[发明专利]光电传感器、激光树脂焊接中的树脂透射率的测量方法、激光树脂焊接方法和激光加工设备

说明书

本公开的光电传感器包括：放置台(33a)，被配置为允许在其上放置工件(W1)；光投射装置(4)，包括激光二极管(41)和会聚透镜(45)；以及光电二极管(52)，被配置为在与放置台(33a)位于同一平面上的位置处接收穿过检测区域(DA)的激光束(LB)。从会聚透镜(45)投射的激光束(LB)的光轴被设置为使得激光束(LB)在与光电二极管(52)的入射表面垂直的方向上入射并且聚焦在光电二极管(52)的入射表面上。

技术领域

本公开涉及一种包括光投射装置和光接收装置的光电传感器、激光树脂焊接中的树脂透射率的测量方法、激光树脂焊接方法和激光加工设备，更具体地，涉及一种适用于当使树脂重叠并通过激光焊接时确定激光透射性树脂的用于激光焊接的树脂透射率的光电传感器、利用该光电传感器测量激光树脂焊接中的树脂透射率的方法、基于测量的树脂透射率的激光树脂焊接方法、以及用于该激光树脂焊接方法的激光加工设备。

背景技术

为了使树脂重叠并通过激光焊接树脂，将激光束透射性树脂叠加在激光束吸收性树脂的上表面上，从激光束透射性树脂的一侧照射激光束，使在树脂界面处的树脂熔化，从而进行焊接。在这种情况下，为了使激光穿过激光束透射性树脂并适当加热激光束透射性树脂和激光束吸收性树脂之间的界面处的焊接部分，有必要对焊接部分施加适量的热量，不得过多或不足。为此，重要的是知道要焊接的树脂中的激光束透射性树脂的透射率。

因此，在图12所示的专利文献1所记载的发明中，在进行激光焊接之前，测量光源109预先通过光纤112和光学系统110用光束111照射透射材料104。光束111穿过透射材料104的量由检测器108测量，因此由计算设备106计算透射材料104的透射率。基于该透射率来控制激光束源101的输出。

结果，从激光束源101经由光纤107和光学系统102发射到焊接部分的激光束103的强度的大小与透射材料104的透射率对应地发生变化。因此，由于向焊接部分的吸收材料105的表面施加了大小不会过多或不足的能量，所以在吸收材料105的表面上实现了具有适当大小的发热，从而可以高质量地进行激光焊接。

另外，在图13所示的专利文献2所记载的发明中，代替激光焊接而进行激光分割。这里，为了进行激光加工，与经由透镜246a从基板P的入射面Pu向出射面Pd照射的第一激光束245a分离地，经由透镜246b从倾斜方向照射到基板P的材料改性部247的第二激光束245b的透射光量由作为透射光量检测单元的光接收元件2151检测，从而计算第二激光束245b的透射率。结果，可以确定材料改性部247是否高精度地形成在基板P内部。结果，在确定了材料改性部247是否形成在基板P内部之后分割基板P，因此可以防止分割失败。

根据专利文献1和专利文献2中记载的发明，通过预先测量激光束的树脂透射率，能够进行适当的激光加工。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2004-243629

专利文献2：JP-A-2007-319881

发明内容

这种激光树脂焊接是一种在众多行业和领域中使用的技术，并且使用多种多样的树脂材料来以重叠的方式进行焊接。作为这样的材料之一，经常使用通过将阻燃剂添加到树脂中而获得的阻燃性树脂材料。在阻燃性树脂中，由于阻燃剂作为杂质加入，所以激光束被阻燃剂扩散，从而降低了激光束的树脂透射率。

因此，如图11所示，在激光树脂焊接时，在激光束透射性树脂W1和激光束吸收性树脂W2之间的界面的焊接部分WP中，在激光束透射性树脂W1中形成窄的槽状部分。以此方式，可减小激光束透射性树脂W1的厚度D，以促进激光束LB的透射。