專利名稱：用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的方法及間隔物，以及這樣的帶的組裝疊層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于組裝 撓性光波導(dǎo)帶的方法及間隔物，以及這樣的帶的組裝疊層。
背景技術(shù)：
光波導(dǎo)意謂在光譜中導(dǎo)引電磁波。光波導(dǎo)特別言地包括光纖及矩形波導(dǎo)。光波導(dǎo)用作集成光電路中的部件或用作光通信系統(tǒng)中的傳輸介質(zhì)。該等波導(dǎo)通常根據(jù)其幾何形狀、模式結(jié)構(gòu)、折射率分布及材料進(jìn)行分類。撓性光波導(dǎo)帶受到特別的關(guān)注。許多先前技術(shù)文件涉及此背景。舉例而言-US 5，281，305B1揭示用于在二氧化硅基板中制造經(jīng)層疊的光波導(dǎo)的方法。-US 5，937，128B1系針對波導(dǎo)連接器及形成波導(dǎo)連接器的方法；-US 6，317，964B1揭示波導(dǎo)連接器及用于將該波導(dǎo)連接器與至少一個(gè)光器件對準(zhǔn)的方法及配置。-US 6，496，624B1系關(guān)于用于光布線及制造的光波導(dǎo)器件。此處，聚合波導(dǎo)包含膜狀光波導(dǎo)。-US 6，695，488B2揭示用于形成多芯纖維套圈(multi fiber ferrule)的工具及方法。多芯光纖套圈由兩個(gè)套圈半邊形成。-US 6，990，263B2揭示集成連接器型聚合物光波導(dǎo)及其制造方法和模具。-US 7，295，743B2揭示光波導(dǎo)、光波導(dǎo)套圈及光連接器。-US 7，397，995B系針對所揭示的多核心平面光波導(dǎo)。波導(dǎo)核心的重疊部分以一者在另一者上方且大體上平行的方式定位。-US 7，457，499揭示所描述的準(zhǔn)許制造光纖束的端部的方法及裝置。-US 2006/0045444A1系關(guān)于纖維束及用于制造纖維束的方法。-W0/02/48752系關(guān)于用于將二維光電子數(shù)組界面連接至標(biāo)準(zhǔn)纖維束的低輪廓 (low-profile)波導(dǎo)組件。-W0/2005/079502系針對連接器，其中兩個(gè)沖擊安裝(impacts mounted)的七芯光纖套圈經(jīng)由中央光纖的對準(zhǔn)及該套圈中的外部光纖中的至少一者的對準(zhǔn)而對準(zhǔn)。類似地，眾多文獻(xiàn)(非專利文件)系針對通用背景。舉例而言-Usui，Μ. ；Hikita，Μ. ；Yoshimura，R. ；Matsuura，N. ；Sato，N. ；Ohki, Α. ；Kagawa, Τ. ；Tateno,K. ；Katsura,K. ；Ando,Y.的"An optical coupling technique for parallel optical interconnection modules using polymeric optical waveguide films”，DOI 10. 1109/IEMTIM. 1998. 704538系針對幵發(fā)使用聚合光波導(dǎo)膜的Para BIT模塊的新光耦合技術(shù)。-Joon-Sung Kim ；Jang-Joo Kim 的“Stacked polymeric multimode waveguide arrays for two-dimensional optical interconnects",DOI :10. 1109/JLT. 2004. 824523, 其中已針對2-D陣列垂直腔表面發(fā)射激光器與檢測器之間的光互連而制造出具有兩個(gè)反射鏡的2-D聚合多模波導(dǎo)陣列。-Katsuki SuematsuΛ Masao ShinodaΛ Takashi Shigenaga、 Jun YamakawaΛ Masayoshi Tsukamoto、Yoshimi Ono 及 Takayuki Ando 的 “Super Low-Loss，Super High-Density Multi-Fiber Optical Connectors，，，〈〈Furukawa Review〉〉，2003 年第 23 其月， 第53至58頁，作者已基于創(chuàng)新的高精度模制技術(shù)幵發(fā)出超低損耗、超高密度連接器及組裝技術(shù)。-在 K Naessens、A Van Hove、T Coosemans > S Verstuyft 的名為"Fabrication of microgrooves with excimer laser ablation techniques for plastic optical fiber array alignment purposes，，的 f 牛中，Proc· SPIE，H 3933 ·，309 (2000) ；DOI 10. 1117/12. 387568，作者提出將激光燒蝕作為制造方法，該制造方法用于由專用聚碳酸酯及聚甲基丙烯酸甲酯板中的精確尺寸U形槽構(gòu)成的陣列的微加工。所制成的板用以憑借UV 可固化粘合劑來固持光纖。層疊并膠合該板允許塑料光纖的2D連接器的組件用于短距離光互連。-streppel,U. >Dannberg,p. >Wachter,c. >Brauer,A. >Nicole,p. ,Frohlich,
L. >Houbertz,R. >Popal1,Μ.的"Development of a new fabrication method for stacked optical waveguides using inorganic-organic copolymers，，，美國電機(jī)暨電子工禾呈Jl幣學(xué)會(huì)-IEEE-=Polytronic 2001，關(guān)于微電子學(xué)及光子學(xué)中的聚合物及粘合劑的國際會(huì)議 (International Conference on Polymers and Adhesives in Microelectronics and Photonics)。會(huì)議論文集。New York，NY :IEEE，2001，第329-335頁，提出用于使用混合式無機(jī)有機(jī)聚合物(0RM0CER0)的層疊光波導(dǎo)的技術(shù)。-Coosemaus, T. > Van Hove, Α.、Naessens, K. > Vanwassenhove, L. > Van Daele, P.、 Baets, R. (Dept. of Inf. Technol. , Ghent Univ.)的"Fabrication of a 2D connector for coupling a 4X8 array of small diameter plastic optical fiber (117/125 μ m) to RCLED or VCSEL arrays”，如出現(xiàn)在2000年電子組件及技術(shù)會(huì)議(Electronic Components and Technology Conference)中，DOI :10. 1109/ECTC. 2000. 853332，作者討論 2D 平行纖維陣列且關(guān)于制造可使用標(biāo)準(zhǔn)模制技術(shù)復(fù)制的原型2D連接器進(jìn)行報(bào)告。亦即，在受控定位的情況下提供用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的方法或工具仍是挑戰(zhàn)。 在僅數(shù)微米(ym)的定位容限的情況下可靠并有效地提供這樣的帶的組裝疊層是另一挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的方法，其包括以下步驟 提供至少兩個(gè)光波導(dǎo)帶和間隔物，所述間隔物提供至少兩個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)空間；將所述帶中的一個(gè)帶定位在所述間隔物中，所述一個(gè)帶層疊在另一帶上；以及將所述經(jīng)定位帶約束在所述經(jīng)校準(zhǔn)空間中的對應(yīng)的一個(gè)中，以及將所述經(jīng)約束帶固定在所述另一帶上。在其它實(shí)施例中，所述方法可包含以下特征中的一個(gè)或多個(gè)-在所述約束和固定步驟中，所述帶中的一個(gè)通過粘合劑固定在所述間隔物中； -所述約束和固定步驟進(jìn)一步包括將所述粘合劑填充在所述間隔物中；-在所述提供步驟中，所述帶中的每一個(gè)在一端具有自支撐部分，且所述間隔物包括至少兩個(gè)凹陷， 所述凹陷中的每一個(gè)界定各經(jīng)校準(zhǔn)空間；所述約束步驟包括將每一個(gè)自支撐部分插入在所述凹陷中的對應(yīng)的一個(gè)中；以及所述固定步驟包括關(guān)于所述凹陷中的對應(yīng)凹陷固定所述經(jīng)約束帶中的每一個(gè)；-在所述提供步驟中，所述帶中的每一個(gè)進(jìn)一步包括基板和所述基板上的包層，光波導(dǎo)被設(shè)置在所述包層中，在定位之前，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟通過在所述帶中的每一個(gè)的一端對所述基板進(jìn)行部分去除或分層而制備每一個(gè)自支撐部分；-所述方法進(jìn)一步包括以下步驟穿過所述經(jīng)固定的帶切割一區(qū)段；-所述間隔物被提供為套圈，所述套圈具有集成在其中的通孔凹陷；-提供的所述間隔物包括接受器(receptacle)和間隔物元件，所述間隔物元件包括所述凹陷；以及所述定位步驟包括將所述間隔物元件和所述帶均插入在所述接受器中，以及將每一個(gè)自支撐部分插入在所述凹陷中的對應(yīng)的一個(gè)中；-提供的所述間隔物包括接受器和間隔物元件；以及所述定位步驟包括將所述帶中的一個(gè)定位在所述接受器中；以及將所述間隔物元件的一部分嚙合在所述接受器中到所述經(jīng)定位帶上，直至在所述經(jīng)嚙合部分與所述接受器之間實(shí)現(xiàn)經(jīng)校準(zhǔn)空間為止，以及其中，所述約束和固定步驟包括將所述經(jīng)定位帶約束并固定在所述實(shí)現(xiàn)的經(jīng)校準(zhǔn)空間中；-約束和固定所述經(jīng)定位帶進(jìn)一步包括將其暴露到粘合劑，并固化所述粘合劑；-約束和固定第二帶的步驟進(jìn)一步包括穿過所述間隔物元件輻射所述粘合劑；_所述方法進(jìn)一步包括重復(fù)所述定位、約束以及固定步驟，以便獲得相對于第N個(gè)帶而固定的第N+1個(gè)帶；以及-在固定所述帶的步驟中，所述間隔物被校準(zhǔn)，以使得所述帶中的一個(gè)在固定之后的定位容差小于士 10微米，以及優(yōu)選地小于士5微米。本發(fā)明在其第二方面中進(jìn)一步涉及一種撓性光波導(dǎo)帶的組裝疊層，其根據(jù)本發(fā)明的第一方面而獲得，其中，在所述疊層的端部區(qū)段處，所述帶端部區(qū)段中的每一個(gè)在各經(jīng)校準(zhǔn)區(qū)段中被校準(zhǔn)。本發(fā)明在其第三方面中進(jìn)一步涉及一種光連接器，其包括根據(jù)本發(fā)明的第二方面的撓性光波導(dǎo)帶的疊層。根據(jù)又一方面，本發(fā)明被體現(xiàn)為一種用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的間隔物，所述間隔物具有至少兩個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)空間，其中所述間隔物被配置為允許將所述帶定位在所述間隔物中；將所述帶約束在所述等經(jīng)校準(zhǔn)空間中的對應(yīng)的一個(gè)中；以及固定所述帶?，F(xiàn)將通過非限制性實(shí)例及參看隨附圖式來描述體現(xiàn)本發(fā)明的方法，及特別言的， 間隔物及光波導(dǎo)帶的組裝疊層。


圖1為穿過單波導(dǎo)帶的橫向切口 ；圖2為穿過N個(gè)波導(dǎo)帶的疊層的橫向切口 ；圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制備在其一個(gè)端部處具有自支撐部分的波導(dǎo)帶的兩個(gè)變體；圖4A至圖4F為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的步驟；圖5為根據(jù)圖4A至圖4F的實(shí)施例的間隔物及帶疊層的在其給定組裝步驟處的3D視圖；圖6A至圖6D為根據(jù)圖4A至圖4F的實(shí)施例的變體的用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的步驟；圖7為根據(jù)圖6A至圖6D的變體的間隔物及帶疊層的在其給定組裝步驟處的3D 視圖；圖8為如用于圖IOA 至圖101的實(shí)施例中的間隔物及帶的分解圖；圖9為圖8的間隔物的間隔物元件的3D視圖；以及圖IOA至圖IOJ為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的方法的步驟。
具體實(shí)施例方式作為對以下描述的介紹，首先指向本發(fā)明的通用方面，其涉及用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的方法。基本上，光波導(dǎo)帶(亦稱為撓帶(flex))被首先定位在間隔物中，使得一帶層疊在另一帶上。接著，在固定之前將給定帶約束在該間隔物的對應(yīng)經(jīng)校準(zhǔn)空間中。因此，各波導(dǎo)帶的制造容差并不沿著該疊層累加。這適用于帶的定位的任何垂直不精確性。約束層可 (例如)憑借粘合劑(例如，通過填充間隔物中的在定位元件之后未被占用的空間)而設(shè)定和/或加強(qiáng)。疊層的總精度因此容易受到控。相反，可放寬對個(gè)別層厚度控制的要求。顯著地，可根據(jù)將在下文中詳細(xì)論述的實(shí)施例使各種層定位，例如，一次性地或逐一地。圖1展示穿過單波導(dǎo)帶Rl的橫向切口。光波導(dǎo)包括用于傳輸光信號(hào)的M個(gè)光波導(dǎo)核心Cla、Clb等。該核心位于基板Rls上方的包層Rlu、Rll中。更精確地，包層分解為包含核心的上部包層(Rlu)及下部包層R11。該帶本身為已知的。圖2展示穿過彼此直接一個(gè)在另一個(gè)之上重疊地配置的N個(gè)波導(dǎo)帶Rl至Rn的疊層ARf的橫向切口。如下文所描述的實(shí)施例目的在于組裝如此圖式中示意描繪的疊層。廣泛地，所展示的區(qū)段為可能根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例獲得的撓性光波導(dǎo)帶的組裝疊層的端部的剖視圖。在該區(qū)段的層級(jí)處，帶中的每一者被固定在于此處由矩形表示的各經(jīng)校準(zhǔn)區(qū)段中。每一波導(dǎo)帶包含M個(gè)光波導(dǎo)，如上文所描述。每一波導(dǎo)帶Rn內(nèi)的光波導(dǎo)(例如， Cla, Clb、...)以給定間隔或柵距(pitch)Ph縱向并彼此平行地配置。該間隔可(例如) 達(dá)至250微米或小于250微米，具有士5微米或更佳的精度，亦即士 1微米至士2微米。波導(dǎo)帶具備大體上相同的預(yù)定厚度。此處，其厚度可能小于所預(yù)期的垂直柵距Pv。 Pv的典型值為250微米。更精確地，單一帶中的各種層的典型值為-基板100微米-下包層30微米至40微米
-核心40微米至50微米-上包層(在核心上方):30微米至40微米因此，帶厚度為約200微米至230微米，亦即小于Pv。在圖2中使用熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者的常見標(biāo)記法來提及帶疊層或光連接器的如本文中所預(yù)期的典型容差。參考符號(hào)G與稍后描述的較佳實(shí)施例相關(guān)。明顯地，每一層不可能具有完美恒定厚度并是完美平坦的。然而，本發(fā)明的實(shí)施例導(dǎo)致每一層適應(yīng)于各自的經(jīng)校準(zhǔn)空間，藉此該等不精確度的效應(yīng)得以減輕。達(dá)成此的方式應(yīng)在以下描述中變得顯而易見。 現(xiàn)參看圖3至圖7描述一次性組裝帶的第一通用實(shí)施例。首先，提供光波導(dǎo)帶及間隔物。優(yōu)選地，每一帶Rn在端部處具有自支撐部分。自支撐部分的實(shí)例由圖3中的參考符號(hào)Rlfsp表示，及更一般由其它圖中的Rnfsp表示。此自支撐部分可通過基板的部分去除(圖3中的步驟S300)例如通過激光燒蝕，或通過基板 Rls的分層(替代步驟S200)而獲得。帶Rl的端部因此在部分Rlfsp的層級(jí)處變薄。首先，這能夠?qū)л^容易地定位和插入在間隔物中。其次，且更加，此進(jìn)一步允許間隔物的較容易加工，如將在下文中參看圖4A至圖4F解釋?，F(xiàn)在，參看圖4A至圖4F，所描繪的帶Rn的橫向切口清楚地展示變薄的基板，如上文所論述?？稍趫D5的3D視圖中進(jìn)一步了解其形狀。所提供的帶形成組件ARi，其尚未被必要地層疊(S10，圖4A)。帶因此經(jīng)層疊以形成較緊密的組件ARs，參看圖4B。后續(xù)疊層可因此較容易地插入于間隔物Sp中，步驟S20， 圖4B。所描繪的間隔物經(jīng)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)以用于組裝該帶。該間隔物包含此處由凹陷所界定的經(jīng)校準(zhǔn)空間(SpRn)。注意，在圖4的實(shí)例中，該凹陷不被集成在間隔物的主體(亦即，套圈SpF)中。通常，創(chuàng)建母模(master)以用于套圈的后續(xù)模制。該母模通常經(jīng)鉸(ream)薄、 鉆孔，或研磨。接著，可通過在母模中注射模制而獲得套圈。結(jié)果，所獲得的凹陷被集成到間隔物的主體中。注意，凹陷在此處由大體上平行的舌狀物界定。通常，該舌狀物寬3mm，而凹陷通常厚100微米至150微米。套圈進(jìn)一步界定區(qū)域，其允許插入層疊組件ARs，或者說，用于將帶預(yù)先定位于間隔物中，如步驟S20處所說明。有利地，凹陷可進(jìn)一步被設(shè)計(jì)為通孔，亦即，該等凹陷具有兩個(gè)開放端(open end)，如在圖4B至圖4F的橫向切口中所見，亦參看3D視5。這不僅可能比盲孔容易制造，而且可在疊層固定之后進(jìn)一步簡化疊層的修整，如在圖4E至圖4F中顯而易見的。凹陷SpRn可被常規(guī)地成形以將帶Rn的自由部分插入于其中，圖4C中的步驟S30。 在此方面，為帶提供變薄的自由端部可以使其在間隔物中的定位更容易，如已描述的。此夕卜，其進(jìn)一步允許諸如本文中所描述的間隔物的較可承受的加工。在界定經(jīng)校準(zhǔn)空間的凹陷將被構(gòu)建在具有套圈主體的單件中時(shí)，這變得尤其真實(shí)，如在圖4A至圖4F的實(shí)施例中。 事實(shí)上，由于凹陷及自由部分通常厚100微米至150微米，因此可預(yù)期加工的合理良率。換言之，在不使帶的端部變薄的情況下，界定凹陷的舌狀物將必須更薄，這更加難以制造。因此，自由端部可容易地容納于間隔物的各凹陷中(圖4C至圖4D中的步驟 S30/40)，藉此最終位置得以確認(rèn)(此處，自由部分的端部在間隔物的右側(cè)側(cè)壁的外側(cè)略微超出)。換言之，每一帶Rn的一個(gè)端部現(xiàn)被約束在各經(jīng)校準(zhǔn)空間內(nèi)，且每一帶Rn準(zhǔn)備被固定。此外，疊層自身定位于套圈的整體經(jīng)校準(zhǔn)區(qū)域CR中。就此，帶在其自由部分的層級(jí)處仍以某種方式變脆且尚未固定。此可通過進(jìn)一步關(guān)于凹陷來約束帶(圖4E中的步驟S50，例如經(jīng)由粘合劑G)而設(shè)定。如先前所表明，粘合劑G可例如填充在間隔物中的保持未被占用的空間中，及可能填充先前由帶基板所占據(jù)的空間。此外，應(yīng)進(jìn)一步將帶的自由端部部分約束至由凹陷所界定的標(biāo)稱位置。在此方面，如在圖4E至圖4F中所見，可設(shè)計(jì)凹陷，以使得在填充后，粘合劑便促使帶的每一自由部分朝向給定壁(此處，凹陷的下平壁，如圖4E至圖4F中的部分中所示)。為此目的，上壁可具有略微彎曲的部分，其具有逐漸消失的喇叭口(flare)。因此，一旦固化或干燥(步驟52)，粘合劑便在端部處固定帶疊層，且可以更精確地設(shè)定帶末端。接下來，通過穿過經(jīng)固定的帶(例如，帶的超出端，如所示)切割(步驟S55至S60， 圖4E至圖4F) —區(qū)段而獲得修整。所得疊層現(xiàn)具有平整的端部區(qū)段。自右面觀察，帶端部區(qū)段將固定至經(jīng)校準(zhǔn)區(qū)段(亦即矩形)中，如先前參看圖2所引用。立即返回至后面的圖， 可見，未被帶占用的空間可由粘合劑(如由粗線及參考符號(hào)G所表示)填充。在圖5中，展示間隔物Sp及疊層ARs的3D視圖，同時(shí)正將該疊層插入于套圈SpF 的中空空間中。亦即，在步驟S20(圖4B)與圖4C的步驟S30之的間的某點(diǎn)。其中所描繪的虛線矩形表示圖4A至圖4F的橫向切口平面。如已在后面的圖中可見，凹陷SpR n優(yōu)選地在插入側(cè)展現(xiàn)一微小喇叭口。其總尺寸以其它方式由帶、其垂直疊層中所追求的精度、用于加工間隔物的材料及加工精度來判定，如可由熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者了解的。在此方面，套圈主體的材料優(yōu)選地包含熱穩(wěn)定、硬度適合且持久耐用的陶瓷或玻璃部件。舉例而言，陶瓷部件(例如套圈主體質(zhì)量的80% )可分散在諸如聚苯硫醚(PPS) 或環(huán)氧樹脂的聚合物基質(zhì)中。順便提及，注意到，雖然實(shí)施例敘述首先定位帶，然后約束該帶，但熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)顯而易見，相應(yīng)步驟可為伴隨的(至少部分地)或甚至交錯(cuò)的。接下來，圖6A至圖6D說明根據(jù)先前實(shí)施例的變體的用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的步驟，如參看圖4A至圖4F所描述。基本上，總觀點(diǎn)保持相同，亦即，將帶的疊層定位于間隔物中(步驟S20至S40，圖6A至圖6B)，以及接著在固定之前(步驟S52)將其約束于(步驟 S30至S50，圖6B至圖6C)各經(jīng)校準(zhǔn)空間中。此處的主要差異在于間隔物現(xiàn)包含兩個(gè)獨(dú)特元件，亦即，接受器SpF或套圈以及間隔物元件SpE，應(yīng)注意到，凹陷SpRn設(shè)置于間隔物元件中。因此，定位各種部件(步驟S20至S30，圖6A至圖6B)現(xiàn)需要將間隔物元件SpE和帶兩者插入在接受器SpF中(步驟S20)。然而，將帶的自支撐部分插入在各凹陷中(步驟 S30至S40，圖6B)，恰如先前實(shí)施例的情況。因此，亦可通過穿過間隔物元件SpE切割一區(qū)段(步驟S55，圖6C)來達(dá)成穿過固定帶切割一區(qū)段。此處，損失了被切割的間隔物元件部分。然而，該變體是有利的，因?yàn)樵撟凅w允許套圈及其部件(具體地，間隔物SpE)更容易被加工。圖7示出根據(jù)圖6A至圖6D的變體的間隔物SpE、SpF的元件的3D視圖。此處，可注意到，不再需要將凹陷SpRn提供為通孔。現(xiàn)應(yīng)描述另一實(shí)施例，其中逐一地校準(zhǔn)帶，而非一次性地定位各帶。圖8示意地描繪適用于該實(shí)施例的間隔物及單一帶的分解圖。如剛才上所述，間隔物包含兩個(gè)部件，亦即接受器SpF(或套圈)及間隔物組件 SpE。套圈仍界定一區(qū)域(開放的)，其允許插入給定帶，或者說，用于預(yù)先定位該帶，如由分解圖所提示。然而，替代使經(jīng)校準(zhǔn)空間由凹陷界定，間隔物元件SpE現(xiàn)被設(shè)計(jì)為具有T型區(qū)段的壓模，其部分地與接受器SpF的U型區(qū)段互補(bǔ)。為了示例，其應(yīng)因此在下文中稱作壓模。壓模SpE的實(shí)例可進(jìn)一步見于圖9中，圖9展示與圖8中的壓模相同的壓模的3D 視圖。如圖8所提示，在將帶Rl (或Rn)定位于該接受器中之后，壓模SpE的一部分可滑動(dòng)地嚙合于該接受器的區(qū)段中，到達(dá)先前經(jīng)定位的帶上?，F(xiàn)在，適宜地選擇尺寸，以使得 (例如)壓模的邊緣防止其下壁到達(dá)接受器的上壁。經(jīng)校準(zhǔn)空間可因此被界定在壓模的嚙合部分的下壁與接受器的上壁之間。由此將促使插入的帶固定在該經(jīng)校準(zhǔn)空間中并隨后在其中固定。此可隨意重復(fù)，以便調(diào)整帶疊層的連續(xù)層，其限制條件為在制程的每一階段保持經(jīng)校準(zhǔn)空間。為此目的，最有效的操作模式可能會(huì)提供具有略微不同的高度(如由圖9中的h所表示)的一組壓模。舉例而言，第N+1個(gè)壓模的嚙合部分的高度hN+1可為第N個(gè)壓模的高度減去校準(zhǔn)層N+1的空間的高度eN+1，亦即hN+1 = hN_eN+1。然而，由于每一層的高度e通常相同，因此壓?？删哂衕N+1 = hN-Ne的高度，藉此始終提供恒定的經(jīng)校準(zhǔn)空間。在一變體中，壓模可具備具有各種尺寸的一組架臺(tái)(stancOSpEs，例如自黏著架臺(tái)。然而，架臺(tái)已經(jīng)是有利的，甚至在使用一組不同的壓模時(shí)，因?yàn)槠湓试S最小化存在于接收表面上的灰塵顆粒的影響。這里，將可能對于壓模中的每一者具有相同架臺(tái)。接下來，圖IOA至圖IOJ說明根據(jù)第二主實(shí)施例的步驟。首先，提供接受器SpF，步驟10 (圖10A)。接著，將第一帶Rl定位于其中，步驟21 (圖10B)，如圖9中進(jìn)一步展示。注意，帶 Rl的厚度通常小于垂直柵距Pv。優(yōu)選地，粘合劑G曝露于經(jīng)定位層的上表面，圖IOC中的步驟S22。此粘合劑較佳具有低黏度以便容易流動(dòng)。接下來，壓模SpE的一部分嚙合在接受器SpF中，直至達(dá)成經(jīng)校準(zhǔn)空間位置為止 (步驟S23至步驟S50，圖IOD至圖10E)。詳言之，此處，壓模被定尺寸并成形，使得在行進(jìn)結(jié)束時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)該位置。經(jīng)校準(zhǔn)空間的高度對應(yīng)于1 XPv (垂直柵距)，如該圖式中所指示。如在第一實(shí)施例中，帶的空間配置受間隔物的部件約束。此外，粘合劑G應(yīng)自然地填充未被占用的空間，且因此參與散布所施加的約束。層結(jié)果為更均勻地散布，藉此在其定位中及在總柵距中達(dá)成更佳的精度。目前，可(例如)通過UV光固化粘合劑，藉此設(shè)定當(dāng)前層端部部分。順便提及，用以填充間隙的粘合劑可例如僅僅為包層材料自身。該材料具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)其具有黏著特性、 低黏度，可UV固化，以及省略了對使用額外 材料的需要，這有利于大規(guī)模制造?，F(xiàn)在，粘合劑G不需要為必須可UV固化的。其可為標(biāo)準(zhǔn)氧化膠，或可熱固化粘合劑。在仍考慮可UV固化膠的情況下，壓模對于相應(yīng)波長優(yōu)選為透明的，藉此獲得簡單設(shè)定。舉例而言，壓模可由石英制成。顯著地，由于粘合劑G已填充未被占用的空間，因此層的上表面基本上對應(yīng)于壓模的下壁的上表面。因此，與當(dāng)前帶無關(guān)地進(jìn)行對下一層中的帶的定位。此示意地描繪于圖2中。
在該方面，為了避免在固化后壓模黏住粘合劑，至少與該粘合劑接觸的壓模表面可具有抗黏涂層，例如氟化涂層。該層可例如通過等離子體沉積或任何其它適合技術(shù)進(jìn)行沉積。在固化粘合劑后，去除壓模。由于壓?？赡転榭稍俅问褂玫?，因此其涂層可能在某點(diǎn)展現(xiàn)一些疲勞。然而，由于諸如等離子體沉積的技術(shù)為簡單制程，所以這不應(yīng)為主要缺陷 (在自組裝過程中，將壓模浸漬至聚合物溶液中為足夠的)。在進(jìn)行大批量制造時(shí)，能夠再次使用壓模是特別有利的。此主要因?yàn)槠湫枰愿呔葋磉M(jìn)行制造。最終，先前步驟可在根據(jù)需要重復(fù)，應(yīng)需要每次調(diào)適或改變壓模，如圖IOF至圖 IOH中針對第二帶層R2所說明。圖101相應(yīng)地說明四個(gè)撓性光波導(dǎo)帶= 1至4)的組裝疊層。關(guān)于頂部層TL (圖10J)的修整，一些常規(guī)粘合劑優(yōu)選地被添加在波導(dǎo)疊層的頂部上。若需要，則一件額外套圈可添加于頂部上，以便封閉該套圈及使其形狀符合某一所用標(biāo)準(zhǔn)。接著，可(例如)通過氧化或用熱的方式來固化疊層的頂部上的粘合劑。評(píng)論依次為在上文所提議的解決方案中，該帶可能被設(shè)計(jì)以使得其厚度小于所要垂直柵距 Pv。在將該帶插入于(例如)套圈后，某一流體粘合劑被添加在頂部上(粘合劑可為例如包層材料，如所描述的)。由間隔物所界定的間隙對應(yīng)于希望的波導(dǎo)柵距。有趣地，本發(fā)明實(shí)施例允許過量流體例如在接受器的前部及后部被容易地沖洗。亦如前所述，此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于各波導(dǎo)帶的制造容差在層疊帶時(shí)并不累加。需要在多模波導(dǎo)之間達(dá)成的對準(zhǔn)精度的典型數(shù)值最大為士5微米。另一方面，帶厚度的制造精度可能通常為士 1微米至士2微米(或更差)，因此層疊具有固定厚度的帶存在缺點(diǎn)。本發(fā)明方法的另一優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)前壓模的厚度容差可能至多影響當(dāng)前層和下一層，但其并不影響較高層。因此，制造不精確度并未在疊層中累加。額外優(yōu)點(diǎn)在于歸因于粘合劑，當(dāng)所有層處于適當(dāng)位置時(shí)，與后驗(yàn)地涉及關(guān)鍵膠合步驟的方法對比，各層中的每一者以機(jī)械方式附接至套圈。這在撓性光波導(dǎo)帶的組裝疊層用于光連接器0C(參看圖10J)中時(shí)更加有利，如在本發(fā)明的實(shí)施例中。在此狀況下，套圈SpF為例如連接器套圈。另一優(yōu)點(diǎn)在于波導(dǎo)帶的制造變得更容易并因此更節(jié)省成本，因?yàn)榭偤穸炔⒉恍枰缦惹凹夹g(shù)中已知的方法中那樣被精確控制，在先前技術(shù)中單層的厚度控制需要例如復(fù)雜的反饋沉積。以上技術(shù)的又一優(yōu)點(diǎn)在于與基于厚度受控的波導(dǎo)帶的技術(shù)中所需的設(shè)計(jì)相比， 套圈設(shè)計(jì)簡單得多。雖然已參考特定實(shí)施例描述本發(fā)明，但熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)理解，可在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下做出各種改變并用等效物進(jìn)行替代。另外，可在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下做出許多修改以使特定情形適用于本發(fā)明的教示。因此，期望本發(fā)明不限于所揭示的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括屬于所附申請專利范圍的范疇的所有實(shí)施例。舉例而言， 可預(yù)期本發(fā)明用于擴(kuò)展超出光連接器的應(yīng)用。此外，熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者可了解，主要實(shí)施例中的一個(gè)的細(xì)節(jié)可適用于另一實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于組裝(SlO至S60)撓性光波導(dǎo)帶(ARf)的方法，其包括以下步驟提供(SlO)至少兩個(gè)光波導(dǎo)帶(Rl至Rn)和間隔物(Sp、SpE至SpF)，所述間隔物提供至少兩個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)空間(SpRn)；將所述帶中的一個(gè)帶(Rn+Ι)定位(S20至S40、S21)在所述間隔物中，所述帶(Rn+1) 層疊在另一帶(Rn)上；以及將所述經(jīng)定位帶(Rn+Ι)約束(S30至S50)在所述經(jīng)校準(zhǔn)空間中的對應(yīng)的一個(gè)中，并將經(jīng)約束帶固定(S52)在所述另一帶(Rn)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述約束和固定步驟中，所述帶中的一個(gè)通過粘合劑(G)固定在所述間隔物中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述約束和固定步驟進(jìn)一步包括將所述粘合劑(G)填充在所述間隔物中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)的方法，其中在所述提供步驟中，所述帶中的每一個(gè)在一端具有自支撐部分(Rnfsp)，且所述間隔物包括至少兩個(gè)凹陷(SpRn)，所述凹陷中的每一個(gè)界定各經(jīng)校準(zhǔn)空間；所述約束步驟包括將每一個(gè)自支撐部分插入在所述凹陷中的對應(yīng)的一個(gè)中；以及所述固定步驟包括關(guān)于所述凹陷中的對應(yīng)凹陷固定所述經(jīng)約束帶中的每一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中在所述提供步驟中，所述帶中的每一個(gè)進(jìn)一步包括基板(Rns)和所述基板上的包層 (Rnu, Rnl)，光波導(dǎo)(Cna、Cnb, ···)被設(shè)置在所述包層(Rnu)中， 在定位之前，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟通過在所述帶中的每一個(gè)的一端處對所述基板進(jìn)行部分去除(S300)或分層(S200)而制備每一個(gè)自支撐部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，進(jìn)一步包括以下步驟 穿過所述經(jīng)固定的帶切割(S55) —區(qū)段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述間隔物被提供為套圈(SpF)，所述套圈具有集成在其中的通孔凹陷(SpRn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中提供的所述間隔物包括接受器(SpF)和間隔物元件(SpE)，所述間隔物元件包括所述凹陷(SpRn)；以及所述定位步驟(S20至S30)包括將所述間隔物元件和所述帶均插入在所述接受器中(S20)，以及將每一個(gè)自支撐部分插入在所述凹陷中的對應(yīng)的一個(gè)中(S30至S40)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)的方法，其中 提供的所述間隔物包括接受器和間隔物元件；以及所述定位步驟(S21至S23)包括將所述帶中的一個(gè)(R2)定位在所述接受器中；以及將所述間隔物元件(SpE)的一部分嚙合(S23)在所述接受器中到所述經(jīng)定位帶上，直至在所述經(jīng)嚙合部分與所述接受器之間實(shí)現(xiàn)經(jīng)校準(zhǔn)空間(CS2)為止， 以及其中，所述約束和固定步驟包括將所述經(jīng)定位帶約束并固定(S50、S52)在所述實(shí)現(xiàn)的經(jīng)校準(zhǔn)空間中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中約束和固定所述經(jīng)定位帶(Rn+Ι)進(jìn)一步包括將其暴露(S22)到粘合劑(G)，并固化 (S52)所述粘合劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中約束和固定第二帶的步驟進(jìn)一步包括穿過所述間隔物元件輻射所述粘合劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或11的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括重復(fù)所述定位、約束以及固定步驟，以便獲得相對于第N個(gè)帶而固定的第N+1個(gè)帶。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)的方法，其中在固定所述帶的步驟中，所述間隔物被校準(zhǔn)，以使得所述帶中的一個(gè)在固定之后的定位容差小于士 10微米，以及優(yōu)選地小于士5 微米。
14.一種撓性光波導(dǎo)帶(Rn)的組裝疊層，所述組裝疊層根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)的方法而獲得，其中，在所述疊層的端部區(qū)段處，所述帶端部區(qū)段中的每一個(gè)在各經(jīng)校準(zhǔn)區(qū)段中被校準(zhǔn)。
15.一種光連接器(OC)，其包括根據(jù)權(quán)利要求14的撓性光波導(dǎo)帶(Rn)的疊層。
16.一種用于組裝撓性光波導(dǎo)帶的間隔物，所述間隔物具有至少兩個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)空間 (SpRn)，其中所述間隔物被配置為允許將所述帶定位在所述間隔物中；將所述帶約束在所述等經(jīng)校準(zhǔn)空間中的對應(yīng)的一個(gè)中；以及固定所述帶。
全文摘要
本發(fā)明特別地涉及一種用于組裝撓性光波導(dǎo)帶(Rn)的方法。基本上，首先將光波導(dǎo)帶定位在間隔物(Sp)中，使得一個(gè)帶疊層在另一帶上。接著，使給定帶在固定之前約束在所述間隔物的對應(yīng)經(jīng)校準(zhǔn)空間(SpRn)中。因此，各波導(dǎo)帶的制造容差并不沿著所述疊層累加。約束多個(gè)層可例如憑借粘合劑(例如，通過填充所述間隔物中的在定位組件之后未被占用的空間)而設(shè)定和/或加強(qiáng)。相反，可放寬對個(gè)別層厚度控制的要求。顯著地，可根據(jù)所述實(shí)施例使各種層定位，例如，一次性地或逐一地。
文檔編號(hào)G02B6/36GK102349009SQ201080011114
公開日2012年2月8日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者B·J·奧弗雷因, D·S·朱班, R·F·丹格爾, T·P·蘭普雷克特 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司