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) |
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