CN1510450A - 被覆有金属的光纤的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：在从上述被覆树脂露出的并形成被覆金属前的裸露芯线的外表面上，形成由非电解Ni电镀层与电解Au电镀层形成的基底层的步骤；对基底层形成后的裸露芯线，通过采用光纤修剪器的端面处理，使裸露芯线的端面部分露出的步骤；对进行了端面处理的裸露芯线进行电解电镀处理，形成作为表面层的电解Ni电镀层和电解Au电镀层的步骤。通过该制造方法，可简单地制造金属被覆裸露芯线表面，且其前端进行了端面处理的光纤。

Description

被覆有金属的光纤的制造方法

技术领域

本发明涉及用于容纳于光通信模块的筐体内的光通信、光测定等的光学元件和实现光耦合的光纤的制造方法，特别是涉及从被覆树脂露出的裸露芯线的外表面被金属被覆，能够简单地制造，且该光纤的前端进行了端面处理的光纤的制造方法。

背景技术

将光学元件容纳于筐体内的光通信模块具有用于将筐体的内侧和外侧隔绝的气密结构，以便防止因结露等原因破坏光学元件。

关于该气密结构，到目前为止，人们已提出了很多种方法，并投入了使用。如采用如下所述的方法，即，如图2所示，当将采用金属套1的被覆树脂的光纤10插入到光通信模块的筐体20内时，去除与金属套1的贯通孔相对应的部位的被覆树脂11，使光纤10的裸露芯线12露出，并且用金属被覆已露出的裸露芯线12，通过焊锡2密封金属被覆的部位，进一步通过焊锡3或缝焊方式，将上述金属套1安装于光通信模块的筐体20上的方法；或不使用金属套1，而使上述裸露芯线12中的被覆金属的部位穿过开设于光通信模块的筐体20上的贯通孔，通过焊锡直接安装裸露芯线12和上述筐体20，并将其密封等方法。

另外，作为实现容纳于筐体20内的光学元件(图中未示出)与上述光纤10的光学耦合的方法，采用对从光纤10的被覆树脂11露出的裸露芯线12的端面进行研磨处理的方法。

此外，关于将光纤10固定于光通信模块的筐体20内的方法，采用下述方法，即，对从被覆树脂露出的裸露芯线12的端面进行研磨，通过合成石英玻璃，或金属制的毛细管4，借助粘接剂，焊锡，将该裸露芯线12固定，并且对光学元件进行光学调整，然后，将上述毛细管4固定于光通信模块的筐体20内部的方法；或采用下述的方法等，在该下述方法中，将上述裸露芯线12固定于毛细管4中，并且对该裸露芯线12的端面进行研磨处理，对光学元件进行光学调整，然后，将该毛细管4固定于光通信模块20的内部。

如上所述，采用焊锡，进行气密处理的光纤中，在由被覆树脂11露出的裸露芯线12的外表面上被覆金属，并且，为了实现与光学元件的光学耦合，对该裸露芯线12的端面进行精密研磨(端面处理)。

但是，对于该裸露芯线12的端面处理，在裸露芯线12的外表面上未被覆金属的时候，可采用应用劈开法的已有光纤修剪器(clipper)简单地进行该裸露芯线12的端面处理。于是，对于所述裸露芯线12的端面处理，如果能够不采用上述的研磨法，而采用使用光纤修剪器的处理法，则可简化制造作业。

但是，为了实现气密在裸露纤芯线12的外表面上设置被覆金属的上述光纤中，比如，形成作为被覆金属的基底层的非电解Ni电镀层，另外形成作为表面层的电解Au电镀层，整体的膜厚在1～3μm的范围内。于是，在采用上述的光纤修剪器进行端面处理的时候，由于光纤中的裸露芯线处于被金属被覆的保护状态，故具有下述问题，即，难于适合地设置劈开所必需的划痕(击痕)，无法按照适合光输入的端面形状对其切断面进行处理。另外，即使能够获得适合光输入的端面形状，也具有在被覆金属的切断面上产生的金属箔包覆光纤的入射端面，或由于该切断面形成于裸露芯线12上的被覆金属容易随时间的推移而剥离等的问题。

为了解决这样的问题，在特开平07-27952号文献中提出，在进行光纤的裸露芯线的金属被覆处理时，在打算通过光纤修剪器切断的部位，预先采用掩模而进行，或在光纤的裸露芯线的金属被覆处理后，通过蚀刻方式去除欲切断的部位的被覆金属的方法等，但是，任何的方法均具有使制造步骤复杂的弊病。

发明内容

本发明是针对这样的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种光纤的制造方法，其中，该光纤可通过焊锡实现气密的被覆金属设置于裸露芯线的外表面上，并且具有与光学元件实现光学耦合所需的裸露芯线端面，该光纤可比过去更简单地制造。

即，本发明涉及一种光纤的制造方法，该光纤包括裸露芯线和被覆树脂，该被覆树脂包覆除了该裸露芯线的前端侧一部分以外的裸露芯线的外表面，并且除了从被覆树脂露出的裸露芯线的端面部分以外的裸露芯线的外表面被覆有金属，其特征在于该方法包括下述步骤：

基底层形成步骤，在从上述被覆树脂露出，并且形成被覆金属前的裸露芯线的外表面上，形成有金属基底层，该金属基底层由具有进行电解电镀处理所需厚度的非电解电镀层和电解电镀层构成；

端面处理步骤，相对形成有基底层的裸露芯线，通过采用光纤修剪器的端面处理，使裸露芯线的端面部分露出；

表面层形成步骤，对进行了端面处理的裸露芯线进行电解电镀处理，形成作为表面层的被覆金属。

附图说明

图1A、图1B、图1C为表示本发明的光纤的制造步骤的说明图；

图2为表示光通信模块的气密结构的说明图。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明。

首先，本发明所述的光纤的制造方法，其特征在于，在去除了光纤的被覆树脂的裸露芯线外表面上形成金属的基底层，该金属的基底层由具有进行电解电镀处理所必需厚度的非电解电镀层和电解电镀层构成，然后，采用光纤修剪器，进行端面处理，接着，通过电解电镀处理，形成作为表面层的被覆金属。

之后，在该制造方法中，由于是在采用光纤修剪器进行端面处理后，形成作为表面层的被覆金属的方法，故可将作为基底层的被覆金属的膜厚设定得较小。由此，即使基底层的被覆金属位于裸露芯线外表面，仍可采用光纤修剪器良好地将其切断，并且在切断面上，不产生金属箔。

另外，由于在进行端而处理后，通过电解电镀处理，形成作为表面层的被覆金属，故在没有基底层的裸露芯线外表面(即，光入射面)上，未形成被覆金属。

于是，可简单制造从被覆树脂露出的裸露芯线外表面被覆金属，且其前端进行了端面处理的光纤。

在这里，作为由具有进行电解电镀所需厚度的非电解电镀层和电解电镀层构成的上述基底层，可为任意的方案，但是，最好采用非电解Ni电镀层与电解Au电镀层的组合方案。其原因在于非电解Ni电镀层具有与构成裸露芯线的石英的附着力良好的性质，并且有利于通过硬度较高的劈开法，切断裸露芯线。另外的原因在于：电解Au电镀层具有防止非电解Ni电镀层的氧化，并且与修剪器切断后的电解电镀层(表面层)的贴合性良好的性质。

此外，当通过非电解Ni电镀层与电解Au电镀层构成上述基底层时，该非电解Ni电镀层的厚度可设定在0.01μm～1.5μm的范围内。这样做的原因在于：当小于0.01μm时，由于过薄，而具有对以后的电解电镀处理造成妨碍的情况，另外，如果超过1.5μm，则在采用光纤修剪器进行端面处理时，具有难于获得对光的入射特别良好的裸露芯线端面的情况。电解Au电镀层的厚度可设定在0.03μm～0.1μm的范围内。其原因在于，当小于0.03μm时，具有难于尽可能包覆非电解Ni镀层表面的情况。另外，如果超过0.1μm，则在采用光纤修剪器进行端面处理时，具有难于获得良好的裸露芯线端面的情况。

还有，作为表面层的电解电镀层虽然考虑与焊锡的湿润性而适当性地进行选择，但是，最好，通过电解Ni电镀层与电解Au电镀层构成。另外，当通过电解Ni电镀层与电解Au电镀层形成表面层的电解电镀层时，如果比如，进行Au/20Sn焊接，则产生Au，Ni溶解于熔融焊锡中的称为“焊锡腐蚀”的现象。如果产生这样的“焊锡腐蚀”现象，石英在裸露芯线表面露出，则焊锡湿润性就会恶化。于是，构成表面层的电解Ni电镀层的厚度最好在0.5μm以上。但是，如果超过4.0μm，由于在将光纤弯曲时，产生保持弯曲的状态的非可逆性，故最好在4.0μm以下。另外，表面层的上述电解Au电镀层具有防止位于其底侧的电解Ni电镀层氧化，使焊锡湿润性提高的功能。另外，如果电解Ni电镀层氧化，焊锡的湿润性就会变差，故最好电解Au电镀层的厚度在0.05μm以上，以便防止电解Ni电镀层的氧化。另外，电解Au电镀层朝向焊锡的溶解速度较高，故湿润性大幅度地提高。但是，即使是设置成该厚度超过1.0μm的电解Au电镀层，由于防止氧化和焊锡湿润性的效果不那么高，故从经济的观点来说，最好上述电解Au电镀层的厚度在1.0μm以下。

另外，在通过电解Ni电镀层与电解Au电镀层构成表面层的电解电镀层时，最好为具有99.9％以上纯度的Ni和Au电镀层。

下面对本发明的实施例进行具体描述。

(实施例1～7，比较例1～2)

如图1A所示，剥离去除光纤10的被覆树脂(由一层被覆树脂13和二层被覆树脂14构成)11，使线径为125μm、长度为30mm的裸露芯线12裸露，然后，对该裸露芯线12的表面进行碱清洗、酸清洗、化学研磨等的前处理。

接着，浸泡于包括Sn盐，偶合剂的溶液中，进行裸露芯线12的表面调整。然后，通过Pd盐溶液形成触媒，采用还原型的非电解电镀浴，进行非电解Ni电镀处理，形成基底层50的非电解Ni电镀层15。然后，通过市场上销售的纯Au电镀液，对高纯度的Au进行电解涂镀，形成基底层50的电解Au电镀层16。

此外，在下述的表1中，给出了实施例1～实施例7的作为基底层50的非电解Ni电镀层15和电解Au电镀层16的膜厚。

另外，作为比较例，在比较例1中，将可通过焊锡的气密的膜厚为0.05μm的非电解Ni电镀层，膜厚为2.0μm的电解Ni电镀层，膜厚为0.2μm的电解Au电镀层分别依次设置于裸露芯线的表而的光纤，在比较例2中，制备只有作为基底层的膜厚为0.5μm的非电解Ni电镀层设置于裸露芯线的表面上的光纤。

接着，将市场上销售的光纤修剪器(Oxford Fiber Ltd.AFC-2008)的设备设定，调节成对实施例1～实施例7、比较例1～比较例2的相应膜厚最适合的状态后，如图1B所示，进行端面处理。通过扫描电子显微镜(SEM)，对进行了该端面处理的实施例1～实施例7、比较例1～比较例2的相应裸露芯线的端面进行观察。其结果是，除了比较例1，均获得作为光入射面的充分的端面。另外，比较例1的端面的切断面粗糙，确认在端面附近具有在被覆金属的切断而上产生的金属箔。此外，在于实施例1～实施例7、比较例1～比较例2的光纤中进行导光，对其光学特性进行评价，在比较例1中，光的模式形状变形。另外，上述结果也列于以下的表1中。

然后，除了比较例1以外，在进行了端面处理的实施例1～实施例7、比较例2的各光纤的基底层上，通过氨基磺酸Ni涂镀液，对高纯度的Ni进行电解涂镀处理，如图1C所示，形成表面层60的电解Ni电镀层17。接着，通过市场上销售的纯Au电镀液，对高纯度的Au进行电解电镀处理，形成表面层60的电解Au电镀层18。

接着，在通过上述的方法，制造设置有构成表面层60的膜厚为2.0μm的电解Ni电镀层1 7和膜厚为0.2μm的电解Au电镀层18的实施例1～实施例7、比较例2的相应光纤时，在实施例1～实施例7中，通过电解涂镀处理，形成良好的表面层，而在比较例2中，未通过电解电镀形成良好的表面层，而形成不均匀的表面层。另外，上述结果也列于表1中。

将实施例1～实施例7、比较例2的各光纤中的裸露芯线插入开设于不锈钢制的金属套中的内径为135μm的贯通孔中，采用AuSn焊锡，焊接该裸露芯线与金属套。另外，对金属套进行Ni/Au电镀处理，以便提高金属套和AuSn焊锡的湿润性。

另外，对于安装有金属套的各光纤，通过He漏气试验调查焊接部的气密状态时，在实施例1～实施例7的光纤中，未出现泄漏，被确认为完全良好的焊接性，但是在比较例2中，出现了泄漏，未获得良好的焊接。另外，这些结果也列于以下的表1中。

表1

	基底层		切断后的端面状态	光学特性	表面层		表面层的成膜状态	焊接性
									非电解Ni镀层的膜厚[μm]	电解Au镀层的膜厚[μm]	电解Ni镀层的膜厚[μm]	电解Au镀层的膜厚[μm]
	实施例1	0.01			0.05	优良							优良	2.0	0.2	优良	优良
实施例2			0.05	0.05			优良	优良	2.0	0.2	优良	优良
	实施例3	0.1			0.05	优良							优良	2.0	0.2	优良	优良
实施例4			0.5	0.05			优良	优良	2.0	0.2	优良	优良
	实施例5	1.0			0.05	优良							良	2.0	0.2	优良	优良
实施例6			0.5	0.1			优良	良	2.0	0.2	优良	优良
	实施例7	1.5			0.05	优良							良	2.0	0.2	优良	优良
比较例1			0.05	电解Ni：2.0电解Au：0.2			不良	不良	-	-	-	-
	比较例2	0.5			-	优良							优良	(2.0)	(0.2)	不均-	不良

Claims (5)

1.一种被覆有金属的光纤的制造方法，该光纤包括裸露芯线和被覆树脂，该被覆树脂包覆除了该裸露芯线的前端侧的一部分以外的裸露芯线的外表面，并且在除了从被覆树脂露出的裸露芯线的端面部分的裸露芯线的外表面上被覆有金属，其特征在于，该方法包括下述步骤：

基底层形成步骤，在从上述被覆树脂露出，并且形成被覆金属之前的裸露芯线的外表面上，形成金属基底层，该金属基底层由具有进行电解电镀处理所需厚度的非电解电镀层与电解电镀层构成；

端面处理步骤，对形成有基底层的裸露芯线，通过采用光纤修剪器的端面处理，使裸露芯线的端面部分露出；

表面层形成步骤，对进行了端面处理的裸露芯线进行电解电镀处理，形成作为表面层的被覆金属。

2.如权利要求1所述的被覆有金属的光纤的制造方法，其特征在于，上述基底层由厚度为0.01～1.5μm的非电解Ni电镀层和形成于该非电解Ni电镀层上的厚度为0.03～0.1μm的电解Au电镀层构成。

3.如权利要求1或2所述的被覆有金属的光纤的制造方法，其特征在于，上述表面层由电解Ni电镀层和形成于该电解Ni电镀层上的电解Au电镀层构成。

4.如权利要求3所述的被覆有金属的光纤的制造方法，其特征在于，表面层中的所述电解Ni电镀层的厚度设定为0.5～4.0μm，电解Au电镀层的厚度设定为0.05～1.0μm。

5.如权利要求3所述的被覆有金属的光纤的制造方法，其特征在于，表面层中的所述电解Ni电镀层与电解Au电镀层分别由具有99.9％以上的纯度的Ni和Au电镀层构成。

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