JP4268579B2

JP4268579B2 - Optical fiber pigtail and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4268579B2
Application number: JP2004264510A
Authority: JP
Inventors: 朋義明石; 俊道安田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: JP2005275349A

Description

本発明は、光通信等に使用される光ファイバピグテイルに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber pigtail used for optical communication and the like.

従来、図１１に示すように、光ファイバピグテイル１は光パッケージ３の内部で発光源２と共に組み込まれレーザダイオードモジュール（以降ＬＤモジュール）４として形成される。上記光ファイバピグテイル１は光パッケージ３に組み込まれる際に、光軸合わせをしたのち半田５にて光パッケージ３に固定される。 Conventionally, as shown in FIG. 11, the optical fiber pigtail 1 is incorporated in the optical package 3 together with the light source 2 and formed as a laser diode module (hereinafter referred to as an LD module) 4. When the optical fiber pigtail 1 is assembled into the optical package 3, the optical axis is aligned and then fixed to the optical package 3 with solder 5.

光パッケージ３の内部は長期稼働中に空中の酸素や湿度により内部の部品が酸化しそれによる通信不良等の不具合を発生させないように、内部空間には金属と反応しない窒素を封入し、酸素や湿度が流入しないように開口部を気密封止している。光ファイバピグテイル１と光パッケージ３を固定するために半田５を使用するのは気密封止するための最適な方法であるからである。 The inside of the optical package 3 is filled with nitrogen that does not react with metal in the internal space so that internal components are not oxidized due to oxygen and humidity in the air during long-term operation, thereby causing problems such as poor communication. The opening is hermetically sealed so that humidity does not flow in. The reason why the solder 5 is used to fix the optical fiber pigtail 1 and the optical package 3 is that it is an optimum method for hermetic sealing.

従来は、光ファイバピグテイル１と光パッケージ３との接合部分としては、図１３に示すように光ファイバの素線２１にクロム薄膜１３１、クロム−金合金薄膜１３２、金薄膜１３３の順で薄膜が形成され、その上にニッケル厚膜１３４、金厚膜１３５を形成した構造になっており、半田５で接合することを本出願人は提案していた（特許文献１参照）。 Conventionally, as a joining portion between the optical fiber pigtail 1 and the optical package 3, as shown in FIG. 13, a thin film 131, a chromium-gold alloy thin film 132, and a gold thin film 133 are sequentially formed on the strand 21 of the optical fiber. The nickel thick film 134 and the gold thick film 135 are formed thereon, and the present applicant has proposed to join with the solder 5 (see Patent Document 1).

また、光ファイバの素線２１にクロム薄膜１４１、クロム−金合金薄膜１４２、金薄膜１４３の順で薄膜が形成され、その上に金厚膜１４４、ニッケル厚膜１４５、金厚膜１４６を形成した構造になっており、半田５で接合することも本出願人は提案していた（特許文献２参照）。 Further, a thin film is formed in the order of the chromium thin film 141, the chromium-gold alloy thin film 142, and the gold thin film 143 on the optical fiber strand 21, and a gold thick film 144, a nickel thick film 145, and a gold thick film 146 are formed thereon. The present applicant has proposed to join with solder 5 (see Patent Document 2).

さらに、光ファイバの素線２１に無電解ニッケルメッキおよび金メッキを形成するという方法もあった。 Furthermore, there has also been a method of forming electroless nickel plating and gold plating on the optical fiber strand 21.

またに、光ファイバの素線２１にＳｉＯｘ薄膜１５１の第１層、チタンまたはクロム薄膜１５２の第２層、白金またはニッケルまたはパラジウム薄膜１５３の第３層、金薄膜１５４の第４層の順で薄膜を形成した構造になっており、半田５で接合することも本出願人は提案していた（特許文献３参照）。
特開２００１−４２１７２号公報特開２００２−３５０６８６号公報特開２００３−９８４０４号公報 Further, the first layer of the SiOx thin film 151, the second layer of the titanium or chromium thin film 152, the third layer of the platinum or nickel or palladium thin film 153, and the fourth layer of the gold thin film 154 are arranged on the strand 21 of the optical fiber. The applicant has proposed that the thin film is formed and the solder 5 is used for joining (see Patent Document 3).
JP 2001-42172 A JP 2002-350686 A JP 2003-98404 A

しかしながら、従来の光ファイバピグテイル１は、地上系で採用される場合問題が生じなかったが、光ファイバの普及により海底ケーブルの中継器内で採用されることとなり、万一故障した場合、引き上げ交換する経費が膨大に掛かるために、特に厳しい信頼性を要求される様になった。 However, the conventional optical fiber pigtail 1 has no problem when it is used in the ground system, but it is adopted in a submarine cable repeater due to the spread of optical fiber. Since the cost of replacement is enormous, particularly strict reliability is required.

従来の特許文献１に記載の光ファイバピグテイル１は、薄膜の上に電解メッキを実施しているため、電解メッキ工程において電気的な導通をとるための導通接点１１１が必要である。導通接点１１１は、メッキ工程にて電流を供給するための金属との接触にて、キズがつく事があり、このキズを基点として、光ファイバピグテイル１が破断しやすいという問題があった。特にヒートサイクル試験後において、このキズが成長して光ファイバピグテイル１が破断しやすいという問題があった。 Since the conventional optical fiber pigtail 1 described in Patent Document 1 is electrolytically plated on a thin film, a conductive contact 111 is required for electrical conduction in an electrolytic plating process. The conductive contact 111 may be scratched by contact with a metal for supplying a current in the plating process, and the optical fiber pigtail 1 has a problem that the optical fiber pigtail 1 is likely to be broken from the scratch. In particular, after the heat cycle test, there is a problem that the scratches grow and the optical fiber pigtail 1 is easily broken.

従来の特許文献2に記載の光ファイバピグテイル１では、光ファイバの素線２１の表面にクロム薄膜１４１、クロム−金合金薄膜１４２、金薄膜１４３の順で薄膜が形成され、その上に金厚膜１４４、ニッケル厚膜１４５、金厚膜１４６を形成した構造においては、ニッケル厚膜１４５と金薄膜１４３の間に、金厚膜１４４を設けることにより、熱膨張率差による応力の発生を緩和しているために、クロム薄膜１３１、クロム−金合金薄膜１３２、金薄膜１３３の順で薄膜が形成し、その上にニッケル厚膜１３４、金厚膜１３５を形成した場合に比較してヒートサイクル後の引っ張り強度は増加したが、導通接点１１１の影響は避けることができないという問題があった。 In the conventional optical fiber pigtail 1 described in Patent Document 2, a thin film is formed in the order of a chromium thin film 141, a chromium-gold alloy thin film 142, and a gold thin film 143 on the surface of the optical fiber strand 21. In the structure in which the thick film 144, the nickel thick film 145, and the gold thick film 146 are formed, by providing the gold thick film 144 between the nickel thick film 145 and the gold thin film 143, stress due to the difference in thermal expansion coefficient is generated. Because of the relaxation, the thin film is formed in the order of the chromium thin film 131, the chromium-gold alloy thin film 132, and the gold thin film 133, and the nickel thick film 134 and the gold thick film 135 are formed thereon. Although the tensile strength after the cycle increased, there was a problem that the influence of the conductive contact 111 could not be avoided.

また、近年、光パッケージ３が小型化する傾向があり、それに使用される光ファイバピグテイル１の素線２１の長さも小さくする必要があるが、従来の特許文献１および特許文献２に記載の光ファイバにおいては、導通接点１１１が必要であり、導通接点１１１にはメッキがかからないため、半田付けすることができないので、導通接点１１１の長さ分の素線２１の長さを小さくできないという問題があった。 Further, in recent years, the optical package 3 tends to be downsized, and the length of the strand 21 of the optical fiber pigtail 1 used for the optical package 3 needs to be reduced. In the optical fiber, the conductive contact 111 is necessary, and since the conductive contact 111 is not plated and cannot be soldered, the length of the strand 21 corresponding to the length of the conductive contact 111 cannot be reduced. was there.

さらに、従来の特許文献１および特許文献２の光ファイバピグテイル１では、蒸着等の真空プロセスを終えた後に、メッキによる湿式プロセスを実施するため、真空プロセスの後光ファイバのメッキ治具への付け替え等を実施しなければならず、光ファイバのハンドリングでの加工工数の増大やハンドリング時の光ファイバの破損による歩留まりの低下という問題があった。 Furthermore, in the conventional optical fiber pigtail 1 of Patent Document 1 and Patent Document 2, after the vacuum process such as vapor deposition is completed, a wet process by plating is performed. Replacing etc. had to be carried out, and there were problems such as an increase in the number of processing steps in handling the optical fiber and a decrease in yield due to breakage of the optical fiber during handling.

また、従来の無電解メッキにて薄膜を形成した光ファイバピグテイル１では、特許文献１および特許文献２で必要であった導通接点１１１が不必要であるが、ガラスに対して無電解メッキは、密着度が悪いため、半田付けを実施した時に、メッキ部分が剥離しやすいために、半田付けの加熱条件を急加熱しないようにして半田付けする必要があり、急加熱しないように半田付けを実施したとしても、気密が取れない場合が発生するという問題があった。 Further, in the conventional optical fiber pigtail 1 in which a thin film is formed by electroless plating, the conductive contact 111 required in Patent Document 1 and Patent Document 2 is unnecessary, but electroless plating is not performed on glass. Because of the poor adhesion, the plated part is easy to peel off when soldering is performed.Therefore, it is necessary to solder without heating the soldering conditions. Even if it was implemented, there was a problem that the case where the airtightness could not be obtained occurred.

従来の特許文献３に記載の光ファイバピグテイル１では、特許文献１および特許文献２で必要であった導通接点１１１が不必要であるという利点があり、また、真空プロセスのみで実施されるため工数の増大や、ファイバの破損についても改善することができた。しかし、膜種としてＳｉＯｘやＰｔの高融点材料の成膜において、電子銃を使用する必要があり、使用する装置が高価で簡便に成膜できないという問題があった。 In the conventional optical fiber pigtail 1 described in Patent Document 3, there is an advantage that the conductive contact 111 required in Patent Document 1 and Patent Document 2 is unnecessary, and since it is performed only by a vacuum process. It was also possible to improve man-hours and fiber breakage. However, in forming a high melting point material such as SiOx or Pt as a film type, it is necessary to use an electron gun, and there is a problem that an apparatus to be used is expensive and cannot be easily formed.

また、ＳｉＯｘ薄膜１４１の成膜の安定性が悪く、成膜バッチ毎のファイバの引っ張り強度がばらつくという問題があった。さらに、従来の特許文献３に記載の光ファイバピグテイル１では、蒸着材が高融点の材料であるため、蒸着材の温度を高く保つ必要があり、その蒸着材からの熱放射で、被蒸着材である光ファイバの温度が上昇して、光ファイバの被覆１４にダメージが生じるという問題があった。 In addition, the film formation stability of the SiOx thin film 141 is poor, and there is a problem that the fiber tensile strength varies from film formation batch to batch. Furthermore, in the conventional optical fiber pigtail 1 described in Patent Document 3, since the vapor deposition material is a high melting point material, it is necessary to keep the temperature of the vapor deposition material high. There was a problem that the temperature of the optical fiber, which is a material, increased, and the optical fiber coating 14 was damaged.

上記問題点に鑑みて本発明は、光ファイバの被覆除去部の側面にクロム薄膜、クロム−銅合金薄膜、銅薄膜、金薄膜を少なくともこの順に薄膜を形成したことを特徴とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a thin film of a chromium thin film, a chromium-copper alloy thin film, a copper thin film, and a gold thin film is formed at least in this order on the side surface of the coating removal portion of the optical fiber.

また、上記クロム薄膜が０．０１〜０．３μｍ、クロム−金合金薄膜が０．０１〜０．３μｍ、銅薄膜が０．５〜２μｍ、金薄膜が０．１〜２．０μｍの厚みであることを特徴とする。 The chromium thin film has a thickness of 0.01 to 0.3 μm, the chromium-gold alloy thin film has a thickness of 0.01 to 0.3 μm, the copper thin film has a thickness of 0.5 to 2 μm, and the gold thin film has a thickness of 0.1 to 2.0 μm. It is characterized by being.

加えて、光ファイバの被覆除去部の側面にクロム薄膜、銅薄膜、ニッケル薄膜、金薄膜を少なくともこの順に形成したことを特徴とする。 In addition, a chromium thin film, a copper thin film, a nickel thin film, and a gold thin film are formed at least in this order on the side surface of the coating removal portion of the optical fiber.

また、上記クロム薄膜が０．０１〜０．３μｍ、銅薄膜が０．５〜２μｍ、ニッケル薄膜が０．３〜２μｍ、金薄膜が０．１〜２．０μｍの厚みであることを特徴とする。 The chromium thin film has a thickness of 0.01 to 0.3 μm, the copper thin film has a thickness of 0.5 to 2 μm, the nickel thin film has a thickness of 0.3 to 2 μm, and the gold thin film has a thickness of 0.1 to 2.0 μm. To do.

又、上記クロム薄膜と、銅薄膜の間にクロム−銅合金薄膜を０．０１〜０．３μｍの厚みで形成したことを特徴とする。 In addition, a chromium-copper alloy thin film having a thickness of 0.01 to 0.3 μm is formed between the chromium thin film and the copper thin film.

さらに、クロム−銅合金の銅割合が１０〜９０原子％であることを特徴とする。 Furthermore, the copper ratio of the chromium-copper alloy is 10 to 90 atomic%.

また、光ファイバピグテイルの先端面が、球面、平面、斜め平面、斜め球面、くさび形状のいずれかであることを特徴とする。 Further, the tip surface of the optical fiber pigtail is any one of a spherical surface, a flat surface, an oblique plane, an oblique spherical surface, and a wedge shape.

更に、薄膜を蒸着もしくはイオンプレーティングもしくはスパッタリングのいずれかにより形成したことを特徴とする。 Furthermore, the thin film is formed by either vapor deposition, ion plating, or sputtering.

本発明によれば、光パッケージ３等に組み込まれる光ファイバピグテイル１において、光ファイバ先端近傍の側面にクロム薄膜２２、クロム−銅合金薄膜２３、銅薄膜２４、金薄膜２５、または、クロム薄膜２２、銅薄膜２４、ニッケル薄膜２６、金薄膜２５の順序で薄膜１３を形成したことによって、導通接点１１１の存在しない引っ張り強度が安定して良く、被覆材にダメージの生じない光ファイバピグテイル１を簡便に得ることができる。 According to the present invention, in the optical fiber pigtail 1 incorporated in the optical package 3 or the like, the chromium thin film 22, the chromium-copper alloy thin film 23, the copper thin film 24, the gold thin film 25, or the chromium thin film is formed on the side surface near the tip of the optical fiber. 22, the thin film 13 is formed in the order of the copper thin film 24, the nickel thin film 26, and the gold thin film 25, so that the tensile strength without the conduction contact 111 may be stable and the coating material will not be damaged. Can be easily obtained.

以下本発明の実施形態を図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明の第一実施形態を示す光ファイバピグテイル１の側面図である。又、図２は第一実施形態の該光ファイバピグテイル１の金属膜１３部分の断面図である。 FIG. 1 is a side view of an optical fiber pigtail 1 showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the metal film 13 portion of the optical fiber pigtail 1 according to the first embodiment.

本発明に係わる光ファイバピグテイル１は、光ファイバの被覆１４の一部を除去し、素線２１の先端面１１の形状がテーパ球面１２を呈し、先端近傍の側面に金属膜１３を形成したものである。この金属膜１３は、光ファイバの素線２１側から順にクロム薄膜２２、クロム−銅薄膜２３、銅薄膜２３、金薄膜２４の薄膜を形成したものである。 In the optical fiber pigtail 1 according to the present invention, a part of the coating 14 of the optical fiber is removed, the shape of the tip surface 11 of the strand 21 has a tapered spherical surface 12, and the metal film 13 is formed on the side surface near the tip. Is. The metal film 13 is formed by forming a thin film of a chromium thin film 22, a chromium-copper thin film 23, a copper thin film 23, and a gold thin film 24 in this order from the strand 21 side of the optical fiber.

クロム薄膜２２を光ファイバの素線に付着させる材料に決定したのは、光ファイバの素線２１の材質である石英ガラスの熱膨張係数が０．５×１０^−６／℃と小さいために、密着度が良く、熱膨張係数が２３×１０^−６／℃と低熱膨張係数のクロム薄膜２２が、素線２１に直付けする金属として優れている。クロムは、ガラス表面の酸素と結合して、強固な密着度を得ることができる。 The reason why the chromium thin film 22 is made to adhere to the optical fiber strand is that quartz glass, which is the material of the optical fiber strand 21, has a low thermal expansion coefficient of 0.5 × 10 ⁻⁶ / ° C. The chromium thin film 22 having good adhesion and a low thermal expansion coefficient of 23 × 10 ⁻⁶ / ° C. is excellent as a metal directly attached to the strand 21. Chromium can combine with oxygen on the glass surface to obtain a strong adhesion.

クロム−銅合金薄膜２３は、クロム薄膜２２と銅薄膜２４の密着度を高めるために、採用した。 The chromium-copper alloy thin film 23 was employed in order to increase the adhesion between the chromium thin film 22 and the copper thin film 24.

クロム−銅合金薄膜２３の上に銅薄膜２４は、従来使用されていたニッケルに比較して柔らかいために、半田付けに発生する応力を吸収するので、ファイバの素線２１に発生する応力を低減することができるために採用した。ガラスは脆性材料であるため、ガラス表面に発生した傷が成長して破壊に至るので、半田付け時に発生する応力を低減することによって、ファイバの引っ張り強度を向上させることができる。 Since the copper thin film 24 on the chromium-copper alloy thin film 23 is softer than the conventionally used nickel, it absorbs the stress generated in the soldering, thereby reducing the stress generated in the fiber strand 21. Adopted to be able to. Since glass is a brittle material, scratches generated on the glass surface grow and break down, so that the tensile strength of the fiber can be improved by reducing the stress generated during soldering.

光パッケージ３に半田固定するときに半田９１として、主に金スズ半田が用いられるが、銅薄膜２４は、金スズ半田と合金を形成するために、密着が非常よいという特徴があり、また、安価に形成することができるために用いた。最外周には、耐食性、耐熱性に優れ特に空気中及び水中では永久に酸化しない金薄膜２５を用いる必要がある。また金薄膜２５は、金スズ半田との濡れ性が非常によく、金スズ半田付けを実施した際には、最外層の金薄膜２５があるために、金薄膜２５が金スズ半田に食われて銅薄膜２４が濡れ性よく金スズ半田との合金を作る事が可能となる。 Gold tin solder is mainly used as the solder 91 when soldering to the optical package 3, but the copper thin film 24 has a feature that adhesion is very good in order to form an alloy with the gold tin solder. It was used because it could be formed inexpensively. On the outermost periphery, it is necessary to use a gold thin film 25 that is excellent in corrosion resistance and heat resistance, and that is not permanently oxidized in air and water. The gold thin film 25 has very good wettability with the gold tin solder, and when the gold tin soldering is performed, the gold thin film 25 is eaten by the gold tin solder because the outermost gold thin film 25 exists. Thus, the copper thin film 24 can make an alloy with gold tin solder with good wettability.

クロム−銅合金薄膜２３の組成比率としては、１０〜９０原子％が望ましい。クロムが９０原子％以上では、銅の含有量が少なくクロム−銅合金薄膜２３と銅薄膜２４の間で剥離が生じやすくなる。逆にクロムの組成比率が１０原子％以下になると、クロム薄膜２２とクロム−銅合金薄膜２３の間で剥離が生じやすくなる。理想的には、クロムと銅の組成比率としては、５０原子％が望ましい。クロム−銅合金薄膜２３が前述の組成比率の範囲外の場合や、クロム−銅合金薄膜２３がない場合は、半田付けを実施した時に、クロム薄膜２２と銅薄膜２４の密着度が悪いために剥離が生じて、気密が取れなくなるという問題が生じる。 The composition ratio of the chromium-copper alloy thin film 23 is preferably 10 to 90 atomic%. When the chromium content is 90 atomic% or more, the copper content is small, and peeling between the chromium-copper alloy thin film 23 and the copper thin film 24 is likely to occur. Conversely, if the chromium composition ratio is 10 atomic% or less, peeling between the chromium thin film 22 and the chromium-copper alloy thin film 23 is likely to occur. Ideally, the composition ratio of chromium and copper is preferably 50 atomic%. When the chromium-copper alloy thin film 23 is out of the above composition ratio range or when the chromium-copper alloy thin film 23 is not present, the adhesion between the chromium thin film 22 and the copper thin film 24 is poor when soldering is performed. There arises a problem that separation occurs and airtightness cannot be obtained.

図３（ａ）は第二実施形態を示す該光ファイバピグテイル１の金属膜１３部分の断面図である。本発明の第二の実施形態としては、光ファイバピグテイル１は、金属膜１３以外の構成は本発明の第一の実施形態と同様の形態であるが、先端近傍の側面の金属膜１３を光ファイバの素線２１側から順にクロム薄膜２２、銅薄膜２４、ニッケル薄膜２６、金薄膜２５の薄膜を形成したものである。クロム薄膜２２、銅薄膜２４、金薄膜２５は、本発明の第一実施形態と同様の理由で選択した。加えて銅薄膜２４と金薄膜２５との間にニッケル薄膜２６を形成することにより半田濡れ性をさらに良好に保つことができる。これは、ニッケル薄膜２６がない場合では、銅薄膜２４は、半田喰われ性が高く半田と容易に合金を形成するため５秒程度の半田作業時間の場合には、非常に濡れ性がよいが、反面、１０秒以上長く半田付けを実施した場合には、銅薄膜２４が半田に喰われて薄くなり、反対に濡れ性が悪くなる。ニッケル薄膜２３を形成した場合は、銅薄膜２４の半田喰われを防止することができるので、良好な濡れ性を保つことが可能となる。 FIG. 3A is a cross-sectional view of the metal film 13 portion of the optical fiber pigtail 1 showing a second embodiment. As a second embodiment of the present invention, the optical fiber pigtail 1 has the same configuration as that of the first embodiment of the present invention except for the configuration of the metal film 13. Thin films of a chromium thin film 22, a copper thin film 24, a nickel thin film 26, and a gold thin film 25 are formed in this order from the strand 21 side of the optical fiber. The chromium thin film 22, the copper thin film 24, and the gold thin film 25 were selected for the same reason as in the first embodiment of the present invention. In addition, by forming the nickel thin film 26 between the copper thin film 24 and the gold thin film 25, the solder wettability can be further improved. This is because, in the absence of the nickel thin film 26, the copper thin film 24 has a high solder erosion property and easily forms an alloy with the solder. Therefore, in the case of a soldering operation time of about 5 seconds, the wettability is very good. On the other hand, when the soldering is performed for 10 seconds or longer, the copper thin film 24 is eroded and thinned by the solder, and on the contrary, the wettability is deteriorated. In the case where the nickel thin film 23 is formed, it is possible to prevent the copper thin film 24 from being eroded by solder, and thus it is possible to maintain good wettability.

光ファイバピグテイル１の半田付け固定は、通常５秒以下の時間で終了するため、第一実施形態の膜構成で十分実用可能であるが、１０秒程度の半田付け固定時間が必要な特殊な場合においては、第二実施形態の膜構成を使用することが望ましい。 Since the fixing of the optical fiber pigtail 1 is normally completed in a time of 5 seconds or less, the film configuration of the first embodiment is sufficiently practical. However, a special soldering fixing time of about 10 seconds is required. In some cases, it is desirable to use the membrane configuration of the second embodiment.

ニッケル薄膜２６を形成した場合は、第一実施形態で必要であったクロム−銅合金薄膜２３がなくとも、密着強度を保つことが可能である。第一実施形態では、銅薄膜２４が半田に喰われることにより、銅薄膜２４が薄くなるため半田付けでの応力によりクロム薄膜２２と銅薄膜２４との間の剥離を生じるが、ニッケル薄膜２６が存在することにより、半田喰われは、ニッケル薄膜２６の表面にとどまり、銅薄膜２４は、半田喰われ等の損傷無く半田付けが終了する。そのため、銅薄膜２４が十分厚く、半田付け時の応力を吸収するので、クロム−銅合金薄膜２３がなくとも、密着強度を保つことが可能となる。 When the nickel thin film 26 is formed, the adhesion strength can be maintained even without the chromium-copper alloy thin film 23 required in the first embodiment. In the first embodiment, when the copper thin film 24 is eroded by the solder, the copper thin film 24 becomes thin. Therefore, peeling between the chromium thin film 22 and the copper thin film 24 occurs due to the stress in soldering. By being present, the solder erosion remains on the surface of the nickel thin film 26, and the copper thin film 24 finishes soldering without damage such as solder erosion. Therefore, since the copper thin film 24 is sufficiently thick and absorbs stress during soldering, the adhesion strength can be maintained even without the chromium-copper alloy thin film 23.

図３（ｂ）に示すようにクロム薄膜２２と銅薄膜２４との間に、クロム−銅合金薄膜２３が存在した場合は、第一の実施形態と同様の理由で、さらに良好に密着度を保つことができる。 As shown in FIG. 3B, when the chromium-copper alloy thin film 23 exists between the chromium thin film 22 and the copper thin film 24, the adhesion degree is further improved for the same reason as in the first embodiment. Can keep.

第二の実施形態では、銅薄膜２４の上にニッケル薄膜２６を形成しているために、従来のクロム薄膜の上に直接ニッケル薄膜を形成する場合は引っ張り強度が低下するという問題があったが、本発明では銅薄膜２４が存在しているので、半田付け時の応力が緩和させることができ引っ張り強度の低下なく半田付けすることが可能となる。 In the second embodiment, since the nickel thin film 26 is formed on the copper thin film 24, when the nickel thin film is directly formed on the conventional chromium thin film, there is a problem that the tensile strength is lowered. In the present invention, since the copper thin film 24 exists, the stress at the time of soldering can be relieved and soldering can be performed without lowering the tensile strength.

図３（ａ）〜（ｇ）は本発明の光ファイバピグテイル１の先端面１１の形状を示す図である。（ａ），（ｂ）は光ファイバ径と同等もしくはそれ以上の径にした球面形状、（ｃ）〜（ｆ）は光ファイバ外周に対し直角の平面もしくは斜面またはそれにＲ形状をつけた斜め球面形状のもの、（ｇ）はクサビ形状である。この様な様々な先端面１１の形状とすることで、レンズ作用や反射防止作用を持たせることができ、使用用途に合わせ用いることが出来る。 3A to 3G are views showing the shape of the distal end surface 11 of the optical fiber pigtail 1 of the present invention. (A) and (b) are spherical shapes having a diameter equal to or larger than the optical fiber diameter, and (c) to (f) are planes or inclined surfaces perpendicular to the outer periphery of the optical fiber, or oblique spherical surfaces having an R shape. The shape and (g) are wedge-shaped. By adopting various shapes of the tip surface 11 as described above, it is possible to have a lens action and an antireflection action, and it can be used in accordance with the intended use.

本発明において、薄膜とは膜厚０．０１μｍ〜２μｍ程度未満の膜をいい、蒸着、スパッタもしくはイオンプレーティングで膜を形成し、光ファイバピグテイル１においては、石英ガラス表面と金属膜１３との気密密着性を維持する効果を奏する。また、光パッケージへ半田付けする等の高温作用時においても石英ガラス−金属膜間の膜剥離を生じさせない。膜厚が０．０１μｍ以下と薄い場合は、気密密着性が悪く金属膜が剥離し、逆に膜厚が２μｍ以上と厚い場合には、蒸着、スパッタもしくはイオンプレーティングにて、膜を作製に要する時間が長くかかり、現実的でない。 In the present invention, the thin film refers to a film having a film thickness of about 0.01 μm to less than 2 μm. The film is formed by vapor deposition, sputtering, or ion plating. In the optical fiber pigtail 1, the quartz glass surface and the metal film 13 are formed. It has the effect of maintaining the airtight adhesion. In addition, film separation between the quartz glass and the metal film does not occur even during high temperature action such as soldering to the optical package. When the film thickness is as thin as 0.01 μm or less, the metal film is peeled off due to poor hermetic adhesion, and conversely, when the film thickness is as thick as 2 μm or more, the film is formed by vapor deposition, sputtering or ion plating. It takes a long time and is not realistic.

上記膜厚の測定方法は、膜を形成した光ファイバを図２のように切断して端面を仕上げ、ＴＥＭ分析してＥＤＳ解析した時に、各元素別に分離されて表されるため容易に判別することが可能である。 The film thickness measurement method is easily discriminated because the optical fiber on which the film is formed is cut as shown in FIG. 2 to finish the end face, and is analyzed by TEM analysis and EDS analysis. It is possible.

各薄膜の膜厚としては、前述した膜厚にて形成すればよいが、第一実施形態では、より好ましくは、クロム薄膜２２が０．０１〜０．３μｍ、クロム−金合金薄膜２３が０．０１〜０．３μｍ、銅薄膜２４が０．５〜２μｍ、金薄膜２５が０．１〜２．０μｍの範囲が望まれる。この理由として、クロム薄膜２２、クロム−銅合金薄膜２３としては、光ファイバの銅薄膜２４の密着度を高めるために存在するため、０．０１〜０．３μｍ程度の膜厚で高い密着度を実現することができる。銅薄膜２４は、半田喰われを防止するため０．５μｍ以上あることが好ましいが、前述した成膜上の理由から２μｍ以下に制限される。金は、０．１〜２．０μｍの膜厚があれば、内部の銅の酸化防止、および良好な半田濡れ性を実現することができる。 The thin film may be formed with the above-described film thickness, but in the first embodiment, the chromium thin film 22 is more preferably 0.01 to 0.3 μm and the chromium-gold alloy thin film 23 is 0. Desirable ranges are 0.01 to 0.3 μm, the copper thin film 24 is 0.5 to 2 μm, and the gold thin film 25 is 0.1 to 2.0 μm. The reason for this is that the chromium thin film 22 and the chromium-copper alloy thin film 23 exist to increase the adhesion of the copper thin film 24 of the optical fiber, and therefore have a high adhesion with a film thickness of about 0.01 to 0.3 μm. Can be realized. The copper thin film 24 is preferably 0.5 μm or more in order to prevent solder erosion, but is limited to 2 μm or less for the reasons described above for film formation. If gold has a film thickness of 0.1 to 2.0 μm, it is possible to realize internal copper oxidation prevention and good solder wettability.

第二実施形態では、より好ましくは、クロム薄膜２２が０．０１〜０．３μｍ、クロム−金合金薄膜２３が０．３μｍ以下、銅薄膜２４が０．５〜２μｍ、ニッケル薄膜２６が０．１〜２μｍ、金薄膜２５が０．１〜２．０μｍの範囲が望まれる。この理由として、クロム薄膜２２、銅薄膜２４、金薄膜２５については、第一実施形態と同様の理由であり、クロム−銅合金薄膜は、ファイバの銅薄膜２４の密着度を高めるために存在するため、０．３μｍ以下の膜厚で高い密着度を実現することができる。 In the second embodiment, more preferably, the chromium thin film 22 is 0.01 to 0.3 μm, the chromium-gold alloy thin film 23 is 0.3 μm or less, the copper thin film 24 is 0.5 to 2 μm, and the nickel thin film 26 is 0.00. A range of 1 to 2 μm and a thin gold film 25 of 0.1 to 2.0 μm are desired. The reason for this is that the chromium thin film 22, the copper thin film 24, and the gold thin film 25 are the same as in the first embodiment, and the chromium-copper alloy thin film exists to increase the adhesion of the copper thin film 24 of the fiber. Therefore, a high degree of adhesion can be realized with a film thickness of 0.3 μm or less.

ニッケル薄膜２６は、０．３μｍ以上あれば、半田喰われを防止することができ、前述した成膜上の理由から２μｍ以下に制限される。 If the nickel thin film 26 is 0.3 μm or more, it is possible to prevent solder erosion, and the nickel thin film 26 is limited to 2 μm or less for the reasons described above for film formation.

本膜構成にすることにより、従来特許文献１および特許文献２で必要であった電解メッキ処理が不必要となり、真空プロセスのみで光ファイバピグテイル１を形成することができる、導通接点も不必要となる。電解メッキは、メッキする際にメッキ液につけて電気を流すことによってメッキ被膜が形成されるので、電気を流すための接点をつける必要があり、光ファイバピグテイル１にこの方法にてメッキをつけるためには、導通接点１１１を形成させる必要があるが、この導通接点１１１が引っ張り強度劣化の要因となるため、光ファイバピグテイル１に採用することは好ましくない。 By adopting this film configuration, the electroplating process that is necessary in the conventional patent document 1 and the patent document 2 is unnecessary, and the optical fiber pigtail 1 can be formed only by the vacuum process, and the conductive contact is also unnecessary. It becomes. In electrolytic plating, a plating film is formed by applying electricity to a plating solution when plating is performed. Therefore, it is necessary to attach a contact for supplying electricity, and the optical fiber pigtail 1 is plated by this method. For this purpose, it is necessary to form the conductive contact 111. However, since the conductive contact 111 causes the deterioration of the tensile strength, it is not preferable to employ the conductive contact 111 in the optical fiber pigtail 1.

次に、薄膜２４の形成方法について説明する。 Next, a method for forming the thin film 24 will be described.

光ファイバピグテイル１への薄膜形成方法は気相成長、蒸着、イオンプレーティング、スパッタの４方法が考えられる。 There are four possible methods for forming a thin film on the optical fiber pigtail 1 including vapor phase growth, vapor deposition, ion plating, and sputtering.

気相成長は、膜とする元素を含んだ蒸発しやすい気体を高温に加熱した基板表面に送り、分解、酸化、還元、置換などの化学反応により薄膜を形成する方法であるが、酸化物、窒化物、炭化物などの安定した化合物の薄膜生成に用いられ、光ファイバピグテイル１における金属単体の薄膜には好ましくない。 Vapor phase epitaxy is a method of forming a thin film by a chemical reaction such as decomposition, oxidation, reduction, substitution, etc., by sending an easily vaporized gas containing elements as a film to a heated substrate surface. It is used for forming a thin film of a stable compound such as nitride or carbide, and is not preferable for a thin film of a single metal in the optical fiber pigtail 1.

次に本発明に適用できる薄膜形成方法を図５，図６，図７を用いて説明する。 Next, a thin film forming method applicable to the present invention will be described with reference to FIGS.

図５は蒸着を示す概念図である。蒸着は、電子銃５１からの電子ビーム５２が、ターゲット５３を加熱し、蒸発した原子が基板５４の上について膜５５を形成する方法で、簡便に均一な金属膜を形成させることができるため、光ファイバピグテイル１の薄膜形成方法として適している。加熱方法としては、前述の電子銃による加熱の他、抵抗加熱による加熱方法を利用することもできる。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing vapor deposition. Deposition is a method in which the electron beam 52 from the electron gun 51 heats the target 53 and the evaporated atoms form a film 55 on the substrate 54, so that a uniform metal film can be easily formed. It is suitable as a method for forming a thin film of the optical fiber pigtail 1. As a heating method, in addition to the above-described heating by the electron gun, a heating method by resistance heating can also be used.

図６はスパッタを示す概要図である。スパッタは、プラズマ中のイオン６１がターゲット６２の表面にある原子６３をはねとばし、はねとばされた原子６３はターゲット６２の近くにおかれた基板６４の上について膜６５を形成する方法で、一様な厚さの膜６５がつき、ターゲットの温度を上げる必要がないことが特徴で、樹脂製被覆をもつ光ファイバピグテイル１の薄膜形成方法として適している。 FIG. 6 is a schematic diagram showing sputtering. Sputtering is a method in which ions 61 in the plasma repel atoms 63 on the surface of the target 62, and the repelled atoms 63 form a film 65 on the substrate 64 placed near the target 62. Thus, the film 65 having a uniform thickness is provided and there is no need to raise the temperature of the target, which is suitable as a method for forming a thin film of the optical fiber pigtail 1 having a resin coating.

図７はイオンプレーティングを示す概要図である。イオンプレーティングは、ターゲット７１から蒸発させながら、スパッタにおけるターゲットを基板７２として膜７３を付ける方法であり、蒸着とスパッタの中間的な方法である。この方法では、基板７２はスパッタのターゲットと同様にイオンによって表面がスパッタされ清浄化されるのと同時に高温になるので、付着強度が大きくなり、光ファイバピグテイル１には最も適した方法である。以上より、本発明の光ファイバピグテイル１を形成する方法としては蒸着、スパッタ、イオンプレーティングを用いることが出来、いずれの方法においても半田付けする等の高温作用時においても素線２１と金属膜１３間の剥離は生じない。 FIG. 7 is a schematic diagram showing ion plating. Ion plating is a method in which a film 73 is formed using the target in sputtering as the substrate 72 while evaporating from the target 71, and is an intermediate method between vapor deposition and sputtering. In this method, since the surface of the substrate 72 is sputtered and cleaned by ions in the same manner as the sputtering target, the substrate 72 is heated at the same time, so that the adhesion strength is increased and is the most suitable method for the optical fiber pigtail 1. . As described above, vapor deposition, sputtering, and ion plating can be used as a method for forming the optical fiber pigtail 1 of the present invention, and the wire 21 and the metal can be used even during high temperature action such as soldering in any of the methods. Separation between the films 13 does not occur.

蒸着、スパッタ及びイオンプレーテイングいずれの成膜方法でも、クロム薄膜２２、クロム−銅合金薄膜２３、銅薄膜２４、金薄膜２５のそれぞれの最適な膜厚範囲０．０１〜２μｍ程度に形成することができる。成膜は、クロム薄膜２２、クロム−銅合金薄膜２３、銅薄膜２４、金薄膜２５の順番で実施される。 In any film forming method such as vapor deposition, sputtering, and ion plating, the chromium thin film 22, the chromium-copper alloy thin film 23, the copper thin film 24, and the gold thin film 25 are each formed to have an optimum film thickness range of about 0.01 to 2 μm. Can do. Film formation is performed in the order of a chromium thin film 22, a chromium-copper alloy thin film 23, a copper thin film 24, and a gold thin film 25.

従来の特許文献３に示された方法では、ＳｉＯｘ、Ｐｔの形成において、製造装置として電子銃のような、高融点材料に対応した設備が必要であったが、本膜構成においては、それらが必要なく、安価な設備で蒸着可能である。蒸着による製造方法を例に取ると、従来の特許文献３の方法では、電子銃が必要であるが、本発明の方法では、安価な抵抗加熱で十分に成膜することができる。 In the conventional method disclosed in Patent Document 3, in the formation of SiOx and Pt, equipment corresponding to a high-melting-point material such as an electron gun is necessary as a manufacturing apparatus. It is not necessary and can be deposited with inexpensive equipment. Taking the manufacturing method by vapor deposition as an example, the conventional method of Patent Document 3 requires an electron gun, but the method of the present invention can sufficiently form a film by inexpensive resistance heating.

また、従来の特許文献３で示される高融点材料を蒸着する場合には、蒸着材の温度を高く保つ必要があり、その蒸着材からの熱放射で、被蒸着材である光ファイバの温度が上昇して、光ファイバの被覆１４にダメージが生じることもあったが、本発明による光ファイバピグテイル１においては、高融点材料がなく、１０００〜１９００℃程度の低温で蒸着するため、蒸着材からの熱放射を低減することができ、被覆材でのダメージを防止することも可能となる。 Moreover, when vapor-depositing the high melting point material shown in the conventional patent document 3, it is necessary to keep the temperature of the vapor deposition material high. The thermal radiation from the vapor deposition material causes the temperature of the optical fiber that is the vapor deposition material to be high. However, the optical fiber pigtail 1 according to the present invention has no high melting point material and is deposited at a low temperature of about 1000 to 1900 ° C. It is also possible to reduce the heat radiation from and prevent damage to the covering material.

さらに、従来の特許文献３の方法では、成膜されるＳｉＯｘのＳｉとＯの組成比率が蒸着バッチ毎に異なるため、バッチ毎の引っ張り強度にバラツキが生じたが、本発明の方法では、ＳｉＯｘを生じないため、バッチ毎のバラツキを防止することができる。 Furthermore, in the conventional method of Patent Document 3, since the composition ratio of Si and O of SiOx to be formed varies from one deposition batch to another, the tensile strength varies from batch to batch. However, in the method of the present invention, SiOx Therefore, variation from batch to batch can be prevented.

素線２１の先端面１１は、光パッケージ３の発光源２からの出射光を受けるために、金属膜１３を形成しないようにする必要がある。そのため、薄膜形成前に、先端面１１を溶剤等でマスキングした後に、金属膜１３を形成する。金属膜１３は、マスキングの上に形成されるので、成膜の後にマスキングを除去することにより、先端面１１に金属膜１３をつかないようにする事が可能となる。 In order to receive the emitted light from the light emitting source 2 of the optical package 3, it is necessary that the metal film 13 is not formed on the distal end surface 11 of the strand 21. Therefore, the metal film 13 is formed after masking the tip surface 11 with a solvent or the like before forming the thin film. Since the metal film 13 is formed on the masking, it is possible to prevent the metal film 13 from sticking to the end face 11 by removing the masking after the film formation.

ここで、以下に示す方法で実験を行った。 Here, the experiment was conducted by the following method.

端面形状がテーパ球面である光ファイバピグテイル１のサンプルを３００本作成し、この内６０本を本発明の実施例１としてクロム薄膜２２を０．０５μｍ、クロム−銅合金薄膜２３を０．０５μｍ、銅薄膜２４を１μｍ、金薄膜２５を０．２μｍの順にイオンプレーティングで光ファイバ上に形成し光ファイバピグテイル１を作製した。このときのクロム−銅合金薄膜２３の銅の組成比率は、５０原子％とした。つぎに、本発明の実施例２としてクロム薄膜２２を０．０５μｍ、クロム−銅合金薄膜２３を０．０５μｍ、銅薄膜２４を１μｍ、金薄膜２５を０．２μｍの順にイオンプレーティングで光ファイバ上に形成し、６０本の光ファイバピグテイル１を作製した。このときのクロム−銅合金薄膜２３の銅の組成比率は、８原子％とした。さらに、本発明の実施例３としてクロム薄膜２２を０．０５μｍ、クロム−銅合金薄膜２３を０．０５μｍ、銅薄膜２４を１μｍ、金薄膜２５を０．２μｍの順にイオンプレーティングで光ファイバ上に形成し６０本の光ファイバピグテイル１を作製した。このときのクロム−銅合金薄膜２３の銅の組成比率は、９２原子％とした。 300 samples of the optical fiber pigtail 1 whose end face shape is a tapered spherical surface are prepared, 60 of which are 0.05 μm of the chromium thin film 22 and 0.05 μm of the chromium-copper alloy thin film 23 as Example 1 of the present invention. Then, the copper thin film 24 was formed on the optical fiber by ion plating in the order of 1 μm and the gold thin film 25 was formed in the order of 0.2 μm, and the optical fiber pigtail 1 was manufactured. The copper composition ratio of the chromium-copper alloy thin film 23 at this time was 50 atomic%. Next, as Example 2 of the present invention, an optical fiber is formed by ion plating in the order of 0.05 μm for the chromium thin film 22, 0.05 μm for the chromium-copper alloy thin film 23, 1 μm for the copper thin film 24, and 0.2 μm for the gold thin film 25. 60 optical fiber pigtails 1 were produced. The copper composition ratio of the chromium-copper alloy thin film 23 at this time was 8 atomic%. Further, as Example 3 of the present invention, the chromium thin film 22 is 0.05 μm, the chromium-copper alloy thin film 23 is 0.05 μm, the copper thin film 24 is 1 μm, and the gold thin film 25 is 0.2 μm in order of ion plating on the optical fiber. 60 optical fiber pigtails 1 were produced. At this time, the composition ratio of copper in the chromium-copper alloy thin film 23 was 92 atomic%.

本発明の実施例４として、クロム薄膜２２を０．０５μｍ、銅薄膜２４を１μｍ、ニッケル薄膜２６を１μｍ、金薄膜２５を０．２μｍの順にイオンプレーティングで光ファイバ上に形成し、６０本の光ファイバピグテイル１を作製した。 As Example 4 of the present invention, a chromium thin film 22 is formed on an optical fiber by ion plating in the order of 0.05 μm, a copper thin film 24 is 1 μm, a nickel thin film 26 is 1 μm, and a gold thin film 25 is 0.2 μm. An optical fiber pigtail 1 was prepared.

さらに、本発明の比較例として、残りの６０本で電子ビーム蒸着でＳｉＯｘ=０．０５μｍ、Ｔi＝０．０５μｍ、Ｐｔ＝０．２μｍ、Ａｕ＝０．１μｍの膜厚で形成し、光ファイバピグテイル１を作製した。本発明と比較例の光ファイバピグテイルにおいて、それぞれ６０本を作製するのにあたり、蒸着バッチ毎のバラツキをみるために、１バッチについて２０本づつ作製し、３バッチで合計６０本づつ作製した。 Furthermore, as a comparative example of the present invention, the remaining 60 were formed by electron beam evaporation with a film thickness of SiOx = 0.05 μm, Ti = 0.05 μm, Pt = 0.2 μm, Au = 0.1 μm, and an optical fiber. Pigtail 1 was produced. In producing the optical fiber pigtails of the present invention and the comparative example, in order to see the variation for each vapor deposition batch, 20 pieces were produced for each batch, and 60 pieces were produced in total for 3 batches.

光ファイバピグテイル１の半田濡れ性の確認するため、ビスマススズ=５８:４２にて半田濡れ性試験を実施した。図８に示すように、半田８２を半田層８１にて２５０℃にあたため、暖められた半田８２に光ファイバピグテイル１を浸積した状態で５秒放置した後、半田８２より光ファイバピグテイル１を引き上げ、その外観を顕微鏡にて×２０倍で観測した。本発明、比較例の光ファイバピグテイル１において各１０本づつ実施した。 In order to confirm the solder wettability of the optical fiber pigtail 1, a solder wettability test was conducted at bismuth tin = 58: 42. As shown in FIG. 8, since the solder 82 is heated to 250 ° C. in the solder layer 81, the optical fiber pigtail 1 is immersed in the warmed solder 82 and left for 5 seconds. 1 was pulled up, and the appearance was observed with a microscope at a magnification of × 20. The present invention and the optical fiber pigtail 1 of the comparative example were carried out 10 by 10 each.

次に、光ファイバピグテイル１をフェルール９４に半田固定を実施した後に、引っ張り試験を実施した。図９に示すように、フェルール９４上に半田９１を置き、ファイバ９２をフェルールに通してコイル９３で加熱して金属膜１３部分を半田接合した。半田材料としてはAuＳｎ、ＡｇＳｎ、ＰｂＳｎなどがあるが、この場合では光パッケージの封止において最も利用されるＡｕ80Ｓｎ20を使用した。通常、半田のプリフォームをファイバと金属フェルールの接合部に積載して、レーザー加熱、脱酸素温風加熱、高周波誘導加熱を用いて溶融接合する。 Next, after the optical fiber pigtail 1 was fixed to the ferrule 94 by soldering, a tensile test was performed. As shown in FIG. 9, the solder 91 was placed on the ferrule 94, the fiber 92 was passed through the ferrule and heated by the coil 93, and the metal film 13 portion was soldered. As the solder material, there are AuSn, AgSn, PbSn, and the like. In this case, Au80Sn20, which is most utilized for sealing an optical package, was used. Usually, a solder preform is placed on a joint between a fiber and a metal ferrule, and melt-bonded using laser heating, deoxygenated hot air heating, or high-frequency induction heating.

金属のフェルール９４はＡＳＴＭ−Ｆ１５、ＳＵＳ、ニッケルなどが使用されるがこの場合では最も熱膨張率が低い金属としてＡＳＴＭ−Ｆ１５を使用した。ＡＳＴＭ−Ｆ１５はＦｅ―Ｃｏ−Ｎｉからなる合金であり、このＡＳＴＭ−Ｆ１５を材料として成形、切削加工などで管状とし、ニッケル、金を１〜３μｍずつ順次メッキして金属フェルール作製した。 As the metal ferrule 94, ASTM-F15, SUS, nickel or the like is used. In this case, ASTM-F15 is used as the metal having the lowest coefficient of thermal expansion. ASTM-F15 is an alloy made of Fe—Co—Ni. The ASTM-F15 is formed into a tubular shape by molding, cutting, etc., and nickel and gold are sequentially plated by 1 to 3 μm to prepare a metal ferrule.

本発明、および比較例の光ファイバピグテイル１についてそれぞれ、５０本ずつ抜き取り引っ張り試験を実施した。引っ張り試験の方法を図１０に示す。フェルール９４をレール１０３の上のステージ１０４で固定し、被覆１４をステージ１０４の上のプッシュプルゲージ１０１で固定した。ステージ１０４を０．５ｍｍ／ｓｅｃにて動かし、加重をかけて、破断したときのプッシュプルゲージの値を読みとった。表１に半田濡れ性試験、引っ張り試験結果を示す。

About 50 each of the optical fiber pigtails 1 of the present invention and the comparative example were extracted and subjected to a tensile test. The tensile test method is shown in FIG. The ferrule 94 was fixed with a stage 104 on the rail 103, and the coating 14 was fixed with a push-pull gauge 101 on the stage 104. The stage 104 was moved at 0.5 mm / sec, a load was applied, and the value of the push-pull gauge when it broke was read. Table 1 shows the results of the solder wettability test and the tensile test.

表１より半田濡れ性については、本発明の実施例１および実施例４にて最も良好な結果となった。それに対して、実施例２および実施例３および比較例では、１〜２本のサンプルで金属膜１３に剥がれが生じて良好な結果を得ることができなかった。 From Table 1, the best results for solder wettability were obtained in Example 1 and Example 4 of the present invention. On the other hand, in Example 2, Example 3, and Comparative Example, the metal film 13 was peeled off by one or two samples, and good results could not be obtained.

表１より引っ張り強度については、本発明の実施例１は、１４．７０Ｎ以上の引っ張り強度を維持した。また、本発明の実施例４においても、１４．７Ｎ以上の引っ張り強度を維持した。それに対して実施例２は、１２．７４Ｎにて破断が発生し。実施例３のサンプルは、１２．７４Ｎ以上にて破断が発生し、比較例のサンプルは、８．８２Ｎ以上にて破断が発生した。 From Table 1, regarding the tensile strength, Example 1 of the present invention maintained a tensile strength of 14.70 N or more. In Example 4 of the present invention, a tensile strength of 14.7 N or more was maintained. On the other hand, in Example 2, breakage occurred at 12.74N. The sample of Example 3 broke at 12.74 N or more, and the sample of the comparative example broke at 8.82 N or more.

この結果より、従来のクロム薄膜１３１、クロム−金合金薄膜１３２、金薄膜１３３の順に薄膜を形成した後、ニッケル厚膜１３４、金厚膜１３５の順に厚膜を形成した光ファイバピグテイル、および従来のクロム薄膜１４１、クロム−金合金薄膜１４２、金薄膜１４３の順に薄膜を形成した後、金厚膜１４４、ニッケル厚膜１４５、金厚膜１４６の順に厚膜を形成した光ファイバピグテイル引っ張り強度が弱く破断が発生した。 From this result, after forming the thin film in the order of the conventional chromium thin film 131, the chromium-gold alloy thin film 132, and the gold thin film 133, the optical fiber pigtail in which the thick film is formed in the order of the nickel thick film 134 and the gold thick film 135, An optical fiber pigtail is formed by forming a thin film in the order of a conventional chromium thin film 141, a chromium-gold alloy thin film 142, and a gold thin film 143, and then forming a thick film in the order of a gold thick film 144, a nickel thick film 145, and a gold thick film 146. The strength was weak and breakage occurred.

これに対し、クロム薄膜２２、クロム−銅合金薄膜２３、銅薄膜２４、金薄膜２５の順に薄膜を形成した本発明の実施例１、およびクロム薄膜２２、銅薄膜２４、ニッケル薄膜２５、金薄膜２５の順に薄膜を形成した本発明の実施例２は、引っ張り強度が強く半田濡れ性の良好な光ファイバピグテイル１が得られた。 On the other hand, Example 1 of this invention which formed the thin film in order of the chromium thin film 22, the chromium-copper alloy thin film 23, the copper thin film 24, and the gold thin film 25, and the chromium thin film 22, the copper thin film 24, the nickel thin film 25, and the gold thin film. In Example 2 of the present invention in which thin films were formed in the order of 25, an optical fiber pigtail 1 having high tensile strength and good solder wettability was obtained.

次に、実験２として、ファイバの引っ張り強度、及び半田濡れ性の、クロム薄膜、クロム−銅合金薄膜、銅薄膜、金薄膜の各膜厚依存性を調べるため、本発明の実施例として、各膜厚を変更したサンプルを１５種類イオンプレーティング法にて、各１３本づつ作製した。クロム−銅合金層の銅の割合は５０原子％とした。また、比較例１として、クロム薄膜、銅薄膜、金薄膜の順でイオンプレーティング法にて１種類、１３本作製した。次に比較例２として、クロム薄膜、クロム−ニッケル合金薄膜、ニッケル薄膜、金薄膜の順に成膜した１種類のサンプルを電子ビーム蒸着法にて、１３本作製した。さらに、比較例３として、クロム薄膜、クロム−金薄膜、金薄膜をイオンプレーティング法にて作製し、ニッケル厚膜、金厚膜を電解メッキにて成膜したサンプルを１種類、１３本作製した。それぞれのサンプルを前述した方法で、半田濡れ性試験、および引っ張り強度試験を実施した。その結果を表２に示す。

Next, as Experiment 2, in order to investigate the film thickness dependence of the tensile strength of the fiber and the solder wettability of the chromium thin film, the chromium-copper alloy thin film, the copper thin film, and the gold thin film, Thirteen samples each having a different film thickness were prepared by 15 types of ion plating methods. The proportion of copper in the chromium-copper alloy layer was 50 atomic%. Further, as Comparative Example 1, 13 chrome thin films, copper thin films, and gold thin films were produced in the order of one by 13 using an ion plating method. Next, as Comparative Example 2, 13 samples were formed by electron beam evaporation in the order of a chromium thin film, a chromium-nickel alloy thin film, a nickel thin film, and a gold thin film. Further, as Comparative Example 3, 13 samples were prepared by preparing a chromium thin film, a chromium-gold thin film, a gold thin film by an ion plating method, and forming a nickel thick film and a gold thick film by electrolytic plating. did. Each sample was subjected to a solder wettability test and a tensile strength test by the method described above. The results are shown in Table 2.

表２に示すように、引っ張り強度としては、試料２Ａから８Ａ、１０Ａ、１２Ａ、１４Ａが引っ張り強度の最小値が９．８Ｎ以上の良好な結果となった。半田濡れ性としては、試料１Ａ〜５Ａ、８Ａ、１０Ａ、１２Ａ〜１５Ａ、３Ｂが良好な結果となった。この結果からクロム薄膜２２を０．０１〜０．３μｍ、クロム−銅合金薄膜２３が０．０１〜０．３μｍ、銅薄膜を０．５〜２μｍ、金薄膜を０．５〜２μｍ成膜した試料２Ａ〜５Ａ、７Ａ、８Ａ、１０Ａ、１２Ａ、１４Ａが引っ張り強度、半田濡れ性の両方が良好であることがわかった。 As shown in Table 2, as the tensile strength, Samples 2A to 8A, 10A, 12A, and 14A had good results with a minimum tensile strength of 9.8 N or more. As the solder wettability, Samples 1A to 5A, 8A, 10A, 12A to 15A, and 3B had good results. From this result, the chromium thin film 22 was formed to 0.01 to 0.3 μm, the chromium-copper alloy thin film 23 was formed to 0.01 to 0.3 μm, the copper thin film was formed to 0.5 to 2 μm, and the gold thin film was formed to 0.5 to 2 μm. Samples 2A to 5A, 7A, 8A, 10A, 12A, and 14A were found to have good tensile strength and solder wettability.

次に、実験３として、ファイバの引っ張り強度、及び半田濡れ性のクロム薄膜２２、クロム−銅合金薄膜２３、銅薄膜２４、ニッケル薄膜２６、金薄膜２５の各膜厚依存性を調べるため、本発明の実施例として、各膜厚を変更したサンプルを２２種類イオンプレーティング法にて、各１３本づつ作製した。クロム−銅合金薄膜２３の銅の割合は５０原子％とした。それぞれのサンプルを前述した方法で、半田濡れ性試験、および引っ張り強度試験を実施した。その結果を表３に示す。

Next, as Experiment 3, in order to examine the tensile strength of the fiber and the film thickness dependence of the solder thinness chromium thin film 22, chromium-copper alloy thin film 23, copper thin film 24, nickel thin film 26, and gold thin film 25, As examples of the invention, 13 samples each having different film thicknesses were prepared by 22 types of ion plating methods. The ratio of copper in the chromium-copper alloy thin film 23 was 50 atomic%. Each sample was subjected to a solder wettability test and a tensile strength test by the method described above. The results are shown in Table 3.

表３に示すように、引っ張り強度としては、試料２Ｃから４Ｃ、６Ｃから９Ｃ、１１Ｃ、１３Ｃから１７Ｃ、１９Ｃ、２１Ｃが引っ張り強度の最小値が９．８Ｎ以上の良好な結果となった。 As shown in Table 3, as the tensile strength, Samples 2C to 4C, 6C to 9C, 11C, 13C to 17C, 19C, and 21C had good results with a minimum tensile strength of 9.8 N or more.

半田濡れ性としては、試料１Ｃ〜６Ｃ、８Ｃ〜９Ｃ、１１Ｃ、１４Ｃ〜１７Ｃ、１９Ｃ〜２２Ｃが良好な結果となった。 As the solder wettability, Samples 1C to 6C, 8C to 9C, 11C, 14C to 17C, and 19C to 22C gave good results.

この結果からクロム薄膜２２を０．０１〜０．３μｍ、クロム−銅合金薄膜２３が０．０１〜０．３μｍ、銅薄膜を０．５〜２μｍ、ニッケル薄膜を０．３〜２μｍ、金薄膜を０．５〜２μｍ成膜した試料２Ｃ〜４Ｃ、６Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１１Ｃ、１４Ｃ〜１７Ｃ、１９Ｃ、２１Ｃが引っ張り強度、半田濡れ性の両方が良好であることがわかった。 From this result, the chromium thin film 22 is 0.01 to 0.3 μm, the chromium-copper alloy thin film 23 is 0.01 to 0.3 μm, the copper thin film is 0.5 to 2 μm, the nickel thin film is 0.3 to 2 μm, and the gold thin film It was found that Samples 2C to 4C, 6C, 8C, 9C, 11C, 14C to 17C, 19C, and 21C having a film thickness of 0.5 to 2 μm had good tensile strength and solder wettability.

従って、本発明実施例である、光パッケージ等に組み込まれる光ファイバピグテイル１において、該端面後部にクロム薄膜２２、クロム−銅合金薄膜２３、銅薄膜２４、金薄膜２５の順、もしくは、クロム薄膜２２、銅薄膜２４、ニッケル薄膜２６、金薄膜２５の順に薄膜を、蒸着法、イオンプレーティング法もしくはスパッタリング法で薄膜を形成することにより、半田濡れ性および引っ張り強度性に優れた効果があらわれた。 Therefore, in the optical fiber pigtail 1 incorporated in an optical package or the like, which is an embodiment of the present invention, a chromium thin film 22, a chromium-copper alloy thin film 23, a copper thin film 24, and a gold thin film 25 are arranged in this order on the rear portion of the end face. By forming the thin film in the order of the thin film 22, the copper thin film 24, the nickel thin film 26, and the gold thin film 25 by vapor deposition, ion plating, or sputtering, an effect excellent in solder wettability and tensile strength is obtained. It was.

本発明の光ファイバピグテイルを示す側面図である。It is a side view which shows the optical fiber pigtail of this invention. 本発明の光ファイバピグテイルの金属膜部分の断面図である。It is sectional drawing of the metal film part of the optical fiber pigtail of this invention. （ａ）、（ｂ）は本発明の光ファイバピグテイルの金属膜部分の断面図である。(A), (b) is sectional drawing of the metal film part of the optical fiber pigtail of this invention. （ａ）〜（ｇ）は本発明の光ファイバピグテイルの様々な先端面の形状を示す側面図である。(A)-(g) is a side view which shows the shape of the various front end surfaces of the optical fiber pigtail of this invention. 本発明の光ファイバピグテイルにおける金属膜を形成するための方法である蒸着を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows vapor deposition which is a method for forming the metal film in the optical fiber pigtail of this invention. 本発明の光ファイバピグテイルにおける金属膜を形成するための方法であるスパッタを示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the sputtering which is a method for forming the metal film in the optical fiber pigtail of the present invention. 本発明の光ファイバピグテイルにおける金属膜を形成するための方法であるイオンプレーティングを示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the ion plating which is a method for forming the metal film in the optical fiber pigtail of this invention. 本発明の光ファイバピグテイルのぬれ性試験方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the wettability test method of the optical fiber pigtail of this invention. 本発明の光ファイバピグテイルの引っ張り強度試験方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the tensile strength test method of the optical fiber pigtail of this invention. 本発明の光ファイバピグテイルの引っ張り強度試験方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the tensile strength test method of the optical fiber pigtail of this invention. 本発明の光ファイバピグテイルを用いる光モジュールを示す図である。It is a figure which shows the optical module using the optical fiber pigtail of this invention. 従来の光ファイバピグテイルを示す側面図である。It is a side view which shows the conventional optical fiber pigtail. 従来の光ファイバピグテイルの金属膜部分の断面図である。It is sectional drawing of the metal film part of the conventional optical fiber pigtail. 従来の光ファイバピグテイルの金属膜部分の断面図である。It is sectional drawing of the metal film part of the conventional optical fiber pigtail. 従来の光ファイバピグテイルの金属膜部分の断面図である。It is sectional drawing of the metal film part of the conventional optical fiber pigtail.

Explanation of symbols

１：光ファイバピグテイル
２：発光源
３：光パッケージ
４：ＬＤモジュール
５：半田
１１：先端面
１２：テーパ球面
１３：金属膜
１４：被覆
２１：素線
２２：クロム薄膜
２３：クロム−銅合金薄膜
２４：銅薄膜
２５：金薄膜
２６：ニッケル薄膜
５１：電子銃
５２：電子ビーム
５３：ターゲット
５４：基板
５５：膜
６１：イオン
６２：ターゲット
６３：原子
６４：基板
６５：膜
７１：ターゲット
７２：基板
７３：膜
８１：半田槽
８２：半田
９１：半田
９２：ファイバ
９３：コイル
９４：フェルール
１０１：プッシュプルゲージ
１０２：ステージ
１０３：レール
１０４：ステージ
１１１：導通接点
１３１：クロム薄膜
１３２：クロム−金合金薄膜
１３３：金薄膜
１３４：ニッケル厚膜
１３５：金厚膜
１４１：クロム薄膜
１４２：クロム−金合金薄膜
１４３：金薄膜
１４４：金厚膜
１４５：ニッケル厚膜
１４６：金厚膜
１５１：ＳｉＯｘ薄膜
１５２：チタンまたはクロム薄膜
１５３：白金、ニッケルまたはパラジウム薄膜
１５４：金薄膜 1: Optical fiber pigtail 2: Light source 3: Optical package 4: LD module 5: Solder 11: Tip surface 12: Tapered spherical surface 13: Metal film 14: Coating 21: Wire 22: Chromium thin film 23: Chromium-copper alloy Thin film 24: Copper thin film 25: Gold thin film 26: Nickel thin film 51: Electron gun 52: Electron beam 53: Target 54: Substrate 55: Film 61: Ion 62: Target 63: Atom 64: Substrate 65: Film 71: Target 72: Substrate 73: Film 81: Solder bath 82: Solder 91: Solder 92: Fiber 93: Coil 94: Ferrule 101: Push-pull gauge 102: Stage 103: Rail 104: Stage 111: Conductive contact 131: Chrome thin film 132: Chrome-gold Alloy thin film 133: Gold thin film 134: Nickel thick film 135: Gold thick film 141: Chrome thin film 142: Chrome-gold alloy thin 143: gold thin film 144: KimuAtsushimaku 145: Nickel thick 146: KimuAtsushimaku 151: SiOx thin film 152 of titanium or chromium thin film 153: platinum, nickel or palladium thin film 154: gold film

Claims

An optical fiber pigtail characterized in that a chromium thin film, a chromium-copper alloy thin film, a copper thin film, and a gold thin film are formed at least in this order on the side surface of the coating removal portion of the optical fiber.

The chromium thin film has a thickness of 0.01 to 0.3 μm, the chromium-copper alloy thin film has a thickness of 0.01 to 0.3 μm, the copper thin film has a thickness of 0.5 to 2 μm, and the gold thin film has a thickness of 0.1 to 2.0 μm. The optical fiber pigtail according to claim 1.

An optical fiber pigtail comprising a chrome thin film, a copper thin film, a nickel thin film, and a gold thin film formed in this order on the side surface of the coating removal portion of the optical fiber.

The chromium thin film has a thickness of 0.01 to 0.3 μm, the copper thin film has a thickness of 0.5 to 2 μm, the nickel thin film has a thickness of 0.3 to 2 μm, and the gold thin film has a thickness of 0.1 to 2.0 μm. Item 4. The optical fiber pigtail according to item 3.

5. The optical fiber pigtail according to claim 3, wherein a chromium-copper alloy thin film is formed with a thickness of 0.3 μm or less between the chromium thin film and the copper thin film.

6. The optical fiber pigtail according to claim 1, wherein the chromium-copper alloy thin film has a copper ratio of 10 to 90 atomic%.

The optical fiber pigtail according to any one of claims 1 to 6, wherein a tip surface of the optical fiber pigtail is any one of a spherical surface, a flat surface, an oblique plane, an oblique spherical surface, and a wedge shape.

The method for producing an optical fiber pigtail according to any one of claims 1 to 7, wherein the thin film is formed by vapor deposition, ion plating, or sputtering.