JPH0580305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は微小な間隙を利用して接合物のろう
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
法があつた。

〔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付不
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つた。

〔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を収容するポツト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８と噴流
ノズル１１の接触面間に前記超音波振動によりポ
ツト７中のろう合金１０を侵入せしめる機構と
し、前記ポツト７内には上記噴流ノズル１１を先
端コア６上の定位置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、ポツト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
アイバ２５を挿通しているフエルール２１の下端
面を押接し、フエルール２１の内周面と光フアイ
バ２５との間に溶解ろう合金を侵入させて両者を
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１により軸（縦）方向
の超音波振動を与えられ、ポツト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１２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、その上にネサコーテイング
したガラス平面や光コネクタの端面等を押接せし
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
正しい位置を保つて先端コア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
エルール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ア
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部断面図
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
ツト７が取り付けられ、円筒形のポツト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
ポツ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
ツト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つている。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１１
の中心には例えば１mm位の径の噴流孔１２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が溜まり且つ光フアイバの突出端を
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法 上記のような装置によりろう付を行うには、
先ずポツト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１１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
１０ＫHz〜100MHz程度縦方向の超音波振動を
発生させる。この作動によりポツト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イン
グ等の導電性皮膜を形成したガラス面を押接す
ると、該ガラス面に端子ろう付用のポイントろ
う付が施される。

また、微小間隙をもつ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
接すると、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、両
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。

光コネクタを構成するフエルール２１は第１
図に示すようにその先端には差し込みスリーブ
２２を有し、フエルール２１の中心には被覆フ
アイバ線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ツクス等より
なりフエルール２１の端部中心をなすブツシユ
２４が固定的且つ同心的に挿入されている。上
記ブツシユ２４の中心には約1μｍ位の公差で
被覆フアイバ線２３から突出する光フアイバ２
５が挿通される125μｍ位の径の微小孔２６が
貫通し、該光フアイバ２５の先端はブツシユ２
４の先端面より僅かに突出している。なお、フ
エルール２１には上記のようなブツシユ２４を
設けないものもある。

第１図に示す光コネクタのフエルール２１、
ブツシユ２４、光フアイバ２５に一定の予熱を
与え、これをクリツプ状の断熱チヤツク２０で
下向きに把持して噴流ノズル１１上に下降せし
めて押接し、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１０
は、超音波振動により、光フアイバ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、光フアイバ２５と
フエルール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１１の外
径d′が差し込みスリーブ２２の外径ｄより小さ
くなつている。これによつて差し込みスリーブ
２２の外周面がろう合金の付着によつて汚染さ
れる可能性が極めて少なくなり、ろう付工程が
簡素化され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
mm以上にすることが望ましい。

また、噴流ノズルの噴流孔１２の内径はフア
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ア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0.5mm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付作用を保つたままで噴
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10KHz〜
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（十分なキヤビテーシヨンが確認され
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にこと
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。

(4) 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、
博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、例えばフエルー
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、ろう付後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
う合金によつ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付部の部分
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はろう付部ノズル構造の実
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……ポツ
ト、８……ノズル挿通孔、９……ノズルガイド、
９ａ……流通路、１０……ろう合金、１１……噴
流ノズル、１２……噴流孔、１３……凹部、２０
……断熱チヤツク、２１……フエルール、２２…
…差し込みスリーブ、２３……被覆フアイバ線、
２４……ブツシユ、２５……光フアイバ、２６…
…微小孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ツトを設け、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ツト中のろう合金を侵入
   せしめる機構とし、前記ポツト内には上記噴流ノ
   ズルを先端コア上の定位置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 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 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ツトを設け、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ツト中のろう合金を侵入
   せしめる機構とし、前記ポツト内には上記噴流ノ
   ズルを先端コア上の定位置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、ポツ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
   アイバを挿通しているフエルールの下端面を押接
   し、フエルール内周面と光フアイバとの間に溶解
   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 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。