JP2003241034A - 金属被覆光ファイバ - Google Patents
金属被覆光ファイバInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバの柔軟性を損なうことがなく、かつ
光ファイバへの付着力も強く、更にはハンダ付け性も良
好な光ファイバ芯線表面に金属被覆した金属被覆光ファ
イバを提供する。 【解決手段】樹脂被覆が除去された光ファイバ芯線1の
表面に、厚さ0.01〜0.5μmの無電解Niめっき
層2からなる下地層と、厚さ0.5〜4.0μmの電解
Niめっき層3からなる中間層と、厚さが0.05〜1
μmの電解Auめっき層4からなる最外層が形成されて
いる。
光ファイバへの付着力も強く、更にはハンダ付け性も良
好な光ファイバ芯線表面に金属被覆した金属被覆光ファ
イバを提供する。 【解決手段】樹脂被覆が除去された光ファイバ芯線1の
表面に、厚さ0.01〜0.5μmの無電解Niめっき
層2からなる下地層と、厚さ0.5〜4.0μmの電解
Niめっき層3からなる中間層と、厚さが0.05〜1
μmの電解Auめっき層4からなる最外層が形成されて
いる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光計測等
に用いられる光素子と接続される光ファイバ芯線の表面
処理に関するものであり、光素子を収納する筐体の光フ
ァイバ貫通部において、筐体をハンダにより気密封止す
るため、光ファイバ芯線の表面を金属により被覆した光
ファイバに関するものである。
に用いられる光素子と接続される光ファイバ芯線の表面
処理に関するものであり、光素子を収納する筐体の光フ
ァイバ貫通部において、筐体をハンダにより気密封止す
るため、光ファイバ芯線の表面を金属により被覆した光
ファイバに関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザーダイオードのような光素子が収
納された筐体内は、結露等により光素子が破壊されるの
を防止するために、外界と遮断されていなければならな
い。そこで、光素子を収納する筐体に光ファイバを導
き、筐体の光ファイバ貫通部を気密封止する際には、光
ファイバ芯線の表面を金属で被覆し、この被覆部分を筐
体壁に直接あるいは間接的にハンダ付けする方法が取ら
れている。
納された筐体内は、結露等により光素子が破壊されるの
を防止するために、外界と遮断されていなければならな
い。そこで、光素子を収納する筐体に光ファイバを導
き、筐体の光ファイバ貫通部を気密封止する際には、光
ファイバ芯線の表面を金属で被覆し、この被覆部分を筐
体壁に直接あるいは間接的にハンダ付けする方法が取ら
れている。
【0003】光ファイバ芯線の表面を金属で被覆する方
法としては、樹脂被覆を除去した光ファイバ芯線の表面
に、無電解めっきにより下地層として1μm程度のNi
層を形成した後、電解めっきによりAu層を形成する方
法が、特開平7−244323号公報及び特開平10−
300997号公報に開示されている。
法としては、樹脂被覆を除去した光ファイバ芯線の表面
に、無電解めっきにより下地層として1μm程度のNi
層を形成した後、電解めっきによりAu層を形成する方
法が、特開平7−244323号公報及び特開平10−
300997号公報に開示されている。
【0004】また、上記方法とは別に、光ファイバ芯線
の表面に施したカーボン層を下地層として、その上に電
解めっきによりNi層とAu層を形成する方法も特開平
5−249353号公報に開示されている。
の表面に施したカーボン層を下地層として、その上に電
解めっきによりNi層とAu層を形成する方法も特開平
5−249353号公報に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無電解
Niめっき層を下地層とした場合は、無電解Niめっき
層の内部応力及び硬度が高いため、光ファイバの柔軟性
が損なわれるという問題があった。加えて、光ファイバ
を曲げた際に金属被覆が剥離しやすいという問題もあっ
た。一般に、無電解めっきは、素地金属とめっき金属が
置き換わる置換タイプと、還元剤を用いた還元タイプが
ある。しかし、置換タイプでは溶解した素地金属を吸蔵
し、また、還元タイプでは還元剤の一部を吸蔵し、高純
度の析出層は得られない。このため、無電解めっきで
は、内部応力、硬度の高い柔軟性の乏しい、剥離しやす
いめっき層となってしまうのである。
Niめっき層を下地層とした場合は、無電解Niめっき
層の内部応力及び硬度が高いため、光ファイバの柔軟性
が損なわれるという問題があった。加えて、光ファイバ
を曲げた際に金属被覆が剥離しやすいという問題もあっ
た。一般に、無電解めっきは、素地金属とめっき金属が
置き換わる置換タイプと、還元剤を用いた還元タイプが
ある。しかし、置換タイプでは溶解した素地金属を吸蔵
し、また、還元タイプでは還元剤の一部を吸蔵し、高純
度の析出層は得られない。このため、無電解めっきで
は、内部応力、硬度の高い柔軟性の乏しい、剥離しやす
いめっき層となってしまうのである。
【0006】また、カーボン層を下地層とした場合は、
カーボン層は傷付き易く、光ファイバ芯線表面の石英へ
の付着力も弱いため、その上に形成した金属被覆が剥離
するという問題があった。
カーボン層は傷付き易く、光ファイバ芯線表面の石英へ
の付着力も弱いため、その上に形成した金属被覆が剥離
するという問題があった。
【0007】その他の光ファイバ芯線の表面を金属で被
覆する方法としては、一般に、蒸着、スパッタ等の乾式
めっきが知られている。しかし、これらの乾式めっき
は、被覆部付近が高温となるため素材が損傷を受ける場
合があり、また、膜厚に分布が生じやすく均一なめっき
が出来ず、大型の真空容器を持つ設備が必要となり高コ
ストになるという問題があった。
覆する方法としては、一般に、蒸着、スパッタ等の乾式
めっきが知られている。しかし、これらの乾式めっき
は、被覆部付近が高温となるため素材が損傷を受ける場
合があり、また、膜厚に分布が生じやすく均一なめっき
が出来ず、大型の真空容器を持つ設備が必要となり高コ
ストになるという問題があった。
【0008】そこで、本発明は、光ファイバの柔軟性を
損なうことがなく、かつ光ファイバへの付着力も強く、
更にはハンダ付け性も良好な光ファイバ芯線表面に金属
被覆した金属被覆光ファイバを提供することを目的とす
る。
損なうことがなく、かつ光ファイバへの付着力も強く、
更にはハンダ付け性も良好な光ファイバ芯線表面に金属
被覆した金属被覆光ファイバを提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、樹脂被覆が
除去された光ファイバ芯線の表面に、中間層以降の電解
めっきを施すのに必要な最低限の厚さの無電解Niめっ
き層を形成し、その上に、高純度であるため内部応力は
低く、柔軟性に富み、剥離しにくい電解Niめっき層か
らなる中間層と、電解Auめっき層からなる最外層を形
成することで、光ファイバの柔軟性を損なうことがな
く、かつ光ファイバへの付着力も強く、更にはハンダ付
け性も良好な光ファイバ芯線の表面に金属被覆した金属
被覆光ファイバを得ることができることを見出した。
除去された光ファイバ芯線の表面に、中間層以降の電解
めっきを施すのに必要な最低限の厚さの無電解Niめっ
き層を形成し、その上に、高純度であるため内部応力は
低く、柔軟性に富み、剥離しにくい電解Niめっき層か
らなる中間層と、電解Auめっき層からなる最外層を形
成することで、光ファイバの柔軟性を損なうことがな
く、かつ光ファイバへの付着力も強く、更にはハンダ付
け性も良好な光ファイバ芯線の表面に金属被覆した金属
被覆光ファイバを得ることができることを見出した。
【0010】すなわち、本第1の発明の金属被覆光ファ
イバは、樹脂被覆が除去された光ファイバ芯線の表面
に、厚さ0.01〜0.5μmの無電解Niめっき層か
らなる下地層と、電解Niめっき層からなる中間層と、
電解Auめっき層からなる最外層が形成されていること
を特徴とする。
イバは、樹脂被覆が除去された光ファイバ芯線の表面
に、厚さ0.01〜0.5μmの無電解Niめっき層か
らなる下地層と、電解Niめっき層からなる中間層と、
電解Auめっき層からなる最外層が形成されていること
を特徴とする。
【0011】また、本第2の発明の金属被覆光ファイバ
は、電解Niめっき層の厚さが0.5〜4.0μmであ
ることを特徴とする。
は、電解Niめっき層の厚さが0.5〜4.0μmであ
ることを特徴とする。
【0012】さらに、本第3の発明の金属被覆光ファイ
バは、本第1又は第2の発明の金属被覆光ファイバにお
いて、電解Auめっき層の厚さが0.05〜1μmであ
ることを特徴とする。
バは、本第1又は第2の発明の金属被覆光ファイバにお
いて、電解Auめっき層の厚さが0.05〜1μmであ
ることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の金属被覆光ファイ
バの構成を概念的に示す断面図である。なお、便宜上、
光ファイバ芯線の表面に形成される金属層の厚さを誇張
して示してある。樹脂被覆が除去された光ファイバ芯線
1の表面に、厚さ0.01〜0.5μmの無電解Niめ
っき層2からなる下地層と、電解Niめっき層3からな
る中間層と、電解Auめっき層4からなる最外層が形成
されている。
バの構成を概念的に示す断面図である。なお、便宜上、
光ファイバ芯線の表面に形成される金属層の厚さを誇張
して示してある。樹脂被覆が除去された光ファイバ芯線
1の表面に、厚さ0.01〜0.5μmの無電解Niめ
っき層2からなる下地層と、電解Niめっき層3からな
る中間層と、電解Auめっき層4からなる最外層が形成
されている。
【0014】本発明において、光ファイバ芯線1の表面
に、Ni層、Au層の順に金属層を設けたのは、Ni/
Au膜はハンダ濡れ性に優れているため、良好なハンダ
付けが可能となるからである。また、無電解Niめっき
層2の厚さを0.01〜0.5μmとしたのは、0.0
1μm未満では薄すぎて以後の電解めっきに支障がある
からである。また、0.5μmを超えると、めっき時間
が長くなり、経済的に不利であり、かつ、あまり無電解
Niめっき層を厚くしすぎると、上述のように、無電解
Niめっき層2の内部応力及び硬度が高いため、光ファ
イバの柔軟性が損なわれるとともに、膜が剥離しやすく
なるからである。また、無電解Niめっき層2の上に電
解Niめっき層3を形成したのは、電解めっきは無電解
めっきに比べ、成膜速度が速いため、同じ膜厚をめっき
するのであれば、電解めっきの方が短い時間で済むから
である。また、電解めっきは高純度であるため内部応力
は低く、柔軟性に富み、剥離しにくいからである。
に、Ni層、Au層の順に金属層を設けたのは、Ni/
Au膜はハンダ濡れ性に優れているため、良好なハンダ
付けが可能となるからである。また、無電解Niめっき
層2の厚さを0.01〜0.5μmとしたのは、0.0
1μm未満では薄すぎて以後の電解めっきに支障がある
からである。また、0.5μmを超えると、めっき時間
が長くなり、経済的に不利であり、かつ、あまり無電解
Niめっき層を厚くしすぎると、上述のように、無電解
Niめっき層2の内部応力及び硬度が高いため、光ファ
イバの柔軟性が損なわれるとともに、膜が剥離しやすく
なるからである。また、無電解Niめっき層2の上に電
解Niめっき層3を形成したのは、電解めっきは無電解
めっきに比べ、成膜速度が速いため、同じ膜厚をめっき
するのであれば、電解めっきの方が短い時間で済むから
である。また、電解めっきは高純度であるため内部応力
は低く、柔軟性に富み、剥離しにくいからである。
【0015】本発明のようなNi/Au膜に、例えばA
uSnハンダ付けを行なうと、溶融ハンダにAu、Ni
が溶けるハンダ食われと呼ばれる現象が発生する。この
ようなハンダ食われが生じ、光ファイバ芯線の表面に石
英が露出すると、ハンダへの濡れ性が悪化する。そこ
で、本発明の金属被覆光ファイバにおける中間層の電解
Niめっき層3の厚さは0.5μm以上が好ましい。た
だし、4.0μmを超えると、光ファイバを曲げたとき
に曲げた状態が維持されるという、非可逆性が生じるた
め、4.0μm以下が好ましい。
uSnハンダ付けを行なうと、溶融ハンダにAu、Ni
が溶けるハンダ食われと呼ばれる現象が発生する。この
ようなハンダ食われが生じ、光ファイバ芯線の表面に石
英が露出すると、ハンダへの濡れ性が悪化する。そこ
で、本発明の金属被覆光ファイバにおける中間層の電解
Niめっき層3の厚さは0.5μm以上が好ましい。た
だし、4.0μmを超えると、光ファイバを曲げたとき
に曲げた状態が維持されるという、非可逆性が生じるた
め、4.0μm以下が好ましい。
【0016】最外層のAu層4は、Ni層の酸化を防止
及びハンダ濡れ性向上のために設けられている層であ
る。Niが酸化してしまうと、ハンダへの濡れ性が悪化
してしまうため、Ni層の酸化を防止するためにはAu
層4の厚さは0.05μm以上が好ましい。Au膜はハ
ンダへの溶解速度が早いため濡れ性が大幅に向上する。
ただし、厚さが1μmを超えるAu層4を設けても酸化
防止及びハンダ濡れ性効果はさほど向上しないため、経
済的な観点から1μm以下が好ましい。
及びハンダ濡れ性向上のために設けられている層であ
る。Niが酸化してしまうと、ハンダへの濡れ性が悪化
してしまうため、Ni層の酸化を防止するためにはAu
層4の厚さは0.05μm以上が好ましい。Au膜はハ
ンダへの溶解速度が早いため濡れ性が大幅に向上する。
ただし、厚さが1μmを超えるAu層4を設けても酸化
防止及びハンダ濡れ性効果はさほど向上しないため、経
済的な観点から1μm以下が好ましい。
【0017】なお、中間層の電解Niめっき層3、最外
層の電解Auめっき層4は、99.9%以上の純度を有
するNiあるいはAuめっき層であることが望ましい。
層の電解Auめっき層4は、99.9%以上の純度を有
するNiあるいはAuめっき層であることが望ましい。
【0018】
【実施例1〜5】光ファイバの樹脂被覆を剥離除去し
て、線径125μm,長さ20mmのファイバ芯線を裸
出させた後、このファイバ芯線の表面を水酸化カリウム
にてアルカリ洗浄、硫酸にて酸洗浄、過硫酸塩系での化
学研磨等の前処理を施した。ついで、Sn塩やシランカ
ップリング剤等を含む溶液に浸漬しファイバ芯線の表面
調整を行った。その後Pd塩溶液にて触媒化し、還元タ
イプの無電解Niめっき浴(エヌ・イー ケムキャット
製 ニック100)を用いて無電解Niめっきを行っ
て、Ni下地層を形成した。その後、スルファミン酸N
iめっき液にて高純度のNiを電解めっきし、Ni中間
層を形成した。そして、市販の純Auめっき液(エヌ・
イー ケムキャット製 N44)にて高純度のAuを電
解めっきし、Auめっき層を形成した。上記製造方法に
より、表1に示す実施例1〜5の膜厚の金属被覆を施し
た光ファイバを作製した。
て、線径125μm,長さ20mmのファイバ芯線を裸
出させた後、このファイバ芯線の表面を水酸化カリウム
にてアルカリ洗浄、硫酸にて酸洗浄、過硫酸塩系での化
学研磨等の前処理を施した。ついで、Sn塩やシランカ
ップリング剤等を含む溶液に浸漬しファイバ芯線の表面
調整を行った。その後Pd塩溶液にて触媒化し、還元タ
イプの無電解Niめっき浴(エヌ・イー ケムキャット
製 ニック100)を用いて無電解Niめっきを行っ
て、Ni下地層を形成した。その後、スルファミン酸N
iめっき液にて高純度のNiを電解めっきし、Ni中間
層を形成した。そして、市販の純Auめっき液(エヌ・
イー ケムキャット製 N44)にて高純度のAuを電
解めっきし、Auめっき層を形成した。上記製造方法に
より、表1に示す実施例1〜5の膜厚の金属被覆を施し
た光ファイバを作製した。
【0019】
【比較例1、2】また、めっき条件は実施例と同様とし
て、表1に示す比較例1、2の膜厚の金属被覆を施した
光ファイバを作製した。無電解Niめっき層が0.00
8μmの比較例1は下地層の無電解Niめっき層の膜厚
が薄すぎて、その後の電解めっきによるNi層とAu層
が形成できなかった。また、無電解Niめっき層が1.
0μmと厚い比較例2は、金属被覆された光ファイバ芯
線部を繰り返し屈曲させたところ、金属被覆の剥離が一
部に認められた。
て、表1に示す比較例1、2の膜厚の金属被覆を施した
光ファイバを作製した。無電解Niめっき層が0.00
8μmの比較例1は下地層の無電解Niめっき層の膜厚
が薄すぎて、その後の電解めっきによるNi層とAu層
が形成できなかった。また、無電解Niめっき層が1.
0μmと厚い比較例2は、金属被覆された光ファイバ芯
線部を繰り返し屈曲させたところ、金属被覆の剥離が一
部に認められた。
【0020】実施例1〜5および比較例2の光ファイバ
を、ステンレス製ビーズに設けた内径135μmの貫通
孔に挿入し、光ファイバとビーズをAuSnハンダによ
りハンダ付けした。なお、ビーズにはビーズとAuSn
ハンダの濡れ性向上のためにNi/Auめっきを施し
た。Heリーク試験により、ハンダ付け部の気密状態を
調べたところ、実施例1〜5の光ファイバはリークが見
られず、全て良好なハンダ付けが得られていたが、比較
例2の光ファイバは屈曲試験により金属被覆が剥離した
部分にハンダが濡れず、リークが確認された。
を、ステンレス製ビーズに設けた内径135μmの貫通
孔に挿入し、光ファイバとビーズをAuSnハンダによ
りハンダ付けした。なお、ビーズにはビーズとAuSn
ハンダの濡れ性向上のためにNi/Auめっきを施し
た。Heリーク試験により、ハンダ付け部の気密状態を
調べたところ、実施例1〜5の光ファイバはリークが見
られず、全て良好なハンダ付けが得られていたが、比較
例2の光ファイバは屈曲試験により金属被覆が剥離した
部分にハンダが濡れず、リークが確認された。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光ファ
イバの柔軟性を損うことがなく、かつ、光ファイバへの
付着力も強く、更にはハンダ付け性も良好な金属被覆光
ファイバが得られる。
イバの柔軟性を損うことがなく、かつ、光ファイバへの
付着力も強く、更にはハンダ付け性も良好な金属被覆光
ファイバが得られる。
【0023】
【図1】本発明の金属被覆光ファイバの構成を概念的に
示す断面図である。
示す断面図である。
1 光ファイバ芯線
2 無電解Niめっき層
3 電解Niめっき層
4 電解Auめっき層
Claims (3)
- 【請求項1】 樹脂被覆が除去された光ファイバ芯線の
表面に、厚さ0.01〜0.5μmの無電解Niめっき
層からなる下地層と、電解Niめっき層からなる中間層
と、電解Auめっき層からなる最外層が形成されている
ことを特徴とする金属被覆光ファイバ。 - 【請求項2】 前記電解Niめっき層の厚さが0.5〜
4.0μmであることを特徴とする請求項1に記載の金
属被覆光ファイバ。 - 【請求項3】 前記電解Auめっき層の厚さが0.05
〜1μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載
の金属被覆光ファイバ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002039675A JP2003241034A (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 金属被覆光ファイバ |
CNB038041154A CN1325953C (zh) | 2002-02-18 | 2003-02-14 | 金属被覆光纤 |
GB0420869A GB2402400B (en) | 2002-02-18 | 2003-02-14 | Optical fiber coated with metal |
PCT/JP2003/001545 WO2003069390A1 (fr) | 2002-02-18 | 2003-02-14 | Fibre optique recouverte de metal |
US10/504,864 US20060251370A1 (en) | 2002-02-18 | 2003-02-14 | Optical fiber coated with metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002039675A JP2003241034A (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 金属被覆光ファイバ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003241034A true JP2003241034A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27678262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002039675A Pending JP2003241034A (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 金属被覆光ファイバ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060251370A1 (ja) |
JP (1) | JP2003241034A (ja) |
CN (1) | CN1325953C (ja) |
GB (1) | GB2402400B (ja) |
WO (1) | WO2003069390A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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