(57)【要約】【課題】半田付けの精度を向上させた半田付け装置を提供する。【解決手段】第１レーザー光を発光するレーザー素子１０２と、第１レーザー光をとおす光ファイバケーブル１０５と、レーザー素子１０２からの第１レーザー光を光ファイバケーブル１０５に導光する第１レンズ１０４と、光ファイバケーブル１０５からの第１レーザー光を集光して得られる第２レーザー光を半田付け箇所１２に照射する第２レンズ１０７と、半田付け箇所１２に対する第２レーザー光の照射面積を変更する変更部材１０８と、半田付け箇所１２に対する第２レーザー光の照射面積が、半田付け箇所１２及び半田付け箇所１２の周囲を含む第１面積から半田付け箇所１２のみを含む第２面積となるように、変更部材１０８の動作を制御する制御部１０１と、を備える半田付け装置１００を構成させることにより、半田付けの精度を向上できる。【選択図】図１
2009160602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１レーザー光を発光するレーザー素子と、
前記第１レーザー光をとおす光ファイバケーブルと、
前記レーザー素子からの前記第１レーザー光を前記光ファイバケーブルに導光する第１レンズと、
前記光ファイバケーブルからの前記第１レーザー光を集光して得られる第２レーザー光を半田付け箇所に照射する第２レンズと、
前記半田付け箇所に対する前記第２レーザー光の照射面積を変更する変更部材と、
前記半田付け箇所に対する前記第２レーザー光の照射面積が、前記半田付け箇所及び当該半田付け箇所の周囲を含む第１面積から前記半田付け箇所のみを含む第２面積となるように、前記変更部材の動作を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする半田付け装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記半田付け箇所及び当該半田付け箇所の周囲の温度に応じて、前記変更部材の動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の半田付け装置。
【請求項３】
前記変更部材は、前記第２レンズを前記第１レーザー光の光軸方向に略沿って移動可能とするアクチュエータを有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半田付け装置。
【請求項４】
前記第２レンズは、前記第１レーザー光の光軸方向とは異なる方向に略沿って移動する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半田付け装置。
【請求項５】
前記変更部材は、前記第２レンズに入射される前記第１レーザー光を補正する補正素子を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半田付け装置。
【請求項６】
前記第２レーザー光が複数の前記半田付け箇所の夫々に照射されるように、前記第２レーザー光を前記複数の半田付け箇所に応じて屈折させる屈折部材、
を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種装置に組み込まれる部品の小型化などに伴い、非常に入り組んだ狭小な箇所での半田付けを必要とする場面が多数見受けられる。例えば、図９に示すように、光ピックアップ装置が具備する対物レンズホルダ１０の側面に設けられた基板２上にある間隔の狭い複数の半田付け箇所１２、１２’、１２’’に対して、対物レンズホルダ１０を支持するための複数本のサスペンションワイヤ１１夫々の一端を半田付けするような場合である。また、例えば対物レンズホルダ１０内にフォーカシング制御やトラッキング制御用のコイル（不図示）を半田付けして装着する場合も、同様に半田付けは困難である。
【０００３】
図９に示した半田付け箇所１２、１２’、１２’’のような狭小な箇所への半田付けを、半田ごてなどにより手作業で行うことは困難であり、仮に手作業による半田付けを実施しても半田付けの不良率が高くなることが懸念される。そのため、集光レンズによって１点に集光することができるコヒーレント性のレーザー光を用いて非接触かつ自動的に半田付けを行う半田付け装置が提案されている。具体的には、レーザー光を用いた半田付け装置では、レーザー光を半田付け箇所に応じた面積に集光レンズを介して集光することで、半田付けの熱源とすることができる。
【０００４】
しかし、レーザー光を狭い面積に集光させると、それに応じてレーザー光のエネルギー密度も高くなるので、半田付け箇所の温度が急激に上昇してしまい、半田の蒸発、飛散やクラック及びフラックスの昇華、飛散などを引き起こす恐れがある。また、この結果として、例えば、前述した光ピックアップ装置の半田付けの場合、飛散した半田又はフラックスが対物レンズを汚し、光ディスクに情報が正確に記録又は再生されなくなる不具合を引き起こしかねない。また、例えば半田付け箇所以外への熱の拡散速度よりも光による熱の上昇のほうが早いため、例えば半田付けに必要な半田の広がり又は濡れなどが得られない恐れがある。
【０００５】
そこで、半田付け箇所及びその周囲を予め半田が溶融する温度より低い温度に予熱しておいた後に、半田付け箇所の温度を半田付けに適した半田の溶融温度まで加熱することによって、半田付け箇所の急激な温度上昇を抑える手法が幾つか提案されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、特許文献１では、先ず、レーザー光を照射する面積を半田付け箇所及びその周囲を含む範囲に広く取って予熱した後、レーザー光の照射面積を半田付け箇所に相当する範囲にまで狭めて半田付け箇所が半田付けに適した半田の溶融温度となるよう加熱する手法を採っている。また、特許文献１では、レーザー光を発光するレーザーダイオードのレーザー光出射口から集光レンズまでレーザー光を導光させる必要があるので、ミラーなどの光学部品によるレーザー光の反射を利用してレーザー光を導光する手法を採っている。
【特許文献１】特開昭６０−１８０６６６号公報（第１，３頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、レーザー光源部など種々の部品を半田付け装置へ組み込む際に、レーザーダイオードのレーザー光出射口から集光レンズまでの距離が長くなり導光経路が複雑になってしまうことがある。そこで、前述のミラーによるレーザー光の導光方法において、複雑な導光経路に対応するためには、例えば、レーザー光を反射するミラーの数を増やすことが考えられる。
【０００７】
しかし、ミラーの数を増やすことは、レーザー光の損失を増加させるとともに、レーザー光の光軸をずれやすくさせる。そして、このレーザー光の損失の増加やレーザー光の光軸のずれが原因となって、例えばレーザー素子として用いるレーザーダイオードのレーザー光出射口から集光レンズまでレーザー光を確実に導くことができない。よって、レーザーダイオードが発光するレーザー光を効率よく利用することができず、半田付け箇所及びその周囲を適切に予熱すること、及び半田付け箇所を適切に加熱することができない。
【０００８】
以上より、前述のレーザーを用いた半田付け装置では、レーザーダイオードのレーザー光照射口から集光レンズまでのレーザー光の導光経路が複雑な場合には、半田付けの精度が悪くなるといった問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために、主たる本発明に係る半田付け装置は、第１レーザー光を発光するレーザーダイオードと、前記第１レーザー光をとおす光ファイバケーブルと、前記レーザーダイオードからの前記第１レーザー光を前記光ファイバケーブルに導光する第１レンズと、前記光ファイバケーブルからの前記第１レーザー光を集光して得られる第２レーザー光を半田付け箇所に照射する第２レンズと、前記半田付け箇所に対する前記第２レーザー光の照射面積を変更する変更部材と、前記半田付け箇所に対する前記第２レーザー光の照射面積が、前記半田付け箇所及び当該半田付け箇所の周囲を含む第１面積から前記半田付け箇所のみを含む第２面積となるように、前記変更部材の動作を制御する制御部と、を備えることとする。
【００１０】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半田付けの精度を向上させた半田付け装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１３】
［実施例１］
＜＜半田付け装置の構成＞＞
図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る半田付け装置１００の構成について説明する。尚、以下、図９に示すピックアップ装置のサスペンションワイヤ１１の一端である半田付け箇所１２を、半田付け装置１００が半田付けする対象の例として説明するが、半田付け装置１００が半田付けする対象はこれに限られるものではない。
【００１４】
半田付け装置１００は、基板２上に例えばクリーム半田材などの半田１が予め塗布され、予め略クリーム状半田１が塗布された半田付け箇所１２又はその周囲を含む箇所１３をレーザー光によって加熱して半田１を溶融・固化させて、半田付け箇所１２の半田付けを行うものである。
【００１５】
また、この半田付け装置１００は、基板２上に例えば略パッド状のリフロー半田材などの半田１が予め載置され、予め略パッド状半田１が載置された半田付け箇所１２又はその周囲を含む箇所１３をレーザー光によって加熱して半田１を溶融・固化させて、半田付け箇所１２の半田付けを行うものである。
【００１６】
また、この半田付け装置１００は、未だ半田１が付着されていない半田付け箇所１２又はその周囲を含む箇所１３を予めレーザー光によって加熱して予熱し、そののちに、半田付け箇所１２に糸半田（不図示）等の先端を寄せて不図示の糸半田等の先端を加熱するとともに溶融・固化させて、半田付け箇所１２に半田付けを行うものである。
【００１７】
半田付け装置１００は、制御部１０１と、レーザーダイオード（以下ＬＤ（Laser Diode）と称する）１０２（レーザー素子）と、レーザーダイオードドライバ（以下ＬＤＤ（Laser Diode Driver）と称する）１０３（レーザー駆動部）と、集光レンズ１０４（第１レンズ）と、光ファイバケーブル１０５と、コリメータレンズ１０６と、他の集光レンズ１０７（第２レンズ）と、アクチュエータ１０８（変更部材）と、アンプ１０９（変更部材駆動／調整部）と、温度検出器１１０と、ステージ１１１（作業台）と、を有する。
【００１８】
制御部１０１は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成され、半田付け装置１００全体のシステム制御を司る。
【００１９】
ＬＤ１０２は、第１レーザー光を発光する。ＬＤ１０２から出射されたレーザー光は、拡大されながら進む。また、ＬＤ１０２から出射されたレーザー光の照射スポットは、略楕円状に照射形成される。ＬＤＤ１０３は、制御部１０１から第１レーザー光の発光を制御するための第１制御信号を受信し、第１制御信号に応じてＬＤ１０２による第１レーザー光の発光を制御する。
【００２０】
集光レンズ１０４は、第１レーザー光を集光して光ファイバケーブル１０５の一端に入射させる。以下、第１レーザー光が入射される光ファイバケーブル１０５の一端を例えばレーザー光入射端１０５ａと称し、レーザー光入射端１０５ａとは反対側の一端を例えばレーザー光出射端１０５ｂと称する。
【００２１】
尚、本実施形態では、集光レンズ１０４は、光ファイバケーブル１０５のレーザー光入射端１０５ａへの集光を容易にすべく２つのレンズ１０４ａ、１０４ｂから構成されているが、例えば屈折率の大きい１つのレンズから構成されてもよい。
【００２２】
この明細書における半田付け装置の実施形態においては、ＬＤ１０２と光ファイバケーブル１０５との間に位置し、第１レンズ群１０４Ｘを構成する一方のレンズ１０４ａは、ＬＤ１０２から出射されたレーザー光の略楕円状照射スポットを略真円状照射スポットにさせる特殊なレンズ１０４ａとされている。第１レンズ群１０４Ｘを構成する一方のレンズ１０４ａは、例えばアナモレンズ１０４ａいわゆるアナモフィックレンズ１０４ａとして構成されている。また、第１レンズ群１０４Ｘを構成する一方のレンズ１０４ａは、ＬＤ１０２から出射され拡大されるレーザー光を集束させ、集束された略真円状照射スポットとなるレーザー光を他方のレンズ１０４ｂに入射させる。
【００２３】
また、第１レンズ群１０４Ｘを構成する他方のレンズ１０４ｂは、一方のレンズ１０４ａから出射され略真円状照射スポットとなった集束されつつあるレーザー光をさらに集束させ、さらに集束されて略真円状照射スポットとなったレーザー光を光ファイバケーブル１０５に入射させる。
【００２４】
アナモフィックレンズ１０４ａと集束レンズ１０４ｂとは、例えば第１レンズ群１０４Ｘを構成する複数（一対）のレンズ１０４ａ、１０４ｂとされている。このように、この明細書における半田付け装置の実施形態においては、光ファイバケーブル１０５のレーザー光入射端１０５ａ側に位置する第１レンズ群１０４Ｘは、一方のレンズ１０４ａ及び他方のレンズ１０４ｂを備えて構成されている。
【００２５】
光ファイバケーブル１０５は、集光レンズ１０４によってレーザー光入射端１０５ａから入射される第１レーザー光を集光レンズ１０７に向かって導光させる。  
コリメータレンズ１０６は、光ファイバケーブル１０５のレーザー光出射端１０５ｂと集光レンズ１０７との間に設けられ、光ファイバケーブル１０５を通り抜けたのちに拡大した第１レーザー光を略平行光として集光レンズ１０７へ入射させる。  
集光レンズ１０７は、コリメータレンズ１０６によって略平行光となった第１レーザー光の光軸方向（以下、第１レーザー光軸方向と称する。）と集光レンズ１０７の径方向とが垂直となるように設けられ、第１レーザー光を集光して基板２上の半田付け箇所１２又はその周囲を含む箇所１３に熱源として照射させる第２レーザー光を形成させる。
【００２６】
コリメータレンズ１０６と集光レンズ１０７とは、例えば第２レンズ群１０７Ｘを構成する複数（一対）のレンズ１０６、１０７とされている。このように、光ファイバケーブル１０５のレーザー光出射端１０５ｂ側に位置する第２レンズ群１０７Ｘは、一方のレンズ１０６及び他方のレンズ１０７を備えて構成されている。
【００２７】
アクチュエータ１０８は、制御部１０１が出力する第２制御信号又は第３制御信号に応じて、集光レンズ１０７を第１レーザー光軸方向に略沿って移動させる（以下、フォーカス制御と称する）。集光レンズ１０７がフォーカス制御によって第１レーザー光軸方向へ移動すると、集光レンズ１０７と基板２との間隔が変化する。言い換えると、集光レンズ１０７によって生成される第２レーザー光の焦点と基板２との距離が変化する。つまり、アクチュエータ１０８は、第２制御信号又は第３制御信号に応じたフォーカス制御によって基板２上の第２レーザー光の照射スポットの面積を変化させる。
【００２８】
尚、第２制御信号とは、第２レーザー光の照射スポットの面積を、基板２上の半田付け箇所１２の周囲を含む箇所１３の面積とするための信号である。尚、基板２上の半田付け箇所１２とその周囲を含む箇所１３の面積を以下では第１面積と称する。また、第３制御信号とは、第２レーザー光の照射スポットの面積を半田付け箇所１２の面積とするための信号である。尚、基板２上の半田付け箇所１２の面積のことを以下では第２面積（＜第１面積）と称する。
【００２９】
アクチュエータ１０８に各制御信号を送らせて、集光レンズ１０７を駆動させることにより、第２面積の照射スポットが第１面積の照射スポットに絞られ、第２面積の照射スポットよりも第１面積の照射スポットのほうが狭い面積となることにより、第２面積の照射スポットのエネルギーよりも第１面積の照射スポットのエネルギーのほうが高くなり、第１面積の照射スポットにおける温度が上昇する。
【００３０】
アクチュエータ１０８の構成は図３に示されている。尚、図３（ａ）は、集光レンズ１０７の光軸方向と垂直な方向から見たアクチュエータ１０８の断面図である。また、図３（ｂ）は、集光レンズ１０７の光軸方向から見たアクチュエータ１０８の平面図である。
【００３１】
アクチュエータ１０８は、複数のマグネット１８１、１８２と、複数のレンズ駆動制御用駆動コイル１８３、１８４と、集光レンズホルダ１８５と、複数のサスペンションワイヤ１８６、１８７と、サスペンションベース１８８と、を有する。
【００３２】
集光レンズ１０７を保持する集光レンズホルダ１８５には、集光レンズ１０７を挟んで互いに対向する位置にレンズ駆動制御用駆動コイル１８３、１８４が設けられる。そして、制御用駆動コイル１８３、１８４に夫々取り付けられたサスペンションワイヤ１８６、１８７により、集光レンズホルダ１８５はサスペンションベース１８８に支持される。また、レンズ駆動制御用駆動コイル１８３、１８４に夫々近接してマグネット１８１、１８２が設けられる。
【００３３】
レンズ駆動制御用駆動コイル１８３、１８４に第２制御信号、第３制御信号に応じた電流が流れると、レンズ駆動制御用駆動コイル１８３とマグネット１８１との間に磁界が発生するとともに、レンズ駆動制御用駆動コイル１８４とマグネット１８２との間に磁界が発生し、発生された磁界に伴って駆動力が働くため、フォーカス制御を実行することができる。
【００３４】
アンプ１０９として、例えばレンズ駆動制御用駆動コイル１８３、１８４に駆動信号／制御信号等を送信させてアクチュエータ１０８を駆動／制御させるドライバアンプ（driver amplifier）１０９が用いられている。ドライバアンプ１０９は、制御部１０１から出力される第２制御信号又は第３制御信号を増幅してアクチュエータ１０８へ出力する。
【００３５】
温度検出器１１０は、第２レーザー光の照射スポットの温度を検出し、その検出結果を示す温度検出信号を制御部１０１に出力する。具体的に説明すると、温度検出器１１０は、基板２上の第１面積箇所又は第２面積箇所の温度を検出し、その検出結果を示す温度検出信号を制御部１０１に出力する。尚、温度検出器１１０として、例えばサーモパイルのような赤外線センサ等を用いても良い。
【００３６】
ステージ１１１は、集光レンズ１０７より出力される後述の第２レーザー光が基板２上の半田付け箇所１２に照射されるような所定の位置に基板２を配置して固定するための作業台である。
【００３７】
図２は、半田付け装置１００の外観構成の一例である。尚、図２に示す例では、図１に示す構成のうち、ＬＤ１０２と、ＬＤＤ１０３と、集光レンズ１０４と、を備える構成を「第１レーザー光源部２００」（図１）としている。また、コリメータレンズ１０６と、集光レンズ１０７と、アクチュエータ１０８と、を備える構成を「第２レーザー光生成部２０１」（図１、図２）としている。また、制御部１０１（図１）と、ドライバアンプ１０９と、を備える構成を「制御部２０２」（図１、図２）としている。
【００３８】
また、図２に示す例では、光ファイバケーブル１０５は、不図示の第１レーザー光源部２００が発光する第１レーザー光を第２レーザー光生成部２０１へ導光することになる。そして、基板２の半田付け箇所１２に対する第２レーザー光生成部２０１は、制御部２０２及び第２レーザー光生成部２０１を駆動させるアーム２０３によって、図２に示すｘｙｚ軸によって定義される３次元空間内で位置決めされる仕組みとなっている。
【００３９】
＜＜半田付け装置の動作＞＞
以下、図４、図５を参照して、半田付け装置１００の動作について説明する。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る半田付け装置１００が行う半田付け処理について説明するフローチャートである。尚、図４に示す半田付け処理を開始するにあたり、基板２の半田付け箇所１２に対する第２レーザー光生成部２０１の位置はアーム２０３によって調整され、基板２上の第１面積箇所及び第２面積箇所に第２レーザー光が照射される。
【００４１】
図５は、本実施形態に係る半田付け装置１００がレーザー光の照射面積を変化させるときの様子と、レーザー光照射面積あたりのレーザー光のエネルギー量とを示す図である。尚、図５（ａ）は、第２レーザー光の照射スポットの面積を第１面積としたときの様子を示した図であり、図５（ｂ）は第２レーザー光の照射スポットの面積を第２面積としたときの様子を示した図である。
【００４２】
先ず、アクチュエータ１０８は、制御部１０１より出力された第２制御信号によって（Ｓ１０１）、図５（ａ）に示すように、集光レンズ１０７と基板２との距離がＬとなるように、集光レンズ１０７を移動させる。尚、距離Ｌは、第２レーザー光の照射スポットの面積が第１面積となるよう、制御部１０１に予め設定された値である。
【００４３】
次に、制御部１０１は、ＬＤＤ１０３に第１制御信号を出力して、ＬＤ１０２に第１レーザー光を発光させる（Ｓ１０２）。この結果、ＬＤ１０２から発光された第１レーザー光は、集光レンズ１０４によって集光されてから光ファイバケーブル１０５のレーザー光入射端１０５ａに入射され、光ファイバケーブル１０５のコアを伝搬してレーザー光出射端１０５ｂから出射される。
【００４４】
レーザー光出射端１０５ｂから出射された第１レーザー光は、コリメータレンズ１０６によって略平行光に変形されて集光レンズ１０７に入射されて第２レーザー光として出力される。そして、第２レーザー光は基板２上の第１面積箇所に照射され、基板２上の第１面積箇所は加熱される。この加熱された基板２上の第１面積箇所の温度に基づいた温度検出信号が、温度検出器１１０から制御部１０１に入力される。
【００４５】
制御部１０１は、入力された温度検出信号に基づいて基板２上の第１面積箇所の温度を検出する（Ｓ１０３）。そして、検出した温度が基板２上の第１面積箇所を予熱状態とするために予め設定された予熱温度に達していない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御部１０１は、第２制御信号によるアクチュエータ１０８の制御を維持して、第２レーザー光の照射を続けさせ、再度、基板２上の第１面積箇所の温度を検出する（Ｓ１０３）。
【００４６】
一方、検出した温度が予熱温度に達していた場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、アクチュエータ１０８は、制御部１０１から出力された第３制御信号によって（Ｓ１０５）、図５（ｂ）に示すように、集光レンズ１０７と基板２との距離がＬ’となるように、集光レンズ１０７を移動させる。尚、距離Ｌ’は、第２レーザー光の照射スポットの面積が第２面積となるよう、制御部１０１に予め設定された値である。
【００４７】
これによって、集光レンズ１０７と基板２との距離がＬからＬ’へと変化することで、第２レーザー光の照射スポットの面積は第１面積から第２面積へと狭くなる。つまり、第１面積箇所より狭い第２面積箇所では、第２面積箇所中の第２レーザー光のエネルギー密度は、第１面積箇所中の第２レーザー光のエネルギー密度より高くなり（図５参照）、基板２上の第２面積箇所は予熱温度から更に加熱される。
【００４８】
前述と同様に、温度検出器１１０は、基板２上の第２面積箇所の温度に応じた温度検出信号から、基板２上の第２面積箇所の温度を検出する（Ｓ１０６）。温度検出器１１０が出力する温度検出信号は、制御部１０１に入力される。
【００４９】
そして、検出した温度が基板２上に置かれた半田１を半田付けに適した溶融状態とするために予め設定された溶融温度に達していない場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、制御部１０１は、第３制御信号によるアクチュエータ１０８の制御を維持して（Ｓ１０５）、第２レーザー光の照射を続けさせ、再度、基板２上の第２面積箇所の温度を検出する（Ｓ１０６）。
【００５０】
一方、検出した温度が前述の溶融温度に達した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、制御部１０１は、制御部１０１内部のタイマーをリセットして設定時間の計時を開始する（Ｓ１０８）。尚、設定時間とは、予め制御部１０１に設定されており、基板２上の第２面積箇所が前述の溶融温度となってから、半田１が半田付けに適した溶融状態となるまでに必要な第２レーザー光照射時間のことである。
【００５１】
制御部１０１は、タイマーによる計時が設定時間に達していない場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、さらに計時を続ける。一方、タイマーによる計時が設定時間に達した場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、第３制御信号の出力を解除（Ｓ１１０）して、基板２上の半田付け箇所１２の半田付けを終了する。尚、基板２上の半田付け箇所１２の半田付けを終了した後、半田付け箇所１２以外の半田付け箇所、例えば半田付け箇所１２’に図４に示す半田付け処理を開始する必要がある場合には、前述と同様に基板２の半田付け箇所１２’に対する第２レーザー光生成部２０１の位置を、アーム２０３によって調整する。
【００５２】
以上より、半田付け装置１００では、第１レーザー光源部２００から発光される第１レーザー光を、光ファイバケーブル１０５によって第２レーザー光生成部２０１まで導光する。光ファイバケーブル１０５は、柔軟に形状が変化し、任意の曲げ状態を保てるため、複雑な導光経路であっても精度良く第１レーザー光を導光することができる。
【００５３】
この結果、例えば、第1レーザー光源部２００と第２レーザー光生成部２０１との配置間隔が離れており導光経路が長くなってしまう場合や、半田付け装置１００の各部品の配置状況によって導光経路が入り組んでしまう場合や、第２レーザー光生成部２０１をアーム２０３によって３次元的に移動させることに伴って第１レーザー光の導光経路を変更させる必要がある場合であっても、第１レーザー光を確実且つ容易に導光して基板２を高精度に予熱及び加熱できる。また、図９に示す３本のサスペンションワイヤ１１夫々の半田付け箇所１２、１２’、１２’’のように、アーム２０３を高精度且つ複雑に移動させて半田付け処理を行う必要がある場合であっても、光ファイバケーブル１０５の形状を柔軟に変化させることで、半田付け処理を行うことができる。従って、汎用性及び半田付け精度を向上させた半田付け装置１００の提供が可能となる。
【００５４】
また、半田付け装置１００は、集光レンズ１０４を備えており、光ファイバケーブル１０５のレーザー光入射端１０５ａへ第１レーザー光を集光させて入射させる。これによって、ＬＤ１０２と光ファイバケーブル１０５とのカップリング効率が高くなり、ＬＤ１０２からの第１レーザー光を略無駄なく効率的に利用することができる。
【００５５】
また、半田付け装置１００は、温度検出部２０１を備えており、基板２の第１面積箇所又は第２面積箇所の温度を検出し、検出した第１面積箇所の温度が予め設定された予熱温度に達するまで、基板２の第１面積箇所に第２レーザー光を照射する。これによって、基板２上の半田付け箇所１２及びその周囲を含む箇所１３をより高精度に予熱温度とすることができる。さらに、温度検出部２０１によって検出した基板２の第２面積箇所の温度が、予め設定された半田付けに適した半田１の溶融温度に達するまで、基板２の第２面積箇所に第２レーザー光を照射する。これによって、基板２上の半田付け箇所１２をより高精度に前述の溶融温度とすることができる。
【００５６】
また、半田付け装置１００は、半田１の溶融温度に応じた設定時間の間のみ基板２の第２面積箇所へ第２レーザー光が照射される仕組みを採用しているため、過熱による基板２の損傷などを防ぐことができ、安全性の高い半田付け装置１００が提供可能となる。
【００５７】
［実施例２］
＜＜半田付け装置の構成＞＞
図６を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る半田付け装置３００の特徴的な構成について説明する。尚、図６に示される半田付け装置３００の構成のうち、図１に示される構成と同一のものに対しては、同一の符号を付しその詳細な説明を省略した。
【００５８】
半田付け装置３００は、図１に示す半田付け装置１００の構成と対比して、図１に示したアクチュエータ１０８及びドライバアンプ１０９を、図６の如く、コリメータレンズ１０６と集光レンズ１０７との間に設ける補正素子３０１（変更部材）に置き換えた点が相違する。補正素子３０１は、曲面レンズに代わる例えば電気的なレンズとされ、主に第２レーザー光の照射スポットの面積調整を行うときに使用される液晶素子として構成されている。ここでは、補正素子３０１として、例えば集光レンズ１０７に入射される第１レーザー光の収差を補正する液晶収差補正素子３０１が用いられている。以下、液晶収差補正素子３０１について説明する。
【００５９】
液晶収差補正素子３０１は、透明電極パターンが形成され、対向する一対のガラス基板内に液晶が封入されたものであり、この透明電極パターンに印加する電圧に応じて、封入された液晶の屈折率分布を制御できる。この結果、液晶収差補正素子３０１は印加される電圧に応じて、例えば集光レンズ１０７の開口数を変化させることに相当する動作を行う。
【００６０】
液晶収差補正素子３０１は、具体的には、制御部１０１が出力する第２制御信号に応じた電圧が印加された場合に、第２レーザー光の照射スポットの面積が第１面積となるように、屈折率（開口数）を変化させる。また、液晶収差補正素子３０１は、制御部１０１が出力する第３制御信号に応じた電圧が印加された場合に、第２レーザー光の照射スポットの面積が第２面積となるように屈折率（開口数）を変化させる。
【００６１】
尚、半田付け装置３００の外観構成の例としては、図６に示す構成のうち、コリメータレンズ１０６と、集光レンズ１０７と、収差補正素子３０１と、を第２レーザー光生成部４００とすると、図２に示す半田付け装置１００の外観構成例のうち、第２レーザー光生成部２０１を第２レーザー光生成部４００とし、制御部２０２を制御部１０１とした場合となる。
【００６２】
＜＜半田付け装置の動作＞＞
以下、図４を参照しつつ、半田付け装置３００の特徴的な動作について説明する。尚、半田付け装置３００と半田付け装置１００の動作において相違する点は、第２制御信号及び第３制御信号に応じた電圧によって第２レーザー光の照射スポットの面積を変化させる点である。
【００６３】
先ず、制御部１０１が第２制御信号を出力し、第２制御信号に応じた電圧が液晶収差補正素子３０１に印加される（図４、Ｓ１０１）。ＬＤ１０２から、集光レンズ１０４を介して光ファイバケーブル１０５に導光され、コリメータレンズ１０６を介して液晶収差補正素子３０１に入射された第１レーザー光は、第２制御信号に応じた液晶収差補正素子３０１の屈折率（開口数）によって変調される。この変調された第１レーザー光は、集光レンズ１０７によって集光されて第２レーザー光として出力され、基板２上の第１面積箇所へ照射される。
【００６４】
基板２上の第１面積箇所の検出温度が予熱温度に達した場合（図４、Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部１０１から出力された第３制御信号に応じた電圧が液晶収差補正素子３０１に印加される（Ｓ１０５）。ＬＤ１０２から、集光レンズ１０４を介して光ファイバケーブル１０５に導光され、コリメータレンズ１０６を介して液晶収差補正素子３０１に入射された第１レーザー光は、第３制御信号に応じた液晶収差補正素子３０１の屈折率（開口数）によって変調される。変調された第１レーザー光は、集光レンズ１０７によって集光されて第２レーザー光として出力され、基板２上の第２面積箇所へ照射される。制御部１０１が検出する第２面積箇所の温度が、半田付けに適した半田１の溶融温度に達していない場合（図４、Ｓ１０７：ＮＯ）、制御部１０１は、液晶収差補正素子３０１に対する第３制御信号に応じた電圧の印加を維持して（Ｓ１０５）、第２レーザー光の照射を続けさせ、再度、基板２上の第２面積箇所の温度を検出する（Ｓ１０６）。基板２上の第２面積箇所の検出温度が前述の溶融温度に達した場合（図４、Ｓ１０７：ＹＥＳ）、半田付け装置３００は、半田付け装置１００と同様の動作によって、基板２の半田付け箇所１２の半田付けを終了する。
【００６５】
以上に説明した半田付け装置３００は、半田付け装置１００と同様に第２レーザー光の照射スポットを調整して半田付けを行うので、半田付け装置１００と同等の効果が得られる。さらに、半田付け装置３００では、液晶収差補正素子３０１を第２制御信号及び第３制御信号によって電気的に制御して基板２を予熱及び半田付けする。よって、機械的制御が不要であり、機械的に消耗する部品点数を減らすことができるため、耐久性の高い半田付け装置３００が提供可能となる。
【００６６】
［実施例３］
＜＜半田付け装置の構成＞＞
図７を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る半田付け装置５００の特徴的となる構成について説明する。図７は本発明の第３実施形態に係る半田付け装置５００を示す概略図である。尚、図７に示される構成のうち、図１に示される構成と同一のものに対しては、同一の符号を付しその詳細な説明を省略した。尚、以下、図９に示すピックアップ装置のサスペンションワイヤ１１夫々の一端である半田付け箇所１２、１２’、１２’’を、半田付け装置５００が半田付けする対象の例として説明するが、半田付け装置５００が半田付けする対象はこれに限られるものではない。
【００６７】
半田付け装置５００は、基板２上の半田１、半田１’、半田１’’が予め塗布または載置された半田付け箇所１２、１２’、１２’’又は半田付け箇所１２、１２’、１２’’夫々の周囲を含む箇所１３、１３’、１３’’を１つのレーザー光源部から出力されるレーザー光によって順次加熱して半田１、半田１’、半田１’’を溶融・固化させて、複数の半田付け箇所１２、１２’、１２’’の夫々に半田付けを行うものである。
【００６８】
また、この半田付け装置５００は、未だ半田１、半田１’、半田１’’が付着されていない半田付け箇所１２、１２’、１２’’又は半田付け箇所１２、１２’、１２’’夫々の周囲を含む箇所１３、１３’、１３’’を１つのレーザー光源部から出力されるレーザー光によって順次加熱し、そののちに、半田付け箇所１２、１２’、１２’’に糸半田（不図示）等の先端を寄せて不図示の糸半田等の先端を加熱するとともに溶融・固化させて、複数の半田付け箇所１２、１２’、１２’’の夫々に半田付けを行うものである。
【００６９】
尚、基板２上の半田付け箇所１２、１２’、１２’’夫々の位置情報は予め制御部１０１に設定されている。
【００７０】
半田付け装置５００は、図１に示す半田付け装置１００におけるアクチュエータ１０８をアクチュエータ５０１（変更部材）（図７）に置き換えた点と、新たにＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）ミラー５０２を備えた点とが相違する。そこで、アクチュエータ５０１、ＭＥＭＳミラー５０２（屈折部材）、について説明する。
【００７１】
アクチュエータ５０１は、制御部１０１が出力する第２制御信号又は第３制御信号に応じて、半田付け装置１００におけるアクチュエータ１０８と同様にフォーカス制御を行う。さらに、アクチュエータ５０１は、制御部１０１が出力する第４制御信号に応じて、第１レーザー光軸方向に対する集光レンズ１０７の傾きを変化させることができる（以下、チルト制御と称する）。尚、第４制御信号とは、アクチュエータ５０１に所定のチルト制御を実行させるための信号である。
【００７２】
アクチュエータ５０１は、前述のフォーカス制御によって第２レーザー光の照射スポットの面積を変化させ、さらに、チルト制御によって基板２に対する第２レーザー光の照射角度を変化させる。尚、チルト制御によって基板２に対する第２レーザー光の照射角度を変化させた場合、第２レーザー光の照射スポットの形状も変化させたこととなる。
【００７３】
ここで、図８を参照して、アクチュエータ５０１によるチルト制御と、照射スポットの形状との関係について説明する。尚、図８（ａ）はチルト制御不実施のときの第２レーザー光の照射スポットを示した概略図であり、図８（ｂ）は、チルト制御実施のときの第２レーザー光の照射スポットの形状を示した概略図である。
【００７４】
図８（ａ）に示すように、アクチュエータ５０１によってチルト制御が行われず、第１レーザー光軸方向と、集光レンズ１０７の径方向とが垂直であるときに、基板２に対する第２レーザー光の照射角度も垂直となる。よって、照射スポットの形状は例えば略真円となる。一方、図８（ｂ）に示すように、アクチュエータ５０１によってチルト制御が行われ、第１レーザー光軸方向と、集光レンズ１０７の径方向との角度が角度θ（≠９０度）であるときに、基板２に対する第２レーザー光の照射角度も角度θ’（≠９０度）となる。よって、第２レーザー光の焦点位置から基板２までに第２レーザー光の光路長差が生じ、照射スポットの形状は例えば略楕円となる。
【００７５】
尚、半田付け装置５００のアクチュエータ５０１は、図３に示す構成と同等であり、レンズ駆動制御用駆動コイル１８３、１８４に、第２制御信号、第３制御信号、第４制御信号に応じた電流が流れると、レンズ駆動制御用駆動コイル１８３とマグネット１８１との間に磁界が発生するとともに、レンズ駆動制御用駆動コイル１８４とマグネット１８２との間に磁界が発生し、発生された磁界に伴って駆動力が働くため、集光レンズホルダ１８５は、フォーカス制御及びチルト制御されることとなる。
【００７６】
ＭＥＭＳミラー５０２は、制御部１０１が出力する第５制御信号に応じて第２レーザー光の光路を傾き調整可能なミラー面で切り替えて複数の半田付け箇所、例えば、半田付け箇所１２、１２’、１２’’又はその周囲を含む箇所１３、１３’、１３’’に照射するものである。
【００７７】
尚、第５制御信号とは、基板２上の半田付け箇所１２、１２’、１２’’又はその周囲を含む箇所１３、１３’、１３’’夫々の位置に、第２レーザー光が順次照射されるように、ＭＥＭＳミラー５０２のミラー面の傾きを制御するためのものである。
【００７８】
また、ＭＥＭＳとは、半導体プロセス技術を利用して電子と機械機構を融合させた微小な電気機械部品を実現する技術のことであり、ＭＥＭＳミラー５０２とは、ＭＥＭＳ技術を応用して作成した光スイッチである。また、ＭＥＭＳミラー５０２のミラー面の傾き調整は、矩形状のフレームと一体化して形成されるマイクロミラー部５２０と、マイクロミラー部５２０の反射面とは反対に設けた電磁コイル５２１と、電磁コイルに電流を流した際にマイクロミラー部を振動させる方向にローレンツ力が生じるような磁界を発生させる永久磁石（不図示）と、によって高精度に実現される。
【００７９】
尚、図７に示す構成のうち、コリメータレンズ１０６、集光レンズ１０７、アクチュエータ５０１、ＭＥＭＳミラー５０２、を備える構成を第２レーザー光生成部６００とすると、半田付け装置５００の外観構成の例としては、図２に示す半田付け装置１００の外観構成例のうち、第２レーザー光生成部２０１を第２レーザー光生成部６００として示すことができる。
【００８０】
＜＜半田付け装置の動作＞＞
以下、図４を参照しつつ、半田付け装置５００の特徴的な動作について説明する。尚、ここでは、半田付け装置５００は、基板２上の複数の半田付け箇所１２、１２’、１２’’の夫々に対して、第１レーザー光源部２００を用いて、半田付け箇所１２、１２’、１２’’の順序で半田付け処理を行う場合とする。
【００８１】
図４に示す半田付け処理を行うにあたり、半田付け装置５００と半田付け装置１００の動作において相違する点は、基板２上の半田付け箇所１２又は半田付け箇所１２’の半田付けを終了した後、基板２上の半田付け箇所１２’又は半田付け箇所１２’’へ半田付け処理を開始する際に、基板２上の半田付け箇所１２’又は半田付け箇所１２’’に対する第２レーザー光生成部６００の位置を、アーム２０３によって調整する必要がない点である。第２レーザー光生成部６００の基板２上の半田付け箇所１２、１２’、１２’’に対する位置は、半田付け箇所１２、１２’、１２’’夫々に、ＭＥＭＳミラー５０２によって光路が切り替えられた第２レーザー光を照射することが可能な範囲に初期設定されていれば良い。
【００８２】
半田付け装置５００は、具体的には、半田付け装置１００と同様の動作で、図４に示す半田付け処理を最初の半田付け箇所１２に対して行う。そして、制御部１０１が第３制御信号の出力を解除（Ｓ１１０）して、最初の半田付け箇所１２への半田付け処理が終了した後に、制御部１０１は第４制御信号及び第５制御信号を出力してアクチュエータ５０１及びＭＥＭＳミラー５０２を夫々駆動させる。
【００８３】
ＭＥＭＳミラー５０２は、第５制御信号によってミラー面を所定の角度に傾けて第２レーザー光の光路を切り替える。これによって、基板２上の半田付け箇所１２へ照射されていた第２レーザー光は、基板２上の次の半田付け箇所１２’へ照射される。また、ＭＥＭＳミラー５０２の制御と併行して、アクチュエータ５０１は第４制御信号によってチルト制御を行う。
【００８４】
これによって、ＭＥＭＳミラー５０２から半田付け箇所１２までの第２レーザー光の光路長と、ＭＥＭＳミラー５０２から半田付け箇所１２’までの第２レーザー光の光路長とが異なる場合であっても、基板２上の半田付け箇所１２’に照射される第２レーザー光の形状は、基板２上の半田付け箇所１２に照射される第２レーザー光の形状と同様の形状とすることができる。
【００８５】
尚、基板２上の半田付け箇所１２、１２’夫々に照射される第２レーザー光の形状を夫々所望の形状（例えば略真円又は略楕円）とすることもできる。第４制御信号及び第５制御信号によって、半田付け箇所１２’に対する第２レーザー光の照射位置及び第２レーザー光の照射形状を調整した後は、第４制御信号及び第５制御信号による制御を保ちつつ、半田付け装置１００と同様の動作で、図４に示す半田付け処理を半田付け箇所１２’に対して行う。更に、半田付け箇所１２’への半田付け処理が終了した後は、次の半田付け箇所１２’’に対して、前述と同様に、第２レーザー光の照射位置及び第２レーザー光の照射形状を調整して、図４に示す半田付け処理を行う。
【００８６】
以上に説明した半田付け装置５００は、半田付け装置１００と同様に第２レーザー光の照射スポットを調整して半田付けを行うので、半田付け装置１００と同等の効果が得られる。さらに、半田付け装置５００では、アクチュエータ５０１によって、第２レーザー光の照射スポットの形状を略楕円状又は略真円状へと任意に調整することができる。よって、所望の第２レーザー光の照射スポットの形状で基板２を予熱及び加熱して半田付けすることができる。例えば、基板２上の半田付け箇所１２の形状が略楕円状である場合、第２レーザー光の照射スポットの形状を略楕円状にすることができる。
【００８７】
また、基板２上の半田付け箇所１２に対する半田付け装置５００の設置状況や、基板２上の半田付け箇所１２自体の状況によって、半田付け箇所に垂直に第２レーザー光を照射できない場合であっても、第２レーザー光の照射スポットの形状を略真円状とすることができる。
【００８８】
また、半田付け装置５００では、ＭＥＭＳミラー５０２によって、第２レーザー光の光路を切り替えて基板２上の複数の半田付け箇所夫々に照射する。よって、半田付け箇所を変更するごとに、複数の半田付け箇所夫々に対する第２レーザー光生成部６００の位置をアーム２０３によって制御する必要がないため、半田付け処理をより容易且つ迅速に行うことが可能となる。
【００８９】
また、複数の半田付け箇所夫々に対して、１つの第１レーザー光源部２００及び１つの第２レーザー光生成部６００を用いて半田付けすることができる。よって、複数の半田付け箇所夫々に対応する個数の第１レーザー光源部２００及び１つの第２レーザー光生成部６００を用意する必要がないため、コストの低い半田付け装置５００を提供することが可能となる。
【００９０】
また、ＭＥＭＳミラー５０２は高精度に第２レーザー光の光路を切り替えることが可能であるため、半田付け装置５００は、図９に示す、光ピックアップ装置のように複数の狭小な半田付け箇所夫々に半田付けする場合であっても、第２レーザー光を複数の狭小な半田付け箇所夫々に高精度に照射することができる。よって、高精度且つ複雑に移動するアーム２０３を備えずとも、複数の半田付け箇所に精度良く半田付けを行わせることができる。
【００９１】
また、半田付け装置５００は、ＭＥＭＳミラー５０２のミラー面の傾きに合わせて、アクチュエータ５０１によりチルト制御を行うことで、ＭＥＭＳミラー５０２が第２レーザー光の光路を切り替えるために、複数の半田付け箇所夫々の間に生じる第２レーザー光の光路長差や照射角度差に関わらず、アクチュエータ５０１によって第２レーザー光の照射スポットの形状を調整して半田付けすることができる。よって、図９に示す光ピックアップ装置のように複数の半田付け箇所夫々を同じ第２レーザー光の照射スポット形状で半田付けしたい場合や、複数の半田付け箇所夫々で第２レーザー光の照射スポット形状を異ならせたい場合など、種々の条件に柔軟に対応することができる。よって、汎用性及び半田付け精度の高い半田付け装置５００を提供することが可能となる。
【００９２】
以上、本実施形態について説明したが、前述した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００９３】
例えば、上記の実施形態では、基板２の半田付け箇所に対する第２レーザー光生成部２０１、４００、６００の位置をアーム２０３を移動させて調整するように説明したが、半田付け対象である基板２を移動させる仕組みでも良い。これによって、半田付け装置の構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半田付け装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る半田付け装置の外観構成例を示す図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１実施形態に係るアクチュエータの断面図であり、図３（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るアクチュエータの上面図である。
【図４】本実施形態に係る半田付け処理のフローチャートである。
【図５】図５（ａ）は半田付けが行われる箇所での照射スポットの面積を第１面積としたときのエネルギー特性を示した図であり、図５（ｂ）は半田付けが行われる箇所での照射スポットの面積を第２面積としたときのエネルギー特性を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る半田付け装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る半田付け装置の構成を示す概略図である。
【図８】図８（ａ）はチルト制御不実施のときの半田付け箇所での照射スポットの形状を示した概略図であり、図８（ｂ）はチルト制御実施のときの半田付け箇所での照射スポットの形状を示した概略図である。
【図９】光ピックアップ装置におけるサスペンションワイヤの半田付け箇所を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１２、１２’、１２’’    半田付け箇所
１３、１３’、１３’’    箇所
１００、３００、５００    半田付け装置
１０１、２０２    制御部
１０２    レーザーダイオード
１０４、１０７    集光レンズ
１０４ａ  アナモフィックレンズ
１０４ｂ  集束レンズ
１０４Ｘ、１０７Ｘ    レンズ群
１０５    光ファイバケーブル
１０６    コリメータレンズ
１０８、５０１    アクチュエータ
１１０    温度検出器
３０１    液晶収差補正素子
５０２    ＭＥＭＳミラー
【図１】
2009160602.tif 000003
【図２】
2009160602.tif 000004
【図３】
2009160602.tif 000005
【図４】
2009160602.tif 000006
【図５】
2009160602.tif 000007
【図６】
2009160602.tif 000008
【図７】
2009160602.tif 000009
【図８】
2009160602.tif 000010
【図９】
2009160602.tif 000011