JP2006349995A

JP2006349995A - 金属被覆光ファイバおよびその製造方法並びに光部品

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Publication number: JP2006349995A
Application number: JP2005176160A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyasu Furusawa; 光康古澤; Setsuo Ando; 節夫安藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: JP4626850B2

Abstract

【課題】光ファイバ芯線に形成された金属膜の持つ機能・効果をその外縁部まで及ぼした金属被覆光ファイバおよびそれを用いた信頼性の高い光部品、並びに前記金属被覆光ファイバの製造に好適かつ低コストな製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバの芯線の表面の一部が金属膜で被覆された金属被覆光ファイバであって、前記金属膜は、光ファイバの芯線に接して形成される第１の金属膜と、前記第１の金属膜の上に形成される第２の金属膜とを有し、前記第１の金属膜の外縁部側方の少なくとも一部が前記第２の金属膜によって覆われていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバの芯線の表面が金属膜で被覆された金属被覆光ファイバ、特に芯線の表面の一部を金属膜で被覆した金属被覆光ファイバおよびそれを用いた各種の光部品に関するものである。

大容量の情報を高速で送受信するために、光通信システムが注目されている。光通信システムにおいて光の伝搬路として用いられる光ファイバは、その中心部に光を伝搬させるコアと、コアの周囲に形成されて且つコアよりも屈折率の小さいクラッド層を備える。通常、コアとクラッドは石英ガラス製であり、芯線と呼ばれる。芯線の周囲には、折れや水分による特性劣化を防ぐために、樹脂製の保護被覆が形成される。

一方、光部品は光ファイバの伝送路の途中に配置され、光の送受、挿入、分岐などを行うものである。光部品は、光の送受、挿入、分岐などの機能を担う光素子と、その端部が光素子に対向する光ファイバと、それらを収納するための筐体などから構成されている。光素子と光ファイバとの位置関係は光部品の機能が最も効率よく発現するように決められる。たとえば、光送信器は、光素子であるレーザーダイオードから出射される光が光ファイバに挿入されるときの光強度が最も大きくなるように、光ファイバとレーザーダイオードとの位置関係が決められる。この位置関係が変わると、送信される光強度が弱くなってしまう不具合となる。光部品において光素子と光ファイバの位置関係は重要であり、さまざまな使用環境下でこの位置関係が殆ど変わらないことが望まれる。

従来、光素子と光ファイバの固定には、樹脂製の接着剤が用いられてきた。光ファイバは保護被覆が除去されて露出した芯線がセラミックス製のフェルールに貫入されて、貫入孔との隙間を樹脂製接着剤によって埋められ固定される。樹脂製接着剤を硬化させる方法として、熱を加えるもの、自然放置するもの、紫外線を照射するものなどがあるが、総じて透湿性が高く、湿気に弱いという欠点がある。このため、高湿度環境下では位置ズレを起こしてしまい、光部品としての正常な動作を行うことが困難となる。

光ファイバが光部品筐体内部に貫入する貫入孔との隙間が樹脂製接着剤によって埋められ光ファイバが固定され、光部品が封止される場合も同様の問題を抱える。すなわち、高湿度環境下では、樹脂製接着剤で封止した箇所から光部品内部に水分が侵入し、位置ズレを起こすなどして正常な動作が困難となる。

かかる樹脂製接着剤の固定・封止に替わって、ハンダによる固定・封止も提案されている（特許文献１）。しかし、光ファイバの材質は、保護被覆は樹脂、芯線は石英ガラスであるため、そのままでは良好なハンダ接合を得にくい。そこで保護被覆を除去して、露出した光ファイバの芯線の表面を金属膜で被覆し、その金属膜とハンダ接合させることが行われている。

光ファイバの芯線の表面に金属膜を形成させる方法として、メッキ法、イオンプレーティング法、スパッタ法が挙げられる。このうちイオンプレーティング法やスパッタ法では、全周に渡って均一な金属膜を得ることが難しく、光ファイバの保護被覆が高温となって変形してしまう不都合が生じる。これに対してメッキ法は、全周にわたって均一な金属膜を得やすいため好適な金属膜形成方法と言える。

光ファイバにこれらの金属膜を形成した場合、他の光ファイバと融着接続したり、他の光素子と光部品を構成する場合に、形成した金属膜の一部を除去するなどして金属膜は部分的に形成する必要がある。これに対して、形成した金属膜を機械的に除去したのでは光ファイバに傷がついたり、その強度が低下したりする。そこで、一般にはマスキングを施すことにより金属膜を部分的に形成する方法が知られている他、金属層を溶解するエッチャントにファイバ心線を浸漬して金属層を除去する方法も提案されている（特許文献１）。

特開２００２−３１７２２号公報

しかし、マスキングをする方法やエッチャントにより除去する方法によって形成された金属膜では、金属膜形成後に金属膜の一部を除去することになるため、金属膜の外縁部、すなわち金属膜のうち除去した部分との境界部分では以下のような不具合が生じる。例えば２層の金属膜を形成した場合、エッチャントによって部分除去すると２層とも除去されるため、前記外縁部ではその側面に芯線に接して形成された下地の金属膜が露出してしまい、該部分では２層にしている効果が失われる。例えば、下地層の酸化防止やハンダ濡れ性向上などの目的で表面にＡｕ膜を形成する場合などにおいて、該Ａｕ膜の機能・効果が失われるのである。これは、マスキングをする場合も同様であり、マスキングを除去する際に、その境界たる金属膜の外縁部には、下地の金属膜が露出してしまう。また、マスキングをする方法では、マスキング除去の際に、形成した金属膜の外縁部において除去されるマスキングに引きずられて金属膜が損傷し、一方エッチャントより除去する方法では、エッチャントのサイドエッチングにより外縁部が損傷し、ともに金属膜形成後の作用により金属膜外縁部に欠陥を招く恐れがあった。これらは、光部品において、ハンダ付けをした際のハンダ付け部分の密着強度の低下など信頼性の低下につながる恐れがあった。さらに、一度形成した金属膜を除去する方法は、金属の利用効率が悪く、金属膜として貴金属、特にＡｕを用いた場合に製造コストの上昇が顕著となってしまう。

そこで本発明は、従来の上記問題点を解決し、光ファイバ芯線に形成された金属膜の持つ機能・効果をその外縁部まで及ぼした金属被覆光ファイバおよびそれを用いた信頼性の高い光部品を提供することを目的とする。また、前記金属被覆光ファイバの製造に好適かつ低コストな製造方法を提供しようとするものである。

本発明の金属被覆光ファイバは、光ファイバの芯線の表面の一部が金属膜で被覆された金属被覆光ファイバであって、前記金属膜は、光ファイバの芯線に接して形成される第１の金属膜と、前記第１の金属膜の上に形成される第２の金属膜とを有し、前記第１の金属膜の外縁部側方の少なくとも一部が前記第２の金属膜によって覆われていることを特徴とする。前記構成により、第２の金属膜が第１の金属膜の外縁部側方、すなわち光ファイバの芯線上に形成された金属膜と前記芯線上の金属膜の非形成部分との境界部において、第１の金属膜の露出を抑制し、光ファイバ芯線に形成された金属膜、特に第２の金属膜の持つ第１の金属膜の酸化防止などの機能・効果をその外縁部まで及ぼすことができ、金属膜外縁部の不完全性の抑制、ひいては該部分も含めた金属被覆光ファイバの密着性等の信頼性向上に寄与する。前記効果の実効を高めるためには、さらに前記第１の金属膜の外縁部全体が前記第２の金属膜によって覆われていることが好ましい。

さらに、前記光ファイバの芯線の表面に対する前記第１の金属膜の膜面の傾きが、前記光ファイバ芯線の金属膜で被覆されていない非被覆部分との境界に向かって連続であることが好ましい。前記構成は、第１の金属膜の厚さが外縁部において滑らかに減少することを意味するが、該構成によれば金属膜外縁部においても第２の金属膜の厚さを均一にして形成しやすい。

さらに、前記第１の金属膜がＮｉを含む金属膜であり、前記第２の金属膜がＡｕ膜であることが好ましい。Ｎｉを含む金属膜は、耐食性やコスト面等金属膜としてバランスに優れる。さらに、第１の金属膜の外縁部側方を覆う第２の金属膜を高耐酸化性、高ハンダ濡れ性を有するＡｕ膜とすることは、第１の金属膜の外縁部側方も第２の金属膜で覆うという本発明の構成による効果を発揮させるうえで好適である。

また、本発明の金属被覆光ファイバの製造方法は、光ファイバの芯線を触媒付与浴に浸漬して芯線に触媒を付与する工程と、触媒が付与された前記芯線の一部を触媒除去浴に浸漬して付与した触媒の一部を取り除く工程と、触媒の一部を取り除いた前記芯線を無電解メッキ浴に浸漬させることより金属膜を形成する工程を有することを特徴とする。金属膜形成方法として、無電解メッキ法を採用した場合、触媒除去した部分は、金属膜が形成されないため、欠陥発生の恐れのある金属膜除去工程を不要とする。また、触媒除去した部分にはメッキ膜が形成されないため、金属の利用効率を高めることができる。

さらに、前記金属膜を形成する工程が、２以上の無電解メッキ浴に浸漬させて２以上の金属膜を形成する工程であることが好ましい。該構成においても触媒除去した部分は第１の金属膜に限らず第２の金属膜など他の金属膜も形成されないため、前記金属膜除去工程を不要とする効果を有するとともに、機能・特性の異なる２以上の金属膜を形成することが可能である。また、前記構成によれば、第１の金属膜の外縁部側方も第２の金属膜等で覆われた金属被覆光ファイバを実現することができる。さらに前記構成によれば、第１の金属膜の膜面の傾きを、前記光ファイバ芯線の金属膜で被覆されていない非被覆部分との境界に向かって連続とし、第２の金属膜等の膜厚を均一なものとすることができる。

さらに、前記無電解メッキ浴は無電解Ｎｉメッキ浴および無電解Ａｕメッキ浴を有し、触媒の一部を取り除いた前記芯線を前記無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬してＮｉを含む金属膜を芯線に接して形成し、前記Ｎｉを含む金属膜が形成された芯線を前記無電解Ａｕメッキ浴に浸漬してＡｕ膜を形成させることが好ましい。Ｎｉメッキ膜は、耐食性やコスト等金属メッキ膜としてバランスに優れる。また、第１の金属膜の外縁部側方を覆うことのできる第２の金属膜としてＡｕメッキ膜形成することによって、第１の金属膜の外縁部側方への被覆効果とＡｕメッキ膜の備える高耐酸化性、高ハンダ濡れ性が相俟って、特に信頼性の高い金属被覆光ファイバを提供することができる。さらに、前記構成は、触媒除去した部分にはメッキ膜が形成されず金属の利用効率が高いため、高価なＡｕ膜を形成する場合に適用すると特に生産性向上に寄与する。

本発明の光部品は、光ファイバを用いた光部品であって、前記光ファイバは上記本発明のいずれかの金属被覆光ファイバであり、前記金属被覆光ファイバは金属膜が形成された金属被覆部分において前記光部品にハンダ固定されていることを特徴とする。前記本発明の金属被覆光ファイバを用いてハンダ固定することにより、金属被覆に起因する固定不具合の発生抑制に寄与し、信頼性の高い光部品の提供に資する。

さらに、本発明の別の光部品は、筐体と前記筐体内部に貫入する光ファイバを有する光部品であって、前記光ファイバは上記本発明のいずれかの金属被覆光ファイバであり、前記筐体は少なくとも光ファイバ貫入部に金属部を有し、前記貫入部と前記金属被覆光ファイバとの隙間が、前記金属被覆光ファイバの、金属膜が形成された金属被覆部分においてハンダ封止されていることことを特徴とする。前記本発明の金属被覆光ファイバを用いてハンダ封止することによって、金属被覆に起因する封止不具合の発生抑制に寄与し、耐湿性に優れた光部品の提供に資する。

本発明によれば、光ファイバ芯線に形成された金属膜の持つ機能・効果をその外縁部まで及ぼし、金属膜外縁部の不完全性を抑制した金属被覆光ファイバおよびそれを用いた信頼性の高い光部品を提供することができる。また、本発明は、低コストで、密着強度に優れた金属被覆光ファイバを製造する方法を提供することができる。

本発明の金属被覆光ファイバでは、前記金属膜は光ファイバの芯線に接して形成される第１の金属膜と、前記第１の金属膜の上に形成される第２の金属膜とを有し、前記第１の金属膜の外縁部側方の少なくとも一部が前記第２の金属膜によって覆われている。該構成を採用する理由を以下説明する。一般に光ファイバの芯線に金属膜を形成する場合、ハンダ付け等に適合する主たる第１の金属膜の上に耐酸化保護膜として貴金属の第２の金属膜を形成するが、従来からの部分金属メッキ膜形成方法による金属被覆では、図５の模式図を示すように、芯線２３上に形成されたメッキ膜端面、すなわち第1の金属膜２２の外縁部側方は第２の金属膜２１で覆われておらず、第１の金属膜２２が露出している。本発明は、これに対して図４の模式図に示すように、芯線２０上に形成された第１の金属膜１９の外縁部側方が前記第２の金属膜１８によって覆われている構成としたものである。該構成により、第１の金属膜の上に第２の金属膜を形成する耐酸化性、ハンダ濡れ性付与などの目的が、膜端面においても達成できるのである。第２の金属膜は、第１の金属膜の外縁部側方の少なくとも一部を覆っていればよい。すなわち、部分的に覆われていない部分があっても本発明の効果を期待できるが、第１の金属膜の外縁部側方全体を第２の金属膜が覆っていることがより好ましい。また、一般的に金属被覆光ファイバの金属被覆は光ファイバ芯線の長手方向の所定の長さの範囲に形成される。この場合は、第１の金属膜の長手方向の一方の端部の外縁部側方が第２の金属膜によって覆われていればよいが、長手方向の両端の外縁部側方が第２の金属膜で覆われていることがさらに好ましい。特に、金属膜形成範囲が光ファイバ長手方向４ｍｍ以下と短い場合は、ハンダ付けする場合のハンダは金属膜の外縁部まで及ぶ。この場合、金属膜の外縁部の性状がハンダ付けの信頼性へ与える影響が大きくなるため、本発明の構成を金属膜の外縁部全体にわたって適用することが特に好ましい。また、第１の金属膜、第２の金属膜は光ファイバの保護被覆部分も含めて形成されてもよい。Ｎｉ膜の上にＡｕ膜を形成する場合のように、第２の金属膜に第１の金属膜の酸化防止の機能を持たせる場合、第１の金属膜が第２の金属膜で覆われていない部分では、第1の金属膜が酸化する。ハンダ付けの際は、ハンダと金属膜成分とが合金を形成して強固な密着を得ることができるが、金属膜が酸化されていると該合金の形成が阻害されハンダ付け部分の密着強度が低下してしまう。これに対して本発明は、金属膜の外縁部側方も第２の金属膜で覆うため、該部分での第１の金属膜の酸化を防止して、高い密着強度を得ることができる。

第１の金属膜は、必要とする特性に応じて適宜選定すればよいが、Ｎｉ、Ｎｉ−ＰなどのＮｉを含有する金属膜が耐食性、コストの観点から好ましい。さらに、第２の金属膜も必要とする特性に応じて適宜選定すればよいが、耐酸化性の観点からはＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ等の貴金属が好ましく、優れた耐酸化性とハンダ濡れ性を有することからＡｕが特に好ましい。また、第１の金属膜、第２の金属膜にさらに金属膜を追加した３層以上の金属膜構成にしてもよい。例えば、Ｃｕ等の金属膜を中間層として形成してもよい。

また、前記第１の金属膜の膜面の傾きが、前記光ファイバ芯線の金属膜で被覆されていない非被覆部分との境界に向かって連続であることが好ましい。これは該構成によれば金属膜外縁部においても第２の金属膜の厚さを均一にして形成しやすいからである。例えば第１の金属膜をマスキングを施して形成する場合のように第１の金属膜末端に角部があると、第２の金属膜をメッキによって形成するとすればその部分のメッキ厚が厚くなり、スパッタ等で形成するとすれば影となる部分の膜厚が薄くなり、第２の金属膜の膜厚が不均一となる。ここで、膜面の傾きが連続であるとは、金属膜外縁部付近の金属膜断面観察において、膜厚が非被覆部分との境界に向かって滑らかに減少し、膜面の傾きが実質的に不連続になっていないことをいう。外縁部以外の金属膜部分にも現れるような凹凸による膜面の傾きは、ここでは考慮しない。本発明では、金属被覆光ファイバを、その長手方向の断面で１５０００倍でＳＥＭ観察することによって、第１の金属膜、第２の金属膜の形成状況、被覆状況、および膜面の傾きを確認した。

上述の本発明の金属被覆光ファイバの製造方法について説明する。本発明には、芯線に施された保護被覆の一部を除去した光ファイバを用いる。該保護被覆は、被覆除去器等によって除去すればよい。本発明の金属被覆光ファイバの製造方法は、光ファイバの芯線を触媒付与浴に浸漬して芯線に触媒を付与する工程と、触媒が付与された前記芯線の一部を触媒除去浴に浸漬して付与した触媒の一部を取り除く工程と、触媒の一部を取り除いた前記芯線を無電解メッキ浴に浸漬させることより金属膜を形成する工程を有する。付与した触媒の一部を除去する工程以外は、通常の無電解メッキ工程を適用すればよい。すなわち、芯線の一部を露出させた光ファイバに、脱脂等の前処理工程を施した後、芯線を触媒付与浴に浸漬して芯線に触媒を付与する。この際保護被覆が残存する部分まで浸漬してもよい。触媒としては、例えば浴として市販の塩化パラジウム水溶液などを用いてＰｄを付与すればよい。従来の方法では、このまま無電解メッキを施してしまうので、触媒付与浴に浸漬した部分全体に無電解メッキ膜が形成されてしまうが、本発明では、触媒付与した光ファイバの芯線の一部を触媒除去浴に浸漬して、付与した触媒の一部を除去する。触媒除去浴としては、例えば市販のチオグリコール酸水溶液などを用いればよい。これらの工程により、金属膜を形成する所望の部分に触媒を付与する。触媒付与部分の制御は、より具体的には、例えば、触媒付与浴の液面に垂直に光ファイバを所定の深さまで浸漬し、触媒除去浴には触媒付与浴の場合よりも浅い所定の深さまで光ファイバを浸漬する。これによって光ファイバの先端部分の触媒が除去され、長手方向途中の部分に触媒が付与される。すなわち、光ファイバの浸漬深さで触媒付与部分の位置・寸法制御を行なう。

所望の位置・寸法に触媒が付与された光ファイバは、無電解メッキ浴に浸漬され金属膜が形成される。前記光ファイバが無電解メッキ浴に浸漬されると、触媒が付与された部分だけに金属膜が形成される。すなわち、所望の位置・寸法の金属膜を得るために、マスキング除去やエッチャントによる溶解除去のように金属膜形成後に金属膜にダメージを与えることがないことから、欠陥等が新たに導入されることがなく、密着強度に優れ、信頼性の高い金属被覆光ファイバを得ることができる。また、金属膜形成後、不要部分の金属膜を除去するというムダを排除できるため、金属の利用効率を高め、メッキ液の寿命を長くすることができ、特に効果な金属を金属膜として形成する場合に製造コストを抑えることができる。さらに、光ファイバを触媒除去浴に浸漬するという工程を付加するだけで、部分的に金属被覆された光ファイバを製造できるので、工程が複雑になることを回避した、簡易な金属被覆光ファイバの製造方法を提供することができる。

また、前記金属膜を形成する工程は、２以上の無電解メッキ浴に浸漬させて２以上の金属膜を形成する工程とすることができる。前記構成によれば、第１の金属膜の外縁部側方も第２の金属膜等で覆われた金属被覆光ファイバを実現することができる。すなわち、無電解メッキによって形成される第２の金属膜は、第１の金属膜上に形成されていくため、第１の金属膜が存在する部分には第２の金属膜が形成されることになる。したがって、第１の金属膜の外縁部側方も第２の金属膜等で覆われた金属被覆光ファイバを得ることができるのである。前記方法で形成された金属膜は、金属膜形成後に一部を除去して得られたものではなく、膜成長しながら所望の位置・寸法に形成されたものであるので、金属膜の膜面の傾きを、前記光ファイバ芯線の金属膜で被覆されていない非被覆部分との境界に向かって連続とすることができる。そして該特徴を有する金属膜によれば、その上に形成される第２の金属膜等の膜厚も均一なものとすることができる。この場合、無電解メッキ液、メッキ条件は従来からのものを使用すればよいが、前記無電解メッキ浴として、無電解Ｎｉメッキ浴および無電解Ａｕメッキ浴を用い、触媒の一部を取り除いた前記芯線を前記無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬してＮｉを含む金属膜を芯線に接して形成し、前記Ｎｉを含む金属膜が形成された芯線を前記無電解Ａｕメッキ浴に浸漬してＡｕ膜を形成させることが好ましい。Ａｕ膜は耐酸化性・ハンダ濡れ性に特に優れるが、ハンダ付けのために所定の厚さが必要とされる金属膜をそれだけで構成するのは、コスト的に不利である。したがって、第１の金属膜を耐食性やコスト等に優れるＮｉメッキ膜で構成し、第１の金属膜の外縁部側方を覆うことのできる第２の金属膜をＡｕメッキ膜で形成する。本発明によれば、金属膜成分がムダになることを抑制できるため、特に高価なＡｕメッキ膜を形成する場合に適用すると、メッキ液寿命が長くなり、低コスト化にも寄与する。

本発明に係る前述の金属被覆光ファイバをその金属被覆部分において光部品にハンダ固定すること、または光ファイバ貫入部を有する光部品の筐体との隙間をハンダ封止することによって、耐湿性などの信頼性を向上し、発光素子、受光素子の特性劣化を防いだ光部品を提供できる。ここでいう光部品とは、光ファイバを用いているものであれば特に限定するものではないが、具体的に次のようなものが挙げられる。例えば、ＬＤモジュール（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅＭｏｄｕｌｅ）のように発光素子の光を先球光ファイバにより外部に送り出す装置、光ファイバ同士を突き合わせ若しくは移動させて光路を切り替えるファイバ駆動型光スイッチ、光路内でミラーを回転若しくは移動させて光路を切り替えるミラー駆動型光スイッチ、ミラーの代わりにプリズムを動かして光路を切り替えるプリズム駆動型光スイッチ、導波路と外部の光ファイバと結合させる導波路型光スイッチ、マイクロミラーをマトリクス状に２次元配置して光路を切り替えるＭＥＭＳ型光スイッチ、マイクロミラーアレイ同士を３次元的に対向させることにより光路を切り替えるＭＥＭＳ型光スイッチ、誘電体多層膜によって一部の光を透過させ、その強度を検出する光パワーモニタ、空気中に出射した光の光路中にファラデー回転子を挿入した光アイソレータおよび光サーキュレータ、光吸収体を挿入した光減衰器などである。図３には、光部品として１チャンネルの光パワーモニタを構成した例の断面図を示す。図３の（ａ）では金属製の筐体１１と、該筐体の内部に配置されたフォトダイオード等からなる光検出部１３と、前記筐体内に貫入される金属被覆された二つの光ファイバ１２とが図示されている（配線等他の部材の図示は省略）。光ファイバ１２が筐体１１に貫入する部分を拡大した様子を図３の（ｂ）に示す。光ファイバ１２の保護被覆１７の一部は除去され、芯線１６が露出されている。該芯線１６の途中の金属被覆形成部分１５に無電解Ｎｉと無電解Ａｕ膜の２層の金属膜を形成した二つの金属被覆光ファイバが筐体に貫入され、該金属被覆光ファイバはその金属被覆部分で筐体の金属部分との間でハンダ固定され、筐体との隙間がハンダ封止されている。筐体の板厚は１ｍｍ、光ファイバの金属膜形成部分の長さは３ｍｍである。二つの光ファイバの芯線のうち金属膜が形成されていない部分はともに筐体内の光検出部分へと延出している。本発明の金属被覆光ファイバは金属膜の外縁部側方までＡｕ膜で覆われているので、図３のように筐体の板厚と光ファイバの金属膜形成部分の長さの差が小さいためにハンダ１４が金属膜の端部まで広がる場合であっても、金属膜端部での密着性低下等の不具合が発生しにくい。

以下、本発明についてさらに具体的な実施例を用いて説明する。ただし、これら実施例により本発明が限定されるものではない。なお、類似の部品については同じ符号で説明する。

（実施例）
光ファイバの先端の保護被覆（径２５０μｍ）を剥離除去して、芯線（径１２５μｍ）を露出させた。保護被覆の剥離除去は、被覆除去器（株式会社フジクラ社製高強度ホットジャケットストリッパー：ＨＴＳ−１２）を用いた。露出した芯線の長さはおよそ３５ｍｍとした。芯線表面に残存する保護被覆片を取り除いた後、露出した芯線を水酸化カリウム水溶液およびフッ化水素アンモニウム水溶液に順次に浸漬させ、アルカリ洗浄と酸エッチングを行った。なお、アルカリ洗浄と酸エッチングの間には、十分な流水洗浄を行った。以下に説明する浸漬工程間でも同様に十分な流水洗浄を行った。

続いて、カップリング剤等を含む溶液（メルテックス社製メルプレートコンディショナー１１０１）に浸漬させて芯線表面を増感させ、ついで塩化パラジウム水溶液に浸漬させて芯線の表面に触媒Ｐｄを付加させた。図２は金属被覆光ファイバの作製方法を説明するための模式図であり、浸漬させるファイバと液面位置の関係を示す。ファイバの保護被覆１と芯線２の境（図２中の位置Ｂ）が、塩化パラジウム水溶液の液面にくるように調整して浸漬させた（図２（ａ））。触媒Ｐｄ３は位置Ｂよりも先端側に付着する。

続いて、チオグリコール酸を含む水溶液（大和化成研究所社製ダインスマットＰＤ−２８０）にファイバを浸漬させた。ファイバの被覆と芯線の境より３ｍｍだけ先端側の箇所（図２中位置Ｃ）が、チオグリコール酸を含む水溶液の液面にくるように調整した（図２（ｂ））。位置Ｃよりもファイバ先端側の触媒Ｐｄは除去され、位置Ｂと位置Ｃの間にのみ触媒Ｐｄが残存する。

続いて、無電解Ｎｉメッキ液に浸漬させて、無電解Ｎｉメッキ膜４を形成させた（図２（ｃ））。メッキ浴の温度は８０℃、浸漬時間は１０分であった。ファイバの被覆と芯線の境よりも２０ｍｍだけ予長側の箇所（図２中位置Ａ）が、無電解Ｎｉメッキ液の液面にくるように調整した。位置Ａよりも先端側を無電解Ｎｉメッキ液に浸漬させるが、触媒Ｐｄが位置Ｂと位置Ｃとの間のファイバ表面にのみ付着しているため、無電解Ｎｉメッキ膜が位置Ｂと位置Ｃとの間にのみ形成される。

続いて、無電解Ａｕメッキ液に浸漬させて、無電解Ａｕメッキ膜５を形成させた（図２（ｄ））。メッキ浴の温度は６０℃、浸漬時間は５分であった。無電解Ｎｉメッキ液の場合と同じく、ファイバの被覆と芯線の境よりも２０ｍｍだけ予長側の箇所（図２中位置Ａ）が、無電解Ａｕメッキ液の液面にくるように調整した。位置Ａよりも先端側を無電解Ａｕメッキ液に浸漬させるが、無電解Ｎｉメッキ膜が位置Ｂと位置Ｃとの間のファイバ表面にのみ付着しているため、無電解Ａｕメッキ膜が位置Ｂと位置Ｃとの間にのみ形成される。無電解Ａｕメッキ膜は無電解Ｎｉメッキ膜のＮｉを置換するため、無電解Ｎｉメッキ膜の全表面に生成される。無電解Ｎｉメッキ膜の端部（例えば、図２中位置Ｃ）では、膜の側方にも無電解Ａｕメッキ膜が形成される。

図１は、該方法で形成した金属被膜の端部（外縁部）の、光ファイバ長手方向の断面の走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。ＳＥＭ観察に際して、試料の導通のため金属被膜上にカーボン膜７とタングステン膜６を堆積させた。写真横方向が光ファイバの長手方向である。光ファイバの芯線１０の上に第１の金属膜として無電解Ｎｉメッキ膜９が形成され、該無電解Ｎｉメッキ膜上には、第２の金属膜としてさらに無電解Ａｕメッキ膜８が形成されている。光ファイバ表面に平行な膜表面だけでなく、側方にも無電解Ａｕメッキ膜が回り込んで形成されていることがわかる。すなわち、第1の金属膜である無電解Ｎｉメッキ膜の外縁部側方が、第２の金属膜である無電解Ａｕメッキ膜で覆われていることがわかる。また、図１からも明らかなように、無電解Ｎｉメッキ膜の膜面の傾きが、非被覆部分との境界に向かって連続であり、膜厚が滑らかに減少していることがわかる。また、無電解Ａｕメッキ膜の膜厚が非被覆部分との境界に向かって均一であった。なお、端部以外の金属被覆部分の破断面観察から測定した無電解Niメッキ膜の厚さは２.３μｍ、無電解Ａｕメッキ膜の厚さは０．１μｍであった。粘着テープ（ニチバン社製ＣＴ−１８）を用いてテープ剥離試験を行ったところ、端部からの膜剥れは確認されず、下地と金属被膜との密着性は良好であった。

（比較例）
金属被膜をファイバの芯線全面に形成させてから、先端の一部金属被膜を剥離する方法についても検討した。触媒Ｐｄを付着させるまでの工程は、本発明の実施例１と同じであるが、チオグリコール酸を含む水溶液への浸漬工程を行わず、無電解Ｎｉメッキ液に浸漬させ、続いて無電解Ａｕメッキ液に浸漬させた。この工程により無電解Ｎｉメッキ膜と無電解Ａｕメッキ膜が、被覆と芯線の境よりも先端側の全面に渡って形成される。

続いて、Ａｕ剥離液（メルテックス社製エンストリップＡＵ−７８Ｍ）を用いて芯線中の位置Ｃよりも先端側の無電解Ａｕメッキ膜を剥離した。続いて、硝酸を用いて、露出した無電解Ｎｉメッキ膜を剥離した。この剥離工程により図２中位置Ｃよりも先端側の金属被膜は除去され、芯線が露出する。金属被膜は位置Ｂと位置Ｃとの間にのみ残存することとなる。しかし、金属被膜の端部（位置Ｃ）では、第1の金属膜である無電解Ｎｉメッキ膜の外縁部側方が、第２の金属膜である無電解Ａｕメッキ膜で覆われておらず、無電解Ｎｉメッキ膜が露出している。粘着テープ（ニチバン社製ＣＴ−１８）を用いてテープ剥離試験を行ったところ、端部からの膜剥れが確認された。無電解Ｎｉメッキ膜を剥離する際に、端部ではＡｕとＮｉの局部電池効果によりＮｉの溶出が過剰に起こり、無電解Ａｕメッキ膜下の無電解Ｎｉメッキ膜まで溶け出す。このため、金属被膜の端部の密着性が低下し剥離が発生したものと考えられる。

本発明の金属被膜光ファイバの断面の走査型電子顕微鏡写真である。本発明の金属被膜光ファイバの作製方法を示す模式図である。本発明の金属被覆光ファイバを用いた光モニタの構成を示す図である。本発明の金属被覆光ファイバの断面の模式図である。従来の金属被覆光ファイバの断面の模式図である。

符号の説明

１保護被覆、２芯線、３触媒Ｐｄ、４無電解Ｎｉメッキ膜
５無電解Ａｕメッキ膜、６タングステン膜、７カーボン膜
８無電解Ａｕメッキ膜、９無電解Ｎｉメッキ膜、１０芯線、１１筐体、
１２光ファイバ、１３光検出部、１４ハンダ、
１５金属被覆形成部分、１６芯線、１７保護被覆、
１８第1の金属膜、１９第２の金属膜、２０芯線、
２１第1の金属膜、２２第２の金属膜、２３芯線、

Claims

光ファイバの芯線の表面の一部が金属膜で被覆された金属被覆光ファイバであって、前記金属膜は、光ファイバの芯線に接して形成される第１の金属膜と、前記第１の金属膜の上に形成される第２の金属膜とを有し、前記第１の金属膜の外縁部側方の少なくとも一部が前記第２の金属膜によって覆われていることを特徴とする金属被覆光ファイバ。
前記光ファイバの芯線の表面に対する前記第１の金属膜の膜面の傾きが、前記光ファイバ芯線の金属膜で被覆されていない非被覆部分との境界に向かって連続であることを特徴とする請求項１に記載の金属被覆光ファイバ。
前記第１の金属膜がＮｉを含む金属膜であり、前記第２の金属膜がＡｕ膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属被膜光ファイバ。
金属被覆光ファイバの製造方法であって、光ファイバの芯線を触媒付与浴に浸漬して芯線に触媒を付与する工程と、触媒が付与された前記芯線の一部を触媒除去浴に浸漬して付与した触媒の一部を取り除く工程と、触媒の一部を取り除いた前記芯線を無電解メッキ浴に浸漬させることより金属膜を形成する工程を有する金属被膜光ファイバの製造方法。
前記金属膜を形成する工程が、２以上の無電解メッキ浴に浸漬させて２以上の金属膜を形成する工程であることを特徴とする請求項４に記載の金属被覆光ファイバの製造方法。
前記無電解メッキ浴は無電解Ｎｉメッキ浴および無電解Ａｕメッキ浴を有し、触媒の一部を取り除いた前記芯線を前記無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬してＮｉを含む金属膜を芯線に接して形成し、前記Ｎｉを含む金属膜が形成された芯線を前記無電解Ａｕメッキ浴に浸漬してＡｕ膜を形成させることを特徴とする請求項５に記載の金属被膜光ファイバの製造方法。
光ファイバを用いた光部品であって、前記光ファイバは請求項１〜３のいずれかに記載の金属被覆光ファイバであり、前記金属被覆光ファイバは金属膜が形成された金属被覆部分において前記光部品にハンダ固定されていることを特徴とする光部品。
筐体と前記筐体内部に貫入する光ファイバを有する光部品であって、前記光ファイバは請求項１〜３のいずれかに記載の金属被覆光ファイバであり、前記筐体は少なくとも光ファイバ貫入部に金属部を有し、前記貫入部と前記金属被覆光ファイバとの隙間が、前記金属被覆光ファイバの、金属膜が形成された金属被覆部分においてハンダ封止されていることを特徴とする光部品。