JPH02117791A - レーザ光加工装置 - Google Patents
レーザ光加工装置Info
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- JPH02117791A JPH02117791A JP1238410A JP23841089A JPH02117791A JP H02117791 A JPH02117791 A JP H02117791A JP 1238410 A JP1238410 A JP 1238410A JP 23841089 A JP23841089 A JP 23841089A JP H02117791 A JPH02117791 A JP H02117791A
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザと、レーザビームをほぼ同一の強度の
少なくとも２個のサブレーザビームに分割するスプリッ
タと、レーザの強度および加工片支持体とレーザビーム
との相対移動を制御する制御ユニットとを具え、レーザ
光を使用して加工片を加工する装置に関するものである
。
少なくとも２個のサブレーザビームに分割するスプリッ
タと、レーザの強度および加工片支持体とレーザビーム
との相対移動を制御する制御ユニットとを具え、レーザ
光を使用して加工片を加工する装置に関するものである
。
このような装置は例えば、レーザ光ビームにより電子部
品をプリント回路板にはんだ付けまたは溶着するのに使
用することができる。この場合、このような部品はプリ
ント回路板とともに加工片をなす。
品をプリント回路板にはんだ付けまたは溶着するのに使
用することができる。この場合、このような部品はプリ
ント回路板とともに加工片をなす。
［従来の技術〕
上述のような装置は***特許公開第２９３４４０７号に
記載されている。この装置において、レーザから発生し
たレーザビームを２スロツトダイアフラム（スプリッタ
）により２個のサブレーザビームに分割し、これらサブ
レーザビームを光学的偏向ユニットにより電子部品の接
続素子に向けて偏向する。部品は加工片支持体により適
正位置に調整することができ、更に、光学的偏向ユニッ
トに使用したミラーを調整することによってサブレーザ
ビームを偏向することができる。
記載されている。この装置において、レーザから発生し
たレーザビームを２スロツトダイアフラム（スプリッタ
）により２個のサブレーザビームに分割し、これらサブ
レーザビームを光学的偏向ユニットにより電子部品の接
続素子に向けて偏向する。部品は加工片支持体により適
正位置に調整することができ、更に、光学的偏向ユニッ
トに使用したミラーを調整することによってサブレーザ
ビームを偏向することができる。
しかし、実際上は、複数個のサブレーザビームに対して
ほぼ正確に等しいエネルギ分布で行うことはほとんど不
可能であったり、多大な技術的コストをかけてのみ可能
であったりする。しかし、サブレーザビームはほぼ同一
の強度を有していなければならない。さもないと、成る
サブレーザビームの下では部品またはプリント回路板が
焼失し、他のサブレーザビームの強度は満足のいくはん
だ接合が得られないといった事態を生ずることになる。
ほぼ正確に等しいエネルギ分布で行うことはほとんど不
可能であったり、多大な技術的コストをかけてのみ可能
であったりする。しかし、サブレーザビームはほぼ同一
の強度を有していなければならない。さもないと、成る
サブレーザビームの下では部品またはプリント回路板が
焼失し、他のサブレーザビームの強度は満足のいくはん
だ接合が得られないといった事態を生ずることになる。
更に、２スロツトダイアフラムを使用することによりレ
ーザエネルギはｌ置火してしまう。
ーザエネルギはｌ置火してしまう。
更に、電子部品の２個の接続素子をプリント回路板に同
時にはんだ付けする装置については***特許第３５３９
９３３号に記載されている。この装置において、レーザ
は２個の同一強度のサブレーザビ−ムを発生し、光学的
偏向ユニットを介して部品の接続素子に偏向する。しか
し、同一強度のサブレーザビームを発生するには極めて
コストがかかる。
時にはんだ付けする装置については***特許第３５３９
９３３号に記載されている。この装置において、レーザ
は２個の同一強度のサブレーザビ−ムを発生し、光学的
偏向ユニットを介して部品の接続素子に偏向する。しか
し、同一強度のサブレーザビームを発生するには極めて
コストがかかる。
上述の従来装置において、２個のサブレーザビームは可
動のミラーを有する光学的偏向ユニットを介して接続素
子に指向させる。ミラーの指向を完了してからはんだ付
は作業を行う。しかし、この装置を使用する場合、２個
以上の接続素子をプリント回路板に同時にはんだ付けま
たは溶着することはできない。更に、従来のこの種の装
置は高価な構造となり、加工片の加工の前にコストのか
かるミラーの位置決め作業を必要とする。
動のミラーを有する光学的偏向ユニットを介して接続素
子に指向させる。ミラーの指向を完了してからはんだ付
は作業を行う。しかし、この装置を使用する場合、２個
以上の接続素子をプリント回路板に同時にはんだ付けま
たは溶着することはできない。更に、従来のこの種の装
置は高価な構造となり、加工片の加工の前にコストのか
かるミラーの位置決め作業を必要とする。
従って、本発明の目的は、レーザを使用して簡単に加工
片の加工を行うことができる装置を得るにある。
片の加工を行うことができる装置を得るにある。
この目的を達成するため、本発明レーザ光加工装置は、
前記ビームスプリッタには、レーザから入射するレーザ
ビームを複数個のサブレーザビームに分離し、加工片に
投射パターンを形成する少なくとも１個のデジタル相回
折格子を設けたことを特徴とする。
前記ビームスプリッタには、レーザから入射するレーザ
ビームを複数個のサブレーザビームに分離し、加工片に
投射パターンを形成する少なくとも１個のデジタル相回
折格子を設けたことを特徴とする。
本発明装置によれば、デジタル相回折格子によりほぼ同
一の複数個のサブレーザビームを発生することができる
。この形式のデジタル相回折格子は例えば、ヨーロッパ
特許第０００２８７３号またはエッチ ダムマン（１，
［）ａｍｍａｎ）著による記事「合成デジタル相回折格
子一般計、特徴、用途Ｊ（インターナショナル コンフ
ァレンス オン コンピュータージエネレーテツド ホ
ログラフィ績の「プロシーディング オン インターナ
ショナルソサイアティ フォー オプティカル エンジ
ニアリング」第４３７巻、１９８３年８月２５．２６日
発行、第７２−７８頁）に記載されている。このような
設計に基づいて、デジタル相回折格子は異なる数のサブ
レーザビームを発生することができ、壁に対して直交し
て投射されるとき投射サンプルを生ずる。
一の複数個のサブレーザビームを発生することができる
。この形式のデジタル相回折格子は例えば、ヨーロッパ
特許第０００２８７３号またはエッチ ダムマン（１，
［）ａｍｍａｎ）著による記事「合成デジタル相回折格
子一般計、特徴、用途Ｊ（インターナショナル コンフ
ァレンス オン コンピュータージエネレーテツド ホ
ログラフィ績の「プロシーディング オン インターナ
ショナルソサイアティ フォー オプティカル エンジ
ニアリング」第４３７巻、１９８３年８月２５．２６日
発行、第７２−７８頁）に記載されている。このような
設計に基づいて、デジタル相回折格子は異なる数のサブ
レーザビームを発生することができ、壁に対して直交し
て投射されるとき投射サンプルを生ずる。
このときレーザエネルギの損失は少なくなる。即ち、レ
ーザ光のエネルギはサブレーザビームに対してほぼ均一
に分散される。投射平面におけるサブレーザビームの終
点はこの平面の方向に互いにほぼ等間隔に離れる。従っ
て、デジタル相回折格子によれば、集積回路の互いに等
間隔離れる接続素子のすべてを１回の製造ステップでプ
リント回路板にはんだ付けすることができる。デジタル
相回折格子は集積回路の接続素子のパターンに対応する
投射パターンを有するサブレーザビームを発生する。
ーザ光のエネルギはサブレーザビームに対してほぼ均一
に分散される。投射平面におけるサブレーザビームの終
点はこの平面の方向に互いにほぼ等間隔に離れる。従っ
て、デジタル相回折格子によれば、集積回路の互いに等
間隔離れる接続素子のすべてを１回の製造ステップでプ
リント回路板にはんだ付けすることができる。デジタル
相回折格子は集積回路の接続素子のパターンに対応する
投射パターンを有するサブレーザビームを発生する。
加工片を加工するには、通常具なる製造ステップを必要
とする。部品をプリント回路板にはんだ付けするには例
えば、異なる必要条件が課せられる。従って、第１デジ
タル相回折格子は抵抗の２個のリード線をはんだ付けす
るための２個のサブレーザビームを発生することができ
、第２デジタル相回折格子はトランジスタの３個の接続
素子のはんだ付のための３個のサブレーザビームを発生
することができる。従って、製造ステップを開始する前
に、制御ユニットによりデジタル相回折格子をレーザビ
ームの経路に進入させて必要な投射パターンを生するよ
うにする。従って、偏向ユニットにおいてミラーによる
アラインメントは必要でなるなる。
とする。部品をプリント回路板にはんだ付けするには例
えば、異なる必要条件が課せられる。従って、第１デジ
タル相回折格子は抵抗の２個のリード線をはんだ付けす
るための２個のサブレーザビームを発生することができ
、第２デジタル相回折格子はトランジスタの３個の接続
素子のはんだ付のための３個のサブレーザビームを発生
することができる。従って、製造ステップを開始する前
に、制御ユニットによりデジタル相回折格子をレーザビ
ームの経路に進入させて必要な投射パターンを生するよ
うにする。従って、偏向ユニットにおいてミラーによる
アラインメントは必要でなるなる。
エッチ ダムマン（Ｈ，Ｄａｍｍａｎ）著による記事「
合成デジタル相回折格子、一般計、特徴、用途」（イン
ターナショナル コンファレンス オンコンピューター
ジエネレーテッド ホログラフィ編の「プロシーディン
グ オン インターナショナルソサイアティ フォー
オプティカル エンジニアリング」第４３７巻、１９８
３年８月２５．２６日発行、第７２−７８真）には、ど
のようにデジタル相回折格子を製造することができるか
を記載している。
合成デジタル相回折格子、一般計、特徴、用途」（イン
ターナショナル コンファレンス オンコンピューター
ジエネレーテッド ホログラフィ編の「プロシーディン
グ オン インターナショナルソサイアティ フォー
オプティカル エンジニアリング」第４３７巻、１９８
３年８月２５．２６日発行、第７２−７８真）には、ど
のようにデジタル相回折格子を製造することができるか
を記載している。
このようなデジタル相回折格子は等間隔にリニアに並ん
だスポットのアレイの投射パターンを有するサブレーザ
ビームを発生する。これらスポットはほぼ同一の強度を
有する。
だスポットのアレイの投射パターンを有するサブレーザ
ビームを発生する。これらスポットはほぼ同一の強度を
有する。
更に、***特許公開第２９１６１８４号には光学的光ガ
イド装置におけるバイナリデジタル相回折格子を使用す
ることが記載されている。この場合光ガイドにより発生
した光ビームをデジタル相回折格子により複数個のサブ
レーザビームに分割し、これらサブレーザビームを更に
他の光ガイドに放射する。
イド装置におけるバイナリデジタル相回折格子を使用す
ることが記載されている。この場合光ガイドにより発生
した光ビームをデジタル相回折格子により複数個のサブ
レーザビームに分割し、これらサブレーザビームを更に
他の光ガイドに放射する。
デジタル相回折格子をレーザビーム経路に簡単に挿入す
ることができるようにするため、本発明の好適な実施例
においては、前記ビームスプリッタを、少なくとも２個
のデジタル相回折格子を有する第１可動格子ディスクを
有するものとして構成し、この格子ディスクを制御ユニ
ットの制御の下にサブレーザビームの経路に挿入可能に
構成する。
ることができるようにするため、本発明の好適な実施例
においては、前記ビームスプリッタを、少なくとも２個
のデジタル相回折格子を有する第１可動格子ディスクを
有するものとして構成し、この格子ディスクを制御ユニ
ットの制御の下にサブレーザビームの経路に挿入可能に
構成する。
デジタル相回折格子を使用するとき一列に配列したスポ
ットを有する投射パターンのみ発生することができる。
ットを有する投射パターンのみ発生することができる。
複数個の互いに平行なうインを有する投射パターンを発
生するため、本発明の好適な実施例においては、前記ビ
ームスプリッタを、少なくとも１個の他のデジタル相回
折格子を有し、制御ユニットの制御の下にサブレーザビ
ームの経路中に挿入可能な第２可動格子ディスクを有す
るものとして構成する。２個のデジタル相回折格子を互
いに９０°シフトすると、矩形の投射パターンが得られ
る。９０°以外の角度を選択すると菱形パターンが得ら
れる。
生するため、本発明の好適な実施例においては、前記ビ
ームスプリッタを、少なくとも１個の他のデジタル相回
折格子を有し、制御ユニットの制御の下にサブレーザビ
ームの経路中に挿入可能な第２可動格子ディスクを有す
るものとして構成する。２個のデジタル相回折格子を互
いに９０°シフトすると、矩形の投射パターンが得られ
る。９０°以外の角度を選択すると菱形パターンが得ら
れる。
デジタル相回折格子により発生するサブレーザビームは
異なる回折オーダーで回折する。デジタル相回折格子か
ら発生するサブレーザビームの非偏向ビームはゼロ次の
サブレーザビームと称する。
異なる回折オーダーで回折する。デジタル相回折格子か
ら発生するサブレーザビームの非偏向ビームはゼロ次の
サブレーザビームと称する。
このゼロ次のサブレーザビームに隣接するサブレーザビ
ームはより高次のオーダーの正または負のサブレーザビ
ームと称する。従って、ゼロ次のサブレーザビームに直
接隣接するサブレーザビームは一次のサブビームである
。
ームはより高次のオーダーの正または負のサブレーザビ
ームと称する。従って、ゼロ次のサブレーザビームに直
接隣接するサブレーザビームは一次のサブビームである
。
実際上、デジタル相回折格子は所要のサブレーザビーム
を発生するだけでなく、低い強度の高次のサブレーザビ
ームも発生する。これら高次のサブレーザビームを排除
するため、本発明の好適な実施例においては、サブレー
ザビームの経路に進入可能なダイアフラムを設ける。
を発生するだけでなく、低い強度の高次のサブレーザビ
ームも発生する。これら高次のサブレーザビームを排除
するため、本発明の好適な実施例においては、サブレー
ザビームの経路に進入可能なダイアフラムを設ける。
ダイアフラムを簡単に挿入することができるようにする
ため、本発明の好適な実施例においては、高次のサブレ
ーザビームの阻止する少な（とも２個の異なるダイアフ
ラムを有する回転自在の円形ダイアフラムディスクを設
ける。
ため、本発明の好適な実施例においては、高次のサブレ
ーザビームの阻止する少な（とも２個の異なるダイアフ
ラムを有する回転自在の円形ダイアフラムディスクを設
ける。
加工片の端縁を加工することができるようにするため、
本発明の好適な実施例においては、サブレーザビームを
偏向し、加工片支持体に対して傾斜した角度で加工片に
指向させるミラー列を有する光学的偏向ユニットを設け
る。この実施例によれば、表面取付装置即ち、Ｓ Ｍ
Ｄ （Ｓｕｒｆａｃｅ ＭｏｕｎｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓ
）部品のはんだ付けを行うことができる。
本発明の好適な実施例においては、サブレーザビームを
偏向し、加工片支持体に対して傾斜した角度で加工片に
指向させるミラー列を有する光学的偏向ユニットを設け
る。この実施例によれば、表面取付装置即ち、Ｓ Ｍ
Ｄ （Ｓｕｒｆａｃｅ ＭｏｕｎｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓ
）部品のはんだ付けを行うことができる。
このＳＭＤ部品の接続素子は部品のベースからプリント
回路板に突出しない。加工片支持体に直交するサブレー
ザビームはＳＭＤ部品の接続素子に達しない。
回路板に突出しない。加工片支持体に直交するサブレー
ザビームはＳＭＤ部品の接続素子に達しない。
更に、本発明は上述の装置を使用してレーザ光により電
子部品の接続素子をプリント回路板にはんだ付けまたは
溶着する方法に関する。
子部品の接続素子をプリント回路板にはんだ付けまたは
溶着する方法に関する。
この方法は、部品のすべての接続素子を１個の製造ステ
ップにおいて同時にはんだ付けまたは溶着し、前記製造
ステップ中には、接続素子のはんだ付けまたは溶着点の
パターンに対応する投射パターンを発生するよう前記第
１格子ディスクおよび／または第２格子ディスク並びに
ダイアフラムディスクをそれぞれ回転することにより、
必要なデジタル相回折格子およびダイアフラムをレーザ
ビームおよびサブレーザビームの経路にそれぞれ進入さ
せ、製造ステップ中にのみレーザの強度をはんだ付けま
たは溶着に必要な強度に保つことを特徴とする。
ップにおいて同時にはんだ付けまたは溶着し、前記製造
ステップ中には、接続素子のはんだ付けまたは溶着点の
パターンに対応する投射パターンを発生するよう前記第
１格子ディスクおよび／または第２格子ディスク並びに
ダイアフラムディスクをそれぞれ回転することにより、
必要なデジタル相回折格子およびダイアフラムをレーザ
ビームおよびサブレーザビームの経路にそれぞれ進入さ
せ、製造ステップ中にのみレーザの強度をはんだ付けま
たは溶着に必要な強度に保つことを特徴とする。
電子部品をプリント回路板にはんだ付けするのにレーザ
ビームを使用すると、正確に合焦したレーザビームによ
りはんだ付は点のみ加熱され、プリント回路板および／
または個別の電子モジュールの全体的な加熱が得られ、
過熱を生ずる危険防止することができる。
ビームを使用すると、正確に合焦したレーザビームによ
りはんだ付は点のみ加熱され、プリント回路板および／
または個別の電子モジュールの全体的な加熱が得られ、
過熱を生ずる危険防止することができる。
この方法において、製造ステップははんだ付けまたは溶
１着作業である。実際の製造ステップを開始する前に制
御ユニットにより必要なバイナリデジタル相回折格子お
よびダイアフラムをレーザビームの経路に進入させ、加
工片支持体によりプリント回路板を位置決めする。次に
レーザビームの強度を増加し、はんだ付けまたは溶着作
業を開始する。このとき個々のサブレーザビームの強度
は同一であり、即ち、各はんだ付はスポットにおいて基
本的に同一の温度ではんだ付けまたは溶着が行われる。
１着作業である。実際の製造ステップを開始する前に制
御ユニットにより必要なバイナリデジタル相回折格子お
よびダイアフラムをレーザビームの経路に進入させ、加
工片支持体によりプリント回路板を位置決めする。次に
レーザビームの強度を増加し、はんだ付けまたは溶着作
業を開始する。このとき個々のサブレーザビームの強度
は同一であり、即ち、各はんだ付はスポットにおいて基
本的に同一の温度ではんだ付けまたは溶着が行われる。
製造ステップ相互間の強度を減少することによって、エ
ネルギ消費量を減少し、プリント回路板上の部品の破損
を防止することができる。
ネルギ消費量を減少し、プリント回路板上の部品の破損
を防止することができる。
代案として製造ステップ相互間ではレーザのスイッチを
オフにすることができる。
オフにすることができる。
更に、本発明は上述の装置を使用してフォイルコンデン
サのためのフォイル細条を形成する方法に関する。本発
明方法によれば、第１製造ステ・ノブで金属被覆フォイ
ルからレーザビームスポ・ントの線形アレイに交差する
第１ラインに沿って金属を蒸発させ、第２製造ステップ
で第１ラインと同じ方向の第２ラインに沿ってフォイル
を切断して順次の第１ライン間の距離の半分にほぼ等し
い幅のフォイル細条を形成し、製造ステ・ンプを開始す
る前に、蒸発および切断をそれぞれ行うべき位置のパタ
ーンに対応するレーザスポットのパターンを生するよう
第１格子ディスクおよび第２格子ディスク並びにダイア
フラムディスクをそれぞれ移動することにより必要なデ
ジタル相回折格子およびダイアプラムをそれぞれレーザ
ビームおよびサブレーザビームの経路に進入させ、対応
の製造ステップ中にのみ蒸発または切断のために必要な
強度にレーザ強度を維持することを特徴とする。
サのためのフォイル細条を形成する方法に関する。本発
明方法によれば、第１製造ステ・ノブで金属被覆フォイ
ルからレーザビームスポ・ントの線形アレイに交差する
第１ラインに沿って金属を蒸発させ、第２製造ステップ
で第１ラインと同じ方向の第２ラインに沿ってフォイル
を切断して順次の第１ライン間の距離の半分にほぼ等し
い幅のフォイル細条を形成し、製造ステ・ンプを開始す
る前に、蒸発および切断をそれぞれ行うべき位置のパタ
ーンに対応するレーザスポットのパターンを生するよう
第１格子ディスクおよび第２格子ディスク並びにダイア
フラムディスクをそれぞれ移動することにより必要なデ
ジタル相回折格子およびダイアプラムをそれぞれレーザ
ビームおよびサブレーザビームの経路に進入させ、対応
の製造ステップ中にのみ蒸発または切断のために必要な
強度にレーザ強度を維持することを特徴とする。
この方法によれば、レーザビームは３個の異なる強度を
有する。製造ステップ相互間ではレーザビームの強度を
極めて低いレベルに調整し、従って、フォイルの損傷を
回避することができる。第１製造ステップ中は、レーザ
ビームの強度は金属例えば、アルミニウムのみをフォイ
ルから蒸発することができるよう選択する。第２製造ス
テップ中は、レーザビームの強度を最高にする。このと
きフォイルを切断するに充分なエネルギを発生すべきで
ある。
有する。製造ステップ相互間ではレーザビームの強度を
極めて低いレベルに調整し、従って、フォイルの損傷を
回避することができる。第１製造ステップ中は、レーザ
ビームの強度は金属例えば、アルミニウムのみをフォイ
ルから蒸発することができるよう選択する。第２製造ス
テップ中は、レーザビームの強度を最高にする。このと
きフォイルを切断するに充分なエネルギを発生すべきで
ある。
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
レーザビームからサブビームを発生する第１図に示す構
成はレーザ光により加工片を加工する装置の一部をなし
、デジタル相（ｄｅｇｉｔａｌ ｐｈａｓｅ）回折格子
２にレーザビームを照射するレーザ１を有する。この回
折格子２はレーザビームからサブビームを回折により発
生し、これらサブビームをレンズ、３により合焦する。
成はレーザ光により加工片を加工する装置の一部をなし
、デジタル相（ｄｅｇｉｔａｌ ｐｈａｓｅ）回折格子
２にレーザビームを照射するレーザ１を有する。この回
折格子２はレーザビームからサブビームを回折により発
生し、これらサブビームをレンズ、３により合焦する。
第２図にはデジタル相回折格子の断面を示す。
この回折格子は、断面で見ると互いに平行な矩形の複数
個の細条を有する光学素子である。このようなデジタル
相回折格子２の製造することは、エッチ ダムマン（ｌ
、 ［ｌａａ＋ｍａｎ）著による記事「合成デジタル相
回折格子一般計、特徴、用途」 （インターナショナル
コンファレンス オン コンピュータージェネレーテ
ッド ホログラフィ編の「プロシーディング オン イ
ンターナショナルソサイアティ フォー オプティカル
エンジニアリング」第４３７巻、１９８３年８月２５
．２６日発行、第７２−７８頁）に記載されている。規
則的な構造のこのデジタル相回折格子２はレーザビーム
から簡単な構造の成る奇数個のサブレーザビームを発生
する。これらサブレーザビームは異なる回折に従う回折
オーダーに区分けされる。未回折サブレーザビームはゼ
ロ次のサブビームと規定する。このゼロ次のサブビーム
に直ぐ隣接するサブレーザビームは正および負の一部サ
ブビームである。第１図には例として二次のデジタル相
回折を示し、５個のサブレーザビームを発生し、この投
射パターンは第１図の右方に示し、−列に等間隔で並ん
だ５個の光スポットを有する。
個の細条を有する光学素子である。このようなデジタル
相回折格子２の製造することは、エッチ ダムマン（ｌ
、 ［ｌａａ＋ｍａｎ）著による記事「合成デジタル相
回折格子一般計、特徴、用途」 （インターナショナル
コンファレンス オン コンピュータージェネレーテ
ッド ホログラフィ編の「プロシーディング オン イ
ンターナショナルソサイアティ フォー オプティカル
エンジニアリング」第４３７巻、１９８３年８月２５
．２６日発行、第７２−７８頁）に記載されている。規
則的な構造のこのデジタル相回折格子２はレーザビーム
から簡単な構造の成る奇数個のサブレーザビームを発生
する。これらサブレーザビームは異なる回折に従う回折
オーダーに区分けされる。未回折サブレーザビームはゼ
ロ次のサブビームと規定する。このゼロ次のサブビーム
に直ぐ隣接するサブレーザビームは正および負の一部サ
ブビームである。第１図には例として二次のデジタル相
回折を示し、５個のサブレーザビームを発生し、この投
射パターンは第１図の右方に示し、−列に等間隔で並ん
だ５個の光スポットを有する。
矩形または菱形の投射パターンはデジタル相回折格子２
の前または後に配置した他のデジタル相回折格子５によ
り得られる。第３図に示すようにレーザｌはレーザビー
ムをデジタル相回折格子２に照射し、他のデジタル相回
折格子を通過するサブレーザビームを発生し、レンズ３
により合焦する。このとき発生する１５個の光スポット
を有する矩形の投射パターンを図面の右方に示す。この
実施例においては、デジタル相回折格子２は５個のサブ
レーザビームを入射レーザビームから発生し、デジタル
相回折格子５は入射レーザビームから３個のサブレーザ
ビームを発生する。２個のデジタル相回折格子を９０°
シフトする即ち、第１デジタル相回折格子の細条の向き
を第２回折格子の細条の向きに直交させる場合に矩形投
射パターンが形成される。投射パターンのスポットの数
は、１個のレーザビームから２個のデジタル相回折格子
２および５により発生するサブレーザビームの数の積に
等しい、２個のデジタル相回折格子２および５間のシフ
ト量が０°と９０°との間の値である場合、菱形の投射
パターンが得られる。
の前または後に配置した他のデジタル相回折格子５によ
り得られる。第３図に示すようにレーザｌはレーザビー
ムをデジタル相回折格子２に照射し、他のデジタル相回
折格子を通過するサブレーザビームを発生し、レンズ３
により合焦する。このとき発生する１５個の光スポット
を有する矩形の投射パターンを図面の右方に示す。この
実施例においては、デジタル相回折格子２は５個のサブ
レーザビームを入射レーザビームから発生し、デジタル
相回折格子５は入射レーザビームから３個のサブレーザ
ビームを発生する。２個のデジタル相回折格子を９０°
シフトする即ち、第１デジタル相回折格子の細条の向き
を第２回折格子の細条の向きに直交させる場合に矩形投
射パターンが形成される。投射パターンのスポットの数
は、１個のレーザビームから２個のデジタル相回折格子
２および５により発生するサブレーザビームの数の積に
等しい、２個のデジタル相回折格子２および５間のシフ
ト量が０°と９０°との間の値である場合、菱形の投射
パターンが得られる。
デジタル相回折格子は、所要のサブレーザビームを発生
するのみならず、好ましくない高次のサブレーザビーム
をも発生する。好ましくないサブレーザビームを排除す
るため、ダイアフラム６を第４図に示すようにレンズ３
の後方に位置決めする。ダイアフラム６はダイアフラム
６を破壊するかもしれない高次のサブレーザビームの焦
点に配置する。
するのみならず、好ましくない高次のサブレーザビーム
をも発生する。好ましくないサブレーザビームを排除す
るため、ダイアフラム６を第４図に示すようにレンズ３
の後方に位置決めする。ダイアフラム６はダイアフラム
６を破壊するかもしれない高次のサブレーザビームの焦
点に配置する。
以下にレーザ光加工装置の２個の実施例を説明する。第
１の実施例を第５図に示し、この実施例はプリント回路
板に電子部品の素子を接続するはんだ付は装置である。
１の実施例を第５図に示し、この実施例はプリント回路
板に電子部品の素子を接続するはんだ付は装置である。
この装置はレーザビームをビームスプリッタ１１に放射
するレーザ１０を有し、このビームスプリッタ１１は、
デジタル相回折格子を具える格子ディスク１２および１
３と、レンズ１８と、ダイアフラムディスク１４とを有
する。回転可能に構成したディスク１２．１３および１
４はステップモータ１５．１６．１７により制御装置２
０の制御の下に移動することができる。制御装置２０は
レーザｌＯをも制御する。格子ディスク１２．１３のデ
ジタル相回折格子はサブレーザビームを発生し、好まし
くない高次のサブレーザビームはダイアフラムディスク
１４のダイアフラムにより阻止する。
するレーザ１０を有し、このビームスプリッタ１１は、
デジタル相回折格子を具える格子ディスク１２および１
３と、レンズ１８と、ダイアフラムディスク１４とを有
する。回転可能に構成したディスク１２．１３および１
４はステップモータ１５．１６．１７により制御装置２
０の制御の下に移動することができる。制御装置２０は
レーザｌＯをも制御する。格子ディスク１２．１３のデ
ジタル相回折格子はサブレーザビームを発生し、好まし
くない高次のサブレーザビームはダイアフラムディスク
１４のダイアフラムにより阻止する。
ダイアフラムディスク１４のダイアフラムを通過するサ
ブレーザビームは、光学的偏向ユニット２１により部品
２８の接続素子に偏向してこの接続素子をプリント回路
板２９にはんだ付けする。偏向ユニットは第１ミラーま
たはプリズム２２を有し、サブビームを９０°偏向させ
、レンズ系２３を介して互いに交差する２個のミラーま
たはプリズム２４に指向させ、このプリズム２４により
サブレーザビームを異なる方向に指向させる。レンズ系
２３は可変焦点距離を有しくズーム対物系）を有するも
のとして構成することができ、この場合投射パターンの
スポットを縮小したりまたは拡大することができる。
ブレーザビームは、光学的偏向ユニット２１により部品
２８の接続素子に偏向してこの接続素子をプリント回路
板２９にはんだ付けする。偏向ユニットは第１ミラーま
たはプリズム２２を有し、サブビームを９０°偏向させ
、レンズ系２３を介して互いに交差する２個のミラーま
たはプリズム２４に指向させ、このプリズム２４により
サブレーザビームを異なる方向に指向させる。レンズ系
２３は可変焦点距離を有しくズーム対物系）を有するも
のとして構成することができ、この場合投射パターンの
スポットを縮小したりまたは拡大することができる。
ミラー２４はミラー２２からのサブレーザビームを再び
９０°偏向させ、サブレーザビームの常に反対向きのビ
ーム方向をプリント回路板２９にほぼ平行にする。ミラ
ー２４により反射したサブレーザビームを、更に他の２
個のミラーまたはプリズム２５．２６により再び偏向し
、プリント回路板２９の表面領域に対して傾斜した角度
で部品２Ｂの接続素子に入射させる。プリント回路板２
９は加工片支持体２７により保持する。加工片支持体２
７は制御ユニット２０により制御し、プリント回路板２
９を位置決めすることを目的とする。
９０°偏向させ、サブレーザビームの常に反対向きのビ
ーム方向をプリント回路板２９にほぼ平行にする。ミラ
ー２４により反射したサブレーザビームを、更に他の２
個のミラーまたはプリズム２５．２６により再び偏向し
、プリント回路板２９の表面領域に対して傾斜した角度
で部品２Ｂの接続素子に入射させる。プリント回路板２
９は加工片支持体２７により保持する。加工片支持体２
７は制御ユニット２０により制御し、プリント回路板２
９を位置決めすることを目的とする。
次にこの装置によりどのようにして数個の電子部品２８
をプリント回路板２９にはんだ付けすることができるか
を説明する。実際のはんだ付けの作業（製造ステップ）
を行う前に、ビームスプリッタ１１の格子ディスク１２
および１３並びにダイアフラムディスク１４を移動し、
加工片支持体２７を位置決めする。この期間中はレーザ
１０をスイッチオフ状態にしておく。ビームスプリッタ
１１において、格子ディスク１２．１３およびダイアフ
ラムディスク１４を回転し、必要なデジタル相回折格子
または必要なダイアフラムをレーザビームまたはサブレ
ーザビームの経路にそれぞれ位置決めする。部品２８を
はんだ付けするプリント回路板２９は加工片支持体２７
により位置決めし、光学偏向ユニット２１により偏向し
たサブレーザビームを部品２８の接続素子に入射させる
。サブレーザビームの投射パターンは、部品２日のはん
だ付はスポットのパターンまたは接続素子にそれぞれ対
応させる。
をプリント回路板２９にはんだ付けすることができるか
を説明する。実際のはんだ付けの作業（製造ステップ）
を行う前に、ビームスプリッタ１１の格子ディスク１２
および１３並びにダイアフラムディスク１４を移動し、
加工片支持体２７を位置決めする。この期間中はレーザ
１０をスイッチオフ状態にしておく。ビームスプリッタ
１１において、格子ディスク１２．１３およびダイアフ
ラムディスク１４を回転し、必要なデジタル相回折格子
または必要なダイアフラムをレーザビームまたはサブレ
ーザビームの経路にそれぞれ位置決めする。部品２８を
はんだ付けするプリント回路板２９は加工片支持体２７
により位置決めし、光学偏向ユニット２１により偏向し
たサブレーザビームを部品２８の接続素子に入射させる
。サブレーザビームの投射パターンは、部品２日のはん
だ付はスポットのパターンまたは接続素子にそれぞれ対
応させる。
例えば、２×８個の接続素子を有する集積回路をはんだ
付けする場合、実際にはんだ付けする前にビームスプリ
ッタ１１においてレーザビーム回折格子から２個のサブ
レーザビームを発生するデジタル相回折格子を、ステッ
プモータ１５による格子ディスク１２の回転によりビー
ム経路に移動し、ステップモータ１６により回折格子１
３の回転による１個のレーザビームから８個のサブレー
ザビームを発生するデジタル相回折格子を挿入する。レ
ーザ１０をスイッチオンした後、集積回路の接続素子を
プリント回路板２９にサブレーザビームによりはんだ付
けする。次の作業ステップにおいて、２個の接続素子を
有する部品をプリント回路板２９にはんだ付けする場合
、制御ユニット２０によりステップモータ１５を制御し
、デジタル相回折格子をビーム経路に挿入し、２個のサ
ブレーザビームを発生する。この場合、格子ディスク１
３を作用させず、格子ディスク１２から発生するサブレ
ーザビームが増殖することがないようにする。
付けする場合、実際にはんだ付けする前にビームスプリ
ッタ１１においてレーザビーム回折格子から２個のサブ
レーザビームを発生するデジタル相回折格子を、ステッ
プモータ１５による格子ディスク１２の回転によりビー
ム経路に移動し、ステップモータ１６により回折格子１
３の回転による１個のレーザビームから８個のサブレー
ザビームを発生するデジタル相回折格子を挿入する。レ
ーザ１０をスイッチオンした後、集積回路の接続素子を
プリント回路板２９にサブレーザビームによりはんだ付
けする。次の作業ステップにおいて、２個の接続素子を
有する部品をプリント回路板２９にはんだ付けする場合
、制御ユニット２０によりステップモータ１５を制御し
、デジタル相回折格子をビーム経路に挿入し、２個のサ
ブレーザビームを発生する。この場合、格子ディスク１
３を作用させず、格子ディスク１２から発生するサブレ
ーザビームが増殖することがないようにする。
第６図には、本発明の第２の実施例を示す。この装置を
使用してフィルムコンデンサのためのフォイル細条を製
造する。レーザ３０はビームをビームスプリッタ３１に
送る。このスプリッタ３１には２個のデジタル相回折格
子を有する格子ディスク３２を設け、これら回折格子を
ステップモータ３３によリレーザビームの経路に移動す
ることができるようにする。格子ディスク３２のデジタ
ル相回折格子により発生するサブレーザビームはレンズ
３４を通過する。好ましくない高次のサブレーザビーム
を阻止するため２個のダイアフラムを有するダイアフラ
ムディスク３５をレンズ３４の後方に配置する。
使用してフィルムコンデンサのためのフォイル細条を製
造する。レーザ３０はビームをビームスプリッタ３１に
送る。このスプリッタ３１には２個のデジタル相回折格
子を有する格子ディスク３２を設け、これら回折格子を
ステップモータ３３によリレーザビームの経路に移動す
ることができるようにする。格子ディスク３２のデジタ
ル相回折格子により発生するサブレーザビームはレンズ
３４を通過する。好ましくない高次のサブレーザビーム
を阻止するため２個のダイアフラムを有するダイアフラ
ムディスク３５をレンズ３４の後方に配置する。
このダイアフラムディスク３５はステップモータ３６に
より移動する。ビームスプリッタ３１により供給される
サブレーザビームは光学的偏向ユニット３７を介して加
工片支持体３８に偏向される。このユニットは、サブレ
ーザビームを９０”偏向してレンズ系３９に指向させる
ミラーまたはプリズム４１を有し、このレンズ系３９は
ミラー４１からのサブレーザビームをフォイル４２に指
向させる。
より移動する。ビームスプリッタ３１により供給される
サブレーザビームは光学的偏向ユニット３７を介して加
工片支持体３８に偏向される。このユニットは、サブレ
ーザビームを９０”偏向してレンズ系３９に指向させる
ミラーまたはプリズム４１を有し、このレンズ系３９は
ミラー４１からのサブレーザビームをフォイル４２に指
向させる。
レーザ３０、ステップモータ３３．３６および加工片支
持体３８は制御ユニット４０により制御する。例えば、
真空蒸着アルミニウムを設けたポリエステルで構成した
フォイル４２を加工片支持体３８に配置する。本発明装
置によりフィルムコンデンサのためのフォイル細条はフ
ォイル４２から製造する。第１製造ステップにおいて、
サブレーザビームをフォイル４２に照射させ、−列のス
ポットに対応する投射パターンを発生する。これらスポ
ットは互いに等間隔離れる。加工片支持体３８はサブレ
ーザビームの下方で前記スポット列に直交する方向に移
動し、サブレーザビームの強度が充分高いときアルミニ
、ラムが蒸発した第１ラインがフォイル４２に製造され
る。次の製造ステップにおいて、第２デジタル相回折格
子をステップモータ３０によりレーザビームの経路に移
動し、これにより先行のアルミニウムのない２個のライ
ン間の距離の約半分だけ互いに離れる第２スポツトを有
する第２投射パターンが形成される。レーザをスイッチ
オンした後フォイル４２をサブレーザビームの下方に移
動し、これによりフォイル細条間の分離ラインを構成す
る第２ラインが形成される。レーザｌＯの強度は、サブ
レーザビームが入射した位置でフォイルが切断されるよ
う調整する。フォイル４２から切断されたフォイル細条
の幅は金属が除去された第１ライン間の距離の半分に対
応する。他の製造ステップおよび他の装置において、フ
ォイル細条は折り畳みまた巻き付けてフィルムコンデン
サを形成し、リード線を設ける。
持体３８は制御ユニット４０により制御する。例えば、
真空蒸着アルミニウムを設けたポリエステルで構成した
フォイル４２を加工片支持体３８に配置する。本発明装
置によりフィルムコンデンサのためのフォイル細条はフ
ォイル４２から製造する。第１製造ステップにおいて、
サブレーザビームをフォイル４２に照射させ、−列のス
ポットに対応する投射パターンを発生する。これらスポ
ットは互いに等間隔離れる。加工片支持体３８はサブレ
ーザビームの下方で前記スポット列に直交する方向に移
動し、サブレーザビームの強度が充分高いときアルミニ
、ラムが蒸発した第１ラインがフォイル４２に製造され
る。次の製造ステップにおいて、第２デジタル相回折格
子をステップモータ３０によりレーザビームの経路に移
動し、これにより先行のアルミニウムのない２個のライ
ン間の距離の約半分だけ互いに離れる第２スポツトを有
する第２投射パターンが形成される。レーザをスイッチ
オンした後フォイル４２をサブレーザビームの下方に移
動し、これによりフォイル細条間の分離ラインを構成す
る第２ラインが形成される。レーザｌＯの強度は、サブ
レーザビームが入射した位置でフォイルが切断されるよ
う調整する。フォイル４２から切断されたフォイル細条
の幅は金属が除去された第１ライン間の距離の半分に対
応する。他の製造ステップおよび他の装置において、フ
ォイル細条は折り畳みまた巻き付けてフィルムコンデン
サを形成し、リード線を設ける。
第１図は、レーザビームからデジタル相回折格子により
サブレーザビームを発生する状態を説明する線図的説明
図、 第２図は、リニアなデジタル相回折格子の縦断面図、 第３図は、第２のデジタル相回折格子を設けた第１図と
同様の線図的説明図、 第４図は、第１の構成にダイアフラムを設けた状態の線
図的説明図、 第５図は、プリント回路板に部品の接続素子をはんだ付
けする装置の線図的説明図、 第６図は、フィルムコンデンサのためのフォイル細条を
製造するための装置の線図的説明図である。 １、１０．３０・・・レーザ ２，５・・・デジタル相
回折格子３、 ８．１８．３４・・・レーザ ６・・・ダイアフラム １１、３１・・・ビームスプリッタ ！２．１．３．３２・・・格子ディスク１４、３５・・
・ダイアフラムディスク１５、１６．１？、 ３３．３
６・・・ステップモータ２１、３７・・・光学的偏向ユ
ニット ２２、２４．２５．２６．４１・・・ミラーまたはプリ
ズム２３、３９・・・レンズ系 ２７．３８・・・加
工片支持体２８・・・電子部品 ２９・・・プリ
ント回路板４２・・・フォイル
サブレーザビームを発生する状態を説明する線図的説明
図、 第２図は、リニアなデジタル相回折格子の縦断面図、 第３図は、第２のデジタル相回折格子を設けた第１図と
同様の線図的説明図、 第４図は、第１の構成にダイアフラムを設けた状態の線
図的説明図、 第５図は、プリント回路板に部品の接続素子をはんだ付
けする装置の線図的説明図、 第６図は、フィルムコンデンサのためのフォイル細条を
製造するための装置の線図的説明図である。 １、１０．３０・・・レーザ ２，５・・・デジタル相
回折格子３、 ８．１８．３４・・・レーザ ６・・・ダイアフラム １１、３１・・・ビームスプリッタ ！２．１．３．３２・・・格子ディスク１４、３５・・
・ダイアフラムディスク１５、１６．１？、 ３３．３
６・・・ステップモータ２１、３７・・・光学的偏向ユ
ニット ２２、２４．２５．２６．４１・・・ミラーまたはプリ
ズム２３、３９・・・レンズ系 ２７．３８・・・加
工片支持体２８・・・電子部品 ２９・・・プリ
ント回路板４２・・・フォイル
Claims (8)
- １．レーザと、レーザビームをほぼ同一強度の少なくと
も２個のサブレーザビームに分離するビームスプリッタ
と、およびレーザの強度および加工片支持体とレーザビ
ームとの間の相対移動を制御する制御ユニットとを具え
、レーザ光を使用して加工片の加工する装置において、
前記ビームスプリッタには、レーザから入射するレーザ
ビームを複数個のサブレーザビームに分離し、加工片に
投射パターンを形成する少なくとも１個のデジタル相回
折格子を設けたことを特徴とするレーザ光加工装置。 - ２．前記ビームスプリッタを、少なくとも２個のデジタ
ル相回折格子を有する第１可動格子ディスクを有するも
のとして構成し、この格子ディスクを制御ユニットの制
御の下にサブレーザビームの経路に挿入可能に構成した
請求項１記載のレーザ光加工装置。 - ３．前記ビームスプリッタを、少なくとも１個の他のデ
ジタル相回折格子を有し、制御ユニットの制御の下にサ
ブレーザビームの経路中に挿入可能な第２可動格子ディ
スクを有するものとして構成した請求項２記載のレーザ
光加工装置。 - ４．サブレーザビームの経路に進入可能なダイアフラム
を設けた請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の
レーザ光加工装置。 - ５．少なくとも２個の異なるダイアフラムを有する回転
可能なダイアフラムディスクを設けた請求項４記載のレ
ーザ光加工装置。 - ６．サブレーザビームを偏向し、加工片支持体に対して
傾斜した角度で加工片に指向させるミラー列を有する光
学的偏向ユニットを設けた請求項１乃至５のうちのいず
れか一項に 記載のレーザ光加工装置。 - ７．請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のレー
ザ光加工装置を使用してレーザ光により電子部品の接続
素子をプリント回路板にはんだ付けまたは溶着する方法
において、部品のすべての接続素子を１個の製造ステッ
プにおいて同時にはんだ付けまたは溶着し、前記製造ス
テップ中には、接続素子のはんだ付けまたは溶着点のパ
ターンに対応する投射パターンを発生するよう前記第１
格子ディスクおよび／または第２格子ディスク並びにダ
イアフラムディスクをそれぞれ回転することにより、必
要なデジタル相回折格子およびダイアフラムをレーザビ
ームおよびサブレーザビームの経路にそれぞれ進入させ
、製造ステップ中にのみレーザの強度をはんだ付けまた
は溶着に必要な強度に保つことを特徴とするレーザ光は
んだ付けまたは溶着方法。 - ８．請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のレー
ザ光加工装置を使用してフォイルコンデンサのためのフ
ォイル細条を製造する方法において、第１製造ステップ
で金属被覆フォイルからレーザビームスポットの線形ア
レイに交差する第１ラインに沿って金属を蒸発させ、第
２製造ステップで第１ラインと同じ方向の第２ラインに
沿ってフォイルを切断して順次の第１ライン間の距離の
半分にほぼ等しい幅のフォイル細条を形成し、製造ステ
ップを開始する前に、蒸発および切断をそれぞれ行うべ
き位置のパターンに対応するレーザスポットのパターン
を生するよう第１格子ディスクおよび第２格子ディスク
並びにダイアフラムディスクをそれぞれ移動することに
より必要なデジタル相回折格子およびダイアフラムをそ
れぞれレーザビームおよびサブレーザビームの経路に進
入させ、対応の製造ステップ中にのみ蒸発または切断の
ために必要な強度にレーザ強度を維持することを特徴と
するフォイルコンデンサ用フォイル細条形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3831743A DE3831743A1 (de) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | Vorrichtung zur bearbeitung eines werkstueckes mit laserlicht und verwendung dieser vorrichtung |
| DE3831743.5 | 1988-09-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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