JP2004035982A - Electroplating method for optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1つのメッキ槽を用いて複数本の光ファイバに同時に電解メッキを施す方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、1つのメッキ槽で複数本の光ファイバに同時に電解メッキを施す際には図4に示すようにしていた。即ち、メッキ槽A内のメッキ液Bに浸した陽電極(Pt板)Cを定電流電源Dの陽極側に接続し、同メッキ液Bに浸した複数本の光ファイバEの被メッキ部分Fを同定電流電源Dの陰極側に並列接続して、メッキ液所定の電流密度となる定電流を一定時間通電していた。尚、光ファイバEの被メッキ部分Fには、蒸着、スパッタ、無電解メッキ等により予めメッキ用下地が成膜されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようにして光ファイバに電解メッキを施すことには次のような課題があった。光ファイバの被メッキ部分の面積は非常に小さい。例えば、φ125μmの光ファイバの端末部20mmを被メッキ部分とした場合、その面積は7.85mm2となる。さらに、面積が7.85mm2の被メッキ部分に通電される電流の密度を0.50A/dm2とするためには、設定電流値を0.75mA×ファイバ本数という微小な値に設定する必要がある。このとき、被メッキ部分に成膜されているメッキ用下地の抵抗や電極と光ファイバとの接触抵抗等にばらつきがあると、もともとの被メッキ部分の面積が小さく抵抗値が低いために、複数本の光ファイバの被メッキ部分に流れる電流の大きさが各光ファイバ間で大きくばらつく。この結果、大きな電流が流れた光ファイバの被メッキ部分にメッキが集中し、各光ファイバ間でメッキの膜厚が不均一になってしまう。かかる不具合は、被メッキ部分の抵抗のばらつきが電流経路の抵抗に対して十分に小さな場合には大した問題とはならないが、光ファイバの被メッキ部分のように、その抵抗のばらつきがが電流経路の抵抗と比較して大きな場合には大きな問題となる。
【0004】
そこで本件発明者らは、図4に示す各光ファイバEの被メッキ部分Fにおける電流密度を0.50 A/dm2とするために、同図に示す定電流電源Dの電流値を3.75mA(0.75mA×5本)に設定して140秒間通電する実験を行った。この結果、被メッキ部分Fに大量のメッキが付いた光ファイバEがある一方で、メッキがまったく付いていない光ファイバEもあり、膜厚は0.0〜2.0μmの範囲でばらついていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、複数本の光ファイバに均一な膜厚のメッキを同時に施すことが可能な光ファイバの電解メッキ方法を提供することにある。
【0006】
本発明の一つは、メッキ用下地としての導電性膜が成膜された複数本の光ファイバの被メッキ部分を1つのメッキ槽内のメッキ液に浸し、それら被メッキ部分のメッキ用下地とメッキ液内の電極との間に電圧を印加して被メッキ部分にメッキを施す光ファイバへの電解メッキ方法であって、前記電圧印加時に各被メッキ部分のメッキ用下地に通電する電流の値を個別に制御するものである。
【0007】
本発明の他の一つは、メッキ用下地としての導電性膜が成膜された複数本の光ファイバの被メッキ部分を1つのメッキ槽内のメッキ液に浸し、それら被メッキ部分のメッキ用下地とメッキ液内の電極との間に電圧を印加して被メッキ部分にメッキを施す光ファイバへの電解メッキ方法であって、各光ファイバ毎に用意された複数の電源の陰極側を各被メッキ部分のメッキ用下地に個別に接続し、それら電源の陽極側をメッキ液内の電極に接続して、メッキ用下地と電極との間に電圧を印加するものである。
【0008】
本発明の他の一つは、メッキ用下地としての導電性膜が成膜された複数本の光ファイバの被メッキ部分を1つのメッキ槽内のメッキ液に浸し、それら被メッキ部分のメッキ用下地とメッキ液内の電極との間に電圧を印加して被メッキ部分にメッキを施す光ファイバへの電解メッキ方法であって、各被メッキ部分のメッキ用下地を電源の陰極側に並列接続し、電源の陽極側をメッキ液内の電極に接続すると共に、各光ファイバ毎に形成される電流経路に、これら電流経路の抵抗値よりも十分大きな抵抗値を有する抵抗を挿入した上で、メッキ用下地と電極との間に電圧を印加するものである。
【0009】
本発明の他の一つは、各光ファイバ毎に形成される電流経路に挿入される抵抗の抵抗値を、それら電流経路の平均抵抗値の10倍以上としたものである。
【0010】
本発明の他の一つは、メッキ材料をAuとし、電圧印加時における被メッキ部分の電流密度を0.01A/dm2〜1.00A/dm2としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
以下、本発明の実施例の一つを説明する。ここに示す実施例は、1つの電解槽を用いて5本の光ファイバの端部に同時に電解メッキを施すものである。具体的には図1に示すように、5本の光ファイバ1(1a〜1e)の被メッキ部分2(2a〜2e)に成膜されたメッキ用下地(導電性膜)を各光ファイバ1a〜1e毎に用意された5つの定電流電源3(3a〜3e)の陰極側に接続してメッキ槽4内のメッキ液5に浸し、陽電極(Pt板)6を前記定電流電源3a〜3eの陽極側に接続して同メッキ液5に浸す。即ち、各光ファイバ1a〜1e毎に、定電流電源3の陽極側−陽電極4−メッキ液5−被メッキ部分(メッキ用下地)2−定電流電源3の陰極側という電流経路を形成する。もっとも、図1に示す配置が完了すれば(前記電流経路が形成されれば)、完了に至る手順には特に限定はない。例えば、被メッキ部分2a〜2eと陽電極6のどちらを先に定電流電源3a〜3bに接続してもよく、被メッキ部分2a〜2eと陽電極6のどちらを先にメッキ液5に浸してもよい。
【0012】
尚、夫々の光ファイバ1a〜1eの被メッキ部分2a〜2eの長さは20mmであり、ここに成膜されているメッキ用下地の構成は、Ti/Ni/Auである。また、夫々の膜厚はTi膜:0.02μm、Ni膜:0.02μm、Au膜:0.05μmである。メッキ槽4は直径150mm、深さ100mmのビーカーである。メッキ液5は、亜硫酸金ナトリウム(Na3Au(SO3)2)2.2%、無機酸塩5.0%、水(H2O)80%以上を含むAuメッキ用ノンシアン系メッキ液であり、指定電流密度は0.7A/dm2である。
【0013】
図1に示す配置が完了したら、光ファイバ1本当たりの電流密度を0.50A/dm2とするために、各定電流電源3a〜3eの電流設定値を0.395mAに設定して通電を行い、各被メッキ部分2a〜2eのメッキ用下地と陽電極6との間に電圧を印加する。尚、このときのメッキレートは、理論上0.320μm/分となることが分かっている。そこで、目標膜厚を0.75μmとし、上記条件で140秒間通電する。メッキ前とメッキ後の各被メッキ部分2a〜2eの外径差から算出したメッキの膜厚は表1に示すとおりである。
【0014】
【表1】
【0015】
前記表1に示すように、5本の光ファイバ1a〜1eの全ておいて、ほぼ理論値どおり膜厚を得ることができた。また、各光ファイバ1a〜1e間の膜厚のばらつきは、標準偏差で0.013μmと極めて良好であった。
【0016】
(実施形態2)
図4の各光ファイバE毎の電流経路の抵抗値を調べたところ、1100〜1400[Ω]の範囲でばらついており、その標準偏差は50[Ω]程度であった、また、これら抵抗値の平均値は1240[Ω]であり、平均値に対してのばらつき(標準偏差)は5%程度であることがわかった。このばらつきの多くは、メッキ用の下地である導電性膜厚のばらつきによるものと、被メッキ部分Fとそこに接続された電源ケーブル(陰極側ケーブル)との接続部分Gの接触抵抗のばらつきによるものである。
【0017】
そこで、本発明者らは、図2に示すように、メッキ槽4内のメッキ液5に浸した陽電極6を定電流電源3の陽極側に接続すると共に、同メッキ液5内の5本の光ファイバ1(1a〜1e)の被メッキ部分2(2a〜2e)に成膜されているメッキ用下地を電源ケーブル7を介して前記定電流電源3の陰極側に並列接続し、さらに、各光ファイバ1a〜1e毎に形成された定電流電源3の陽極側−陽電極6−メッキ液5−被メッキ部分(メッキ用下地)2−電源ケーブル7−定電流電源3の陰極側という電流経路の夫々に、それら電流経路の平均抵抗値よりも十分大きな抵抗値(20[kΩ])を有する抵抗4a〜4eを挿入した。これにより、各電流経路の抵抗値の平均値に対するばらつきは0.2%になると予想される。
【0018】
光ファイバ1本当たりの電流密度を0.50A/dm2とするために、各電流経路の電流が0.395mAになるように、0.395×5=1.975mAの電流を流すべく、図2の定電流電源3を用いて電圧を印加した。尚、このときのメッキレートは、実施形態1同様に理論上0.320μm/分となることが分かっている。そこで、目標膜厚を0.75μmとし、上記条件で140秒間通電する。メッキ前とメッキ後の各被メッキ部分2a〜2eの外径差から算出したメッキの膜厚を表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】
前記表2に示すように、5本の光ファイバ1a〜1eの全ておいて、ほぼ理論値どおり膜厚を得ることができた。また、各光ファイバ1a〜1e間の膜厚のばらつきは、標準偏差で0.020μmと極めて良好であった。
【0021】
本実施形態では、各電流経路に20[kΩ]の抵抗を挿入したが、挿入抵抗の値は任意に決定するとができる。もっとも、ほぼ理論値どおり膜厚を得ることが可能な程度にまで、各電流経路の抵抗値のばらつきを抑制するとの観点からは、これら電流経路の平均抵抗値の10倍以上の抵抗値を有する抵抗を各電流経路に挿入することが望ましい。尚、本明細書における電流経路の抵抗値とは、光ファイバの被メッキ部分に成膜されたメッキ用下地の抵抗値と、そのメッキ用下地と電源ケーブルとの接触抵抗値と、電源ケーブル自体の抵抗値との合計抵抗値を意味する。
【0022】
(実験例)
本件発明者らは、実施形態1及び実施形態2の光ファイバ1a〜1eと同様の光ファイバを使用し、1本当たりの電流密度を0.05〜1.50A/dm2まで変化させる実験を行った。尚、被メッキ部分の長さは20mmであり、目標膜厚は0.75μmである。本実験の具体的条件を表3に示す。また、実験結果から得られた電流密度とメッキ速度の関係を図3のグラフに示す。図3のグラフは、実際に得られたメッキの膜厚を設定したメッキ時間で除算して求めたメッキ速度をグラフ化したものである。
【0023】
【表3】
【0024】
本実験の結果、少なくとも次の3点が確認された。
(1)電流密度を0.10A/dm2未満にすると、メッキ速度が0.1μm/分以下となり、非生産的であること。
(2)電流密度を1.00A/dm2よりも大きくすると、メッキ膜表面が赤黒く変色してしまうこと。
(3)電流密度が0.10A/dm2以上1.00A/dm2以下の範囲内であれば、前記(1)(2)のような問題がなく、ほぼ理論値どおりの均一な膜厚が得られること。
【0025】
さらに本件発明者らは、電流密度を0.10A/dm2以上1.00A/dm2以下の一定値とし、被メッキ部分の長さを5mm〜50mmまで変化させる実験も行った。この結果、被メッキ部分の長さに関わらず、ほぼ理論値どおりの均一な膜厚が得られた。
【0026】
【発明の効果】
本発明の光ファイバへの電解メッキ方法によれば、メッキ液に浸された複数本の光ファイバの被メッキ部分に成膜されているメッキ用下地に流れる電流の大きさにばらつきが発生しない。従って、複数本の光ファイバの被メッキ部分にほぼ理論値どおりの膜厚のメッキを施すことができる。特に、被メッキ部分の電流密度を0.01A/dm2〜1.00A/dm2とすれば、生産的なメッキ速度を確保しつつ、複数本の光ファイバの被メッキ部分にほぼ理論値どおりの膜厚のメッキを施すことができ、メッキ表面の変色その他の不具合も発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバへの電解メッキ方法の一例を示す説明図。
【図2】本発明の光ファイバへの電解メッキ方法の他例を示す説明図。
【図3】電流密度とメッキ速度の関係を示す図。
【図4】従来の光ファイバへの電解メッキ方法の一例を示す説明図。
【符号の説明】
1a〜1e 光ファイバ
2a〜2e 被メッキ部分
3a〜3e 定電流電源
4 メッキ槽
5 メッキ液
6 陽電極
7 電源ケーブル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for simultaneously performing electrolytic plating on a plurality of optical fibers using one plating tank.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a plurality of optical fibers are simultaneously subjected to electrolytic plating in one plating tank, as shown in FIG. That is, the positive electrode (Pt plate) C immersed in the plating solution B in the plating tank A is connected to the anode side of the constant current power supply D, and the plated portions F of the plurality of optical fibers E immersed in the plating solution B are connected. Was connected in parallel to the cathode side of the identification current power supply D, and a constant current having a predetermined current density of the plating solution was supplied for a predetermined time. A plating base is previously formed on the portion F to be plated of the optical fiber E by vapor deposition, sputtering, electroless plating, or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Applying electrolytic plating to an optical fiber as described above has the following problems. The area of the portion to be plated of the optical fiber is very small. For example, if the terminal portion of the optical fiber having a diameter of 125 μm is 20 mm as a portion to be plated, its area is 7.85 mm 2 . Further, in order to set the density of the current supplied to the portion to be plated having an area of 7.85 mm 2 to 0.50 A / dm 2 , it is necessary to set the set current value to a minute value of 0.75 mA × the number of fibers. There is. At this time, if there is variation in the resistance of the plating base formed on the plated portion or the contact resistance between the electrode and the optical fiber, the area of the originally plated portion is small and the resistance value is low. The magnitude of the current flowing through the portion of the optical fiber to be plated greatly varies among the optical fibers. As a result, plating concentrates on a portion to be plated of the optical fiber through which a large current has flowed, and the thickness of the plated film becomes uneven between the optical fibers. Such a problem does not cause a serious problem when the variation in the resistance of the plated portion is sufficiently smaller than the resistance of the current path. However, as in the plated portion of the optical fiber, the variation in the resistance is large. When the resistance is large compared to the resistance of the path, it becomes a big problem.
[0004]
Therefore, the present inventors set the current value of the constant current power supply D shown in FIG. 4 to 3.0 A / dm 2 in order to set the current density in the plated portion F of each optical fiber E shown in FIG. An experiment was conducted in which the current was set at 75 mA (0.75 mA × 5) and energized for 140 seconds. As a result, while there was an optical fiber E with a large amount of plating on the portion F to be plated, there was also an optical fiber E with no plating, and the film thickness varied in the range of 0.0 to 2.0 μm. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for electroplating an optical fiber that can simultaneously apply a plurality of optical fibers to a uniform thickness.
[0006]
One aspect of the present invention is to immerse portions to be plated of a plurality of optical fibers on which a conductive film as a substrate for plating has been formed in a plating solution in one plating tank, and to form a plating underlayer on the portions to be plated. An electrolytic plating method for an optical fiber for plating a portion to be plated by applying a voltage between electrodes in a plating solution, wherein a value of a current flowing through a plating base of each portion to be plated when the voltage is applied. Are individually controlled.
[0007]
Another aspect of the present invention is to immerse portions to be plated of a plurality of optical fibers on which a conductive film as a base for plating has been formed in a plating solution in one plating tank, and to plate these portions for plating. This is an electrolytic plating method for an optical fiber for plating a portion to be plated by applying a voltage between a base and an electrode in a plating solution, wherein a plurality of power supplies prepared for each optical fiber have a cathode side. These are individually connected to the plating base of the portion to be plated, the anode side of the power supply is connected to the electrode in the plating solution, and a voltage is applied between the plating base and the electrode.
[0008]
Another aspect of the present invention is to immerse portions to be plated of a plurality of optical fibers on which a conductive film as a base for plating has been formed in a plating solution in one plating tank, and to plate these portions for plating. This is an electrolytic plating method for an optical fiber that applies a voltage between the base and the electrode in the plating solution to plate the part to be plated. The plating base for each part to be plated is connected in parallel to the cathode side of the power supply. Then, while connecting the anode side of the power supply to the electrode in the plating solution, inserting a resistor having a resistance value sufficiently larger than the resistance value of these current paths into the current paths formed for each optical fiber, A voltage is applied between the plating base and the electrode.
[0009]
Another aspect of the present invention is that the resistance value of a resistor inserted into a current path formed for each optical fiber is 10 times or more the average resistance value of the current path.
[0010]
Another one of the present invention, the plating material as Au, is obtained by the current density of the to-be-plated portion at the time of voltage application and 0.01A / dm 2 ~1.00A / dm 2 .
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described. In the embodiment shown here, the ends of five optical fibers are simultaneously subjected to electrolytic plating using one electrolytic bath. Specifically, as shown in FIG. 1, a plating base (conductive film) formed on a portion to be plated 2 (2a to 2e) of five optical fibers 1 (1a to 1e) is applied to each
[0012]
The lengths of the
[0013]
When the arrangement shown in FIG. 1 is completed, in order to set the current density per optical fiber to 0.50 A / dm 2 , the current setting value of each of the constant
[0014]
[Table 1]
[0015]
As shown in Table 1 above, in all of the five
[0016]
(Embodiment 2)
When the resistance value of the current path for each optical fiber E in FIG. 4 was examined, it varied in the range of 1100 to 1400 [Ω], and the standard deviation was about 50 [Ω]. Was 1240 [Ω], and it was found that the variation (standard deviation) from the average value was about 5%. Most of the variation is caused by the variation in the conductive film thickness serving as the base for plating and the variation in the contact resistance of the connection portion G between the portion F to be plated and the power cable (cathode side cable) connected thereto. Things.
[0017]
Therefore, as shown in FIG. 2, the present inventors connect the
[0018]
In order to set the current density per optical fiber to 0.50 A / dm 2 , a current of 0.395 × 5 = 1.975 mA is applied so that the current of each current path becomes 0.395 mA. The voltage was applied using the constant
[0019]
[Table 2]
[0020]
As shown in Table 2, in all of the five
[0021]
In the present embodiment, a resistance of 20 [kΩ] is inserted in each current path, but the value of the inserted resistance can be arbitrarily determined. However, from the viewpoint of suppressing the variation in the resistance value of each current path to such an extent that the film thickness can be obtained as almost the theoretical value, the current paths have a resistance value which is 10 times or more the average resistance value. It is desirable to insert a resistor in each current path. In this specification, the resistance value of the current path is defined as the resistance value of the plating base formed on the plated portion of the optical fiber, the contact resistance value between the plating base and the power cable, and the power cable itself. And the total resistance value.
[0022]
(Experimental example)
The present inventors conducted an experiment in which the same optical fibers as the
[0023]
[Table 3]
[0024]
As a result of this experiment, at least the following three points were confirmed.
(1) When the current density is less than 0.10 A / dm 2 , the plating rate becomes 0.1 μm / min or less, which is unproductive.
(2) When the current density is larger than 1.00 A / dm 2 , the surface of the plating film is discolored to red and black.
(3) Within the range a current density of 0.10 A / dm 2 or more 1.00A / dm 2 or less, wherein (1) (2) there is no problem, such as a uniform thickness of approximately theoretical Can be obtained.
[0025]
Further, the present inventors conducted an experiment in which the current density was set to a constant value of 0.10 A / dm 2 or more and 1.00 A / dm 2 or less, and the length of the portion to be plated was changed from 5 mm to 50 mm. As a result, a uniform film thickness almost as expected was obtained irrespective of the length of the portion to be plated.
[0026]
【The invention's effect】
According to the method for electroplating optical fibers of the present invention, there is no variation in the magnitude of the current flowing through the plating base formed on the portions to be plated of the plurality of optical fibers immersed in the plating solution. Therefore, the plated portions of the plurality of optical fibers can be plated with a film thickness substantially equal to the theoretical value. In particular, if the current density of the plating part and 0.01A / dm 2 ~1.00A / dm 2 , while ensuring the productive plating rate, approximately theoretical to be plated portion of the plurality of optical fibers , And no discoloration or other problems occur on the plating surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method for electrolytic plating an optical fiber according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the electrolytic plating method for an optical fiber of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between current density and plating speed.
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a conventional method for electrolytic plating an optical fiber.
[Explanation of symbols]
1a-1e
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JP2008267865A (en) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Toshiba Corp | Manufacturing method and manufacturing equipment of magnetostriction-type torque sensor shaft |
CN104805482A (en) * | 2015-04-10 | 2015-07-29 | 南昌大学 | Fiber bragg grating step electroplating device realizing adjustment of coating length |
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2002
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