JP2000026988A - Au-Sn WELDING MEMBER AND ITS PRODUCTION - Google Patents

Au-Sn WELDING MEMBER AND ITS PRODUCTION

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JP2000026988A
JP2000026988A JP10196351A JP19635198A JP2000026988A JP 2000026988 A JP2000026988 A JP 2000026988A JP 10196351 A JP10196351 A JP 10196351A JP 19635198 A JP19635198 A JP 19635198A JP 2000026988 A JP2000026988 A JP 2000026988A
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ferrule
wire
welding
wire rod
plating
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JP10196351A
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Japanese (ja)
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Yoshio Kaneshiro
芳雄 金城
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NAU CHEMICAL KK
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NAU CHEMICAL KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an Au-Sn welding member used for the welding between a coated optical fiber and a ferrule. SOLUTION: This Au-Sn welding member 8 having a short size pipe shape as a whol shape and consisting of Au-Sn intermetallic compounds of an amorphous structure is produced by applying Au-Sn plating to a long size wire rod composed of an electrically conductive material to form an Au-Sn plated wire rod, cutting the Au-Sn plated wire rod to a desired length to form into a short size wire rod piece and moreover selectively removing the electrically conductive material forming the core part of the short size wire rod piece.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は溶着用Au−Sn部
材とその製造方法に関し、更に詳しくは、光モジュール
の製造時に、光ファイバのファイバ心線とフェルールと
の間を溶着するために用いる新規な溶着用Au−Sn部
材とそれを電気めっき法で製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding Au-Sn member and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a novel method for welding an optical fiber between a fiber core and a ferrule at the time of manufacturing an optical module. The present invention relates to a novel Au-Sn member for welding and a method for manufacturing the same by an electroplating method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LDなどの発光デバイスと光ファ
イバの先端とを光接続し、その光接続部の全体を密封し
た構造の光モジュールの開発研究が進められている。そ
のような光モジュールの1例を図4に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of an optical module having a structure in which a light emitting device such as an LD is optically connected to the tip of an optical fiber and the entire optical connection portion is sealed. One example of such an optical module is shown in FIG.

【0003】この光モジュールは、ハウジング1の中に
発光デバイス2が配置され、その発光デバイス2に、被
覆3aを剥離除去することにより所定の長さだけ裸出さ
れ、最先端が球面レンズ3cになっているファイバ心線
3bの先端部が光接続された構造になっている。
In this optical module, a light-emitting device 2 is disposed in a housing 1, and the light-emitting device 2 is exposed to a predetermined length by stripping and removing a coating 3a. The tip of the fiber core 3b is optically connected.

【0004】その場合、発光デバイス2には、ガラスと
熱膨張係数が近似している材料、例えばコバールから成
る第1のフェルール4が配置され、このフェルール4に
ファイバ心線3bの先端を挿通したのち、当該ファイバ
心線3bとフェルール4の間が封止材5aで気密に固定
され、また第1のフェルール4と発光デバイス2の間も
同じく別の封止材5bで気密に固定されることにより光
接続部における封止構造が形成されている。
In this case, a first ferrule 4 made of a material whose thermal expansion coefficient is similar to that of glass, for example, Kovar, is disposed in the light emitting device 2, and the tip of the fiber core wire 3 b is inserted through this ferrule 4. Thereafter, the space between the fiber core 3b and the ferrule 4 is hermetically fixed with a sealing material 5a, and the space between the first ferrule 4 and the light emitting device 2 is also hermetically fixed with another sealing material 5b. Thereby, a sealing structure in the optical connection portion is formed.

【0005】更に、ハウジング1には第2のフェルール
6が配置され、ここに光ファイバが挿通され、ファイバ
心線3bと第2のフェルール6の間が前記した封止材5
aで気密に固定され、また第2のフェルール6とハウジ
ング1の間も別の封止材5cで封止されることにより光
モジュール全体としての封止構造が形成されている。
Further, a second ferrule 6 is disposed in the housing 1, an optical fiber is inserted through the second ferrule 6, and the sealing material 5 between the fiber core 3 b and the second ferrule 6 is provided.
a, and the space between the second ferrule 6 and the housing 1 is sealed with another sealing material 5c to form a sealing structure of the entire optical module.

【0006】ここで、上記した封止構造、とりわけ光接
続部における封止構造5aに関しては、発光デバイス2
の動作信頼性を確保するために優れた気密性を備えてい
ることが必要であり、また光ファイバなどに外力が加わ
った場合であっても簡単に損壊しないために適度な強度
特性を備えていることが必要とされる。
Here, regarding the above-mentioned sealing structure, especially the sealing structure 5a in the optical connection portion, the light emitting device 2
It is necessary to have excellent airtightness in order to ensure the operation reliability of the optical fiber, and to have appropriate strength characteristics so that it will not be easily damaged even when an external force is applied to an optical fiber or the like. Is required.

【0007】従来、上記した封止構造5aの形成に際し
ては、Au粉末とSn粉末とから成るペーストが用いら
れていた。しかしながら、このAu−Snペーストには
有機物成分が例えばバインダとして含有されているの
で、光モジュールの実働過程における発光デバイスから
の発熱などにより前記有機物成分の変質や揮発などが起
こり、短期間でこの封止構造が機能しなくなるという問
題が生じていた。
Conventionally, in forming the above-mentioned sealing structure 5a, a paste made of Au powder and Sn powder has been used. However, since the Au-Sn paste contains an organic component, for example, as a binder, the organic component changes in quality or volatilizes due to heat generation from the light emitting device in the actual process of the optical module, and the sealing is completed in a short time. There has been a problem that the stop structure does not work.

【0008】そのため、最近では、Au−Sn合金箔を
用いて封止構造を形成することが主流になっている。そ
の代表的な事例を第1のフェルール4の場合について説
明する。
[0008] For this reason, recently, it has become mainstream to form a sealing structure using an Au-Sn alloy foil. A typical example will be described for the case of the first ferrule 4.

【0009】例えば図5で示したように、第1のフェル
ール4にファイバ心線3bを挿通したのち、フェルール
4の端面4aから突出しているファイバ心線3bの先端
にAu−Sn合金の圧延箔から成る複数枚(図では4
枚)のリング箔7を外嵌して前記端面4aの上に重ね合
わせる。
For example, as shown in FIG. 5, after the fiber core 3b is inserted through the first ferrule 4, the Au-Sn alloy rolled foil is applied to the tip of the fiber core 3b protruding from the end face 4a of the ferrule 4. A plurality of sheets (4 in the figure)
) And overlaid on the end face 4a.

【0010】なお、このリング箔7としては、概ね、外
径は500〜1000μm,内径は150μm前後、そ
して厚みは20〜30μm程度の寸法形状のものが用い
られている。また、ファイバ心線3bの直径は通常12
5μm程度であり、更に、フェルールの表面4aからの
ファイバ心線の突出長は通常400μm程度になってい
る。
The ring foil 7 generally has an outer diameter of about 500 to 1000 μm, an inner diameter of about 150 μm, and a thickness of about 20 to 30 μm. The diameter of the fiber core 3b is usually 12
The protruding length of the core fiber from the surface 4a of the ferrule is usually about 400 μm.

【0011】ついで、例えば高周波誘導加熱により、重
ね合わせた4枚のリング箔7を溶融したのち冷却してA
u−Sn合金を再凝固させる。
Then, the four superposed ring foils 7 are melted by, for example, high-frequency induction heating and then cooled, and
Re-solidify the u-Sn alloy.

【0012】その結果、図6で示したように、ファイバ
心線3bと第1のフェルール4の間や、フェルールの孔
とファイバ心線との間隙の一部は、再凝固したAu−S
n合金から成る封止材5aで溶着され、ここにファイバ
心線3bはフェルールに気密に固定される。
As a result, as shown in FIG. 6, a part of the gap between the fiber core 3b and the first ferrule 4 and a part of the gap between the hole of the ferrule and the fiber core is re-solidified Au-S.
The fiber core 3b is hermetically fixed to the ferrule by welding with a sealing material 5a made of n alloy.

【0013】ところで、上記した封止構造の形成に際し
ては、複数枚の薄いリング箔を用いているが、そうでは
なくて、使用枚数の厚みに相当する厚みを有する1個の
リング箔を用いた方が効果的であると考えられる。
By the way, in forming the above-mentioned sealing structure, a plurality of thin ring foils are used, but instead, a single ring foil having a thickness corresponding to the thickness of the number of sheets used is used. Seems to be more effective.

【0014】しかしながら、次のような理由で厚みが数
百μm程度の厚いリング箔をAu−Sn合金で製造する
ことは極めて困難であり、そのため、上記した薄いリン
グ箔を複数枚重ね合わせて使用せざるを得ないという実
状にある。その理由を以下に説明する。
However, it is extremely difficult to produce a thick ring foil having a thickness of about several hundreds of μm from an Au—Sn alloy for the following reasons. The fact is that we have to do it. The reason will be described below.

【0015】Au−Sn合金のリング箔の製造に際して
は、まず、例えば真空溶解炉で所望する組成の溶湯を調
製し、その溶湯を冷却してインゴットにしたのち、その
インゴットに例えばロール圧延を行って所望厚みの箔に
する。そして、その箔に通常は打抜き加工を行うことに
よりリング形状に加工されている。したがって、上記し
たロール圧延時に箔の厚みを厚くして、これに対して打
抜き加工を行えば、厚いリング箔を得ることができるよ
うに考えられる。
In manufacturing a ring foil of an Au-Sn alloy, first, a molten metal having a desired composition is prepared, for example, in a vacuum melting furnace, and the molten metal is cooled to form an ingot, and then the ingot is rolled, for example. To obtain a foil having a desired thickness. Then, the foil is usually processed into a ring shape by performing a punching process. Therefore, it is considered that a thick ring foil can be obtained by increasing the thickness of the foil during the above-mentioned roll rolling and performing punching on the foil.

【0016】しかしながら、Au−Sn合金は金属間化
合物であるため脆性であり、難加工性の材料である。し
たがって、厚みが数百μm程度の箔を打抜き加工して目
的とする寸法形状のリング箔を得ることは実際問題とし
て不可能なのである。
However, an Au—Sn alloy is a brittle and difficult-to-work material because it is an intermetallic compound. Therefore, it is impossible as a practical problem to obtain a ring foil having a desired size and shape by punching a foil having a thickness of about several hundred μm.

【0017】このような理由から、溶着に用いるリング
箔は前記したような薄いものにならざるを得ず、そして
気密でかつ強度特性に優れた封止構造を確保するため
に、その薄いリング箔を複数枚使用せざるを得ないので
ある。
For these reasons, the ring foil used for welding must be thin as described above, and in order to secure a sealing structure that is airtight and has excellent strength properties, the thin ring foil is used. You have to use more than one.

【0018】しかしながら、このようにして光モジュー
ルの封止構造を形成することは、微小なリング箔をファ
イバ心線に外嵌する作業を必要とするため極めて煩雑で
あり、光モジュールの製造コストの上昇や歩留まりの低
下を招くことになる。
However, forming the sealing structure of the optical module in this manner is extremely complicated because it requires an operation of externally attaching a minute ring foil to the core fiber, and the manufacturing cost of the optical module is reduced. This leads to an increase and a decrease in yield.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、Au−Sn
合金の薄いリング箔を複数枚用いてファイバ心線とフェ
ルールの溶着を行っていた従来方法における上記した問
題を解決することができ、1個の使用だけで充分に溶着
を行うことができる新規な溶着用Au−Sn部材とその
製造方法の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an Au-Sn
It is possible to solve the above-described problem in the conventional method in which the fiber core wire and the ferrule are welded by using a plurality of thin ring foils of the alloy, and the welding can be sufficiently performed by using only one piece. It is an object of the present invention to provide a welding Au-Sn member and a method for manufacturing the same.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、全体の形状が短尺なパイプ
形状であり、非晶質構造のAu−Sn金属間化合物から
成ることを特徴とする溶着用Au−Sn部材が提供され
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is characterized in that the whole shape is a short pipe shape and is made of an Au-Sn intermetallic compound having an amorphous structure. Au-Sn member for welding is provided.

【0021】また、本発明においては、導電性材料から
成る長尺線材にAu−Snめっきを行ってAu−Snめ
っき線材を得る工程(以下、第1工程という);前記A
u−Snめっき線材を所望する長さに切断して短尺線材
片を得る工程(以下、第2工程という);および前記短
尺線材片の芯部を形成する前記導電性材料を除去する工
程(以下、第3工程という);を備えていることを特徴
とする溶着用Au−Sn部材の製造方法が提供される。
Further, in the present invention, a step of performing Au-Sn plating on a long wire made of a conductive material to obtain an Au-Sn plated wire (hereinafter referred to as a first step);
a step of cutting the u-Sn plated wire into a desired length to obtain a short wire piece (hereinafter, referred to as a second step); and a step of removing the conductive material forming the core of the short wire piece (hereinafter, referred to as a second step). , A third step); a method for manufacturing a welding Au-Sn member, characterized by comprising:

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の部材の1例を図1に示
す。この部材8は、全体形状が短尺なパイプ形状になっ
ており、その材質は後述する方法で製造される非晶質構
造のAu−Sn金属間化合物である。
FIG. 1 shows an example of a member according to the present invention. The member 8 has a short pipe shape as a whole, and its material is an Au-Sn intermetallic compound having an amorphous structure manufactured by a method described later.

【0023】この部材8において、中心には貫通孔8a
が形成されていて、この貫通孔8aの孔径rは図5で示
したファイバ心線3bを挿通できる大きさになってい
る。また、部材8の外径は、同じく図5で示したフェル
ールの端面4aの直径より小さくなっており、通常、端
面4aの直径に対し50〜100%程度の値になってい
る。
In this member 8, a through hole 8a is provided at the center.
Is formed, and the diameter r of the through hole 8a is large enough to insert the fiber core 3b shown in FIG. The outer diameter of the member 8 is smaller than the diameter of the end face 4a of the ferrule also shown in FIG. 5, and is usually about 50 to 100% of the diameter of the end face 4a.

【0024】更に、部材8の長さLは、格別限定される
ものではないが、形成する封止構造の厚みとの関係で適
宜な値に選定される。
Further, the length L of the member 8 is not particularly limited, but is selected to an appropriate value in relation to the thickness of the sealing structure to be formed.

【0025】この部材8は、後述するAu−Snの電気
めっき法を利用して製造されることを特徴とする。した
がって、この部材8は、成分的にはAuとSnから成
り、その金属組成は非晶質構造が主体となっている。具
体的には、AuやSnの大半は、それぞれ、基本的には
所定の結晶構造をとらずに非晶質または微晶質の状態で
存在し、それらの集合体が互いに混合した状態で存在し
ている。一部のAu,Snはそれぞれ所定の結晶構造を
とって存在し、また、Au−Sn,AuSn2,AuS
4などの合金が存在している場合もあるが、それらの
生成量は微量であり、そのため、例えばこのAu−Sn
めっき層にX線回折を行うと、そのプロファイルには明
確な回折像は認められず、全体として非晶質構造として
認識される。
This member 8 is characterized in that it is manufactured by using an Au-Sn electroplating method described later. Therefore, this member 8 is composed of Au and Sn as components, and its metal composition is mainly composed of an amorphous structure. Specifically, most of Au and Sn basically exist in an amorphous or microcrystalline state without having a predetermined crystal structure, and exist in a state where their aggregates are mixed with each other. are doing. Some Au and Sn exist in a predetermined crystal structure, respectively, and Au-Sn, AuSn 2 , AuS
Although alloys such as n 4 may be present, the amount of their formation is very small.
When X-ray diffraction is performed on the plating layer, no clear diffraction image is recognized in the profile, and the profile is recognized as an amorphous structure as a whole.

【0026】この部材8は、後述する電気めっき時に、
めっき浴の組成やめっき条件を変化させることにより、
所望する成分組成に調節することができる。そしてその
ことにより、部材8の融点を所望する値に設定すること
ができる。
This member 8 is used during electroplating described later.
By changing the plating bath composition and plating conditions,
It can be adjusted to a desired component composition. Thus, the melting point of the member 8 can be set to a desired value.

【0027】この部材8は次のようにして製造すること
ができる。
This member 8 can be manufactured as follows.

【0028】第1工程においては、まず、導電性材料か
ら成る長尺線材が用意される。その長尺線材の線径は、
目的とする部材8における貫通孔8aの直径rと略同一
に設定されることが必要であるが、長さについては格別
限定されるものではない。
In the first step, first, a long wire made of a conductive material is prepared. The wire diameter of the long wire rod is
The diameter r of the through hole 8a in the target member 8 needs to be set to be substantially the same as the diameter r, but the length is not particularly limited.

【0029】長尺線材の構成材料としては、第2工程終
了後に得られた短尺線材片から選択的に除去できる材料
が用いられる。例えば、形成されるAu−Snめっき層
よりも低融点の金属または合金や、Au−Snめっき層
は溶解しないエッチャントを用いて選択的にエッチング
除去することができる材料が用いられる。具体的には、
Cu,Ni,Al,In,真鍮,洋白,モネルなどの線
材をあげることができる。
As the constituent material of the long wire, a material that can be selectively removed from the short wire piece obtained after the completion of the second step is used. For example, a metal or alloy having a lower melting point than the Au-Sn plating layer to be formed, or a material that can be selectively etched and removed using an etchant that does not dissolve the Au-Sn plating layer is used. In particular,
Wires such as Cu, Ni, Al, In, brass, nickel silver, and Monel can be given.

【0030】第1工程では、この長尺線材の表面にAu
−Snめっきが次のようにして形成される。
In the first step, Au is applied to the surface of the long wire.
-Sn plating is formed as follows.

【0031】まず、めっき浴が建浴される。その場合、
AuとSnの標準単極電位の差は可成り大きいので、実
際の電気めっき操作時におけるAuとSnの析出電位の
差も大きくなる。そのため、AuとSnを同時に析出さ
せるためには、両者の析出電位が近接した状態となるよ
うに、Au源やSn源の種類,めっき浴の組成,めっき
条件などを適切に選定することが必要になる。
First, a plating bath is built. In that case,
Since the difference between the standard monopolar potentials of Au and Sn is considerably large, the difference between the deposition potentials of Au and Sn during the actual electroplating operation also increases. Therefore, in order to deposit Au and Sn at the same time, it is necessary to appropriately select the types of the Au source and the Sn source, the composition of the plating bath, the plating conditions, and the like so that the deposition potentials of both are close to each other. become.

【0032】このようなことを勘案して、本発明におけ
るめっき浴は、Au源として、例えばシアン金(I)カ
リウムを用い、Sn源として、例えば、クエン酸すずや
スルホン酸すずに代表される有機酸すず(II)が用いら
れる。
In view of the above, the plating bath according to the present invention uses, for example, potassium potassium cyanide (I) as an Au source and an organic source typified by tin citrate or tin sulfonic acid as a Sn source. Tin (II) acid is used.

【0033】また、めっき浴には、例えば、スルファミ
ン酸ソーダ,クエン酸ソーダ,酢酸ソーダのような導電
性の有機酸を50〜100g/L程度配合することによ
り、Snイオンの2価から4価への酸化を防止し、もっ
て、Snを効率よく析出させることができる。
The plating bath is mixed with a conductive organic acid such as sodium sulfamate, sodium citrate, and sodium acetate in an amount of about 50 to 100 g / L, so that Sn ions are divalent to tetravalent. Can be prevented from being oxidized, so that Sn can be efficiently deposited.

【0034】なお、このときの浴組成を変化させて形成
されるAu−Snめっき層の融点を所望する値にするこ
とができる。すなわち、まず目標とする融点を設定す
る。そして、Cuilik. J.らが、“J. Alloys and Compou
nds” 191. (1993). pp71〜78で開示しているAu−S
n2元系状態図からその融点に相当するAuとSnの組
成を読み取り、その組成比の電着が可能となるように前
記したAu源,Sn源を含むめっき浴を建浴し、それを
用いて電気めっきを行えばよい。目標融点との間で若干
のばらつきは生ずるが、基本的には近似した融点のAu
−Snめっき層の形成が可能である。
The melting point of the Au—Sn plating layer formed by changing the bath composition at this time can be set to a desired value. That is, first, a target melting point is set. Cuilik. J. et al., “J. Alloys and Compou
nds "191. (1993). Au-S disclosed in pp. 71-78.
The composition of Au and Sn corresponding to the melting point is read from the n-binary system phase diagram, and a plating bath containing the above-mentioned Au source and Sn source is constructed so as to enable electrodeposition of the composition ratio. Electroplating may be performed. Although a slight variation occurs from the target melting point, basically, an Au having an approximate melting point is used.
-The formation of a Sn plating layer is possible.

【0035】電気めっきに際しては、上記しためっき浴
にPt被覆Ti板のような不溶性電極と前記した長尺線
材を浸漬し、不溶性電極が陽極,長尺線材が陰極となる
ように、それぞれを電源に接続する。
At the time of electroplating, an insoluble electrode such as a Pt-coated Ti plate and the above-mentioned long wire are immersed in the above-mentioned plating bath, and each is supplied with a power source so that the insoluble electrode becomes an anode and the long wire becomes a cathode. Connect to

【0036】このとき、めっき浴のpHは、3.0〜6.
0の範囲におさまるようにし、また、浴温は20〜60
℃の範囲に設定することが好ましい。pHが低すぎる
と、長尺線材の表面に成膜されるAu−Snめっき層
は、Auの析出比率が大きい組成になり、またpHが高
すぎると、めっき層の表面が曇ってくる傾向が増すから
である。そして浴温が低すぎるとAu−Snめっき層は
応力が大きい皮膜になり、また浴温が高すぎると、めっ
き浴の劣化や分解が起こりはじめるからである。
At this time, the pH of the plating bath is 3.0 to 6.0.
0 and the bath temperature is 20-60
It is preferable to set the temperature in the range of ° C. If the pH is too low, the Au—Sn plating layer formed on the surface of the long wire has a composition in which the Au deposition ratio is large, and if the pH is too high, the surface of the plating layer tends to become cloudy. Because it increases. If the bath temperature is too low, the Au—Sn plating layer becomes a film having a large stress, and if the bath temperature is too high, the plating bath starts to deteriorate or decompose.

【0037】ついで、めっき浴を撹拌しながら通電して
電気めっきを行う。このとき、電流密度は0.1〜1.0
A/dm2に設定することが好ましい。電流密度が小さす
ぎると、Auの析出比率が大きい組成の皮膜になり、ま
た高すぎると、めっき層の表面が粉状化しはじめるから
である。
Next, electroplating is performed by supplying a current while stirring the plating bath. At this time, the current density is 0.1 to 1.0.
A / dm 2 is preferably set. If the current density is too low, a film having a composition in which the Au deposition ratio is large is formed. If the current density is too high, the surface of the plating layer starts to powder.

【0038】かくして、第1工程が終了すると、図2で
示したように、長尺線材9の表面にはAuとSnが同時
に電着してAu−Snめっき層10が形成されているA
u−Snめっき線材A1が得られる。このとき、めっき
時間を選定することにより、全体の直径が図1で示した
Rとなるような厚みにこのAu−Snめっき層10を形
成する。
Thus, when the first step is completed, as shown in FIG. 2, Au and Sn are simultaneously electrodeposited on the surface of the long wire material 9 to form the Au—Sn plating layer 10.
The u-Sn plated wire A1 is obtained. At this time, by selecting a plating time, the Au—Sn plating layer 10 is formed to have a thickness such that the entire diameter becomes R shown in FIG.

【0039】ついで、第2工程では、このAu−Snめ
っき線材A1を図1で示した部材の長さLに切断して、
複数個の短尺な線材片が製造される。切断に際しては例
えばワイヤ放電加工を適用することができる。その結
果、図3で示したように、芯部には、長尺線材の構成材
料が充填された状態になっている短尺線材片A2が得ら
れる。
Next, in the second step, the Au-Sn plated wire A1 is cut to the length L of the member shown in FIG.
A plurality of short wire pieces are manufactured. For cutting, for example, wire electric discharge machining can be applied. As a result, as shown in FIG. 3, a short wire piece A2 in which the core is filled with the constituent material of the long wire is obtained.

【0040】第3工程では、このようにして得られた短
尺線材片A2から芯部の導電性材料が選択的に除去され
る。
In the third step, the conductive material of the core is selectively removed from the short wire rod A2 thus obtained.

【0041】導電性材料の選択的除去に関しては、導電
性材料が例えばCuである場合には、塩化第2鉄溶液に
短尺線材片A2を浸漬することにより容易に実現するこ
とができ、また例えばInのようにAu−Snめっき層
よりも低融点の材料である場合には、その融点より若干
高めの温度に短尺線材A2を加熱して芯部を溶融して除
去することができる。
The selective removal of the conductive material can be easily realized by immersing the short wire piece A2 in a ferric chloride solution when the conductive material is, for example, Cu. In the case of a material having a lower melting point than the Au-Sn plating layer like In, the short wire A2 can be heated to a temperature slightly higher than the melting point to melt and remove the core.

【0042】かくして、図1で示した本発明の部材8が
得られる。
Thus, the member 8 of the present invention shown in FIG. 1 is obtained.

【0043】このようにして製造した部材をフェルール
に挿通したファイバ心線の先端突出部に外嵌したのち、
所定の温度に加熱し、更に続けて冷却する。この部材は
溶融したのち再凝固し、ファイバ心線とフェルールの間
には封止構造が形成される。このとき再凝固したAu−
Snめっきは非晶質構造から圧延箔の場合と同じような
結晶構造に転化する。
After the member manufactured in this way is externally fitted to the tip end protruding portion of the fiber cable inserted through the ferrule,
Heat to a predetermined temperature and continue to cool. This member is re-solidified after melting, and a sealing structure is formed between the fiber core and the ferrule. At this time, Au-
Sn plating converts from an amorphous structure to a crystalline structure similar to that of a rolled foil.

【0044】[0044]

【実施例】(1)部材の製造 線径130μm,長さ150mmのCu細線を用意した。
このCu細線の表面をアルカリ洗浄したのち、水洗し、
次のようにしてAu−Snめっきを行った。
EXAMPLES (1) Production of Member A Cu fine wire having a wire diameter of 130 μm and a length of 150 mm was prepared.
After washing the surface of the Cu fine wire with alkali, wash with water,
Au-Sn plating was performed as follows.

【0045】まず、次の組成のめっき浴を建浴した。First, a plating bath having the following composition was prepared.

【0046】シアン金(I)カリウム:10g/L,ク
エン酸すず(II):4g/L,クエン酸ソーダ:100
g/L。
Potassium cyanide (I) potassium: 10 g / L, tin (II) citrate: 4 g / L, sodium citrate: 100
g / L.

【0047】ここに、Cu細線を浸漬して陰極とし、対
極にPt被覆Ti板を配置し、めっき浴を撹拌しながら
下記の条件で電気めっきを行った。
Here, a Cu thin wire was immersed to form a cathode, a Pt-coated Ti plate was placed at the counter electrode, and electroplating was performed under the following conditions while stirring the plating bath.

【0048】電流密度:0.5A/dm2,浴温:40℃,
pH:4.2,めっき時間:60分。
Current density: 0.5 A / dm 2 , bath temperature: 40 ° C.
pH: 4.2, plating time: 60 minutes.

【0049】Cu細線の表面には、厚み約20μmのA
u−Snめっき層が形成された。
On the surface of the Cu fine wire, A having a thickness of about 20 μm
The u-Sn plating layer was formed.

【0050】ついで、得られたAu−Snめっき線材に
ワイヤ放電加工を行い、長さ1000μmの短尺線材片
を製造した。全体で140個の短尺線材片が得られた。
そして、これらの短尺線材片を、濃度3モル/Lの塩化
第2鉄水溶液(液温20℃)の中に液をゆるく撹拌しな
がら0.5時間投入したのち取出した。外径170μ
m,貫通孔の径130μm,長さ1000μmの部材が
140個得られた。
Next, the obtained Au—Sn plated wire was subjected to wire electric discharge machining to produce a short wire piece having a length of 1000 μm. A total of 140 short wire pieces were obtained.
Then, these short wire rod pieces were put into an aqueous solution of ferric chloride having a concentration of 3 mol / L (liquid temperature: 20 ° C.) for 0.5 hours while slowly stirring the liquid, and then taken out. Outer diameter 170μ
m, 140 members having a through hole diameter of 130 μm and a length of 1000 μm were obtained.

【0051】(2)部材の性状 1.この部材の成分の分析をプラズマ発光分光分析で行
った。その結果、Au:78重量%,Sn:22重量%
であった。
(2) Properties of Member The components of this member were analyzed by plasma emission spectroscopy. As a result, Au: 78% by weight, Sn: 22% by weight
Met.

【0052】2.また、この部材について下記の条件下
で示差熱分析を行い、その融点を測定した。
2. Further, this member was subjected to differential thermal analysis under the following conditions, and its melting point was measured.

【0053】基準物質:アルミナ、昇温速度:室温から
1200℃まで10℃/min、レンジ:±50μV,チ
ャートスピード:2.5mm/sec。
Reference substance: alumina, heating rate: 10 ° C./min from room temperature to 1200 ° C., range: ± 50 μV, chart speed: 2.5 mm / sec.

【0054】その結果、温度312℃の位置に吸熱ピー
クが認められた。
As a result, an endothermic peak was observed at a temperature of 312 ° C.

【0055】3.更に、この部材につきその結晶構造を
X線回折法で同定した。その結果、2θ:77°の付近
にAuの僅かな回折像が認められたが、全体としてはハ
ローな回折像であり、この材料は非晶質構造を主体とす
るものであることが確認された。
3. Further, the crystal structure of this member was identified by an X-ray diffraction method. As a result, a slight diffraction image of Au was observed at around 2θ: 77 °, but as a whole it was a halo diffraction image, and it was confirmed that this material was mainly composed of an amorphous structure. Was.

【0056】なお、示差熱分析が終了した材料について
同じX線回折を行ったところ、2θ:77°の付近にA
u−Sn合金に相当する回折像がシャープに認められ
た。すなわち、この材料は溶融することにより非晶質構
造から結晶質の合金に転化した。
The same X-ray diffraction was performed on the material for which the differential thermal analysis was completed.
A sharp diffraction image corresponding to the u-Sn alloy was observed. That is, the material was converted from an amorphous structure to a crystalline alloy by melting.

【0057】(3)フェルールとの溶着 長さ5mm,外径1.0mm,中心孔の径150μmである
コバール製のフェルールを用意した。このフェルールの
表面には、厚み2〜3μmの無電解Niめっき層と厚み
0.1〜0.2μmのAu無電解めっき層がこの順序で成
膜されている。このフェルールに線径125μmファイ
バ心線を挿通し、その先端部を400μm程度突出させ
て位置決めした。
(3) Welding with Ferrule A Kovar ferrule having a length of 5 mm, an outer diameter of 1.0 mm, and a center hole diameter of 150 μm was prepared. An electroless Ni plating layer having a thickness of 2 to 3 μm and an Au electroless plating layer having a thickness of 0.1 to 0.2 μm are formed on the surface of the ferrule in this order. A fiber core having a fiber diameter of 125 μm was inserted through the ferrule, and its tip was positioned so as to protrude by about 400 μm.

【0058】ついで、ファイバ心線の先端に本発明の部
材を外嵌したのち、フェルールの外周に高周波誘導加熱
コイルを配置し、ファイバ心線とフェルールを温度33
0℃で10秒間加熱したのち室温まで放冷した。
Then, after the member of the present invention is externally fitted to the end of the fiber core, a high-frequency induction heating coil is arranged on the outer periphery of the ferrule, and the fiber core and the ferrule are heated to a temperature of 33 °.
After heating at 0 ° C. for 10 seconds, it was allowed to cool to room temperature.

【0059】ファイバ心線とフェルールの境界部には高
さ300μmの肉盛り部が形成され、両者が溶着してい
る封止構造が形成された。
A built-up portion having a height of 300 μm was formed at the boundary between the fiber core and the ferrule, and a sealing structure in which the two were welded together was formed.

【0060】そして、フェルールを固定してファイバ心
線を引っ張り、この溶着部の強度を調べたところ、2.
5kgの荷重印加までは溶着部の損壊は起こらなかった。
Then, the ferrule was fixed and the fiber core wire was pulled, and the strength of the welded portion was examined.
Until the load of 5 kg was applied, damage to the welded portion did not occur.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
部材は、1個使用するだけで充分に強度特性が良好な封
止構造を形成することができる。これは、複数枚の薄い
リング箔を用いて溶着を行っていたことに比べると非常
に溶着作業を簡易にすることである。
As is apparent from the above description, the use of one member of the present invention can form a sealing structure having sufficiently excellent strength characteristics. This is to greatly simplify the welding operation as compared with the case where welding is performed using a plurality of thin ring foils.

【0062】また、本発明の部材の場合、その外径、貫
通孔の径、そして長さを簡単に選択することができ、更
には、1度の電気めっきで多数の部材を製造することが
でき、その製造方法における高生産性に富み工業的価値
は極めて大である。
In the case of the member of the present invention, the outer diameter, the diameter of the through hole, and the length can be easily selected, and furthermore, a large number of members can be manufactured by one electroplating. The production method is highly productive and has an extremely high industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の溶着用Au−Sn部材の1例を示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing one example of a welding Au-Sn member of the present invention.

【図2】本発明の中間素材であるAu−Snめっき線材
A1を示す部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an Au—Sn plated wire A1 which is an intermediate material of the present invention.

【図3】本発明の中間素材である短尺線材片A2を示す
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a short wire piece A2 as an intermediate material of the present invention.

【図4】光モジュールの概略を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view schematically showing an optical module.

【図5】フェルールとファイバ心線の溶着を説明するた
めの一部切欠断面図である。
FIG. 5 is a partially cutaway sectional view for explaining welding of a ferrule and a fiber core;

【図6】溶着後の状態を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a state after welding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハウジング 2 発光デバイス 3 光ファイバ 3a 光ファイバ3の被覆 3b ファイバ心線 3c 球面レンズ 4 第1のフェルール 4a フェルール4の端面 5a,5b,5c 封止材 6 第2のフェルール 7 Au−Sn合金のリング箔 8 本発明の溶着用Au−Sn部材 8a 部材8の貫通孔 9 長尺線材 10 Au−Snめっき層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Light emitting device 3 Optical fiber 3a Coating of optical fiber 3 3b Fiber core wire 3c Spherical lens 4 First ferrule 4a End face of ferrule 4 5a, 5b, 5c Sealing material 6 Second ferrule 7 Au-Sn alloy Ring foil 8 Au-Sn member for welding 8a of the present invention 8a Through hole of member 8 9 Long wire rod 10 Au-Sn plating layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 5/30 H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01S 5/30 H01S 3/18

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 全体の形状が短尺なパイプ形状であり、
非晶質構造のAu−Sn金属間化合物から成ることを特
徴とする溶着用Au−Sn部材。
1. The overall shape is a short pipe shape,
A welding Au-Sn member comprising an Au-Sn intermetallic compound having an amorphous structure.
【請求項2】 導電性材料から成る長尺線材にAu−S
nめっきを行ってAu−Snめっき線材を得る工程;前
記Au−Snめっき線材を所望する長さに切断して短尺
線材片を得る工程;および前記短尺線材片の芯部を形成
する前記導電性材料を除去する工程;を備えていること
を特徴とする溶着用Au−Sn部材の製造方法。
2. A long wire made of a conductive material is made of Au-S.
n-plating to obtain an Au-Sn-plated wire; cutting the Au-Sn-plated wire to a desired length to obtain a short wire piece; and forming the core of the short wire piece. A method of manufacturing a welding Au-Sn member, comprising: removing a material.
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