JP3541827B2

JP3541827B2 - 光バックプレーンの製造装置

Info

Publication number: JP3541827B2
Application number: JP2001295070A
Authority: JP
Inventors: エックスサンモーリス; グロイスイゴール; アールマラポウドトーマス
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: US6400882B1; DE60133439D1; JP2002236221A; EP1182483A2; EP1182483B1; EP1182483A3; DE60133439T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ伝送および光ファイバの相互接合の技術に関するもので、特に光バックプレーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路が絶え間なく高密度化して、公知の電気的に配線されるバックプレーンに回路を設けることが困難となっている電子装置において、光バックプレーンの使用がますます増大している。光バックプレーンは、所定のパターンまたは回路ジオメトリで基板上に取り付けられるか、または経路が形成される複数の光ファイバによって形成されている。光バックプレーンは、信号を光学的に伝送する光回路部材と、電気回路部材と、配線盤と、モジュールおよび／または集積回路を相互接合させるために使用されている。光バックプレーンが電気部材を相互接合させると、各部材の電気エネルギは光エネルギに変換されて光バックプレーン上の光ファイバによってもう一つの電気部材に伝送され、もう一つの電気部材において光エネルギは他方の電気部材に伝送されるように電気エネルギに変換される。光ファイバは、電気導体よりもさらに多くの情報を伝送することができ、信号の減衰がかなり少ない。
【０００３】
光バックプレーンは、光ファイバを手で基板上に配置する方法から所定のパターンで機械装置によって基板上に光ファイバの経路を形成する方法まで多岐にわたる種々の要領で製造される。このような装置の多くは、製造が複雑で費用のかかるものであり、保守が困難なものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光バックプレーンの製造に使用される簡単かつ能率的で信頼できる装置を提供するものである。
従って、本発明の目的は、表面に接着剤を有する構成とすることができる基板の表面上に、供給源からの光ファイバの経路を形成する新規であり改良された装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施例において、装置は、所定の回路パターンで基板の表面の上を移動可能なルーティングヘッドを有している。供給源からの光ファイバをルーティングヘッドに搬送するために駆動手段が設けられている。ルーティングヘッド上の供給針は、駆動手段から光ファイバを収容する。この供給針は、ルーティングヘッドが基板の表面の上を移動する時に、ルーティングヘッドの移動方向後方に向かって斜め下方に延びて、収容した光ファイバを前記基板の表面上に順次配置する。そして、前記光ファイバを前記所定の回路パターンで基板の表面上に配置する時に、前記供給針が、その後端と基板の表面との間で光ファイバを基板の表面側に湾曲させ、湾曲した光ファイバの剛性によって生ずる鉛直方向のベクトルのみによって、光ファイバが基板の表面上の接着剤に対して付勢される。
【０００６】
上述したように、光ファイバの供給源は回転可能なリールから成り、リールの上に光ファイバが巻き付けられ、駆動手段によって光ファイバがリールから引っ張られて引き出される。供給針は、基板に対して略平行に延びる後端で終端となっている。後端は、基板の表面に対向して開口する溝を有しており、該溝を介して光ファイバが基板の表面に搬送される。
【０００７】
本発明の一つの構成において、その間に光ファイバを挟持する一対の駆動ローラによって駆動手段が設けられている。一対の駆動ローラよりも供給針に近接して第二の一対の駆動ローラが設けられており、駆動ローラ間にファイバループが形成されている。
本発明の他の目的、特徴、利点は、添付の図面を参照して説明する以下の詳細な説明より明白となるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面についてより詳細に説明すれば、まず図１には参照符号１０で示される本発明の装置で製造される光バックプレーンが示されている。光バックプレーン１０は従来形状のものであり、その上に所定の回路パターンで複数の光ファイバ３６の経路が形成される平らな基板１２を有している。光ファイバ３６の端部３６ａは、光伝送部材や、配線盤から回路モジュールおよび／または集積回路まで多岐にわたる電気伝送部材等の多種多様の部材に接続されるように基板１２を超えて延びている。基板１２と光ファイバ３６で構成される光バックプレーン１０は、拡大剥離シート１６の上で形成されている。光ファイバ３６が基板１２上に配置される前に、基板１２および拡大剥離シート１６は接着剤でコーティングされる。従って、光ファイバ３６は基板１２に接着され、端部３６aは拡大剥離シート１６に接着される。光バックプレーン１０の形成後に拡大剥離シート１６が取り除かれ、基板１２および光ファイバ３６は非接着材料でコーティングされる。
【０００９】
図２乃至図４には、参照符号２０で示される、基板１２（および拡大剥離シート１６）の表面上に光ファイバ３６の経路を形成することによって図１に示した光バックプレーン１０等の光バックプレーンを形成する装置が幾分概略的に示されている。特に、装置２０は、参照符号２２で示される供給ヘッドと、参照符号２４で示されるルーティングヘッドで構成されている。装置２０は参照符号２６で示される総合的な枠組みに取り付けられ、枠組み２６の上側部分のみが図示されている。
【００１０】
図２とともに図３について説明すると、供給ヘッド２２は取付ブロック２８を有しており、その上に供給リール３０が軸３２を中心として回転可能に取り付けられ、光ファイバ３６が基板１２上に配置される速度と同期する速度で（図示しない）モータによって回転される。分配ホーン３４が取付ブロック２８から垂下しており、張り出した開口端３４ａを有している。光ファイバ３６が供給リール３０から一連のプーリ３８の回りに引っ張られ、分配ホーン３４を介して下方へ引っ張られる。プーリ３８は、光ファイバ３６の取付が行われない時にルーティングヘッド２４を移動させることができる光ファイバ３６の補償ループを形成している。供給リール３０と、分配ホーン３４とプーリ３８で構成される取付ブロック２８全体は、モータ４２およびベルト４４によって垂直軸４０を中心として回転可能となっている。
【００１１】
図２とともに図４について説明すると、ルーティングヘッド２４は、上向きの収容ホーン４６を有しており、収容ホーン４６は供給ヘッド２２の分配ホーン３４を経て供給された光ファイバ３６を収容する、張り出した開口端４６ａを有している。ルーティングヘッド２４は、モータ５０およびベルト５２によって垂直軸４８を中心として回転可能となっている。供給ヘッド２２およびルーティングヘッド２４は、光ファイバ３６が両ヘッド間でよじれないように同期して回転される。ルーティングヘッド２４を垂直、すなわち基板１２に対して略垂直に移動させるために巻上げモータ５４が設けられている。一対の第１駆動ローラ５６は、ローラ間に光ファイバ３６を挟み、光ファイバ３６を供給ヘッド２２から引っ張って供給リール３０から引き出す。一対の第２駆動ローラ５８が第１駆動ローラ５６の下流側に設けられ、第１駆動ローラ５６との間にファイバループ６０が形成されている。第１、第２駆動ローラ５６、５８の表面は、ゴム等のファイバ把持（ｆｉｂｅｒ−ｇｒｉｐｐｉｎｇ）材料で形成される構成とすることができる。最後に、光ファイバ３６は、その上に接着層を有する基板１２（および拡大剥離シート１６）の上面に光ファイバ３６を配置する供給針（ｆｅｅｄｎｅｅｄｌｅ）６２に搬送される。
【００１２】
図２および図４とともに図５について説明すると、光ファイバ３６は、第２駆動ローラ５８から切断機構６４を通って、供給針６２の内部通路６６に搬送される。内部通路６６の上側部６６ａは、切断機構６４の目穴（ｅｙｅ）６４ａから光ファイバ３６を収容可能なように垂直方向を向いているが、供給針６２は光ファイバ３６を基板１２上に矢印７０の方向に配置するため、矢印７０のルーティングヘッド２４の移動方向に対して後方に向かって斜め下方に延びている。供給針６２および内部通路６６の基板１２に対する角度６８は略４５度となっている。
【００１３】
図５とともに図６について説明すると、実際には内部通路６６（図５）は、供給針６２内に埋め込まれた針状管７２の内側に形成されている。針状管７２は、基板１２に対して略平行な向きに湾曲する後端７４を有している。図６に最も良く示したように、後端７４は基板１２と対向している底部が切除されて溝７６が開口しており、溝７６の開口部は基板１２の表面と対向している。底部が切除された後端７４の両側には、すでに配置された光ファイバ３６Ａとのいかなる干渉も防止可能なように参照符号７８で示す凹部が設けられている。
【００１４】
装置２０の動作において、光ファイバ３６が基板１２の表面上に角度６８（約４５度）で配置されることは、図５において最も良く分かる。公知なように、一般に光ファイバはもろいところがあるが、ある程度堅いものである。従って、ルーティングヘッド２４が矢印７０（図２、４、５）の方向に移動した時に傾斜または湾曲された光ファイバ３６が基板１２上に配置されると、湾曲した光ファイバ３６の剛性によって生ずる鉛直方向のベクトルが形成され、基板１２の表面上の接着剤に対して光ファイバ３６が付勢される。第１駆動ローラ５６は基板１２の上を移動するルーティングヘッド２４の速度と同期され、ルーティングヘッド２４が基板１２の上を移動する速度と同じ速度で、第１駆動ローラ５６が光ファイバ３６を供給針６２に搬送する。
【００１５】
実際には、第２駆動ローラ５８は、図１に示した端部３６ａの一つの始点等の、所定長さの光ファイバ３６の基板１２上への配置の開始時のみに使用される。これらの第２駆動ローラ５８は、ルーティングヘッド２４が基板１２の上を移動する速度よりもわずかに速く回転され、光ファイバ３６に付与される力が増大されて基板１２（実際には拡大剥離シート１６）上の接着剤に対して光ファイバ３６を容易に付勢することができる。これは、光ファイバ３６のファイバループ６０が第１駆動ローラ５６と第２駆動ローラ５８との間で保持されているからである。最初にルーティングヘッド２４の作動量が少し増大した後に、第２駆動ローラ５８が離間する方向に移動され、光ファイバ３６の搬送圧力が解除される。これにより、光ファイバ３６がファイバループ６０から自由に引っ張られ、自由に供給される。
【００１６】
所定長さの光ファイバ３６（図１）が基板１２および拡大剥離シート１６の上に配置された後に、光ファイバ３６が切断され、もう一つの所定長さの光ファイバ３６または回路が図１に示したパターン等の所定の回路パターンで配置される。ルーティングヘッド２４の移動と、ルーティングヘッド２４および供給ヘッド２２の回転または回動と、ルーティングヘッド２４の引き上げ（巻上げ）と、第１駆動ローラ５６および第２駆動ローラ５８の回転およびタイミングを含む全ての装置２０の作動運動は、当業者にとって公知なようにマイクロプロセッサによって制御されている。
【００１７】
本発明は、その精神または主要な特性から逸脱することなく、他の特定の形状で実施される構成とすることができることは理解されるであろう。従って、本実施例は、全ての点において例示的なものであり限定されるべきものではないと考えられ、本発明は以上の詳細な説明に限定されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置によって製造される構成とすることができる光バックプレーンの平面図である。
【図２】本発明による装置の幾分概略的な図である。
【図３】本発明による装置の供給ヘッドの拡大図である。
【図４】本発明による装置のルーティングヘッドの拡大図である。
【図５】ルーティングヘッドの供給針の領域がさらに拡大された図である。
【図６】さらにまた拡大された図５の６−６線断面図である。
【符号の説明】
１０光バックプレーン
１２基板
１６拡大剥離シート
２０光バックプレーンを形成する装置
２２供給ヘッド
２４ルーティングヘッド
２６枠組み
２８取付ブロック
３０供給リール
３２軸
３４分配ホーン
３４ａ開口端
３６、３６Ａ光ファイバ
３６ａ光ファイバの端部
３８プーリ
４０垂直軸
４２モータ
４４ベルト
４６収容ホーン
４６ａ開口端
４８垂直軸
５０モータ
５２ベルト
５４巻上げモータ
５６第１駆動ローラ
５８第２駆動ローラ
６０ファイバループ
６２供給針
６４切断機構
６４ａ切断機構の目穴
６６内部通路
６６ａ内部通路の上側部
６８角度
７０矢印（ルーティングヘッドの移動方向）
７２針状管
７４針状管の後端
７６溝
７８凹部

Claims

表面に接着剤を有する基板（１２）の表面上に、供給源（３０）からの光ファイバ（３６）の経路を形成する装置（２０）であって、
所定の回路パターンで基板（１２）の表面の上を移動可能なルーティングヘッド（２４）と、
前記供給源（３０）からの前記光ファイバ（３６）を前記ルーティングヘッド（２４）に搬送する駆動手段（５６）と、
前記光ファイバ（３６）を前記駆動手段（５６）から収容するルーティングヘッド（２４）上の供給針（６２）であって、前記ルーティングヘッド（２４）が基板（１２）の表面の上を移動する時に、ルーティングヘッド（２４）の移動方向後方に向かって斜め下方に延びて、収容した光ファイバ（３６）を前記基板（１２）の表面上に順次配置できるようにした供給針（６２）で構成され、
前記光ファイバ（３６）を前記所定の回路パターンで基板（１２）の表面上に配置する時に、前記供給針（６２）が、その後端（７４）と基板（１２）の表面との間で光ファイバ（３６）を基板（１２）の表面側に湾曲させ、湾曲した光ファイバ（３６）の剛性によって生ずる鉛直方向のベクトルのみによって、光ファイバ（３６）が基板（１２）の表面上の接着剤に対して付勢されるようにしたことを特徴とする装置（２０）。
前記供給針（６２）は、前記基板（１２）の表面に対向して開口する溝（７６）を有し、該溝（７６）を介して前記光ファイバ（３６）を基板（１２）の表面に搬送することを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記供給針（６２）は、前記基板（１２）に対して略平行に延びる後端（７４）で終端となることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記供給針（６２）の後端（７４）は、前記基板（１２）の表面に対向して開口する溝（７６）を有し、該溝（７６）を介して前記光ファイバ（３６）を基板（１２）の表面に搬送することを特徴とする請求項３に記載の装置。
前記駆動手段（５６）は、その間で前記光ファイバ（３６）を挟持する一対の駆動ローラ（５６）から成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記一対の駆動ローラ（５６）よりも前記供給針（６２）に近接し、前記駆動ローラ（５６）との間にファイバループ（６０）を形成する一対の第二の駆動ローラ（５８）を有することを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記光ファイバ（３６）の供給源（３０）は回転可能なリール（３０）から成り、該リール（３０）の上に前記光ファイバ（３６）が巻き付けられ、前記駆動手段（５６）によって前記リール（３０）から前記光ファイバ（３６）が引っ張られて引き出されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
表面に接着剤を有する基板（１２）の表面上に、光ファイバ（３６）の経路を形成する装置（２０）であって、
前記光ファイバ（３６）が巻き付けられる回転可能な供給リール（３０）と、
所定の回路パターンで基板（１２）の表面の上を移動可能なルーティングヘッド（２４）と、
前記供給リール（３０）からの前記光ファイバ（３６）を前記ルーティングヘッド（２４）に搬送する一対の駆動ローラ（５６）と、
前記一対の駆動ローラ（５６）で搬送された光ファイバ（３６）を収容するルーティングヘッド（２４）上の供給針（６２）であって、前記ルーティングヘッド（２４）が基板（１２）の表面の上を移動する時に、ルーティングヘッド（２４）の移動方向後方に向かって斜め下方に延びて、収容した光ファイバ（３６）を前記基板（１２）の表面上に順次配置できるようにした供給針（６２）で構成され、
前記光ファイバ（３６）を前記所定の回路パターンで基板（１２）の表面上に配置する時に、前記供給針（６２）が、その後端（７４）と基板（１２）の表面との間で光ファイバ（３６）を基板（１２）の表面側に湾曲させ、湾曲した光ファイバ（３６）の剛性によって生ずる鉛直方向のベクトルのみによって、光ファイバ（３６）が基板（１２）の表面上の接着剤に対して付勢されるようにしたことを特徴とする装置（２０）。
前記供給針（６２）は、前記基板（１２）の表面に対向して開口する溝（７６）を有し、該溝（７６）を介して前記光ファイバ（３６）を基板（１２）の表面に搬送することを特徴とする請求項８に記載の装置。
前記供給針（６２）は、前記基板（１２）に対して略平行に延びる後端（７４）で終端となることを特徴とする請求項８に記載の装置。
前記供給針（６２）の後端（７４）は、前記基板（１２）の表面に対向して開口する溝（７６）を有し、該溝（７６）を介して前記光ファイバ（３６）を基板（１２）の表面に搬送することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記一対の駆動ローラ（５６）よりも前記供給針（６２）に近接し、前記駆動ローラ（５６）との間にファイバループ（６０）を形成する一対の第二の駆動ローラ（５８）を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
表面に接着剤を有する基板（１２）の表面上に、光ファイバ（３６）の経路を形成する装置（２０）であって、
前記光ファイバ（３６）が巻き付けられる回転可能な供給リール（３０）と、
所定の回路パターンで基板（１２）の表面の上を移動可能なルーティングヘッド（２４）と、
前記供給リール（３０）からの前記光ファイバ（３６）を前記ルーティングヘッド（２４）に搬送する一対の第１駆動ローラ（５６）と、
前記第１駆動ローラ（５６）で搬送される前記光ファイバ（３６）を収容するルーティングヘッド（２４）上の供給針（６２）であって、前記ルーティングヘッド（２４）が基板（１２）の表面の上を移動する時に、ルーティングヘッド（２４）の移動方向後方に向かって斜め下方に延びて、収容した光ファイバ（３６）を前記基板（１２）の表面上に順次配置できるようにした供給針（６２）と、
前記一対の第１駆動ローラ（５６）よりも前記供給針（６２）に近接し、前記駆動ローラ（５６）との間にファイバループ（６０）を形成する一対の第２駆動ローラ（５８）で構成され、
前記供給針（６２）は、前記基板（１２）の表面に対して略平行に延びる後端（７４）で終端となり、該後端（７４）が前記基板（１２）の表面に対向して開口する溝（７６）を有し、該溝（７６）を介して前記光ファイバ（３６）が基板（１２）の表面に搬送するようにされ、
前記光ファイバ（３６）を前記所定の回路パターンで基板（１２）の表面上に配置する時に、前記供給針（６２）が、その後端（７４）と基板（１２）の表面との間で光ファイバ（３６）を基板（１２）の表面側に湾曲させ、湾曲した光ファイバ（３６）の剛性によって生ずる鉛直方向のベクトルのみによって、光ファイバ（３６）が基板（１２）の表面上の接着剤に対して付勢されるようにしたことを特徴とする装置（２０）。