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Die vorliegende Erfindung betrifft
flexible optische Schaltungen. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung flexible optische Schaltungen mit einer Trägerschicht
und einer Kleberbeschichtung zum Anbringen an einem Substrat, wie
z. B. einer elektronischen gedruckten Leiterplatte.
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Die Konfiguration von elektronischen
Schaltungen erfordert zum korrekten Funktionieren eine Verbindung
zwischen Vorrichtungen. Mit steigender Vervollkommnung und steigenden
Betriebsgeschwindigkeiten macht die Konfiguration funktioneller Verbindungen
ein sorgfältiges
technisches Ausarbeiten erforderlich. Die schnellsten Datenverarbeitungsschaltungen
und die sich daraus entwickelnden Technologien erfordern eine große Anzahl
von Verbindungen, die in der Lage sind, Digitalsignale mit extrem
hoher Geschwindigkeit zu transportieren. Aufgrund der steigenden
Bemühung
um immer höhere Geschwindigkeiten
stehen Ingenieure vor grundsätzlichen
Grenzen bei der Konfiguration elektronischer Verbindungen.
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Bei der Bemühung, höhere Geschwindigkeiten handzuhaben,
hat sich die Verbindungstechnologie optischen Verbindungen für Schaltungen
der nächsten
Generation zugewandt. Optische Schaltungen haben Bandbreiten in
Größenordnungen,
die über
die elektrischer Schaltungen hinausgehen und sind inhärent immun
gegen elektrische Interferenzen. Bei einigen bekannten Konfigurationen
werden diskrete Faseroptikkabel und Faserbündel zum Verbinden von Vorrichtungen
verwendet. Bekannte Standard-Faseroptik-Verbindungstechnologien,
die zum Verbinden von Optikfasern mit Vorrichtungen angewandt worden
sind, sind für
eine kleine Anzahl von Verbindungen geeignet. Da jedoch die Dichte
optischer Schaltungen zunimmt, macht die physische Menge an Kabeln
und Anschlussteilen diese Vorgehensweise umständlich, insbesondere für kompakte Konfigurationen.
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Es sind Bemühungen unternommen worden, optische
Verbindungen durch Konstruieren von Wellenleitern mittels auf der
Oberfläche
aufgebrachten optischen Polymeren in die Oberfläche von elektronischen Leiterplatten
und Substraten einzubauen. Ein Beispiel dafür findet sich in US-A-5,521,992.
Die in dieser Referenz beschriebene Technologie macht eine hochspezialisierte
Gerätebestückung zum
Herstellen kundenspezifischer optischer Schaltungen erforderlich,
so dass standardmäßige Leiterplatten nicht
verwendet werden können.
Bei einfachen Schaltungen können
die Kosten für
die Gerätebestückung zu
hoch sein. Die Wellenleiterherstellung ist aufgrund der kleinen
Geometrie der Wellenleiterregionen ebenfalls schwierig, und die
optische Qualität der
fertigen Wellenleiter ist aufgrund der durch die optische Polymerchemie
auferlegten Begrenzung mangelhaft.
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Flexible optische Verbindungsschaltungspakete
sind auf dem Sachgebiet ebenfalls bekannt. Ein Beispiel hierfür findet
sich in US-A-5,204,925. Diese bekannten optischen Verbindungsschaltungen
weisen Optikfasern auf, die zwischen zwei flexiblen Substraten verbondet
sind und mit einem oder mehreren optischen Anschlussteilen versehen
sind, die entlang den Rändern
des Schaltungspakets angeschlossen sind. Die Anschlussteile werden
dann an eine oder mehrere optische Vorrichtungen angeschlossen.
Diese bekannten Vorrichtungen sind nicht zum Verbonden mit einem
Substrat oder einer Leiterplatte vorgesehen.
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Das Konzept der Verwendung von Laminierfilmen,
die mit Haftkleber mit einer großen Verbondungskraft beschichtet
sind, ist nicht neu. Es gibt jedoch bestimmte Probleme in Zusammenhang
mit den bekannten, mit Kleber beschichteten Filmen. Beispielsweise
ist es häufig
schwierig, eine akkurate Positionierung während der Verwendung des Films zu
erreichen. Inkorrekte Platzierung, statische Aufladung und zufällige Berührung führen zu
einer Fehlausrichtung und einer sofortigen Verbondung mit der Oberfläche in ungewünschten
Positionen. Aufgrund der sofortigen aggressiven Verbondung wird bei Fehlausrichtung
der Film bei dem Versuch, den Film zu Wiederpositionierungszwecken
zu entfernen, häufig
zerstört
oder stark beschädigt.
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Eine bekannte Lösung des oben beschriebenen
Problems ist die Verwendung eines weniger aggressiven Klebers, so
dass der Benutzer den Film bei Fehlausrichtung entfernen oder wiederpositionieren kann.
Dies kann zu einer mangelhaften langfristigen Haftung führen. Eine
andere bekannte Lösung
ist die Verwendung eines teilweise ausgehärteten Klebermaterials, das
anschließend
vollständig
aushärtet. Dies
führt nicht
nur zu einem zusätzlichen
Verfahrensschritt, sondern kann bei zahlreichen Anwendungen auch
unpraktikabel sein. Eine weitere bekannte Lösung ist das Präparieren
einer Oberfläche,
die mit einem Material benetzt ist, das mit der Haftung interferiert,
und das anschließende
Entfernen des Benetzungsmittels nach der endgültigen Ausrichtung. Diese Vorgehensweise
kann mit Schmutz verbunden sein und führt zu einem weiteren Verfahrensschritt.
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Das Dokument "Flexible optical backplane interconnections" von M. A. Shahid
und W. R. Mulholland in Proceedings of the Third International Conference
on Massively Parallel Processing Using Optical Interconnections,
Seite 178 bis 185, beschreibt eine Vorrichtung zum Aufbringen einer
faseroptischen Anordnung auf ein Substrat mit einer Trägerschicht
und einer Kleberschicht, die auf die Trägerschicht aufgebracht ist.
Mindestens eine Optikfaser ist mit der Kleberschicht verbondet.
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Es besteht weiterhin Bedarf an flexiblen
optischen Schaltungen, die auf neue Leiterplattenkonfigurationen
aufgebracht werden können,
ohne dass die Leiterplattenkonfiguration und die Herstelltechniken
verändert
werden müssen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufbringen von Optikfasern
auf ein Substrat bereitzustellen, mit der eine einfache Handhabung
der Optikfasern zum Erreichen einer korrekten Ausrichtung mit dem
Substrat ermöglicht
wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
erfindungsgemäß mit einer
Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie mit dem Verfahren nach Anspruch
5. Die Unteransprüche
betreffen zusätzliche
Ausführungsformen
der Erfindung.
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Die Erfindung wird nun anhand der
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht einer elektrischen Leiterplatte
und einer flexiblen Optikschaltungsapplikation;
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2a ein
bevorzugtes Verfahren zum Herstellen einer Optikschaltungsapplikation;
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2b ein
alternatives Verfahren zum Herstellen einer Optikschaltungsapplikation;
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3a, b, c, d, alternative Ausführungsformen einer Endlosbahn
mit Fasern, die zu Anschlusszwecken zur Verfügung stehen;
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4a, b, c standardmäßige Abschnitte
von Optikschaltungsapplikationen;
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5a, b eine Draufsicht und eine Seitenansicht
der flexiblen optischen Schaltung mit mikroreplizierten Strukturen
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6a, b eine Draufsicht und eine Seitenansicht
der in 5a und b gezeigten flexiblen optischen Schaltungen
mit darauf platzierten Optikfasern;
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7a, b, c, d Verfahrensschritte zum Herstellen einer
flexiblen optischen Schaltung und Anschließen der optischen Anschlussteile
an Buchsen; und
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8 einen
Querschnitt einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine Vorrichtung zum Aufbringen einer faseroptischen Anordnung auf
ein Substrat (das als flexible Optikschaltungsapplikation oder Applikation
bezeichnet wird) mit einer flexiblen Trägerschicht bereit, auf der
Fasern verbondet sind. Die optischen Applikationen bieten ein einfaches
Mittel zum Hinzufügen
optischer Schaltungen zu elektronischen Leiterplatten oder anderen
Substraten durch Laminieren. Die erfindungsgemäßen optischen Schaltungen können auch
in neue Leiterplattenkonfigurationen eingebaut werden, ohne dass
die standardmäßige Leiterplattenkonfiguration
und die Herstelltechniken verändert
werden. Die erfindungsgemäßen optischen
Applikationen sind ferner vor dem Verbonden auf einem Substrat wiederpositionierbar.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer Optikschaltungsapplikation 10. Ferner ist eine gedruckte
Leiterplatte 12 gezeigt, auf die die Applikation 10 aufgebracht
werden soll. Die Applikation 10 weist ein dauerhaftes Trägermaterial 14 auf,
das mit einem wiederpositionierbaren Kleber 16 beschichtet
ist. Die Applikation 10 weist ferner Optikfasern 18 auf,
die mittels eines Klebers 16 mit dem Träger 14 verbondet sind.
Das spezielle zu verwendende Trägermaterial hängt von
der speziellen Anwendung ab. Beispielsweise wird, wenn eine lange
Haltbarkeit gewünscht ist,
ein Polyesterträger
verwendet. Wenn die Applikation auf ein gebogenes Substrat aufgebracht
werden soll, wird ein flexibles Trägermaterial gewählt. Beispiele
für Trägermaterialien
umfassen Vinyl, Polyurethan, Polyamid und Polyester.
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Der erfindungsgemäße Kleber 16 ist ein
temporär
wiederaufbringbarer Kleber. Temporär wiederaufbringbar bedeutet,
dass die Verbondung zwischen dem Kleber und dem Substrat derart
erfolgt, dass das mit dem Kleber versehene Material ohne Beschädigung von
dem Substrat entfernt werden kann, und zwar entweder über einen
Zeitraum oder bis zum Eintreten eines spezifischen Ereignisses,
durch das dann der Träger
permanent mit dem Substrat verklebt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist der Kleber 16 vorzugsweise ein Haftkleber. Haftkleber
sind in der Industrie als eine Standard-Materialklasse bekannt.
Es handelt sich dabei um Kleber, die in trockener Form (im wesentlichen
lösungsmittelfrei mit
Ausnahme von Lösungsmittelrückständen) bei Zimmertemperatur
(ungefähr
15° bis
25°C) aggressiv und
permanent klebrig sind und bei bloßem Kontakt ohne Aufbringen
von mehr als manuellem Druck fest an einer Vielzahl von im wesentlichen
gleichen Oberflächen
haften. Die Kleber brauchen nicht durch Wasser, Lösungsmittel
oder Wärme
aktiviert zu werden, um eine aggressive Klebehaltekraft auf Materialien wie
Papier, Zellophan, Glas, Kunststoff, Holz und Metalle aufzubringen.
Die Kleber sind von ausreichend kohäsiver Halte- und elastischer
Natur, so dass sie trotz ihrer aggressiven Klebrigkeit mit den Fingern gehandhabt
und ohne Rückstände von
glatten Oberflächen
entfernt werden können.
Bezüglich
einer detaillierteren Beschreibung von Haftklebern wird auf die
US-Patente US-A-5,296,277, US-A-5,362,516 und
US-A-5,449,540 verwiesen.
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Wenn der Kleber 16 eine
geringe Klebrigkeit aufweist, z. B. sich nur leicht klebrig anfühlt und
eine geringe Haftung an bestimmten Oberflächen aufweist, ist ein Ablöse-Liner
zum Abdecken der Kleberschicht möglicherweise
nicht erforderlich und kann das Trägermaterial 14 als
Ablöse-Liner
fungieren, wenn der Film aufgerollt wird.
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Es kann ein unter Licht ausgehärteter Kleber mit
einer transparenten Trägerschicht
verwendet werden, ohne dass dadurch vom Umfang der Erfindung abgewichen
wird. Ein solcher Kleber ermöglicht es,
dass der Film auf ein Substrat wiederaufbringbar ist, bis eine Lichtquelle,
typischerweise Ultraviolett licht, durch den transparenten Film aufgebracht
wird, wodurch dann der Kleber aktiviert wird, um den Film auf dem
Substrat zu befestigen. Nicht druckempfindliche Kleber, thermisch
aktivierte Kleber, wie z. B. Heißschmelzklebstoff, oder durch
Lösungsmittel
aktivierte Kleber können,
falls gewünscht,
ebenfalls verwendet werden, ohne dass dadurch vom Umfang der Erfindung
abgewichen wird. Dabei handelt es sich jedoch wegen der zusätzlichen
Anwendungsschritte und der größeren Neigung
zu Lufteinschlüssen
während
des Aufbringens um weniger bevorzugte Ausführungsformen.
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Optikfasern 18, die bei
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind vorzugsweise Glas- (Quarzglas-)
Fasern mit einem Durchmesser von 80 bis 100 Mikrometern mit einer
speziellen Faserbeschichtung, wie in US-A-5,381, 504 beschrieben. Standardmäßige Glasoptikfasern
haben einen Außendurchmesser
von 125 Mikrometern. Durch Verwendung von Glasfasern mit Durchmessern
von 80 bis 100 Mikrometern kann die vorliegende Erfindung Biegeradien
von 0,64 cm (0,25 Inch) erreichen, wobei eine Biegebelastung von
70,308·106 kg/m2 (100 K psi)
unterschritten wird. Bei einem Biegeradius von 0,64 cm (0,25 Inch)
unterliegt eine Faser mit einem Durchmesser von 125 Mikrometern
einer Biegebelastung von ungefähr
77,34·106 kg/m2 (110 K psi)
und eine Faser mit einem Durchmesser von 200 Mikrometern einer Biegebelastung
von ungefähr 123,039·106 kg/m2 (175 K psi).
Bei der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden Biegeradien von weniger als 0,76
cm (0,3 Inch) bei Biegebelastungen von weniger als 70,308· 106 kg/m2 (100 K psi)
erreicht.
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2a zeigt
ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen einer Applikation. Eine
Zuführrolle 20 mit Applikationsträgerschicht
oder -film sowie eine Aufnahmerolle 22 sind vorgesehen.
Der Film 14 wird mit einer Kleberschicht 16 vorbeschichtet
und mit einem lösbaren
Liner 17 abgedeckt. Eine zweite Aufnahmerolle 19 ist
zum Entfernen des lösbaren
Liners 17 vorgesehen, wie dargestellt. Eine sich drehende
Walze 24 ist zum Bewegen des Trägerfilms 14 von der
Zuführrolle 20 zu
der Aufnahmerolle 22 vorgesehen. Mehrere Spulen 28 mit
Fa sern 18 sind vorgesehen und hängen über dem Trägerfilm 14. Eine Laminierrollen-Beabstandungsführung 30 ist
zum gewünschten
Beabstanden der Fasern 18 und zum Drücken der Fasern mit ausreichender
Kraft auf den Trägerfilm
14 zum Aktivieren des Haftklebers 16 zwecks Verbondung
der Fasern 18 vorgesehen. Eine zweite Zuführrolle 32 ist
vorgesehen, die einen zweiten lösbaren
Liner 34 transportiert, der lösbar an dem Haftkleber 16 haftet.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Film 14 ein durchgehender
und fester Film sein kann oder Löcher
zum Anschließen
an Optikschaltungskomponenten aufweisen kann, wie nachstehend genauer
beschrieben wird.
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2b zeigt
ein alternatives Verfahren zum Herstellen einer Applikation. 2a ist 2b im wesentlichen gleich und somit werden
gleiche Elemente entsprechend bezeichnet. Eine Zuführrolle 20 mit
einem Applikationsträgerfilm 14 sowie
eine Aufnahmerolle 22 sind vorgesehen. Eine sich drehende Walze 24 ist
zum Bewegen des Trägefilms 14 von
der Zuführrolle 20 zu
der Aufnahmerolle 22 vorgesehen. Eine Haftkleber-Beschichtungsvorrichtung 26 ist
zum Aufbringen einer Haftkleberbeschichtung 16 auf den Trägerfilm
14 beim Abrollen des Trägerfilms
von der Zuführrolle 20 vorgesehen.
Mehrere Spulen 28 mit Fasern 18 sind vorgesehen
und hängen über dem Trägerfilm 14.
Eine Laminierrollen-Beabstandungsführung 30 ist zum gewünschten
Beabstanden der Fasern 18 und zum Drücken der Fasern mit ausreichender
Kraft auf den Trägerfilm
14 zum Aktivieren des Haftklebers 16 zwecks Verbondung
der Fasern 18 vorgesehen. Eine zweite Zuführrolle 32 ist
vorgesehen, die einen zweiten Ablöse-Liner 34 transportiert,
der lösbar
an dem Haftkleber 16 haftet.
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Das Herstellen von Applikationen
in einem Endlosbahnverfahren, wie in 2a und 2b gezeigt, ist eine sehr
kosteneffektive Art der Herstellung von Applikationen. Je nach gewünschter
Länge der
Applikationen kann eine große
Anzahl von Standard-Applikationen leicht aus einer einzigen Rolle
mit Trägerfilm 14 hergestellt
werden.
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3a–3d zeigen alternative Arten
zum Herstellen von zu Anschlusszwecken vorgesehenen Fasern 18 in
einem Endlosbahnverfahren, das dem in 2a und 2b oben beschriebenen Verfahren
im wesentlichen gleich ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die
nachstehenden Beispiele nur der Erläuterung dienen, wie die Fasern
zu Anschlusszwecken verwendet werden, und diese Beispiele erheben
nicht den Anspruch auf Vollständigkeit.
Bei den Darstellungen aus 3a–3d werden einige der Komponenten
aus 1 und 2 verwendet, und daher werden
gleiche Elemente entsprechend bezeichnet. In 3a ist der Film 14 mit einer
Kleberschicht 16 beschichtet. Die Fasern 18 werden
wie oben beschrieben mit der Kleberschicht 16 verbondet.
Ein Ablösestreifen 35 ist
in vorbestimmten Abständen über der
Breite des Films 14 vorgesehen. Die Bahn wird dann an den
Ablösestreifen 35 eingeschnitten.
Wenn die Ablösestreifen 35 auf
ein Substrat aufgebracht sind, verhindern sie, dass die Enden des
einzelnen Applikationsabschnitts an dem Substrat haften, wodurch
ermöglicht
wird, dass die Enden der Fasern für Anschlusszwecke präpariert
werden. Es sei darauf hingewiesen, dass der Ablösestreifen 35 nicht über die
gesamte Breite des Films 14 verlaufen muss. In 3b ist eine Folge von Aufnahmehohlräumen 37 durch
den Film 14 hindurchgehend ausgebildet. Die Aufnahmehohlräume ermöglichen
einen Zugriff auf die Fasern 18, wenn die Applikation auf
ein Substrat geklebt wird.
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3c zeigt
eine Folge von Vorrichtungen 39 zur mechanischen Ausrichtung,
die an den gewünschten
Stellen entlang der Endlosbahn beabstandet angeordnet sind. Die
Ausrichtungsvorrichtungen 39 sorgen für eine mechanische Ausrichtung der
Fasern 18 und dienen ferner als Ablöse-Liner. Die Vorrichtungen 39 zur
mechanischen Ausrichtung sind vorzugsweise als V-Nut-Strukturen
ausgebildet, können
jedoch auch U-förmig
sein oder eine andere Form aufweisen, die eine adäquate Ausrichtung
der Fasern 18 bewirkt. Wenn die Fasern 18 mit
der Kleberfläche 16 des
Films 14 verklebt sind, kann die Ausrichtungsvorrichtung 39 vor
dem Verkleben mit dem Substrat entfernt werden. Die Ausrichtungsvorrichtung 39 kann
auch an Ort und Stelle verbleiben, wenn die Applikation mit einem
Substrat verklebt ist. Eine Anschlussteilanordnung wird dann um
die Fasern herum montiert. In 3d ist
ein kleberfreier Bereich 41 auf dem Film 14 vorgesehen.
Somit werden, wenn der Film 14 mit dem Substrat verklebt
wird, die Fasern 18 in dem kleberfreien Bereich 41 nicht
mit dem Substrat verklebt.
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Die erfindungsgemäße Konfiguration der Applikation,
einschließlich
der Anzahl von Fasern, der Beabstandung der Fasern sowie der Führungsmuster,
kann bei der Herstellung unter Verwendung eines einfachen Computer-Software-Programms zur Verfahrenssteuerung
erstellt werden. Daher kann ein Leiterplatten-Konstrukteur eine
Leiterplatte entwerfen und dem Hersteller der erfindungsgemäßen Applikationen
ein Layout der Leiterplatte liefern und kann eine Applikation schnell
und leicht durch Anwendung des Verfahrenssteuerprogramms ausgeführt werden.
Konstruktion und Herstellung von erfindungsgemäßen Applikationen können beispielsweise
von Icon Industries, Euless, TX, durchgeführt werden.
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4a, b und c zeigen
einige standardmäßige Applikationsausführungen. 4a zeigt eine um 180° gebogene
Applikation 36. 4b zeigt
eine um 90° gebogene
Applikation 38, und 4c zeigt
eine gerade Applikation 40. Weitere standardmäßige Applikationsausführungen
neben den in 4a–4c gezeigten, wie z. B. solche
mit 30°-Biegungen,
60°-Biegungen,
45°-Biegungen
etc., fallen ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
Ferner kann eine Endlosbahnausführung
mit alternierendem Muster gebildet werden. Standard-Applikationen,
wie die oben beschriebenen, können
vorgefertigt und als gebrauchsfertige Applikationen gekauft werden.
Da die in 4a–4c gezeigten Applikationen
als gebrauchsfertige Applikationen erhältlich sind, werden die Enden
der Fasern 18 auch zu Anschlusszwecken präpariert.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die
in 4a–4c gezeigten Fasern an dem
Rand des Trägermaterials
enden. Die Fasern müssen
jedoch zu Anschlusszwecken zur Verfügung stehen. Somit kann eines
der Verfahren zum Verfügbar machen
der Fasern zu Anschlusszwecken, wie z. B. die mit Bezug auf 3a–3d beschriebenen,
angewendet werden.
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Die Applikationen 10 können während des Herstellverfahrens
durch Entfernen der (in 4a, 4b oder 4c nicht gezeigten) Ablöse-Liner 34 von
der Kleberfläche
und Laminieren der Applikation auf die Leiterplattenoberfläche auf
die Leiterplatten 12 oder andere Substrate aufgebracht
werden. Es sei darauf hingewiesen, dass mehrere Applikationen übereinander
platziert werden können,
ohne dass die Leistungsfähigkeit
verschlechtert wird.
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5a und b zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht
einer flexiblen Optikschaltungsapplikation 10 mit mikroreplizierten
Strukturen 42 auf dem Trägerfilm 14 oder in
der Kleberfläche 16.
Die mikroreplizierten Strukturen 42 ermöglichen eine akkurates Positionieren
der Applikation 10. Eine inkorrekte Platzierung oder ein
zufälliger
Kontakt mit einer aktiven Kleberfläche kann zu einer Fehlausrichtung und
einer sofortigen Verbondung mit der gewünschten Fläche führen. Da die Mikrostrukturen
von dem Trägerfilm 14 vorstehen
und größer sind
als die Dicke der Kleberbeschichtung 16, verhindern die
Mikrostrukturen 42 einen engen Kontakt zwischen der Kleberfläche 16 und
der Leiterplatte 12 oder einer anderen Anbringfläche. Die
Strukturen 42 sind brechbar, so dass ein enger Kontakt
zwischen der Kleberfläche 16 und
der Leiterplatte 12 erreicht wird, wenn ein geeigneter
Druck aufgebracht wird. Somit kann die vorliegende Erfindung wiederpositioniert
werden, bis eine akkurate Ausrichtung erreicht ist, und ferner wird eine
hohe Endverbondungsstärke
nach dem Laminieren erzeugt. Die erfindungsgemäßen mikroreplizierten Strukturen
sind vorzugsweise ungefähr
15 Mikrometer dick. Ferner kann die Dichte oder die Durometer-Härte der
Strukturen 42 variiert werden, um einen geringeren oder
größeren Widerstand
gegen Brechen oder Verformen zu bieten. Bezüglich einer detaillierteren
Beschreibung der Mikrostrukturen 42 wird auf US-A-5,296,277,
US-A-5,362,516 und US-A-5,449,540 verwiesen. Es sei darauf hingewiesen,
dass alternative Ausführungsformen
der Mikrostrukturen 42 oder andere wiederpositionierbare
Kleberausführungen
ebenfalls in den Umfang der Erfindung fallen. Beispielsweise kann
der Kleber Mikrokugeln enthalten, die einen Katalysator aufweisen
können,
und zwar entweder bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der
Mikrostrukturen 42, so dass bei Aufbringung einer ausreichenden
Kraft die Mikrokugeln und Mikrostrukturen, falls vorhanden, zerbrochen
werden und der Katalysator freigesetzt wird und zum Bilden eines
aggressiven Klebers mit dem Kleber 16 reagiert.
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6a und b zeigen eine Applikation mit Mikrostrukturen 42,
die in gewünschten
Mustern angeordnet sind, so dass die mikroreplizierten Strukturen 42 eine
Führung
zum Führen
der Fasern 18 bei deren Verbondung mit der Kleberfläche 16 an
genau bestimmten Stellen bilden. Gemäß 6a und 6b passen
die Fasern 18 in Kanäle 44 zwischen
den Strukturen 42 und können
somit ohne Brechen der Strukturen 42 mit der Kleberfläche 16 verbondet
werden. Wie oben gesagt, können
die Mikrostrukturen wie beschrieben positioniert werden, um ein
solches Muster zu bilden.
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Die Mikrostrukturen 42 können vor
dem Aufbringen der Kleberbeschichtung 16 auf dem Trägerfilm 14 ausgebildet
werden. Oder sie können
der Kleberfläche 16 hinzugefügt werden,
nachdem die Applikation 10 hergestellt worden ist und die
Fasern 18 mit dem Film 14 verbondet worden sind,
und zwar dadurch, dass die Mikrostrukturen 42 von einem
geprägten
Ablöse-Liner 34 genommen
werden, welcher sofort nach der Herstellung angebracht wird.
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7a–7d zeigen Schritte zur Herstellung einer
Applikation, wobei die Fasern 18 an Buchsen oder Anschlussteile
angeschlossen werden. Zur Vereinfachung des Herstellverfahrens ist
eine Mehrchipmodul-Positioniereinrichtung 52 vorgesehen,
die den Trägerfilm 14 trägt und ein
Muster zum Ausschneiden von Aufnahmehohlräumen, in die Buchsen eingesetzt
werden, bildet.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer
Applikation mit in diese eingesetzten Buchsen wird nachstehend beschrieben.
Es sei darauf hingewiesen, dass das nachstehend beschriebene Verfahren
nur als Beispiel dient und nicht als die einzige Art und Weise zum
Herstellen einer Applikation angesehen werden darf. Der Trägerfilm 14 wird
abgespult und über
die Positioniereinrichtung 52 platziert, wie in 7a gezeigt. Der Druckkleber 16 wird
entweder auf den Trägerfilm 14 aufgebracht,
oder der Trägerfilm 14 ist
bereits mit einer Kleberbeschichtung versehen. Die Optikfasern 18 werden
dann zu gewünschten
Positionen auf dem Trägerfilm 14 geführt. Die
von den Fasern 18 genommenen Wege können parallelen oder einzelnen
Routen folgen und einen durchgehenden Signalweg von einem Ende zum
anderen bilden. Die Optikschaltungswege können auch zuvor installierte Fasern
kreuzen, wodurch mehrere Schichten zum Optimieren der Weggeometrie
gebildet werden. Wenn die Fasern 18 entsprechend geführt worden sind,
werden sie durch Aufbringen einer ausreichenden Kraft zum Aktivieren
des Haftklebers 16 mit dem Trägerfilm 14 verbondet.
An diesem Punkt wird der Trägerfilm 14 an
Positionen 49 geschnitten, an denen Buchsen eingebaut werden
sollen. Gemäß 7b werden die Enden der
Fasern 18 dann geschnitten, gespalten, gesägt, poliert
oder je nach Benutzeranforderung anderweitig für das Anschließen präpariert.
Zum Vereinfachen des Anschließens
werden die Optikfasern 18 normalerweise an Anschlussteile oder
Buchsen 50 angeschlossen. Nach dem Präparieren der Faserenden wird
die Buchse 50 durch das in dem Trägerfilm 14 ausgebildete
Loch eingesetzt (7c).
Schließlich
wird gemäß 7d eine Leiterplatte oder
ein anderes Substrat 12 mit dem Trägerfilm 14 verbondet
und der Trägerfilm
derart geschnitten, dass er in die Leiterplatte passt.
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Die erfindungsgemäße Applikation ermöglicht es,
dass die von den Fasern 18 gebildeten optischen Wege vor
dem Aufbringen auf die Leiterplatte 12 oder ein anderes
Substrat vorgetestet werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass die Fasern 18 beim Aufbringen auf
die Leiterplatte 12 von dem Film 14 geschützt werden. Wie
oben gesagt, kann der Trägerfilm
je nach Anwendung variieren. Wenn ein größerer Schutz der Fasern 18 erforderlich
ist, kann ein stärkerer
oder dickerer Träger
gewählt
werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Applikationen liegt darin, dass
das Risiko der Beschädigung
einer wertvollen Leiterplatte stark reduziert wird. Typischerweise
ist zum Zeitpunkt der Herstellung elektrischer oder optischer Verbindungen
bereits ein beträchtlicher
Wert in eine Leiterplatte investiert worden. Bei Anwendung der vorliegenden
Erfindung brauchen die Leiterplatten nicht zerstört zu werden, wenn keine korrekte Ausrichtung
erfolgt ist oder die Applikation nicht funktioniert. Wenn Wellenleiter
verwendet werden und ein Fehler gemacht wird, ist die Leiterplatte
normalerweise ruiniert.
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8 zeigt
eine alternative Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Applikation 68.
Wie oben gesagt, schützt
der Trägerfilm 14 die
Fasern 18 beim Aufbringen auf die Leiterplatte 12. Es kann
jedoch wünschenswert
sein, dass ein Schutzfilm zwischen den Fasern 18 und der
Leiterplatte 12 vorgesehen ist. Daher ist gemäß 8 ein erster Trägerfilm 60 mit
einer oberen Fläche 62 und
einer unteren Fläche 64 vorgesehen.
Eine erste Kleberschicht 66 befindet sich auf der unteren
Fläche 64.
Ein zweiter Trägerfilm 69 mit
einer oberen Fläche 70 und
einer unteren Fläche 72 ist
vorgesehen. Eine zweite Kleberschicht 74 befindet sich
auf der unteren Fläche 72.
Mindestens eine Optikfaser 76 ist in Sandwichform zwischen
den Trägerfilmen 60 und 69 angeordnet.
Eine Applikation 68 wird dann auf einem Substrat, wie z.
B. einer Leiterplatte, angebracht und unter Verwendung eines Klebers 74 verbondet.
Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind (in 8 nicht gezeigte) Mikrostrukturen
vorgesehen, die eine Wiederpositionierbarkeit oder Faserausrichtung
ermöglichen.
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Obwohl eine bestimmte bevorzugte
Ausführungsform
dargestellt und beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen,
dass zahlreiche Änderungen und
Modifikationen durchgeführt
werden können, ohne
dass dadurch vom Umfang der beiliegenden Patentansprüche abgewichen
wird.