが適正になるようなエネルギー密度分布ゾ
ーンを持つレーザ光ビーム５ａ，５ｂとなり、両接合端
子１６，１７が過不足なく加熱される。
ザ光反射分岐ミラー６ａと第２レーザ光反射分岐ミラー
６ｂの反射係数を選択して、２本のレーザ光ビーム５
ａ，５ｂのエネルギー強度を、第１接合端子１６と第２
接合端子１７のそれぞれの熱容量と光反射率に適合する
ように約１：２に調整してあるので、実施例１と同様
に、被加工部材に照射されるレーザ光５は、第１接合端
子１６と第２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネル
ギーバランスが適正になるようなエネルギー密度分布ゾ
ーンを持つレーザ光ビーム５ａ，５ｂとなり、両接合端
子１６，１７が過不足なく加熱される。
【００１８】以上のように本実施例によれば、第１レー
ザ光反射分岐ミラー６ａと第２レーザ光反射分岐ミラー
６ｂとからなるレーザ光分岐装置６と、１組の出射ユニ
ット３ａ，３ｂとを備えて、分岐された２本のレーザ光
ビーム５ａ，５ｂのエネルギー強度を調整することによ
り、エネルギー密度分布の異なる２つのビームゾーンを
持つレーザ光として、熱容量と光反射率が異なる２つの
被加工部材からなる被加工物を、溶融不足や焼損を生じ
ることなく接合することができる。
ザ光反射分岐ミラー６ａと第２レーザ光反射分岐ミラー
６ｂとからなるレーザ光分岐装置６と、１組の出射ユニ
ット３ａ，３ｂとを備えて、分岐された２本のレーザ光
ビーム５ａ，５ｂのエネルギー強度を調整することによ
り、エネルギー密度分布の異なる２つのビームゾーンを
持つレーザ光として、熱容量と光反射率が異なる２つの
被加工部材からなる被加工物を、溶融不足や焼損を生じ
ることなく接合することができる。
【００１９】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００２０】図３において、１はレーザ発振器、２はレ
ーザ伝達ファイバー、１６，１７は実施例１で使用した
ものと同じ被加工部材である。７は図示を省略した出射
ユニット内に配置したレーザ光５を反射振動させるレー
ザ光振動反射ミラーで、モーターと回転−振動変換機
（いずれも図示せず）によりレーザ光振動反射ミラー軸
７ａを軸として左右に微小回転振動するように構成され
ている。８はレーザ光を集光させるｆ−θレンズであ
る。
ーザ伝達ファイバー、１６，１７は実施例１で使用した
ものと同じ被加工部材である。７は図示を省略した出射
ユニット内に配置したレーザ光５を反射振動させるレー
ザ光振動反射ミラーで、モーターと回転−振動変換機
（いずれも図示せず）によりレーザ光振動反射ミラー軸
７ａを軸として左右に微小回転振動するように構成され
ている。８はレーザ光を集光させるｆ−θレンズであ
る。
【００２１】以上のように構成された光加工機につい
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振し、ビーム伝達ファイバー２によって導かれたレー
ザ光５は、出射ユニット内でレーザ光振動反射ミラー７
によって反射され、ｆ−θレンズ８を通過して出射され
る。このときレーザ光振動反射ミラー７を、レーザ光振
動反射ミラー軸７ａを軸として左右に微小回転振動する
と、レーザ光５は図３の５ａ，５ｂに示した範囲に振動
しながらｆ−θレンズ８に入射する。ｆ−θレンズ８で
は異なる部位に入射した光は異なる点に像を結ぶから、
被加工部材である第１接合端子１６と第２接合端子１７
に照射される照射点が微小振動する。このレーザ光振動
反射ミラー７の振動の角速度と振幅を、レーザ光５が第
１接合端子１６の上に照射される時間と第２接合端子１
７の上に照射される時間の比や照射位置を、それぞれの
熱容量と光反射率に適合するように制御してあるので、
被加工部材に照射されるレーザ光５は、第１接合端子１
６と第２接合端子１７にそれぞれエネルギーバランスが
適正になるように照射され、両接合端子１６，１７が過
不足なく加熱される。
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振し、ビーム伝達ファイバー２によって導かれたレー
ザ光５は、出射ユニット内でレーザ光振動反射ミラー７
によって反射され、ｆ−θレンズ８を通過して出射され
る。このときレーザ光振動反射ミラー７を、レーザ光振
動反射ミラー軸７ａを軸として左右に微小回転振動する
と、レーザ光５は図３の５ａ，５ｂに示した範囲に振動
しながらｆ−θレンズ８に入射する。ｆ−θレンズ８で
は異なる部位に入射した光は異なる点に像を結ぶから、
被加工部材である第１接合端子１６と第２接合端子１７
に照射される照射点が微小振動する。このレーザ光振動
反射ミラー７の振動の角速度と振幅を、レーザ光５が第
１接合端子１６の上に照射される時間と第２接合端子１
７の上に照射される時間の比や照射位置を、それぞれの
熱容量と光反射率に適合するように制御してあるので、
被加工部材に照射されるレーザ光５は、第１接合端子１
６と第２接合端子１７にそれぞれエネルギーバランスが
適正になるように照射され、両接合端子１６，１７が過
不足なく加熱される。
【００２２】なお、レーザ光５の振動周波数が低すぎる
と、レーザ光が照射されていない方の接合端子の温度が
低下し、２つの接合端子１６および１７が素早く、同時
に溶融しにくくなるため、この振動周波数は１００Hz以
上が好ましかった。
と、レーザ光が照射されていない方の接合端子の温度が
低下し、２つの接合端子１６および１７が素早く、同時
に溶融しにくくなるため、この振動周波数は１００Hz以
上が好ましかった。
【００２３】以上のように本実施例によれば、左右に微
小振動するレーザ光振動反射ミラー７と、ｆ−θレンズ
８を備えて、レーザ光５をこのレーザ光振動反射ミラー
７で振動反射させることにより、第１接合端子１６と第
２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネルギーバラン
スが適正になるように照射時間が設定され、熱容量と光
反射率が異なる２つの被加工部材からなる被加工物を、
溶融不足や焼損を生じることなく接合することができ
る。
小振動するレーザ光振動反射ミラー７と、ｆ−θレンズ
８を備えて、レーザ光５をこのレーザ光振動反射ミラー
７で振動反射させることにより、第１接合端子１６と第
２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネルギーバラン
スが適正になるように照射時間が設定され、熱容量と光
反射率が異なる２つの被加工部材からなる被加工物を、
溶融不足や焼損を生じることなく接合することができ
る。
【００２４】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００２５】図４において、１はレーザ発振器、６は第
１レーザ光反射分岐ミラー６ａ、第２レーザ光反射分岐
ミラー６ｂ、第３レーザ光反射分岐ミラー６ｃからなる
レーザ光分岐装置、９はレーザ光を集光するｆ−θレン
ズで、図示を省略した出射ユニット内に配置されてい
る。５ａは第１レーザ光反射分岐ミラー６ａで分岐した
第１分岐レーザ光、５ｂは第２分岐レーザ光、５ｃは第
３分岐レーザ光で、それぞれ第１ビーム伝達ファイバー
２ａ、第２ビーム伝達ファイバー２ｂ、第３ビーム伝達
ファイバー２ｃによって、ｆ−θレンズ９に導かれる。
このとき、ｆ−θレンズ９に対して、第２分岐レーザ光
５ｂと第３分岐レーザ光５ｃを同一位置に入射し、第１
分岐レーザ光５ａをこれと異なる他の位置に入射する。
５ｄはｆ−θレンズ９により集光され出射される第１出
射レーザ光、５ｅは同じく第２出射レーザ光である。第
１出射レーザ光５ｄは第１接合端子１６の接合部に、第
２出射レーザ光５ｅは第２接合端子１７の接合部に照射
するように構成されている。
１レーザ光反射分岐ミラー６ａ、第２レーザ光反射分岐
ミラー６ｂ、第３レーザ光反射分岐ミラー６ｃからなる
レーザ光分岐装置、９はレーザ光を集光するｆ−θレン
ズで、図示を省略した出射ユニット内に配置されてい
る。５ａは第１レーザ光反射分岐ミラー６ａで分岐した
第１分岐レーザ光、５ｂは第２分岐レーザ光、５ｃは第
３分岐レーザ光で、それぞれ第１ビーム伝達ファイバー
２ａ、第２ビーム伝達ファイバー２ｂ、第３ビーム伝達
ファイバー２ｃによって、ｆ−θレンズ９に導かれる。
このとき、ｆ−θレンズ９に対して、第２分岐レーザ光
５ｂと第３分岐レーザ光５ｃを同一位置に入射し、第１
分岐レーザ光５ａをこれと異なる他の位置に入射する。
５ｄはｆ−θレンズ９により集光され出射される第１出
射レーザ光、５ｅは同じく第２出射レーザ光である。第
１出射レーザ光５ｄは第１接合端子１６の接合部に、第
２出射レーザ光５ｅは第２接合端子１７の接合部に照射
するように構成されている。
【００２６】以上のように構成された光加工機につい
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振したレーザ光５が、レーザ光分岐装置６により均等
なエネルギーのレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃに分岐され、
ビーム伝達ファイバー２ａ，２ｂ，２ｃによりｆ−θレ
ンズ９に入射する。このとき、ｆ−θレンズ９の特性に
より、ｆ−θレンズ９への入射位置が同一である第２分
岐レーザ光５ｂと第３分岐レーザ光５ｃは、入射角度が
異なっていても、ｆ−θレンズ９からは同位置に焦点を
結ぶ一つの第２出射レーザ光５ｅとして出射される。ま
た、ｆ−θレンズ９に対して、第２・第３分岐レーザ光
５ｂ・５ｃの入射位置と異なる位置に入射する第１分岐
レーザ光５ａは、ｆ−θレンズ９からは、第２出射レー
ザ光５ｅと異なった位置に焦点を結ぶ第１出射レーザ光
５ｄとして出射される。なお、第１出射レーザ光５ｄの
焦点距離と第２出射レーザ光５ｅの焦点距離は同一であ
る。この２つの出射レーザ光は、それぞれ第１出射レー
ザ光５ｄは第１接合端子１６の接合部に、第２出射レー
ザ光５ｅは第２接合端子１７の接合部に照射される。
て、以下その動作を説明する。まず、レーザ発振器１が
発振したレーザ光５が、レーザ光分岐装置６により均等
なエネルギーのレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃに分岐され、
ビーム伝達ファイバー２ａ，２ｂ，２ｃによりｆ−θレ
ンズ９に入射する。このとき、ｆ−θレンズ９の特性に
より、ｆ−θレンズ９への入射位置が同一である第２分
岐レーザ光５ｂと第３分岐レーザ光５ｃは、入射角度が
異なっていても、ｆ−θレンズ９からは同位置に焦点を
結ぶ一つの第２出射レーザ光５ｅとして出射される。ま
た、ｆ−θレンズ９に対して、第２・第３分岐レーザ光
５ｂ・５ｃの入射位置と異なる位置に入射する第１分岐
レーザ光５ａは、ｆ−θレンズ９からは、第２出射レー
ザ光５ｅと異なった位置に焦点を結ぶ第１出射レーザ光
５ｄとして出射される。なお、第１出射レーザ光５ｄの
焦点距離と第２出射レーザ光５ｅの焦点距離は同一であ
る。この２つの出射レーザ光は、それぞれ第１出射レー
ザ光５ｄは第１接合端子１６の接合部に、第２出射レー
ザ光５ｅは第２接合端子１７の接合部に照射される。
【００２７】このｆ−θレンズ９によって集光され出射
される第１出射レーザ光５ｄと第２出射レーザ光５ｅの
レーザエネルギー比が、第１接合端子１６と第２接合端
子１７のそれぞれの熱容量と光反射率に適合するよう
１：２に調整してあるので、実施例と同様に被加工部材
に照射されるレーザ光５ｄ，５ｅは、第１接合端子１６
と第２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネルギーバ
ランスが適正になるようなエネルギー密度をもつレーザ
光となり、両接合端子１６，１７が過不足なく加熱され
る。
される第１出射レーザ光５ｄと第２出射レーザ光５ｅの
レーザエネルギー比が、第１接合端子１６と第２接合端
子１７のそれぞれの熱容量と光反射率に適合するよう
１：２に調整してあるので、実施例と同様に被加工部材
に照射されるレーザ光５ｄ，５ｅは、第１接合端子１６
と第２接合端子１７にそれぞれ照射されるエネルギーバ
ランスが適正になるようなエネルギー密度をもつレーザ
光となり、両接合端子１６，１７が過不足なく加熱され
る。
【００２８】以上のように本実施例によれば、レーザ光
分岐装置６と、ｆ−θレンズ９を備えて、レーザ光分岐
装置６により分岐した３条の分岐レーザ光５ａ，５ｂ，
５ｃをｆ−θレンズ９を介してレーザエネルギー密度の
異なる２条の出射レーザ光５ｄ，５ｅとすることによ
り、熱容量と光反射率が異なる２つの被加工部材からな
る被加工物を、溶融不足や焼損を生じることなく接合す
ることができる。
分岐装置６と、ｆ−θレンズ９を備えて、レーザ光分岐
装置６により分岐した３条の分岐レーザ光５ａ，５ｂ，
５ｃをｆ−θレンズ９を介してレーザエネルギー密度の
異なる２条の出射レーザ光５ｄ，５ｅとすることによ
り、熱容量と光反射率が異なる２つの被加工部材からな
る被加工物を、溶融不足や焼損を生じることなく接合す
ることができる。
【００２９】なお、第１の実施例において局部減衰フィ
ルターの低透過率部分４ａは、レーザ透過率が５０％の
無色ガラスとし、１００％透過部分４ｂはレーザエネル
ギー１００％透過レンズとしたが、低透過率部分４ａは
色ガラス、レーザビーム反射および吸収コーティング済
みガラス、ビームスピリッターなどとし、１００％透過
部分４ｂは何も配置しない構成としてもよい。また、低
透過率部分４ａのレーザ透過率は、被加工部材１６，１
７の熱容量比によって変更されるもので、レーザ透過率
の異なる低透過率部分４ａをもつ局部減衰フィルターを
交換自在に配置することによって、種々の熱容量や光反
射率を持つ組合せの被加工部材にも最適なエネルギーバ
ランスを得ることができる。また、局部減衰フィルター
４は、出射ユニット内に配置するとしたが、出射ユニッ
ト３の外部に配置して、出射ユニット３から出射したレ
ーザ光５を局部的に減衰しても上記と同様に良好な加工
を行うことができる。
ルターの低透過率部分４ａは、レーザ透過率が５０％の
無色ガラスとし、１００％透過部分４ｂはレーザエネル
ギー１００％透過レンズとしたが、低透過率部分４ａは
色ガラス、レーザビーム反射および吸収コーティング済
みガラス、ビームスピリッターなどとし、１００％透過
部分４ｂは何も配置しない構成としてもよい。また、低
透過率部分４ａのレーザ透過率は、被加工部材１６，１
７の熱容量比によって変更されるもので、レーザ透過率
の異なる低透過率部分４ａをもつ局部減衰フィルターを
交換自在に配置することによって、種々の熱容量や光反
射率を持つ組合せの被加工部材にも最適なエネルギーバ
ランスを得ることができる。また、局部減衰フィルター
４は、出射ユニット内に配置するとしたが、出射ユニッ
ト３の外部に配置して、出射ユニット３から出射したレ
ーザ光５を局部的に減衰しても上記と同様に良好な加工
を行うことができる。
【００３０】また、第１の実施例においてレーザ光５の
ビーム径が極小となる点では、異なるエネルギー密度を
持つエネルギー分布ゾーンが重なり易いので、被加工部
材である接合端子１６，１７を置く位置を、レーザ光５
の焦点からずらした位置にすることにより、熱容量と光
反射率が異なる２つの接合端子１６，１７へ照射される
レーザ光５の最適なエネルギーバランスを効果的に得る
ことができた。また、冷却装置１０は送風機を図示した
が、出射ユニット３および局部減衰フィルター４に冷却
水を循環させる水冷式とすると一層効果的である。
ビーム径が極小となる点では、異なるエネルギー密度を
持つエネルギー分布ゾーンが重なり易いので、被加工部
材である接合端子１６，１７を置く位置を、レーザ光５
の焦点からずらした位置にすることにより、熱容量と光
反射率が異なる２つの接合端子１６，１７へ照射される
レーザ光５の最適なエネルギーバランスを効果的に得る
ことができた。また、冷却装置１０は送風機を図示した
が、出射ユニット３および局部減衰フィルター４に冷却
水を循環させる水冷式とすると一層効果的である。
【００３１】また、第２の実施例では２本のレーザ光ビ
ーム５ａ，５ｂを得るのに、レーザ光分岐装置６を用い
たが、２基のレーザ発振器を用いてもよいことは言うま
でもない。
ーム５ａ，５ｂを得るのに、レーザ光分岐装置６を用い
たが、２基のレーザ発振器を用いてもよいことは言うま
でもない。
【００３２】また、第３の実施例ではレーザ光を、レー
ザ光振動反射用ミラー７で反射した後ｆ−θレンズ８で
集光するとしたが、ｆ−θレンズ８を通常の集光レンズ
に変え、レーザ光５を集光レンズを通過した後、レーザ
光振動反射用ミラー７で反射して振動する構成としても
よい。また、レーザ光５を振動するのに、レーザ光振動
反射用ミラー７で振動するとしたが、出射ユニットを出
射レーザ光の光軸に直角な振動軸の回りに振動しても同
様な効果が得られる。
ザ光振動反射用ミラー７で反射した後ｆ−θレンズ８で
集光するとしたが、ｆ−θレンズ８を通常の集光レンズ
に変え、レーザ光５を集光レンズを通過した後、レーザ
光振動反射用ミラー７で反射して振動する構成としても
よい。また、レーザ光５を振動するのに、レーザ光振動
反射用ミラー７で振動するとしたが、出射ユニットを出
射レーザ光の光軸に直角な振動軸の回りに振動しても同
様な効果が得られる。
【００３３】なおまた、第４の実施例において、ｆ−θ
レンズ９の２つの異なる部分に入射するレーザ光を、レ
ーザ光分岐装置６を用いて３つの均等なエネルギー密度
のレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃに分岐して、第２分岐レー
ザ光５ｂと第３分岐レーザ光５ｃをｆ−θレンズ９の同
一部分に、第１分岐レーザ光５ａをｆ−θレンズ９の他
の部分に入射するとしたが、２つのレーザ発振器１４，
１５を用いて２つの異なるエネルギーのレーザ光５を発
振して、ｆ−θレンズ９のそれぞれ異なる部分に入射さ
せてもよい。また、レーザ光分岐装置を用いて、２つの
エネルギー密度の異なるレーザ光として、２本のビーム
伝達ファイバー２を介してｆ−θレンズ９のそれぞれ異
なる部分に入射させてもよい。
レンズ９の２つの異なる部分に入射するレーザ光を、レ
ーザ光分岐装置６を用いて３つの均等なエネルギー密度
のレーザ光５ａ，５ｂ，５ｃに分岐して、第２分岐レー
ザ光５ｂと第３分岐レーザ光５ｃをｆ−θレンズ９の同
一部分に、第１分岐レーザ光５ａをｆ−θレンズ９の他
の部分に入射するとしたが、２つのレーザ発振器１４，
１５を用いて２つの異なるエネルギーのレーザ光５を発
振して、ｆ−θレンズ９のそれぞれ異なる部分に入射さ
せてもよい。また、レーザ光分岐装置を用いて、２つの
エネルギー密度の異なるレーザ光として、２本のビーム
伝達ファイバー２を介してｆ−θレンズ９のそれぞれ異
なる部分に入射させてもよい。
【００３４】また、ｆ−θレンズ９は１つとして２つの
位置にレーザ光を入射するとしたが、２つのｆ−θレン
ズを用いてもよい。また、ｆ−θレンズ９は３枚のレン
ズで構成したものを図示したが、これに限定されるもの
でないことは言うまでもない。
位置にレーザ光を入射するとしたが、２つのｆ−θレン
ズを用いてもよい。また、ｆ−θレンズ９は３枚のレン
ズで構成したものを図示したが、これに限定されるもの
でないことは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明は、複数の被加工部
材を接合するときに各被加工部材毎に異なった照射エネ
ルギーの光を照射する複合エネルギー光照射手段を設け
ることにより、熱容量あるいは光反射率が大きく異なる
２つの被加工部材の接合・窄孔・切断に使用しても、溶
融不足や焼損を生じることのない、加工安定性がよく外
観も優れた、高品質加工ができる光加工機を実現するも
のである。
材を接合するときに各被加工部材毎に異なった照射エネ
ルギーの光を照射する複合エネルギー光照射手段を設け
ることにより、熱容量あるいは光反射率が大きく異なる
２つの被加工部材の接合・窄孔・切断に使用しても、溶
融不足や焼損を生じることのない、加工安定性がよく外
観も優れた、高品質加工ができる光加工機を実現するも
のである。
【図１】本発明の第１の実施例における光加工機の斜視
図
図
【図２】本発明の第２の実施例における光加工機の斜視
図
図
【図３】本発明の第３の実施例における光加工機の斜視
図
図
【図４】本発明の第４の実施例における光加工機の斜視
図
図
【図５】従来の光加工機の斜視図
１ レーザ発振器（光発生手段） ４ 局部減衰フィルター（複合エネルギー光照射手段） ６ レーザ光分岐装置（分岐手段） ７ レーザ光振動反射用ミラー（振動手段） ９ ｆ−θレンズ
Claims (16)
- 【請求項１】 複数の被加工部材を接合するときに各被
加工部材毎にそれぞれ異なった照射エネルギーの光を照
射する複合エネルギー光照射手段を備えた光加工機。 - 【請求項２】 複合エネルギー光照射手段が、各被加工
部材毎に光のエネルギー密度を変える手段を備えた請求
項１記載の光加工機。 - 【請求項３】 複合エネルギー光照射手段が、各被加工
部材毎に光の照射時間を変える手段を備えた請求項１記
載の光加工機。 - 【請求項４】 複合エネルギー光照射手段が、複数の異
なる光透過率を有する光透過手段を備えた請求項１記載
の光加工機。 - 【請求項５】 光透過手段が、異なる光透過率を有する
複数の区分からなるフィルターである請求項４記載の光
加工機。 - 【請求項６】 複合エネルギー光照射手段が、異なる照
射エネルギーの光を発生する複数の光発生手段である請
求項１記載の光加工機。 - 【請求項７】 複合エネルギー光照射手段が、同一の照
射エネルギーを発生する複数の光発生手段と、前記光発
生手段に対応し、互いに異なる光透過率をもつ複数の光
透過手段とからなる請求項１記載の光加工機。 - 【請求項８】 複合エネルギー光照射手段が、光発生手
段と、この光発生手段から出射された光を複数の異なる
照射エネルギーを有する光に分岐する分岐手段とからな
る請求項１記載の光加工機。 - 【請求項９】 複合エネルギー光照射手段が、光発生手
段と、この光発生手段から出射された光を複数の同一の
照射エネルギーを有する光に分岐する分岐手段と、分岐
されたそれぞれの光に対応し、互いに異なる光透過率を
もつ複数の光透過手段とからなる請求項１記載の光加工
機。 - 【請求項１０】 複合エネルギー光照射手段が、光発生
手段と、この光発生手段から出射された光を各被加工部
材上に振動させながら照射する振動手段とからなる請求
項１記載の光加工機。 - 【請求項１１】 振動手段が、各被加工部材上に光を照
射する時間を被加工部材毎に可変させる振動回転角速度
可変手段を備えた請求項１０記載の光加工機。 - 【請求項１２】 複合エネルギー光照射手段が、光発生
手段と、この光発生手段から出射された光を複数の光に
分岐する分岐手段と、分岐された複数条の光を集光する
ｆ−θレンズとを備えた請求項１記載の光加工機。 - 【請求項１３】 複合エネルギー光照射手段が、異なる
照射エネルギーを有する複数の光を集光するｆ−θレン
ズを備えた請求項６、７、８または９のいずれかに記載
の光加工機。 - 【請求項１４】 複合エネルギー光照射手段が、振動す
る光を集光するｆ−θレンズを備えた請求項１０または
１１に記載の光加工機。 - 【請求項１５】 光透過手段の冷却手段を備えた請求項
４、５、７または９のいずれかに記載の光加工機。 - 【請求項１６】 光がレーザ光である請求項１から１５
のいずれかに記載の光加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08528295A JP3252645B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 光加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08528295A JP3252645B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 光加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281460A true JPH08281460A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3252645B2 JP3252645B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=13854223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08528295A Expired - Fee Related JP3252645B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 光加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252645B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214240A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ照射装置およびレーザ処理方法、並びに半導体装置の作製方法 |
| US8303738B2 (en) | 2003-10-03 | 2012-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Metal heating apparatus, metal heating method, and light source apparatus |
| JP2015207721A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体デバイスの製造方法および半導体デバイスの製造装置 |
| US11742216B2 (en) | 2016-04-15 | 2023-08-29 | Amkor Technology Singapore Holding Pte. Ltd. | System and method for laser assisted bonding of an electronic device |
-
1995
- 1995-04-11 JP JP08528295A patent/JP3252645B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214240A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ照射装置およびレーザ処理方法、並びに半導体装置の作製方法 |
| JP4593073B2 (ja) * | 2002-12-26 | 2010-12-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | レーザ照射装置 |
| US8303738B2 (en) | 2003-10-03 | 2012-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Metal heating apparatus, metal heating method, and light source apparatus |
| JP2015207721A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体デバイスの製造方法および半導体デバイスの製造装置 |
| US11742216B2 (en) | 2016-04-15 | 2023-08-29 | Amkor Technology Singapore Holding Pte. Ltd. | System and method for laser assisted bonding of an electronic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3252645B2 (ja) | 2002-02-04 |
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