SE506577C2 - Vinklat opto-mekaniskt don samt förfarande för framställning av ett sådant - Google Patents

Description

20 25 sne 577 ' 2 Allteftersom optiska korthållslänkar blir konkurrenskraftiga i förhållande till elektriska korthållslänkar kommer de att utnyttjas i befintliga byggsätt. För att elektriska och optiska kunna samexistera i traditionellt komponenter ska kort- bakplansbyggsätt och därmed förbättra förutsättningarna för kostnadseffektiva totallösningar krävs flera nya optokomponenter. En av dessa är den så kallade rätvinkliga kopplingen. En avsikt med en sådan rätvinklig koppling kan vara att åstadkomma en utrymmesbesparande optisk anslutning mellan kretskort och bakplan.

I GB 2,256,286 beskrivs en böjningsmodul för optisk fiber innefattande ett hölje i två delar, vilka definierar en kanal för fibern. Böjningsmodulen kan monteras på en platta.

Eöjningsmodulen är dock inte avsedd för bandfiber utan endast för enkelfiber.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erhålla ett vinklat optodon för bandfiber, som kan kopplas snabbt och enkelt, exempelvis mellan kretskort och bakplan, och som ger mycket låg dämpning. Donet ska ha hög mekanisk precision och dessutom vara enkelt och billigt att tillverka.

Detta åstadkommes genom att utnyttja en precisionsdetalj som mikromekaniskt bärarelement. Precisionsdetaljen är framställd med spår för fibrer och styrpinnar. Ett lock är fastsatt på precisionsdetaljen och fibrer samt styrpinnar positionerade i respektive spår. En vinkelformad kapsel är därefter framställd i ett för därvidlag avsett formrum.

Precisionsdetaljen eller fixturen har raka och parallella spår löpande på ovansidan av fixturen från en första fixtursida till 10 15 20 25 3 506 577 en andra fixtursida, och vilka spår är avsedda dels för optiska fibrer från exempelvis en bandfiberkabel och dels för styrpinnar. Ett lock är fastgjort ovanpå fixturen, exempelvis genom anodisk bondning. Avskalade fiberändar från en bandfiber fibrerna avsedda är placerade i de för spåren så att fiberändarna sticker ut genom den andra fixtursidan. Styrpinnar är införda i de för styrpinnarna avsedda spåren. De kan sticka ut genom både den första och den andra fixtursidan.

Denna struktur (fixtur, lock, fiberändar och styrpinnar) är omsluten helt eller delvis av en kapsel, särskilt av' plast.

Bandfibern sticker ut ur kapseln på baksidan. Fixturen är så positionerad att bandfibern är böjd i en förutbestämd vinkel i plastkapseln.

I en alternativ utföringsform är en andra precisionsdetalj med lock och styrpinnar monterad på bandfiberns andra ände, vilken även den således är avskalad. Den erhållna strukturen (bandfibrer' med fixtur, lock, och styrpinnar' monterade i 'var ände av bandfibern) är omsluten helt eller delvis av en kapsel, särskilt av plast. De två fixturerna är så positionerade att bandfibern är böjd i en förutbestämd vinkel i plastkapseln.

Företrädesvis år fibrerna böjda i en vinkel av 90 grader i kapseln, men även andra vinklar är möjliga, exempelvis 180 grader. Fiberändarna kan vara polerade.

Fixturernas andra sida kan vara omsluten av plast, vilket gör den eventuella poleringen lättare. Genom att utnyttja lämpligt utformade mothåll (exempelvis med avfasningar) i formrummet som ger avtryck med markörer kan avståndet till fixturens andra sida lättare avpassas vid poleringen. 10 15 20 25 506 577 4 En fördel med föreliggande uppfinning är att donet kan kopplas snabbt och enkelt och har hög mekanisk precision. Det är dessutom enkelt och billigt att tillverka.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att precisionskraven pà formrummet minskar betydligt dä mikromekaniska bärarelement utnyttjas. Tillverkningen blir härvidlag rationellare.

Ytterligare en fördel med uppfinningen är att den ingjutna fixturen fungerar som ankare i plasten och underlättar fiberfixeringen. Ännu en fördel är att om donet sprutas pà fiber och fixtur (dvs. om fibern ej behöver limmas) förenklas och förbilligas tillverkningen.

Dessutom blir eventuell polering enklare om fixturens andra sida omsluts av plast och följaktligen endast en kombination av fiber och plast behöver poleras. Genom att utnyttja mothàll som ger avtryck. med unarkörer' kan. avståndet till fixturens andra sida avpassas vid poleringen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. 1 och 2 illustrerar en högprecisionsdetalj enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig. 3 och 4 illustrerar en högprecisionsdetalj med lock och fibrer respektive styrpinnar positionerade enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 s 506 577 Fig. 5-7 illustrerar ett vinklat optomekaniskt don enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig. 8 illustrerar en ett vinklat optomekaniskt don enligt ytterligare en föredragen utföringsform.

Fönnmusm Uwrönrnssromma I fig. 1 och 2 visas i perspektiv och från en sida sett en högprecisionsdetalj eller fixtur 1, företrädesvis av kisel.

Fixturen J. har spår 2 för optiska fibrer från exempelvis en bandfiberkabel. Antalet spår 2 är i fig. 1 och 2 åtta stycken, men kan vara ett godtyckligt antal. (vilka Fixturen 1 har även spår 3 för styrpinnar används för den yttre mekaniska anslutningen). Spåren 2, 3 kan ha godtyckligt utseende i tvärsektion, men företrädesvis har de en V-form. Spåren 3 har med fördel plan botten. I det följande kommer de att refereras till såsom V-spår. Samtliga V-spår är raka och parallella och löper på fixturens ovansida fràn,en första fixtursida la till en andra fixtursida lb.

Företrädesvis tillverkas ett flertal fixturer 1 samtidigt på en kiselskiva. Samtliga V-spår 2, 3 definieras av' en och samma mask, varefter våtetsning sker. Precisionen mellan V-spåren 2, 3 säkerställs härvid.

Ovanpå fixturen 1 är, enligt uppfinningen, en övre del eller ett lock 4 fastgjort bestående av glas, kisel eller annat material.

I fig. 3 och 4 visas i perspektiv och från en sida sett fixturen 1 och locket 4. V-spåren 2 för fibrerna bildar tillsammans med locket 4 triangulära kapillärer med noggrann passning till fibrernas ytterdimensioner. Locket kan ha en urfasning 5 ovanför styrpinnarnas som tillåter en lös V-spår 3 passning till styrpinnarnas ytterdimensioner. Locket 4 kan fogas till fixturen 10 15 20 25 506 577 6 1 med bondningsteknik, t.ex. anodisk bondning. Vilken bondnings- teknik som tillämpas beror pà valet av nmterial i locket 4.

Bondningen görs företrädesvis samtidigt för alla fixturer på kiselskivan, varefter de separata detaljerna sågas ut.

Optiska fibrer 8 är, enligt införda i de (dvs. uppfinningen, triangulära kapillärerna i de för fibrerna avsedda spåren 2) från den första fixtursidan la så att fiberändarna Ba sticker ut genom den andra fixtursidan lb. Fibrerna 8 kan härröra exempelvis från en bandfiberkabel 6 som skalas i sin ena ände från sitt skyddshölje och från de individuella fibrernas skyddshöljen 7. Locket 4 och/eller fixturen 1 kan vara avfasade sida där fibrerna 8 införs så att de erhåller på den triangulära kapillärerna trattliknande öppningar (ej visat i figurerna). Detta underlättar införandet av fibrerna 8 avsevärt.

Fibrerna 8 kan vara fixerade pá lämpligt sätt, exempelvis genom limning i V-spåren 2, men detta är ej nödvändigt. De kan även fixeras i ett formrum under exempelvis formningen av en kapsel 11. Styrpinnarna 9 är införda. i de för styrpinnarna avsedda spåren 3.

Denna struktur (fixtur 1, lock 4, fibrer 8 och styrpinnar 9) omsluts helt eller delvis av en kapsel 11, företrädesvis i plast, se fig. 5. Bandfibern 8 sticker ut ur plastkapseln 11 pà baksidan. Fixturen 1 är sä positionerad att bandfibern 8 är böjd i en förutbestämd vinkel i plastkapseln 11. Företrädesvis är fibrerna 8 böjda i 90° vinkel (med en förutbestämd böjradie).

Plastkapseln 11 framställs med fördel genom sprutpressning eller formsprutning. Är kapseln av annat material kan andra formningsmetoder tillämpas. Positioneringen i formrummet kan tillgå pà samma vis som anförs i svensk patentansökan 9403573-0, 10 15 20 25 30 7 SÛÖ 577 dvs. genom att underifrån påverka fixturen 1 med en uppåtriktad kraft (t.ex. en fjäderkraft) så att formrumsstyrpinnarna 9 medelst lämpligt utformade mothåll (uppifrån) bringas att vila mot V-spårens sidoväggar 3a och sålunda fixera fixtur och fibrer. Spåren 2, 3 bör vara så konstruerade att centrumlinjerna för de i de triangulära kapillärerna fixerade fibrerna 8 ligger i samma plan som styrpinnarnas 9 centrumlinjer.

Det erhållna optiska och mekaniska gränssnittet bör företrädesvis vara ett MT-donsgränssnitt. Sprutning' direkt på bandfibern 8 och fixturen 1 kan utnyttjas och då behöver följaktligen ej bandfibern 8 limmas, vilket förenklar och förbilligar tillverkningen.

I fig. 5 visas schematiskt det färdiga donet 10 i perspektiv.

Donets ena sida har härvid gjorts transparent för visuella ändamål.

I fig. 6 visas ett tvärsnitt av donet och i fig. 7 visas donet sett framifrån. Det färdiga donet har med fördel styrpinnar 9, vilka ej är identiska med de i formrummet använda styrpinnarna. Styrpinnarna kan vara av olika längd (jfr fig. 3, fig. 5 och fig. 6).

I ytterligare en utföringsform har donet 10 opto-mekaniska gränssnitt i båda ändar, vilket visas i fig. 8. Även här har donets ena sida gjorts transparent för visuella ändamål. En med lock 4' andra precisionsdetalj 1' och styrpinnar 9' är således monterad på bandfiberns andra ände 8b, vilken även den således är avskalad. Denna andra precisionsdetalj 1' med lock 4' och styrpinnar 9' har med fördel samma utseende som beskrivits i anslutning till föregående utföringsform. Bandfibern 8 ska ha en passande längd för att helt gjutas in i plastkapseln 11. Den erhållna strukturen (bandfibern 8 med fixturer 1, 1', lock 4, 4', och styrpinnar 9, 9' monterade i var ände 8a, 8b av 10 15 20 25 506 577 8 bandfibern 8) 11. De två fixturerna 1, 1' är så positionerade att bandfibern 8 är böjd i en förutbestämd vinkel, exempelvis 90 grader, i plastkapseln 11.

Det rätvinkliga optodonet 10 kan, enligt uppfinningen, utnyttjas för att exempelvis åstadkomma en utrymmesbesparande optisk anslutning mellan ett kretskort och ett bakplan.

I ytterligare en utföringsform har donet 180 graders vinkel mellan ingående och utgående bandfiber (ej visat). Denna koppling, vilken kan ha formen av en U-böj, kan naturligtvis framställas med ovan beskrivna metoder. Tillämpningen kan vara att bygla optiska signaler mellan två intilliggande kort.

Fiberändarna 8a, 8b poleras för att minimera dämpningen då donet är inkopplat. Poleringen av fiberändarna 8a, 8b kan vàlla problem eftersom ett flertal olika material förekommer i donfronten lOa, 10b. Genom att i formrummet ha motháll för fixturen 1 och utnyttja fibrernas 8 böjstyvhet kan en precisionsdetalj JH 1' gjutas där endast fiberändarna 8a, 8b sticker ut ur donets front lOa, l0b, såsom visas exempelvis i fig. 6. Poleringen sker då, enligt uppfinningen, endast av plastkapselns front lla och fiberändarna 8a, 8b såsom för ett ordinärt MT-don.

Alternativt kan formrummet utformas på så sätt att en tunga av plast (ej visad) bildas som omsluter de ur plastkapselns front lla utstickande fiberändarna 8a, 8b. Särskilt har denna tunga en midja (ej visad) nära plastkapselns front lla så att tungan med efter plastkapselgjutningen. lätthet kan brytas av (vid midjan) Polering kan därefter ske av frontens brottyta. är omsluten helt eller delvis av en plastkapsel 10 15 20 9 506 577 Om mothållen i formrummet tillverkas på lämpligt sätt (exempelvis avfasade) kan avtrycken 12, 13 från mothållen också utnyttjas som markörer för att avgöra hur mycket plast som återstår mellan plastkapselns frontyta lla och den inneslutna avslutas vid ett fixturen 1, 1' så att poleringen kan förutbestämt avstånd.

Genom att som i föreliggande uppfinning utnyttja mikromekaniska bàrarelement minskar precisionskraven på formrummet betydligt.

Risken för kontaminering av spåren 2, 3 reduceras avsevärt i förhållande till om spåren skulle ligga i verktyget. Detta ger en rationellare tillverkning. Den ingjutna fixturen 1, 1' fungerar som ankare i plasten och underlättar fiberfixeringen.

Om sprutning sker av fibrerna 8 direkt på det mikromekaniska bärarelementet 1 bortfaller det konventionella limnings- momentet, vilket ger en enklare och billigare tillverkning.

Poleringen blir enklare om fixturens andra sida lb, 1'b omsluts av plast och följaktligen endast en kombination av fiber och plast behöver poleras.

Genom att utnyttja mothåll som ger avtryck 12, 13 med markörer kan avståndet till fixturens andra sida avpassas vid poleringen.

Claims (20)

10 15 20 25 506 577 10 PATENTKRAV

1. l. Vinklat opto-mekaniskt don (10) k ä n n e t e c k n a t a v att det innefattar - en fixtur (1) med raka och parallella spår (2, 3) av tvà storlekar löpande pà ovansidan av fixturen (l) fràn en första fixtursida (la) till en andra fixtursida (lb), - ett lock (4) fastsatt ovanpå fixturen (l), - optiska fibrer (8) vars fiberändar (8a) är placerade i. de kapillärer som bildas mellan fixturens mindre spår (2) och locket (4) pà så sätt att de sticker ut genom sidan av fixturen (lb) och, - en kapsel (ll) vilken helt eller delvis omsluter fixturen (1), locket (4) och fibrerna (8) och ur vilken fibrerna (8) sticker ut med en riktning skild från den av fixturens spår definierade.

2. Vinklat opto-mekaniskt don (10) k ä n n e t e c k n a t a v att det innefattar - tvâ fixturer (l, l') med raka och parallella spår (2, 3) av frán en l'b), två storlekar löpande pà ovansidan av fixturen (1, l') första fixtursida (la, l'a) till en andra fixtursida (lb, - lock (4, 4') fastsatta ovanpå var fixtur (l, l'), - optiska fibrer (8) av förutbestämd längd och vars fiberändar (8a, 8b) är monterade på respektive fixtur (1, l') i de kapillärer som bildas mellan fixturernas (l, l') mindre spår (2) och locken (4, 4') och så placerade att de sticker ut genom sidorna av respektive fixtur (lb, l'b), varvid fixturerna (l, l') är så placerade att de optiska fibrerna (8) är böjda i en förutbestämd vinkel mellan fixturerna (1, l') och, - en kapsel (ll) vilken helt eller delvis omsluter fixturerna (1, l'), locken (4, 4') och fibrerna (8). 10 15 20 25 11 SÛÖ 577

3. Vinklat opto-mekaniskt don (10) enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att fibrerna (8) är böjda till en vinkel av 90 grader.

4. Vinklat opto-mekaniskt don (10) enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att fibrerna (8) är böjda till en vinkel av 180 grader.

5. Vinklat opto-mekaniskt don (10) enligt något av kraven l-4, kännetecknat av att styrpinnar (9, 9') är placerade i de större spåren (3).

6. Vinklat opto-mekaniskt don (10) enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t a v att fiberändarna (8a, 8b) befinner sig i jämnhöjd med donets kant (10a, 10b).

7. Vinklat opto-mekaniskt don (10) enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t a v att fiberändarna (8a, 8b) är polerade.

8. Vinklat opto-mekaniskt don (10) enligt något av kraven 1-7, kännetecknat av att kapseln (ll) är av plast.

9. Förfarande för framställning av ett vinklat opto-mekaniskt don (10) kännetecknat av - att en fixtur (l) tillverkas med raka och parallella spår (2, 3) löpande på ovansidan av fixturen (1) från en första fixtursida (la) till en andra fixtursida (lb), och vilka spår (2, 3) är avsedda dels för optiska fibrer och dels för styrpinnar, - att ett lock (4) fastgörs ovanpå fixturen (1), - att fiberändar (8a) införs i de för fibrerna avsedda spåren (2) från den första fixtursidan (la) så att fiberändarna (8a) sticker ut genom den andra fixtursidan (lb), 10 15 20 25 506 577 12 - att styrpinnar (9) införs i de för styrpinnarna avsedda spåren (3), - att den erhållna strukturen (fixtur (1), lock (4), fiberändar (Ba) och styrpinnar (9)) positioneras i ett formrum på så sätt att fibrerna (8) böjs i en förutbestämd vinkel och, - att strukturen omsluts helt eller delvis av en kapsel (11).

10. Förfarande enligt kravet 9, kännetecknat av - att en andra fixtur (l') tillverkas med raka och parallella spår löpande på ovansidan av fixturen (l') från en första fixtursida (l'a) till en andra (l'b), och vilka spår är avsedda dels för optiska fibrer och dels för styrpinnar, - att ett andra lock (4') fastgörs ovanpå den andra fixturen (l'), -V att fibrernas andra ändar (8b) införs i de för fibrerna avsedda spåren på den andra fixturen (l') från den första fixtursidan (l'a) så att fiberändarna (8b) sticker ut genom den andra fixtursidan (l'b), - att styrpinnar (9') införs i de för styrpinnarna avsedda spåren på den andra fixturen (l') och, - att även denna delstruktur (fixtur (l'), lock (4'), fiberändar (Bb) och styrpinnar (9') positioneras i formrummet och omsluts av kapseln (11).

11. ll. Förfarande enligt kravet 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a t av' att fixtur (1, 1'), lock (4, 4'), fiberändar (8a, 8b) och styrpinnar (9, 9') omsluts av en plastkapsel (ll) medelst sprutpressning eller formsprutning.

12. Förfarande enligt något av kraven 9-11, k ä n n e t e c k n a t av' att fibrerna (8) positioneras i formrummet på så sätt att de böjs i en vinkel av 90 grader. 10 15 20 25 13 isoe 577

13. . Förfarande enligt något av kraven 9-11, k ä n n e t e c k n a t av att fibrerna (8) positioneras i formrummet på så sätt att de böjs i en vinkel av 180 grader.

14. . Förfarande enligt något av kraven 9-13, k ä n n e t e c k n a t av att fiberändarna (8a, 8b) som sticker ut ur donets frontyta (lOa, 10b) poleras.

15. Förfarande enligt något av kraven 9-14, k ä n n e t e c k n a t av' att locket (4, 4') fasas ur (5) ovanför styrpinnarnas V- spår (3) på så att en lös passning till styrpinnarnas ytterdimensioner erhålls.

16. Förfarande enligt något av kraven 9-15, k ä n n e t e c k n a t av att locket (4, 4') fastgörs ovanpå fixturen (1, l') medelst bondning.

17. Förfarande enligt något av kraven 9-16, k ä n n e t e c k n a t av att i formrummet utformas mothåll för positionering av strukturen så att då formning av donet 10 sker åtminstone den sida av strukturen innehållande den andra fixtursidan (lb, 1'b) omsluts av.plast. kännetecknat av att från

18. Förfarande enligt kravet 17, mothållen utformas på så sätt att avtrycken (12, 13) mothållen kan utnyttjas som markörer för att avgöra hur stort avståndet år mellan donyta (lOa, 10b) och den andra fixtursidan (lb, 1'b) .

19. Förfarande enligt kravet 17 eller 18, k ä n n e t e c k n a t av att fiberändarna (8a, 8b), som sticker ut ur den andra fixtursidan (lb, lb'), omsluts av en plasttunga med midja och att plasttungan bryts av vid midjan efter formning av donet (10). 506 577 14

20. . Förfarande enligt något av kraven 9-19, k ä n n e t e c k n a t a\r att i formrummet underifrån påverka fixturen (1, 1') med en uppàtriktad kraft så att formrumsstyrpinnarna (9, 9') medelst motháll uppifrån bringas att vila mot V-spàrens sidoväggar (3a).