DE19839014A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten

Info

Publication number
DE19839014A1
DE19839014A1 DE19839014A DE19839014A DE19839014A1 DE 19839014 A1 DE19839014 A1 DE 19839014A1 DE 19839014 A DE19839014 A DE 19839014A DE 19839014 A DE19839014 A DE 19839014A DE 19839014 A1 DE19839014 A1 DE 19839014A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solder
optical elements
laser beams
light sources
laser light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19839014A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19839014C2 (de
Inventor
Yeong-Ju Kim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of DE19839014A1 publication Critical patent/DE19839014A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19839014C2 publication Critical patent/DE19839014C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
    • 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
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2553Splicing machines, e.g. optical fibre fusion splicer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4237Welding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Verbinden von optischen Elementen wie einem optischen Wellenleiter, einem optischen Kollimator, einem optischen Dämpfer, einem optischen Isolator usw. und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht­ kontaktierendes Löten.
Es bestehen mehrere bekannte Verfahren zum Löten von elektronischen Bauelementen und von optischen Elementen. Ein erstes Verfahren besteht darin, einen zu verbindenden Teil mit Hilfe eines Lötkolbens zu erhitzen und dann Lot zuzuführen. Ein zweites Verfahren besteht darin, einen Hochfrequenz-Induktionsheizer um die optischen Elemente herum anzuordnen und dann eine konstante Hitze auf den durch das Hochfrequenz-Heizen zu verbindenden Teil wirken zu lassen. Ein drittes Verfahren besteht darin, ein Löten durchzuführen, wobei eine Laserlichtquelle als Wärmequelle verwendet wird. Dieses Verfahren kann dann verwendet werden, wenn der Lötkolben wegen der hohen Packdichte nicht verwendet werden kann oder wenn eine Massenproduktion von vielen zu verbindenden Teilen zu bewerkstelligen ist. Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel in dem US-Patent 4,963,714 (Joseph R. Adamski et al.) mit dem Titel "Diode Laser Soldering System" angegeben. Schließlich besteht ein viertes Verfahren darin, Hitze auf die zu verbindenden Teile wirken zu lassen, indem ein Lichtpfad unter Verwendung eines Prismas verändert wird. Das in dem ersten und in dem zweiten Verfahren verwendete Lot ist in der Form eines Drahtes vorgesehen. In dem dritten und dem vierten Verfahren wird statt dessen Lotpulver verwendet, das um die zu verbindenden Teile herum angebracht wird.
Die Lötprozesse in Übereinstimmung mit den bekannten Verfahren werden häufig für elektronische Bauelemente verwendet. Um derartige Lötprozesse für optische Elemente anzupassen, müssen die folgenden Punkte berücksichtigt werden:
  • (1) Ein möglicher Kontakt während der Wärmeeinwirkung auf die zu verbindenden Teile kann die Ausrichtung der optischen Elemente beeinflussen.
  • (2) Die zu verbindenden Teile der optischen Elemente sollten symmetrisch sein, um eine durch thermische Expansion verursachte Fehlausrichtung der optischen Elemente zu verhindern.
  • (3) Die Wärme sollte gleichmäßig auf die zu verbindenden symmetrischen Teile wirken, um eine Fehlausrichtung der optischen Elemente zu verhindern.
  • (4) Die zu verbindenden Teile sollten vollständig mit Lot gefüllt werden, um die Verläßlichkeit der optischen Elemente sicherzustellen.
  • (5) Die Reproduzierbarkeit und die Massenproduktion der optischen Elemente sollte garantiert werden.
Meine auf den vorstehenden Gesichtspunkten basierenden Untersuchungen der Schwachpunkte der verschiedenen weiter oben genannten Lötverfahren zeigen, daß weder das erste noch das zweite Verfahren alle die fünf vorstehenden Gesichtspunkte erfüllen. Das dritte Verfahren erfüllt die Voraussetzung der Symmetrie der in einer Ebene angeordneten optischen Elemente, erfüllt dieselbe jedoch nicht im dreidimensionalen Raum. Das vierte Verfahren ermöglicht die Verbindung von gewünschten Teilen, kann jedoch keine Symmetrie sicherstellen.
Die für elektronische Bauelemente sehr nützlichen herkömmlichen Lötverfahren sind wegen des Problems von Fehlausrichtungen nicht für optische Elemente geeignet. Das heißt, daß die optischen Elemente bei der Einwirkung von Wärme auf die zu verbindenden Teile fehlerhaft ausgerichtet werden können, wenn das Lot die Oberfläche der zu verbindenden Teile kontaktiert. Weiterhin kann der auf die zu verbindenden Teile der optischen Elemente angewendete Laserstrahl nicht symmetrisch gehalten werden, so daß durch thermische Expansion und ungleichmäßige Wärmeverteilung eine Fehlausrichtung der optischen Elemente verursacht wird. Dadurch werden die Eigenschaften der optischen Elemente beeinflußt, wodurch wiederum die Verläßlichkeit der Produkte herabgesetzt wird. Außerdem werden dadurch auch die Möglichkeiten der Reproduzierbarkeit und der Massenproduktion von optischen Elementen beeinträchtigt.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten anzugeben, wobei die Innenseiten der zu verbindenden Teile der optischen Elemente vollständig abgedichtet werden, um zu verhindern, daß Feuchtigkeit in die optischen Elemente eindringt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten anzugeben, wobei Variationen in den Eigenschaften der optischen Elemente minimiert werden können.
Um die vorstehend genannten Aufgaben zu erfüllen, umfaßt ein Vorrichtung zum Verbinden von optischen Elementen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung: mehrere optischen Elemente, die optische Systeme umfassen und durch Gehäuse umgeben sind; eine Ausrichtungsvorrichtung, die ein Ende jedes optischen Elementes festhält und die optischen Systeme der optischen Elemente ausrichtet; Laserquellen, die jeweils an vorbestimmten Enden der Gehäuse angeordnet sind, um Laserstrahlen vorzusehen, die nicht auf die Außenoberfläche der Gehäuse fokussiert sind; Lot-Zuführungseinheiten, die jeweils an den oberen Enden der Laserlichtquellen angeordnet sind, um Lot zu dem Laserstrahl zuzuführen; und eine programmierbare Logiksteuerung (PLC = Programmable Logic Control), die die Laserlichtquellen und die Lot-Zuführungseinheiten automatisch steuert.
Um die vorstehend genannten Aufgaben zu erfüllen, umfaßt ein Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung folgende Schritte: Fixieren von mehreren optischen Elementen an einer Ausrichtungsvorrichtung, um die optischen Systeme der optischen Elemente auszurichten; Ausgeben von Laserstrahlen aus mehreren Laserlichtquellen, wobei die Strahlen nicht die Querschnitte der zu verbindenden Teile der optischen Elemente am Verbindungsbereich zwischen den Gehäusen der optischen Elemente kontaktieren; Zuführen von Lot aus den Lot-Zuführungseinheiten zu den Laserstrahlen nach einer vorbestimmten Zeitdauer; Schmelzen des Lots durch die Laserstrahlen, so daß das Lot in die im Verbindungsbereich gebildeten Zwischenräume fließt; Abbrechen der Antriebskraft der Lot-Zuführungseinheiten nach einer vorbestimmten Zeitdauer unter der automatischen Steuerung einer programmierbaren Logiksteuerung (PLC); und Abbrechen der Laserstrahlen unter der Steuerung der PLC nach einer vorbestimmten Zeitdauer.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen identische oder ähnliche Komponenten angeben und wobei
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die den Aufbau einer Vorrichtung zum Verbinden von optischen Elementen durch einen nicht-kontaktierenden Lötprozeß in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 eine Draufsicht ist, die die Position des Laserstrahls und der Lotzufuhr in einer Vorrichtung zum Verbinden von optischen Elementen durch einen nicht­ kontaktierenden Lötprozeß in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 3 eine Draufsicht ist, die den Zustand der mit Lot gefüllten Innenseiten der Verbindungsbereiche zeigt, die auf diese Weise durch einen nicht-kontaktierenden Lötprozeß in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung fixiert sind,
Fig. 4 ein Diagramm ist, das die Variation der optischen Eigenschaften der optischen Elemente in Abhängigkeit von der für das Zuführen von Lot verwendeten Zeit während des Verbindens von optischen Elementen durch einen nicht­ kontaktierenden Lötprozeß in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 5 ein Diagramm ist, das die Temperaturänderungen des Verbindungsbereichs während des Verbindens durch einen nicht­ kontaktierenden Lötprozeß in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Lot-Zuführungsgeschwindigkeit in einem nicht-kontaktierenden Lötprozeß in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt die Vorrichtung zum Verbinden von optischen Elementen in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung optische Elemente 26 und 28 mit verschiedenen darin vorgesehenen optischen Systemen, Ausrichtungsvorrichtungen 22 und 24 für die optischen Elemente, kontinuierlich betreibbare Laserlichtquellen 10a und 10b, Lot-Zuführungseinheiten 14a und 14b, sowie Lot 16a und 16b. Weiterhin ist ein Gehäuse 30 zum Schutz der optischen Systeme vor den Umgebungsbedingungen am Außenumfang des optischen Elements 26 vorgesehen. Entsprechend ist ein Gehäuse 32 am Außenumfang des optischen Elements 28 vorgesehen. An beiden Seiten des Gehäuses 32 sind symmetrisch ausgebildete Durchgangslöcher 34 vorgesehen, wobei das Lot 16a und 16b zum Fixieren der Gehäuse 30 und 32 in die Durchgangslöcher 34 fließt, während ein Ende des optischen Elements 26 an der Ausrichtungsvorrichtung 22 fixiert ist und ein Ende des optischen Elements 28 an der Ausrichtungsvorrichtung 24 fixiert ist.
Die kontinuierlich betreibbaren Laserlichtquellen 10a und 10b sind an beiden Seiten der optischen Elemente 26 und 28 mit dazwischen einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Die Laserlichtquellen 10a und 10b sehen jeweils die Laserstrahlen 12a und 12b vor, wobei die Brennpunkte der Laserstrahlen 12a und 12b nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Gehäuses 32 kommen, um den Verbindungsbereich 40 zu erhitzen (siehe Fig. 2 und 3 für eine genauere Darstellung des Verbindungsbereichs 40) und das Lot 16a und 16b zu schmelzen, so daß die optischen Elemente 26 und 28 fixiert werden. Der Durchmesser der Brennpunkte der Strahlen 12a und 12b aus den Laserlichtquellen 10a und 10b beträgt ungefähr 0,5 mm bis 3 mm und die elektrische Leistung der durch die Laserlichtquellen 10a und 10b vorgesehenen Strahlen beträgt ungefähr 15W bis 40W. Die Lot-Zuführungseinheiten 14a und 14b führen Lot 16a und 16b in der Form eines Drahtes zu und sind jeweils am oberen Ende der Laserlichtquellen 10a und 10b angeordnet. Die Lot-Zuführungseinheiten 14a und 14b führen Lot 16a und 16b zu den Laserstrahlen 12a und 12b. Das heißt, die Lot-Zuführungseinheiten 14a und 14b führen Lot 16a und 16b zu den Strahlen 12a und 12b, wobei das Lot 16a und 16b die Strahlen kontaktiert, ohne direkt in Kontakt mit dem Verbindungsbereich 40 zu sein. Die Laserlichtquellen 10a und 10b und die Lot-Zuführungseinheiten 14a und 14b werden automatisch durch die PLC (die programmierbare Logiksteuerung) 42 gesteuert. Das heißt, die PLC 42 steuert das An- und Abschalten (AN/AUS) der Laserlichtquellen 10a und 10b und die Zuführzeit des Lots 16a und 16b, so daß das Lot 16a und 16b symmetrisch zu der linken und rechten Seite der optischen Elemente 26 und 28 zugeführt wird.
Im folgenden wird der Betrieb des Mechanismus und des Verfahrens für die Vorrichtung zum Verbinden von optischen Elementen durch den nicht-kontaktierenden Lötprozeß mit Bezug auf Fig. 1 bis 6 erläutert.
Zuerst werden das optische Element 26 durch die Ausrichtungsvorrichtung 22 und das optische Element 28 durch die Ausrichtungsvorrichtung 24 fixiert und positioniert, wie in Fig. 1 gezeigt. Nach der vorstehenden Prozedur werden die optischen Systeme (nicht gezeigt), die in das Innere der optischen Elemente 26 und 28 gepackt sind, mit Hilfe der Ausrichtungsvorrichtung automatisch oder manuell ausgerichtet. Nachdem die optischen Systeme an optimalen Positionen ausgerichtet sind, steuert die PLC 42 die Laserlichtquellen 10a und 10b. Dann geben die Laserlichtquellen 10a und 10b die Laserstrahlen 12a und 12b aus, wobei die Strahlen nicht die Oberflächen des Gehäuses 30 des optischen Elements 26 und des Gehäuses 32 des optischen Elements 28 kontaktieren. Die Laserlichtquellen 10a und 10b geben die Strahlen 12a und 12b also wie in Fig. 1 und 2 gezeigt aus, wobei die Strahlen derart innerhalb eines Bereichs fokussiert sind, daß die Brennpunkte der Strahlen die Oberflächen des Verbindungsbereichs 40 und der optischen Elemente nicht kontaktieren. Mit anderen Worten erhitzen die Laserstrahlen 12a und 12b den Verbindungsbereich 40 der optischen Elemente, wobei die Brennweiten der Strahlen 12a und 12b die optischen Elementen 26 und 28 nicht kontaktieren, sondern in Nachbarschaft zu denselben gehalten werden, so daß die Laserlichtquellen 10a und 10b eine maximale Wärme vorsehen können. Dabei betragen die Durchmesser der Brennpunkte der Strahlen 12a und 12b bei deren Brennweite ungefähr 0,5 mm bis 3 mm. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden 2,5 mm verwendet, wobei dies jedoch von der jeweiligen Verwendung abhängig ist. Die Beleuchtungszeit der durch die Laserlichtquellen 10a und 10b vorgesehenen Strahlen 12a und 12b setzt sich aus drei Phasen zusammen, um die Verläßlichkeit der Verbindung des Lots 16a und 16b zu verbessern.
Nach einem vorbestimmten Zeitraum, d. h. nachdem die Laserlichtquellen 10a und 10b den Querschnitt des Verbindungsbereichs 40 für eine Vorheizzeit "T1" ausreichend auf ungefähr 100°c erhitzt haben, um die Affinität des Lots 16a und 16b zu erhöhen, steuert die PLC 42 automatisch die Lot- Zuführungseinheiten 14a und 14b wie in Fig. 4 bis 6 gezeigt. Dann führen die Lot-Zuführungseinheiten 14a und 14b Lot 16a und 16b zu den Laserstrahlen 12a und 12b. Dabei führen die Lot- Zuführungseinheiten 14a und 14b Lot 16a und 16b mit einer konstanten Geschwindigkeit für eine Hauptheizzeit "T2" zu, wie in Fig. 4 bis 6 gezeigt. Dann kommt das Lot 16a und 16b kurz bevor es den Verbindungsbereich 40 berührt mit den Laserstrahlen 12a und 12b in Kontakt und wird geschmolzen, so daß es in die Durchgangslöcher 34 des Verbindungsbereichs 40 fließt. Dabei führen die Lot-Zuführungseinheiten 14a und 14b das Lot 16a und 16b mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 5 mm/s zu den Strahlen 12a und 12b. Danach brechen die Lot- Zuführungseinheiten 14a und 14b das Zuführen von Lot 16a und 16b unter der Steuerung der PLC 42 mit einer Geschwindigkeit von -25 mm/s ab, wenn die Hauptheizzeit "T2" abläuft. Dann geben die Laserlichtquellen 10a und 10b die Strahlen 12a und 12b unter der Steuerung der PLC 42, wie in Fig. 4 bis 6 gezeigt, für die Nachheizzeit "T3" aus und sehen dadurch ein Nachheizen vor, damit das bereits zu dem Verbindungsbereich 40 geführte Lot 16a und 16b in einer stabilen Formation gehalten wird. Dann schaltet die PLC 42 die Laserlichtquellen 10a und 10b nach Ablauf der Nachheizzeit "T3" ab.
Die optischen Elemente 26 und 28 werden also durch ein nicht-kontaktierendes Lötverfahren wie in Fig. 3 dargestellt miteinander verbunden. Wenn die Vorheizzeit relativ zu der Hauptheizzeit und der Nachheizzeit der durch die Laserlichtquellen 10a und 10b vorgesehenen Laserstrahlen zu lang ist, kann das Problem auftreten, daß die beschichteten Teile der Querschnitte der optischen Elemente im Verbindungsbereich 40 ausbrennen oder die Flußmittel verdampfen. Deshalb werden die Zeiten in der vorliegenden Erfindung mit einem Verhältnis zwischen Vorheizzeit, Hauptheizzeit und Nachheizzeit von 1 s : 1,5 s ∼ 1,7 s : 1,5 s gesteuert.
Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei jedoch zu beachten ist, daß durch den Fachmann verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können oder ähnliche Teile anstelle der genannten Elemente genommen werden können, ohne daß dadurch der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die besondere, hier beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern umfaßt alle Ausführungsformen, die durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche definiert sind.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten, mit:
wenigstens zwei optischen Elementen (26, 28), die in ihrem Inneren optische Systeme umfassen und außen durch entsprechende Gehäuse (30, 32) umgeben sind,
Laserlichtquellen (10a, 10b), die jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Gehäuse (30, 32) angeordnet sind und Laserstrahlen (12a, 12b) erzeugen, die jedoch nicht auf die Außenoberflächen der Gehäuse (30, 32) fokussiert sind,
Lot-Zuführungseinheiten (14a, 14b), die jeweils über den Laserlichtquellen (10a, 10b) angeordnet sind und Lot (16a, 16b) zu den Laserstrahlen (12a, 12b) zuführen, um die Gehäuse (30, 32) aneinander zu löten, und
eine Steuereinrichtung (42) zum Steuern der Laserlichtquellen (10a, 10b) und der Lot-Zuführungseinheiten (14a, 14b).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot (16a, 16b) als Draht vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennpunkte der Laserstrahlen (12a, 12b) einen Durchmesser von 0,5 bis 3 mm aufweisen.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Laserstrahlen (12a, 12b) 15W bis 40W beträgt.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (30, 32) um jedes optische Element (26, 28) eine Anzahl von Löchern aufweisen, die den Laserlichtquellen (10a, 10b) entsprechend angeordnet sind, so daß das durch die Laserstrahlen (12a, 12b) geschmolzene Lot (16a, 16b) durch die Löcher in einen Zwischenraum fließen kann, der in einem Verbindungsbereich (40) zwischen den Gehäusen (30, 32) gebildet ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (42) die Laserlichtquellen (10a, 10b) und die Lot-Zuführungseinheiten (14a, 14b) für eine vorbestimmte Vorheizzeit (T1) Hauptheizzeit (T2) und Nachheizzeit (T3) steuert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizzeit (T1), die Hauptheizzeit (T2) und die Nachheizzeit (T3) jeweils 1 Sekunde, 1,5 bis 1,7 Sekunden und 1,5 Sekunden betragen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (42) die Lot- Zuführungseinheiten (14a, 14b) steuert, um das Lot (16a, 16b) mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 5 mm/s während der Hauptheizzeit (T2) auszugeben und um das Lot (16a, 16b) mit einer Geschwindigkeit von -25 mm/s zu stoppen, wenn die Hauptheizzeit (T2) abgelaufen ist.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin eine Ausrichtungsvorrichtung (22, 24) umfaßt, an die ein vorbestimmtes Ende jedes optischen Elementes (26, 28) befestigt wird, um die optischen Systeme der optischen Elemente (26, 28) auszurichten.
10. Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen mit wenigstens zwei optischen Elementen (26, 28), die Gehäuse (20, 32) mit darin untergebrachten optischen Systemen umfassen, einer Ausrichtungsvorrichtung (22, 24) zum Ausrichten der optischen Elemente (26, 28), Laserlichtquellen (14a, 14b) zum Verbinden der optischen Elemente (26, 28), Lot- Zuführungseinheiten (14a, 14b) zum Zuführen von Lot (16a, 16b) das von durch die Laserlichtquellen (10a, 10b) erzeugten Laserstrahlen (12a, 12b) für die Verbindung erhitzt wird, und einer Steuereinrichtung (42), die die Laserlichtquellen (10a, 10b) und die Lot-Zuführungseinheiten (14a, 14b) steuert, wobei das Verfahren ein nicht-kontaktierendes Löten verwendet, um die optischen Elemente (26, 28) zu verbinden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Befestigen der optischen Elemente (26, 28) an der Ausrichtungsvorrichtung (22, 24) und Ausrichten der optischen Systeme der optischen Elemente (26, 28),
Ausgeben der Laserstrahlen (12a, 12b) aus den Laserlichtquellen (10a, 10b) und Fokussieren der Laserstrahlen innerhalb eines Bereiches am Verbindungsbereich (40) der optischen Elemente (26, 28) zwischen den Gehäusen (30, 32),
wobei die Brennpunkte der Laserstrahlen (12a, 12b) die Gehäuse (30, 32) nicht kontaktieren,
Zuführen von Lot (16a, 16b) von den Lot- Zuführungseinheiten (14a, 14b) zu den Laserstrahlen (12a, 12b) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (42) nach einer ersten vorbestimmten Zeitdauer (T1),
Schmelzen des Lots (16a, 16b) durch die Laserstrahlen (12a, 12b) während einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer (T2), so daß das Lot (16, 16b) durch die Löcher in den Gehäusen (30, 32) und in einen Zwischenraum fließt, der im Verbindungsbereich (40) zwischen den Gehäusen (30, 32) gebildet ist,
Unterbrechen der Antriebskraft der Lot-Zuführungseinheiten (14a, 14b) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (42) nach Ablauf der zweiten vorbestimmten Zeitdauer (T2), und
Abbrechen der Laserstrahlen (12a, 12b) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (42) nach Ablauf einer dritten vorbestimmten Zeitdauer (T3).
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbestimmte Zeitdauer (T1) eine Vorheizzeit zum Erhitzen eines Querschnitts des Verbindungsbereichs (40) der optischen Elemente (26, 28) auf eine vorbestimmte Temperatur umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite vorbestimmte Zeitdauer (T2) eine Hauptheizzeit umfaßt, während der das durch die Lot-Zuführungseinheiten (14a, 14b) zugeführte und durch die Laserstrahlen (10a, 10b) geschmolzene Lot (16a, 16b) in den Zwischenraum fließt, der im Verbindungsbereich (40) zwischen den Gehäusen (30, 32) gebildet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte vorbestimmte Zeitdauer (T3) eine Nachheizzeit zum Erhitzen des Querschnitts des Verbindungsbereichs (40) der optischen Elemente (26, 28) umfaßt, damit das in den Zwischenraum im Verbindungsbereich (40) zugeführte Lot (16a, 16b) eine stabile Form behält.
14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Vorheizzeit (T1), der Hauptheizzeit (T2) und der Nachheizzeit (T3) 1 Sekunde : 1,5 bis 1,7 Sekunden : 1,5 Sekunden beträgt.
15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot (16a, 16b) im dem Schritt zum Zuführen von Lot (16a, 16b) zu den Laserstrahlen (10a, 10b) während der zweiten Zeitdauer (T2) mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/s zugeführt wird.
16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Abbrechen des Zuführens von Lot (16a, 16b) mit einer Geschwindigkeit von -25 mm/s am Ende der zweiten Zeitdauer (T2) durchgeführt wird.
17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserlichtquellen (10a, 10b) in dem Schritt zum Ausgeben der Laserstrahlen (12a, 12b) mit einer elektrischen Leistung von 15 bis 40 Watt versorgt werden.
18. Verfahren nach Anspruch wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlen (12a, 12b) während der Vorheizzeit (T1), der Hauptheizzeit (T2) und der Nachheizzeit (T3) mit einer elektrischen Leistung von 15 bis 40 Watt ausgegeben werden.
DE19839014A 1997-08-28 1998-08-27 Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten Expired - Fee Related DE19839014C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970041906A KR100265066B1 (ko) 1997-08-28 1997-08-28 비접촉 납땜을 이용한 광부품의 고정장치 및그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19839014A1 true DE19839014A1 (de) 1999-03-18
DE19839014C2 DE19839014C2 (de) 2003-07-24

Family

ID=19519024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19839014A Expired - Fee Related DE19839014C2 (de) 1997-08-28 1998-08-27 Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6103988A (de)
JP (1) JPH11133258A (de)
KR (1) KR100265066B1 (de)
CN (1) CN1114515C (de)
DE (1) DE19839014C2 (de)
FR (1) FR2767727B1 (de)
GB (1) GB2330101B (de)
RU (1) RU2149433C1 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6892444B1 (en) * 2000-09-21 2005-05-17 Axsun Technologies, Inc. Optical system manufacturing and alignment system
KR20020086765A (ko) * 2001-05-10 2002-11-20 주식회사 나래나노텍 광케이블이 부착된 광필터 조립장치
KR20030068275A (ko) * 2002-02-14 2003-08-21 삼성전자주식회사 콜리메이터용 솔더링장치
KR100443987B1 (ko) * 2002-02-14 2004-08-09 삼성전자주식회사 콜리메이터용 솔더링장치 및 솔더링방법
KR100437188B1 (ko) * 2002-07-15 2004-06-23 전자부품연구원 광통신용 광학 부품 패키징 방법
US8653419B2 (en) * 2004-05-17 2014-02-18 Exatec Llc Window defroster assembly having transparent conductive layer
US7129444B2 (en) 2004-05-17 2006-10-31 Exatec Llc High performance defrosters for transparent panels
DE102004042023B4 (de) * 2004-08-27 2013-10-31 Jenoptik Polymer Systems Gmbh Optische Baugruppe und Verfahren zu deren Montage
US7862687B2 (en) * 2007-11-20 2011-01-04 United States Gypsum Company Process for producing a low density acoustical panel with improved sound absorption
US8790483B2 (en) * 2008-11-24 2014-07-29 Corning Incorporated Method of weldbonding and a device comprising weldbonded components
KR101770836B1 (ko) * 2009-08-11 2017-08-23 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법
CN102030486B (zh) * 2010-10-15 2012-07-25 北京工业大学 一种玻璃-可伐合金激光焊接方法及其专用夹具
JP5159939B1 (ja) * 2011-10-18 2013-03-13 株式会社フジクラ 光モジュールの製造方法
WO2014094882A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 European Space Agency Additive manufacturing method using focused light heating source
CN104216059B (zh) * 2013-06-27 2016-09-21 中航光电科技股份有限公司 气密封光连接器及其制造方法
US11119384B2 (en) 2017-09-28 2021-09-14 Kla-Tencor Corporation Hermetic sealing of a nonlinear crystal for use in a laser system
RU2701976C1 (ru) * 2018-06-18 2019-10-02 Дмитрий Владимирович Григоренко Припаивающее/отпаивающее устройство
DE102021206458A1 (de) 2021-06-23 2022-12-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Herstellen eines Kameramoduls

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4033668A (en) * 1976-04-08 1977-07-05 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Solderable glass splices, terminations and hermetic seals
US4296998A (en) * 1979-12-17 1981-10-27 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Encapsulated light source with coupled fiberguide
DE3138296A1 (de) * 1981-09-25 1983-04-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum positionieren und fixieren von optischen bauelementen relativ zueinander
JPS62282773A (ja) * 1986-05-30 1987-12-08 Apollo Seiko Kk 自動半田付け方法及び装置
JPS63115673A (ja) * 1986-10-31 1988-05-20 Inoue Japax Res Inc レ−ザ溶接装置
JPH01118106A (ja) * 1987-10-30 1989-05-10 Japan Aviation Electron Ind Ltd 光ファイバ調芯固定方法
JPH0264609A (ja) * 1988-08-31 1990-03-05 Mitsubishi Electric Corp フアイバ端末の固定方法
US4963714A (en) * 1988-10-24 1990-10-16 Raytheon Company Diode laser soldering system
JPH02235592A (ja) * 1989-03-08 1990-09-18 Fujitsu Ltd 光モジュールのレーザ溶接固定構造
US5142763A (en) * 1989-09-25 1992-09-01 Hitachi Cable, Ltd. Method for connecting optical fibers sealed in metal pipes
DE4140603B4 (de) * 1991-12-10 2005-06-09 Robert Bosch Gmbh Löt- beziehungsweise Schweißvorrichtung mit automatischer Zuführung von Zusatz werkstoff

Also Published As

Publication number Publication date
FR2767727A1 (fr) 1999-03-05
GB2330101A (en) 1999-04-14
GB9818722D0 (en) 1998-10-21
GB2330101B (en) 2000-02-02
CN1221120A (zh) 1999-06-30
RU2149433C1 (ru) 2000-05-20
JPH11133258A (ja) 1999-05-21
KR100265066B1 (ko) 2000-09-01
FR2767727B1 (fr) 2005-05-20
US6103988A (en) 2000-08-15
CN1114515C (zh) 2003-07-16
KR19990018684A (ko) 1999-03-15
DE19839014C2 (de) 2003-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19839014C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von optischen Elementen durch nicht-kontaktierendes Löten
EP0204224B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Justage und Fixierung eines Festkörpers und damit hergestelltes Bauelement
DE3046415C2 (de) Verfahren zum festen Ankoppeln einer Lichtleiterfaser an ein lichtemittierendes Bauelement
EP3285951B1 (de) Fügevorrichtung und fügeverfahren
EP1112802B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen von mindestens zwei Elementen mittels Laserstrahlen mit hoher Energiedichte
DE69903045T2 (de) Eine bewegliche vorrichtung zum selektiven entfernen von brücken und verfahren zum entfernen von brücken gelöteter verbindungen auf gedruckten leiterplatten mittels einer solchen vorrichtung
DE3941558A1 (de) Laser-verbindungsvorrichtung mit lichtleitfaser
DE69718755T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer elektronischen Schaltungsanordnung mit gleichförmigen Lötrückständen bei Übertragung von Lotpaste
DE68904640T2 (de) Eine von einem laser unterstuetzte heizstange zum mehrfachverbinden von leitern.
DE102015102250B3 (de) Laserlötvorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Laserlötvorrichtung
DE3536023A1 (de) Verbessertes automatisches loetverfahren und geraet zur ausfuehrung des verfahrens
EP1678992B1 (de) Verfahren zum aufschmelzlöten mit volumenstromsteuerung
DE4446289C2 (de) Verfahren zur Mikroverbindung von Kontaktelementen
DE4494299C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kontaktierung eines Kontaktelements
DE2735231A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von loetverbindungen mittels energiestrahlung
EP1479506A1 (de) Laserfügeverfahren für strukturierte Kunststoffe
DE69009421T2 (de) Verfahren zum Simultananordnen und Verlöten von SMD-Bauteilen.
DE4017286A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum loeten und entloeten
DE2343235B2 (de) Verfahren zur Befestigung und Kontaktierung von elektrischen Subminiatur-Bauelementen auf gedruckten Schaltungen
DE4005314C2 (de)
DE19931287A1 (de) Wellen-Lötverfahren und Wellen-Lötvorrichtung
DE69803403T2 (de) Verfahren zur verbindung oberflächenmontierter bauteile mit einem substrat
DE3831394A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontaktieren eines elektrischen leitungsdrahtes mit kontaktstellen auf einer leiterplatte
EP0593986B1 (de) Verfahren zum Verlöten eines Halbleiterkörpers mit einem Trägerelement
DE4111876C2 (de) Verfahren zum Fügen von Metallteilen mit einem Energiestrahl

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee