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Article technique : Polissage en une étape (SSP) après clivage laser

Publié le 5.1.15 dans la NASA Tech Briefs: Fiber Optic Connectors par Didi Hachnochi, PDG de Sagitta Engineering Solutions Ltd. et Ben Waite, président et PDG du Fiber Optic Center

Avec la standardisation du sans fil 4G, l'augmentation du stockage et de l'informatique dans le cloud et la pression pour des débits de données réseau plus rapides, les systèmes d'interconnexion passive de la plus haute qualité doivent être utilisés. Si la robustesse et la taille de ces interconnexions, les types de fibres et la gestion des câbles jouent tous un rôle majeur dans la dorsale, ce qui se passe à l'extrémité du connecteur affecte également considérablement les performances optiques du système.

Pour commencer, des connecteurs de haute qualité avec des trous de virole à tolérance serrée, à la fois en taille et en concentricité, doivent être utilisés. La terminaison du connecteur implique plusieurs étapes de traitement. Chacune de ces étapes a ses propres problèmes de traitement.

Lors de la préparation du câble, il est important que la fibre ne soit pas endommagée lors du dénudage. Les puces de fibre entraîneront une perte optique. Lorsque le connecteur est installé, la quantité appropriée d'époxy et le calendrier de durcissement correct sont essentiels. Trop d'époxy et le ressort se bloquera; trop peu et des vides se formeront. Si la température correcte n'est pas atteinte pendant la durée appropriée, l'époxy ne durcira pas complètement. Dans les deux cas, la longévité du connecteur sera marginalisée.

Après la préparation du câble, l'installation et le sertissage du connecteur et le durcissement de l'époxy, la face d'extrémité doit être traitée. Les étapes comprennent le clivage (également appelé scribe et cassure) et le polissage. Le clivage et le polissage amènent le connecteur aux spécifications requises. Un défaut dans l'une de ces étapes peut entraîner un problème de rendement. Ces étapes ont également un impact sur les étapes suivantes et peuvent contribuer à des problèmes plus tard dans le processus de résiliation.

Le polissage standard pour les connecteurs à fibre unique consiste généralement en trois à cinq étapes de polissage, en commençant par un grain d'élimination d'époxy relativement rugueux et en passant progressivement à un film de recouvrement final, qui peut être de 02 um. Certaines des étapes intermédiaires utilisent des films diamantés relativement coûteux, qui sont utilisés plusieurs fois pour minimiser le CoC («coût des consommables») par connecteur.

Le projet

L'industrie cherche continuellement des moyens d'augmenter le rendement, de réduire le CoC et les frais de main-d'œuvre. La réduction du nombre d'étapes de polissage aide. Le CoC diminue, le rendement augmente, le coût de la main-d'œuvre diminue, et moins de maintenance d'équipement et d'équipement est nécessaire. Il y a un moyen clair pour y arriver.

Vue latérale d'un embout de virole et d'un dard de fibre après le clivage au laser

Traditionnellement, le clivage se fait à l'aide d'un outil à tracer avec une pointe en saphir, rubis ou carbure. Un opérateur prudent doit tracer la fibre juste au-dessus de l'époxy durci et tirer doucement l'extrémité de la fibre parallèlement à l'axe de la fibre sans produire de fissure. Lorsqu'elle n'est pas effectuée correctement, cette fissure qui en résulte fait souvent la terminaison. Cet opérateur doit être l'une des personnes les plus prudentes et consciencieuses de l'usine, et fait le même travail répétitif à tous les postes. Si une fissure résulte de la procédure de traçage, le connecteur doit être coupé et l'ensemble du processus doit être refait. Sur les câbles épanouis comportant de nombreuses fibres, cela crée d'autres problèmes. Si les évasions sont à des longueurs précises, toutes les extrémités devront être refaites.

Après le clivage, un processus de dénubbing manuel a lieu pour ramener le tronçon de fibre à l'époxy, afin qu'il ne se fissure pas pendant l'étape d'élimination de l'époxy. Cela prend du temps et dépend beaucoup de l'opérateur. La face d'extrémité du connecteur peut également être déformée si ce n'est pas fait correctement et elle ne sera pas détectée avant le test. Avec le clivage manuel, le polissage à la machine traditionnelle nécessite quatre à cinq étapes en utilisant des films de rodage de carbure de silicium, de diamant et de dioxyde de silicium avec des tampons en caoutchouc après le dénubbing - enlèvement d'époxy, formation de face d'extrémité à géométrie multiple et le final - pour reformer la géométrie du connecteur .

Avant que les connecteurs ne soient terminés, lorsqu'ils sont achetés, ils sont livrés avec la géométrie, le rayon de courbure et le décalage au sommet appropriés. Avec le clivage manuel traditionnel, la face d'extrémité du connecteur est détruite pendant l'étape d'élimination de l'époxy et doit être reformée.

La solution

Après le polissage FF X5

Embout de virole après clivage laser - vue de face x5

Une nouvelle technique de clivage, utilisant un CO2 laser, automatise largement le processus. L'opérateur place simplement le connecteur dans le couperet laser, le laser scanne la fibre et la perle époxy, et il clive les deux ensemble. Le facteur humain est éliminé des étapes de clivage et de dénubbing.

Le clivage au laser a été introduit il y a quelques années, mais un développement récent produit encore plus d'économies dans le processus de terminaison. Les modèles de clivage laser antérieurs clivaient à 70 um du socle de virole; la nouvelle conception peut cliver aussi près que 35 um du piédestal. La conséquence de cette amélioration réduit les étapes de polissage nécessaires de trois ou quatre à une seule étape, en utilisant le film de polissage final.

Après le polissage FF X50

Embout de virole après clivage laser - vue de face x50

Étant donné que les fabricants d'assemblages utilisent généralement des ferrules pré-arrondies de 2.5 mm et que le nouveau clivage laser SSP laisse une fibre très courte, environ 35 um, avec une couche d'époxy aussi mince que 10 um, le polissage peut être complété avec seulement le film final. Même les ferrules de 1.25 mm, qui ne sont généralement pas pré-arrondies, peuvent être polies avec seulement le film final puisque le diamètre poli est relativement petit. Des développements sont également en cours avec des broches et des prises militaires et commerciales de 1.6 mm et 2.00 mm.

Ce processus aboutit à un connecteur avec une géométrie étroitement contrôlée, un rendement très élevé, un CoC plus faible et un temps de travail plus court. Les embouts de crayon de 1.25 mm et les ferrules de 2.5 mm avec des socles relativement petits peuvent également être polis en une seule étape de polissage après le clivage au laser. Le film de recouvrement final a la capacité d'éliminer la couche d'époxy résiduelle, de fournir le rayon de courbure (ROC) spécifié et de contrôler la hauteur de la fibre (saillie ou dégagement) dans les spécifications souhaitées pour répondre aux demandes des clients.

Après le polissage FF X100

Embout de virole après clivage laser - vue de face x100

En diminuant le nombre d'étapes de polissage, le coût par connecteur diminuera. En s'appuyant sur le ROC entrant des connecteurs et en supprimant toutes les fissures dues aux clivages, les rendements devraient également s'améliorer.

Remarque: Dans un environnement de production, il peut être nécessaire d'effectuer une très brève étape de polissage au carbure de silicium pour éliminer les résidus d'époxy avant le film final. Cela permet également de prolonger la durée de vie du film final.

Prochaines étapes

La plupart des ferrules de 2.5 mm utilisées par les fabricants d'assemblages sont prétraitées avec un ROC de 15 à 25 mm. Ce ROC réduit le temps de polissage après le clivage traditionnel à la main. Cette plage ROC est trop large pour de nombreux connecteurs terminés. La distribution ROC des ferrules entrantes est trop large pour la terminaison nécessaire. Avec des embouts de 1.25 mm, la situation est légèrement différente. De nombreux fabricants d'assemblages utilisent des ferrules entrantes avec des socles plats, par opposition aux pré-arrondis. Pour tirer pleinement parti du clivage laser et minimiser le polissage autant que possible, il peut être utile de spécifier des ferrules entrantes dans la plage moyenne de la spécification finale du connecteur et avec une tolérance plus étroite.

Une relation fructueuse entre deux sociétés, Fiber Optic Center (FOC) et Sagitta Engineering Solutions Ltd., a défini un processus commercial de spécialisation et d'expertise. L'expertise de Sagitta est dans la fabrication et l'automatisation laser. FOC, d'autre part, se spécialise dans le travail avec les maisons d'assemblage de câbles en consultant et en fournissant tous les équipements et fournitures nécessaires à la confection des assemblages de câbles. Cependant, ils ne vendent pas de câbles. FOC et Sagitta travaillent main dans la main avec chaque maison de montage pour déterminer quels changements, le cas échéant, sont nécessaires sur les pièces entrantes, ainsi que la mise en œuvre de la technologie.

Les experts techniques de FOC se rendent sur les sites de fabrication, installent le système laser et développent le processus le plus rentable tout en obtenant des résultats techniques optimaux. Ils examinent l'ensemble du processus, de la préparation des câbles aux tests, pour s'assurer que toutes les stations fonctionnent au plus haut niveau. Une fois qu'ils ont le processus, l'expert technique aide à intégrer le système dans la ligne et reste avec les opérateurs jusqu'à ce qu'ils soient complètement à l'aise avec son utilisation. Dans le monde hautement concurrentiel de l'assemblage de câbles à fibres optiques, il est important de garder une longueur d'avance avec les meilleurs équipements et processus, et de nouvelles techniques de clivage laser peuvent y contribuer.

Auteurs:

Didi Hachnochi, PDG de Sagitta Engineering Solutions Ltd.

Daniel (Didi) Hachnochi, PDG de Sagitta Engineering Solutions Ltd. Depuis 2006. Travaille dans l'industrie de la fibre optique depuis plus de 10 ans avec une grande expérience dans tous les aspects de la production. Auparavant employé à la division de contrôle des procédés et des diagnostics d'Applied Materials (AMAT) en Israël et à la division de polissage chimico-mécanique en Californie. M. Hachnochi possède une vaste expérience dans la gestion d'équipes d'ingénierie et opérationnelles multidisciplinaires dans des environnements complexes, exigeants et compétitifs. Avant les matériaux appliqués, M. Hachnochi a travaillé chez Kulicke & Soffa (KLIC) en tant que directeur de l'ingénierie système, Neuromedical Systems Inc. et Orbot Instruments. M. Hachnochi est titulaire d'une maîtrise en gestion scientifique de l'Université de Boston et d'un B.Sc. en génie mécanique, Summa Cum Laude, du Technion Institute of Technology, en Israël.

Ben Waite, président et chef de la direction du Fiber Optic Center

Ben Waite, président et chef de la direction de Fiber Optic Center, a commencé sa carrière au Fiber Optic Center (FOC) en 1995. Ben apporte sa vaste expérience dans le travail technique sur le terrain, la stratégie commerciale et la gestion de l'ingénierie à son poste actuel. Ben apporte ses connaissances et son expérience en matière de fabrication aux opérations mondiales des clients. En plus de ses responsabilités chez FOC, Ben a été un membre actif du New England Fiberoptic Council pendant de nombreuses années, y compris des postes au sein du conseil d'administration du NEFC en tant que secrétaire, trésorier et président. Ben est diplômé du Colby College en 1996 avec un BA en physique, mathématiques et études scientifiques et technologiques.

À propos de l’auteur
Centre de fibre optique (FOC) Fiber Optic Center (FOC) est fier de publier des articles externes et internes comme ressources utiles. FOC est une société internationale de vente, de marketing, de distribution, de fabrication et de conseil de haute technologie. FOC possède plusieurs domaines de spécialisation et d'expertise, dans lesquels il est le leader de l'industrie, ce qui en fait le choix préféré de nombreux professionnels de la fibre dans le monde. Dans ces domaines technologiques clés, FOC est «au moins aussi technique que le fabricant» sur les produits qu'ils vendent. FOC s'efforce également de «simplifier la partie commerciale», en offrant un service client exceptionnel et personnalisé, des valeurs de commande d'achat minimales faibles ou inexistantes et une livraison à partir du stock de produits et de technologies de pointe. Leur objectif principal est d'aider les entreprises d'assemblage de câbles avec des fournitures, de l'équipement, des conseils et un soutien technique dans la fabrication et les tests d'assemblages de câbles à fibres optiques. FOC est la connexion de l'industrie aux produits optiques, aux technologies et aux experts techniques les plus innovants qui intègrent leurs connaissances de fabrication et leur vaste expérience dans les opérations mondiales des clients.
À propos de Fiber Optic Center, Inc.
Fiber Optic Center, Inc., (FOC), est un leader international dans la distribution de composants, d'équipements et de fournitures de fibre optique et aide ses clients à fabriquer les meilleurs assemblages de câbles au monde depuis plus de deux décennies. Plusieurs domaines de spécialisation et d'expertise, dans lesquels ils sont le leader de l'industrie, en font le choix préféré de nombreux professionnels de la fibre dans le monde. Dans ces domaines technologiques clés, FOC est "au moins aussi technique que le fabricant" sur les produits qu'il vend. S'efforçant de "faciliter la partie commerciale", ils offrent un service client exceptionnel et personnalisé, des valeurs de commande minimales faibles ou nulles et une livraison en stock de produits et de technologies de pointe. FOC est la connexion de l'industrie aux produits, technologies et experts techniques optiques les plus innovants qui intègrent leurs connaissances de fabrication et leur vaste expérience dans les opérations mondiales des clients. @FiberOpticCntr

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