用于光导纤维焊接的合金焊料制造技术

用于光导纤维焊接的合金焊料。本发明专利技术涉及一种用于光导纤维焊接的系列合金焊料。该系列合金焊料既可以直接焊接未去掉环氧丙稀酸之类覆盖层的多模光纤，又可以直接焊接ＳｉＯ－［２］裸体的单模光纤。本发明专利技术采用常规易熔合金为母材来确定焊料熔点范围，在母材中加入微量元素来确定焊料是适于多模光纤还是适于单模光纤的焊接。用该合金焊料焊接具有焊接工艺流程短，焊接质量可靠，不需溅射或蒸发设备，不需高温退火设备，焊接成本低等优点。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于石英光导纤维之间及石英光导纤维与金属之间焊接的合金系列焊料。该系列合金焊料随着母基材料组成种类和组分不同，其熔点温度可在100℃～300℃内变化。随着母基材料中所掺入微量元素种类及组分的不同，既可焊接没有去掉环氧丙稀酸复盖层的多模光纤，也可焊接二氧化硅裸体的单模光纤。其焊接气密性、漏气速率≤10-7atmcm3/s，对多模光纤的焊接抗拉强度＞3Kg/10mm，单模光纤焊接的抗强度＞1Kg/10mm，焊接光纤不产生附加光损耗。现有的石英光导纤维间及石英光导纤维与金属间焊接的焊料，其焊接必须采用先去掉光导纤维表面的环氧丙稀酸之类的胶膜复盖层，使其SiO2表面外露，然后在SiO2表面上采用溅射或蒸发等方式淀积一层10～30μm厚的金或者钽等可焊的膜层，使光导纤维表面金属化，再采用500℃左右的高温将脆性的光导纤维退火，增加其柔性，以避免焊接时光导纤维的折断，最后才能使用合金焊料与之焊接。采用现有合金焊料，在对光导纤维进行以上处理之后进行的焊接，其焊接的可靠性、稳定性及气密性能满足现有光导纤维间及光导纤维与金属间的焊接要求。采用现有合金焊料存在有(1)在焊接之前必须先去掉光导纤维表面的环氧丙稀酸之类的光纤复盖层;(2)必须在石英光导纤维裸体的表面采用设备较为昂贵、工艺较为复杂的溅射或蒸发方法淀积一层金膜或钽膜等的工艺，以使裸体的光导纤维表面金属化;(3)由于去掉环氧丙稀酸复盖层的光导纤维脆性很大，不便直接焊接，还必须对光导纤维进行500℃左右的高温退火，以增加光导纤维的柔软性等不足。请参阅《光导纤维密封导入结构》G026-05/14 JP58-4104 8402784及《镀金属光纤的退火》 G026-05/14 EP76575 8402766。本专利技术的目的在于采用一种系列合金焊料。该系列合金焊料在焊接光导纤维时不需去掉光导纤维表面的环氧丙稀酸一类的复盖层，不需在光导纤维表面溅射或蒸发一层金膜或钽膜等，也不需对光导纤维进行高温退火处理，可以直接用该系列合金焊料对光导纤维进行焊接。从而简化了光导纤维焊接工艺，减少了用于焊接的设备，降低了成本。本系列合金既可以直接与多模光导纤维焊接，也可以直接与二氧化硅裸体的单模光导纤维焊接。同时还能直接涂复于光导纤维表面，达到保护光导纤维的目的。本专利技术是以如下方式实现的采用常规易熔合金为母基材料，确定其本系列合金焊料的溶点范围，在母材中加入其它微量元素来确定其合金焊料是适合于多模光导纤维焊接还是适合于单模光导纤维焊接。例如，对于熔点为100℃～200℃的合金焊料采用Pb，Sn，Bi三种元素为母基材料，对于200℃～250℃熔点采用Sn为母基材料，对于250℃～300℃采用Pb为母基材料。在母基材料中加入0.1～5%的镍(Ni)，0.1～7%钴(Co)和0.1～12%的锑(Sb)三种微量元素。制取该系列合金焊料的步骤是，先将高纯母基材料在保护气氛下加热熔化，再按上述比例范围加入高纯微量元素，在熔融状态下充分搅拌，使加入高纯微量元素充分地均匀地分布于母材之中，再按焊接需要进行成型加工，或者冷成型加工，即得到本系列合金焊料。本系列合金焊料用于光导纤维与半导体光探测器件或光发射器件之间的藕合封装焊接，其气密性较好，漏气速率≤10-7atm cm3/s，对多模光纤焊接的抗拉强度＞3kg/10mm，对单模光纤焊接的抗拉强度＞1kg/10mm，被焊接的光纤用现有光功率计μW级量程档分辨不出附加光损耗。本系列合金焊料其焊接气密性、可靠性及长期稳定性与现有焊料相比情况相当。但本系列合金焊料与现有焊料相比，在使用方面具有如下优点(1)焊料中不包含稀有贵重金属，因此焊料本身成本低;(2)在作焊接工艺之前省去了除掉环氧丙稀酸之类复盖层的工艺，省去了溅射或蒸发等工艺，省去了高温退火工艺，因此焊接工艺流程短，焊接工效高;(3)由于省去了以上工艺，因此焊接中减少了能源消耗;(4)由于省去了以上工艺，也就省去了开设这些工艺所需要的溅射或蒸发设备，高温退火设备，使焊接本身成本降低等优点。根据光电器件与光导纤维金属化藕合封装焊接的需要，对多模光导纤维焊接用合金焊料采用200℃～300℃熔点范围的母基材料，掺入0.1～5%的镍(Ni)，0.1～12%的锑(Sb);或者掺入0.1～7%的钴(Co)，0.1～12%的锑(Sb)都能很好地满足焊接要求。对既能适于多模光纤焊接，又能适于单模光纤焊接的合金焊料，最好选用熔点为200℃～300℃的母基材料，其最佳母材为铅(Pb)、锡(Sn)，所掺入的微量元素最佳比例(重量百分比)为0.1～5%的镍(Ni)，0.1～7%钴(Co)，0.1～12%的锑(Sb)，这种合金焊料与光纤复盖层(环氧丙稀酸之类)和光纤石英裸体均有良好的浸润性及足够大的吸附力，且焊接表面光亮、致密。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光导纤维焊接的系列合金焊料，它由熔点范围为１００℃～３００℃的铅、锡、铋、镉为母基材料组成，其特征在于母基材料合金中掺入微量元素镍、锑；钴、锑或镍、钴、锑。

【技术特征摘要】
1.一种用于光导纤维焊接的系列合金焊料，它由熔点范围为100℃～300℃的铅、锡、铋、镉为母基材料组成，其特征在于母基材料合金中掺入微量元素镍、锑；钴、锑或镍、钴、锑。2.根据权利要求1所述的系列合金焊料，其特征在于母基材料合金中掺入的微量元素的比例(重量百分比)为0.1～5%的镍和0.1～12%...

【专利技术属性】
技术研发人员：王其彪，
申请(专利权)人：王其彪，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]