(57)【要約】【課題】半田付けの品質を高めかつ半田付け時間を短縮する。【解決手段】電気回路基板１の端子２と、フラットケーブル３の電線端部である導体４とを半田付けするべく、前工程でリフロー等により端子に半田５を設けておき、その半田には赤色レーザ光Ｌｒを、端子には青色レーザ光をそれぞれ照射するレーザ半田付け装置６を設ける。赤色レーザ光源の赤色半導体レーザ１１と、青色レーザ光源の青色半導体レーザとを設け、各レーザ光を集光レンズ９でそれぞれ集光してスポットにして各対象に照射する。半田と端子との温度特性（同一レーザ光による昇温早さ）に違いに応じて各レーザ光源の出力を調節することができ、特に、入手容易な低出力青色半導体レーザを複数配設することにより、半田と端子とを所定温度まで概ね同時に昇温させることができるため、いずれか一方の発熱が大きくなって熱ダメージが生じてしまうことを防止し得る。【選択図】図２
2013103264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの半田付け対象物と半田とを有する半田付け部分にレーザ光を照射して半田付けするレーザ半田付け装置であって、
前記半田付け対象物よりも前記半田を昇温させるのに適する第１レーザ光を出射する第１レーザ光源と、前記半田よりも前記半田付け対象物を昇温させるのに適する第２レーザ光を出射する第２レーザ光源とを有し、
前記第１レーザ光源および前記第２レーザ光源の一方が他方より低出力であり、当該低出力の方は、前記半田と前記半田付け対象物とが前記各レーザ光の照射により概ね同時に所定温度まで昇温するように、複数設けられていることを特徴とするレーザ半田付け装置。
【請求項２】
前記第１レーザ光は、前記半田の光吸収率が前記半田付け対象物よりも高くなる波長のレーザ光であり、前記第２レーザ光は、前記半田付け対象物の光吸収率が前記半田よりも高くなる波長のレーザ光であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ半田付け装置。
【請求項３】
前記第１レーザ光は赤色レーザ光であり、前記第２レーザ光は青色レーザ光であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ半田付け装置。
【請求項４】
前記青色レーザ光は、前記半田付け対象物にスポット状に照射されることを特徴とする請求項３に記載のレーザ半田付け装置。
【請求項５】
２つの半田付け対象物と半田とを有する半田付け部分にレーザ光を照射して半田付けするレーザ半田付け方法であって、
第１レーザ光源により、前記半田付け対象物よりも前記半田を昇温させるのに適する第１レーザ光を前記半田に照射し、
第２レーザ光源により、前記半田よりも前記半田付け対象物を昇温させるのに適する第２レーザ光を前記半田付け対象物の少なくとも一方に照射し、
前記第１レーザ光源および前記第２レーザ光源の低出力の方を複数設けて、前記半田と前記半田付け対象物とが前記各レーザ光の照射により概ね同時に所定温度まで昇温させることを特徴とするレーザ半田付け方法。
【請求項６】
前記第１レーザ光は、前記半田付け対象物よりも前記半田の方が光吸収率が高くなる波長のレーザ光であり、前記第２レーザ光は、前記半田よりも前記半田付け対象物の方が光吸収率が高くなる波長のレーザ光であることを特徴とする請求項５に記載のレーザ半田付け方法。
【請求項７】
前記第１レーザ光は赤色レーザ光であり、前記第２レーザ光は青色レーザ光であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のレーザ半田付け方法。
【請求項８】
前記青色レーザ光は、前記半田付け対象物にスポット状に照射されることを特徴とする請求項７に記載のレーザ半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を照射して半田付けを行うレーザ半田付け装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電装部品の端子を基板等に半田付けする場合に、半田ごてを用いる手半田では隣り合う端子同士が近い場合にブリッジ接続（短絡）される虞があり、そのような問題を解消するために高精度に位置決めして自動で半田付けを行うことができる種々の半田付け装置が開発されている。
【０００３】
自動で半田付けを行う半田付け装置として、レーザ光を半田または半田付け対象物に照射して半田付けを行うようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。レーザ光は微小なスポットにして照射することができるため、近年の高ピッチに配設された微小な端子に対応することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５５４５６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１による半田付け装置では、単一のコアを有し、光増幅した光をシングルモードで出力する増幅用光ファイバを用いて出力するファイバーレーザ装置により、マイクロ秒以上のパルス幅の光として出力して、その出力光を半田または半田対象物に照射して微小サイズの半田付けを行う。また、具体的には１０６４ｎｍ（または５３２ｎｍ）の単一波長のレーザ光を用いている。
【０００６】
一方、半田を構成する金属（主としてＳｎ）と半田付け対象物（上記ランド）を構成する金属（銅または金等）とのレーザ光の波長に対する光吸収率に違いがある。そのため、上記半田装置では、半田の光吸収率が高い波長のレーザ光を照射する場合には半田に対して行い、半田付け対象物の光吸収率が高い波長のレーザ光を照射する場合には半田付け対象物に対して行う、というように波長に応じて照射対象を変えることになる。
【０００７】
しかしながら、半田を溶融させて半田付けを行う場合には半田付け対象物も半田が溶融し得る温度まで昇温しておくことにより半田が円滑に行き渡るようになるが、半田付け時間をできるだけ短縮するために上記したようにいずれか一方を早く発熱させた場合には、他方に伝熱されるまでに、先に発熱させた方に熱ダメージが生じる虞がある。熱ダメージが生じた状態で半田付けされたものは、半田付け部分の品質が低下してしまう。熱ダメージが生じないようにするためには、レーザ光の照射部分が急激に発熱しないように時間を掛けて発熱させることが考えられるが、半田付け時間が長くなるため生産性が低くなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、半田付けの品質を高めかつ半田付け時間を短縮し得るレーザ半田付け装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半田付け装置は、２つの半田付け対象物と半田とを有する半田付け部分にレーザ光を照射して半田付けするレーザ半田付け装置であって、前記半田付け対象物よりも前記半田を昇温させるのに適する第１レーザ光を出射する第１レーザ光源と、前記半田よりも前記半田付け対象物を昇温させるのに適する第２レーザ光を出射する第２レーザ光源とを有し、前記第１レーザ光源および前記第２レーザ光源の一方が他方より低出力であり、当該低出力の方は、前記半田と前記半田付け対象物とが前記各レーザ光の照射により概ね同時に所定温度まで昇温するように、複数設けられている構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２つの半田付け対象物同士を半田付けする場合に、半田付け対象物及び半田の両方に対して別々のレーザ光をそれぞれ照射して昇温させることから、半田と半田付け対象物との温度特性（同一レーザ光による昇温早さ）に違いがあっても、その温度特性に応じて各レーザ光源の出力を調節することができ、半田と半田付け対象物とを所定温度まで概ね同時に昇温させることができるため、いずれか一方の発熱が大きくなって熱ダメージが生じてしまうことを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるレーザ半田付け装置の一例を示す要部斜視図である。
【図２】本発明に基づくレーザ半田付け装置の内部構成を示す模式的斜視図である。
【図３】赤色レーザ出射装置の構成を示す模式図である。
【図４】青色レーザ出射装置の青色レーザ光の出射部分の構成を示す要部拡大斜視図である。
【図５】コリメータレンズの相対位置調整構造を示す要部拡大断面図である。
【図６】青色レーザ光の集光要領を示す図である。
【図７】４本の青色レーザ光の集光の変化を示す図であり、（ａ）は図６の矢印VIIａ−VIIａ線の位置で見た図であり、（ｂ）は図６の矢印VIIｂ−VIIｂ線の位置で見た図であり、（ｃ）は図６の矢印VIIｃ−VIIｃ線の位置で見た図である。
【図８】赤色及び青色レーザ光の半田及び導体への照射要領を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図９】赤色及び青色レーザ光の金属の種類（金・銅・スズ）の違いによる光吸収率を示す図である。
【図１０】本発明のレーザ半田付け装置による半田付け後の状態を示す図であり、（ａ）は図８（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は図８（ｂ）に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、２つの半田付け対象物と半田とを有する半田付け部分にレーザ光を照射して半田付けするレーザ半田付け装置であって、前記半田付け対象物よりも前記半田を昇温させるのに適する第１レーザ光を出射する第１レーザ光源と、前記半田よりも前記半田付け対象物を昇温させるのに適する第２レーザ光を出射する第２レーザ光源とを有し、前記第２レーザ光源は、前記第１レーザ光源よりも低出力であり、かつ前記半田が前記第１レーザ光の照射により所定温度まで昇温するのと概ね同時に前記半田付け対象物も当該所定温度まで昇温するように複数設けられている構成とする。
【００１３】
これによると、２つの半田付け対象物同士を半田付けする場合に、半田付け対象物及び半田の両方に対して別々のレーザ光をそれぞれ照射して昇温させることから、半田と半田付け対象物との温度特性（同一レーザ光による昇温早さ）に違いがあっても、その温度特性に応じて各レーザ光源の出力を調節することができ、半田と半田付け対象物とを好適に所定温度まで概ね同時に昇温させることができるため、いずれか一方の発熱が大きくなって熱ダメージが生じてしまうことを防止し得る。
【００１４】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記第１レーザ光は、前記半田の光吸収率が前記半田付け対象物よりも高くなる波長のレーザ光であり、前記第２レーザ光は、前記半田付け対象物の光吸収率が前記半田よりも高くなる波長のレーザ光である構成とする。
【００１５】
これによると、照射対象の光吸収率の違いに応じた好適な波長のレーザ光を照射することから、効率良く発熱させることができる。
【００１６】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記第１レーザ光は赤色レーザ光であり、前記第２レーザ光は青色レーザ光である構成とする。
【００１７】
これによると、入手容易な赤色半導体レーザと青色半導体レーザを用いて、それぞれの金属における光吸収率の違いに応じて、半田には赤色レーザ光を照射し、半田付け対象物となる導体には青色レーザ光を照射することから、それぞれを効率良く発熱させることができる。
【００１８】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記青色レーザ光は、前記半田付け対象物にスポット状に照射される構成とする。
【００１９】
これによると、入手容易な青色半導体レーザは低出力なため、それに比べて高出力となる赤色半導体レーザよりも多く配設し、さらに例えば集光レンズで集光してポットにして照射することにより、赤色レーザ光で照射される半田の昇温に合わせて概ね同時に半田付け対象得物を所定温度まで昇温させることができる。
【００２０】
また、第５の発明は、２つの半田付け対象物と半田とを有する半田付け部分にレーザ光を照射して半田付けするレーザ半田付け方法であって、第１レーザ光源により、前記半田付け対象物よりも前記半田を昇温させるのに適する第１レーザ光を前記半田に照射し、第２レーザ光源により、前記半田よりも前記半田付け対象物を昇温させるのに適する第２レーザ光を前記半田付け対象物の少なくとも一方に照射し、前記第１レーザ光源および前記第２レーザ光源の低出力の方を複数設けて、前記半田と前記半田付け対象物とが前記各レーザ光の照射により概ね同時に所定温度まで昇温させる構成とする。
【００２１】
これによると、２つの半田付け対象物同士を半田付けする場合に、半田付け対象物及び半田の両方に対して別々のレーザ光をそれぞれ照射して昇温させることから、半田と半田付け対象物との温度特性（同一レーザ光による昇温早さ）に違いがあっても、その温度特性に応じて各レーザ光源の出力を調節することができ、半田と半田付け対象物とを好適に所定温度まで概ね同時に昇温させることができるため、いずれか一方の発熱が大きくなって熱ダメージが生じてしまうことを防止し得る。
【００２２】
また、第６の発明は、前記第５の発明において、前記第１レーザ光は、前記半田付け対象物よりも前記半田の方が光吸収率が高くなる波長のレーザ光であり、前記第２レーザ光は、前記半田よりも前記半田付け対象物の方が光吸収率が高くなる波長のレーザ光である構成とし、第７の発明は、前記第５または第６の発明において、前記第１レーザ光は赤色レーザ光であり、前記第２レーザ光は青色レーザ光である構成とする。これらによると、照射対象の光吸収率の違いに応じた好適な波長のレーザ光として、半田には赤色レーザ光を照射し、半田付け対象物となる導体には青色レーザ光を照射することにより、効率良く発熱させることができる。
【００２３】
また、第８の発明は、前記第７の発明において、前記青色レーザ光は、前記半田付け対象物にスポット状に照射される構成とする。
【００２４】
これによると、入手容易な青色半導体レーザは低出力なため、それに比べて高出力となる赤色半導体レーザよりも多く配設し、さらに例えば集光レンズで集光してポットにして照射することにより、赤色レーザ光で照射される半田の昇温に合わせて概ね同時に半田付け対象得物を所定温度まで昇温させることができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明によるレーザ半田付け装置の一例を示す要部斜視図である。図１の例では、電気回路基板１に例えばプリント配線されている半田付け対象物としての端子２が複数配設され、それら各端子２に、フラットケーブル３のケーブル端で露出された各電線の端部である半田付け対象物としての導体４が半田付けされるようになっている。なお、端子２は、図では板状体に形成されているが、孔を有するランドとして形成されていてもよい。端子２には、例えば前工程のリフローにより所定量の半田５が設けられている。または、リフローにより半田５を端子２に半田付けしておいてもよい。
【００２７】
そして、フラットケーブル３の導体４が、端子２に上記したように設けられた半田５の上に載るように位置決め設定される。端子２は導体４の延在方向に長い短冊形状に形成されており、その上面の略全面に半田５が載っている。また、図示省略のセット装置により、半田５の略半分を覆うように導体４が位置決めされている。
【００２８】
位置決めされた状態の導体４及び半田５の上方には、レーザ半田付け装置６が配置されている。レーザ半田付け装置６からは、本実施形態では半田５を照射する第１レーザ光としての赤色レーザ光Ｌｒと、導体４を照射する第２レーザ光としての青色レーザ光Ｌｂとが出力される。なお、図１における各レーザ光Ｌｒ・Ｌｂの半田５及び導体４におけるスポットは位置を表すものであり、大きさを限定するものではない。
【００２９】
図２は、本発明に基づくレーザ半田付け装置の内部構成を示す模式的斜視図である。図に示されるように、レーザ半田付け装置６の内部には、赤色レーザ光Ｌｒを出射する赤色レーザ出射装置７と、青色レーザ光Ｌｂを出射する青色レーザ出射装置８と、赤色レーザ出射装置７から出射される赤色レーザ光Ｌｒを半田５に集光させると共に青色レーザ出射装置８から出射される青色レーザ光Ｌｂを導体４に集光させるための集光レンズ（凸レンズ）９と、赤色レーザ出射装置７と青色レーザ出射装置８との出力を制御する制御ユニット１０とが設けられている。なお、図２では、各レーザ光Ｌｒ・Ｌｂ同士が交差してそれぞれ半田５・導体４を照射するようにされているが、各レーザ出射装置７・８の集光レンズ９の光軸Ｃｒに対する傾きや集光レンズ９のレンズ特性等の設定により交差せずに照射させることも可能であり、その場合には各レーザ出射装置７・８の配置が図２の場合とは左右逆になる。
【００３０】
図３は赤色レーザ出射装置７の構成を示す模式図である。なお、図ではケーシングや各光学素子を固定する部材等を省略している。図に示されるように、赤色レーザ出射装置７には、例えば２つの第１レーザ光源としての赤色半導体レーザ１１が互いに並列に配設されていると共に、赤色半導体レーザ１１の光軸上には、赤色レーザ半導体１１側からコリメータレンズ１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、λ／４板１４と、集光レンズ９とが、この順に配設されている。なお、コリメータレンズ１２も、各赤色レーザ半導体１１のそれぞれに対応して２つ設けられている。
【００３１】
赤色レーザ半導体１１から出射された赤色レーザ光Ｌｒは、光軸を芯とする円錐状に拡散して出射されるが、コリメータレンズ１２により平行光にされて偏光ビームスプリッタ１３に入射する。偏光ビームスプリッタ１３には、赤色レーザ光Ｌｒの光軸に対して４５度傾斜した偏光面１３ａが設けられている。赤色レーザ光Ｌｒの偏光面１３ａを通過した成分（例えばＰ偏光成分）は、λ／４板１４により９０度位相がずれ、集光レンズ９により収束して、半田５の所定位置にスポットとして照射される。
【００３２】
また、半田５からの反射光は、集光レンズ９を戻った後、λ／４板１４によりさらに９０度位相がずらされて偏光ビームスプリッタ１３に入るため、偏光面１３で反射して、偏光ビームスプリッタ１３の側方（図の右側）に出射する。その偏光ビームスプリッタ１３の側方には例えば黒色の吸収体１５が設けられており、反射光は、吸収体１５で吸収されて装置の外部に漏れ出ることはない。
【００３３】
なお、図３では赤色半導体レーザ１１を２つ設けたが、半田５の大きさや半田付け時間と、入手容易な赤色半導体レーザの出力性能とに応じて任意の数であってよく、１つまたは３つ以上でもよい。また、図３では赤色レーザ出射装置７について説明したが、青色レーザ出射装置８も図３と同様の構成でよく、特に偏光ビームスプリッタ１３とλ／４板１４の構成は同じであってよい。また、図３では集光レンズ９が赤色レーザ光Ｌｒ専用のように示されているが、図２に示したように青色レーザ光Ｌｂと共通であってよい。
【００３４】
図４は青色レーザ出射装置８の青色レーザ光Ｌｂの出射部分の構成を示す要部拡大斜視図である。本実施形態では、４つの第２レーザ光源としての青色半導体レーザ２１が格子状に配設され、それぞれに対応して４つのコリメータレンズ２２が配設されている。なお、各青色レーザ半導体２１は基板２３に固設され、その基板２３には各青色半導体レーザ２１を外囲する矩形枠形状のスペーサ２４が固着されている。スペーサ２４の各青色半導体レーザ２１とは相反する側には上記４つのコリメータレンズ２２を個別に保持するための各保持部材２５が設けられている。
【００３５】
図５はコリメータレンズ２２の相対位置調整構造を示す要部拡大断面図である。スペーサ２４のコリメータレンズ２２側には保持部材２５を取り付けるために板状の蓋状部分２４ａが設けられ、蓋状部分２４ａには青色半導体レーザ２１からの出射光（青色レーザ光Ｌｂ）を通すのに十分な開口面積を有する開口２４ｂが設けられている。
【００３６】
保持部材２５は、全体として矩形枠形状をなすと共に、開口２４ｂと連通しかつ開口２４ｂの開口面積以上の大きさの開口２５ａと、その開口２５ａから外向き（青色レーザ光Ｌｂの光軸Ｃｂの出射方向）に拡開する矩形状テーパ孔を形成する４つの内側斜面２５ｂとを有する。各内側斜面２５ｂは、矩形の保持部材２５の各辺に沿って直線状に延在し、全体で正四角形を形成している。
【００３７】
コリメータレンズ２２の胴体部分は円柱に形成されており、入射面２２ａはレンズの光軸Ｃｃを中心とする円に形成されている。コリメータレンズ２２は、その入射面２２ａの円形の縁を各内側斜面２５ｂに４点で当接し、それら４点の当接状態で保持部材２５に位置決めされ、例えば接着剤により保持部材２５に固定される。
【００３８】
上記位置決め構造により、コリメータレンズ２２を接着固定する前に、コリメータレンズ２２の入射面２２ａの縁を４つの内側斜面２５ｂに４点で当接させた状態にしつつ、コリメータレンズ２２をあおり移動させることにより、コリメータレンズ２２の光軸Ｃｃを青色半導体レーザ２１の光軸Ｃｂに対して任意の方向に傾けることができる。
【００３９】
図４に示されるように、青色レーザ光Ｌｂの光軸Ｃｂに直交する直交軸をＸＹ軸として、コリメータレンズ２２をＸ軸・Ｙ軸方向に図の弧状の矢印Ｘθ・Ｙθに示されるように傾動させると、図５に示されるように、Ｘ軸方向に対する傾き角度がθｘになり、Ｙ軸方向に対する傾き角度がθｙになる。なお、図５におけるθｘは図示の断面をＸ軸に沿わせた場合であり、同様にθｙは図示の断面をＹ軸に沿わせた場合である。各θｘ・θｙはそれぞれ任意の角度にすることができるため、コリメータレンズ２２のレンズ軸Ｃｃの光軸Ｃｂに対する傾きを任意の方向に設定することができる。
【００４０】
青色半導体レーザ２１を基板２３に固設した状態で、図５に示されるように、青色半導体レーザ２１のレーザ発光点Ｐｂがコリメータレンズ２２のレンズ軸Ｃｃに対してずれている場合には、レンズ軸Ｃｃ上にレーザ発光点Ｐｂが位置するように調整することができる。これにより、青色半導体レーザ２１の組み付け誤差が生じていても、何等問題が生じることなく、コリメータレンズ２２による正常な平行光が得られる。なお、本実施形態の場合には青色半導体レーザ２１を４つ配設し、それぞれにコリメータレンズ２２を配設していることから、上記調整を４回行う。
【００４１】
上記実施形態では青色レーザ出射装置８におけるコリメータレンズ２２の相対位置調整要領について説明したが、赤色レーザ出射装置７においても同様であり、その説明を省略する。本実施形態の赤色レーザ出射装置７では赤色半導体レーザ１１を２つ配設していることから、上記と同じ調整を２回行えばよい。
【００４２】
図６は、青色レーザ光Ｌｂの集光要領を示す図である。また、図７は４本の青色レーザ光の集光の変化を示す図であり、（ａ）は図６の矢印VIIａ−VIIａ線の位置で見た図であり、（ｂ）は図６の矢印VIIｂ−VIIｂ線の位置で見た図であり、（ｃ）は図６の矢印VIIｃ−VIIｃ線の位置で見た図である。図６・７に示されるように、集光レンズ９には４本の平行光からなる青色レーザ光Ｌｂが互いに離れた状態で入射し、それら４本の青色レーザ光Ｌｂは、集光レンズ９により集光されて導体４に近付くにつれて互いに集められ、導体４上で１つの光になる。なお、図７（ｃ）ではスポットとして１点に集光するようにされているが、必ずしも１つのスポットとして集光しなくてもよく、例えば図７（ｂ）の４つの円同士が互いにさらに近付いて接する程度であってもよい。
【００４３】
なお、赤色レーザ光Ｌｒも同様に１つのスポットとして集光するようにされてよく、本実施形態では青色レーザ光Ｌｂが４本であるのに対して、赤色レーザ光Ｌｒの場合には２本であり、それ以外は上記と同様であってよい。
【００４４】
図８は、赤色及び青色レーザ光の半田及び導体への照射要領を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。青色レーザ光Ｌｂのスポットは、導体４の先端部の幅を略直径としかつ導体４からはみ出さない広さの範囲を照射するようにされている。赤色レーザ光Ｌｒのスポットは、半田５における導体４により覆われない略半分の平面広さでの中央部分を中心とし、かつその略半分の平面広さの全体を照射するようにされている。
【００４５】
本実施形態では、青色レーザ光Ｌｂの照射スポットが導体４からはみ出さない大きさとされているのに対して、赤色レーザ光Ｌｒの照射スポットが半田５からはみ出す大きさとされている。青色半導体レーザ２１は、入手容易なものの出力が赤色半導体レーザ１１の入手容易なものの出力に対して小さいため、上記したように数を多くしており、さらに効率良く導体４を発熱させるため、できるだけ照射損失を出さないように導体４のみを照射するようにしている。このように、青色レーザ光Ｌｂの照射スポットは導体４からはみ出さない大きさとするのが好ましいが、その照射範囲は、概ね集中して導体４を照射するのであればよく、厳密に導体４からはみ出すことを禁じるものではない。
【００４６】
それに対して、赤色半導体レーザ１１においては、大きな出力のものを入手容易であることから、半田５からはみ出る部分が生じても、半田５の発熱低下に影響を及ぼす事が無い。このように、出力に余裕のある赤色レーザ光Ｌｒの照射範囲を広くしておくことにより、レーザ半田付け装置６の位置決めにおいて、出力に余裕のない青色レーザ光Ｌｂを基準に位置決めすればよい。また、青色レーザ光Ｌｂの照射スポットの径は相対的に小さいことから、位置決めの基準として好適である。
【００４７】
本実施形態のように、半田５には赤色レーザ光Ｌｒを照射し、導体４には青色レーザ光Ｌｂを照射するようにしているのは、それぞれの金属の違いによる光吸収率の違いによる。図９は、赤色及び青色レーザ光の金属の種類（金・銅・スズ）の違いによる光吸収率を示す図である。図に示されるように、青色レーザ光の光吸収率は、３種類の中ではスズが最も低く、銅がより高く、金が最も高い。それに対して、赤色レーザ光の光吸収率は、３種類の中では金と銅が低く、スズが最も高い。
【００４８】
したがって、各レーザ光の照射対象としては、青色レーザ光Ｌｂにより半田５を照射し、赤色レーザ光Ｌｒにより導体４を照射することが好適である。このようにすることにより、赤色及び青色半導体レーザ１１・２１の各出力の調整により、半導体５及び導体４の各温度上昇を調整することができ、半導体及び導体４が略同時に半導体５が溶融する温度になるように制御することができる。なお、導体４は部品段階で一定形状に形成されており、自動化された半田付け工程では半田５は前工程で所定量だけ盛り付けられており、半田５及び導体４のレーザ光の照射時間を所定値に設定しておくことで、半田を常に同じ溶融状態にさせて、同じ状態の半田付けを行うことができる。
【００４９】
図１０は、本発明のレーザ半田付け装置による半田付け後の状態を示す図であり、（ａ）は図８（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は図８（ｂ）に対応する図である。図に示されるように、半田付けが終了すると、導体４の先端部の上面を覆うように半田５が流れ込んだ状態となり、導体４と端子２とが半田５を介して好適に半田結合される。
【００５０】
このように、半田付けにおけるレーザ光の照射対象別に、特に各組成金属の種類に応じて発熱させるのに好適な波長のレーザ光を選択して半田付けを行うことから、上記したように、半田と半田付け対象物とを同じように発熱かつ昇温させることができ、半田が流れる前に半田付け対象物を発熱させ過ぎてダメージを与えてしまうことがない。また、同時に半田溶融温度に達することにより、半田が半田対象物に流れ易くなり、強固な半田結合かつ見栄えの良い半田付け状態にすることができる。
【００５１】
また、半田付け対象物としての導体４が銅や金を組成とする金属であり、その金属の光吸収率が高い青色レーザ光Ｌｂを用いるとよいが、上記したように青色半導体レーザ２１の入手し易いものは比較的低出力であるため、青色半導体レーザ２１を複数（実施形態では４つ）設けている。複数の青色半導体レーザ２１を実施形態のように格子状に配設した場合には４本の互いに平行なレーザ光を出射させることができるが、そのままでは各レーザ光が互いに離れているので導体４を速やかに発熱させることができない。
【００５２】
それに対して、上記したように集光レンズ９により各レーザ光を１つのスポットとして集光させることができ、導体４の１箇所を集中的に照射することにより発熱を早めることができる。また、上記したように各青色レーザ光Ｌｂのそれぞれにコリメータレンズ２２を設けており、各コリメータレンズ２２のあおり角度を調整することにより、各青色レーザ光Ｌｂをより確実かつ容易に１点に集光させることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、１つの集光レンズ９で赤色及び青色レーザ光Ｌｒ・Ｌｂのスポット化のための集光を行わせるようにしたが、各レーザ光Ｌｒ・Ｌｂにそれぞれ１つずつの集光レンズを配設するようにしてもよい。なお、上記実施形態のように共通の集光レンズ９を１つ設けた場合には、そのレンズ構造としては可変焦点レンズを用いるとよい。可変焦点レンズとしては、例えば液体を封入したレンズ部と、圧電素子を用いたアクチュエータとにより構成される公知構造のものであってよく、その説明を省略する。
【００５４】
以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかるレーザ半田付け装置は、半田と半田付け対象物とを所定温度まで概ね同時に昇温させることができ、自動で半田付けを行う装置として有用である。
【符号の説明】
【００５６】
２  端子
４  導体
５  半田
６  レーザ半田付け装置
７  赤色レーザ出射装置
８  青色レーザ出射装置
１１  赤色半導体レーザ（第１レーザ光源）
２１  青色半導体レーザ（第２レーザ光源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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