專(zhuān)利名稱：金屬被覆光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與用于光通信、光測(cè)量等的光學(xué)元件連接的光纖芯線的表面處理，特別是涉及一種光纖，所述光纖是在收納光學(xué)元件的殼體的光纖貫通部為了利用釬料將殼體氣密封而用金屬被覆光纖芯線的表面而形成的。
背景技術(shù)：
為了防止凝結(jié)水蒸氣等對(duì)光學(xué)元件造成破壞，必須使收納激光二極管等光學(xué)元件的殼體內(nèi)部與外界隔絕。因此，在將光纖導(dǎo)入收納光學(xué)元件的殼體內(nèi)、將殼體的光纖貫通部氣密封時(shí)，采用以金屬被覆光纖芯線的表面、將該被覆部分直接或間接地焊接在殼體壁上的方法。
作為以金屬被覆光纖芯線表面的方法，特開(kāi)平7-244232號(hào)公報(bào)及特開(kāi)平10-300997號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種方法，所述方法為在除去了樹(shù)脂涂層的光纖芯線表面利用非電解鍍形成1μm左右的Ni層作為底層，然后，利用電解鍍覆形成Au層。
另外，與上述方法不同，特開(kāi)平5-249353號(hào)公報(bào)中也公開(kāi)了一種方法，所述方法為在光纖芯線表面形成碳層作為底層，在其上利用電解鍍覆形成Ni層與Au層。
但是，在以非電解Ni鍍層為底層時(shí)，由于非電解Ni鍍層的內(nèi)部應(yīng)力及硬度高，因此存在損害光纖柔軟性的問(wèn)題。另外，還存在彎曲光纖時(shí)金屬涂層容易剝離的問(wèn)題。一般而言，非電解鍍方法包括用電鍍金屬取代基礎(chǔ)金屬的取代型，和使用還原劑的還原型。但是，采用取代型會(huì)吸留溶解后的基礎(chǔ)金屬，另外采用還原型會(huì)吸留還原劑的一部分，無(wú)法得到高純度的析出層。因此，采用非電解鍍最終得到內(nèi)部應(yīng)力和硬度高、缺乏柔軟性、容易剝離的電鍍層。
另外，以碳層為底層時(shí)，由于碳層容易損傷，對(duì)光纖芯線表面石英的附著力弱，因此存在形成于其上的金屬涂層發(fā)生剝離的問(wèn)題。
作為用金屬被覆光纖芯線表面的其他方法，一般而言，已知有蒸鍍、濺鍍等干式鍍覆方法。但是，對(duì)于上述干式鍍覆方法而言，由于被覆部附近為高溫，因此原料可能受到損傷；另外，還存在容易出現(xiàn)膜厚分布不均、無(wú)法進(jìn)行均勻的鍍覆、必需有具有大型真空容器的設(shè)備、成本增加等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種在光纖芯線表面被覆了金屬的金屬被覆光纖，所述光纖的柔軟性未被損傷，金屬對(duì)光纖的附著力強(qiáng)，且釬焊性良好。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在除去了樹(shù)脂涂層的光纖芯線表面形成必要的最低限度厚度的非電解Ni鍍層以便實(shí)施中間層以后的電解鍍覆處理，然后在其上形成因?yàn)槭羌兌雀咚詢?nèi)部應(yīng)力低、富有柔軟性、難以剝離的電解Ni鍍層構(gòu)成的中間層和由電解Au鍍層構(gòu)成的最外層，可以得到在光纖芯線表面被覆了金屬的金屬被覆光纖，所述光纖的柔軟性未被損傷，金屬對(duì)光纖的附著力也強(qiáng)，而且釬焊性也良好。
本發(fā)明的金屬被覆光纖在除去了樹(shù)脂涂層的光纖芯線表面形成由厚度為0.01～0.5μm的非電解Ni鍍層構(gòu)成的底層、由電解Ni鍍層構(gòu)成的中間層、和由電解Au鍍層構(gòu)成的最外層。
根據(jù)本發(fā)明，金屬被覆光纖中上述電解Ni鍍層的厚度為0.5～4.0μm。
另外，根據(jù)本發(fā)明，金屬被覆光纖中上述電解Au鍍層的厚度為0.05～1μm。


圖1為概念性地表示本發(fā)明的金屬被覆光纖構(gòu)成的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，使用附圖并基于實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。圖1為概念性地表示本發(fā)明的金屬被覆光纖構(gòu)成的剖面圖。在該圖中，為了方便，夸張地示出形成在光纖芯線表面的金屬層的厚度。
如圖1所示，在除去了樹(shù)脂涂層的光纖芯線1的表面上形成由厚度為0.01～0.5μm的非電解Ni鍍層2構(gòu)成的底層、由電解Ni鍍層3構(gòu)成的中間層、由電解Au鍍層4構(gòu)成的最外層。
在本發(fā)明中，在光纖芯線1的表面按Ni層、Au層的順序設(shè)置金屬層的原因在于Ni/Au膜具有優(yōu)良的釬料潤(rùn)濕性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)良好的釬焊。另外，將非電解Ni鍍層2的厚度設(shè)定為0.01～0.5μm的原因在于厚度不足0.01μm時(shí)，厚度過(guò)薄，以至于影響隨后的電解鍍覆。另外，如果厚度超過(guò)0.5μm，則電鍍時(shí)間變長(zhǎng)，從經(jīng)濟(jì)方面考慮是不利的，并且，如果非電解Ni鍍層過(guò)厚，則如上所述，由于非電解Ni鍍層2的內(nèi)部應(yīng)力及硬度高，因此損傷光纖的柔軟性，同時(shí)容易發(fā)生膜剝離。另外，在非電解Ni鍍層2上形成電解Ni鍍層3的原因在于電解鍍覆的成膜速度比非電解鍍快，因此如果電鍍成相同的膜厚，則電解鍍覆所用時(shí)間短。另外，由于電解鍍覆純度高，因此內(nèi)部應(yīng)力低，富有柔軟性，難以發(fā)生剝離。
如果在本發(fā)明的Ni/Au膜上例如進(jìn)行AuSn釬焊，則Au、Ni溶解在熔融釬料中，發(fā)生稱為“釬料吞食”(solder C)的現(xiàn)象。如果發(fā)生該釬料吞食現(xiàn)象，石英露出在光纖芯線表面，則對(duì)釬料的潤(rùn)濕性惡化。因此，本發(fā)明的金屬被覆光纖的中間層電解Ni鍍層3的厚度優(yōu)選為0.5或0.5μm以上。如果超過(guò)4.0μm，則彎曲光纖時(shí)產(chǎn)生維持彎曲狀態(tài)的所謂非可逆性，因此優(yōu)選為4.0μm或4.0μm以下。
最外層Au層4是為了防止Ni層被氧化及提高釬料潤(rùn)濕性而設(shè)置的層。如果Ni被氧化，則最終導(dǎo)致對(duì)釬料的潤(rùn)濕性惡化，因此為了防止Ni層被氧化，Au層4的厚度優(yōu)選為0.05或0.05μm以上。由于Au膜在釬料中的溶解速度快，因此大幅度提高了潤(rùn)濕性。但是，由于即使設(shè)置厚度超過(guò)1μm的Au層4也不能更進(jìn)一步提高抗氧化及釬料潤(rùn)濕性效果，因此從經(jīng)濟(jì)方面考慮，厚度優(yōu)選為1μm或1μm以下。
需要說(shuō)明的是中間層電解Ni鍍層3、最外層電解Au鍍層4優(yōu)選為具有99.9％或99.9％以上純度的Ni或Au鍍層。
下面，更詳細(xì)地說(shuō)明實(shí)施例1～5。
剝離除去光纖的樹(shù)脂涂層，使線材直徑為125μm、長(zhǎng)度為20mm的光纖芯線裸露出來(lái)后，對(duì)該光纖芯線的表面實(shí)施前處理，所述前處理包括用氫氧化鉀進(jìn)行堿洗滌、用硫酸進(jìn)行酸洗滌、用過(guò)硫酸鹽類(lèi)進(jìn)行化學(xué)研磨等。
然后，將其浸漬在含有Sn鹽或硅烷偶合劑等的溶液中，對(duì)光纖芯線進(jìn)行表面調(diào)整。
然后，用Pd鹽溶液進(jìn)行催化劑化，采用還原型的非電解Ni鍍覆浴(N.E.CHEMCAT制NIC100)，進(jìn)行非電解鍍Ni，形成Ni底層。
然后，在氨基磺酸Ni鍍覆液中電解鍍覆高純度的Ni，形成Ni中間層。然后，用市售的純Au鍍覆液(N.E.CHEMCAT制N44)電解鍍覆高純度的Au，形成Au鍍層。
利用上述制造方法，制造具有下述表1所示的實(shí)施例1～5的膜厚的金屬被覆光纖。另外，下述表1也給出比較例1、2的結(jié)果。
采用與實(shí)施例1相同的鍍覆條件，制造具有比較例1、2的膜厚的金屬被覆光纖。非電解Ni鍍層為0.008μm的比較例1的底層非電解Ni鍍層膜厚過(guò)薄，無(wú)法由隨后的電解鍍覆形成Ni層和Au層。另外，非電解Ni鍍層為1.0μm的較厚的比較例2在反復(fù)彎曲經(jīng)金屬被覆的光纖芯線部時(shí)，確認(rèn)有一部分發(fā)生金屬被覆的剝離。
將實(shí)施例1～5與比較例2的光纖插入設(shè)置在不銹鋼制圓珠內(nèi)的內(nèi)徑為135μm的貫通孔內(nèi)，用AuSn釬料焊接光纖與鋼珠。需要說(shuō)明的是為了提高鋼珠與AuSn的潤(rùn)濕性，對(duì)鋼珠實(shí)施了Ni/Au鍍覆。
利用He漏氣試驗(yàn)研究釬焊部的氣密狀態(tài)時(shí)，實(shí)施例1～5的光纖未發(fā)生泄漏，全部得到良好的釬焊；確認(rèn)在比較例2的光纖中經(jīng)彎曲試驗(yàn)發(fā)生金屬涂層剝離的部分釬料不濕潤(rùn)，出現(xiàn)漏氣。
表1

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到不損傷光纖的柔軟性、在光纖上的附著力強(qiáng)、且釬焊性良好的金屬被覆光纖。
權(quán)利要求
1.一種金屬被覆光纖，其特征為，在除去了樹(shù)脂涂層的光纖芯線表面形成由厚度為0.01～0.5μm的非電解Ni鍍層構(gòu)成的底層，由電解Ni鍍層構(gòu)成的中間層，和由電解Au鍍層構(gòu)成的最外層。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬被覆光纖，其中，所述電解Ni鍍層的厚度為0.5～4.0μm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬被覆光纖，其中，所述電解Au鍍層的厚度為0.05～1μm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬被覆光纖，在除去了樹(shù)脂涂層的光纖芯線1的表面形成由厚度為0.01～0.5μm的非電解Ni鍍層2構(gòu)成的底層，由厚度為0.5～4.0μm的電解Ni鍍層3構(gòu)成的中間層，和由厚度為0.05～1μm的電解Au鍍層4構(gòu)成的最外層。
文檔編號(hào)G02B6/38GK1633615SQ0380411
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月18日
發(fā)明者小野里洋一, 和田圭介 申請(qǐng)人:住友金屬礦山株式會(huì)社