DE19917554C2 - Position fixation in printed circuit boards - Google Patents

Position fixation in printed circuit boards

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Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Positionsfixierung in Leiter­ platten, insbesondere für optische Koppler.The invention relates to a position fixation in conductors plates, especially for optical couplers.

Stand der TechnikState of the art

Bislang werden auf Leiterplatten überwiegend elektrische Verbindungen verwendet, die in und auf isolierenden Lagen in einem technologisch gut beherrschten Prozeß erzeugt und mittels Löt- oder Steckverbindungen angeschlossen werden. Mittels Lötanschluß werden dabei insbesondere in­ tegrierte Schaltungen angeschlossen, die in ein Gehäuse eingebaut sind, das seinerseits zu Kontaktpunkten auf der Leiterplatte korrespondierende Kontaktpunkte aufweist. War in der Anfangszeit ein Raster von 1/10 Zoll, ca. 2,5 mm, üblich, so ist mit der Feinleitertechnik mittlerweile ein engeres Raster möglich, ohne jedoch die Größenordnung wesentlich zu verlassen. Für die Positionierung von Bau­ elementen auf der Leiterplatte sind daher Positionierge­ nauigkeiten in der Größenordnung von 1/10 mm ausreichend. Da zudem die Verbindung über Löten erfolgt, das Lot wäh­ rend der Lötphase flüssig ist und sich anpaßt, können kleinere Abweichungen leicht ausgeglichen werden, wobei die Oberflächenspannung des Lots zusätzlich zur Feinkor­ rektur verwendet wird. Bei Steckverbindern mit elektri­ schen Kontakten werden Toleranzen durch federnde Kontakte ausgeglichen. In beiden Fällen können die Kontaktflächen so groß wie nötig gestaltet werden, weil ein Kontakt auf je­ dem Teil der Kontaktfläche möglich ist.So far, mostly electrical ones have been used on printed circuit boards Connections used in and on insulating layers generated in a technologically well-controlled process and connected by means of solder or plug connections become. By means of solder connection in particular tegrated circuits connected in a housing are built, which in turn to contact points on the Printed circuit board has corresponding contact points. Was in the beginning a grid of 1/10 inch, about 2.5 mm, It is common now with fine conductor technology a narrower grid is possible, but without the order of magnitude to leave essential. For positioning construction elements on the PCB are therefore positioning accuracy of the order of 1/10 mm is sufficient. Since the connection is also made by soldering, choose the solder rend the soldering phase is liquid and adapts, can minor deviations are easily compensated for, whereby the surface tension of the solder in addition to the fine grain rectification is used. For connectors with electri Contacts become tolerances through resilient contacts balanced. In both cases, the contact surfaces  be designed as large as necessary because one contact at a time the part of the contact surface is possible.

Mit der Verfügbarkeit von schnellen elektro-optischen Wand­ lern ist es wünschenswert, auf einer Leiterplatte auch opti­ sche Verbindungen benutzen zu können, da diese eine größere Störfestigkeit bei sehr hoher Bandbreite aufweisen. Da die zu verwendenden optischen Wellenleiter jedoch Querschnittsabmes­ sungen in der Größenordnung von 100 µm aufweisen, muß der elektro-optische Wandler mit etwa 10 µm Genauigkeit an das En­ de des optischen Wellenleiters positioniert werden. Zu diesem Zweck wurden für faseroptische Verbindungen, insbesondere die als MT-Steckverbinder ('mechanically-transferable') bezeich­ neten Verbinder geschaffen, wie sie z. B. in dem Artikel von T. Satake u. a., MT multifiber connectors and new applica­ tions, auf S. 994-999 der 1994 Proceedings 44th Electronic Components and Technology Conference, IEEE New York 1994, be­ schrieben sind. Dabei werden in den MT-Steckverbindern hoch­ präzise Hohlzylinder mit einem Innendurchmesser von 0,7 mm verwendet, in die entsprechende Stifte eingreifen, um eine laterale Fixierung der beiden zu verbindenden Steckerteile zu erreichen. Damit können optische Kabel und an die optischen Kabel anzusetzende Stecker mit opto-elektronischen Wandlern gefertigt werden, bei denen die laterale Positionierung der optischen Fasern bzw. der opto-elektronischen Wandler während der Herstellung des Steckers durch entsprechende mechanische Präzision bewirkt wird.With the availability of fast electro-optical wall learners, it is desirable to also be able to use optical connections on a printed circuit board, since these have greater immunity to interference with a very high bandwidth. However, since the optical waveguides to be used have cross-sectional dimensions in the order of 100 μm, the electro-optical converter must be positioned with an accuracy of approximately 10 μm at the end of the optical waveguide. For this purpose, fiber-optic connections, in particular those designated as MT connectors ('mechanically-transferable'), were created, as described for. B. in the article by T. Satake et al., MT multifiber connectors and new applications, on p. 994-999 of the 1994 Proceedings 44th Electronic Components and Technology Conference, IEEE New York 1994 , be described. High-precision hollow cylinders with an inner diameter of 0.7 mm are used in the MT connectors, into which corresponding pins engage in order to achieve a lateral fixation of the two connector parts to be connected. This allows optical cables and connectors to be attached to the optical cables to be manufactured with optoelectronic transducers, in which the lateral positioning of the optical fibers or the optoelectronic transducers is effected by appropriate mechanical precision during the manufacture of the connector.

Eine Lösung zur Ankopplung von in einer Leiterplatte ein­ gebetteten optischen Fasern wird in dem Artikel "High Precision LIGA structures for optical fibre-in-board technology" von A. Picard et al., S. 77-80 des Konferenzbe­ richts EuPac '96, DVS Verlag, Düsseldorf 1996, beschrieben. Hier werden optische Verbindungen, die in einer Leiterplatte eingebettet sind, mit einem an der Oberfläche mündenden Steckverbinder ausgestattet. Zur Montage dieses Steckverbin­ ders ist ein aufwendiger Prozeß notwendig, bei dem die frei­ gelegten Fasern unter einem Winkel von 14° an die Oberfläche geholt, abgelängt, in den Verbinder eingelegt, an der Stirn­ seite poliert und eingeklebt werden müssen. Abgesehen von dem hohen Fertigungsaufwand geht diese Lösung davon aus, daß Lei­ terplatten mit eingelegten Drähten verwendet werden, so daß die optischen Fasern mit der gleichen Einrichtung verlegt werden können.A solution for coupling optical fibers embedded in a printed circuit board is described in the article "High Precision LIGA structures for optical fiber-in-board technology" by A. Picard et al., Pp. 77-80 of the conference report EuPac '96, DVS Verlag, Düsseldorf 1996 . Here, optical connections that are embedded in a printed circuit board are equipped with a connector that opens on the surface. To assemble this connector, a complex process is necessary in which the exposed fibers are brought to the surface at an angle of 14 °, cut to length, inserted into the connector, polished on the end face and glued in place. In addition to the high manufacturing costs, this solution assumes that Lei terplatten with inserted wires are used so that the optical fibers can be laid with the same device.

In der Patentschrift US 5,204,925 wird eine Leiterplatte ge­ zeigt, die optische Leiter enthält. Eine Integration von op­ tischen und elektrischen Leitern in derselben Leiterplatte ist nicht vorgesehen.In the US 5,204,925 a printed circuit board is ge shows which contains optical conductors. An integration of op tables and electrical conductors in the same circuit board is not scheduled.

In der Patentschrift US 5,362,961 wird eine Grundplatte mit lichtleitenden Elementen gezeigt, in deren Ausnehmungen Kopp­ ler eingesetzt werden. Justierelemente sind nicht vorhanden.In the US 5,362,961 a base plate with shown light-guiding elements, in their recesses Kopp be used. Adjustment elements are not available.

In der Offenlegungsschrift EP 0 511 779 A2 ist eine Verbin­ dungsrückwand mit optischen Leitern gezeigt. Elektrische Lei­ ter sind nicht vorhanden.In the published patent application EP 0 511 779 A2 there is a connection rear wall with optical conductors shown. Electric Lei ter are not available.

Wünschenswert ist jedoch eine Lösung, bei der die Leiterplat­ ten in gedruckter Schaltungstechnik hergestellt werden kön­ nen. Der Anschluß an die optischen Wellenleiter sollte ähn­ lich problemlos wie der an elektrische Kontaktflächen erfol­ gen können, ohne daß jeder einzelne Wellenleiter konfektio­ niert werden muß. Dazu muß ein opto-elektronischer Wandler derart an in einer Leiterplatte eingebettete optischen Wel­ lenleitern gekoppelt werden, daß die laterale Abweichung deutlich unter den Querschnittsabmessungen der Wellenleiter liegt. However, a solution is desirable in which the printed circuit board ten can be produced in printed circuit technology nen. The connection to the optical waveguide should be similar Lich as successful as the electrical contact surfaces gene can, without each individual waveguide confection must be renated. This requires an opto-electronic converter such as optical worlds embedded in a printed circuit board lenleitern be coupled that the lateral deviation well below the cross-sectional dimensions of the waveguide lies.  

Die Lösung geht von der Überlegung aus, daß es nicht notwen­ dig ist, die optischen Wellenleiter an die Oberfläche zu füh­ ren. Diese können vielmehr vollständig in der Leiterplatte "vergraben" sein. Unmittelbar vor der Bestückung werden Schlitze eingefräst, die die optischen Wellenleiter und pa­ rallel zu diesen eingebettete Referenzelemente freilegen. In die eingefrästen Schlitze tauchen dann opto-elektronische Koppler ein, die gleichzeitig an der Oberfläche an entsprechende Lötanschlüsse angrenzen. Als Referenzelemente werden vorzugsweise Hohlzyliner ver­ wendet, in die passende Stifte an den Kopplern eingrei­ fen, wie in dem Ausführungsbeispiel genauer beschrieben wird.The solution is based on the consideration that it is not necessary dig is to bring the optical waveguide to the surface ren. Rather, these can be completely in the circuit board to be "buried". Immediately before assembly Milled slots that the optical waveguide and pa Expose embedded reference elements parallel to them. In the milled slots then appear opto-electronic Coupler one that is on simultaneously  adjoin the surface to the corresponding solder connections. Hollow cylinders are preferably used as reference elements turns into the matching pins on the couplers fen, as described in more detail in the exemplary embodiment becomes.

Es handelt sich also um eine Anordnung zur Positionsfi­ xiierung bei Leiterplatten, vorzugsweise zur mechanischen Lagebestimmung von optischen Kopplern, wobei in einer Leiterplatte parallel zu deren Oberfläche Hohlzylinder enthalten sind, die durch einen von der Oberfläche aus eingefrästen Schlitz geöffnet werden und deren Innenwan­ dung Positionierstifte der Koppler fixiert; sowie Her­ stellungsverfahren dazu.It is therefore an arrangement for position fi xiierung with printed circuit boards, preferably for mechanical Position determination of optical couplers, being in one PCB parallel to the surface of the hollow cylinder are contained by one from the surface milled slot are opened and the inner wall the positioning pins of the couplers are fixed; as well as Her procedure for this.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.Further features and advantages of the invention result from the following description, which in connection with the accompanying drawings, the invention using a Exemplary embodiment explained.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Leiter­ platte mit eingebetteten optischen Leitern, Fig. 1 is a perspective view of a printed circuit board with embedded optical fibers,

Fig. 2 eine Sicht von oben auf die Leiterplatte nach Fig. 1, Fig. 2 is a view from above of the printed circuit board according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Leiterplatte mit einem eingesetzen Koppelelement Fig. 3 shows a cross section through a circuit board with an inserted coupling element

Fig. 4 einen Querschnitt wie in Fig. 3, jedoch in einer dazu parallelen Ebene, Fig. 4 is a cross section as in FIG. 3, but, in a plane parallel thereto

Fig. 5 eine zu Fig. 3 alternative optische Kopplung, Fig. 5 shows an alternative to Fig. 3 optical coupling,

Fig. 6 den unteren Teil eines Koppelelementes in per­ spektivischer Sicht, Fig. 6 the lower part of a coupling element in via spectral positivist point of view,

Fig. 7 bis 10 einen Querschnitt durch eine Leiterplatte in verschiedenen Phasen der Herstellung der op­ tischen Leiter. Fig. 7 to 10 shows a cross section through a printed circuit board in different phases of the manufacture of the op tables.

Beschreibung einer Ausführungsform der ErfindungDescription of an embodiment of the invention

In Fig. 1 ist eine Leiterplatte 10 in perspektivischer Sicht dargestellt, wobei die Darstellung zugunsten der Übersichtichkeit stark schematisiert, vereinfacht und nicht maßstabsgerecht ist.In Fig. 1, a circuit board is illustrated in perspective view 10, the view being in favor of the Übersichtichkeit highly schematic, simplified and not to scale.

Dargestellt ist eine Leiterplatte 10, die aus mehreren Schichten besteht: einer oberen Deckschicht 11, einer op­ tischen Lage 12, einer Trennschicht 13, einer Leiter­ schicht 14 und einer unteren Schicht 15. In der Leiter­ schicht 14 sind schematisch Leiterbahnen 16 gezeigt, die bevorzugt als Mikrostrip-Wellenleiter ausgeführt sind. Der Aufbau unterhalb der Trennschicht 13 entspricht dabei der bekannten Technologie von Leiterplatten; die gezeigte Ausführung dient nur der Illustration. Insbesondere sind meist zusätzliche Masseschichten und eine größere Anzahl von Leiterschichten vorgesehen. Weitere Leiterbahnen sind auch auf der Deckschicht und auf der nach außen gerichte­ ten Oberfläche der unteren Schicht 15 vorgesehen. Ferner nicht gezeigt sind bekannte metallisierte Durchführungslöcher, mit denen Leiterbahnen verschiedener Lagen mit­ einander verbunden und an die Oberfläche zu Anschlußpunk­ ten geführt werden.A circuit board 10 is shown , which consists of several layers: an upper cover layer 11 , an optical layer 12 , a separating layer 13 , a conductor layer 14 and a lower layer 15 . In the conductor layer 14 , conductor tracks 16 are shown schematically, which are preferably designed as microstrip waveguides. The structure below the separating layer 13 corresponds to the known technology of printed circuit boards; the version shown is only for illustration. In particular, additional ground layers and a larger number of conductor layers are usually provided. Further conductor tracks are also provided on the cover layer and on the outwardly facing surface of the lower layer 15 . Also not shown are known metallized through-holes with which interconnects of different layers are connected to one another and are guided to the surface at connection points th.

Im folgenden wird zunächst eine Situation beschrieben, bei der bereits optische Leiter 22a, 22c in einer opti­ schen Lage 12 eingebettet sind. Mögliche Herstellungsver­ fahren hierzu sind bekannt und z. B. in dem Artikel von B. L. Booth, Recent developments in polymer waveguide technology and applications for data link and optical in­ terconnect systems, Proceedings of the SPIE 1996, vol. 2691, p2-8. Ein Herstellungsverfahren im Rahmen dieser Erfindung wird weiter unten beschrieben, bei der an Stel­ le der in Fig. 1 dargestellten optischen Leiter mit kreisförmigem Querschnitt solche mit rechteckigem Quer­ schnitt entstehen. Die optischen Leiter 22a haben bei­ spielsweise eine Dicke von 100 µm und einen vorbestimmten Abstand von 300 µm zueinander. Gemäß der Erfindung sind in einem gleichfalls vorbestimmten Abstand Führungselemente 20a, 20b in der optischen Lage vorhanden, die im darge­ stellten bevorzugten Fall als Hohlzylinder 20a, 20b mit einer Bohrung 21a, 21b ausgeführt sind. Anstelle von Hohlzylindern sind selbstverständlich allgemein auch an­ dere prismatische Körper mit einem prismatischen Hohlraum derselben Achse eingesetzt werden.A situation is first described below in which optical conductors 22 a, 22 c are already embedded in an optical layer 12 . Possible manufacturing processes are known and z. B. in the article by BL Booth, Recent developments in polymer waveguide technology and applications for data link and optical in terconnect systems, Proceedings of the SPIE 1996 , vol. 2691, p2-8. A manufacturing method in the context of this invention is described below, in which at Stel le of the optical conductor shown in Fig. 1 with a circular cross-section arise those with a rectangular cross-section. The optical conductor 22 a have, for example, a thickness of 100 microns and a predetermined distance of 300 microns to each other. According to the invention, guide elements 20 a, 20 b are present in the optical position at a likewise predetermined distance, which in the preferred case shown are designed as hollow cylinders 20 a, 20 b with a bore 21 a, 21 b. Instead of hollow cylinders, prismatic bodies with a prismatic cavity of the same axis are of course also generally used on other prismatic bodies.

Zum Anschluß an die optischen Leiter ist in der Leiter­ platte eine quaderförmig dargestellte Ausnehmung 23 vor­ gesehen. Diese wird bevorzugt durch einen Fräsvorgang er­ zeugt, wobei das Fräswerkzeug in Richtung A quer zur Ach­ se der optischen Leiter arbeitet, so daß die senkrecht zur Achse der zeigende Frontfläche 24 glatt ist. Die Oberfläche der längs der optischen Leiter liegenden Seitenflächen der Ausnehmung 23 ist ohne Bedeutung, solange die Ausnehmung eine ausreichende Größe aufweist.For connection to the optical conductor, a square recess 23 is seen in front of the plate. This is preferably generated by a milling process, the milling tool working in the direction A transverse to the axis se of the optical conductor, so that the perpendicular to the axis of the front face 24 is smooth. The surface of the side surfaces of the recess 23 lying along the optical conductor is of no importance as long as the recess has a sufficient size.

Fig. 2 zeigt eine Sicht von oben auf die Leiterplatte 10. In der Leiterplatte 10 liegen, und sind daher gestrichelt dargestellt, optische Leiter 22a und Hohlzylinder 20a, 20b mit Innenbohrungen 21a, 21b. Die optischen Leiter er­ strecken sich, wie in der Figur angedeutet, zumindest in einer Richtung weiter längs der Oberfläche der Leiter­ platte 10. Die Ausnehmung 23 wird erzeugt, indem ein Fräswerkzeug in Richtung des Pfeiles A quer zur Richtung der Fasern einen Schlitz in die Leiterplatte fräst. Dabei werden die optischen Leiter durchtrennt; und an der glat­ ten Seitenwandung 24 entstehen dann freiliegende Stirn­ flächen. Gleichzeitig werden die Hohlzylinder 20a, 20b durchtrennt, so daß an der glatten Stirnfläche die zu den Bohrungen 21a, 21b gehörigen Öffnungen und damit Sacklö­ cher 25a, 25b entstehen. Die Hohlzylinder sind so lang, daß im Rahmen der Positioniergenauigkeit des Fräswerk­ zeugs sichergestellt ist, daß ausreichend tiefe Sacklö­ cher entstehen. Dabei sind die Hohlzylinder entweder an den Enden zu verschließen oder die Viskosität der Einbet­ tungsmasse so hoch zu wählen, daß diese nicht weit in die Enden der Hohlzylinder eindringt. Die durch den Fräsvor­ gang freigelegten Enden der optischen Leiter 22a sind ge­ gebenenfalls noch zu polieren. Fig. 2 shows a view from above of the circuit board 10. In the circuit board 10 are, and are therefore shown in dashed lines, optical conductors 22 a and hollow cylinders 20 a, 20 b with inner bores 21 a, 21 b. The optical conductor he stretch, as indicated in the figure, at least in one direction further along the surface of the circuit board 10th The recess 23 is produced by a milling tool cutting a slot in the direction of the arrow A transversely to the direction of the fibers in the printed circuit board. The optical conductors are cut through; and on the smooth side wall 24 then exposed end faces are created. At the same time, the hollow cylinders 20 a, 20 b are severed, so that the openings belonging to the bores 21 a, 21 b and thus blind holes 25 a, 25 b are formed on the smooth end face. The hollow cylinders are so long that within the scope of the positioning accuracy of the milling tool it is ensured that sufficiently deep blind holes are produced. The hollow cylinders are either to be closed at the ends or the viscosity of the embedding compound should be chosen so high that it does not penetrate far into the ends of the hollow cylinders. The exposed by the Fräsvor gang ends of the optical conductor 22 a are ge if necessary to polish.

In Fig. 3 ist ein Schnitt senkrecht zur Leiterplatte längs eines optischen Leiters 22a gezeigt. In der Ausneh­ mung 23 ist ein opto-elektrischer Wandler 40 eingesetzt. Die Darstellung ist auch hier nicht maßstabsgerecht; die Dicke der Leiterplatte beträgt ca. 2 mm und der Durchmes­ ser der optischen Leiter ca. 100 µm. Der opto-elektrische Wandler 40 besteht aus einer Basisplatte 41, welche par­ allel zu der Oberfläche der Leiterplatte zu liegen kommt, und einem dazu senkrechten Träger 42. Auf dem senkrechten Träger 42 ist ein optischer Transmitter 43 (Sender oder Empfänger) aufgebaut, welcher eine optisch aktive Fläche 44 besitzt. Der optische Transmitter 43 ist bevorzugt ei­ ne integrierte Schaltung, die mit nicht gezeigten An­ schluß-(Bond-)Drähten angeschlossen ist. Dabei können diese Bond-Drähte entweder an den Träger 42 oder die Ba­ sisplatte 41 angeschlossen sein. Zum Schutz der inte­ grierten Schaltung 43 und der Bonddrähte ist eine Schicht 46 aufgebracht, die bevorzugt vollständig transparent ist. Diese Schicht hat einen an die optische Wellenlänge angepaßten Brechungsindex, der beispielsweise die Hälfte des Brechungsindexes des optischen Leiters 22a, an die gekoppelt werden soll, beträgt.In Fig. 3 a section perpendicular to the circuit board is shown along an optical conductor 22 a. In the Ausneh tion 23 , an opto-electrical converter 40 is used. The representation is not to scale here either; the thickness of the circuit board is approx. 2 mm and the diameter of the optical conductor is approx. 100 µm. The opto-electrical converter 40 consists of a base plate 41 , which comes to lie par allel to the surface of the circuit board, and a support 42 perpendicular thereto. An optical transmitter 43 (transmitter or receiver) is built on the vertical support 42 and has an optically active surface 44 . The optical transmitter 43 is preferably egg ne integrated circuit, which is connected to connection (not shown) wires. These bond wires can either be connected to the carrier 42 or the base plate 41 . To protect the integrated circuit 43 and the bond wires, a layer 46 is applied, which is preferably completely transparent. This layer has a refractive index matched to the optical wavelength, which is, for example, half the refractive index of the optical conductor 22 a to which it is to be coupled.

An der der Leiterplatte zugewandten Unterseite der Basis­ platte sind Lötanschlüsse 47a, 47b für Oberflächemontage (SMD) vorgesehen, die hier nur symbolisiert dargestellt sind. Dabei sind zudem der Übersichtlichkeit halber die Leiterbahnen, mit denen die Lötanschlüsse 47a, 47b ver­ bunden werden, nicht gezeigt.On the underside of the base plate facing the circuit board, solder connections 47 a, 47 b are provided for surface mounting (SMD), which are only shown symbolically here. For the sake of clarity, the conductor tracks with which the solder connections 47 a, 47 b are connected are also not shown.

In Fig. 4 ist ein Schnitt parallel zu dem in Fig. 3 ge­ zeigten, hier jedoch längs dem Hohlzylinder 20a darge­ stellt. Der Hohlzylinder 20a wird durch den Schnitt auf­ getrennt; dargestellt ist der in der Zeichnung links ver­ bleibende Teil. Bei dem Herstellprozeß entsteht in der Regel auf der gegenüberliegenden Seite ein Rest 21x, der dort verbleiben kann. Auf dem Träger 42 ist senkrecht ein Zapfen 54 befestigt, welcher bündig in die Innenbohrung des Hohlzylinders 20a paßt. Der Koppler 40 wird von oben in die Leiterplatte eingesetzt und dann in Richtung des Pfeils B bewegt, so daß der Zapfen 54 in die Innenbohrung 21a des Hohlzylinders 20a eintaucht. Damit ist dann die Lage des Zapfens in den beiden Dimensionen, die nicht der Richtung des Pfeiles B entsprechen, fixiert. Die An­ schlußpunkte 47a, 47b können die notwendigen Toleranzen auffangen, da vorzugsweise eine Verbindung durch Löten erfolgt.In Fig. 4 is a section parallel to that shown in Fig. 3 ge, but here along the hollow cylinder 20 a represents Darge. The hollow cylinder 20 a is separated by the cut on; shown is the part left in the drawing. In the manufacturing process, there is usually a residue 21 x on the opposite side, which can remain there. On the support 42 a pin 54 is vertically attached, which fits flush into the inner bore of the hollow cylinder 20 a. The coupler 40 is inserted from above into the circuit board and then moved in the direction of arrow B, so that the pin 54 is immersed in the inner bore 21 a of the hollow cylinder 20 a. The position of the pin is then fixed in the two dimensions, which do not correspond to the direction of the arrow B. At the connection points 47 a, 47 b can accommodate the necessary tolerances, since a connection is preferably made by soldering.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich, sind in der glei­ chen Ebene wie die optischen Leiter, jedoch rechts und links davon angeordnet, zwei Hohlzylinder vorgesehen. Nach dem Einsetzen des Trägers, der dann auch zwei Zapfen hat, ist damit die Lage des Trägers relativ zu den Hohlzylindern fixiert und bestimmt. Bei der Fertigung des Kopplers 40 muß daher sichergestellt sein, daß die op­ tisch aktiven Flächen 44 der Transmitter 43 mit den Zap­ fen 54 in einer Ebene liegen und die Transmitter 43 von den Zapfen einen gegebenen Abstand haben. Da es sich um ein relativ kleines Bauteil in der Größe eines bekannten MT-Steckers handelt, kann die Technik aus der Fertigung von MT-Steckern übernommen werden. Ferner muß bei der Fertigung der Leiterplatte dafür gesorgt werden, daß die Lichtleiter 22a den vorgegebenen Abstand untereinander und zu den Hohlzylindern 20a, 20b haben.As shown in Fig. 1 and Fig. 2 can be seen, in the sliding surfaces plane as the optical conductors, but disposed to the right and to the left, two hollow cylinders is provided. After inserting the carrier, which then also has two pins, the position of the carrier relative to the hollow cylinders is fixed and determined. In the manufacture of the coupler 40 must therefore be ensured that the optically active surfaces 44 of the transmitter 43 with the Zap fen 54 lie in one plane and the transmitter 43 have a given distance from the pin. Since it is a relatively small component the size of a known MT connector, the technology can be adopted from the production of MT connectors. Furthermore, it must be ensured in the manufacture of the printed circuit board that the light guides 22 a have the predetermined distance from one another and to the hollow cylinders 20 a, 20 b.

In Fig. 5 ist eine alternative Anordnung dargestellt, bei der ein Spiegel 61 die aus dem Lichtleiter 22a austreten­ den Lichtstrahlen nach oben umlenkt und auf ein optisches Element auf der Basisplatte 41 wirft. Da hierzu keine Verbindungen auf der Trägerplatte 42 notwendig sind, ist diese Form in dieser Beziehung vorteilhaft. Nachteilig ist jedoch, daß der Spiegel genau ausgerichtet sein muß und das Licht zwischen Spiegel und optischem Element nicht mehr geführt wird.In Fig. 5, an alternative arrangement is shown in which a mirror 61 from the light guide 22 a leak the light beams deflects upward and raises an optical element on the base plate 41. Since no connections on the carrier plate 42 are necessary for this purpose, this form is advantageous in this respect. However, it is disadvantageous that the mirror must be precisely aligned and the light between the mirror and the optical element is no longer guided.

In Fig. 6 ist eine perspektivische Sicht auf einen Kopp­ ler gezeigt, bei der die Führungsstifte 54 und die opti­ schen Elemente 44 hervorgehoben sind.In Fig. 6, a perspective view of a coupler is shown, in which the guide pins 54 and the optical elements 44 are highlighted.

Für eine Herstellung der optischen Lagen kann zweckmäßig ein Fertigungsverfahren eingesetzt werden, das in den Fig. 7 bis 10 dargestellt ist. Gezeigt ist nur die Ebene, in der die optischen Leiter vorhanden sind. Die anderen Lagen, insbesondere die mit elektrischen Leitern, sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.A manufacturing method, which is shown in FIGS. 7 to 10, can expediently be used for manufacturing the optical layers. Only the level in which the optical conductors are present is shown. The other layers, in particular those with electrical conductors, are omitted for the sake of clarity.

Zunächst wird, wie in Fig. 7 dargestellt, eine optische o Basisschicht 122 mit dem Brechungsindex n1 hergestellt, z. B. durch Gießen auf ein darunter liegende, z. B. in Fig. 1 dargestellte, Trennschicht 13. In diese Basis­ schicht 122 werden Rillen 71a für die optischen Leiter angelegt, entweder durch Fräsen, durch Prägestempel, durch Ätzen oder andere Verfahren. Hierbei ist die rela­ tive Genauigkeit des Rillenabstands zueinander von ent­ scheidender Bedeutung; nicht jedoch die absolute Ausrich­ tung auf der Leiterplatte. Zugleich werden Rillenab­ schnitte 70a, 70b an den Stellen erstellt, an Verbinder benötigt werden. In die Rillenabschnitte 70a, 70b werden, wie in Fig. 8 gezeicht, Hohlzylinder 20a, 20b eingelegt bzw. eingepreßt. Ferner wird, wie in Fig. 9 angedeutet, die Rillen 71a mit einer optisch transparenten Masse 22a' ausgefüllt, die als Lichtleiter geeignet ist und einen Brechungindex n2 < n1 hat. Dies kann z. B. durch Aufspach­ teln oder Siebdruck mit nachfolgendem Glätten der Ober­ fläche vor oder nach der Aushärtung der optische transparenten Masse 22a' erfolgen. Bevorzugt werden die Hohlzy­ linder zuvor eingelegt, damit die Rillenabschnitte 70a, 70b nicht durch die optisch transparente Masse verunrei­ nigt werden; bei entsprechender Ausgestaltung des Auf­ tragsverfahrens kann die Reihenfolge umgekehrt werden.First, as shown in FIG. 7, an optical base layer 122 with the refractive index n 1 is produced, e.g. B. by pouring on an underlying, z. B. illustrated in Fig. 1, release liner 13. In this base layer 122 grooves 71 a are created for the optical conductors, either by milling, by stamping, by etching or other methods. Here, the rela tive accuracy of the groove spacing from each other is of crucial importance; but not the absolute alignment on the circuit board. At the same time, Rillenab sections 70 a, 70 b are created at the points where connectors are required. In the groove sections 70 a, 70 b, as shown in FIG. 8, hollow cylinders 20 a, 20 b are inserted or pressed. Furthermore, as indicated in FIG. 9, the grooves 71 a are filled with an optically transparent mass 22 a ′ which is suitable as a light guide and has a refractive index n 2 <n 1 . This can e.g. B. by Aufspach or screen printing with subsequent smoothing of the upper surface before or after the curing of the optical transparent mass 22 a '. Preferably, the hollow cylinder is inserted beforehand so that the groove sections 70 a, 70 b are not contaminated by the optically transparent mass; the order can be reversed if the order procedure is designed accordingly.

Alternativ (nicht dargestellt) können auch bereits fertig vorliegene Abschnitte einer Lichtleitfaser in die Rillen eingedrückt werden. Die Rillen dienen dann der Fixierung des Abstands voneinander und den Hohlzylindern.Alternatively (not shown) you can also finish existing sections of an optical fiber in the grooves be pushed in. The grooves then serve for fixation the distance from each other and the hollow cylinders.

In einem weiteren Schritt nach Fig. 10 wird darüber eine optische Deckschicht 10 mit einem Brechungsindex n3 < n2 aufgetragen. Auf diese können dann in bekannter Art elek­ tische Leiterbahnen, auch in mehreren Lagen, durch addi­ tive oder subtraktive Verfahren aufgetragen werden. Die optische Lage ist dabei vollkommen geschützt, da sowohl die Rillen 71a als auch die Rillenabschnitte 70a, 70b nicht an den Rand der Leiterplatte geführt werden. Wenn die elektischen Leiterbahnen einschließlich eventueller Durchkontaktierungen fertig galvanisiert und bearbeitet sind, kann der oben beschriebene Verfahrensschritt ein­ setzen, nach dem gemäß Fig. 2 ein Schlitz in die Leiter­ platte 10 in Richtung A gefräst wird, der die optischen Leiter 22a wie auch die Hohlzylinder 20a, 20b freilegt. Dieser Schlitz kann selbstverständlich auch durch die ge­ samte Leiterplatte reichen, so daß ein Loch entsteht.In a further step according to FIG. 10, an optical cover layer 10 with a refractive index n 3 <n 2 is applied. These can then be applied in a known manner to electrical conductor tracks, even in several layers, by additive or subtractive methods. The optical position is completely protected since both the grooves 71 a and the groove sections 70 a, 70 b are not guided to the edge of the circuit board. When the elektischen conductor tracks including any vias finished galvanized and processed, the process step described above, a slit in the conductor can employ, for the FIG. 2 plate is cut in the direction of A 10, of the optical conductors 22 a as well as the hollow cylinder 20 a, 20 b exposed. Of course, this slot can also extend through the entire circuit board, so that a hole is created.

Claims (15)

1. Anordnung zur Fixierung einer Position bei einer Leiter­ platte, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Innern der Leiterplatte parallel zu deren Ober­ fläche mindestens ein länglicher Hohlkörper befindet, dessen Innenwandung die zu fixierende Position bestimmt.1. Arrangement for fixing a position on a circuit board, characterized in that there is at least one elongated hollow body in the interior of the circuit board parallel to its upper surface, the inner wall of which determines the position to be fixed. 2. Anordnung nach dem vorherigen Anspruch, wobei mindestens ein optischer Leiter in der Leiterplatte vorhanden ist, der nahe dem Hohlkörpern achsenparallel verläuft.2. Arrangement according to the preceding claim, wherein at least an optical conductor is present in the circuit board, the runs parallel to the axis parallel to the hollow body. 3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Leiterplatte eine Ausnehmung vorhanden ist, an die ein Teil des Hohlkörpers grenzt und damit einen Zugang in axialer Richtung zu der Innenwandung darstellt.3. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein there is a recess in the circuit board to which a Part of the hollow body borders and thus an access in the axial Represents direction to the inner wall. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hohlkörper ein Hohlzylinder, bevorzugt ein wie in MT- Steckverbindern verwendeter, ist.4. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the hollow body is a hollow cylinder, preferably one as in MT Connectors used is. 5. Koppler zur Benutzung in einer Anordnung nach Anspruch 3 bis 4, der mindestens einen bündig in den Hohlkörper passen­ den Führungsstift aufweist.5. Coupler for use in an arrangement according to claim 3 to 4, which fit at least one flush in the hollow body has the guide pin. 6. Koppler nach dem vorherigen Anspruch, der ein auf der Lei­ terplatte aufzuliegendes Basisteil und einen senkrecht dazu angebrachten Träger aufweist, auf dem die Führungsstifte senkrecht stehen.6. Coupler according to the previous claim, one on the Lei base plate and a perpendicular to it has attached carrier on which the guide pins stand vertically. 7. Koppler nach Anspruch 6, wobei ein elektro-optischer Wand­ ler auf dem Träger befestigt ist. 7. Coupler according to claim 6, wherein an electro-optical wall ler is attached to the carrier.   8. Koppler nach Anspruch 6, wobei ein optischer Wandler auf dem Basisteil befestigt und über eine Strahlumlekung auf dem Träger angekoppelt ist.8. Coupler according to claim 6, wherein an optical converter attached to the base part and a beam deflection on the Carrier is coupled. 9. Koppler nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Basis­ teil auf der der Leiterplatte zugewandten Seite elektrische Anschlußfelder, vorzugsweise für Lötanschlüsse, aufweist.9. Coupler according to one of claims 6 to 8, wherein the base electrical part on the side facing the circuit board Connection fields, preferably for solder connections, has. 10. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Leiterplatte mindestens eine optische Lage umfaßt, in der sich, umgeben von einem Füllmaterial, optische Fasern und axial dazu parallele längliche Hohlkörper befinden, und diese optische Lage mit elektrischen Lagen, die aus einem Isolier­ material und ggf. elektrischen Leiterbahnen bestehen, verbun­ den ist.10. Printed circuit board according to one of claims 1 to 4, wherein the Printed circuit board comprises at least one optical layer in which itself, surrounded by a filling material, optical fibers and there are axially parallel elongated hollow bodies, and this optical layer with electrical layers made of an insulating material and possibly electrical traces exist, verbun that is. 11. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 4, die auf der Oberfläche nahe den Ausnehmungen elektrische Anschlußfel­ der, vorzugsweise für Lötanschlüsse, aufweist.11. Printed circuit board according to one of claims 3 to 4, the electrical connection field on the surface near the recesses which, preferably for solder connections. 12. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 11 mit folgenden Schritten:
  • - eine vorläufige Leiterplatte mit isolierenden Lagen und Leiterbahnen wird hergestellt,
  • - auf diese vorläufige Leiterplatte werden optische Lei­ terbahnen und längliche Hohlkörper aufgebracht und durch ein Füllmaterial fixiert,
  • - ein Fräsvorgang fräst durch die Decklage aus der opti­ schen Lage Schlitze derart aus, dass die Wandungen der Schlitze senkrecht zu den Achsen der optischen Leiter bzw. Hohlkörper stehen und sowohl Teile der optischen Leiter als auch der Hohlkörper durch den Fräsvorgang entfernt werden.
12. A method for producing a printed circuit board according to one of claims 10 to 11 with the following steps:
  • a preliminary circuit board with insulating layers and conductor tracks is produced,
  • - Optical conductor tracks and elongated hollow bodies are applied to this provisional printed circuit board and fixed by a filler material,
  • - A milling process mills through the top layer from the optical layer's slots such that the walls of the slots are perpendicular to the axes of the optical conductor or hollow body and both parts of the optical conductor and the hollow body are removed by the milling process.
13. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 11 mit folgenden Schritten:
  • - eine vorläufige Leiterplatte mit isolierenden Lagen und Leiterbahnen wird hergestellt,
  • - eine optische Lage wird getrennt davon hergestellt, auf die vorläufige Leiterplatte aufgebracht und mit einer Decklage bedeckt.
  • - ein Fräsvorgang fräst durch die Decklage aus der opti­ schen Lage Schlitze derart aus, dass die Wandungen der Schlitze senkrecht zu den Achsen der optischen Leiter bzw. Hohlkörper stehen und sowohl Teile der optischen Leiter als auch der Hohlkörper durch den Fräsvorgang entfernt werden.
13. A method for producing a printed circuit board according to one of claims 10 to 11 with the following steps:
  • a preliminary circuit board with insulating layers and conductor tracks is produced,
  • - An optical layer is made separately, applied to the preliminary circuit board and covered with a cover layer.
  • - A milling process mills through the top layer from the optical layer's slots such that the walls of the slots are perpendicular to the axes of the optical conductor or hollow body and both parts of the optical conductor and the hollow body are removed by the milling process.
14. Optische Lage für eine Leiterplatte nach einem der An­ sprüche 10 bis 11, wobei eine Basislage vorhanden ist, welche Einkerbungen aufweist, in welchen die optischen Leiter bzw. Hohlkörper liegen, und eine Decklage umfaßt, welches auf die Basislage aufsetzt, so daß die Einkerbungen im Innern der op­ tischen Lage liegen.14. Optical position for a printed circuit board according to one of the An Proverbs 10 to 11, there is a base layer, which Has notches in which the optical conductors or Hollow bodies lie, and includes a top layer, which on the Base position touches down, so that the notches inside the op table location. 15. Verfahren zur Herstellung einer optischen Lage nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in in der Basislage vorhandene Einkerbungen optischen Leiter bzw. Hohlkörper eingebracht werden und sodann durch Auflegen oder Aufgießen die Decklage aufgebracht wird.15. A method for producing an optical layer according to the previous claim, being present in the base position Notches optical conductor or hollow body introduced and then by covering or pouring the top layer is applied.
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