KR20080036053A - 도파로 필름 케이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 필름 상에 도파로를 형성한 구성으로 이루어진 도파로 필름 케이블로서, 필름 및/또는 도파로를 구성하는 재료의 영률과 동등하거나 또는 그 이하의 영률을 가지는 재료에 의해 구성되며, 필름 및/또는 도파로의 일부 또는 전부를 피복하는 피복층을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

도파로 필름 케이블{WAVEGUIDE FILM CABLE}
본 발명은, 도파로 필름 케이블에 관한 것이며, 특히 필름 상(上) 및 필름으로서 도파로를 형성한 구성으로 되어 있는 도파로 필름 케이블에 관한 것이다.
최근, 광섬유망의 발달에 따라, 각 가정 내에 광섬유가 도입되게 되었다. 광섬유로부터의 광은, 광 모듈이나 광 배선보드 등에 공급되어 분기되며, 광 입력을 가지는 기기 등에 공급된다.
광회로, 수광소자, 발광소자가 탑재된 광 모듈이나 광 배선보드의 사이는, 광학적으로 결합되는 도파로 필름 케이블에 의해, 광학적으로 결합되어 있었다.
광 모듈이나 광 배선보드의 배치의 자유도를 향상시키기 위해, 이러한 종류의 도파로 필름 케이블에는 굴곡의 자유도 향상이 요망되어 왔다. 그러나, 도파로 필름 케이블 상에는, 클래드 및 코어로 이루어진 도파로가 형성되어 있어, 미소한 찰상 등이 발생하면 광학적 특성이 열화(劣化)되게 된다. 또한, 파단(破斷) 등이 발생하면, 도파로가 절단된다. 이 때문에, 미소한 찰상의 감소와 굴곡에 대한 내성이 요망되고 있다.
본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 미소한 찰상을 감소 또는 방지하는 동시에, 굴곡에 대한 내성을 향상시킬 수 있는 도파로 필름 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 필름(161) 상 및 필름으로서 도파로(162, 163)를 형성한 구성으로 되어 있는 도파로 필름 케이블(151)로서, 필름(161) 및/또는 도파로(162, 163)를 구성하는 재료의 영률과 동등하거나 또는 그 이하의 영률을 가지는 재료에 의해 구성되며, 필름 및/또는 도파로(162, 163)의 일부 또는 전부를 피복하는 피복층을 가지는 것을 특징으로 한다.
피복층(152)은, 영률이 1.0×104∼9.0×109dyne/㎝2인 것을 특징으로 한다.
피복층(152)은, 필름(161) 및/또는 도파로(162, 163)에 밀착형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
피복층(152)은, 필름(161) 및/또는 도파로(162, 163) 중 도파로 형성면 및/또는 비(非)도파로 형성면 및/또는 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
피복층(152)은, 막 두께가 1∼5000㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 참조부호는 어디까지나 참고일 뿐, 이것에 의해 특허청구의 범위가 한정되는 것은 아니다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 피복층에 의해 미소한 찰상을 감소시키거나 또는 방지하는 동시에, 굴곡에 대한 내성을 향상시킬 수 있는 등의 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 대한 개략도이다.
도 2는 도파로 필름 케이블의 사시도이다.
도 3은 도파로 필름 케이블의 횡단면도이다.
도 4는 도파로 필름 케이블의 제 1 변형예의 사시도이다.
도 5는 도파로 필름 케이블의 제 1 변형예의 횡단면도이다.
도 6은 도파로 필름 케이블의 제 2 변형예의 사시도이다.
도 7은 도파로 필름 케이블의 제 2 변형예의 횡단면도이다.
도 8은 도파로 필름 케이블의 제 3 변형예의 사시도이다.
도 9는 도파로 필름 케이블의 제 3 변형예의 횡단면도이다.
도 10은 도파로 필름 케이블의 제 4 변형예의 사시도이다.
도 11은 도파로 필름 케이블의 제 4 변형예의 단면도이다.
도 12는 피복막(152)의 막압(膜壓)에 대한 굽힘용이성을 나타낸 도면이다.
도 13은 피복막(512)에 의한 굴곡회수의 수명 연장을 검증한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 광 회로 시스템
111, 112 : 광 모듈
113 : 도파로 필름 케이블
121, 131 : 프린트 배선판
122, 132 : 전자부품
141, 142 : 광섬유
151 : 케이블 본체
152 : 피복막
161 : 수지 필름
162 : 클래드
163 : 코어
162a : 하부 클래드층
162b : 상부 클래드층
[개략적인 구성]
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 대한 개략도를 나타낸 것이다.
본 실시예의 광 회로 시스템(100)은, 광 모듈(111, 112) 및 도파로 필름 케이블(113)로 구성되어 있다.
광 모듈(111)은, 프린트 배선판(121) 상에 전자부품(122)을 탑재한 구성으로 되어 있으며, 광섬유(141) 및 도파로 필름 케이블(113)이 결합되어 있다. 또한, 광 모듈(112)은, 프린트 배선판(131) 상에 전자부품(132)을 탑재한 구성으로 되어 있으며, 광섬유(142) 및 도파로 필름 케이블(113)이 결합되어 있다.
도파로 필름 케이블(113)은, 광 모듈(111)과 광 모듈(112) 간에 주고받는 광의 전달로로서 작용한다.
[도파로 필름 케이블]
도 2는 도파로 필름 케이블의 사시도이고, 도 3은 도파로 필름 케이블의 단 면도이다. 도 3(A)는 횡단면도이고, 도 3(B)는 종단면도이다.
도파로 필름 케이블(113)은, 케이블 본체(151)와 피복막(152)으로 구성되어 있다.
[케이블 본체(151)]
케이블 본체(151)는, 수지 필름(161) 상에 클래드(162) 및 코어(163)를 형성한 구성으로 되어 있다. 수지 필름(161)은, 두께가 80㎛ 정도인, 예컨대 실리콘 수지 필름으로 구성되어 있다.
클래드(162)는, 하부 클래드층(162a) 및 상부 클래드층(162b)으로 구성되어 있다.
우선, 수지 필름(161) 상에 하부 클래드층(162a)을 형성한다. 하부 클래드층(162a)은, 예컨대 폴리이미드 등의 투명수지로 구성되어 있다.
다음으로, 하부 클래드층(162a) 상에 코어(163)를 형성한다. 코어(163)는, 도파로를 구성하고 있으며, 하부 클래드층(162a)과 동일한 폴리이미드 등으로 구성된다.
또한, 코어(163)는, 하부 클래드층(162a)과는 굴절율이 다르도록 수지의 성분이 조정되어 있다. 예를 들면, 하부 클래드층(162a)의 굴절율을 n1, 코어(163)의 굴절율을 n2라 할 때,
n1＜n2
가 되도록 구성수지의 성분조정이 이루어져 있다. 또한, 굴절율 n1, n2는, 예컨대, n1＝1.525, n2＝1.531로 설정된다.
코어(163)를 형성함에 있어서는, 우선, 하부 클래드층(162a) 상에 스핀코팅법 등에 의해 폴리아미드산의 층을 형성한 후, 가열처리함으로써 이미드화시켜, 투명수지층을 형성한다. 다음으로, 레지스트를 패터닝한 후, 예컨대 RIE(reactive ion etching)장치 등에 의해, 하부 클래드층(162a)이 노출되는 정도까지 에칭을 한다. 이때, 포토 레지스트 형성부분은 에칭되지 않고, 그 하부의 투명수지층이 남게 된다. 다음으로, 잔류된 포토 레지스트를 제거한다. 이상과 같이 함으로써, 코어(163)가 형성된다. 또한, 이때 코어(163)는, 예컨대 광섬유의 직경과 대략 동일한, 9∼10㎛ 정도의 두께로 형성된다.
상부 클래드층(162b)은, 코어(163)의 측면 및 상면을 덮도록 형성된다. 상부 클래드층(162b)은, 하부 클래드층(162a)과 동일한 폴리이미드 등으로 구성되어 있으며, 하부 클래드층(162a)과 동일한 굴절율(n1)이 되도록 성분이 조정되어 있다. 상부 클래드층(162b)은, 스핀코팅 등에 의해 폴리아미드산의 층을 형성한 후 가열처리됨으로써, 폴리아미드산이 이미드화되어 형성된다.
상기와 같이 함으로써, 수지필름(161) 상에 굴절율이 n1인 클래드(162)로 둘러싸인 굴절율이 n2인 코어(163)가 형성된다.
[피복막(152)]
피복막(152)은, 케이블 본체(151)의 주위를 1∼5000㎛ 정도의 두께로 피복하도록 형성되어 있다. 피복막(152)은, 예컨대 클래드(162) 및 코어(163)와 동일한 폴리이미드, 아크릴, 폴리실록산, 실리콘수지 등으로 구성되어 있으며, 1.0×104∼ 9.0×109 정도의 비교적 낮은 영률이 되도록 성분이 조정되어 있다.
피복막(152)은, 미(未)경화상태의 수지재료를 케이블 본체(151)의 도파로 형성면인 상면, 비(非)도파로 형성면인 하면, 및 측면에 도포하여 재치(載置)시킨 후, 부가·축합반응에 의해 경화시켜 형성된다. 이에 따라, 피복막(152)은, 케이블 본체(151)에 밀착된 상태로 형성된다.
또한, 피복막(152)은, 비교적 낮은 영률에 의해 형성되기 때문에, 케이블 본체(151)에 대한 밀착성이 높으며, 부하 모멘트가 분산될 수 있어, 굴곡에 대한 내성을 향상시킬 수 있다. 피복막(152)에 의해, 케이블 본체(151)에 걸리는 응력이 분산되기 때문에, 클래드(162) 및 코어(163)에 대한 힘의 집중을 피할 수 있으며, 이에 따라, 클래드(162)나 코어(163)에 크랙 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
[효과]
이상, 본 실시예에 의하면, 피복막(152)을 케이블 본체(151)에 형성함으로써, 미소한 찰상을 감소 또는 방지하는 동시에, 굴곡에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.
[제 1 변형예]
도 4는 도파로 필름 케이블의 제 1 변형예의 사시도이고, 도 5는 도파로 필름 케이블의 제 1 변형예의 단면도이다.
본 변형예에 따른 도파로 필름 케이블(211)은, 케이블 본체(151)의 도파로 형성면에만 피복막(212)을 형성한 구성으로 되어 있다.
케이블 본체(151)의 도파로 형성면에만 피복막(212)을 형성한 경우에는, 케이블 본체(151)의 도파로 형성면을 내주(內周)로 하여 만곡시켰을 때의 굴곡에 대한 내성에 특히 유효하다.
또한, 변형예에서는, 도파로 형성면인 상면측에 피복막(212)을 형성하였으나, 비도파로 형성면인 하면측에 형성하도록 해도 된다. 비도파로 형성면인 하면측에 피복막(212)을 형성한 경우에는, 케이블 본체(151)의 비도파로 형성면을 내주로 하여 만곡시켰을 때의 굴곡에 대한 내성에 특히 유효하다.
[제 2 변형예]
도 6은, 도파로 필름 케이블의 제 1 변형예의 사시도이고, 도 7은 도파로 필름 케이블의 제 1 변형예의 단면도이다.
본 변형예의 도파로 필름 케이블(311)은, 케이블 본체(151)의 측면에 피복막(312)을 형성한 구성으로 되어 있다.
이때 피복막(312)은, 예컨대 침지법(dip method) 혹은 스탬핑법(stamping method) 등과 같은 방법에 의해 형성된다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이 도파로 형성면인 상면 주연(周緣)부 및 비도파로 형성면인 하면 주연부에까지 피복막(312)이 감싸고 들어간다. 이에 따라, 케이블 본체(151)의 크랙 등이 발생하기 쉬운 단면 및 그 주연부에 작용하는 응력을 완화시킬 수 있다.
또한, 도파로 형성면 전체에 형성하는 경우에 비해 광학적인 열화를 감소시킬 수 있다.
[제 3 변형예]
도 8은 도파로 필름 케이블의 제 3 변형예의 사시도이고, 도 9는 도파로 필름 케이블의 제 3 변형예의 단면도이다.
본 변형예의 도파로 필름 케이블(411)은, 케이블 본체(151)를 커버하는 커버(412)를 가지고 있으며, 케이블 본체(151)와 커버(412) 사이에 피복막(413)을 가지는 구성으로 되어 있다. 피복막(413)에 의해, 커버(412)와 케이블 본체(151) 사이에 작용하는 응력을 흡수할 수 있다.
[제 4 변형예]
도 10은 도파로 필름 케이블의 제 4 변형예의 사시도이고, 도 11은 도파로 필름 케이블의 제 4 변형예의 단면도이다.
본 변형예의 도파로 필름 케이블(511)은, 케이블 본체(151)에 격자형상으로 피복막(512)을 형성한 구성으로 되어 있다. 피복막(512)을 격자형상으로 형성함으로써 도파로 형성면 전체에 형성하는 경우에 비해 광학적 특성의 열화를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 변형예에서는, 격자형상으로 피복막(512)을 형성하였으나, 패턴은 격자형상에 한정되는 것이 아니라, 다른 패턴이어도 된다.
[검증예]
도 12는 피복막(152)의 막압에 대한 굽힘용이성을 나타낸 도면이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 피복막(152)의 막 두께가 두꺼울수록, 굽힘용이성이 어렵게 되어, 굴곡에 대한 내성이 향상된다.
도 13은 피복막(512)에 의한 굴곡회수의 수명 연장을 검증한 도면을 나타낸 것이다. 또한, 도 13은 피복막(152)이 없는 도파로 필름 케이블을 기준으로 한 상대적인 수명을 나타내고 있다.
본 실시예와 같이 피복막(152)이 형성된 도파로 필름 케이블(113)에 의하면, 피복막(152)이 없는 도파로 필름 케이블에 비해 1.5∼5배의 굴곡회수에 대한 수명 연장이 얻어짐이 검증되었다.
또한, 본원은 2005년 7월 27일에 출원한 일본특허출원 제 2005-217931호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 동 일본출원의 모든 내용을 본원에 참조에 의해 원용한다.

Claims (5)

  1. 필름 상(上) 및 필름으로서 도파로를 형성한 구성으로 되어 있는 도파로 필름 케이블로서,
    상기 필름 및/또는 상기 도파로를 구성하는 재료의 영률과 동등하거나 또는 그 이하의 영률을 가지는 재료에 의해 구성되며, 상기 필름 및/또는 상기 도파로의 일부 또는 전부를 피복하는 피복막을 가지는 것을 특징으로 하는 도파로 필름 케이블.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 피복막은, 영률이 1.0×104∼9.0×109dyne/㎝2인 것을 특징으로 하는 도파로 필름 케이블.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 피복막은, 상기 필름 및/또는 상기 도파로에 밀착형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도파로 필름 케이블.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피복막은, 상기 필름 및/또는 상기 도파로 중 도파로 형성면 및/또는 비(非)도파로 형성면 및/또는 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도파로 필름 케이블.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피복막은, 막 두께가 1∼5000㎛인 것을 특징으로 하는 도파로 필름 케이블.
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