JP2014097507A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用のミラーを用いて分割レーザ光の光量比及びビーム間隔のうち少なくともいずれか一方を容易に調整することができ、これによって、コストの低廉化を図ることができるレーザ装置を提供する。
【解決手段】レーザ装置１０Ａは、レーザ光ＬＢを分割レーザ光ＬＢ１、ＬＢ２に分割する複数のミラー４４、４６と集光レンズ５２を備える。ミラー４６は、当該ミラー４６に対するレーザ光ＬＢの入射量が変更されるように進退可能な状態、及び当該ミラー４６で反射された分割レーザ光ＬＢ２の集光レンズ５２に対する入射角度が変更されるように傾動可能な状態のうち少なくともいずれか一方の状態で配設される。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ発振器から発振されたレーザ光を分割してワークに照射するレーザ装置に関する。

レーザ装置は、例えば、熱交換器の冷却フィンや宝飾品の微小部品等のろう付けに用いられており、近年では、プリント配線板への電子部品の半田付けに対しての適用が検討されている。

レーザ半田付けの分野において、分割手段を用いて１つのレーザ光を２つの分割レーザ光に分割し、これら分割レーザ光のそれぞれをワークの所定位置に集光照射する技術的思想が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

レーザ光を用いてろう付けや半田付け等を行う場合、種々のワークに対応するために、分割レーザ光の光量比やワークにおける分割レーザ光のビーム間隔を容易に調整可能とすることが望ましい。

例えば、特許文献４には、１つの放物面鏡を半分に分割して形成された分割放物面鏡の各々を回転可能且つ移動可能に配設することにより、分割レーザ光の光量比及びビーム間隔を調整することができるレーザ加工装置が開示されている。

特開平７−２１１４２４号公報 特開２００７−２８９９８０号公報 特開２０１１−５６５２０号公報 特開平４−１８２０８７号公報

しかしながら、上述した特許文献４のような従来技術では、専用品（特殊品）である分割放物面鏡を用いているため、レーザ加工装置のコストが高騰化するといった問題がある。また、焦点距離を変えようとした場合には、各分割放物面鏡を交換する必要があるため、さらなるコストの高騰化が懸念される。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、汎用のミラーを用いて分割レーザ光の光量比及びビーム間隔のうち少なくともいずれか一方を容易に調整することができ、これによって、コストの低廉化を図ることができるレーザ装置を提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係るレーザ装置は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光を複数の分割レーザ光に分割すると共にワークに向けて反射する複数のミラーと、複数の前記分割レーザ光を前記ワークに集光する集光レンズと、を備えるレーザ装置であって、複数の前記ミラーの少なくとも１つは、当該ミラーに対する前記レーザ光の入射量が変更されるように進退可能な状態、及び当該ミラーで反射された前記分割レーザ光の前記集光レンズに対する入射角度が変更されるように傾動可能な状態のうち少なくともいずれか一方の状態で配設される可動ミラーである、ことを特徴とする。

本発明に係るレーザ装置によれば、レーザ光を複数の分割レーザ光に分割する複数のミラーの少なくとも１つを、当該ミラーに対する前記レーザ光の入射量が変更されるように進退可能な状態で配設することができる。この場合、該ミラーを進退させるだけで複数の分割レーザ光の光量比を容易に調整することができる。また、複数の前記ミラーの少なくとも１つを、当該ミラーで反射された分割レーザ光の集光レンズに対する入射角度が変更されるように傾動可能な状態で配設することができる。この場合、該ミラーを傾動させるだけで複数の分割レーザ光のワークにおけるビーム間隔を容易に調整することができる。さらに、分割放物面鏡等のような特殊品ではなく、汎用のミラー及び集光レンズを用いることができるので、レーザ装置のコストの低廉化を図ることができる。さらにまた、焦点距離を変えようとした場合であっても、前記集光レンズを交換するだけで実現できるので、コストの高騰化を好適に抑えることができる。

［２］ 上記のレーザ装置において、各前記ミラーは、前記レーザ光の波長とは異なる波長を有する光が透過可能に構成され、前記ワークから導かれて各前記ミラーを透過した前記光を受光することにより該ワークを撮影する画像撮影手段をさらに備えていてもよい。

このような構成によれば、ワークから導かれて各ミラーを透過した光を受光することにより該ワークを撮影する画像撮影手段を備えているので、画像撮影手段と複数のミラーとを比較的近くに配置することができる。これにより、レーザ装置をコンパクトにすることができる。また、汎用品であるミラー（例えば、平面ミラー）を用いることができることから、各ミラーを透過した前記光を受光してワークを撮影した場合であっても、撮影した画像の乱れを好適に抑えることができる。

［３］ 上記のレーザ装置において、複数の前記ミラーの１つが、前記集光レンズに対する相対位置が変更されないように配設された固定ミラーであってもよい。

このような構成によれば、複数のミラーの１つが固定ミラーであるので、全てのミラーを可動ミラーとした場合と比較してミラーを可動させるための部品を少なくすることができる。これにより、レーザ装置のコストのさらなる低廉化を図ることができる。

［４］ 上記のレーザ装置において、前記固定ミラーは、赤外領域の波長を有する赤外光が透過可能に構成され、前記ワークから導かれて前記固定ミラーを透過した前記赤外光を受光することにより該ワークの温度を測定する温度測定手段をさらに備えていてもよい。

このような構成によれば、ワークから導かれて固定ミラーを透過した赤外光を受光することにより該ワークの温度を測定する温度測定手段を備えているので、温度測定手段と複数のミラーとを比較的近くに配置することができる。これにより、レーザ装置をコンパクトにすることができる。また、可動ミラーではなく固定ミラーを透過した赤外光を受光するようにしているので、可動ミラーを傾動させても該赤外光の温度測定手段に対する照射位置が移動することはない。よって、ワークの温度を確実に測定することができる。

［５］ 上記のレーザ装置において、前記固定ミラーは、１．８μｍ〜２．３μｍの範囲の波長を有する前記赤外光が透過可能に構成され、前記温度測定手段は、該赤外光を受光して前記ワークの温度を測定する放射温度計であってもよい。

このような構成によれば、温度測定手段が、一般的に用いられるレーザ光の波長帯から比較的遠く、且つ黒体放射スペクトルにおける誤差が比較的少ない波長帯である１．８μｍ〜２．３μｍの範囲の波長を有する赤外光を受光してワークの温度を測定する放射温度計であるので、ワークの温度を正確に測定することができる。

［６］ 上記のレーザ装置において、前記ミラーは、ｎ個（ｎは３以上の整数）設けられており、少なくとも（ｎ−１）個の前記ミラーが前記可動ミラーであってもよい。

このような構成によれば、少なくとも（ｎ−１）個のミラーが可動ミラーであるので、ワークにおける任意のｎ箇所に必要な光量の分割レーザ光を照射することができる。これにより、種々の形状のワークに確実に対応することができる。また、例えば、（ｎ−１）個のミラーを可動ミラーとすると共に１個のミラーを固定ミラーとした場合には、いわゆるスルーホール実装を好適に行うことができる。すなわち、固定ミラーで反射された分割レーザ光を端子（リード部）に照射すると共に、各可動ミラーで反射された各分割レーザ光をランドに照射することができるので、前記端子と前記ランドとをバランスよく昇温させることができる。

本発明に係るレーザ装置によれば、複数のミラーの少なくとも１つを可動ミラーとするので、分割レーザ光の光量比及びビーム間隔のうち少なくともいずれか一方を容易に調整することができる。また、汎用のミラー及び集光レンズを用いることができるので、レーザ装置のコストの低廉化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す模式図である。 前記レーザ装置の要部を示したブロック図である。 前記レーザ装置を構成するレーザヘッドの一部省略断面斜視図である。 図１に示すワークの一部省略平面図である。 図５Ａは前記ワークに分割レーザ光を照射した第１の状態を示した平面説明図であり、図５Ｂは該ワークに分割レーザ光を照射した第２の状態を示した平面説明図であり、図５Ｃは該ワークに分割レーザ光を照射した第３の状態を示した平面説明図である。 ワークから導かれた光（赤外光及び可視光）の光路を説明するための前記レーザ装置の要部を示したブロック説明図である。 図７Ａは第１実施形態の変形例に係るレーザ装置のカメラユニットにて撮影された第１の画像を示した説明図であり、図７Ｂは該カメラユニットにて撮影された第２の画像を示した説明図であり、図７Ｃは該カメラユニットにて撮影された第３の画像を示した説明図である。 本発明の第２実施形態に係るレーザ装置の要部を示した一部省略ブロック図である。 図８に示すレーザ装置を構成するレーザヘッドの一部省略断面斜視図である。 図１０Ａは図８に示すワークに分割レーザ光を照射した第１の状態を示した平面説明図であり、図１０Ｂは該ワークに分割レーザ光を照射した第２の状態を示した平面説明図である。 図８に示すレーザ装置を構成する固定ミラーで反射された分割レーザ光を端子に集光照射すると共に、可動ミラーで反射された各分割レーザ光をランドに集光照射した状態を示した平面説明図である。

以下、本発明に係るレーザ装置について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るレーザ装置１０Ａは、レーザ光ＬＢを用いてワークＷを昇温させて半田付けを行うレーザ半田付け装置（レーザ接合装置）として構成されている。

先ず、本実施形態で用いられるワークＷについて説明する。図１及び図４に示すように、ワークＷは、プリント配線板２００と、プリント配線板２００に実装される電子部品２０２とを有する。プリント配線板２００には、例えば、複数の貫通孔（スルーホール）２０４ａ〜２０４ｆと、各貫通孔２０４ａ〜２０４ｆの周囲に配設されたリング状の複数のランド２０６ａ〜２０６ｆとが形成されている。

図４では、６つの貫通孔２０４ａ〜２０４ｆが３行２列の配列で形成されている。そして、本実施形態では、行方向（図４の矢印Ｘ方向）における隣接する貫通孔２０４ａ〜２０４ｆの中心間距離をＬａ、列方向（図４の矢印Ｙ方向）における隣接する貫通孔２０４ａ〜２０４ｆの中心間距離をＬｂとする。

電子部品２０２は、例えば、コネクタとして構成されており、コネクタ本体２０８（図１参照）と、コネクタ本体２０８から延出して各貫通孔２０４ａ〜２０４ｆに挿通される複数の端子２１０ａ〜２１０ｆとを含んでいる。

図１に示すように、レーザ装置１０Ａは、ワークＷを載置するためのステージ１２と、ＬＤ電源１４と、ＬＤ電源１４から供給される駆動電流に基づいてレーザ光ＬＢを発振するＬＤユニット（レーザ発振器）１６と、ＬＤユニット１６から発振されたレーザ光ＬＢを伝送する伝送ユニット１８と、伝送ユニット１８にて伝送されたレーザ光ＬＢをワークＷに照射するためのレーザヘッド２０と、半田（糸半田）Ｓを供給する複数（本実施形態では、２つ）の半田供給部２２、２４と、制御部２６とを備える。

ＬＤユニット１６は、例えば、ＦＣ−ＬＤ（ファイバカップリングレーザダイオード）からなり、取出用光ファイバ２８と一体的に結合して構成される。ＬＤユニット１６は、１つ又は複数のＬＤアレイを有し、ＬＤ電源１４より所要の駆動電流を供給（注入）されて、例えば、１Ｗ〜２００Ｗの高出力ＬＤ光をレーザ光ＬＢとして発振出力する。

レーザ光ＬＢの波長は、特に限定されないが、例えば、０．８μｍ〜０．９μｍに設定されている。取出用光ファイバ２８は、例えば、ＳＩ型光ファイバであって、伝送ユニット１８まで延びて、その出射端面よりレーザ光ＬＢを出射する。

伝送ユニット１８は、入射部３０と光ファイバ３２とを有する。入射部３０は、取出用光ファイバ２８より所定の広がり角度で出射されたレーザ光ＬＢを平行化するコリメートレンズ３４と、コリメートレンズ３４にて平行化されたレーザ光ＬＢを光ファイバ３２に集光する集光レンズ３６とを含む。

図２及び図３に示すように、レーザヘッド２０は、各種光学機器を収容保持可能なレーザヘッド本体３８と、レーザヘッド本体３８に設けられて光ファイバ３２の出射側端部を保持するファイバ保持部４０と、光ファイバ３２より所定の広がり角度で出射されたレーザ光ＬＢを平行化するコリメートレンズ４２と、コリメートレンズ４２から導かれたレーザ光ＬＢを２つの分割レーザ光ＬＢ１、ＬＢ２に分割する固定ミラー４４及び可動ミラー４６と、可動ミラー４６を駆動させるための駆動機構５０と、固定ミラー４４及び可動ミラー４６から導かれた各分割レーザ光ＬＢ１、ＬＢ２をワークＷの所定位置に集光する集光レンズ５２とを有している。

固定ミラー４４は、レーザ光ＬＢの入射角度が所定値（例えば、４５°）となるようにミラーホルダ５４を介してレーザヘッド本体３８に固定されている。すなわち、固定ミラー４４は、集光レンズ５２に対する相対位置が変更されない。

固定ミラー４４は、レーザ光ＬＢを反射すると共にレーザ光ＬＢの波長とは異なる波長の光を透過する。固定ミラー４４は、例えば、可視光ＶＬ１及び赤外光ＩＬ１を透過する汎用の誘電体多層膜ミラーとして構成することができる（図６参照）。具体的には、固定ミラー４４は、１．８μｍ〜２．３μｍの赤外領域の波長を有する赤外光ＩＬ１を透過可能となっている。

可動ミラー４６は、例えば、レーザ光ＬＢを反射すると共に可視光ＶＬ２及び赤外光ＩＬ２を透過する汎用の誘電体多層膜ミラーとして構成することができる。すなわち、可動ミラー４６は、固定ミラー４４と同様に構成することができる。

ただし、可動ミラー４６は、少なくとも可視光ＶＬ２を透過可能に構成されていればよく、赤外光ＩＬ２は透過可能でなくても構わない。また、可動ミラー４６は、固定ミラー４４の前方、すなわち、固定ミラー４４よりもコリメートレンズ４２が位置する側に配設されている。

駆動機構５０は、例えば、可動ミラー４６が固定された移動テーブル５６と、移動テーブル５６を一方向にスライド自在に支持する支持テーブル５８と、移動テーブル５６を支持テーブル５８に対してスライドさせるための第１ハンドル６０と、支持テーブル５８に設けられた支軸６２を回転させるための第２ハンドル６４とを有している（図３参照）。

このように構成された駆動機構５０によれば、使用者等は、第１ハンドル６０を操作することにより、可動ミラー４６に対するレーザ光ＬＢの入射光量が変更されるように可動ミラー４６を進退させることができ、第２ハンドル６４を操作することにより、可動ミラー４６で反射された分割レーザ光ＬＢ２の集光レンズ５２に対する入射角度が変更されるように傾動させることができる。ただし、駆動機構５０は、上述した構成に限定されず、例えば、可動ミラー４６を進退及び傾動させるためのモータ等の駆動源を備えていてもよい。

図２及び図６から諒解されるように、レーザヘッド２０は、ワークＷから導かれて固定ミラー４４及び可動ミラー４６を透過した赤外光ＩＬ１、ＩＬ２を反射する一方で、ワークＷから導かれて固定ミラー４４及び可動ミラー４６を透過した可視光ＶＬ１、ＶＬ２を透過するミラー６６と、ミラー６６で反射された赤外光ＩＬ１、ＩＬ２を集光する集光レンズ６８と、集光レンズ６８で集光された赤外光ＩＬ１を受光する放射温度計（温度測定手段）７０と、ミラー６６を透過した可視光ＶＬ１、ＶＬ２を集光する集光レンズ７２と、集光レンズ７２で集光された可視光ＶＬ１、ＶＬ２を受光してワークＷを撮影するカメラユニット（画像撮影手段）７４とをさらに有している。

放射温度計７０とカメラユニット７４は、固定ミラー４４及び可動ミラー４６に対してワークＷが位置する側とは反対側に配設されている。すなわち、放射温度計７０、カメラユニット７４、固定ミラー４４、及び可動ミラー４６は、レーザヘッド本体３８内に収容されており、互いに比較的近くに配置されている。これにより、放射温度計７０とカメラユニット７４をレーザヘッド本体３８の外側に配置する場合と比較してレーザ装置１０Ａをコンパクトに構成することができる。

放射温度計７０は、固定ミラー４４を透過した赤外光ＩＬ１を受光することにより、ワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ１の照射部位の温度を測定する。このように、放射温度計７０が可動ミラー４６ではなく固定ミラー４４を透過した赤外光ＩＬ１を受光するため、可動ミラー４６を傾動させても赤外光ＩＬ１の放射温度計７０に対する照射位置が移動することはない。よって、ワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ１の照射部位（半田付け部）の温度を確実に測定することができる。

カメラユニット７４は、ワークＷにおける各分割レーザ光ＬＢ１、ＬＢ２の照射部位（半田付け部）を撮影する。そして、カメラユニット７４にて撮影した画像（静止画又は動画）は、表示部７６にて表示可能となっている（図７Ａ〜図７Ｃ参照）。

各半田供給部２２、２４は、半田Ｓを所定の送り速度によってワークＷの各ランド２０６ａ〜２０６ｆに供給する。また、各半田供給部２２、２４は、ステージ１２に対して相対的に変位可能な状態で設けられている。これにより、ワークＷの各ランド２０６ａ〜２０６ｆに半田Ｓを確実に供給することができる。

制御部２６は、ＬＤ電源１４を駆動制御する電源制御部７８と、制御部本体８０とを有する（図１参照）。制御部本体８０には、ステージ１２を駆動制御するステージ制御部８２と、各半田供給部２２、２４を駆動制御する半田供給制御部８４とが設けられている。

次に、以上のように構成されたレーザ装置１０Ａを用いた半田付けについて説明する。先ず、ステージ制御部８２は、ステージ１２を移動させることにより、固定ミラー４４から導かれた分割レーザ光ＬＢ１の照射位置に端子２１０ｄ及びランド２０６ｄが位置するようにワークＷの位置決めを行う。なお、この位置決め工程では、レーザヘッド２０をステージ１２に対して移動させてもよいことは勿論である。

続いて、使用者等は、第１ハンドル６０及び第２ハンドル６４を操作することにより、可動ミラー４６の位置を調整する。具体的には、使用者等は、第１ハンドル６０を操作して可動ミラー４６を進退させることにより、分割レーザ光ＬＢ１と分割レーザ光ＬＢ２の光量比を調整する。本実施形態では、例えば、分割レーザ光ＬＢ１と分割レーザ光ＬＢ２の光量比を略１対１とする。

また、使用者等は、第２ハンドル６４を操作して可動ミラー４６を傾動させることにより、ワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ２の照射位置を調整する。ここで、可動ミラー４６が傾動すると、当該可動ミラー４６で反射された分割レーザ光ＬＢ２の集光レンズ５２に対する入射角度が変更されるため、ワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ２の照射位置が変位することとなる。

本実施形態では、ワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ１と分割レーザ光ＬＢ２のビーム間隔がＬｂとなるように、第２ハンドル６４を操作する。こうすることにより、可動ミラー４６から導かれた分割レーザ光ＬＢ２を端子２１０ａ及びランド２０６ａに確実に集光照射させることができる。

次に、電源制御部７８は、ＬＤ電源１４を駆動制御してＬＤユニット１６からレーザ光ＬＢを発振させる。ＬＤユニット１６から発振したレーザ光ＬＢは、取出用光ファイバ２８から出射されてコリメートレンズ３４で平行化された後、集光レンズ３６で光ファイバ３２内に入射されてレーザヘッド２０まで伝送される。光ファイバ３２から出射したレーザ光ＬＢは、コリメートレンズ４２で平行化された後、固定ミラー４４及び可動ミラー４６に照射される。

そして、固定ミラー４４に入射した一部のレーザ光ＬＢが当該固定ミラー４４で反射されて分割レーザ光ＬＢ１として集光レンズ５２を介して端子２１０ｄ及びランド２０６ｄに集光照射されると共に、可動ミラー４６に入射した残余のレーザ光ＬＢが当該可動ミラー４６で反射されて分割レーザ光ＬＢ２として集光レンズ５２を介して端子２１０ａ及びランド２０６ａに集光照射される（図５Ａ参照）。

これにより、分割レーザ光ＬＢ１が照射された端子２１０ｄ及びランド２０６ｄが該分割レーザ光ＬＢ１を吸収して昇温されると共に、分割レーザ光ＬＢ２が照射された端子２１０ａ及びランド２０６ａが該分割レーザ光ＬＢ２を吸収して昇温されることになる。

このとき、図６に示すように、端子２１０ｄ及びランド２０６ｄから発せられた赤外光ＩＬ１は、集光レンズ５２を透過した後、固定ミラー４４を透過する。固定ミラー４４を透過した赤外光ＩＬ１は、ミラー６６で反射して集光レンズ６８で集光されて放射温度計７０で受光される。

一方、端子２１０ａ及びランド２０６ａから発せられた赤外光ＩＬ２は、集光レンズ５２を透過した後、可動ミラー４６を透過する。可動ミラー４６を透過した赤外光ＩＬ２は、ミラー６６で反射した後、放射温度計７０で受光されないようになっている。これにより、ワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ１の照射部位の温度が放射温度計７０によって測定される。

ワークＷにおける各分割レーザ光ＬＢ１、ＬＢ２の照射部位の温度が所定温度以上に達すると、半田供給部２２からランド２０６ａに供給された半田Ｓが溶融すると共に、半田供給部２４からランド２０６ｄに供給された半田Ｓが溶融する。

その後、半田供給制御部８４が各半田供給部２２、２４の駆動を停止して半田Ｓの供給を停止し、電源制御部７８がＬＤ電源１４の駆動を停止してレーザ光ＬＢの発振を停止する。これにより、端子２１０ａとランド２０６ａの半田付けと端子２１０ｄとランド２０６ｄの半田付けが略同時に完了する。

本実施形態では、カメラユニット７４は、ワークＷの状態（半田付け前後の状態、及び半田付け中の状態）を撮影している。すなわち、端子２１０ｄ及びランド２０６ｄで反射した自然光や照明光等の反射光は、集光レンズ５２を透過して固定ミラー４４に導かれ、当該反射光のうち可視領域の波長を有する可視光ＶＬ１が固定ミラー４４を透過する。固定ミラー４４を透過した可視光ＶＬ１は、ミラー６６を透過して集光レンズ７２で集光されてカメラユニット７４にて受光される。

一方、端子２１０ａ及びランド２０６ａで反射した自然光や照明光等の反射光は、集光レンズ５２を透過して可動ミラー４６に導かれ、当該反射光のうち可視領域の波長を有する可視光ＶＬ２が可動ミラー４６を透過する。可動ミラー４６を透過した可視光ＶＬ２は、ミラー６６を透過して集光レンズ７２で集光されてカメラユニット７４にて受光される。

このようにしてワークＷにおける各分割レーザ光ＬＢ１、ＬＢ２の照射部位を撮影する場合であっても、固定ミラー４４及び可動ミラー４６が誘電体多層膜ミラー（平面ミラー）で構成されているため、カメラユニット７４で撮影された画像の乱れを好適に抑えることができる。

本実施形態では、端子２１０ａ及びランド２０６ａの半田付けと端子２１０ｄ及びランド２０６ｄの半田付けが完了すると、ステージ制御部８２は、所定距離Ｌａだけステージ１２を行方向（図５ＡのＸ方向であって左側）に移動させる。

そうすると、列方向における隣接する貫通孔２０４ａ〜２０４ｆの中心間距離がＬｂで一定であるので（図４参照）、分割レーザ光ＬＢ１の照射位置に端子２１０ｅ及びランド２０６ｅが位置すると共に、分割レーザ光ＬＢ２の照射位置に端子２１０ｂ及びランド２０６ｂが位置することとなる（図５Ｂ参照）。これにより、可動ミラー４６の位置を調整することなく、端子２１０ｂ及びランド２０６ｂの半田付けと端子２１０ｅ及びランド２０６ｅの半田付けを略同時に行うことができる。

その後、ステージ制御部８２は、ステージ１２を所定距離Ｌａだけ行方向（図５ＡのＸ方向であって左側）にさらに移動させる。これにより、可動ミラー４６の位置を調整することなく、端子２１０ｃ及びランド２０６ｃの半田付けと端子２１０ｆ及びランド２０６ｆの半田付けを略同時に行うことができる（図５Ｃ参照）。このように、本実施形態では、６箇所の半田付けを効率的に行うことができる。

本実施形態によれば、可動ミラー４６に対するレーザ光ＬＢの入射量が変更されるように進退可能な状態で可動ミラー４６を配設している。この場合、第１ハンドル６０を操作して可動ミラー４６を進退させるだけで分割レーザ光ＬＢ１と分割レーザ光ＬＢ２の光量比を容易に調整することができる。

また、可動ミラー４６から導かれた分割レーザ光ＬＢ２の集光レンズ５２に対する入射角度が変更されるように傾動可能な状態で可動ミラー４６を配設している。この場合、第２ハンドル６４を操作して可動ミラー４６を傾動させるだけでワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ１と分割レーザ光ＬＢ２のビーム間隔を容易に調整することができる。

さらに、分割放物面鏡等のような特殊品ではなく、汎用品である固定ミラー４４、可動ミラー４６、及び集光レンズ５２を用いるため、レーザ装置１０Ａのコストの低廉化を図ることができる。さらにまた、焦点距離を変えようとした場合であっても、集光レンズ５２を交換するだけで実現できるので、コストの高騰化を好適に抑えることができる。

本実施形態に係るレーザ装置１０Ａでは、レーザ光ＬＢを分割するための２つのミラーのうちの１つが固定ミラー４４であるので、駆動機構５０を１つだけ設ければよい。すなわち、固定ミラー４４には駆動機構５０を設ける必要がないため、全てのミラーを可動ミラー４６とした場合と比較して部品点数を削減することができる。これにより、レーザ装置１０Ａのコストのさらなる低廉化を図ることができる。

また、放射温度計７０が、一般的にワークＷの加工等に用いられるレーザ光ＬＢの波長帯（本実施形態では、０．８μｍ〜０．９μｍ）から比較的遠く、且つ黒体放射スペクトルにおける誤差が比較的少ない波長帯である１．８μｍ〜２．３μｍの範囲の波長を有する赤外光ＩＬ１を受光してワークＷの温度を測定するものであるので、ワークＷの温度を正確に測定することができる。

本実施形態に係るレーザ装置１０Ａは上述した構成に限定されない。例えば、可動ミラー４６は、当該可動ミラー４６に対するレーザ光ＬＢの入射量が変更されるように進退可能な状態、又は当該可動ミラー４６で反射された分割レーザ光ＬＢ２の集光レンズ５２に対する入射角が変更されるように傾動可能な状態で配設されていてもよい。

また、前記レーザ装置１０Ａにおいて、放射温度計７０とカメラユニット７４の位置を入れ替えても構わない。この場合、ミラー６６は、可視光ＶＬ１、ＶＬ２を反射する一方で、少なくとも赤外光ＩＬ１を透過するように構成すればよい。

さらに、本実施形態に係るレーザ装置１０Ａは、固定ミラー４４に代えて可動ミラー４６とその駆動機構５０を設けても構わない。この場合、例えば、２つの可動ミラー４６を傾動させてワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ１と分割レーザ光ＬＢ２のビーム間隔を変更することが可能となる。

そうすると、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、表示部７６に映し出される画像において、ワークＷにおける分割レーザ光ＬＢ１の照射位置と分割レーザ光ＬＢ２の照射位置とを画面中心Ｏに対して左右対称に移動させることができる。この場合、各分割レーザ光ＬＢ１、ＬＢ２の照射部位を表示部７６の画面内に収め易くなる。

本実施形態では、ＬＤユニット１６が複数設けられると共に、各ＬＤユニット１６から延出する取出用光ファイバ２８をバンドルファイバとして構成してもよい。こうすることで、各ＬＤユニット１６から発振したレーザ光ＬＢを前記バンドルファイバでまとめることができる。よって、一層高出力のレーザ光ＬＢを半田付け（加工）に利用することができる。

また、本実施形態において、取出用光ファイバ２８は、レーザヘッド本体３８に直接接続されていても構わない。これにより、入射部３０及び光ファイバ３２の構成を省略することができるので、レーザ装置１０Ａの構成を簡素化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るレーザ装置１０Ｂについて図８〜図１１を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係るレーザ装置１０Ｂにおいて、第１実施形態に係るレーザ装置１０Ａと同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図８及び図９に示すように、本実施形態に係るレーザ装置１０Ｂを構成するレーザヘッド９０には、上述した可動ミラー４６及び駆動機構５０と同様に構成された可動ミラー９２及び駆動機構９４が追加されている。すなわち、レーザ装置１０Ｂは、１つの固定ミラー４４と２つの可動ミラー４６、９２を備えている。可動ミラー４６、９２は、固定ミラー４４よりも前方に配設されている。また、レーザ装置１０Ｂには、半田供給部９６が追加されている。

以上のように構成されたレーザ装置１０Ｂでは、例えば、一方の駆動機構５０の第２ハンドル６４を操作して可動ミラー４６を傾動させた場合には、当該可動ミラー４６で反射された分割レーザ光ＬＢ２と固定ミラー４４で反射された分割レーザ光ＬＢ１のビーム間隔を調整することができ、他方の駆動機構９４の第２ハンドル６４を操作して可動ミラー９２を傾動させた場合には、当該可動ミラー９２で反射された分割レーザ光ＬＢ３と固定ミラー４４で反射された分割レーザ光ＬＢ１のビーム間隔を調整することができる。

本実施形態では、ワークＷにおける隣接する分割レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ３のビーム間隔がＬａとなるように各駆動機構５０、９４の第２ハンドル６４が操作される。これにより、固定ミラー４４に入射した一部のレーザ光ＬＢが当該固定ミラー４４で反射されて分割レーザ光ＬＢ１として集光レンズ５２を介して端子２１０ｂ及びランド２０６ｂに集光照射され、可動ミラー４６に入射した一部のレーザ光ＬＢが当該可動ミラー４６で反射されて分割レーザ光ＬＢ２として集光レンズ５２を介して端子２１０ａ及びランド２０６ａに集光照射され、可動ミラー９２に入射した残余のレーザ光ＬＢが当該可動ミラー９２で反射されて分割レーザ光ＬＢ３として集光レンズ５２を介して端子２１０ｃ及びランド２０６ｃに集光照射されることとなる（図１０Ａ参照）。この場合、３箇所の半田付けを略同時に行うことができる。

また、上記半田付けが完了した後には、ステージ制御部８２は、所定距離Ｌｂだけステージ１２を列方向（図１０Ａの矢印Ｙ方向であって上側）に移動させる。そうすると、行方向における隣接する貫通孔２０４ａ〜２０４ｆの中心間距離がＬａで一定であるので（図４参照）、分割レーザ光ＬＢ１の照射位置に端子２１０ｅ及びランド２０６ｅが位置し、分割レーザ光ＬＢ２の照射位置に端子２１０ｄ及びランド２０６ｄが位置し、分割レーザ光ＬＢ３の照射位置に端子２１０ｆ及びランド２０６ｆが位置することとなる（図１０Ｂ参照）。

これにより、各可動ミラー４６、９２の位置を調整することなく、端子２１０ｄ及びランド２０６ｄの半田付け、端子２１０ｅ及びランド２０６ｅの半田付け、端子２１０ｆ及びランド２０６ｆの半田付けを略同時に行うことができる。

本実施形態によれば、１つの固定ミラー４４と２つの可動ミラー４６、９２を設けているので、ワークＷにおける任意の３箇所に必要な光量の分割レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ３を照射することができる。これにより、上述したような形状のワークＷの半田付けを効率的に行うことができる。また、上記以外の種々の形状のワークにも対応することができる。

本実施形態に係るレーザ装置１０Ｂは、例えば、図１１に示すように、固定ミラー４４から導かれた分割レーザ光ＬＢ１を端子２１０ａに集光照射し、可動ミラー４６、９２から導かれた分割レーザ光ＬＢ２、ＬＢ３をランド２０６ａに集光照射することにより半田付けを行っても構わない。この場合、端子２１０ａとランド２０６ａをバランスよく昇温させることができるため、高品質の半田付けを行うことができる。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

例えば、本発明に係るレーザ装置は、３個以上の可動ミラーを有していても構わない。この場合、固定ミラーを１つ設けてもよいし、固定ミラーを設けなくてもよい。また、本発明に係るレーザ装置は、レーザ半田付け以外の加工、例えばレーザ溶接、レーザろう付け、孔開け加工等にも利用することが可能である。

１０Ａ、１０Ｂ…レーザ装置 １２…ステージ
１６…ＬＤユニット（レーザ発振器） ４４…固定ミラー
４６、９２…可動ミラー ７０…放射温度計（温度測定手段）
７４…カメラユニット（画像撮影手段） ＩＬ１、ＩＬ２…赤外光
ＬＢ…レーザ光 ＬＢ１〜ＬＢ３…分割レーザ光
ＶＬ１、ＶＬ２…可視光 Ｗ…ワーク

Claims (6)

1. レーザ光を発振するレーザ発振器と、
   前記レーザ光を複数の分割レーザ光に分割すると共にワークに向けて反射する複数のミラーと、
   複数の前記分割レーザ光を前記ワークに集光する集光レンズと、を備えるレーザ装置であって、
   複数の前記ミラーの少なくとも１つは、当該ミラーに対する前記レーザ光の入射量が変更されるように進退可能な状態、及び当該ミラーで反射された前記分割レーザ光の前記集光レンズに対する入射角度が変更されるように傾動可能な状態のうち少なくともいずれか一方の状態で配設される可動ミラーである、
   ことを特徴とするレーザ装置。
2. 請求項１に記載のレーザ装置において、
   各前記ミラーは、前記レーザ光の波長とは異なる波長を有する光が透過可能に構成され、
   前記ワークから導かれて各前記ミラーを透過した前記光を受光することにより該ワークを撮影する画像撮影手段をさらに備える、
   ことを特徴とするレーザ装置。
3. 請求項１又は２に記載のレーザ装置において、
   複数の前記ミラーの１つが、前記集光レンズに対する相対位置が変更されないように配設された固定ミラーである、
   ことを特徴とするレーザ装置。
4. 請求項３記載のレーザ装置において、
   前記固定ミラーは、赤外領域の波長を有する赤外光が透過可能に構成され、
   前記ワークから導かれて前記固定ミラーを透過した前記赤外光を受光することにより該ワークの温度を測定する温度測定手段をさらに備える、
   ことを特徴とするレーザ装置。
5. 請求項４記載のレーザ装置において、
   前記固定ミラーは、１．８μｍ〜２．３μｍの範囲の波長を有する前記赤外光が透過可能に構成され、
   前記温度測定手段は、該赤外光を受光して前記ワークの温度を測定する放射温度計である、
   ことを特徴とするレーザ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記ミラーは、ｎ個（ｎは３以上の整数）設けられており、
   少なくとも（ｎ−１）個の前記ミラーが前記可動ミラーである、
   ことを特徴とするレーザ装置。

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