JPH04237589A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH04237589A JPH04237589A JP3004885A JP488591A JPH04237589A JP H04237589 A JPH04237589 A JP H04237589A JP 3004885 A JP3004885 A JP 3004885A JP 488591 A JP488591 A JP 488591A JP H04237589 A JPH04237589 A JP H04237589A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- laser
- optical fiber
- workpiece
- condensing
- Prior art date
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- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置に関し、
特にＹＡＧレーザを用いたレーザはんだ付け装置に関す
る。
特にＹＡＧレーザを用いたレーザはんだ付け装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ加工装置は、図３に示すよ
うにレーザ光源８と、レーザ光源８から出射されたレー
ザビームを伝送する光ファイバ９と、光ファイバ９から
出射されたレーザビームを集光する集光光学系１０と、
光ファイバ９の出射部と集光光学系１０を被加工物１１
に対して位置決めするロボット１２を含んで構成される
。
うにレーザ光源８と、レーザ光源８から出射されたレー
ザビームを伝送する光ファイバ９と、光ファイバ９から
出射されたレーザビームを集光する集光光学系１０と、
光ファイバ９の出射部と集光光学系１０を被加工物１１
に対して位置決めするロボット１２を含んで構成される
。
【０００３】はんだのリフローにレーザを利用する場合
、レーザ光源８には通常ＹＡＧレーザが用いられる。 ＹＡＧレーザビームはコア径が数１００μｍの光ファイ
バ９で伝送され、光ファイバ９から出射したレーザビー
ムを集光してはんだ付け箇所に照射する。ＩＣのリード
等をはんだ付けする場合は、ロボット１２により集光光
学系を走査して一辺のリードを連続的にはんだ付けし、
作業効率を向上させている。
、レーザ光源８には通常ＹＡＧレーザが用いられる。 ＹＡＧレーザビームはコア径が数１００μｍの光ファイ
バ９で伝送され、光ファイバ９から出射したレーザビー
ムを集光してはんだ付け箇所に照射する。ＩＣのリード
等をはんだ付けする場合は、ロボット１２により集光光
学系を走査して一辺のリードを連続的にはんだ付けし、
作業効率を向上させている。
【０００４】図３に示したレーザ加工装置において、光
ファイバ９から出射したレーザビームを集光する集光光
学系の光学的倍率は０．５〜２倍程度であり、光ファイ
バ９のコア径が数１００μｍであることを考えると、集
光光学系で集光されたレーザビームのビームウェスト径
は高々１ｍｍ程度である。一方、はんだ付けするのに最
適なビーム径ははんだ付けする部品の形状によって異な
り、通常１〜３ｍｍ程度である。そこで、従来のレーザ
加工装置では集光光学系をデフォーカスさせることによ
ってビーム径を広げ、様々な部品に最適なビーム径を得
ている。図４（ａ）はデフォーカス量ｈとビーム径ｄの
変化の様子を示す側面図である。図４（ｂ）および（ｃ
）はそれぞれ図４（ａ）に示した断面Ａおよび断面Ｂに
おけるレーザビームの強度分布を示すグラフである。ジ
ャストフォーカスのときビーム径ｄは最小になりビーム
強度のピーク値は最大となり、そこからデフォーカスし
ていくに従ってビーム径ｄは大きくなりビーム強度のピ
ーク値は減少していく。ただし、デフォーカスさせてビ
ーム径を変えても、レーザビームの強度分布は常にガウ
ス分布となる。
ファイバ９から出射したレーザビームを集光する集光光
学系の光学的倍率は０．５〜２倍程度であり、光ファイ
バ９のコア径が数１００μｍであることを考えると、集
光光学系で集光されたレーザビームのビームウェスト径
は高々１ｍｍ程度である。一方、はんだ付けするのに最
適なビーム径ははんだ付けする部品の形状によって異な
り、通常１〜３ｍｍ程度である。そこで、従来のレーザ
加工装置では集光光学系をデフォーカスさせることによ
ってビーム径を広げ、様々な部品に最適なビーム径を得
ている。図４（ａ）はデフォーカス量ｈとビーム径ｄの
変化の様子を示す側面図である。図４（ｂ）および（ｃ
）はそれぞれ図４（ａ）に示した断面Ａおよび断面Ｂに
おけるレーザビームの強度分布を示すグラフである。ジ
ャストフォーカスのときビーム径ｄは最小になりビーム
強度のピーク値は最大となり、そこからデフォーカスし
ていくに従ってビーム径ｄは大きくなりビーム強度のピ
ーク値は減少していく。ただし、デフォーカスさせてビ
ーム径を変えても、レーザビームの強度分布は常にガウ
ス分布となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレーザ
加工装置では、ビーム径を広げるために集光光学系をデ
フォーカスさせるため、レーザビームの強度分布は常に
ガウス分布となるので、レーザビームの中心部と周辺部
のビーム強度が大きく異なるため、広いはんだ付け面積
のところに均一にレーザビームを照射できないため、は
んだ付け品質が悪いという欠点があった。
加工装置では、ビーム径を広げるために集光光学系をデ
フォーカスさせるため、レーザビームの強度分布は常に
ガウス分布となるので、レーザビームの中心部と周辺部
のビーム強度が大きく異なるため、広いはんだ付け面積
のところに均一にレーザビームを照射できないため、は
んだ付け品質が悪いという欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工装置
は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレー
ザビームを伝送する光ファイバと、前記光ファイバから
出射されたレーザビームを集光する集光光学系と、前記
集光光学系によって集光されたレーザビームを高速に走
査するガルバノミラーとを含み、前記ガルバノミラーに
よって走査されたレーザビームを被加工物の所定の位置
に照射せしめることを特徴とする。
は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレー
ザビームを伝送する光ファイバと、前記光ファイバから
出射されたレーザビームを集光する集光光学系と、前記
集光光学系によって集光されたレーザビームを高速に走
査するガルバノミラーとを含み、前記ガルバノミラーに
よって走査されたレーザビームを被加工物の所定の位置
に照射せしめることを特徴とする。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００８】図１は本発明の一実施例を示す斜視図であ
る。
る。
【０００９】図１に示すレーザ加工装置は、ＹＡＧレー
ザ１と、ＹＡＧレーザ１から出射されたレーザビームを
伝送する光ファイバ２と、光ファイバ２から出射された
レーザビームを集光するレンズ３と、レンズ３を通った
レーザビームを１方向に走査するガルバノミラー４と、
ガルバノミラー４で反射されたレーザビームをガルバノ
ミラー４の走査方向と直角な方向に走査してレーザビー
ムを被加工物５に照射するガルバノミラー６と、被加工
物５をレーザビームに対して位置決めするＸＹステージ
７とを含んで構成される。
ザ１と、ＹＡＧレーザ１から出射されたレーザビームを
伝送する光ファイバ２と、光ファイバ２から出射された
レーザビームを集光するレンズ３と、レンズ３を通った
レーザビームを１方向に走査するガルバノミラー４と、
ガルバノミラー４で反射されたレーザビームをガルバノ
ミラー４の走査方向と直角な方向に走査してレーザビー
ムを被加工物５に照射するガルバノミラー６と、被加工
物５をレーザビームに対して位置決めするＸＹステージ
７とを含んで構成される。
【００１０】ＹＡＧレーザ１から出射されたレーザビー
ムは光ファイバ２を通って伝送され、レンズ３によって
集光される。レンズ３によって集光されたレーザビーム
は被加工物５に照射されるが、レンズ３と被加工物５の
間の光路中に２個のガルバノミラー４、６が置かれてい
るので、ガルバノミラー４、６を駆動することにより、
レーザビームを被加工物５の加工面上の数平方ミリメー
タの領域に渡って走査することができる。
ムは光ファイバ２を通って伝送され、レンズ３によって
集光される。レンズ３によって集光されたレーザビーム
は被加工物５に照射されるが、レンズ３と被加工物５の
間の光路中に２個のガルバノミラー４、６が置かれてい
るので、ガルバノミラー４、６を駆動することにより、
レーザビームを被加工物５の加工面上の数平方ミリメー
タの領域に渡って走査することができる。
【００１１】一般に、プリント基板のはんだ付け部の大
きさは高々数平方ミリメータであるので、ガルバノミラ
ー４、６によってレーザビームをはんだ付け部全面に渡
って走査することができる。このときレーザビームの走
査を等速度とし、その速度をレーザビームの照射により
発生する被加工物５の熱の伝達速度より充分に速くする
ことによって、疑似的にビーム強度が均一なレーザビー
ムが照射されたことと等しくなる。図２（ａ）はレーザ
ビームのビーム強度分布を示すグラフであり、中心部の
ビーム強度が高いガウス分布になっている。図２（ｂ）
は図２（ａ）に示したビーム強度を有するレーザビーム
を走査したときに得られるビーム強度分布である。ほぼ
走査範囲に渡って均一なビーム強度が得られる。ガルバ
ノミラーは数１００Ｈｚから数ｋＨｚの応答周波数を持
っているため、レーザビームの走査範囲に渡って均一な
ビーム強度のレーザビームが照射されたと見なせるほど
充分に速く走査することは可能である。
きさは高々数平方ミリメータであるので、ガルバノミラ
ー４、６によってレーザビームをはんだ付け部全面に渡
って走査することができる。このときレーザビームの走
査を等速度とし、その速度をレーザビームの照射により
発生する被加工物５の熱の伝達速度より充分に速くする
ことによって、疑似的にビーム強度が均一なレーザビー
ムが照射されたことと等しくなる。図２（ａ）はレーザ
ビームのビーム強度分布を示すグラフであり、中心部の
ビーム強度が高いガウス分布になっている。図２（ｂ）
は図２（ａ）に示したビーム強度を有するレーザビーム
を走査したときに得られるビーム強度分布である。ほぼ
走査範囲に渡って均一なビーム強度が得られる。ガルバ
ノミラーは数１００Ｈｚから数ｋＨｚの応答周波数を持
っているため、レーザビームの走査範囲に渡って均一な
ビーム強度のレーザビームが照射されたと見なせるほど
充分に速く走査することは可能である。
【００１２】本実施例では、光ファイバ２、レンズ３お
よびガルバノミラー４、６の位置を固定し、それらの光
学系に対し被加工物５をＸＹステージ７によって位置決
めしているが、被加工物５を一定の位置に固定し、光フ
ァイバ２、レンズ３およびガルバノミラー４、６をロボ
ットに搭載して位置決めしてもよい。
よびガルバノミラー４、６の位置を固定し、それらの光
学系に対し被加工物５をＸＹステージ７によって位置決
めしているが、被加工物５を一定の位置に固定し、光フ
ァイバ２、レンズ３およびガルバノミラー４、６をロボ
ットに搭載して位置決めしてもよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明のレーザ加工装置は、ガウス分布
のビーム強度を持つレーザビームをそのまま被加工物に
照射する代わりに、レーザビームをガルバノミラーで高
速に走査することにより、疑似的に均一なビーム強度を
持つレーザビームを被加工物に照射できるので、加工の
品質が向上し、製品の歩留まりが向上するという効果が
ある。
のビーム強度を持つレーザビームをそのまま被加工物に
照射する代わりに、レーザビームをガルバノミラーで高
速に走査することにより、疑似的に均一なビーム強度を
持つレーザビームを被加工物に照射できるので、加工の
品質が向上し、製品の歩留まりが向上するという効果が
ある。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は図１に示したレーザビームのビー
ム強度分布を示すグラフ、図２（ｂ）は図２（ａ）に示
したビーム強度分布を有するレーザビームを走査したと
きに得られるビーム強度分布を示すグラフである。
ム強度分布を示すグラフ、図２（ｂ）は図２（ａ）に示
したビーム強度分布を有するレーザビームを走査したと
きに得られるビーム強度分布を示すグラフである。
【図３】従来のレーザ加工装置の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】図４（ａ）は図３に示すレーザ加工装置におけ
るデフォーカス量とビーム径の関係を示す側面図、図４
（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図４（ａ）に示した断面
Ａおよび断面Ｂにおけるビーム強度分布を示すグラフで
ある。
るデフォーカス量とビーム径の関係を示す側面図、図４
（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図４（ａ）に示した断面
Ａおよび断面Ｂにおけるビーム強度分布を示すグラフで
ある。
１ ＹＡＧレーザ
２、９ 光ファイバ
３ レンズ
４、６ ガルバノミラー
５、１１ 被加工物
７ ＸＹステージ
１２ ロボット
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光源と、前記レーザ光源から出
射されたレーザビームを伝送する光ファイバと、前記光
ファイバから出射されたレーザビームを集光する集光光
学系と、前記集光光学系によって集光されたレーザビー
ムを高速に走査するガルバノミラーとを含み、前記ガル
バノミラーによって走査されたレーザビームを被加工物
の所定の位置に照射せしめることを特徴とするレーザ加
工装置。 - 【請求項２】 被加工物を搭載して位置決めする位置
決めステージによりレーザビームを被加工物の所定の位
置に照射せしめる請求項１記載のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 光ファイバ出射部と集光光学系とガル
バノミラーを一体に動かすロボットによりレーザビーム
を被加工物の所定の位置に照射せしめる請求項１記載の
レーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004885A JPH04237589A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004885A JPH04237589A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237589A true JPH04237589A (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=11596137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3004885A Pending JPH04237589A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04237589A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07185856A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法および装置 |
| JP2001523585A (ja) * | 1997-11-20 | 2001-11-27 | ピーエーシー ティーイーシーエイチ − パッケージング テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ２つの基板の接続面を熱的に接続する方法および装置 |
| WO2003028932A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Processing device, processing method, and production equipment using the device and the method |
| JP2007534930A (ja) * | 2003-07-15 | 2007-11-29 | コントロール・システメーション・インコーポレーテッド | 故障解析のための方法およびシステム |
| WO2010103357A1 (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Laser welding apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60234790A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置の加工ヘツド |
| JPS63188470A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-04 | Toshiba Corp | レ−ザはんだ付け装置 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3004885A patent/JPH04237589A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60234790A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置の加工ヘツド |
| JPS63188470A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-04 | Toshiba Corp | レ−ザはんだ付け装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH07185856A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法および装置 |
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| US6998572B2 (en) | 2001-09-28 | 2006-02-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light energy processing device and method |
| JP2007534930A (ja) * | 2003-07-15 | 2007-11-29 | コントロール・システメーション・インコーポレーテッド | 故障解析のための方法およびシステム |
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| JP2010214393A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Nissan Motor Co Ltd | レーザー溶接装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19961126 |