DE3329911A1

DE3329911A1 - Process for removing metal layers covering the surface of a glass fibre

Info

Publication number: DE3329911A1
Application number: DE19833329911
Authority: DE
Inventors: Laszlo 8027 Neuried Bacs; Jan 8000 München Smola
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-08-18
Filing date: 1983-08-18
Publication date: 1985-02-28
Also published as: DE3329911C2

Abstract

In a process for removing one or more metal layers (Ti/Pd/Au) covering the surface of a light transmission glass fibre (F, Fi/Fa), the glass fibre (F, Fi/Fa) is immersed into a metal melt (Sn), namely into a molten metal (Sn) or into a molten metal alloy, as solvent for the metal layers (Ti/Pd/Au), the temperature of the metal melt (Sn) being below the softening point of the glass of the glass fibre (F, Fi/Fa). <IMAGE>

Description

Verfahren zum Entfernen von Metallschichten, welche dieProcess for removing metal layers which

Oberflache einer Glasfaser bedecken.Cover the surface of a fiberglass.

Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen speziellen Verfahren aus, das insbesondere für optoelektronische Anordnungen Bedeutung hat.The invention is based on that specified in the preamble of claim 1 special processes, which are particularly important for optoelectronic arrangements Has.

Es ist für sich bereits vorbekannt, Lichtübertragungs-Glasfasern an ihrer Oberfläche mit Metallschichten - z.B. durch Sputtern, Bedampfen und/oder Galvanisieren -zu bedecken, welche insbesondere als Haftunterlage zum Einlöten der Glasfaser in metallische Durchführungen bzw.It is already known per se, light-transmitting glass fibers their surface with metal layers - e.g. by sputtering, vapor deposition and / or electroplating -to cover, which is used in particular as an adhesive pad for soldering the glass fiber in metallic bushings or

Löcher dienen sollen.Holes are intended to serve.

Die aufgebrachten Metallschichten bedecken im allgemeinen nicht nur dort die Glasfaseroberfläche, wo dies später gebraucht wird, sondern auch sonstige Glasfaseroberflächen längs der Glasfaser.Die nachträgliche Entfernung solcher Metallschichten auf Glasfasern macht aber oft ganz erhebliche Schwierigkeiten, wobei eine solche nachträgliche Entfernung häufig nicht dadurch zu vermeiden ist, daß die Metallschicht nur dort angebraclit wird, wo die Einlötung später stattfindet.The applied metal layers generally do not only cover the fiberglass surface there, where it will be needed later, but also others Glass fiber surfaces along the glass fiber. The subsequent removal of such metal layers on fiber optics often causes considerable difficulties, with one such subsequent removal can often not be avoided by the fact that the metal layer is only applied where the soldering takes place later.

Zur Entfernung überflüssiger Metallschichten Rnnn man an sich Säurebäder verwenden, Je nach Art der bedeckenden Metalle jeweils angepaßte Säuren spezieller Temperatur und Konzentration. Solche Abätzungen der Metallschichten mittels Säurebäder setzen aber oft sehr umständliche Sicherheitsmaßnahmen voraus, wie Abzug giftiger bzw.Acid baths are used to remove superfluous metal layers Use, depending on the type of covering metals, specially adapted acids Temperature and concentration. Such etching of the metal layers by means of acid baths but often require very cumbersome safety measures, such as the extraction of toxic substances respectively.

ätzender Dämpfe unter Verwendung von Schutzbrillen und Schutzhandschuhen, und besondere Rücksichten bei der Aufbebsrahru^.c der Säuren und ihrer endgultlgen Beseitigung.corrosive vapors using protective goggles and protective gloves, and special considerations in the quenching of acids and their final Elimination.

Zusätzlich müssen jene Metallschichtflächen, die nicht mitweggeätzt werden sollen, zum Schutz vor den Spuren bzw. vor deren Dämpfen mit säureresistenten Schutzmitteln bedeckt werden, die ihrerseits anschließend auch noch zu entfernen sind. Darüberhinaus greifen solche Säurebäder häufig sogar sehr stark die Glasfaser an, im allgemeinen indem (sub)mikroskopisch kleine Risse in der Glasoberfläche vergrößert werden, wodurch diese Risse in erhöhtem Maße Licht streuen. Auch die nacht-agliche Spülung der Glasfaser muß entsprechend sorgfältig durchgeführt werden, wobei minimale Staubablagerungen beim Trocknen bzw. Lagern der Glasfaser zu Störungen der optischen Qualität der Glasfaser (Streuung) führen.In addition, those metal layer surfaces that are not etched away must be should be, to protect against the traces or against their vapors with acid-resistant Protective agents are covered, which in turn must then also be removed are. In addition, such acid baths often attack the glass fibers very strongly generally by enlarging (sub) microscopic cracks in the glass surface as a result of which these cracks scatter light to an increased extent. Even the night-time Rinsing of the glass fiber must be carried out accordingly carefully, with minimal Dust deposits during drying or storage of the fiber optics interfere with the optical Quality of the glass fiber (scatter) lead.

Außerdem greifen solche Säuren bzw. deren Dämpfe häufig Schutzisolierschichten bzw. Zugentlastungsschichten an, welche die Glasfaser zu deren Schutz häufig umhüllen, wobei der Schutz solcher äußeren Umhüllungen vor. den Säuren ganz besonders große Fertigungsprobleme aufTirerfen kann.In addition, such acids or their vapors often attack protective insulating layers or strain relief layers, which often cover the glass fiber to protect it, the protection of such outer wrappings before. especially great for acids Can cause manufacturing problems.

Häufig sind die Enden solcher Glasfasern noch ontlschaktiv zu bearbeiten, z.B. mit einer Linse auszustatten oder anzuspitzen oder anzuschrägen. Solche Säuren greifen dann aber auch die bereits optisch-aktiv bearbeiteten Spitzen an, wenn diese Spitzen bereits vor Qer Anbringung der Metallschichten optisch-aktiv bearbeitet wurden. Andererseits ist es überdies häufig ar nicht möglich, die Glasfaserspitzen erst nach der Anbringung der Metallschichten auf der Glasfaser optisch-aktiv zu bearbeiten, weil die Metallschichten oft die optischaktive Bearbeitung der Glasfaserspitzen erschweren, l:renr nicht verunmöglichen, vgQ. die nachträgliche Anbringung einer Linse auf die bereit metallisierte Stirnfläche einer sfaserspitze.Often the ends of such glass fibers still have to be worked on, E.g. to equip with a lens or to sharpen or bevel. Such acids but then also attack the tips that have already been optically-actively processed, if these Tips optically-actively processed before the metal layers are applied became. On the other hand, it is also often not possible to remove the fiber optic tips optically active only after the metal layers have been attached to the glass fiber edit, because the metal layers often the optically active machining of the glass fiber tips complicate, l: renr not impossible, vgQ. the subsequent attachment of a Lens on the ready-metalized face of a fiber tip.

Die Erfindung löst das Problem der Entfernung solcher Metallschichten - welche nicht unbedingt nur als Haftgrundlage für spätere Einlötungen dienen müssen, sondern auch zu anderen Zwecken angebracht sein können -, auf völlig neuartige, überraschende Weise durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Diese Maßnahmen sind nicht nur in einer Werkstatt, sondern sogar auch im Freien bei der Montage, z.B. im Kabelschacht einer Straße, ohne große handwerkliche Schwierigkeiten oder umständliche Vorsichtsmaßnahmen sehr rasch einwandfrei durchführbar. Die Erfindung erleichtert daher ganz erheblich die Montage solcher Glasfasern, ganz besonders wenn die im Patentanspruch 2 angegebenen zusätzlichen Merkmale erfüllt sind bzw. die dort angegebenen zusntzlichen Maßnahmen getroffen werden. Die Länge der entfernten Metallschichten wird durch die Eintauchtinfe bestimmt, mit der die Glasfaser in die Metallschmelze eintaucht. Ein besonderer, zusätzlicher Schutz der nicht zu entfernenden Flächenteile der Metallschichten vor der Metallschmelze oder vor deren Dämpfen ist im allgemeinen nicht erforderlich.The invention solves the problem of removing such metal layers - which do not necessarily only have to serve as an adhesive base for later soldering, but can also be appropriate for other purposes - on completely new, surprisingly by the measures specified in claim 1. These measures are not only in a workshop, but also outdoors during assembly, E.g. in the cable duct of a street, without great technical difficulties or cumbersome precautionary measures can be carried out very quickly. The invention therefore makes the assembly of such glass fibers much easier, especially if the additional features specified in claim 2 are met or the additional measures specified there are taken. The length of the distant Metal layers is determined by the immersion infe with which the glass fiber is in the molten metal is immersed. A special, additional protection of the not to be removed Surface parts of the metal layers before the metal melt or before its steaming generally not required.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei Figur 1 einen Querschnitt durch eine Zweischichten-Glasfaser, welche mit Metallschichten bedeckt ist, 2 einen nicht maßstabgerechten, schematischen Ausschnitt aus Figur 1, j eine schiefe Seitenansicht eines Glasfaserkabel -3eispiels mit kugelförmiger Linse an der Spitze des inneren Kerns einer Zweitschicht-Glasfaser, und 4 ein Beispiel für den inneren Aufbau des in Fig. 5 gezeigten Glasfaserkabel-Beispiels vor dem Entfernen der Metallschichten zeigen.The invention is based on the exemplary embodiments shown in the figures further explained, with Figure 1 showing a cross section through a two-layer glass fiber, which is covered with metal layers, FIG. 2 is a schematic, not to scale Detail from Figure 1, j an oblique side view of a fiber optic cable example with a spherical lens at the tip of the inner core of a second layer glass fiber, and FIG. 4 shows an example of the internal structure of the optical fiber cable example shown in FIG show before removing the metal layers.

Es gibt mehrere Arten von Glasfasern, z.B. Gradienten-Glasfasern. Das in Figur 1 gezeigte Beispiel betrifft den Querschnitt einer Zweischichten-Glasfaser, deren innere Glasschicht Fi eine größere Dielektrizitätskonstante als die äußere Glasschicht Fa aufweist. In diesem Fall ist die äußere Glasschicht Fa mit Metallschichten Ti/Pd/Au bedeckt.There are several types of glass fibers, such as gradient glass fibers. The example shown in Figure 1 relates to the cross-section of a two-layer glass fiber, whose inner glass layer Fi has a greater dielectric constant than the outer Has glass layer Fa. In this case, the outer glass layer is Fa with metal layers Ti / Pd / Au covered.

Figur 2 zeigt einen nicht-maßstabsgerechten Ausschnitt aus Figur 1, um den Aufbau der Metallschichten Ti/Pd/Au dieses Beispiels noch anschaulicher zu erläutern. Die Glasfaser F, z.B. die äußere Schicht Fa, ist zunächst mit Titan Ti von z.B. 50 nm Dicke bedeckt, anschließend mit Palladium oder Platin Pd von z.B. 250 bis 600 nm, schließlich noch mit Gold Au von z.B. 100 bis 600 nn.FIG. 2 shows a section from FIG. 1 that is not to scale. to illustrate the structure of the metal layers Ti / Pd / Au in this example explain. The glass fiber F, e.g. the outer layer Fa, is initially made of titanium Ti of e.g. 50 nm thickness, then covered with palladium or platinum Pd of e.g. 250 to 600 nm, finally with gold Au of e.g. 100 to 600 nm.

Diese Metallschichten können durch Sputtern, Aufdampfen, Galvanisieren usw., also an sich beliebig angebracht worden sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, das Figur 2 zeigt, eignet sich dieser Aufbau von Metallschichten insbesondere als Haftgrundlage für Lötungen, wenn die mit diesen Metallschichten Ti/Pd/Au bedeckte Glasfaser in eine Durchführung bzw. in ein Loch mit Lötzinn Sn, vgl. Figur 2, luftdicht eingelötet werden soll. Bei diesem Aufbau von Metallschichten kann es sich also an sich um einen beliebigen Aufbau von Metallschichten für beliebige Zwecke dieser Metallschichten handeln.These metal layers can be produced by sputtering, vapor deposition or electroplating etc., so have been attached arbitrarily. In the present embodiment, 2 shows, this structure of metal layers is particularly suitable as Adhesive base for soldering, if the Ti / Pd / Au covered with these metal layers Glass fiber in a feedthrough or in a hole with tin solder Sn, see FIG. 2, airtight should be soldered. With this build-up of metal layers it can be in itself any structure of metal layers for any purpose of these Act metal layers.

Soweit diese Metallschichten als Haftgrundlage für spätere Lötungen bestimmt sind, können diese Metallschichten insbesondere gemäß DE-OS 30 29 382, 30 29 277 und 31 35 720 oder auf andere Weise aufgebaut sein.So much for these metal layers as a base for subsequent soldering are determined, these metal layers can in particular according to DE-OS 30 29 382, 30 29 277 and 31 35 720 or in some other way.

Figur 3 zeigt ein Beispiel mit einer Zweischichten-Glasfaser,bei der die äußere Glasfaserschicht, vgl. Fa in Figur 1, im Bereich der Spitze der Glasfaser entfernt ist. An der Spitze des verbliebenen Glasfaserkerns, vgl. Fi in Figur 1, ist eine Regel K als oDtische Linse in diesem gezeigten Beispiel angebracht. Der Hinweis in Figur 3 auf den Schnitt in Figur 1 zeigt, daß die Glasfaser mit Metallschichten Ti/Pd/Au gemäß Figur 1 und Figur 2 bedeckt ist. Figur 4 zeigt, daß diese Bedeckung mit Metall schichten Ti/Pd/Au überall längs der Glasfaser einschließlich der Kugel K angebracht wurde. Die Figuren 3 und 4 zeigen außerdem eine isolierende Schutzhülle Is für die Glasfaser zum Schutze vor Zerstörungen, wobei diese isolierende Schutz.hülle Is auch z.B. eine Zugentlastung enthalten kann.FIG. 3 shows an example with a two-layer glass fiber in which the outer glass fiber layer, see Fa in Figure 1, in the area of the tip of the glass fiber away. At the tip of the remaining fiberglass core, see Fi in Figure 1, a rule K is appropriate as an oDtic lens in this example shown. Of the Note in Figure 3 to the section in Figure 1 shows that the glass fiber with metal layers Ti / Pd / Au according to Figure 1 and Figure 2 is covered. Figure 4 shows that this coverage with metal layers Ti / Pd / Au all along the glass fiber including the sphere K was attached. Figures 3 and 4 also show an insulating protective cover Is for the glass fiber to protect against damage, this insulating protective cover Is can also contain a strain relief, for example.

Die nachträgliche Entfernung der in Figur 4 gezeigten Metallschichten ( z.B.über der Kugel K, den Glasfaserkern Fi und tiber der angrenzenden Hälfte der äußeren Glasfaserschicht Fa etwa bis zum in Figur 3 gezeigten Schnitt 1-1) kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß die Glasfaser Fi/Fa+X in jenen Bereichen, in denen die Metallschicht Ti/Pd/Au nachträglich wieder zu entfernen ist, in eine Metallschmelze, z.B. in ein Zinnbad, eingetaucht wird, wobei die Temneratur der Metallschmelze unter der Erweichungstemperatur liegt, bei der das Glas der Glasfaser zu erweichen beginnt. Bei der Metallschmelze kann es sich um ein geschmolzenes Metall oder auch um eine geschmolzene Metallegierung handeln, die als Lösungsmittel für die Metallschichten Ti/Pd/Au dient. Zur Entfernung der Metall schichten Ti/Pd/4u auf der Glasfaser wird also die mit Metallschichten bedeckte Glasfaser soweit in die Metallschmelze eingetaucht, wie jeweils die Metallschichten zu entfernen sind. Diejenigen Glasfaserabschnitte, auf denen die Metallschichten Ti/Pd/Au nicht nachträglich entfernt werden sollen, werden also nicht in diese Metallschmelze eingetaucht.The subsequent removal of the metal layers shown in FIG (e.g. above the sphere K, the fiberglass core Fi and above the adjacent half of the outer glass fiber layer Fa approximately up to section 1-1) shown in FIG. 3 can be achieved according to the invention in that the glass fiber Fi / Fa + X in those areas in which the metal layer Ti / Pd / Au has to be removed again afterwards, into a Molten metal, e.g. in a tin bath, is immersed, the temperature being the Metal melt is below the softening temperature at which the glass of the glass fiber begins to soften. The molten metal can be a molten metal or a molten metal alloy that acts as a solvent for the metal layers Ti / Pd / Au are used. To remove the metal layers Ti / Pd / 4u on the glass fiber, the glass fiber covered with metal layers is so far in immersed the molten metal, as each of the metal layers are to be removed. Those glass fiber sections on which the metal layers Ti / Pd / Au are not subsequently are to be removed, so are not immersed in this molten metal.

Das erfindungsgemäße A*b'egieren der Metallschichten Ti/Pd/Au in einer Metallschmelze ist also ofensichtlich ein ganz besonderes eleÖantes rasches Verfahren, bei dem eine Nachbehandlunrt. und keine spezielle Vorbe- handlung für die isolierenden Schichten Is und für jene Metallschichtenflächen Ti/Pd/Au nötig sind, welche nicht in die Metallschmelze eingetaucht werden. Auch ein spezieller Dunstabzug, Gummihandschuhe und Schutzbrillen und dgl. Vorsichtsmaßnahmen sind hier zumindest weitgehend entbehrlich.The alloying according to the invention of the metal layers Ti / Pd / Au in one Melting metal is obviously a very special, efficient, rapid process, in which a post-treatment failure. and no special reservation plot Is necessary for the insulating layers and Ti / Pd / Au for those metal layer surfaces which are not immersed in the molten metal. Also a special one Range hood, rubber gloves and goggles and the like. Precautions are here at least largely dispensable.

Ganz besonders elegant ist das erfindunZsgemeße Verw fahren, wenn eine Lötgrundierung als Netallschichten in geschmolzenem Zinn bzw. Lötmetallen als Metallschmelzen ablegiert werden, was z.B. je nach Material und Dicken der Metallschichten einige Sekunden bis 30 Sekunden bei Versuchen dauert, wobei die von der Metallschicht befreite Glasoberfläche sauber war und die (sub)mikroskopischen Risse in der Glasoberfläche der Glasfaser keine deutliche Vergrößerung aufwiesen.The use according to the invention is particularly elegant, if a solder primer as metal layers in molten tin or solder as Metal melts are deposited, which e.g. depends on the material and thickness of the metal layers takes a few seconds to 30 seconds in trials, removing the from the metal layer The freed glass surface was clean and the (sub) microscopic cracks in the glass surface of the glass fiber did not show any significant enlargement.

2 Patentansprüche 4 Figuren - Leerseite -2 claims 4 figures - blank page -

Claims

Claims.

0 Procedure for removing one or more metal layers (Ti / Pd / Au), which covered the surface of a light transmission glass fiber (F, Fi / Fa), d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that - the glass fiber (F, Fi / Fa) in a Molten metal (Sn), namely into a molten metal (Sn) or into a molten metal Metal alloy dipped as a solvent for the metal layers (Ti / Pd / Au) being, the temperature of the molten metal (Sn) below that of the glass of the glass fiber (F, Fi / Fa) softening softening temperature.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that - those layers with a solder primer as metal - e.g. from Glass away first with titanium (Ti), then with palladium and / or platinum (Pd), possibly glass fiber (, Fi / Fa) coated with gold (Au) in molten tin (Sn) or solder (Sn) is immersed as a molten metal.