DE10061831B4

DE10061831B4 - Optische Mehrlagenleiterplatte

Info

Publication number: DE10061831B4
Application number: DE10061831.6A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kostelnik Jan; Heyje Park
Original assignee: Wuerth Elektronik Rot am See GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik Rot am See GmbH and Co KG
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: DE10061831A1

Abstract

Optische Mehrlagenleiterplatte, mit 1.1 mindestens einer Lage (4) aus optisch leitendem Material, und 1.2 mindestens einer Trägerlage (1, 5, 8), wobei 1.3 die beiden Lagen (1, 4, 5, 8) mit Hilfe einer Kaltklebefolie (3) miteinander laminiert und haftfest verbunden sind, 1.4 mindestens eine Trägerlage (8) eine elektrische Leiterplatte ist und 1.5 mindestens eine Lage (4) aus optisch leitendem Material als flexible Lage ausgebildet ist, 1.6 bei der alle Lagen flexibel ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Mehrlagenleiterplatte für optische Wellenleiter. Es ist bekannt, zur Verbindung von Bauelementen und Baugruppen, die ihre Signale optisch austauschen, Leiterplatten mit optischen Wellenleitern zu verwenden.
In der Glasfasertechnik ist die parallele Führung optischer Wellenleiter bekannt. Bei einer bekannten Leiterplatte dieser Art ( DE 196 25 386 A1 ) werden Vertiefungen in einem isolierenden Träger erzeugt, und in die Vertiefungen optisch leitendes Material eingebracht.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 26 658 A1 ist eine optische Mehrlagenleiterplatte bekannt, die eine als Folie ausgebildete optische Schicht aufweist. Die optische Schicht ist in Prepregfolien eingebettet, die nach dem Laminieren starr werden, so dass auch die gesamte Mehrlagenleiterplatte starr wird. Innerhalb der optischen Schicht ist eine Strahlumlenkung um 90° vorgesehen, beispielsweise mithilfe eines Winkelschliffs, eines Prismas oder dergleichen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 19 732 755 A1 sind starre, starrflexible und flexible Mehrlagenleiterplatten bekannt. Optische Schichten sind in den dort beschriebenen Mehrlagenleiterplatten nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine EMV-sichere Übertragung von hoch bitratigen Signalen auf Baugruppenträgerebene zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine optische Mehrlagenleiterplatte mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zusammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.
Während im Stand der Technik die optischen Leiter durch Einbringen von optisch leitendem Material in speziell dafür hergestellte Vertiefungen hergestellt werden, werden nach der Erfindung die optischen Lagen mit mindestens eine Trägerlage durch Laminieren verklebt. Es lassen sich optische Wellenleiterstrukturen als planare Strukturen herstellen. Dieser Wellenleiterkern lässt sich mit sehr hoher Präzision herstellen. Unterschiedliche Wellenleiterstrukturen sind einfach und schnell zu konfigurieren und herzustellen. Im Gegensatz zu geprägten Strukturen sind somit auch größere optische Leiterplatten möglich.
Neben dem Wellenleiterkern ist zur Gewährleistung der Wellenleitereigenschaften ein Mantel um den Wellenleiterkern erforderlich, dessen Materialcharakteristik sich in der optischen Brechzahl nur sehr gering unterscheidet.
Im Fall einer einlagigen Wellenleiterstruktur mit mehreren parallel zueinander angeordneten Wellenleiterkernen lassen sich die präzise dimensionierten Wellenleiterkerne in präzisem Abstand zueinander strukturieren.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindung der optischen Lage mit der Trägerlage durch eine Kaltklebefolie erfolgt. Beim Laminieren, das unter Druck geschieht, erfolgt dadurch also eine Verklebung.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verbindung bei einer Temperatur von 20 bis 80°C erfolgt.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Trägerlage eine elektrische Leiterplatte ist. Es kann auf diese Weise eine Verbindung zwischen optischen Lagen und elektrischen Lagen erfolgen. Dies ist insbesondere bei der Verbindung von elektronischen Bauteilen durch Lichtleiter von großem Vorteil.
Erfindungsgemäß kann die optische Lage mehrere Wellenleiter aufweisen, die beispielsweise parallel angeordnet oder auch einzeln geführt sind.
Als Kaltklebefolie kommt insbesondere eine Folie auf Acrylatbasis oder eine Acrylatfolie in Frage. Möglich sind auch Folien auf Siliconbasis.
Erfindungsgemäß wird die optische Mehrlagenleiterplatte derart hergestellt, dass sie eine Dauertemperaturbeständigkeit bis 180°C aufweist.
Erfindungsgemäß kann ebenfalls vorgesehen sein, dass sie eine Kurzzeittemperaturbeständigkeit bis 300°C aufweisen kann. In diesem Fall lassen sich die üblichen Verbindungsmethoden auch der elektronischen Bauteile verwenden.
Die optischen Signalleiter können erfindungsgemäß mittels lithographischer Prozesse hergestellt werden.
Für das Cladding der optischen Signalleiter kann erfindungsgemäß ein optischer Lötstopfilm oder eine Folie verwendet werden, die beide vorzugsweise im Vakuum aufgebracht werden können.
Sowohl die Lage aus optisch leitendem Material als auch die Trägerlage können als flexible Folien ausgebildet sein.
Als Material für die optische Lage und den Träger kommen thermoplastische Polymere und Elastomere in Frage, beispielsweise COC, LCP, PEEK oder PC.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
Hierbei zeigen:
1 einen möglichen Aufbau einer Mehrlagenleiterplatte;
2 eine zweite Möglichkeit eines Aufbaus einer Mehrlagenleiterplatte;
3 einen dritten Aufbau;
4 einen Aufbau einer Mehrlagenleiterplatte mit zwei nicht optischen Lagen;
5 ein Beispiel für eine flexible Mehrlagenleiterplatte;
6 perspektivisch einen möglichen Aufbau einer optischen Lage bei einer Mehrlagenleiterplatte.
In 1 ist eine elektrische Leiterplatte 1 dargestellt, bei der es sich um eine starre Leiterplatte handelt. Diese enthält im Bereich ihrer Ecken Durchgangsbohrungen 2, mit deren Hilfe die Leiterplatte 1 befestigt werden kann. Mit Hilfe einer Zwischenschicht 3 ist an der elektrischen Leiterplatte 1 die optische Leiterplatte 4 bzw. die optische Lage befestigt. Dies Befestigen geschieht durch eine Verklebung, wobei die Zwischenschicht 3 die Klebeschicht darstellt.
2 zeigt eine Möglichkeit, wo die Verklebung zwischen der optischen Lage 4 und der Leiterplatte 1 mit einer geringeren Schichtdicke erfolgt ist.
3 zeigt eine Ausführungsart, bei der die elektrische Leiterplatte 1 flexibel ausgebildet ist, also eine wesentlich geringere Dicke aufweist. Wiederum ist an der elektrischen Leiterplatte die optische Lage 4 festgeklebt.
4 zeigt eine Ausführungsart, wo eine optische Lage 4 zwischen zwei elektrischen Leiterplatten 5 laminiert ist.
5 zeigt eine stark übertriebene schematische Darstellung, bei der eine flexible Trägerfolie 6 mit einer optischen Lage 7 verbunden ist. Auf Grund der Flexibilität lässt sich diese Mehrlagenleiterplatte in beliebiger Weise biegen. Unten in 5 ist gezeigt, wie einzelne Teile der Mehrlagenleiterplatte nach außen geführt werden können, um dort Anschlüsse vorzusehen.
6 zeigt perspektivisch die Aufsicht auf eine Trägerfolie 8, bei der es sich um eine elektrische Leiterplatte handeln kann. Auf diese Trägerfolie 8 ist die optische Lage 4 aufgebracht, wobei im dargestellten Beispiel die optischen Lage 4 aus einzelnen optischen Wellenleitern 9 besteht, die auf die speziellen Anwendungsgebiete bzw. Anwendungsfälle der elektrischen Leiterplatte abgestimmt sind. Beispielsweise enthält einer der Wellenleiter eine Öffnung 10, in der ein elektronisches Bauteil untergebracht werden kann.
Rechts in 6 ist ein Teil 11 eines Wellenleiters nach außen herausgeführt, wobei dieser Teil flexibel sein kann. Er kann zum Anschluss eines weiteren Aufbaus einer Mehrlagenleiterplatte dienen.

Claims

Optische Mehrlagenleiterplatte, mit 1.1 mindestens einer Lage (4) aus optisch leitendem Material, und 1.2 mindestens einer Trägerlage (1, 5, 8), wobei 1.3 die beiden Lagen (1, 4, 5, 8) mit Hilfe einer Kaltklebefolie (3) miteinander laminiert und haftfest verbunden sind, 1.4 mindestens eine Trägerlage (8) eine elektrische Leiterplatte ist und 1.5 mindestens eine Lage (4) aus optisch leitendem Material als flexible Lage ausgebildet ist, 1.6 bei der alle Lagen flexibel ausgebildet sind.
Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Verbindung bei einer Temperatur von 20 bis 80°C erfolgt.
Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Lage (4) aus optisch leitendem Material mehrere Wellenleiter (9, 11) aufweist.
Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 3, bei der die Wellenleiter (9) parallel angeordnet sind.
Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Wellenleiter (9) einzeln geführt sind.
Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kaltklebefolie eine Acrylatfolie oder eine Folie auf Acrylatbasis ist.
Mehrlagenleiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Kaltklebefolie eine Siliconfolie oder eine Folie auf Siliconbasis ist.
Mehrlagenleiterplatte, nach einem der vorgehenden Ansprüche bei der die Verbindung derart ausgebildet ist, dass die Platte eine Dauertemperaturbeständigkeit bis 180°C aufweist.
Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verbindung derart ausgebildet ist, dass die Platte eine Kurzzeittemperaturbeständigkeit bis 300°C aufweist.
Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die optischen Signalleiter mittels lithographischer Prozesse hergestellt sind.
Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Cladding für die optischen Signalleiter ein optischer Lötstopfilm oder eine Folie ist.
Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 11, bei der der Lötstopfilm oder die Folie im Vakuum aufgebracht ist.
Mehrlagenleiterplatte nach einen der vorhergehenden Ansprüche, bei der die optische Lage und/oder der Träger aus einem thermoplastischen Polymer oder Elastomer aufgebaut ist.