DE3445982A1 - Glasfaser fuer eine optische leitung der nachrichtentechnik - Google Patents

Description

• Glasfaser für eine optische Leitung der Nachrichten-
• technik.
• Die Erfindung ist eine vorteilhafte Fortbildung der speziellen, im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Glasfaser, welche für sich durch die DE-OS 32 44 867, Seite 5, Zeile 6 bis 37 in Verbindung mit Seite 8, Zeile 1 bis 9 und Zeile 37 bis Seite 9, Zeile 6 vorbekannt ist. Durch diese DE-OS ist bekannt, daß eine Glasfaser mit Chrom-Platin-Goldbeschichtung als Metallisierung lötfähig ist und zum Verlöten der Glasfaser in einer Durchführung dienen können soll.
• In der nichtvorbekannten, älteren Patentanmeldung P 33 37 131.8, vgl. Anspruch 8 sowie die Ansprüche 1 und 3 in Verbindung mit Seite 12, Zeile 32 bis 37 ist offenbart, Glasfasern zu verlöten, und zwar insbesondere durch Tauchlöten. Über besondere Maßnahmen, wie die Glasfaseroberfläche zu behandeln ist, um ein solches Löten zu erleichtern, ist dort im einzelnen nichts angegeben.
• Daneben sind durch den Stand der Technik Leiterbahnsubstrate aus Glas bekannt, wobei die Leiterbahnen aus mehrschichtigen Metallen bestehen.
• Durch die vorbekannte DE-PS 30 29 277, vgl. dort insbesondere die Patentansprüche, sind bereits übereinander angebrachte Titan-Palladium-Goldmetallschichten auf einem Glassubstrat beschrieben, die als lötfähige Halbleiterschaltungs-Leiterbahnen dienen, wobei die Goldschicht dort galvanisch angebracht sein muß.
• Durch die DE-PS 31 35 720, vgl. insbesondere dort die Patentansprüche, ist ebenfalls bekannt, übereinander eine Titanschicht, eine Palladiumschicht und eine Goldschicht auf einem Glassubstrat anzubringen, um auf diese Weise lötfähige Leiterbahnen auf dem Glassubstrat zu bilden. Dort wird bevorzugt nach dem Anbringen der Palladiumschicht das Glas substrat einer Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt, so daß sich eine Palladiumoxydschicht bilden kann.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, die Metallschichten der eingangs definierten fortzubildenden Glasfaser so aus zu bilden, daß nicht nur eine besonders gute Lötfähigkeit und besonders hohe mechanische Festigkeit erreicht wird, sondern daß darüber hinaus die Glasfaser nach dem Metallisieren, vor dem Verlöten und nach dem Verlöten, eine besonders hohe optische Qualität aufweist. Es zeigte sich nämlich, daß durch die erfindungsgemäße Maßnahme die Bruchfestigkeit der Faser bei Belastung auf Biegung und/oder auf Scherung, bzw. auf Stoß, besonders stark zunimmt, z.B. um den Faktor von rund 4 gegenüber der nackten Glasfaser. Es zeigte sich zusätzlich, daß die Glasfaser im erfindungsgemäß metallisierten Teilstück keine die optische Dämpfung erhöhenden Risse bzw. keine mechanischen Störungen mehr aufweist. Es zeigte sich ferner, daß früher gerade die Einflüsse von H20, bzw. von H-Ionen und von OH-Ionen die optische und die mechanischen Qualitäten der Glasfaser stark beeinträchtigten, und daß aber durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gerade diese störenden H20- bzw. Ionen-Einflüsse eliminiert werden.
• Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 definierten Maßnahmen gelöst.
• Die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen gestatten zusätzlich Vorteile. Es gestattet nämlich die Maßnahme gemäß Patentanspruch 2, die Metallschichten in besonders einfacher Weise au:ftragen zu können, 3, die Zeitdauer für das Anbringen der Metallschichten verringern zu können, 4, die Haftfestigkeit der Metallschichten auf der Glasfaser stark erhöhen zu können, 5, die thermische Beanspruchung der Glasfaser beim Aufdampfen bzw. beim Aufsputtern der Titanschicht möglichst gering halten zu können, 6, und 7, den Aufwand an diesen Edelmetallen gering halten zu können, 8, den Aufwand an Gold besonders gering zu machen, 9, die Benetzung der Palladiumschicht mit Lötmassen beim Auflöten zu optimieren, 10,die Glasfasser unter Beibehaltung der hohen mechanischen Festigkeit verlöten zu können, sowie 11,die hohe mechanische Festigkeit des nicht eingelöteten Restabschnittes der nur mit der Metallisierung bedeckten Glasfaser ausnutzen zu können, und zwar unter Beibehaltung des Schutzes gegenüber H20 bzw. H-und OH-Ionen, welche nämlich an ungeschützten Glasfaserstellen, also ohne diese Metallbedeckung, nach träglich noch mit der Zeit die mechanischen und optischen Eigenschaften der Glasfaser beeinträchtigen können.
• Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden anhand des in der Figur gezeigten Beispiels weiter erläutert. Die Figur zeigt eine Glasfaser F mit beispielhaft 125 /um Durchmesser, welche an ihrer Oberfläche mit den drei übereinander liegenden Metallschichten M, nämlich nacheinander mit Ti - Pd - Au, mit einer beispielhaften Gesamtdicke von ca. 0,5 /um bedeckt ist,was die Bruchfestigkeit in einem Versuch vervierfachte. Bei diesem Glasfaserbeispiel ist die Glasfaseroberfläche F abseits der Metallschichtenbedeckung M noch mit der ursprünglichen Kunststoffhülle H ummantelt.
• Die Glasfaser F weist also am von der Hülle H befreiten Abschnitt lötfähige Metallschichten aus Ti, Pd, Au auf, wobei auf die Glasfaseroberfläche,jeweils nacheinander von innen nach außen, das Titan,Palladium und Gold bevorzugt durch Vakuumbeschichtung aufgetragen ist. Dadurch werden die obengenannten guten mechanischen und optischen Eigenschaften der Glasfaser F - selbst schon bei so dünner Metallbeschichtung - auf einfache, rasche Weise erreichbar.
• Wenn alle Metallschichten Ti - Pd - Au in einem Zuge im Vakuum angebracht werden, grenzt die Palladiumschicht Pd und die Goldschicht Au unmittelbar aneinander an und sind also durch keine Palladiumoxidschicht voneinander getrennt. Besonders fest haften diese Metallschichten auf der Glasfaser F, wenn alle Metallschichten aufgesputtert werden.
• Die thermische Belastung der Glasfaser beim Beschichten mit Ti bleibt gering, wenn die Ti-Schicht 45 bis 60 nm dick gemacht wird.
• Der Aufwand an teuren Edelmetallen bleibt gering, wenn die Pd-Schicht nur 240 bis 310 nm dick und die Au-Schicht dünner als 500 nm gemacht wird. Dabei kann die Au-Schicht z.B. 50 bis 170 nm dick gemacht werden.
• Wenn später die Metallbeschichtung im Tauchbad mit Lötmassen, z.B. 2 /um dick bedeckt werden soll, erwies es sich im allgemeinen als optimal, die Au-Schicht etwa 150 mm dick zu machen, und dannzumindest längs eines Teilstückes der metallisierten Glasfaser F die Au-Schicht nachträglich im Tauschbad durch Lötmetall zu ersetzen.
• Schon durch die Metallisierung mit Ti - Pd - Au:, erst recht danach durch Ersetzen der Au-Schicht im Tauchbad durch Lötmassen wie Zinn, wird die hohe mechanische Festigkeit der Glasfaser z.B. dadurch ausnutzbar, daß ein Abschnitt der - bevorzugt mit Lötmetall bedeckten -Glasfaser F in einer Durchführung eingelötet ist und ein Restabschnitt der mit Metall bedeckten Glasfaser F aus der Durchführung weit herausragt ; - dieser Restabschnitt weist dann die hohe mechanische Festigkeit auf, obwohl er nicht mehr von der Durchführung umschlossen ist, also hinsichtlich Bruch scheinbar besonders gefährdet ist.
• 11 Patentansprüche 1 Figur - Leerseite -

Claims (11)

Patentansprüche.

1. Glasfaser (F) für eine optische Leitung der Nachrichtentechnik, mit lötfähigen Metallschichten (M) auf der Glasfaseroberfläche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - auf die Glasfaseroberfläche nacheinander von innen nach außen Titan, Palladium und Gold (M = Ti-Pd-Au) aufgetragen ist.

2. Glasfaser nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Metallschichten durch Vakuumbeschichtung aufgetragen sind.

3. Glasfaser nach Patentanspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Palladiumschicht (Pd) und die Goldschicht (Au) unmittelbar aneinander grenzen, also durch keine Palladiumoxidschicht voneinander getrennt sind.

4. Glasfaser nach Patentanspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - alle Metallschichten aufgesputtert sind.

5. Glasfaser nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Titanschicht (Ti) 45 bis 60 nm dick ist.

6. Glasfaser nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Palladiumschicht (Pd) 240 bis 310 nm dick ist.

7. Glasfaser nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Goldschicht (Au) dünner als 500 nm ist.

8. Glasfaser nach Patentanspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Goldschicht 50 bis 170 nm dick ist.

9. Glasfaser nach Patentanspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Goldschicht etwa 150 nm dick ist.

10. Glasfaser nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - zumindest längs eines Teilstückes der metallisierten Glasfaser (F) die Goldschicht (Au) nachträglich durch Lötmetall ersetzt ist.

11. Glasfaser nach Patentanspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - ein Abschnitt der mit Lötmetall bedeckten Glasfaser (F) in einer Durchführung eingelötet ist und ein Restabschnitt der mit Lötmetall bedeckten Glasfaser (F) aus der Durchführung herausragt.