DE69309370T2

DE69309370T2 - Gerät und Verfahren zur Verbindung von optischen Fasern

Info

Publication number: DE69309370T2
Application number: DE69309370T
Authority: DE
Inventors: John Joseph Burack; William Robert Holland; Robert Pius Stawicki
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2013-08-21
Also published as: JP2735464B2; DK0587336T3; EP0587336A2; EP0587336A3; EP0587336B1; JPH06174958A; US5259051A; DE69309370D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Lichtleiterfaserverbindungen und insbesondere optische Rückwandleiterplatten.

Stand der Technik

Elektronische Systeme sind typischerweise durch Anbringen verschiedener Systembauelemente auf gedruckten Leiterplatten und Verbinden der gedruckten Leiterplatten mit einem als Rückwandleiterplatte bekannten Schaltkreisübertragungsbauteil organisiert. Mit steigender Schaltungsdichte von gedruckten Leiterplatten wird es zunehmend schwierig, die benötigten Rückwandleiterplattenverbindungen herzustellen, weil mit dünner werdenden Verbindungs-Übertragungsleitungen deren Impedanz zunimmt. Außerdem ist die Distanz, über die Informationen durch Leiter der Rückwandleiterplatte übertragen werden müssen, normalerweise ziemlich groß verglichen mit den Übertragungsdistanzen auf den gedruckten Leiterplatten. Diese Faktoren können die Geschwindigkeit, mit denen Schaltungen betrieben werden können, reduzieren, was einen Hauptvorteil von höheren Schaltungsdichten zunichte machen kann.
Eine Lösung dieses Problems ist es, "optische" Rückwandleiterplatten, die auf einem Substrat angebrachte Lichtleiterfasern enthalten, zum Verbinden von gedruckten Leiterplatten zu verwenden. Die elektrische Energie jeder gedruckten Leiterplatte wird in optische Energie umgesetzt, die von einer Lichtleitfaser auf der optischen Rückwandleiterplatte zu einer anderen gedruckten Leiterplatte übertragen wird, wo sie wieder zurück in elektrische Energie zur Übertragung auf der anderen gedruckten Leiterplatte umgesetzt wird. Weil Lichtleitfasern viel größere Mengen an Informationen als elektrische Leiter übertragen können, und mit wesentlich weniger Verlusten, haben solche optischen Rückwandleiterplatten eine vielversprechende Zukunft. Sie könnten selbstverständlich auch zur Verbindung optischer Leiterplatten verwendet werden, d.h. Schaltungsbauteilen, auf denen Signale optisch übertragen werden, und anderer elektrische Schaltungsmodule wie zum Beispiel Multichip-Module und integrierte Hybridschaltungen.
Obwohl die Verwendung von optischen Rückwandleiterplatten tendenziell das Verbindungsproblem vereinfacht, können die Lichtleitfaserverbindungen auf einer Rückwandleiterplatte immer noch sehr komplex und relativ schwierig herzustellen sein. Es besteht daher schon lange ein Bedarf in der Industrie nach Verfahren zum Herstellen von Lichtleitfaserrückwandleiterplatten, die der Massenproduktion zugänglich sind, die die für die Herstellung erforderlichen Fähigkeiten der Bedienungsperson reduzieren und in denen die Lichtleitfaserlängen angemessen präzise sind. In vielen modernen digitalen Systemen können Abweichungen der Lichtleitfaserlänge zu Takt- und Synchronisationsfehlern führen. Verschiedene Maschinen sind erhältlich zum automatischen Führen und Bonden einer elektrischen Leitung an ein Substrat, doch können diese Maschinen im allgemeinen nicht für die Verwendung von Lichtleitfaser benutzt werden, aufgrund der relativen Empfindlichkeit von Lichtleitfasern und ihrer relativen Unfähigkeit, Hitze und Druck, abrupten Wendungen usw. zu widerstehen.
In US-A-4911525 wird ein Verfahren zum haftenden Befestigen von Lichtleitfasern an einer Oberfläche offenbart, einschließlich der Verfahrensschritte (b), (c), (d) und (e) wie in Anspruch 1 definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung verwendet einen verlängerten Manipulator mit einer vertikalen Achse, die zur Bewegung in einer X-Y-Ebene und in der θ-Richtung um seine vertikale Achse gesteuert werden kann. Ein drehbares Rad ist an einem freien Ende des Manipulators angebracht, und eine Lichtleitfaser enthaltende Rolle ist auf einer Seite des Manipulators angebracht. Die Faser ist über einen Peripherieteil des Rades gefädelt und das Rad drückt die Faser gegen eine klebstoffbeschichtete Oberfläche eines Substrats, um zu bewirken, daß sie an der beschichteten Oberfläche haftet.
Der Manipulator wird dann in einer zu der flachen Oberfläche parallelen Richtung mit einer angemessenen Geschwindigkeit und Richtung bewegt, um zu bewirken, daß sich das Rad dreht und Spannung auf die Lichtleitfaser ausübt. Die Spannung bewirkt, daß zusätzliche Lichtleitfaser von der Rolle abspult und zur Haftung an der beschichteten Oberfläche zum Rad vorgeschoben wird, um einen sich entlang der beschichteten Oberfläche erstreckenden und daran haftenden fortlaufenden Lichtleitfaserteil zu bilden.
Die fortlaufende Lichtleitfaser wird in einem komplexen Muster geführt, in dem die Bewegungsrichtung des Manipulators geändert wird. Verschiedene Schleifen werden entlang der Kante des fortlaufenden Lichtleitfasermusters gebildet. Nach der Bildung des einzelnen fortlaufenden Lichtleitermusters wird die Faser vom Manipulator abgetrennt. Das Substrat wird dann entlang einer Linie geschnitten, die die Schleifen abtrennt, so daß eine große Mehrzahl von Lichtleitfaserverbindungen gebildet wird, die die Rückwandleiterplattenoberfläche auf die gewünschte Weise überqueren. Ein Vorteil des Legens der Faser entlang einem fortlaufenden Weg auf diese Weise besteht darin, daß vor dem Abtrennen der Schleifen die gesamte Faser in einer einzigen Operation geprüft werden kann, indem Licht durch die einzelne fortlaufende Faser geleitet wird. Jede Unterbrechung oder andere ernsthafte Anomalie würde selbstverständlich während des Prüfens entdeckt werden. Nach dem Prüfen wird das Substrat wie zuvor beschrieben abgetrennt, und es kann angenommen werden, daß die so gebildeten verschiedenen Lichtleitfaserverbindungen fähig sind, Licht richtig zu übertragen.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser aus einer Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung, in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung genommen, verständlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

FIG. 1 ist eine schematische Ansicht eines elektronischen Systems mit durch optische Rückwandleiterplatten verbundenen gedruckten Leiterplatten.
FIG. 2 ist eine Ansicht von Gerät zum Führen von Lichtleitfasern oder einer optischen Rückwandleiterplatte entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
FIG. 3 ist eine Seitenansicht von Lichtleitfaserführungsgerät entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
FIG. 4 ist eine Vorderansicht des Geräts von FIG. 3;
FIG. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Faserführungsrades des Geräts von FIG. 3;
FIG. 6 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Lichtleitfaserführungsmusters entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;
FIG. 7 ist eine Ansicht eines Lichtleitfaserführungsmusters, das zum Erfüllen der Führungsanforderungen verwendet werden kann, die in FIG. 1 dargestellt sind, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
FIG. 8 ist eine schematische Querschnittansicht von Lichtleitfasern, die an einem Substrat haftend befestigt wurden, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
FIG. 9 illustriert ein Verfahren zum Verkapseln der Lichtleitfasern von FIG. 8; und
FIG. 10 ist eine schematische Ansicht, die ein Lichtleitfaserführungsmuster zeigt, entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung

Die verschiedenen Bauteile, wie in den Zeichnungen dargestellt, sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet, und es wurden in einigen Fällen Abmessungen absichtlich verzerrt, um bei der Klarheit der Darlegung zu helfen. Bezugnehmend auf FIG. 1 ist schematisch ein elektronisches System mit einer Mehrzahl von gedruckten Leiterplatten 11 gezeigt, die durch Lichtleitfaserbänder 12 und ein Paar optischer Rückwandleiterplatten 13 miteinander verbunden sind. Die gedruckten Leiterplatten 11 bilden einen Teil eines elektronischen Wählsystems und bestehen als solcher aus elektronischen Schaltungen und anderen elektrischen Bauteile. An den Kanten der gedruckten Leiterplatten wird abgehende elektrische Energie zur Übertragung durch die optische Rückwandleiterplatte oder die Lichtleitfaserbänder in optische Energie umgesetzt, und eingehende optische Energie wird zur Verarbeitung innerhalb der gedruckten Leiterplatte in elektrische Energie umgesetzt.
Die optischen Rückwandleiterplatten 13 enthalten Lichtleitfasern 15, die gegenüberliegende Anschlüsse oder Streifen der optischen Rückwandleiterplatte miteinander verbinden. Die Lichtleitfasern werden auf einem flexiblen Substrat gehalten, das dann mit Klebstoff beschichtet wird, an dem die Lichtleitfasern halten. Das Substrat ist vorzugsweise ein Polymer des kommerziell durch das Warenzeichen "Kapton" gekennzeichneten Typs. Da die optischen Rückwandleiterplatten aus einem flexiblen Material gefertigt sind, können sie zum Anbringen in einer passenden Struktur gebogen werden, um das vom System benötigte Volumen zu reduzieren und um die Verbindung zu anderen elektronischen Systemen eines elektronischen Wählautomaten zu erleichtern.
Obwohl einige der Streifen 16 der optischen Rückwandleiterplatte als nicht in Benutzung befindlich dargestellt sind, ist es nichtsdestoweniger wünschenswert, daß alle gezeigten Lichtleitfasern angebracht werden, um zusätzlichen Bauteilen Zugang zu ermöglichen, die dem System hinzugefügt werden können. Weiterhin ist es wünschenswert, daß für jede gezeigte Lichtleitfaser 15 drei Lichtleitfasern miteinbezogen werden. Dies ermöglicht eine Mehrzahl von Eingangs-Ausgangsanschlüssen für jede gedruckte Leiterplatte, mit einer Eingangsenergie übertragenden Lichtleitfaser, einer Ausgangsenergie übertragenden Lichtleitfaser und einer ein Taktsignal für Synchronsiationszwecke übertragenden Lichtleitfaser. Aus Gründen der Klarheit wurde nur eine der sich entlang jedes Wegs erstreckenden drei Lichtleitfasern gezeigt. Einige der Lichtleitfaserwege wurden mit fetten Linien oder gepunkteten Linien als weitere Hilfe für das Verständnis der Anordnung dargestellt. Es ist beabsichtigt, daß jeder Anschluß oder Streifen 16 der optischen Rückwandleiterplatte sechs Gruppen von jeweils drei Fasern enthält, oder eine Gesamtzahl von achtzehn Lichtleitfasern. Die Lichtleitfasern haben einen Durchmesser von zweihundertfünfzig Mikrometern, und jede Faser muß, wie in der zuvor genannten Anmeldung von Holland et al. besprochen, eine angemessen weite Krümmung für jede Richtungsänderung aufweisen, um Beschädigung der Faser zu vermeiden. Somit sollten die scharfen Richtungsänderungen der gezeigten Lichtleitfaserführung in der tatsächlichen Praxis allmählichere Richtungsänderungen sein.
Bei der Implementierung der Ausführungsform der FIG. 1 wurde jede der Lichtleitfasern 15 Manuell auf dem klebstoffbeschichteten Substrat plaziert. Es muß darauf geachtet werden, daß jede Lichtleitfaser in jeder Gruppe von drei Fasern dieselbe Länge aufweist, um Synchronisationsfehler in den übertragenen und empfangenen Daten zu vermeiden. Obwohl alle der Rückwandleiterplatten 13 in der Struktur identisch sein können, wurde Massenproduktionsgerät nach dem Stand der Technik als unzureichend für die automatische Herstellung solcher Rückwandleiterplatten befunden, in erster Linie aufgrund der Empfindlichkeit der Lichtleitfaser.
Bezugnehmend auf FIG. 2 ist schematisch ein Gerät zum Führen von Lichtleitfaser 17 auf einem klebstoffbeschichteten Substrat 18 dargestellt, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Eine Rolle 19 mit Lichtleitfaser ist auf der Seite eines Manipulators 20 angebracht, der fähig ist, sich parallel zur X-Y-Ebene der Oberfläche des Substrats 18 zu bewegen, und sich um eine zentrale vertikale Achse zu drehen. An einem Ende des Manipulators 20 angebracht ist ein Rad 21, über das die Lichtleitfaser 17 gefädelt ist. Rolle 19 und Rad 21 befinden sich in derselben Rotationsebene, und die Rotationsebene kann sich mit dem Manipulator 20 drehen.
Die Lichtleitfaser 17 ist anfangs um das Rad 21 gefädelt, und das Rad 21 ist gegen die klebstoffbeschichtete obere Oberfläche des Substrats 18 gedrückt. Der Manipulator 20 bewegt sich dann parallel zu der oberen Oberfläche des Substrats 18. Während seiner Bewegung bewirkt Reibung, daß sich das Rad 21 dreht, was Spannung auf die Lichtleitfaser 17 ausübt, wodurch sich die Rolle 19 dreht. Auf diese Weise wird beim Bewegen des Manipulators Lichtleitfaser zum Haften an der oberen Oberfläche des Substrats 18 von der Rolle 19 zum Rad 21 vorgeschoben. Der Manipulator 20 ist in einer θ-Richtung um seine zentrale Achse drehbar. Wenn man wünscht, die Richtung zu ändern, dreht man den Manipulator 20, um das Rad 21 in eine Bewegungsrichtung zu "steuern". Die Richtungsänderung sollte ausreichend allmählich sein, um übermäßige Anspannung der Lichtleitfaser 18 zu vermeiden. Wenn der Manipulator 20 gedreht wird, werden die Rolle 19 und das Rad 21 mit ihm gedreht, so daß ihre Rotationsebenen parallel mit der Richtung der Bewegung in der X-Y-Achse bleiben.
Es hat sich herausgestellt, daß bei der freien Drehbarkeit der Rolle 19 die auf die Lichtleitfaser 17 ausgeübte Spannung nicht ausreichend ist, um sie zu beschädigen. Das heißt, die Spannung wird durch die Drehung der Rolle 19, die Lichtleitfaser von der Rolle abspult, aufgenommen. Eine Feder 22 im Manipulator erlaubt vertikale Bewegung des Rades 21, um Uberkreuzungen, wie an der Stelle 24 gezeigt, zu ermöglichen, ohne die Lichtleitfaser übermäßig anzuspannen.
Ein wichtiger Vorteil des Verfahrens von FIG. 2 ist, daß es mit im Handel erhältlichen Robotergeräten implementiert werden kann. Insbesondere wurde das in etwas größerem Detail in FIG. 3 und FIG. 4 gezeigte Gerät auf einem der Manipulatoren einer flexiblen Roboterworkstation FWS-200, einem Produkt von AT&T, angebracht; ein ähnliches Produkt ist im Handel von der Firma Megamation in Princeton, New Jersey, erhältlich. Dies ist ein Portalroboter, der zum präzisen Positionieren von mäßig schweren Werkstücken entwickelt wurde. Die X-Y-Bewegung des Manipulators wird durch lineare Schrittmotoren erzeugt, die auf einem Luftlager fahren. Z-Bewegung wird durch eine Schraubenspindel und θ-Bewegung durch einen Gleichstrom-Servomotor mit Drehgeber-Rückkopplung erzeugt. Bezugnehmend auf FIG. 3 wurde ein Befestigungsstab 27 am Ende des Robotermanipulators angebracht. An der Seite des Befestigungsstabs 26 sind drei Lichtleitfaserrollen 26, 28, 29 angebracht, von denen jede durch Lichtleitfaserführungen 31 Lichtleitfaser 30 zu einem Rad 32 vorschiebt. Wie im Detail der FIG. 5 dargestellt enthält das Rad 32 drei peripherische Rillen zum Halten jeder der drei Lichtleitfasern 31. Durch Einbeziehen dreier Rollen ist es möglich, drei Lichtleitfasern Seite an Seite auf das Substrat zu legen, was aus den obengenannten Gründen wünschenswert ist. Die Längen der drei Faserabschnitte können auf diese Weise mit einer sehr großen Genauigkeit gleich lang gemacht werden. Die drei Rollen 27-29 sind unabhängig drehbar, um leicht Unterschiede der Winkelgeschwindigkeit zu erlauben, wie es bei der Bildung eines gekrümmten Weges erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der FIG. 2 ist, daß es die Ausbildung und das Prüfen einer Mehrzahl von sich über eine Rückwandleiterplatte erstreckenden Verbindungen erleichtert. Dies ist in FIG. 6 dargestellt, in der die Lichtleitfaser 34 einen einzelnen fortlaufend gelegten Lichtleitfaserweg darstellt. Der fortlaufende Weg wird gebildet, indem die Faser so gelegt wird, daß sie die Schleifen 35 und 36 auf gegenüberliegenden Seiten des Musters bildet. Zu bemerken ist, daß zum Bilden des Musters der Manipulator 20 der FIG. 2 um mehr als dreihundertsechzig Grad auf einer θ-Achse gedreht werden muß. Nachdem die fortlaufende Lichtleitfaser 34 gelegt worden ist, wird das Substrat zusammen mit der auf ihm liegenden Lichtleitfaser 34 entlang der Linien 37 und 38 geschnitten. Nach dem Schnitt ist ersichtlich, daß durch das Abtrennen der Schleifenteile 35 und 36 vier verschiedene Lichtleitfaserverbindungen zwischen den Linien 37 und 38 bereitgestellt werden.
Das Bilden der Lichtleitfaserverbindungen auf diese Weise hat zwei besondere Vorteile. Erstens ist es nicht nötig, die Faser abzutrennen und die Faser nach dem Definieren jeder Verbindung neu einzufädeln; statt dessen werden sie alle durch eine einzelne fortlaufende Operation definiert, die an der mit "Start" gekennzeichneten Stelle beginnt und an der mit "Ende" gekennzeichneten Stelle endet. Zweitens können alle vier Lichtleitfaserverbindungen vor dem Schneiden in einer einzelnen Operation geprüft werden, indem Licht in ein Ende, wie etwa dem Ende "Start", geleitet wird und Licht aus dem anderen Ende, dem Ende "Ende", erfaßt wird. Wenn Licht auf zufriedenstellende Weise übertragen wurde, können die Schnitte entlang der Linien 37 und 38 gemacht werden, und es kann angenommen werden, daß die vier Verbindungen auf zufriedenstellende Weise arbeiten werden, ohne daß sie individuelles Prüfen erfordern. Die Lichtleitfaser 34 kann selbstverständlich wie zuvor beschrieben wurde aus drei Lichtleitfasern bestehen, wobei alle drei Fasern in einer einzelnen Operation gelegt und zusammen geprüft werden.
Das in FIG. 6 dargestellte Prinzip wird in FIG. 7 angewandt, um ein Lichtleitfasermuster 40 zu erzeugen, das die Verbindungsfunktion einer der optischen Rückwandleiterplatten 13 der FIG. 1 durchführt. Das Muster wird auf einem Substrat mit Anschlüssen oder Streifen 16' gebildet, die den Streifen 16 der FIG. 1 entsprechen. Beim Wegeführen des Musters 40 befinden sich beschichtete Substratteile links von den äußersten linken Streifen 16' und rechts von den äußersten rechten Streifen 16'. Somit macht jede Lichtleitfaserführung beim Überqueren eines der Streifen 16' eine Schleife und kehrt auf die in FIG. 6 dargestellte Weise auf einen anderen Streifen 16' zurück. Das gesamte Muster 40 wird mit einer einzelnen Lichtleitfaser hergestellt, oder als Alternative mit drei Seite an Seite liegenden Fasern, die fortlaufend zur Bildung eines einzelnen fortlaufenden Musters gelegt werden. Nachdem das einzelne fortlaufende Muster gebildet worden ist, wird es wie zuvor beschrieben geprüft, indem Licht durch die drei fortlaufenden Lichtleitfasern, die das Muster bilden, geleitet wird. Das Substrat wird dann geschnitten, um die Schleifen an den äußeren Teilen des Musters abzutrennen und dadurch die Enden von Streifen 16' auf gegenüberliegenden Seiten des Musters zu definieren. Die verschiedenen Kurven innerhalb des Musters 40 sind so ausgelegt, daß angemessene Längen für die das Muster 40 ausmachenden verschiedenen Lichtleitfaserübertragungsleitungen bereitgestellt werden.
FIG. 8 stellt eine Querschnittansicht der drei Fasern 41, 42 und 43 dar, die das Muster 40 der FIG. 7 bilden können. Jede Faser ist eine herkömmliche doppelt acrylummantelte Glasfaser mit einem Gesamt-Außendurchmesser von zweihundertfünfzig Mikrometer. Das Substrat 45 wird vorzugsweise aus einem flexiblen Material wie Kapton hergestellt, mit einer Dicke von 0,002 Zoll. Andere Materialien wie Mylar (ein Warenzeichen) könnten verwendet werden, doch wurde Kapton verglichen mit Mylar als sowohl zusätzliche Dimensionsstabilität als auch Flammwidrigkeit aufweisend befunden. Auf das Substrat 45 aufgeschichtet wurde ein druckempfindlicher Klebstoff 46, der zum Beispiel der von der Adchem Corporation in Westbury, New York erhältliche Klebstoff Nummer 711 sein kann. Dies ist ein acrylischer Klebstoff, der auf beschichtetem Abziehpapier geliefert wird. Dieser Klebstoff erfordert die Anwendung eines gewissen Drucks für die Haftung und ist daher leichter zu verarbeiten als herkömmlicher Klebstoff.
Nach ihrer Wegeführung wurden die Lichtleitfasern durch eine Schicht 48 eines thermoplastischen Materials wie in FIG. 9 dargestellt verkapselt. Über dem thermoplastischen Material wurde eine weitere dünne Schicht 49 Kapton mit einer Dicke von 0,001 Zoll aufgebracht. Eine Rolle 50 wurde ausreichend erhitzt, um zu bewirken, daß das thermoplastische Material wie dargestellt um die Lichtleitfasern herum fließt. Das themoplastische Material 48 ist vorzugsweise ein Polyurethan, im Handel als Nummer 3205 erhältlich von Bemis Associates in Shirley, Massachusetts. Dieses Material konnte bei Temperaturen fließen gelassen werden, die niedrig genug sind, um Beschädigung der Lichtleitfasern zu vermeiden, und ergab einen guten Schutz gegen Feuchtigkeit für die Lichtleitfasern.
Bezugnemend auf FIG. 10 ist ein weiteres Lichtleitfaserführungsverfahren dargestellt, zum Herstellen einer fächerartigen Anordnung von Übertragungsleitungen, in der die Übertragungsleitungen eines Eingangsanschlusses zu jedem von mehreren anderen Ausgangsanschlüssen geleitet werden. Der Lichtleitfaserweg 52 ist ein fortlaufender Weg, der an dem mit "Start" gekennzeichneten Ende begonnen wird und an der mit "Ende" gekennzeichneten Stelle endet. Nachdem der fortlaufende Weg 52 hergestellt worden ist, wird die Lichtleitfaser geprüft, zum Beispiel indem Licht aus einer Quelle 61 in ein Ende der Faser hinein geleitet und das Licht mit einem Fotodetektor 62 erfaßt wird. Als nächstes werden das Substrat und die auf ihm befindliche Lichtleitfaser entlang der Linie 53 geschnitten. Nach dem Schneiden ist ersichtlich, daß zwei Eingangsanschlußbereiche 54 und 55 hergestellt worden sind, von denen jeder vier Lichtleitfasern umfaßt, wobei Lichtleitfasern von jedem der Eingangsanschlüsse zu allen der Ausgangsanschlüsse 56-59 gerichtet sind. Wie zuvor besteht die Mehrzahl von Lichtleitfaserlängen aus einer einzelnen fortlaufenden Faser, indem eine Mehrzahl von Schleifenbereichen miteinbezogen werden, die durch das Schneiden entlang der Linie 53 geschnitten oder abgetrennt werden. Der Lichtleitfaserweg 52 kann, wie zuvor, eine, zwei, drei oder mehr Lichtleitfasern enthalten.
Die verschiedenen Ausführungsformen, die beschrieben wurden, sind nur als beispielhaft für die betroffenen erfindungsgemäßen Konzepte gedacht. Das für die optische Rückwandleiterplatte verwendete Substrat kann aus jedem von verschiedenen Materialien sein, die flexibel oder starr sein können. Obwohl es zweckdienlich ist, einen druckempfindlichen Klebstoff auf dem Substrat zu verwenden, können als Alternative auch herkömmliche Klebstoffe verwendet werden. Die für das Verkapseln der Lichtleitfasern beschriebenen Materialien und Verfahren wurden als den Anforderungen für den Schutz vor der Umwelt, insbesondere Feuchtigkeit, entsprechend befunden, und wurden als unter strengen Bedingungen gut haftend befunden. Es könnten aber als Alternative auch verschiedene andere Verkapselungsverfahren verwendet werden. Theoretisch könnte das Verfahren der FIG. 2 manuell praktiziert werden, was eine Verbesserung gegenüber manueller Fertigung der Ausführung nach FIG. 1 wäre. Wie zuvor erwähnt ist aber ein Hauptvorteil des Verfahrens die Möglichkeit einer Roboterimplementierung. Die in FIG. 2 dargestellte Rolle 19 wurde als zweckdienliche Art und Weise des Ausschiebens von Lichtleitfaser als Reaktion auf geringe Zunahmen der Lichtleitfaserspannung befunden, so daß übermäßige Anspannungen auf der relativ empfindlichen Faser vermieden werden. Andere Behälter oder Speicher für Lichtleitfaser könnten wahrscheinlich als Alternative entwickelt werden. Ein Hauptvorteil des Verfahrens der FIG. 2 ist, daß Muster wie das in FIG. 6 dargestellte, als eine einzelne fortlaufende Lichtleitfaser aufgebracht werden können, die dann bequem geprüft werden kann. Individuelle Verbindungsleitungen können aber durch das Verfahren der FIG. 2 hergestellt werden, bei dem die Lichtleitfaser nach der Herstellung jeder Verbindung abgetrennt wird. Verschiedene Ausführungen und Abänderungen können von Fachleuten hergestellt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von optischen Verbindungen auf einem Substrat, mit folgenden Schritten:

(a) Beschichten einer flachen Oberfläche des Substrats mit einem Klebstoff;

(b) Anbringen einer Rolle (19) mit Lichtleitfaser (17) auf einem Manipulator (20), wobei an einem Ende des Manipulators ein drehbares Rad (21) angebracht ist;

(c) Fädeln eines Endteils der besagten Lichtleitfaser von der besagten Rolle über einen Peripherieteil des besagten Rades;

(d) Bewegen des Manipulators derart, daß der besagte Peripherieteil des Rades den besagten einen Endteil der Lichtleitfaser gegen die klebstoffbeschichtete Oberfläche des Substrats drückt und damit bewirkt, daß der besagte erste Endteil der Lichtleitfaser an der besagten beschichteten Oberfläche anhaftet;

(e) Bewegen des Manipulators mit einer angemessenen Geschwindigkeit und Richtung in einer zur besagten flachen Oberfläche parallelen Richtung, um zu bewirken, daß sich das Rad dreht und Spannung auf die besagte Lichtleitfaser ausübt, wobei die besagte Spannung bewirkt, daß zusätzliche Lichtleitfaser aus dem Behälter zur Haftung an der besagten beschichteten Oberfläche zum Rad vorgeschoben wird, um einen sich entlang der besagten beschichteten Oberfläche erstreckenden und daran anhaftenden fortlaufenden Lichtleitfaserweg zu bilden;

(f) Ändern der Richtung der besagten parallelen Bewegung, um zu bewirken, daß der fortlaufende Lichtleitfaserweg eine Mehrzahl von Schleifen bildet, wobei die besagte Richtungsänderung so allmählich vonstatten geht, daß eine Beschädigung der Lichtleitfaser vermieden wird;

(g) Prüfen der Lichtübertragungsfähigkeit des besagten fortlaufenden Lichtleitfaserweges;

(h) und danach Schneiden des Substrats zum Abtrennen des Lichtleitfaserweges;

wobei das besagte Schneiden entlang einer Linie stattfindet, die sich über mindestens gewisse der besagten Schleifen erstreckt, um dadurch eine Mehrzahl von unabhängigen Lichtleitfaserverbindungen auf der Oberfläche des Substrats auszubilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Prüfens das Einleiten von Licht in ein Ende des fortlaufenden Lichtleitfaserweges und Erfassen von aus einem entgegengesetzten Ende des Weger austretendem Licht umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Beschichtens das Bedecken des Substrats mit druckempfindlichem Klebstoff umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin mit folgenden Schritten:

Bedecken der anhaftenden Lichtleitfasern mit einer Schicht thermoplastischen Materials;

und Bewegen mindestens einer erwärmten Rolle über eine obere Oberfläche der thermoplastischen Schicht, um zu bewirken, daß die besagte Schicht an dem Substrat und an den besagten Lichtleitfasern anhaftet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin mit folgenden Schritten:

Bedecken der Schicht aus thermoplastischem Material mit einer Deckschicht, und wobei

der Schritt des Bewegens der erwärmten Rolle den Schritt des Inberührungbringens der erwärmten Rolle mit einer oberen Oberfläche der Deckschicht umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei

die thermoplastische Schicht Polyurethan ist

und die Deckschicht Kapton ist.