柔性光學線路的製作方法

2023-05-23 00:53:26

柔性光學線路的製作方法
【專利摘要】製造光學柔性線路（500）的處理包括：（a）在載膜（501）的至少部分上設置粘合層（502），所述粘合層具有向下的粘合面和向上的粘合面，所述向下的粘合面和所述載膜被構造為使得所述載膜從所述向下的粘合面可移除並且不會使所述向下的粘合面破裂；（b）在所述向上的粘合層上排布一條或多條光纖（503）；（c）塗覆（504）所述光纖以限定光學線路；以及（d）可選地分開所述載膜以將所述光學線路從所述載膜上的其他光學線路分離。
【專利說明】柔性光學線路
[0001]相關申請的引用
[0002]本申請要求享有2011年9月23日提交的美國臨時申請N0.61/538，737的優先權，該美國臨時申請通過引用結合於此，包括其作者為Paul Schneider和Sander Dorrestein、名為 「Fibre Optic Circuits〃、的附件。
【技術領域】
[0003]此處的主題總體涉及光學線路，更具體地，其涉及柔性光學線路。
【背景技術】
[0004]對增加的帶寬的需求正限制光纖基礎結構的體系結構。由於總是增加的光學傳輸量，光纖管理比以前任何時候都更有挑戰性。光纖切換(fiber switch)和交叉連接(crossconnect)增加了這種複雜性，就像個體的光纖管理系統的密度那樣。所需要用於連接現代的基礎結構的越來越多數量的插接線和扇出線纜成為問題，不僅僅是從線纜管理的角度，也從運轉的觀點(例如，冷卻)。
[0005]解決這個問題的一種方法是低成本光纖互連繫統，其能夠處理複雜的光學交叉連接並且減少空間。空間的減少很關鍵，因為高數據率處理器需要更多的能量，並且冷卻這些處理器對於維護系統的可靠性和性能變得重要。
[0006]優選的低成本互連繫統是光纖柔性線路(0FX)。這種線路包括多個個體的光纖，其已經被精確地以預定的形式或樣式定位並通過使用設計以將光纖在適當的位置粘結在一起的特殊的塗層將其固定在適當的位置。在一些應用中，光纖被設置在一片熱穩定的材料(例如，Kapton)上，允許這些線路經受從-40度到85度的寬的溫度範圍。這些薄的箔在節省空間和結構化的光纖管理方面非常有效。這些光纖線路能夠以幾乎任何方式排布光纖，並且因此提供解決大多數光線管理問題的方案。最常見的應用包括板上光纖、板對板、主幹線交叉連接和嚴酷的軍用和航空航天應用。
[0007]雖然使用柔性光學線路降低了空間要求， 申請人:認識到空間在很多應用中如此受限，從而經常將這些光學線路固定到柜子或其他框架是有問題的。例如，固定這些光學線路傳統地需要使用夾具或其他機械裝置。然而，空間的限制可妨礙這些裝置的使用。因而，存在對能夠固定到合適的位置而不需要龐大且笨拙的機械裝置。本發明滿足了除此之外滿足了這個需求。

【發明內容】

[0008]下文介紹了本發明的概要以提供本發明的一些方面的基本理解。此概要不是本發明的廣泛的總結。這並非意圖點明本發明的關鍵/重要的元件或者界定本發明的範圍。其唯一的目的是以簡化的形式作為此後將要介紹的更具體的說明的前序，介紹本發明的一些概念。
[0009]本發明提供了具有在安裝期間能夠容易地固接到表面的粘合底部的柔性光學線路。 申請人:認識到能夠在不大量地更換現存的生產機器的情況下更改製備柔性光學線路的傳統的處理以在光學線路的下側提供粘合部分。
[0010]因而，本發明的一個方面是製造具有用於在安裝期間固接線路的粘合表面的光學柔性線路的處理。在一個實施例中，所述處理包括:(a)在載膜的至少部分上設置粘合層，粘合層具有向下的粘合面和向上的粘合面，向下的粘合面和載膜被構造為使得載膜從向下的粘合面可移除並且不會使向下的粘合面破裂；(b)在向上的粘合層上排布一條或多條光纖以限定光學線路；(c)塗覆光纖；以及(d)可選地分開載膜以將光學線路從載膜上的其他光學線路分離。
[0011]本發明的另一方面是具有用於在安裝期間固接表面的粘合底部表面的柔性光學線路。在一個實施例中，光學柔性線路包括:(a)可移除的載膜；(b)在載膜的至少部分上的粘合層，粘合層具有向下的粘合面和向上的粘合面，向下的粘合面和載膜被構造為使得載膜從向下的粘合面可移除並且不會使向下的粘合面破裂；(C) 一條或多條排布在向上的粘合面的光纖以限定光學線路；以及(d)光纖上的塗層。
[0012]本發明的再另一方面是在安裝期間將光學線路固接到表面的處理。在一個實施例中，該處理包括:(a)從向下的粘合層移除載膜以暴露向下的粘合面；以及(b)將向下的粘合面固接到表面以將光學線路固定到表面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的一個實施例的流程圖。
[0014]圖2示出了根據本發明排布光纖的處理步驟。
[0015]圖3示出了根據本發明塗覆排布的光纖的處理步驟。
[0016]圖4示出了在塗覆之前光學線路的俯視圖。
[0017]圖5示出了載膜在合適的位置以及載膜被移除的本發明的光學線路。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1到圖5，分別示出了製造本發明的光學柔性線路的處理100的一個實施例和本發明的柔性光學線路500的一個實施例。首先，在步驟101中，粘合層502設置在載膜501的至少一部分上。粘合層502具有向下的粘合面502a和向上的粘合面502b。向下的粘合面502a和載膜501被構造為使得載膜501是從向下的面可移除的而不會使向下的粘合面破裂。在步驟102中，一條或多條光纖503被排布在向上的粘合層502b。接下來，在步驟103中，塗層504設置在光纖的上方以確保他們處於合適的位置，由此限定光纖線路500。可選地，在步驟104中，光纖線路500與載膜501上的其他光學線路分開。
[0019]根據方法100製備的柔性光學線路500適於簡易安裝。參見圖5，在一個實施例中，安裝的方法包括從向下的粘合面502a移除載膜501以暴露向下的粘合面502a，並且將向下的粘合面固接到表面(未示出)以將光學線路固定到表面。本發明的這些元件將在下文中進行更詳細的描述。
[0020]應理解的是，在本公開中使用了相對的術語，比如向上的和向下的。這些術語意在作為本發明的闡釋並且指出在線路本身中的相對位置。這些術語並不意在成為線路的使用或製造的限制。例如，線路上下顛倒地安裝使得面向下的粘合層面向上並且粘合到天花板或相似的結構是在本發明的範圍內的。
[0021]參見圖2和圖3，在一個實施例中，光學柔性線路的製造包括兩個主要的處理步驟:(I)在載層/粘合層上的光纖排布；以及(2 )在光纖上應用保形塗層。
[0022]考慮到第一光纖排布，在一個實施例中，處理始於在步驟201中提供載膜，然後在步驟202中應用粘合層。載膜提供幾個功能:其保持光纖的直的尾部的位置；其定位粘合層；以及其保護粘合層的向下的粘合面直到線路可以用於安裝(如上所述，在該點移除載膜以暴露向下的粘合面以固接到結構)。在一個實施例中，載膜具有薄的粘合物，其足夠強力以將光纖位置保持為直線。然而，載膜的粘合在光學線路的安裝期間必須足夠低，該層可被剝離而不會使光纖或向下的粘合面破裂。
[0023]另一方面，粘合層需要強力的粘合特性以保持光纖在彎曲路徑中的位置、緊湊的彎以及交叉。面對光纖排布的挑戰在於剛好在排布後以及塗覆後保持光纖的位置。在可選的塗層應用到線路前排布光纖期間，保持光纖的位置尤其重要。彎折的光纖產生應力，彎曲越緊湊，光纖中的應力越高。粘合層必須能夠經受排布後光纖施加的力。
[0024]一位本領域技術人員能夠在受本公開啟發後容易地確定合適的粘合劑以用在載膜和粘合層上。例如，粘合層可以是膜丙烯酸壓敏、耐溶粘合系統。這種系統以超高粘結強度以及優秀的高溫表現和優秀的耐溶性為特徵。此外，這種特定的粘合系統的粘結強度隨著自然老化而大大地增強。粘合層的厚度可根據應用而不同，雖然厚的層(例如，100-140 μ m)提供了好的結果。在一個實施例中，使用了雙面膠帶。例如，可使用兩側上有粘合劑的PET或Kapton箔。替代地，粘合層可以是均質的且不使用箔或基底。
[0025]在步驟203，在一個實施例中，通過引導針以給定的力和速度將光纖置於上粘合面上。在一個實施例中，光纖排布樣式在CAD軟體中設計然後通過CAM轉換成控制針的路徑的CNC程序。在步驟204中提供了沒有塗覆的光學線路。圖4示出了沒有塗覆的光學線路400的一個實施例。如圖所不，粘合層402被沉積在載膜401上分立的塊中，使得部分載膜暴露。光纖403覆於載膜的暴露部分和粘合層兩者之上。
[0026]在一個實施例中，排布處理後，沒有塗覆的產品被傳遞到塗覆機以在步驟301中對光纖和載體塗覆保形塗層。該塗層可通過不同的方式被施加。在一個實施例中，其被噴射到光纖、載膜和粘合層的表面。這種噴射能夠被準確地控制以將確切的塗層保持在整個表面的上方。此層的厚度可基於線路的預期用途而變化。在一個實施例中，整個上粘合面被保形塗層覆蓋。這用於保護光纖並改善光纖到粘合層的粘合。此外，保形塗層覆蓋粘合層上暴露的粘合劑以防止粘合灰塵和碎片以及其他不期望的物體。
[0027]在一個實施例中，載膜上的光纖尾部也覆蓋有相同的保形塗層，由此封裝了鬆弛的光纖並形成了帶狀線纜。此帶狀線纜可如本領域所知地與其他光纖接合(splice)或用連接器端接。
[0028]保形塗層可以是塗覆並保護且同時保持柔性的任何已知的材料。例如，在一個實施例中，保形塗層是矽基材料，比如那些常用在電子行業中以保護電路板遠離元件的。矽材料向光纖提供了強力的粘合，提供了能夠經受嚴酷的環境狀況的耐用的最終產品。
[0029]在一個實施例中，一旦表面被塗覆，塗層被允許在步驟302中進行固化。可使用不同的固化程序，比如UV和風乾。在該固化處理後，光學線路能夠根據應用的指示被連接器端接或與其他光纖直接接合。在安裝期間，如上所述，載膜能夠在步驟303中從產品移除並且光纖線路固接到表面。
[0030]雖然本說明是參照示例性實施例進行的，但是本領域技術人員能理解，在不脫離範圍的情況下可以做出不同的改變並且對於遠近可以進行等同替換。此外，在不脫離實質範圍的情況下可做出許多改型以使特定的情況或材料適用於本教導。並且，在附圖和說明書中，其公開了示例性實施例，雖然使用了具體的術語，除非另有陳述，它們只用於一般的且描述性的意義且不用於限制的目的，因此權利要求的範圍也不受限制。此外，一位本領域技術人員將理解的是此處討論的方法的某個步驟可以替代的順序排序或者步驟可被組合。因此，所附的權利要求並不意圖被限制於此處公開的具體實施例。
【權利要求】
1.一種製造光學柔性線路的處理，其包括: (a)將粘合層設置在載膜的至少一部分，所述粘合層具有向下的粘合面和向上的粘合面，所述向下的粘合面和所述載膜被構造為使得所述載膜從所述向下的粘合面可移除而不會使所述的向下的粘合面破裂； (b)將一條或多條光纖排布在所述向上的粘合層上； (c )塗覆所述光纖以限定光學線路；以及 (d)可選地分開所述載膜以將所述光學線路從所述載膜上的其他光學線路分離。
2.根據權利要求1所述的處理，其中所述粘合層是雙面膠帶。
3.根據權利要求2所述的處理，其中所述雙面膠帶包括內膜、設置在所述內膜下的所述向下的粘合面，以及設置在所述內膜頂部的所述向上面向的粘合面。
4.根據權利要求1所述的處理，其中所述粘合層是均質的粘合劑，其中所述向下的粘合面和所述向上的粘合面是連續的。
5.根據權利要求1所述的處理，其中所述粘合層僅覆蓋所述載膜的部分，使得部分所述載膜暴露。
6.根據權利要求5所述的處理，其中所述光纖排布在所述載膜的暴露的部分和所述粘合層之上。
7.根據權利要求6所述的處理，其中所述載膜包括足以將所述光纖保持在所述暴露部分上的適當位置的粘合劑。
8.根據權利要求7所述的處理，其中所述載膜與所述光纖之間的粘合力小於所述粘合層與所述光纖之間的粘合力。
9.根據權利要求1所述的處理，其中所述光纖的至少一部分被端接到光學連接器。
10.一種光纖柔性線路，其包括: 載膜； 粘合層，其在所述載膜的至少一部分上，所述粘合層具有向下的粘合面和向上的粘合面，所述向下的粘合面和所述載膜被構造為使得所述載膜從所述向下的面可移除而不使所述向下的粘合面破裂， 一條或多條光纖，其被排布在所述向上的粘合面上以限定光學線路；以及 塗層，其在所述光纖上。
11.根據權利要求10所述的光學柔性線路，其中所述粘合層是雙面膠帶。
12.根據權利要求11所述的光學柔性線路，其中所述雙面膠帶包括內膜、設置在所述內膜下的所述向下的粘合面、以及設置在所述內膜的頂部上的所述向上面向的粘合面。
13.根據權利要求10的光學柔性線路，其中所述粘合層是均質粘合劑，其中所述向下的粘合面和所述向上的粘合面是連續的。
14.根據權利要求10所述的光學柔性線路，其中所述粘合層僅覆蓋所述載膜的一部分，使得所述載膜的一部分暴露。
15.根據權利要求14所述的光學柔性線路，其中所述光纖被排布在所述載膜的所述暴露部分和所述粘合層之上。
16.根據權利要求15所述的光學柔性線路，其中所述載膜包括足以將所述光纖保持在所述暴露的部分上的適當的位置中的粘合劑。
17.根據權利要求10所述的光學柔性線路，其中所述光纖的至少一個部分被光學連接器端接。
18.一種使用光學柔性線路的方法，所述光學柔性線路包括:載膜；在載膜的至少一部分上的粘合層，所述粘合層具有向下的粘合面和向上的粘合面，所述向下的粘合面與所訴載膜被構造為使得所述載膜從所述向下的粘合面可移除而不會使所述向下的粘合面破裂；被排布在所述向上的粘合層上以限定光學線路的一條或多條光纖；以及所述光纖上的塗層，所述方法包括: 從所述向下的粘合層移除所述載體以暴露所述向下的粘合面；以及 將所述向下的粘合面固接到表面以將所述光纖線路固定到所述表面。
19.根據權利要求18所述的方法，其中所述光纖的至少一部分被光學連接器端接並且其中在固接所述向下的粘合面後，將所述光學連接器與配合連接器配合。
20.根據權利要求18所述的方法，在固接所述向下的粘合面後，將所述光纖的至少一部分與配合光纖接合 。
【文檔編號】G02B6/36GK103814318SQ201280046034
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年9月21日 優先權日:2011年9月23日
【發明者】P.施奈德, S.多雷斯泰恩 申請人:泰科電子連接荷蘭公司