CN112993124A - 一种光电芯片集成纤维的制作方法及其纤维制品 - Google Patents

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Abstract

一种光电芯片集成纤维的制作方法及其纤维、纱线和织物，包括用将纤维基底材料制作成预制棒；预制棒内设有光电芯片与引线，对预制棒进行热拉伸，使得引线在热拉伸过程中与光电芯片电接触，得到光电芯片集成纤维，引线与光电芯片在热拉伸的过程中保持形态和性能的固定；或者引线与光电芯片在热拉伸之前就已经电连接，通过热拉伸进行进一步封装形成光电芯片集成纤维。本发明所提供的光电芯片集成纤维的制作方法，及其该纤维、纱线和织物可用于全方位发光、手势识别、视觉反馈、生理监测等领域。

Description

一种光电芯片集成纤维的制作方法及其纤维制品
技术领域
本发明涉及一种纤维的制作方法，特别是涉及一种光电芯片集成纤维的制作方法及相应的纤维制品。
背景技术
随着复合材料的发展以及人们对智能化生活的需求，以及近年来功能纤维领域蓬勃发展，各种各样的功能纤维被制造出来，如导电纤维、导热纤维、磁控纤维等。此外，科学家还将其与纺织品相结合应用于智能可穿戴领域，实现通信、生理监测、温度调控、柔性发光等多种功能。
传统的可穿戴设备是在硬衬底板上生产出来的，功能器件被附着在织物表面，会影响使用者穿着的舒适度，而构建纤维基器件，并将其与纺织品相结合，不仅提高了织物的“聪明度”，还保持了织物原有的柔软性与舒适性。
目前纤维基器件的构建可通过多种工艺实现，包括热拉伸、湿法纺丝、静电纺丝、浸涂、电化学处理、溶胶凝胶法、沉积法或者上述方法中其中两种或多种工艺的组合方法等。纤维基器件大致可分为两类：一类是单组分纤维基器件，即通过对单材料纤维或复合材料纤维表面添加外部涂层来构成纤维器件，如碳纳米管纤维可以用作扭转驱动器，导电层涂覆的聚合物纤维，包括橡胶纤维、聚氨酯纤维、氨纶纤维等多种，可以用作电阻式应变传感器，这种通过在纤维表面添加外部涂层来制备纤维器件的工艺较为繁琐，且大多数情况下不能制备出较长的纤维；另一类是多组分纤维基器件，主要包括层状或同轴结构以及复杂排列结构的纤维基器件，如麻省理工学院的Yoel Fink团队通过热拉伸包层为聚醚砜(PES)材料，芯层为As-Se-Te-Sn材料，且由四根Sn金属线进行连接的预制棒制备得到光电探测纤维，其局限性在于对芯层及包层材料的限制，该工艺只能共拉伸粘弹性相匹配的材料，从而会限制所得纤维的功能性，并且热拉伸所得的纤维器件的性能通常比基于晶圆制备工艺所得的“器件级”材料的性能差。
除了上述的热拉伸工艺可以在纤维内集成光电子器件，还有另外两种常用方法。一种是美国克莱姆森大学的Ballato团队提出的熔芯法，该方法首先制备出包含所有所需材料的多材料微纳米结构的预制棒，随后采用熔芯法使其缩小到所需的尺寸。其局限性在于需要对所得纤维进行局部加热后处理从而使纤维内部材料建立电连接，另外，该方法对所用材料也有一定限制。另一种是美国宾州州立大学的Badding团队提出的高压化学气相沉积法，该方法基于预制的中空纤维，使其作为基底，之后在其内部表面沉积或渗透多种材料。由于该方法可以按顺序沉积不同的材料，因此可以实现多种纤维内器件，如纤维内PN结、肖特基结、PIN结、欧姆触点等，但该工艺具有一定的局限性，制备的纤维长度受限，仅能实现厘米至毫米级的纤维，且其只适用于能够在纤维内气相合成的材料，对所用材料限制较大。
通过在纤维内掺入具有不同电学、光学性能的材料来集成功能性纤维器件是复杂且受限的，因为若要在纤维内实现复杂功能需要多种材料，包括晶体半导体材料、高熔点合金、薄膜、热固性聚合物等，而这些材料往往是不能实现与纤维材料共拉的，由于这些材料的限制，以及微电子器件对微尺度尺寸控制的制备要求，通过该方法将微电子器件完全集成到纤维中是不可行的。
中国发明专利CN208385024U公开了一种纤维状电极及纤维状能量采集器件，其中纤维状电极是采用聚二甲基硅氧烷作为内芯，在其表面涂覆单壁碳纳米管作为内导电纳米层，并从一端引出铜线，之后再添加压电纳米材料层及外导电纳米材料层并引出铜线，而纤维状能量采集器件则是在纤维状电极表面包覆聚二甲基硅氧烷层，该工艺制备繁琐，不易实现，且制备所得纤维灵敏度低。中国发明专利CN110205688A公开了一种电热致变色纤维的制备方法，采用热软化拉丝工艺制备得到具有三层结构的复合纤维，包层为保护层，中间层为热致变色层，芯层为导电层，该方法对所用聚合物材料及热致变色材料均有一定限制，要求包层的聚合物材料的玻璃化转变温度低于热致变色材料的耐热温度。
基于此，可将微米级功能器件及引线直接嵌入纤维中进行封装得到纤维基器件，制备工艺简单，制备所得纤维长度较长，且保持了纤维本身优异的柔韧性及嵌入器件自身的优异性能，可在纤维中实现更复杂功能。
发光二极管具有体积小、低功耗、高效率、抗电磁干扰、使用寿命长等多种突出优势，是现代计算、通信和传感技术的基本组成部分，将其整合到纺织级的纤维中，可实现以织物为基础的通信、生理监测系统等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光电芯片集成纤维的制作方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种光电芯片集成纤维的制作方法，包括以下步骤：
将纤维基底材料制作成至少两个预制件；
将至少部分预制件进行处理得到带有凹槽的预制件；
将光电芯片放置于带有凹槽的预制件的凹槽中；
将至少两个预制件相互连接，形成其内设有光电芯片的预制棒；
对预制棒进行打孔，进而形成沿其轴向延伸的用于供引线通过的引线通道；
对预制棒进行热拉伸，并且同时向引线通道中馈送引线，使得引线在热拉伸过程中与光电芯片电接触，得到光电芯片集成纤维，所述引线与所述光电芯片在热拉伸过程中保持形态和性能的固定。
或者，作为另一种可选方法，包括以下步骤：
将引线与一列沿同一方向间隔排布的光电芯片的引脚均电连接形成光电芯片与引线的组合；
将纤维基底材料制备成预制棒；
对预制棒进行打孔，进而形成沿其轴向延伸的通道；
对预制棒进行热拉伸，并且同时向通道中馈送焊接后的光电芯片与引线的组合，使得电连接后的光电芯片与引线的组合在拉制过程中进一步封装，得到光电芯片集成纤维。
优选的，所述至少两个预制件的截面形状可以相同也可以不同。
优选的，所述纤维基底材料为高透明的热塑性聚合物材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、氟树脂、氟树脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯(F-PMMA)、环烯烃类共聚物(COC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙二醇(PEG)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)以及聚偏二氯乙烯树脂(PVDC) 中的至少一种。
优选的，所述纤维基底材料的玻璃转换温度低于所述光电芯片以及所述引线的最高耐热温度。
优选的，所述将纤维基底材料制作成至少两个预制件，或者将纤维基底材料制备成预制棒可通过热压法、挤压法、薄膜卷绕法、注塑成型法、机械冷加工或3D打印方法实现。
优选的，所述光电芯片包括发光二极管、光电探测器、激光二极管、光放大器或光电传感器中的至少一种。
优选的，发光二极管包括AlGaInP发光二极管、AlGaAs发光二极管、GaAsP发光二极管、GaP发光二极管、GaN发光二极管、InGaN发光二极管中的至少一种。
优选的，所述发光二极管在纤维内的发光角度不同。
优选的，所述凹槽在所述带有凹槽的预制件上沿其长度方向均匀间隔分布有至少一排。
优选的，所述光电芯片的厚度为1μm-500μm，所述光电芯片的体积为1μm3-125×106μm3。
优选的，所述光电芯片集成纤维的拉制温度为100℃-500℃。
一种根据上述制作方法制作的光电芯片集成纤维，其特征在于：包括纤维基底材料，以及位于其内的发光二极管和引线，所述引线包括至少两根，排布于发光二极管的两侧或者一侧，并且与所述发光二极管的引脚形成电连接。
一种光电芯片集成纱线，其特征在于：由上述的方法制作的至少两条光电芯片集成纤维加捻制成。
一种光电芯片集成织物，其特征在于：包括经纱和纬纱编织、机织、针织或者非织方式制成的二维或三维织物，所述经纱和纬纱中的至少一个包括由上述制作方法制作的光电芯片集成纤维。
与现有技术相比，本发明的优点在于本发明所提供的光电芯片集成纤维的制作方法，及其该纤维、纱线和织物可用于全方位发光、手势识别、视觉反馈、生理监测等领域。
本发明采用热拉伸工艺，将发光二极管和引线并入以聚合物为包层的预制棒中，由于拉伸过程中，引线和发光二极管的尺寸均不会发生变化，而以聚合物为包层的预制件沿轴向拉伸，其外径会按一定的拉伸比例缩小，因此在该过程中发光二极管会沿轴向分开，而其横向位置被周围的粘性聚合物固定，引线在发光二极管侧面的引线通道中，其与发光二极管之间的横向间距随着拉伸逐渐减小，直至形成电连接。该工艺直接采用热拉伸工艺在纤维内促进了器件的封装与电连接，不需添加外部涂层或导体，工艺简单，可大量制备纤维，解决了纤维长度受限的问题。
本发明采用热拉伸工艺将发光二极管直接嵌入纤维中，与通过热拉伸工艺将具有不同光学、电学性能的材料掺入纤维中相比，避免了共拉过程中对材料的限制，可嵌入不同类型的发光二极管，制备得到多种波长的发光纤维。
本发明中所用发光二极管具有多种类型，且发光二极管在纤维中可以以任意方式排列，从而所得光电芯片集成纤维可实现多种发光形式，如：单色单向发光，多色双向发光，多色全方位发光等。
本发明将高性能发光二极管与纤维相结合，所得光电芯片集成纤维既保持了纤维的柔韧性，又具有了发光二极管的优异性能：低功耗、高效率、抗电磁干扰、发光强度大等，并且其发光均匀性不受纤维本身弯曲的影响。
本发明将光电芯片集成纤维与纺织品相结合，不仅使纺织品具有了“聪明度”，还保持了纺织品原有的柔软性与舒适性，相较于传统的将功能性器件集成到现有二维纺织支架中的工艺，能更好地贴合皮肤，避免引起穿戴者的不适感，可应用于智能可穿戴领域。
附图说明
图1为本发明提供的热拉伸法所用装置示意图。
图2a为本发明实施例一的光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图2b为本发明实施例一的光电芯片集成纤维的截面图。
图3a为本发明实施例二的光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图3b为本发明实施例二的光电芯片集成纤维的截面图。
图4a为本发明实施例三的光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图4b为本发明实施例三的光电芯片集成纤维的截面图。
图5a为本发明实施例四的光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图5b为本发明实施例四的光电芯片集成纤维的截面图。
图6a为本发明实施例五中光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图6b为本发明实施例五的光电芯片集成纤维的截面图。
图7a为本发明实施例六中光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图7b为本发明实施例六的光电芯片集成纤维的截面图，图7c为该实施例中纤维拉伸过程中旋转的示意图。
图8a为本发明实施例七中光电芯片与引线焊接后的示意图，图8b为本发明实施例七中光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图8c为本发明实施例七的光电芯片集成纤维的截面图。
图9a为本发明实施例九中光电芯片集成纤维预制棒拉伸前的截面图，图9b为本发明实施例九的光电芯片集成纤维的截面图，图9c将该实施例的纤维加捻示意图。
其中，1为导电丝绕线圈，2为预制棒夹具，3为预制棒，4为低温炉，5为测径仪， 6为张力计，7为牵引控制装置，8为收线盘，9为拉制后的纤维，10为聚碳酸酯材料， 20为钨丝，30为660nm的红光发光二极管，40为660nm的红光发光二极管的引脚， 50为预制棒内的引线通道，60为940nm的红外发光二极管，70为940nm的红外发光二极管的引脚，80为545nm的绿光发光二极管，90为545nm的绿光发光二极管的引脚，100为预制棒内放置焊接后的引线与光电芯片的通道。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例采用一种热拉伸工艺，将纤维的拉制与芯片相结合，具体地，该芯片可以为高性能发光二极管，将发光二极管和引线并入以聚合物为包层的预制件中，其中粘性聚合物包层可同时在热拉伸过程中促进器件的封装和电连接，所得光电芯片集成纤维可实现多种发光形式。本发明不需要在纤维内掺入多种材料并集成，只需将具有发光二极管以任意方式排列嵌入纤维中便可实现柔性发光，制备工艺简单高效，可实现大批量生产，且制备出的光电芯片集成纤维具有优异的柔韧性。另外，可以将光电芯片集成纤维加捻制备成纱线，或将光电芯片集成纤维或者纱线通过编织、机织、针织、非织等任意一种方式制备成二维或三维织物，从而广泛应用于智能可穿戴领域。
优选的，该光电芯片集成纤维中包含至少一列沿纤维的长度方向间隔设置的芯片，以及相匹配的引线。例如，每个芯片包括两个引脚，一列芯片对应至少两根引线，引线与该列中每个芯片中的一个引脚均实现电连接，即两根引线分别与每个芯片中的两个引脚均分别连接，一列芯片与其对应的两根引线为一组，该纤维中可以包含至少一组该芯片与引线的组合，例如可以是包含多组芯片与引线的组合，即包含多列芯片，和多根引线。
当然，每列芯片中的芯片也可以不同，引脚个数也可以不同，此时，引线的个数与引脚的个数也可以并不是完全对应，引线个数按照芯片中引脚最多的数来进行设置，有的引线可能只电连接部分的芯片，有的引线电连接所有的芯片。本领域技术人员可以根据需要来进行实际的调整。
该发明的光电芯片集成纤维，包括纤维材料、引线以及芯片，优选的，该引线可以为发光二极管，该引线包括至少两根，所述引线材料为任意导电材料，优选为金属材料，具体包括铜丝、钨丝、镍铬丝、不锈钢丝、铂丝、钼丝、银丝及其合金等。
优选的，引线的直径为10μm-1mm。
优选的，该光电芯片为发光二极管，其发光波段覆盖紫外(200nm-380nm)、可见(380nm-760nm)、红外(760nm-1550nm)等多波段，材料种类可以包括AlGaInP发光二极管、AlGaAs发光二极管、GaAsP发光二极管、GaP发光二极管、GaN发光二极管、InGaN发光二极管等。
更加具体的，该发光二极管的厚度为1μm-500μm，优选厚度为50μm-200μm；体积为1μm3-125×106μm3，优选体积为125×103μm3-8×106μm3。
优选的，所述发光二极管的数量为多个，种类可以为同种，也可以包括多种。
优选的，所述发光二极管在纤维中的分布方式包括发光面朝向同向或者不同向，即具体为：每一列沿同一方向排列的发光二极管中，每个发光二极管的发光方向可以相同，不同列的发光二极管中的发光方向不同；或者也可以是每一列发光二极管中的发光方向就可以不同，不同列发光二极管中，多列发光二极管中位置对应的几个发光二极管的发光方向可以相同也可以不同；优选的，发光二极管的发光面朝向分别呈90度或者180 度，以实现全方位多角度的发光。当然，理论上该发光二极管的发光面的朝向可以是任意方向。
优选的，该光电芯片集成纤维的外径为500μm-3mm，截面为矩形、正方形、圆形、椭圆形、三角形、柱状透镜形等等。
具有发光二极管的光电芯片集成纤维的发光形式可以为单色单向发光、多色单向发光、多色双向发光、单色全方位发光、多色全方位发光等，可以根据需要进行发光二极管的排布设计和放置。
该光电芯片集成纤维的制作方法，具体包括：
准备纤维基底材料，光电芯片，以及引线；
将纤维基底材料制作成至少两个预制件，并且将至少部分的预制件进行处理得到带有凹槽的预制件；
将光电芯片放置于带有凹槽的预制件的凹槽中，将至少两个预制件相互连接，形成其内设有光电芯片的预制棒；
对预制棒进行打孔，进而形成沿其轴向延伸的用于供引线通过的空心引线通道；
对预制棒进行热拉伸，并且同时向引线通道中馈送引线，使得引线在热拉伸过程中逐渐与光电芯片电接触，进而得到光电芯片集成纤维。
上述将纤维基底材料制作成至少两个预制件，通过热压法、挤压法、薄膜卷绕法、注塑成型法、机械冷加工或3D打印方法实现。
或者该光电芯片集成纤维的制作方法，可以采用另一形式：
准备纤维基底材料，光电芯片，以及引线；
将引线与一列沿同一方向间隔排布的光电芯片的引脚均电连接形成光电芯片与引线的组合；
将纤维基底材料制备成预制棒；
对预制棒进行打孔，进而形成沿其轴向延伸的通道；
对预制棒进行热拉伸，并且同时向通道中馈送焊接后的光电芯片与引线的组合，使得电连接后的光电芯片与引线的组合在拉制过程中进一步封装，得到光电芯片集成纤维。
上述将纤维基底材料制备成预制棒，通过热压法、挤压法、薄膜卷绕法、注塑成型法、机械冷加工或3D打印方法实现。
上述光电芯片集成纤维中，不论采用哪种方式来制作，其内的光电芯片均为沿纤维的长度方向间隔设置的至少一列，引线与光电芯片对应，每列光电芯片对应至少两根引线。即上述通道以及光电芯片与引线的组合的个数相互对应可以为一个、两个或者多个。
上述步骤中，优选的，所述纤维基底材料为高透明的热塑性聚合物材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂、氟树脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯(F-PMMA)、环烯烃类共聚物(COC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙二醇(PEG)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)以及聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)中的至少一种。
并且，所述纤维基底材料的玻璃转换温度要低于所述光电芯片及所述引线的最高耐热温度，目的是为了保护光电芯片及引线不受影响。
所述光电芯片包括发光二极管、光电探测器、激光二极管、光放大器和光电传感器中的至少一种。
优选地，所述热压法压制预制件的温度应参考所用纤维基底材料的玻璃化转换温度，热压时间应适中，热压至纤维基底材料成型即可。
优选地，所述带有凹槽的预制件中凹槽的尺寸要略大于光电芯片的尺寸。
优选地，光电芯片集成纤维的拉制温度为100℃-500℃，具体应根据所用纤维基底材料的玻璃化转换温度来决定。
优选地，所述引线不参与热拉伸过程中的软化只参与机械共拉，所述引线不参与软化是指引线的截面尺寸及形状在热拉伸过程中不会发生变化，所述引线只参与机械共拉是指引线可随着纤维移动而同步移动，引线与纤维同向延伸。
优选地，所述光电芯片也不参与软化，其性能在纤维热拉伸过程中不受影响。
优选地，所述至少两个预制件的截面相同也可以不同，可以是方形，半圆形，三角形、梯形等等，也可以是不同的形状，例如一部分是方形，一部分是半圆形，或者扇形面等。通过该方法制备出的光电芯片集成纤维，其截面可以为矩形、方形、圆形、椭圆形、三角形或柱状透镜式等，光电集成纤维的外径为500μm-3mm。
总之，本发明采用热拉伸工艺，在纤维拉制过程中实现光电芯片的电连接与封装，制备所得光电芯片集成纤维可实现多种发光或者功能形式，将其织造成织物，具有优异的柔韧性与舒适性，可广泛应用于智能可穿戴领域。
具体地，所述光电芯片集成织物的机织包括以下步骤：(1)将所述的光电芯片集成纤维作为纬纱，取合适长度与根数的普通纤维穿过梭织机的综眼和筘齿，整齐排列于综框中作为经纱，为避免过强的摩擦作用磨损纤维，调整卷布锟经纱使张力均匀且松紧适度；(2)根据经纬交织的变化规律，利用开口机构按序带动上下两层经纱形成梭口通道； (3)在梭子上缠绕光电芯片集成纤维作为纬纱，将梭子往复交替通过梭口通道进行织造，与织机上的其他机构相配合调整纬纱的排列密度，在卷布辊上卷绕引离织物，得到光电芯片集成纤维织物。
实施例一
本发明实施例一通过热拉伸法制备得到红光发光纤维。
纤维原材料的选择包括，纤维基底材料选择直径约3mm的PC颗粒，光电芯片选择发光二极管，具体的，选择来自中国台湾EPISTAR公司的ES-SABRPN14D的AlGaInP红光发光二极管，波长为660nm，芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，在芯片对立两侧有电触点，引线选择丝径为50μm的钨丝。
预制件的制备包括以下步骤：将纤维基底材料，即直径约3mm的PC颗粒放入模具中，模具长为100mm，宽为10mm，高为20mm，该模具为不锈钢凹槽，凹槽四周用特氟龙薄膜包覆防止热软化后的聚合物料与模具粘连。将放入PC颗粒的模具的上下两侧用不锈钢板覆盖，保证在热压机热压过程中材料受到的压力均匀。热压机上下两不锈钢板温度为185℃，将PC颗粒在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至PC板成型。水冷后，取出预制棒将其放入真空干燥箱中备用。按上述步骤再制备一个尺寸完全相同的PC板。即该步骤中，制备了两个预制件，该两个预制件，尺寸相同。
对上述制备所得PC板的其中一个进行铣削处理，得到沿轴向分立排布的多个间隔的凹槽，即将其中一个预制件加工多个凹槽形成带有凹槽的预制件。其中PC板上的凹槽尺寸为345μm×345μm×175μm，凹槽个数为200个，间距为0.16mm，凹槽沿PC板整个长度均匀分布。将上述芯片放入PC板的多个凹槽中，之后将该PC材料的带有凹槽的预制件与另一PC材料的预制件分别放入模具中，将二者上下相对叠放并对齐，热压温度为185℃，在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至其完全固结得到长为100mm，宽为20mm，高为20mm的预制棒。将预制棒用钻台进行钻孔处理，钻头直径为1mm，钻两个孔，分别位于发光二极管的左右两侧，与预制棒的轴向同向延伸，孔中心距发光二极管均为1mm。孔沿轴向贯穿整个预制件，即可得到两个空心的引线通道，并且在预制棒下端3mm处制作一径向孔。
集成纤维的制备具体包括，如图1所示，将丝径为50μm的钨丝分别缠绕于两个环形收纳线圈上，同时将两个线圈的钨丝的自由端分别穿入固定在拉丝设备上的预制棒的两个引线通道中，将预制棒的下端径向孔中穿入金属丝，此时，纤维的截面应当如图 2a所示，同时将该金属丝与钨丝固定于20g砝码上。打开加热炉，上温区温度设定为 110℃，下温区温度设定为210℃，当加热区温度达到预设温度时，定长下棒使得预制棒下端与下温区平齐。加热软化的预制棒料头下落，依次经过测径仪，张力计，牵引轴，设定送棒速度为1mm/min，稳定收丝速度2.5m/min，制备出丝径为400μm×400μm左右的集成纤维，其截面如图2(b)所示。在热拉伸的过程中，纤维基底材料流动使得引线钨丝与发光二极管的引脚接触形成电连接。
该实施例中的预制件为相同的两块板状件，并且其中一个预制件上加工凹槽成带有凹槽的预制件放置光电芯片，预制件和带有凹槽的预制件相互连接形成方形的预制棒，进而拉伸后得到的纤维截面也为方形。该光电芯片为波长为660nm的发光二极管。
实施例二
本发明实施例二通过热拉伸法制备的光电芯片集成纤维具备红光及红外光发光功能。
纤维原材料的选择具体为，纤维基底材料选择直径约3mm的PC颗粒；以及一个长为100mm，宽为5mm，高为20mm的薄PC层。发光二极管选择两种，分别为来自中国台湾EPISTAR公司的ES-SABRPN14D的AlGaInP红光发光二极管，波长为660nm，芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，在芯片对立两侧有电触点；以及来自中国台湾EPISTAR 公司的ES-SAUFPN08的AlGaAs红外发光二极管，波长为940nm，芯片尺寸为185 μm×185μm×150μm。引线选择丝径为50μm的钨丝。
将直径约3mm的PC颗粒放入模具中，模具长为100mm，宽为10mm，高为20mm，该模具为不锈钢凹槽，凹槽四周用特氟龙薄膜包覆防止热软化后的聚合物料与模具粘连。将放入PC颗粒的模具的上下两侧用不锈钢板覆盖，保证在热压机热压过程中材料受到的压力均匀。热压机上下两不锈钢板温度为185℃，将PC颗粒在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至PC板成型。水冷后，取出预制棒将其放入真空干燥箱中备用。按上述步骤再制备一个尺寸完全相同的PC板。即制作得到两个尺寸相同的预制件。
对上述制备所得的两个PC板进行铣削处理，得到分别沿轴向间隔排布的多个凹槽。其中一个PC板上凹槽尺寸为190μm×190μm×155μm，凹槽个数为300个，间距为 0.14mm，另一个PC板上凹槽尺寸为345μm×345μm×175μm，凹槽个数为200个，间距为0.16mm，凹槽沿PC板整个长度均匀分布。
将AlGaAs红外发光二极管以及AlGaInP红光发光二极管分别放入第一和第二个PC板的凹槽中，之后将两个PC板分别放入模具中，其中一个上面放置长为100mm，宽为 5mm，高为20mm的薄PC层，将另一个叠放在薄PC层上面并对齐，即将两个带有凹槽的预制件具有凹槽的面通过辅助板件进行隔开，该辅助板件的材料与纤维基底材料的材料相同，使得热压后，完全融合成预制棒的一部分。热压温度为185℃，在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至其完全固结。即得到预制棒。
将所得长为100mm，宽为25mm，高为20mm的预制棒件用钻台进行钻孔处理，钻头直径为1mm，钻四个孔，在两排发光二极管左右两侧各一个，孔中心距发光二极管均为1mm；孔沿轴向贯穿整个预制棒，即得到四个引线通道，并且在预制棒下端3mm 处径向打孔。
将丝径为50μm的钨丝分别缠绕于四个环形收纳线圈上，同时将四个线圈的钨丝的自由端分别穿入固定在拉丝设备上的预制棒的四个引线通道中，如图3a所示，将预制棒的下端径向穿入金属丝，同时将该金属丝与钨丝固定于20g砝码上。打开加热炉，上温区温度设定为110℃，下温区温度设定为210℃，当加热区温度达到预设温度时，定长下棒使得预制棒下端与下温区平齐。加热软化的预制棒料头下落，依次经过测径仪，张力计，牵引轴，设定送棒速度为1mm/min，稳定收丝速度2.5m/min，制备出丝径为 500μm×400μm左右的红光及红外光发光纤维，其截面如图3b所示。
该实施例中的预制件为相同的两块板状件，并且两个预制件上均加工凹槽成带有凹槽的预制件放置不同的光电芯片，因此用纤维基底材料制成的辅助板件将两个带有凹槽的预制件具有凹槽的面隔开后再连接成一体，形成方形的预制棒，预制棒的内侧沿其轴向延伸有两组光电芯片，进而拉伸后得到的纤维截面也为方形。该光电芯片为波长为660 nm的红光发光二极管和波长为940nm的红外发光二极管。
当然本领域技术人员可以了解到，可以在同一带有凹槽的预制件上放置相同的光电芯片，也可以根据需要放置不同的光电芯片，例如，可以将上述红外发光二极管和红光发光二极管间隔放置于同一带有凹槽的预制件内。
实施例三：
该实施例制备出的光电芯片集成纤维具备红、绿色发光的功能。
纤维原材料的选择包括，纤维基底材料选择直径约3mm的PC颗粒。光电芯片选择两种发光二极管，一种发光二极管选择来自中国台湾EPISTAR公司的ES-SABRPN14D的AlGaInP红光发光二极管，波长为660nm，芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，在芯片对立两侧有电触点；另一种选择来自中国台湾EPISTAR公司的ES-EEGHA09A的InGaN 绿光发光二极管，波长为525nm，芯片尺寸面积为210μm×210μm，厚度为110μm。引线选择丝径为50μm的钨丝。
将直径约3mm的PC颗粒放入模具中，模具长为100mm，宽为10mm，高为20mm，该模具为不锈钢凹槽，凹槽四周用特氟龙薄膜包覆防止热软化后的聚合物料与模具粘连。将放入PC颗粒的模具的上下两侧用不锈钢板覆盖，保证在热压机热压过程中材料受到的压力均匀。热压机上下两不锈钢板温度为185℃，将PC颗粒在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至PC板成型。水冷后，取出预制棒将其放入真空干燥箱中备用。按上述步骤再制备一个尺寸完全相同的PC板。
对上述制备所得PC板的其中一个的直径平面进行铣削处理，得到两排分别沿轴向间隔分布的凹槽。其中一排凹槽尺寸为345μm×345μm×175μm，凹槽个数为200个，间距为0.16mm；另一排凹槽尺寸为215μm×215μm×115μm，凹槽个数为250个，间距为0.18mm；两排凹槽之间的径向间距为5mm，两排凹槽沿PC板整个长度分别均匀分布。将尺寸为340μm×340μm×170μm，波长为660nm的AlGaInP红光发光二极管以及尺寸为210μm×210μm×110μm，波长为525nm的InGaN绿光发光二极管分别放入两排微型凹槽中，并且两排凹槽中的发光二极管的发光方向相同。之后将该带有凹槽的预制件与另一个未经铣削处理的预制件分别放入模具中，上下叠放并对齐，进行热压，热压温度为185℃，在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至其完全固结，形成预制棒。
将预制棒用钻台进行钻孔处理，钻头直径为100μm，钻四个孔，两个在一排发光二极管的左右两侧，孔中心距发光二极管的距离均为600μm；另两个在另一排发光二极管左侧，孔中心距发光二极管层均为600μm，两个孔中心之间的距离为200μm，如图4a所示。孔沿轴向贯穿整个预制件，即形成四个引线通道，并且在预制棒下端3mm 处径向打孔。
将丝径为50μm的钨丝分别缠绕于四个环形收纳线圈上，同时将四个线圈的钨丝的自由端分别穿入固定在拉丝设备上的预制棒的四个引线通道中，将预制棒的下端径向穿入金属丝，同时将该金属丝与钨丝固定于20g砝码上。打开加热炉，上温区温度设定为 110℃，下温区温度设定为210℃，当加热区温度达到预设温度时，定长下棒使得预制棒下端与下温区平齐。加热软化的预制棒料头下落，依次经过测径仪，张力计，牵引轴，设定送棒速度为1mm/min，稳定收丝速度2.5m/min，制备出丝径为400μm×400μm左右的光电芯片集成纤维，其截面如图4b所示。
该实施例中的预制件为相同的两块板状件，并且其中一个预制件上加工凹槽成带有凹槽的预制件，带有凹槽的预制件上设有两排凹槽，放置不同的光电芯片，因此预制棒的内侧沿其轴向延伸有两组光电芯片，进而拉伸后得到的纤维截面也为方形。该光电芯片为波长为660nm的红光发光二极管和波长为525nm的绿光发光二极管。
实施例四
该实施例制备的光电芯片集成纤维具有绿光和红光的发光功能。
纤维原材料的选择包括，纤维基底材料选择直径约3mm的PC颗粒，以及一个长为100mm，宽为500μm，高为20mm的薄PC层。光电芯片选择两种发光二极管，一种选择来自中国台湾EPISTAR公司的ES-SABRPN14D的AlGaInP红光发光二极管，波长为 660nm，芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，在芯片对立两侧有电触点；另一种为来自中国台湾EPISTAR公司的ES-EEGHA09A的InGaN绿光发光二极管，波长为525nm，芯片尺寸为210μm×210μm×110μm。引线选择丝径为50μm的钨丝。
将直径约3mm的PC颗粒放入模具中，模具为长100mm，直径为20mm的半圆形模具，该模具为半圆柱式不锈钢凹槽，凹槽四周用特氟龙薄膜包覆防止热软化后的聚合物料与模具粘连。将放入PC颗粒的模具的上下两侧用不锈钢板覆盖，保证在热压机热压过程中材料受到的压力均匀。热压机上下两不锈钢板温度为185℃，将PC颗粒在 1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至PC半圆柱棒成型。水冷后，取出预制棒将其放入真空干燥箱中备用。按上述步骤再制备一个尺寸完全相同的 PC半圆柱棒。即制备两个截面为半圆形的预制件。
对上述制备所得两个PC半圆柱棒均进行铣削处理，得到沿轴向分立排布的多个凹槽。其中一个PC半圆柱棒上凹槽尺寸为345μm×345μm×175μm，凹槽个数为200个，间距为0.16mm；另一个PC半圆柱棒上凹槽尺寸为215μm×115μm×215μm，凹槽个数为250个，间距为0.18mm，凹槽沿PC半圆柱棒整个长度均匀分布。并且，其中一个带有凹槽的预制件上的凹槽与另一个带有凹槽的预制件上的凹槽的延伸方向垂直，进而当两个带有凹槽的预制件相互连接后，放入凹槽中的发光二极管的发光面相互垂直设置。
将芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，波长为660nm的AlGaInP红光发光二极管以及芯片尺寸为210μm×210μm×110μm，波长为525nm的InGaN绿光发光二极管分别放入两个PC半圆柱棒上的凹槽中，之后将两个PC半圆柱棒分别放入模具中，其中一个PC半圆柱棒上面放置长为100mm，宽为500μm，高为20mm的薄PC层，将另一个PC半圆柱棒叠放在薄PC层上面并对齐，热压温度为185℃，在1MPa的压力下预热 3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至其完全固结，制得预制棒。将所得长为100 mm，直径为20mm的预制棒用钻台进行钻孔处理，钻头直径为100μm，钻四个孔，如图5a所示，两个在左侧排列的发光二极管左右两侧，该排发光二极管的发光面向着左侧，孔中心距发光二极管层均为400μm。另两个在右侧排列的发光二极管的背后侧，该排发光二极管的发光面向下设置，孔中心距发光二极管层均为400μm，两个孔中心之间的水平距离为200μm。孔沿轴向贯穿整个预制棒，进而得到四个引线通道，并且将预制棒的下端3mm处径向打孔。
将丝径为50μm的钨丝分别缠绕于四个环形收纳线圈上，同时将四个线圈的钨丝的自由端分别穿入固定在拉丝设备上的预制棒的四个引线通道中，将预制棒的下端径向穿入金属丝，同时将该金属丝与钨丝固定于20g砝码上。打开加热炉，上温区温度设定为 110℃，下温区温度设定为210℃，当加热区温度达到预设温度时，定长下棒使得预制棒下端与下温区平齐。加热软化的预制棒料头下落，依次经过测径仪，张力计，牵引轴，设定送棒速度为1mm/min，稳定收丝速度2.5m/min，制备出丝径为直径为400μm左右的光电芯片集成纤维，其截面如图5b所示。
实施例五
该实施例中的光电芯片集成纤维，具有发绿光的功能，并且带有柱状透镜结构，可扩大发光面积。
纤维原材料的选择，包括纤维基底材料选择直径约3mm的PC颗粒。光电芯片选择发光二极管，具体为选择来自中国台湾EPISTAR公司的ES-EEGHA09A的InGaN绿光发光二极管，波长为525nm，芯片尺寸为210μm×210μm×110μm，引线选择丝径为50μm 的钨丝。
将直径约3mm的PC颗粒放入模具中，模具长为100mm，直径为20mm，该模具为半圆柱式不锈钢凹槽，凹槽四周用特氟龙薄膜包覆防止热软化后的聚合物料与模具粘连。将放入PC颗粒的模具的上下两侧用不锈钢板覆盖，保证在热压机热压过程中材料受到的压力均匀。热压机上下两不锈钢板温度为185℃，将PC颗粒在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至PC板成型制成预制件。水冷后，取出预制件将其放入真空干燥箱中备用。另外，重复上述步骤，用一个长为100mm，宽为20mm，高为20mm的模具制备另一个尺寸为20mm×20mm×100mm的PC板，即另一个预制件。
对上述制备所得尺寸为20mm×20mm×100mm的进行PC板铣削处理，得到沿轴向分立排布的多个凹槽，凹槽尺寸为215μm×215μm×115μm，凹槽个数为250个，间距为0.18mm，沿PC板整个长度均匀分布，即将上述截面为方形的PC板制成带有凹槽的预制件。将芯片面积为210μm×210μm×110μm，波长为525nm的InGaN绿光发光二极管放入PC板的多个凹槽中，之后将该PC板与另一个未经处理的PC半圆柱棒分别放入模具中，将模具上下叠放并对齐，热压温度为185℃，在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至其完全固结，得到预制棒。该预制棒的一侧为方形结构，其内设有发光二极管，另一侧为半圆柱型结构，即柱状透镜形状，发光二极管的发光面朝向柱状透镜一侧，进而使得从发光二极管发出的光能够通过柱状透镜射出，扩大其发光面。
将所得的固结预制棒用钻台进行钻孔处理，钻头直径为100μm，钻两个孔，均位于发光二极管左侧间隔设置，孔中心距发光二极管层均为600μm，两个孔中心之间的距离为200μm，孔沿轴向贯穿整个预制棒，即得到连个引线通道，并且在预制棒下端3 mm处径向打孔。
将丝径为50μm的钨丝分别缠绕于两个环形收纳线圈上，同时将两个线圈的钨丝的自由端分别穿入固定在拉丝设备上的预制棒的两个引线通道中，将预制棒的下端径向穿入金属丝，同时将该金属丝与钨丝固定于20g砝码上。打开加热炉，上温区温度设定为110℃，下温区温度设定为210℃，当加热区温度达到预设温度时，定长下棒使得预制棒下端与下温区平齐。加热软化的预制棒料头下落，依次经过测径仪，张力计，牵引轴，设定送棒速度为1mm/min，稳定收丝速度2.5m/min，制备出柱状透镜式绿光发光纤维，其截面如图6b所示。
实施例六
该实施例的光电芯片集成纤维，具有发红光和绿光的功能。
纤维原材料的选择包括，纤维基底材料选择直径约3mm的PC颗粒，光电芯片选择发光二极管，具体选择来自中国台湾EPISTAR公司的ES-SABRPN14D的AlGaInP红光发光二极管，波长为660nm，芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，在芯片对立两侧分别有电触点；以及来自中国台湾EPISTAR公司的ES-EEGHA09A的InGaN绿光发光二极管，波长为525nm，芯片尺寸为210μm×210μm×110μm，引线选择丝径为50μm的钨丝。
将直径约3mm的PC颗粒放入模具中，模具长为100mm，直径为20mm，该模具为半圆柱式不锈钢凹槽，凹槽四周用特氟龙薄膜包覆防止热软化后的聚合物料与模具粘连。将放入PC颗粒的模具的上下两侧用不锈钢板覆盖，保证在热压机热压过程中材料受到的压力均匀。热压机上下两不锈钢板温度为185℃，将PC颗粒在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至PC板成型，制得截面为半圆形的预制件。水冷后，取出预制棒将其放入真空干燥箱中备用。按上述步骤再制备一个尺寸完全相同的PC半圆柱棒。即制备两个截面为半圆形的预制件。
对上述制备所得PC半圆柱棒的其中一个进行铣削处理，得到两排沿预制件的轴向分立排布的多个凹槽，即将其中一个预制件都制备成带有凹槽的预制件。其中一排凹槽尺寸为345μm×345μm×175μm，凹槽个数为200个，间距为0.16mm；另一排凹槽尺寸为215μm×215μm×115μm，凹槽个数为250个，间距为0.18mm；两排凹槽之间的间距为5mm，凹槽沿PC板整个长度均匀分布。将芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，波长为660nm的AlGaInP红光发光二极管以及芯片尺寸为210μm×210μm×110μm，波长为525nm的InGaN绿光发光二极管分别放入两排凹槽中，并且，该两排凹槽中的发光二极管的发光方向相反。之后将该PC半圆柱棒与另一个未经铣削处理的PC半圆柱棒分别放入模具中，上下叠放并对齐，进行热压，热压温度为185℃，在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至其完全固结，即得到预制棒。将所得长为100mm，直径为20mm的预制棒用钻台进行钻孔处理，如图7a所示，钻头直径为100μm，钻四个孔，两个在其中一排发光二极管左右两侧，孔中心距发光二极管均为600μm；另两个在另一排发光二极管的左侧，孔中心距发光二极管均为600μm，两个孔中心之间的距离为200μm。孔沿轴向贯穿整个预制棒，得到四个引线通道，并且在预制棒的下端3mm处径向打孔。
将丝径为50μm的钨丝分别缠绕于四个环形收纳线圈上，同时将四个线圈的钨丝的自由端分别穿入固定在拉丝设备上的预制棒的四个引线通道中，将预制棒的下端径向穿入金属丝，同时将该金属丝与钨丝固定于20g砝码上。打开加热炉，上温区温度设定为110℃，下温区温度设定为210℃，当加热区温度达到预设温度时，定长下棒使得预制棒下端与下温区平齐。加热软化的预制棒料头下落，依次经过测径仪，张力计，牵引轴，设定送棒速度为1mm/min，稳定收丝速度2.5m/min。
并且在纤维拉伸过程中不断旋转预制件，如图7c所示，转速设定为500rpm/min，使得不同芯片最终发光方向向着多个不同的方向，最终制备得到丝径为400μm左右的红、绿全方位发光纤维。
实施例七
该实施例的光电芯片集成纤维，具有发红光和绿光的功能。
纤维原材料的选择包括，纤维基底材料选择直径约3mm的PC颗粒，光电芯片选择发光二极管，具体选择来自中国台湾EPISTAR公司的ES-SABRPN14D的AlGaInP红光发光二极管，波长为660nm，芯片尺寸为340μm×340μm×170μm，在芯片对立两侧分别有电触点；以及来自中国台湾EPISTAR公司的ES-EEGHA09A的InGaN绿光发光二极管，波长为525nm，芯片尺寸为210μm×210μm×110μm，引线选择丝径为50μm的钨丝。
将多个红光发光二极管间隔排成一排，多个绿光发光二极管间隔排成一排，采用引线键合机将两根丝径为50μm的钨丝与排布成一排的每个发光二极管的两个引脚进行焊接，形成两组光电芯片与引线的组合。其中每排中每个发光二极管之间相隔30mm，一排共设置500个发光二极管芯片。
将直径约3mm的PC颗粒放入模具中，模具长为100mm，宽为20mm，高为20mm，该模具为不锈钢凹槽，凹槽四周用特氟龙薄膜包覆防止热软化后的聚合物料与模具粘连。将放入PC颗粒的模具的上下两侧用不锈钢板覆盖，保证在热压机热压过程中材料受到的压力均匀。热压机上下两不锈钢板温度为185℃，将PC颗粒在1MPa的压力下预热3min后将压强升至5MPa，重复该步骤直至PC板成型，制得截面为方形的预制棒。水冷后，取出预制棒将其放入真空干燥箱中备用。
对上述制备所得PC预制棒进行打孔处理，打两个孔，分布于预制件中心位置左右两侧，孔的截面大小为2mm×2mm，两个孔之间的距离为5mm，孔沿轴向贯穿整个预制棒，得到两个通道，并且在预制棒的下端3mm处径向打孔。
将两组引线与光电芯片的组合分别缠绕于两个环形收纳线圈上，同时将两个线圈的自由端分别穿入固定在拉丝设备上的预制棒的两个通道中，将预制棒的下端径向穿入金属丝，同时将该金属丝与钨丝固定于20g砝码上。打开加热炉，上温区温度设定为 110℃，下温区温度设定为210℃，当加热区温度达到预设温度时，定长下棒使得预制棒下端与下温区平齐。加热软化的预制棒料头下落，依次经过测径仪，张力计，牵引轴，设定送棒速度为1mm/min，稳定收丝速度2.5m/min，制备出丝径为400μm×400μm的红绿光发光纤维，其截面如图8b所示。
实施例八
该实施例为发光纤维纱的制备方法，通过加捻法制备红、绿全方位发光纱线。
其中红光发光纤维的制备方法，同实施例一所示，制备得到丝径为400μm×400μm左右的红光发光纤维，绿光发光纤维的制备与实施例一种红光发光纤维的制备方法类似，不同的仅仅是选择的光电芯片，即发光二极管选择来自中国台湾EPISTAR公司的 ES-EEGHA09A的InGaN绿光发光二极管，波长为525nm，芯片尺寸面积为210μm×210 μm×110μm。并且制备过程中PC板即预制件上的凹槽尺寸为215μm×215μm×115μm，凹槽个数为250个，间距为0.18mm，凹槽沿PC板整个长度均匀分布。最后制得丝径为400μm×400μm左右的绿光发光纤维，其截面如图8b所示。
红、绿全方位发光纱线的制备包括：将上述制备所得红光发光纤维及绿光发光纤维进行加捻处理，加捻后则得到红、绿全方位发光纱线。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.一种光电芯片集成纤维的制作方法，包括以下步骤：
将纤维基底材料制作成至少两个预制件；
将至少部分预制件进行处理得到带有凹槽的预制件；
将光电芯片放置于带有凹槽的预制件的凹槽中；
将至少两个预制件相互连接，形成其内设有光电芯片的预制棒；
对预制棒进行打孔，进而形成沿其轴向延伸的用于供引线通过的引线通道；
对预制棒进行热拉伸，并且同时向引线通道中馈送引线，使得引线在热拉伸过程中与光电芯片引脚电连接，得到光电芯片集成纤维，所述引线与所述光电芯片在热拉伸过程中保持形态和性能的固定。
2.一种光电芯片集成纤维的制作方法，包括以下步骤：
将引线与一列沿同一方向间隔排布的光电芯片的引脚均电连接形成光电芯片与引线的组合；
将纤维基底材料制备成预制棒；
对预制棒进行打孔，进而形成沿其轴向延伸的通道；
对预制棒进行热拉伸，并且同时向通道中馈送焊接后的光电芯片与引线的组合，使得电连接后的光电芯片与引线的组合在拉制过程中进一步封装，得到光电芯片集成纤维。
3.如权利要求1所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：
所述至少两个预制件的截面形状可以相同也可以不同。
4.如权利要求1或2所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：所述纤维基底材料为高透明的热塑性聚合物材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂、氟树脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯(F-PMMA)、环烯烃类共聚物(COC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙二醇(PEG)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)以及聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：所述纤维基底材料的玻璃转换温度低于所述光电芯片以及所述引线的最高耐热温度。
6.如权利要求1或2所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：所述用将纤维基底材料制作成至少两个预制件，或者将纤维基底材料制备成预制棒可通过热压法、挤压法、薄膜卷绕法、注塑成型法、机械冷加工或3D打印方法实现。
7.如权利要求1或2所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：所述光电芯片包括发光二极管、光电探测器、激光二极管、光放大器和光电传感器中的至少一种。
8.如权利要求7所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：发光二极管包括AlGaInP发光二极管、AlGaAs发光二极管、GaAsP发光二极管、GaP发光二极管、GaN发光二极管、InGaN发光二极管中的至少一种。
9.如权利要求7所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：所述发光二极管在纤维内的发光角度不同。
10.如权利要求1所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：所述凹槽在所述带有凹槽的预制件内沿其长度方向均匀间隔分布有至少一排。
11.如权利要求1或2所述的光电芯片集成纤维的制作方法，其特征在于：所述光电芯片的厚度为1μm-500μm，所述光电芯片的体积为1μm3-125×106μm3。
12.一种如权利要求1-11中任一项所述的制作方法制作的光电芯片集成纤维，其特征在于：包括纤维基底材料，以及位于其内的发光二极管和引线，所述引线包括至少两根，排布于发光二极管的两侧或者一侧，并且与所述发光二极管的引脚形成电连接。
13.如权利要求12所述的光电芯片集成纤维，其特征在于：光电芯片集成纤维的外径为500μm-3mm，截面为矩形、正方形、圆形、椭圆形、三角形或柱状透镜形。
14.一种光电芯片集成纱线，其特征在于：由如权利要求1-11中任一项所述的方法制作的至少两条光纤芯片集成纤维加捻制成。
15.一种光电芯片集成织物，其特征在于：包括经纱和纬纱编织、机织、针织或者非织方式制成的二维或三维织物，所述经纱和纬纱中的至少一个包括由上述权利要求1-11中任一项所述的制作方法制作的光电芯片集成纤维。
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