光纤在基片上的敷设制造技术

技术编号:2682321 阅读:176 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在将光纤(1)敷设到一个涂敷着粘结剂的基片(3)上时,光纤被卷绕在一个卷筒(13)上作为供源。光纤在从卷筒(13)被输送到一个夹头(9)式喷嘴时在中途形成一个宽松的环(17)作为光纤的存储。从夹头出来的光纤走到一个压紧装置(11)上,其上有一不能旋转的底表面。压紧装置(11)将光纤抵压在基片(3)表面上,卷筒(13)、夹头(9)和压紧装置(11)都被移动,使基片上的接触点沿着光纤敷设所需的路径移动。这样光纤便可以小的曲率半径和小的机械应力敷设。在夹头(9)的上游设有一个光纤切刀(23),它可在光纤敷设到头处将光纤切断,因此不会产生松散的光纤端部。在切刀(23)后设有光纤输送器(21)以便在光纤被切断后输送另一段光纤。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将光纤敷设在基片上的方法和装置,特别是用来制造光波导的柔箔,即采用光纤作为波导而将光波导排列在其内或其上的柔性片。背景未来对通信系统的需要包括所用元件密度的增加和带宽的扩大。由于细电线的空间限制和高阻抗特性,在印刷电路板PCB上增加元件密度会发生困难,困难之点在于要在电路底板BP上提供足够数目的电路连接,并从一个电路板通过这个底板连接到另一个电路板。而由于光纤所呈现的大的带宽和低的信号损失,在板间联络和板内联络上采用光路的中间连续可使这些问题得到缓解。但装在或连接到PCB或BP上的大量松散的光纤会使构造操作不好处理。为了成功地使用短距离的光路中间连接,于是光纤管理成为必须解决的一个关键因素。本文所提供的短距离的光路中间连接媒体系将光纤装在一个柔性的基片上,即光纤柔箔上。光纤柔箔技术由AT&T公司提出,见授予Burack等的美国专利5,259,051号。该专利说明如何用转轮将光纤按规定路线发放到涂有粘给剂的基片的表面上。转轮上有三条平行的槽并装在操纵器即一个机械手的下端上。光纤从一卷筒上被输送出来,通过光纤导轮,移动越过转轮的下部进入到其中的一条槽内,在转轮上被偏转45°的角度。这时操纵器向下移动到涂有粘结剂的平表面上,转轮将在其下表面并部分在槽内的光纤段抵压在该表面上使光纤粘结在该表面上。通过移动机械手从而移动转轮能使光纤沿着任何所需的路径敷设。光纤是以一条纤维的整个长度敷设在表面上的。在将纤维敷设在表面上以后,基片被切割以便在切割线上提供多个可接近的纤维端头,纤维的整个长度就被分隔成多个单独的纤维段。另外还提到光纤可在每一中间连接都完成后,例如在将光纤敷设在起始舌片和终止舌片之间后才将它切断。该专利还说明如何将光纤包封在两层塑料箔叶之间,具有粘结剂涂层的表面就是其中一个箔叶的内表面。在加上另一层的箔叶之前,敷设的光纤被一层热塑性材料包封。AT&T公司的另一个专利即美国专利5,204,925号把注意力集中在具有连接器化的舌片即设有光纤连接器舌片的光纤柔箔上。在这种情况下,舌片从柔箔上伸出到其边缘之外。综述本专利技术的一个目的是要提供用光纤制造柔箔的方法和装置,使光纤的各个段敷设在基箔或基片上。本专利技术的另一目的是要提供用光纤制造柔箔的方法和装置,其中单个纤维基本上只是敷设在所需要的那些位置上,这样在柔箔基体之外就不需要有任何成圈纤维。本专利技术的另一目的是要提供用光纤制造柔箔的方法和装置,其中纤维在弯曲处能以小的曲率敷设并在纤维上只有小的机械应力。本专利技术的另一目的是要提供用光纤制造柔箔的方法和装置,其中纤维之间可以交叉,其之间的角度不大时纤维也能交叉越过。这样,本专利技术所要解决的问题就是如何将光纤敷设到柔箔基体上的需要使光前进的那些位置上,并且能以精确的方式对敷设的纤维作良好的控制,还能在敷设时做到尽可能小的曲率和尽可能小的在纤维上的机械应力。在将光纤敷设到一个基片上时,如生产一个具有位在互相层叠的两个柔性塑料片之间的光纤波导的柔箔结构那样,基片为两个要被层叠的两个箔叶中的一个,假定在这个基片上涂敷着合适的粘结剂或至少具有一个表面,当将光纤抵压在其上时便能粘结在其上。光纤被卷绕在卷筒上作为供源,输送时形成一个宽松的环作为从卷筒到(弹簧)夹头或喷嘴之间的光纤储备,使位在夹头出口前面或下游的光纤有一个一定的准确限定的方向。从夹头出口出来,光纤的移动就象一个自由延伸的纤维部,其时没有与基片表面或任何别的表面接触,然后来到一个离开夹头出口一个小距离而具有一个固定的底表面或加压表面的压紧装置上,该压紧装置以其底表面或加压表面将光纤抵压在基片表面上,其时夹头及其出口位在基片表面之上一个小距离。接着便可移动卷筒,夹头和压紧装置使基片表面的接触点沿着敷设光纤所需的路径移动。有一个光纤切割器位在夹头的上游,当一段光纤敷设到头时,该切割器可用来切断光纤,因此不会产生的松散的光纤端部。有一光纤输送器设在切割器的后面,以便在光纤被切割后喂入后面的光纤。本专利技术这样安排的第一重要特点是,在光纤的敷设操作中,方向是由一个装置即夹头的出口限定的,而将光纤抵压在基片上的操作是由一个分开的装置即压紧装置来完成的。而且光纤在被喂入时,光纤的顶侧部总是与压紧装置的同一底表面接触,同时与该顶侧部相对的光纤的底侧部被该底表面加压与基片的表面接触。该底表面为固定的压紧装置上的一个固定部分,光纤将总是与该底表面的相同的一定区域接触。该底表面是不可转动的或者不是某一转动体的一部分,其最下部有一个一般为直线的外形,如从夹头的出口可见,在该底表面上没有导引装置来使光纤保持与该底表面的一定区域即其最下部分的中央部接触。这样在压紧装置的底表面或加压表面上光纤在横向就没有被导引,该横向是指与基片表面平行而与光纤的纵长方向垂直的方向。在底表面或加压表面上没有凹槽或其他导引装置,但从光纤的方向看去,底表面可以是曲面的,而沿着基片表面从垂直于光纤的方向看去,底表面可以是直线的,或者一般地说,是轴线与基片表面平行而直径典型地为10-20mm的圆柱形表面的一部分。光纤沿着所要敷设的基片表面的方向只是由夹头及在夹头出口和加压表面之间的光纤的刚度来限定。在夹头出口和加压表面之间的距离被选定得足够小,因此光纤的刚度基本上可将夹头给出的方向一直保持到加压表面。当纤维在从夹头出口输送到压紧装置的加压表面时最好在加压表面和基片表面之间的“夹紧”处没有急剧地弯转。如果弯转过于急剧,由于纤维内的弯曲力和弹性力,纤维能容易地失去其既定的方向而滑动离开加压表面的中央部分。因此可使在夹头出口和加压表面之间的纤维的自由部分与基片表面形成一个小的角度,这个角度当然应尽可能小,但应考虑到夹头和从夹头到底表面的纤维的自由部分所必需的尺寸。具体地说,可用10-15°的角度,但最好用5-10°的角度。从夹头出口到基片表面的距离,也被称为出口的高度,就可等效地变小,例如约为0.2-0.5mm,这是对约为3-5mm的纤维的自由部分而言的,纤维的在夹头出口和加压表面中点之间的自由部分最好基本上为4mm。由于压紧装置的加压表面或底表面的宽度从纤维方向看去可合适地约为3-4mm,这意味着从夹头出口到加压表面的最近部分的距离约为2mm或一般地为1.5-2mm。夹头出口在基片以上的高度应尽可能地小,但应使夹头不会与早先敷设并粘结在基片上的光纤接触。纤维在夹头出口和加压表面之间的自由部分应尽可能地小,但应考虑到夹头应该不要与早先敷设的光纤接触并且这个部分应有足够的刚度以便将光纤导引到压紧装置最下表面的相同的中央区域内。第二特点为切断操作可在基片上的任何地方进行,这样便可使光纤段在任何所需的地方开始和终止。第三,光纤在供源和接触点之间的存储部分形成一个具有曲率的宽松的悬挂部分,这样在进行敷设操作时就可允许光纤快速输送到接触点并使光纤受到最小的机械应力,特别是在所敷纤维的弯曲处,还有开始处和终止处。与上面第一次提到的授予AT&T的美国专利5,259,051的说明不用之处其中有该专利并不包括任何切断光纤的装置。取而代之的是,AT&T专利说明光纤如何按规定路线敷设成为一个连续的环,其中有些部分被放置在要被使用的实际柔箔区域之外,相对于在完成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将光纤敷设到基片上的方法,该方法包括下列步骤: 提供一个具有一用于将光纤敷设并粘结在其上表面的基片, 提供一个光纤供源,以便在需要时可从其上拉取光纤, 输送从供源来的光纤,使总有一部分光纤位在面向基片表面的加压表面上, 移动加压表面使在加压表面上的那部分光纤接触基片表面并粘结在其上,然后沿着基片表面上的图样移动加压表面,在加压表面上有接续的光纤的新的部分,并与基片表面保持接触,从而使该接续的新的部分粘结在其上,及因而从供源拉取光纤, 其特征为 在所有时间内控制位在加压表面上的那部分光纤之前一个预定距离的光纤出口部分的光纤方向,使该方向朝向加压表面, 使光纤位在出口的部分与位在加压表面上的部分之间有一个自由部分能够延伸通过一个距离而不与基片表面接触,这个自由部分只是由于它被连接到光纤位在出口的部分上而光纤又具有一定的刚度,才保持其方向, 当移动加压表面使在加压表面上接续地保持着的光纤的新部分与基片表面接触时,在面对基片表面的加压表面上位于所说距离之后的光纤的该新的接续部分,借助其与所述的自由部分的连接,并由于光纤具有一定的刚度,该接续的新的部分只沿着加压表面的横向被导引。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:H赫瑟尔波姆K恩格贝里
申请(专利权)人:艾利森电话股份有限公司
类型:发明
国别省市:SE[瑞典]

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