JPS61162292A - 光溶接装置 - Google Patents

光溶接装置

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JPS61162292A
JPS61162292A JP60002046A JP204685A JPS61162292A JP S61162292 A JPS61162292 A JP S61162292A JP 60002046 A JP60002046 A JP 60002046A JP 204685 A JP204685 A JP 204685A JP S61162292 A JPS61162292 A JP S61162292A
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light
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light source
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Yutaka Kaneda
豊 金田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005Soldering by means of radiant energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/40Semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明はビーム光による光溶接装置に関し、詳しくは1
つの熱光源によって複数箇所を同時に行うことが可能で
ある光溶接装置に関する。
[従来の技術] 一般に、トランジスタやコンデンサ等の回路素子の導線
の接続、あるいはプリント基板」二に回路配線する場合
やチップ化部品を後イ」けする場合等では、ハンダ伺け
による溶接によって導線等の配線の接続が行われている
従来、この種のハンダ付は等の溶接は、電気ヒータの熱
源による所謂ハンダゴテで行われているが、近年では回
路素子の小型化による細部への溶接、あるいはチップ化
部品の増加に伴う後イ1け溶接や部分溶接、更に耐熱性
の弱い素材の使用における場合等の該素材への溶接等が
増加しているが、該溶接には制約が多くハンダ伺は等の
溶接も容易ではない。さらに該ハンダコテによる溶接は
熱源を常に加熱しておかなければならないので、火傷等
の危険かあり安全上問題かあるばかりでなく、省エネル
キー面でもフ世駄かある。
そこで最近では−1−記溶接におけるハンダゴテに代わ
る溶接手段として、■レーサー光による光溶接、及び1
?)熱光源からのビーム光による光溶接が知られている
前者のレーザー光による光溶接はアルゴンレーザー等の
気体レーザー、ルビーレーザー、YAGレーザー等の固
体レーザー、その他のレーザービームを溶接箇所に照射
することにより溶接を行うものであり、このようなレー
ザー溶接装置は。
レーザー発振器により発生したレーザービームを導光路
を通じて集光部へ導き、そこでレンズ等により集光して
溶接箇所へ照射するものである。そして前記導光路とし
ては発生したレーザービームを1枚以上の反射ミラーに
より屈折させて集光部へ導く方式と、光フアイバ一方式
のもがあるが、レーザーの危険性が高く、その取扱いが
困難であるはかりでなく、レーザー発振器やその制御構
成等に町成り精密な装置が要求される欠点ある。
[発明か解決しようとする問題点] −力、後者の熱光源からのビーム光による光溶接には、
このような欠点ないし不都合はみられない。また、かか
る熱光源からのビーム光による光溶接は、前記ハンダゴ
テによる溶接に比べ溶接時のみ熱光源を点灯すればよく
、又溶接スポットを小さくして光エネルギー密度を高く
することも容易で、部分溶接が容易であり、前述した後
月は部品の溶接にも有効である。しかし、従来の光溶接
装置は、例えば溶接箇所が2箇所ある場合、光溶接装置
をOf動して1箇所毎に溶接を行うか、又はその逆に被
溶接物を位置移動させて各溶接箇所の溶接を行う必要が
あるが、いずれにしても工程数が多くなったりすると、
装置又は被溶接物の位置移動の制御が難しく、特に極め
て小さい箇所への部分溶接の場合や耐熱性の小さい素材
を使用している場合では溶接箇所の位置ずれは致命的で
ある。さらに各溶接箇所毎に溶接を行うことは工程数か
増えるため時間10縮の点からも好ましくない。そこで
、個々の溶接箇所に該光溶接装置を設けることが考えら
れるが、そのための設備が大がかりとなるばかりでなく
、費用も高価になり、溶接箇所が数箇所にも及ぶ場合は
該設備費用及び設置スペースが膨大なものとなる。
本発明は上記に鑑みて成されたもので、1つの熱光源か
らのビーム光を集束光ファイバーにより所望の溶接箇所
へ導くと共に、この溶接箇所の近傍において集束光ファ
イバーを分離して照射することによって該溶接箇所の複
数部分溶接を同時に行うことを可能とし、溶接時間及び
製造1程を短縮して、経済的に溶接が行える光溶接装置
を提供することを技術的課題とする。
[問題点を解決するための手段] L記技術的課題を解決するための本発明の光溶接装置は
、少なくとも1つの熱光源からのビーム光を複数本の集
束光ファイバーにより所望の溶接箇所へ導くと共に、集
束光ファイバーの光出口部を専用フィクチャーにより分
離し、複数の溶接箇所に照射して、該各々の溶接箇所に
おける溶接を同時に行う構成を有することを特徴とする
以ド、本発明の一実施例を添付図面に従って詳細に説明
するが、本発明は以下の実施態様に限定    ′され
ない。
第1図は本発明を時計製造に適用した場合の一実施例を
示す概略図、第2図〜第6図は各々専用フィクチャーへ
の光ファイバーの支持構成を示す概略説明図である。
図において、Aは本発明に係る光溶接装置を示すもので
あって、■は赤外線ランプ等の熱光源であり、2は該熱
光源lの光を例えば図示の如き時計3におけるチップ化
部品4の溶接箇所5へ導くための導光路として用いられ
る光ファイバーである。該光ファイバー2は、前記光が
入射する光入口部2Aは光ファイバー2の複数本が集束
された集中体2′として形成され、一方、他端の光出口
部2Bは前記集中体が解れた状態で、該光出口部2Bが
ある程度広がって分散されるように構成されている。6
は各光ファイバー2の光出口部2Bを所望の溶接箇所5
に(ゼ装置してビーム光を照射することを可能とするた
めの支持部材である専用フィクチャーであって、該1、
I7用フィクチャー6には、1111記光出[1部2B
が着脱可能な支持用孔7が設けられている。該支持用孔
7の1.Ij用フィクチャー6における配設位置及び個
数はチップ化部品4等の被溶接物の溶接箇所5によって
異なり、また該支持用孔7は、被溶接物における溶接温
度が低温から高温までの種々の温度に設定iif能なよ
うに、光ファイバー2を1本だけ又は複数本まとめて支
持できるように構成される。即ち、支持用孔7に支持さ
れる光ファイバー2は、必要とされる溶接温度が低温で
よい場合、該光ファイバー2の本数は少なくてよいが、
高温を必要とする場合では本数を増加して大きなエネル
ギーか得られるように設定する必要がある。従って本発
明の専用フィクチャー6は、被溶接物の溶接箇所5及び
該溶接箇所5における溶接温度に応じた支持用孔7を有
する専用フィクチャー6を種々用意しておくことが望ま
しい。
本発明で使用される光ファイバー2はガラス製、プラス
チック製等のいずれのものを使用してもよいが、比較的
高温溶接を行うときはガラス製のものが好ましく、更に
光ファイバー2における先入・出口部2A・2Bの径が
異なるもの、即ち、熱光源1が入用する光入口部2Aの
径に対して出射する光出口部2Bの径が次第に細くなっ
ているものが好ましい。該先細りの光ファイバー2を用
いると、ビーム光が光フアイバー2内を通る間にビーム
光の光エネルギーが密になるため該エネルギーは高めら
れて光出口部2Bから出射され、ビーム光が集光された
状態と同じくなるので、集光レンズ等を省略することか
り能である。
ト記先細りの光フアイバー2以外の光ファイバー2を使
用する場合、即ち、光入口部2^から先出[1部2Bま
での径か同じである光ファイバー2の場合、第2図〜第
4図に示す如く、集光レンズ8や集光ミラー9を有する
集光部10を専用フィクチャー6に設けてビーム光を集
光させることが好ましい。即ち、第2図に示される実施
例は複数本の光ファイバー2に対して1個の集光レンズ
を使用して集光する場合を示しており、第3図に示きれ
る実施例は各々の光ファイバー2に対して各々集光レン
ズ8を設けて集光させる場合をボしており、第4図に示
される実施例は集光ミラー9によって1木ないし複数本
の光ファイバー2のビーム光を集光させる場合を示して
いる。該構成によれば、専用フィクチャー6における側
方部にて光ファイバー2を支持することが可能となる。
また第5図に示される実施例はりl用フィクチャー6に
集光部10を設けることなぐ集光させるもので、集光レ
ンズ8を有する集光ヘッド11を各々の光ファイバー2
の光出口部2Bに設けて構成する例を示しており、更に
第6図に示される実施例は、光ファイバー2のビーム光
が集光するように角度を有して各々の光ファイバー2を
専用フイ″クチャ−6に支持するようにした例を示して
いる。この場合は集光部10を全く必要とせずにビーム
光を集光させることができる。なお、この方式に、1−
記第5図に示される集光ヘッド11を有する光ファイバ
ー2を用いてもよい。
本発明における光ファイバー2の集束体2′は、溶接に
必要な本数の光ファイバー2を束ね、それらを+IT抗
性を有する合成樹脂等により被覆して形成されるが、中
に紐等で縛って集束してもよく、光ファイバー2が容易
に分離しない程度に集束されればよい。該集束体2′の
断面形状は通常は円形状に形成yれるが、必要に応じて
扁平状に形成されてもよい。即ち、断面形状が扁平楕円
形、扁平方形等の扁平形状に形成されてもよい。
また、専用フィクチャー6に複数本の光ファイバー2が
支持される場合における該光ファイバー2の東ねられた
状態の断面形状も任意の集束形状に構成してもよく、支
持用孔7の形成によりあらゆる集束状態が可能である。
なお図中、12は熱光源lの光を光ファイバー2の光入
口部2Aに入射させるための集光用レンズである。
[発明の作用] 第1図の実施例では時計3におけるチップ化部品4の溶
接の工程を示しており、製品となる時計3はコンベア等
により各工程の位置で一11停止1−シながら運ばれる
。前記溶接の工程では、光溶接装置Aが溶接を行う位置
設定をされて待機している。光溶接装置Aには、予めチ
ップ化部品4の各々の溶接すべき箇所5に応じた支持用
孔7を有する専用フィクチャー6が選定され、各溶接箇
所5における溶接温度を考慮して、熱光源1からのビー
ム光を導く光ファイバー2が前記支持用孔7に1木ない
し複数本か支持されている。そして前り程でチップ化部
品4か配置(仮固定)されて移行し、所定の位置に停止
1−シた際、図示しない熱光源lのスイッチが自動的に
あるいは手動でONされる。そうすると、熱光源lのビ
ーム光は光ファイバー2を通じて117用フイクチヤー
6の各支持用孔7から各々の溶接箇所5に一定時間照射
され、各溶接箇所5は全て同時に溶接される。このとき
専用フィクチャー6を時計裏蓋のように時計3に近接さ
せ、チップ化部品4に照射したビーム光の熱エネルギー
が外部に逃げないようにしてもよい。
なお、溶接箇所5の位置が異なる別の時計3の溶接を行
う場合には、他の適切な専用フィクチャー6を選定すれ
ばよい。即ち、光ファイバー2は専用フィクチャー6に
対し着脱可能であるので、該I!!川フ用クチャー6を
交換してセットシ溶接を行えばよい。
1−記では光溶接装置Aが固定の場合を述べたが、光フ
ァイバー2は自在に可動できるので、光溶接装置Aを溶
接毎に被溶接物の所へ移動させて溶接するようにしても
よい。
[発明の効果] 本発明はに記構成及び作用を有するので、前記した本発
明の技術的課題を解決することができ、特に溶接すべき
箇所が複数箇所ある場合でも、該各々の溶接箇所の溶接
を1つの熱光源により一度のビーム光の照射で全ての箇
所を同時に行うことができ、これによって溶接時間の短
縮及び製造工程の減少を旧ることができ、経済的に溶接
を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を時計製造に適用した場合の一実施例を
示す概略図、第2図〜第6図は各々専用フィクチャーへ
の光ファイバーの支持構成を示す概略説明図である。 図において、Aは光溶接装置、1は熱光源、2は光ファ
イバー、5は溶接箇所、6は専用フィクチャー、7は支
持用孔、lOは集光部を特徴とする

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1つの熱光源からのビーム光を複数本
    の集束光ファイバーにより所望の溶接箇所へ導くと共に
    、集束光ファイバーの光出口部を専用フィクチャーによ
    り分離し、複数の溶接箇所に照射して、該各々の溶接箇
    所における溶接を同時に行う構成を有することを特徴と
    する光溶接装置。
  2. (2)光ファイバーが、その一端が他端に対して次第に
    細くなっている構成を有することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の光溶接装置。
  3. (3)専用フィクチャーが、溶接すべき複数の溶接箇所
    に応じた光出口部の支持用孔を有する部材であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の光
    溶接装置。
  4. (4)支持用孔が、光ファイバーの1本だけ又は2本以
    上をまとめて支持できる構成であることを特徴とする特
    許請求の範囲第3項記載の光溶接装置。
JP60002046A 1985-01-11 1985-01-11 光溶接装置 Granted JPS61162292A (ja)

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JPH057110B2 JPH057110B2 (ja) 1993-01-28

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