Brevet FR2729768A1 — publié le 19960726

TEcIQiES D' cpSuL&a DES FIOES OPrTIES DONIem TZECIQ L'invention concerne des interconnexions de fibres optiques, et plus particulièrement des techniques d'encapsulage de fibres optiques qui ont été liées à une face d'un élément tel qu'une plaque de raccordement arrière optique. OLs DIE L' INVETIO' Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 259 051, auquel le présent mémoire renvoie, décrit un procédé de fabrication de plaques de raccordement arrière optiques en utilisant une machine d'acheminement robotique pour appliquer des fibres optiques sur une face plane d'un substrat plastique souple. Les fibres sont liées au substrat par un adhésif sensible à la pression, et, après acheminement, elles sont recouvertes d'une feuille thermoplastique qui les encapsule pour les protéger, pour leur donner de la stabilité structurale et pour maintenir les fibres optiques en place au cours de la manipulation de la plaque de raccordement arrière optique. Les fibres optiques des composants sont généralement utilisées comme lignes de transmission de forte capacité entre des plaques de circuits imprimés ou des circuits optiques. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique de Burack et coll. n 5 259 051 et n 5 292 390 décrivent tous deux l'utilisation d'une matière thermoplastique telle qu'un polyuréthanne pour l'encapsulage ou le recouvrement des fibres optiques d'une plaque de raccordement arrière optique. Un problème qui se pose avec les plaques de raccordement arrière optiques fabriquées en cette matière est qu'elles ne satisfont pas aux spécifications d'inflammabilité exigées pour certains appareils électroniques tels que des systèmes de commutation complexes. Les matières thermoplastiques, par nature, s'écoulent lorsqu'elles sont chauffées, ce qui peut affecter l'intégrité structurale de la plaque de raccordement arrière optique. Fait plus important, lorsqu'elles s'écoulent, sous l'effet par exemple d'une flamme, elles exposent l'adhésif sous-jacent à l'air, ce qui pourrait provoquer l'inflammation de l'adhésif. Les exigences actuelles d'inflammabilité pourraient être satisfaites si l'agent d'encapsulation était constitué d'une matière capable de résister à une flamme et à une chaleur de 200 C sans s'enflammer ni perdre son intégrité structurale. Les documents antérieurs ci-dessus décrivent la nécessité d'un agent d'encapsulation qui stabilise les extrémités des fibres optiques avec une grande précision, et cependant n'exerce pas sur les fibres une force telle qu'il les rompe, en particulier aux endroits des "croisements", c'est-à-dire aux endroits dans lesquels une fibre passe par dessus une ou plusieurs autres fibres. Il existe donc un besoin permanent d'un agent d'encapsulation qui satisfasse à ces exigences, tout en n'étant pas affecté structurellement d'une manière significative par des températures d'au moins 200 C. RESE DE L' INVENTION Un procédé pour l'encapsulage des fibres optiques comprend les stades consistant à lier une fibre optique à une première face d'un élément plat rigide et à placer l'élément plat dans une chambre pratiquement étanche à l'air. Une feuille d'encapsulage est placée dans la chambre étanche à l'air, de telle sorte qu'elle soit en face de l'élément plat. La pression d'air sur l'élément plat est alors abaissée à une valeur significativement inférieure à la pression de l'air sur la feuille d'encapsulage, pressant ainsi la feuille d'encapsulage sur l'élément plat. La feuille d'encapsulage est constituée d'une matière souple qui conserve son intégrité structurale et ne fond ni ne s'enflamme à des températures d'au moins 200 C. Par exemple, la feuille d'encapsulage peut être en Kapton , en Mylar dopé ou en feuille d'aluminium. La feuille d'encapsulage est liée à l'élément plat par un adhésif de telle sorte qu'après avoir été appliqué contre les fibres optiques, elle supporte de manière permanente chacune des fibres optiques dans la position qui lui est assignée. L'invention vise aussi un procédé d'encapsulage de fibres optiques caractérisé en ce qu'il consiste a: placer un élément plat dans une chambre pratiquement étanche à l'air, l'élément plat ayant sur une première de ses surfaces une fibre optique acheminée; disposer une feuille d'encapsulage dans la chambre étanche à l'air de telle sorte qu'elle soit adjacente à la première surface de l'élément plat, la feuille ayant une première et une seconde surfaces principales, la surface principale de la feuille faisant face à la première surface de l'élément plat; cette feuille d'encapsulage étant pratiquement imperméable au gaz et s'étendant à travers la chambre étanche à l'air pour subdiviser la chambre en une première et une seconde parties de chambre, la première partie de chambre contenant l'élément plat; et à appliquer une pression d'air significativement plus faible à la partie première chambre qu'à la seconde partie de la seconde chambre, provoquant ainsi l'application de la première surface principale de la feuille contre la première surface principale de l'élément plat. L'invention vise enfin un appareil pour l'encapsulage de fibres optiques acheminées sur la première surface d'un substrat caractérisé en ce qu'il comprend: une chambre étanche à l'air conçue pour contenir ce substrat et une feuille d'encapsulage disposée parallèlement au substrat; cette feuille d'encapsulage étant constituée d'une matière pratiquement imperméable au gaz qui s'étend à travers la chambre étanche à l'air et ayant une première face principale faisant face à la première surface du substrat et une seconde surface principale tournée du côté opposé du substrat; et des moyens pour rendre la pression d'air sur le substrat significativement plus faible que la pression d'air sur la seconde surface de la feuille d'encapsulage, provoquant ainsi l'application de la première surface principale de la feuille contre la première surface principale du substrat. Ces buts, caractéristiques et avantages de l'invention ainsi que d'autres seront mieux compris à l'examen de la description détaillée ci-après, prise conjointement avec le dessin annexé. BEEV DESCRIPTION DU DESSIN La figure 1 est une vue en coupe schématique d'une chambre étanche à l'air utilisée pour l'encapsulage de fibres optiques; la figure 2 est une vue en coupe schématique partielle à plus grande échelle montrant certains des éléments de l'appareil de la figure 1; et la figure 3 est une vue de la chambre de la figure 1 à un stade ultérieur du processus. DESCRIPTION DETAIr.T.^ Les dessins sont schématiques, les dimensions étant délibérément déformées dans certains cas pour la clarté de l'exposition. Si l'on se réfère à présent à la figure 1, celle-ci représente une chambre pratiquement étanche à l'air 10 qui est utilisée pour encapsuler des fibres optiques conformément à un mode de réalisation de l'invention. La chambre étanche à l'air 10 est définie par deux éléments d'enceinte 11 et 12 qui sont fixés sur des côtés opposés d'une feuille d'encapsulage 13. L'appareil pour sceller l'un à l'autre les deux éléments d'enceinte n'est pas représenté pour des raisons de simplicité, mais une pression est appliquée par exemple au moyen d'une presse ou par un appareil de serrage fixé sur les éléments d'enceinte 11 et 12, ce qui suffit pour donner un ajustement étanche à l'air. La feuille d'encapsulage 13 est constituée d'une matière qui est pratiquement imperméable à l'air; elle s'étend autour de toute la périphérie de la chambre étanche à l'air et constitue efficacement un joint étanche à l'air entre les éléments d'enceinte 11 et 12. La feuille 13 subdivise ainsi efficacement la chambre étanche à l'air 10 en une partie de chambre supérieure 14 et une partie de chambre inférieure 15 qui sont pratiquement hermétique l'une à l'autre. La partie de chambre supérieure 14 comprend un élément plat 17 ayant une première surface 18 sur laquelle des fibres optiques (non représentées) ont été liées. Le but de l'appareil de la figure 1 est d'encapsuler les fibres optiques en liant la feuille 13 sur la première face 18 de l'élément plat 17 qui contient les fibres. L'élément plat 17 est séparé de la feuille 13 par des pièces d'espacement 19. La partie de chambre supérieure 14 communique en passant par une vanne 21 avec un appareil à faire le vide 22. La partie de chambre inférieure 15 communique en passant par une vanne 23 soit avec l'appareil à faire le vide 22, soit avec une source 24 de gaz tel que de l'azote. L'appareil de la figure 1 est conçu pour encapsuler des fibres optiques qui ont été acheminées sur une face d'une feuille de matière plastique souple. Si l'on se réfère à la vue en coupe partielle à plus grande échelle de la figure 2, les fibres optiques 26 sont liées à titre d'illustration sur un substrat de matière plastique 29 par un adhésif sensible à la pression 30 par les techniques décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 259 051. Les fibres 26 peuvent être assemblées par groupe de trois, comme cela est représenté, pour les raisons indiquées dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique N 5 259 051, et il peut y avoir plusieurs croisements (non représentés) dans lesquels certaines des fibres optiques passent par dessus d'autres fibres optiques. Le substrat de matière plastique souple 29 est lié par un adhésif temporaire, par exemple le Flexmark (TM) DFM 700 Clear V-302 ULP, vendu par la société Flexcon, Spencer, Massachusetts, E.U.A., à l'élément rigide plat 17, qui peut être une feuille plate d'aluminium, par exemple. L'adhésif sensible à la pression 30 peut être l'adhésif n 711 vendu par la société Adchem de Westbury, New York, USA. Après l'acheminement des fibres optiques, une seconde couche d'adhésif 31 est appliquée sur toute la surface contenant les fibres optiques 26; la couche adhésive 31 peut également être l'adhésif n 711. En fonctionnement, les deux vannes 21 et 23 de la figure 1 sont d'abord reliées à un appareil à faire le vide 22 pour donner un vide partiel tant dans la partie chambre supérieure 14 que dans la partie chambre inférieure 15. Le but de cette opération est d'extraire le gaz entre la feuille 13 et l'élément plat 17. Ensuite, la vanne 21 est reliée à un appareil à faire le vide 22, tandis que la vanne 23 est reliée à une source de gaz 24, en général de l'azote. Ceci produit une pression de gaz dans la partie chambre supérieure 14 beaucoup plus faible que dans la partie chambre inférieure 15. En conséquence, l'élément plat 17, les pièces d'espacement 19 et la feuille d'encapsulage 13 sont soulevés verticalement comme le montre la figure 3 pour venir contre l'élément d'enceinte 11. La pression de gaz exercée vers le haut sur la feuille 13 s'étend uniformément sur toute sa surface. La couche adhésive 31 fait adhérer la couche 13 à l'élément plat 17, encapsulant ainsi les fibres optiques liées à la surface de l'élément plat 17. Ensuite, la structure liée est retirée de la chambre et le substrat de matière plastique 29 de la figure 2 est détaché de l'élément rigide 32. La structure composite comprenant le substrat de matière plastique 29, les fibres optiques 26 et la feuille d'encapsulage liée 13 constitue alors, par exemple une plaque de raccordement arrière optique. La différence de pression de gaz appliquée est généralement de 1,05 à 2,8 kg/cm2. L'avantage d'appliquer une pression comme cela est représenté est que la pression est intrinsèquement répartie d'une manière égale plutôt que concentrée sur des protubérances telles que les croisements. En conséquence, pour un affaissement donné, on peut normalement utiliser dans l'appareil de la figure 3 des pressions plus élevées que celles qui pourraient être utilisées si la pression était appliquée mécaniquement. Par conséquent, pour un affaissement donné, l'encapsulage produit par l'invention fournit un meilleur enrobage et un meilleur support structural pour les fibres optiques. Conformément à l'invention, la feuille d'encapsulage 13 est constituée d'une matière ignifuge souple qui conserve son intégrité structurale et ne fond ni ne s'enflamme à des températures d'au moins 200 OC. Ceci représente une différence par rapport aux encapsulages antérieurs pour des fibres optiques acheminées, qui exigeaient que la feuille d'encapsulage soit constituée d'une matière thermoplastique telle qu'un polyuréthanne lequel, lorsqu'il est chauffé, s'écoulait légèrement pour enfermer solidement les fibres optiques sans qu'il soit nécessaire d'appliquer une force importante. Les expériences de la demanderesse montrent qu'avec l'invention, il n'est pas nécessaire d'utiliser une matière thermoplastique comme encapsulant. Si l'on se réfère à la figure 2, il est connu que le substrat 29 peut être constitué de Kapton , une matière souple, ignifugée, thermorésistante. Avec l'invention, la feuille d'encapsulage 13 peut aussi être en Kapton. Lorsque la feuille d'encapsulage est appliquée contre le substrat 29, elle ne s'écoule pas autour des fibres optiques à la manière d'une matière thermoplastique, mais elle est suffisamment souple pour s'adapter à la surface avec laquelle elle vient en contact, enfermant ainsi solidement les fibres optiques. Même avec des croisements, on a trouvé que le rendement en plaques de raccordement arrière optiques fonctionnant parfaitement était très élevé par ce procédé. Le Kapton est une matière plastique, il est souple mais ne s'écoule pas sous l'effet de la chaleur et conserve son intégrité structurale à des températures très supérieures à 200 C. Un autre avantage du Kapton est qu'il n'est pas besoin de chauffer la structure au cours de l'opération d'encapsulage; ainsi, pendant la totalité de l'opération, la chambre étanche à l'air 10 est maintenue pratiquement à la température ambiante. Les deux couches de Kapton 29 et 13 de la figure 2 peuvent avoir une épaisseur de 0,0254 à 0,254 mm. Une feuille d'aluminium du commerce a également été utilisée avec succès comme feuille d'encapsulage 13. Bien que la feuille d'aluminium soit souple, elle n'a pas une grande élasticité. La nécessité de l'élasticité est réduite en donnant à la dimension a de la figure 3 une valeur faible par rapport à la longueur de la feuille d'encapsulage 13. Dans les expériences de la demanderesse, la longueur et la largeur de la feuille d'encapsulage ont été de 71,1 cm et 30,5 cm respectivement, et la distance a était de 0,090 cm. La feuille d'aluminium était suffisamment souple pour se mouler solidement autour des fibres optiques en donnant un support fiable. La feuille d'aluminium qui était utilisée existe dans le commerce sous la marque commerciale Reynolds Wrap et son épaisseur est de 12,7.m. En utilisant la couche d'adhésif 31 pour lier la feuille d'encapsulage 13, on peut utiliser n'importe quelle matière ignifugée souple qui conserve son intégrité structurale et ne fond ni ne s'enflamme à des températures d'au moins 200 OC, et qui ne se rompt pas lorsqu'elle est soumise aux contraintes de l'appareil de la figure 1. Une autre de ces matières est le Mylar , qui a été adéquatement dopé, car il est connu dans la technique pour être ignifuge. Divers autres modes de réalisation et variantes peuvent être apportés par les spécialistes sans s'écarter de l'esprit ni du domaine de l'invention. REVEDICATIONS 1. Procédé d'encapsulage de fibres optiques caractérisé en ce qu'il consiste à: lier une fibre optique à une première surface d'un élément plat ayant une première et une deuxième surfaces principales opposées; placer l'élément plat dans une chambre pratiquement étanche à l'air; disposer une feuille d'encapsulage dans la chambre étanche à l'air de telle sorte qu'elle soit adjacente à la première face de l'élément plat, la feuille ayant une première et une seconde surfaces principales, la première surface principale de la feuille faisant face à la première surface principale de l'élément plat; cette feuille d'encapsulage étant constituée d'une matière souple qui conserve son intégrité structurale et ne s'écoule ni ne s'enflamme à des températures d'au moins 200 C; et rendre la pression sur la seconde surface principale de l'élément plat significativement plus petite que la pression d'air sur la seconde surface de la feuille, provoquant ainsi l'application de la première surface principale de la feuille contre la première surface principale de l'élément plat. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la feuille d'encapsulage est pratiquement imperméable au gaz et s'étend à travers la chambre étanche à l'air pour subdiviser la chambre en une ll première et une seconde parties de chambre, la première partie de chambre contenant l'élément plat; et l'étape de fabrication comprend l'étape consistant à appliquer une pression d'air significativement plus petite sur la première partie de la chambre que sur la seconde partie de la chambre. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que: la première partie de la chambre est partiellement délimitée par une première partie d'enceinte; la seconde partie de la chambre est partiellement délimitée par une seconde partie d'enceinte; et le premier et le second élément d'enceinte sont fixés sur des côtés opposés de la feuille d'encapsulage. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que: la première et la seconde parties de l'enceinte s'appuient sur des côtés opposés de la feuille d'encapsulage sur toute la périphérie de la chambre pratiquement étanche à l'air; et la feuille d'encapsulage constitue un joint d'étanchéité pour empêcher l'air de pénétrer dans la chambre étanche à l'air à la jonction de la première et de la seconde enceintes. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que: la feuille d'encapsulage est constituée d'une matière choisie parmi le Kapton, le Mylar dopé et la feuille d'aluminium.35 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que: la première partie chambre communique avec un appareil à faire le vide pour faire un vide partiel dans la première partie de la chambre; et la seconde partie de la chambre communique avec une source de gaz pour maintenir une pression d'air relativement élevée déterminée à l'avance dans la seconde partie de la chambre. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que: avant le stade de fabrication, la première et la seconde parties de la chambre communiquent toutes deux avec un appareil à faire le vide pour créer un vide partiel dans la première et la seconde parties de la chambre, et la feuille d'encapsulage est séparée de l'élément plat par un élément d'espacement; au cours de l'étape de fabrication, le vide partiel est appliqué à la première partie de la chambre pour amener la seconde surface de l'élément plat à s'appliquer contre le premier élément de l'enceinte; et la feuille d'encapsulage est suffisamment élastique pour s'appliquer à la fois contre l'élément d'espacement et la première surface de l'élément plat. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: l'élément plat comprend une partie non souple qui délimite sa seconde surface et une seconde partie d'encapsulage souple sur laquelle les fibres optiques sont montées; et après adhérence de la feuille d'encapsulage à la première surface, la seconde partie d'encapsulage est retirée de la partie non souple, de sorte que les fibres optiques sont encapsulées par la feuille d'encapsulage souple et la seconde partie d'encapsulage souple. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la feuille d'encapsulage est constituée d'une matière choisie parmi le Kapton, le Mylar et la feuille d'aluminium. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que: la feuille d'encapsulage et la seconde partie d'encapsulage sont toutes deux en Kapton. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que: au cours de la quasi-totalité du procédé, la chambre étanche à l'air est maintenue pratiquement à la température ambiante. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que: la feuille d'encapsulage est constituée d'une matière ignifuge et pratiquement non élastique. 13. Procédé d'encapsulage de fibres optiques caractérisé en ce qu'il consiste à: placer un élément plat dans une chambre pratiquement étanche à l'air, l'élément plat ayant sur une première de ses surfaces une fibre optique acheminée; disposer une feuille d'encapsulage dans la chambre étanche à l'air de telle sorte qu'elle soit adjacente à la première surface de l'élément plat, la feuille ayant une première et une seconde surfaces principales, la surface principale de la feuille faisant face à la première surface de l'élément plat; cette feuille d'encapsulage étant pratiquement imperméable au gaz et s'étendant à travers la chambre étanche à l'air pour subdiviser la chambre en une première et une seconde parties de chambre, la première partie de chambre contenant l'élément plat; et à appliquer une pression d'air significativement plus faible à la partie première chambre qu' à la seconde partie de la seconde chambre, provoquant ainsi l'application de la première surface principale de la feuille contre la première surface principale de l'élément plat. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à: recouvrir la première surface de l'élément plat d'un adhésif, provoquant ainsi l'adhérence de la première surface principale de la feuille à la première surface de l'élément plat. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que: la première partie de la chambre est partiellement délimitée par une première partie d'enceinte; la seconde partie de la chambre est partiellement définie par une seconde partie d'enceinte; le premier et le second éléments d'enceinte sont fixés sur des côtés opposés de la feuille d'encapsulage; la première partie de la chambre communique avec un appareil à faire le vide pour établir un vide partiel dans la première partie de la chambre; et la seconde partie de la chambre communique avec une source de gaz pour établir une pression relativement élevée déterminée à l'avance dans la seconde partie de la chambre. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que: la feuille d'encapsulage est constituée d'une matière souple qui conserve son intégrité structurale et ne s'écoule ni ne s'enflamme à des températures d'au moins 200 C; et, pendant l'étape d'application, la chambre étanche à l'air est maintenue pratiquement à la température ambiante. 17. Appareil pour l'encapsulage de fibres optiques acheminées sur la première surface d'un substrat caractérisé en ce qu'il comprend: une chambre étanche à l'air conçue pour contenir ce substrat et une feuille d'encapsulage disposée parallèlement au substrat; cette feuille d'encapsulage étant constituée d'une matière pratiquement imperméable au gaz qui s'étend à travers la chambre étanche à l'air et ayant une première face principale faisant face à la première surface du substrat et une seconde surface principale tournée du côté opposé du substrat; et des moyens pour rendre la pression d'air sur le substrat significativement plus faible que la pression d'air sur la seconde surface de la feuille d'encapsulage, provoquant ainsi l'application de la première surface principale de la feuille contre la première surface principale du substrat. 18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que: la chambre étanche à l'air est définie par une première et une seconde parties de l'enceinte conçues pour être pincées sur des côtés opposés de cette feuille d'encapsulage. 19. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que: la première partie de l'enceinte et la feuille d'encapsulage délimitent une première partie chambre conçue pour communiquer avec un appareil à faire le vide pour établir un vide partiel dans la première partie de la chambre; et la seconde partie de l'enceinte et la feuille d'encapsulage délimitent une seconde partie de la chambre conçue pour communiquer avec une source de gaz pour maintenir dans la seconde chambre la pression d'air relativement élevée déterminée à l'avance. 20. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que: la première et la seconde parties de la chambre sont toutes deux conçues pour communiquer avec un appareil à faire le vide pour créer un vide partiel dans la première et la seconde parties de la chambre, la feuille d'encapsulage étant séparée du substrat plat par un élément d'espacement; et la première chambre est conçue pour communiquer sélectivement avec l'appareil à faire le vide tandis que la seconde chambre est conçue pour communiquer avec une source de gaz de sorte que le substrat soit tiré contre le premier élément de l'enceinte lorsque la première surface de la couche d'encapsulage est appliquée contre la première surface du substrat.