JPS623872A - ろう合金噴流式超音波ろう付装置とその装置を使用する光コネクタのろう付方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 う付を行うろう合金噴流式超音波ろう付装置と、その装
置を利用して、光伝送やその他の分野に使用される光コ
ネクタのろう付を行う方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、微小な接合物間隙を利用したろう付には、溶解ろ
う合金に超音波振動を与えながら上記微小間隙にろうを
侵入させてろう付する超音波ろう付方法が知られており
、例えば特開昭５９−１２９８１６号公報に示されるよ
うに超音波振動上に設けられた半田槽内の溶解半田に超
音波振動を与えながら光コネクタの先端を挿入して行う
装置や方法があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし上記のような従来の装置では、半田表面に酸化物
ができ、ろう付の作業性も悪くろう行不良を生じるほか
、被接合物を半田そう内に侵すために、光コネクタ周面
等の半田不要部分にも半田が付着し、精密加工部品の半
田付にはトラブルが生じること、さらに半田槽の半田の
レベルが一定しないために上記不要半田の付着量も一定
せず画一的処理ができない等の問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題を解決するための本発明の装置は、超音波振動
子１に連結されて軸方向の超音波振動を与えられるホー
ン５の先端コア６の外周に溶解ろう合金１０を収容する
ポット７を設け、上記先端コア６の先端には、内部に上
記ろう合金が上昇噴流する噴流孔１２を貫通せしめた噴
流ノズル１１の下端を接触させて載置し、該先端コア６
と噴流ノズル１１の接触面間に前記超音波振動によりポ
ット７中のろう合金１０を侵入せしめる機構とし、前記
ポット７内には上記噴流ノズル】１を先端コア６上の定
位値において昇降振動自在に支持するノズルガイド９を
設けたことを特徴としている。

また上記装置を使用する光コネクタのろう付方法は、ホ
ーン５に超音波振動を加え、ポット７中の溶解ろう合金
１０を上記噴流ノズル１１上端に噴流させ、該噴流ノズ
ル１１上端に、内部に光ファイバ２５を挿通している７
エルール２１の下端面を押捺し、フェルール２１の内周
面と光ファイバ２５との間に溶解ろう合金を浸入させて
両者をろう付することを特徴としている。

〔作用〕

ホーン５は超音波振動子】により軸（縦）方向の超音波
振動を与えられ、ポット７内の溶解ろう合金１０は、上
記超音波振動によりホーン５の先端コア６の上端と噴流
ノズル１１の下端の接触面間に侵入して噴流孔工２を通
じ噴流ノズル１１の上端に噴出する。

この噴流溶解ろう合金は、混入不純物のない常に新鮮な
ものであり、その上にネ与コーティングしたガラス平面
や光コネクタの端面等を押捺せしめると、ガラス面にろ
う合金が付着し、あるいは光コネクタ端部の接合物間の
微小な間隔に侵入して両者をろう付する。

また、ノズルガイド９は噴流ノズル１１が常に正しい位
置を保って先端コア６上に接触して載置されているよう
に噴流ノズル１１を昇降振動自在に保持しており、且つ
その上方への溶解ろう合金の流通を妨げない。

上記ろう付の接合物が光コネクタである場合は、噴流ノ
ズル１１の上端の溶解ろう合金は、フェルール２１の端
面にのみ接し、端面に開口する微小孔２６の内周とそこ
に挿通されている光ファイバ２５との間の微小間隙内に
上昇侵入し、両者をろう付固着させる。

〔実施例〕

（１）本発明の装置 第１図、第２図は本発明装置の要部拡大断面図及び超音
波振動子部分を含めた１部所面図で、下端に超音波振動
子１を設けその上端に断熱カラー２を介して下段のホー
ン３を接続し、さらにその上端には断熱カラー４を介し
て上段のホーン５を順次同心上に接続している。

上段のホーン５の先端コア６のまわりには半田等の溶解
ろう合金を収容する加熱装置付のポット７が取り付けら
れ、円筒形のボット７の中心には先端コア６が底部より
突出した構造である。該先端コア６の上端より僅かに高
い位置のボット周壁内面には中心部にノズル挿通孔８を
設けたノズルガイド９が内向きに突設され、このノズル
ガイド９には上下に貫通する多数の孔からなるろう合金
の流通路９ａが穿設され、ポット７内に収容した溶解ろ
う合金１０が上下に流通できる構造となっている。先端
コア６の上端には、上部がろう合金１０の表面より突出
する耐熱性金属等よりなる噴流ノズル１１が上記ノズル
ガイド９の挿通孔８に昇降自在に嵌せしめられて載置さ
れている。この噴流ノズル】】の中心には例えば１燗位
の径の噴流孔】２が上下に貫通して設けられ、噴流ノズ
ル１１の下端と先端コア６の上端の接触面は第１図及び
第３図（Ａ）〜（Ｃ）のように互いに密接するために平
面あるいは球面、摺鉢状の凹凸面をなしている。

また噴流ノズル１１の上端も一定量の噴流ろう合金１０
が溜まり且つ光ファイバの突出端を収容するように摺鉢
状等の凹部１３を形成し、該凹部１３の中心には噴流孔
１２が開口している。

（２）ろう付装置によるろう付方性 上記のような装置によりろう付を行うには、先ずポット
７内に溶解ろう合金１０をその上面がノズルガイド９よ
り上になるように収容し、且つノズル１】をノズル挿通
孔８に嵌合して先端コア６上に載置し、超音波振動子１
に例えば１０　ＫＩ（Ｚ〜１００　ＭＨｚ程度縦方向の
超音波振動を発生させる。この作動によりボット７内下
部の溶解ろう合金１０はノズル１１と先端コア６の上面
との接触面の間に侵入して噴流孔１２を通じてノズル上
端の凹部１３に噴出するので、該噴出隆起したろう合金
に例えばネサコーティング等の導電性皮膜を形成したガ
ラス面を押捺すると、該ガラス面に端子ろう肘用のポイ
ントろう付が施される。

また、微小間隙をもって嵌合された筒状の被接合物の端
面を上記隆起した噴流ろう合金に押捺すると、噴出ろう
合金は超音波振動の作用で上記微小間隙内に下部より上
昇侵入し、該微小間隙を形成する被接合物の嵌合面に付
着し、固接合物同士を固着せしめる。

（３）光コネクタのろう付方法 次に前記装置及びろう付方法による光コネクタのろう付
方法につき説明する。

２２を有し、フェルール２】の中心には被覆ファイバ線
２３が後方より挿通保持され、さらに先端には一定長さ
の例えばセラミックス等よりなりフェルール２１の端部
中心をなすブツシュ２４が固定的且つ同心的に挿入され
ている。上記ブツシュ２４の中心には約１μｍ位の公差
で被覆ファイバ線２３かも突出する光ファイバ２５が挿
通される１２５μｍ位の径の微小孔２６が貫通し、該光
ファイバ２５の先端はブツシュ２４の先端面より僅かに
突出している。なお、フェルール２１には上記のような
ブツシュ２４を設けないものもある。

第１図に示す光コネクタのフェルール２１、ブツシュ２
４、光ファイバ２５に一定の予熱を与え、これをり′リ
ップ状の断熱チャック２０で下向きに把持して噴流ノズ
ル１１上に下降せしめて押捺し、噴流ノズル１１の上端
より溶解ろう合金１０を噴流させると、溶解ろう合金１
０は、超音波振動により、光ファイバ２５と微小孔２６
間の微小間隙（両者の嵌合公差）内に侵入して一定時間
内に上昇し、光ファイバ２５とフェルール２１を一体的
にろう付する。

第４図は本発明による別の装置の断面図である。この装
置においては、噴流ノズル】】の外径ｄ′が差し退入ス
リーブ２２の外径ｄより小さくなっている。これによっ
て差し込みスリーブ２２の外周面がろう合金の付着によ
って汚染される可能性が極めて少な（な、す、ろう何工
程が簡素化さｈるので特に好ましい。一方、噴流ノズル
１１の外径ｄ′が小さくなり過ぎると超音波振動の伝達
効率が低下し、更に、差し込みスリーブと噴流ノズルの
位置合せも難かしくなり作業性が低下するので、噴流ノ
ズルの外径ｄ′は１閣以上にすることが望ましい。

また、噴流ノズルの噴流孔１２の内径はファイバーの外
径より大きくすると差し込みスリーブ下端面より突出し
たファイバがノズルに接触し破損する恐れが少なくなる
ので好ましい。特に噴流孔の内径を０，５日以上にする
と酸化物等の不純物による噴流孔のツマリを防止できる
ので好ましい。

かかる装置によるろう付方法は上記第１図の装置による
ものと同様にして行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の如く構成される結果、次のような具体的
効果を奏するものである。

（１）振動により溶解ろう合金を、しかも極所的に超音
波振動によるろう何件用を保ったままで噴流させること
ができ、従来のように噴流のための特別の機構が不要で
ある上、例えばガラス面等へのポイント溶着も容易且つ
正確に行なわれる。

（２）　　溶解ろう合金を超音波振動（例えば１０　Ｋ
Ｉ（Ｚ〜１００ＭＨｚ）により上昇させた場合、溶解ろ
う合金噴出部でも十分な超音波振動の伝導が行なわれて
おり（十分なキャビテーションが確認される）、従来の
超音波ろう付の特性がそのまま保たれている。

（３）　　超音波振動の振幅や振動数を調節することに
より任意のろう合金の噴出量が常に一定にできるので、
一定の構造体に対して常に一定の品質のろう付ができ、
特に噴出ろう合金は常時新しいものなので不純物や酸化
物の混入も少なく良品質のろう付ができる。

（ａ　噴流と振動伝導が同一部品で行われるので装置の
構造が簡単で、メンテナンスが容易である。

（５）　　光コネクタのような管状構造体に対してはそ
の深°部までろう合金を侵入させることができ、広面積
でのろう付が十分に行なえるほか、ろう合金の付着を端
面のみに留め、例えばフェルールの差し込みスリーブ外
周面への付着を防止できるので、ろう付部の不良品発生
や補修の必要性がない。

（６）　　溶解ろう合金の深さがなくあるいは一定■な
ので深さ変動によるろう付トラブルがない（７）　ノズ
ルの外径を差し込みスリーブの外径より小さくすると、
差し込みスリーブの外周面がろう合金によって汚染する
恐れは極めて少なくなるので特に好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明装置のろう何部の部分拡大断面
図、第２図は同じくその要部全体の部分断面図、第３図
（Ａ）〜（Ｃ）はろう何部ノズル構造の実施態様を示す
部分断面図、第４図は本発明による別の装置の断面図で
ある。 １・・・超音波振動子　１．４・・・断熱カラー３．５
・・・ホーン　　　　　６・・・先端コア７・・・ボッ
ト　　　　　　８・・・ノズル挿通孔９・・・ノズルガ
イド　　９ａ・・・流通路１０・・・ろう合金　　　１
１・・・噴流ノズル１２・・・噴流孔　　　　１３・・
・凹部２０・・・断熱チャン°り　２１・・・フェルー
ル２２・・・差し込みスリーブ２３・・・被覆ファイバ
線２４・・・ブツシュ　　　２５・・・光ファイバ２６
・・・微小孔 第１　図　　　　　　　　第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波振動子に連結されて軸方向の超音波振動を
   与えられるホーンの先端コアの外周に溶解ろう合金を収
   容するポットを設け、上記先端コアの先端には、内部に
   上記ろう合金が上昇噴流する噴流孔を貫通せしめた噴流
   ノズルの下端を接触させて載置し、該先端コアと噴流ノ
   ズルの接触面間に前記超音波振動によりポット中のろう
   合金を侵入せしめる機構とし、前記ポット内には上記噴
   流ノズルを先端コア上の定位値において昇降振動自在に
   支持するノズルガイドを設けてなるろう合金噴流式超音
   波ろう付装置。
2. （２）噴流ノズルの上端に溶解ろう合金を一時的に一定
   量貯留する凹部を形成してなる特許請求の範囲第１項の
   ろう合金噴流式超音波ろう付装置。
3. （３）超音波振動子に連結されて軸方向の超音波振動を
   与えられるホーンの先端コアの外周に溶解ろう合金を収
   容するポットを設け、上記先端コアの先端には、内部に
   上記ろう合金が上昇噴流する噴流孔を貫通せしめた噴流
   ノズルの下端を接触させて載置し、該先端コアと噴流ノ
   ズルの接触面間に前記超音波振動によりポット中のろう
   合金を侵入せしめる機構とし、前記ポット内には上記噴
   流ノズルを先端コア上の定位値において昇降振動自在に
   支持するノズルガイドを設けてなるろう合金噴流式超音
   波ろう付装置のホーンに超音波振動を加え、ポット中の
   溶解ろう合金を上記噴流ノズル上端に噴流させ、該噴流
   ノズル上端に、内部に光ファイバを挿通しているフエル
   ールの下端面を押捺し、フエルール内周面と光ファイバ
   との間に溶解ろう合金を侵入させて両者をろう付する光
   コネクタのろう付方法。
4. （４）前記噴流ノズルの外径はフエルール下端面の外径
   より小さく構成されている特許請求の範囲第３項記載の
   ろう付方法。