EP1405116A1 - Kopplung an in leiterplatten eingebettete lichtleiter - Google Patents

Kopplung an in leiterplatten eingebettete lichtleiter

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EP1405116A1
EP1405116A1 EP02752996A EP02752996A EP1405116A1 EP 1405116 A1 EP1405116 A1 EP 1405116A1 EP 02752996 A EP02752996 A EP 02752996A EP 02752996 A EP02752996 A EP 02752996A EP 1405116 A1 EP1405116 A1 EP 1405116A1
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EP
European Patent Office
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optical
guide elements
layer
optical layer
waveguides
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02752996A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Elmar Griese
Andreas Himmler
Jörg-Reinhardt KROPP
Lutz Melchior
Andreas Neyer
Walter SÜLLAU
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ILFA GmbH
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1405116A1 publication Critical patent/EP1405116A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0274—Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means

Definitions

  • the invention relates to the coupling to light guides embedded in printed circuit boards.
  • a central task in this technology is the coupling of the components with optical transmitters and receivers with the optical conductors, which, due to the small dimensions of the optical fibers, requires positioning accuracy that cannot be achieved with conventional placement machines.
  • the correction of positioning errors caused by the surface tension of the solder in the soldering technology of the electrical connections is eliminated.
  • the published patent application DE 19917554 describes a solution in which hollow bodies are embedded parallel to the surface and determine the position of optical couplers to which guide pins are attached.
  • the optical couplers convert the signals into electrical signals or redirect the light to a converter located on the surface.
  • the embedding of the hollow bodies and the subsequent milling out are still relatively complex.
  • the present invention describes another solution that is less expensive.
  • a circuit board in an optical layer of optical waveguides, which are produced by an embossing process and are coupled in and out vertically through beveled and mirrored ends.
  • mechanical guide marks are produced with the stamping process, which preferably serve as guide holes for MT pins.
  • Optical waveguides are used, the ends of which are provided with mirror surfaces at a 45 s angle. These are described, for example, in the article "Monomode Polymer Waveguides with Integrated Mirrors" by R. Wiesmann, S. Kalveram, A. Neyer; Proc. 22nd Europ. Conf. on Optical Communications (ECOC 96), vol. 2 pp.265-8, Oslo 1996 (ISBN 8242304181). Other angles are also possible in order to effect radiation at right angles to the optical position.
  • a transparent carrier film 10 for example 200 ⁇ m thick, is used, in which channels 11 for the waveguides are produced by means of an embossing process. Bevels for mirrors 12 are provided at the ends of the channels. The bevels are metallized.
  • the channels 11 are then filled, the filling, of course, also being transparent and having a higher refractive index than the embossed material. Thereafter, a transparent film with a smaller refractive index than the filling and of, for example, 100 ⁇ m thickness is applied as cover layer 13, so that the filled channels 11 can serve as waveguides.
  • FIG. 2 shows a top view in the direction of the arrow A drawn in FIG. 1.
  • the channels 11 can be tapered downwards in order to avoid undercuts when embossing; this effect is clearly shown.
  • D denotes the grid spacing of the light guides, which is, for example, 250 ⁇ m with a width of the light guides of 100 ⁇ m, that is to say an approximately square cross section.
  • reference marks 24 near the ends 12 of the optical conductors are now also embossed in addition to the channels 11 which make up the optical conductors after filling. Their position relative to the ends 12 of the optical conductor is determined by the high manufacturing accuracy of the embossing tool and can be produced with an accuracy that is significantly better than the diameter of an optical conductor.
  • these reference marks are used to make vertical holes 22 of a predetermined diameter in the optical position.
  • the diameter of 0.7 mm is preferably used by mechanical guide pins, which are known, for example, from MT plug connectors.
  • Either the reference marks can be scanned optically, for example in the shape of a cross and with a V-shaped cross section, in order to provide a precise and optically recognizable center which positions a drill via an optical positioning system. You can choose from the direction of the top layer, i.e. the top, or be drilled from the bottom. It depends on the properties of the drilling system whether this reference mark is only embossed or also coated with the metallization used for the mirroring. When using a double-sided embossing tool, the reference mark can also be created from the underside of the carrier film 10 and then, for example in the form of a cone, can contribute to guiding the drill when drilling from below.
  • Fig. 2 After the guide holes 22 have been made in the optical layer, this can be introduced into a printed circuit board by known methods. The result is shown in Fig. 2.
  • the optical layer is applied to a lower layer 30 and is covered by an upper layer 31a, 31b.
  • a gap 32 in the upper side, called an exemption, means that the optical position at the mirrored ends 12 of the optically see waveguides accessible.
  • the clearance 32 is so large that the guide holes 22, which are only indicated in FIG. 3 by their walls 23a, 23b, are accessible.
  • couplers that are inserted from above. 4 schematically shows the part of a coupler 40 to be inserted into the relief 32. Guide pins 41 are located on the underside 44 in the direction of insertion. Between these ends, light guides 42 terminate. One end of the light guides ends on the surface of the bottom 44, the other in transmit or receive transducers 43. These are then (not shown) connected via electrical connections to amplifier circuits and electrical contacts, which are generally in the form of solder contacts.
  • the guide pins 41 of the couplers are at the same distance as the guide holes 22 in the optical position. Normally, both the ends of the optical conductors in the optical position and the ends of the optical conductors in the coupler lie symmetrically on the connecting line of the guide holes 22 or guide pins 41 and are at the same distance in the optical position and in the coupler. This is achieved, for example, by providing trenches in a molded part for both the optical conductors and the guide pins. After inserting the optical conductor, a second, usually the same, molded part is placed on top, and this part of the coupler is closed, usually by gluing. The surface in which the optical conductors emerge is then polished in order to reduce the transition losses. The guide pins are then inserted into the holes caused by the trenches.
  • the hardness of the optical layer which consists of polycarbonate, for example, is sufficient to place the guide pins on the
  • the guide pins preferably have only a length protruding from the underside, which corresponds to the thickness of the optical layer, that is to say 0.3 mm in the example. In this case, an exemption at the location of the guide holes in the lower layer 30 is not necessary. Alternatively, however, a relatively small clearance of, for example, 2 mm diameter can be provided in the lower layer 30 around each of the guide holes (not shown in FIG. 3). In this case, the guide pins in the coupler are made substantially longer than the thickness of the optical layer and are preferably provided with a clear chamfer at the end or are conical.
  • the guide holes uses an embossing material, in which the guide holes, in particular cylindrical ones, are embossed through the entire material thickness. This process is also called “stamping".
  • the cover layer 13 is now not completely continuous, but is also provided with holes by embossing or punching, which are at least as much larger than the guide holes as the positioning accuracy during the subsequent application of the cover layer. This is, for example, 0.1 mm, so that the holes in the cover layer have a diameter of 0.95 mm in order to safely release the embossed holes in the carrier film.
  • the guide pins on the couplers 40 are designed as before and in this case are on the first third, i.e. the thickness corresponding to the top layer, not performed.
  • the couplers are finally attached using other means.
  • These can be screw or adhesive connections.
  • the release can be filled with a self-polymerizing optical adhesive which at the same time penetrates into the transition layer between the underside of the coupler and the top of the optical layer and thus improves the coupling.
  • an index-adjusted gel can also be used here and in the cases described below.
  • the coupler can be connected to the circuit board via detachable contacts, the direction of insertion being perpendicular to the surface of the circuit board.
  • the optical connections are aligned appropriately by the guide elements on the coupler or in the optical position.
  • the couplers are either screwed, glued or otherwise permanently attached.
  • the releasable electrical contact connection can be secured at the same time.
  • a slight trapezoidal shape in cross-section ensures that the edges grip well when positioned.
  • a trench with a triangular cross-section can also be useful if the materials are selected appropriately.
  • two guide elements can be provided on each side, which in particular move together to form a cruciform structure with a rectangular, trapezoidal or triangular cross section of the legs. In the extreme, a structure is created in the form of a pyramid.
  • the formation on the optical position and the recess in the coupler can also be provided without further notice.
  • the latter has the advantage that polishing the surface with the optically active parts is much easier.
  • the mechanical guide elements for the optical position, it is possible to provide the mechanical guide elements as formings as well as recesses. The latter are achieved by deepening the embossing stamp.

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Abstract

In einer Leiterplatte sind in einer optischen Lage Lichtwellenleiter vorhanden, die durch einen Prägeprozeß erzeugt werden und durch abgeschrägte und verspiegelte Enden senkrecht ausgekoppeln. Für die Positionierung von Kopplern werden mit dem Prägeprozeß mechanische Führungsmarken erzeugt, die bevorzugt als Führungslöcher für MT-Stifte dienen.

Description

Beschreibung
Kopplung an in Leiterplatten eingebettete Lichtleiter
Die Erfindung betrifft die Kopplung an in Leiterplatten eingebettete Lichtleiter.
Für zukünftige Informations- und Koinmunikationsgeräte sind Leiterplatten vorgesehen, die neben elektrischen auch opti- sehe Leiter enthalten. Der Artikel "New Technology for E- lectrical/Optical Systems on Module and Board Level: The EOCB Approach" von D. Krabe, F. Ebling, N. Arndt-Staufenbiel , G. Lang und . Scheel, Proc . 50th Electronic Components & Technology Conference 2000, pp. 970-4 (ISBN 0-7803-5908-9), gibt einen Überblick hierüber.
Eine zentrale Aufgabe in dieser Technologie ist die Kopplung der Bauelemente mit optischen Sendern und Empfängern mit den optischen Leitern, die durch die kleinen Abmessungen der op- tischen Fasern eine Genauigkeit der Positionierung erfordert, die mit den herkömmlichen Bestückungsautomaten nicht geleistet werden kann. Insbesondere entfällt bei optischen Verbindungen die bei der Löttechnik der elektrischen Verbindungen durch die Oberflächenspannung des Lots bewirkte Korrektur von Positionierungsfehlern.
In der Offenlegungsschrift DE 19917554 ist eine Lösung beschrieben, bei der parallel zu der Oberfläche Hohlkörper eingelassen sind, die die Position optischer Koppler bestimmen, an denen Führungsstifte angebracht sind. Die optischen Koppler bewirkten eine Umsetzung in elektrische Signale oder lenken das Licht zu einem auf der Oberfläche befindlichen Umsetzer um. Das Einbetten der Hohlkörper und das spätere Ausfräsen sind jedoch immer noch relativ aufwendig.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine andere Lösung, die weniger aufwendig ist. Hierbei sind in einer Leiterplatte in einer optischen Lage Lichtwellenleiter vorhanden, die durch einen Prägeprozeß erzeugt werden und durch abgeschrägte und verspiegelte Enden senkrecht ein- bzw. auskoppeln. Für die Positionierung von Kopplern werden mit dem Prägeprozeß mecha- nische Führungsmarken erzeugt, die bevorzugt als Führungslöcher für MT-Stifte dienen.
Dabei werden optische Wellenleiter verwendet, deren Enden mit Spiegelflächen im 45 s -Winkel versehen sind. Diese sind bei- spielsweise in dem Artikel "Monomode Polymer Waveguides with Integrated Mirrors" von R. Wiesmann, S. Kalveram, A. Neyer; Proc . 22nd Europ. Conf. on Optical Communications (ECOC 96), vol.2 pp.265-8, Oslo 1996 (ISBN 8242304181), beschrieben. Anderer Winkel sind auch möglich, um eine Abstrahlung quer zur optischen Lage zu bewirken.
Zur Verdeutlichung zeigt Fig. 1 einen Querschnitt in Längsrichtung eines der optischen Wellenleiter. Dabei wird eine beispielsweise 200μm dicke transparente Trägerfolie 10 ver- wendet, in der mittels eines Prägeprozesses Kanäle 11 für die Wellenleiter erzeugt werden. An den Enden der Kanäle sind Abschrägungen für Spiegel 12 vorgesehen. Die Abschrägungen werden metallisiert. Hernach werden die Kanäle 11 ausgefüllt, wobei die Füllung selbstverständlich gleichfalls transparent ist und einen höheren Brechungsindex hat als das geprägte Material. Danach wird als Deckschicht 13 eine wiederum durchsichtige Folie mit kleinerem Brechungsindex als die Füllung und von beispielsweise lOOμm Dicke aufgetragen, so daß die ausgefüllten Kanäle 11 als Wellenleiter dienen können.
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles A. Die Kanäle 11 können nach unten verjüngt sein, um Hinterschneidungen beim Prägen zu vermeiden; dieser Effekt ist übermäßig deutlich dargestellt. Mit D ist der Rasterabstand der Lichtleiter bezeichnet, der bei einer Breite der Lichtleiter von lOOμm, d.h. in etwa quadratischem Querschnitt, beispielsweise 250μm beträgt. Für die Erfindung werden nun zusätzlich zu den Kanälen 11, die nach Verfüllung die optischen Leiter ausmachen, Referenzmarken 24 nahe den Enden 12 der optischen Leiter mit eingeprägt. Deren Lage relativ zu den Enden 12 der optischen Leiter ist durch die hohen Fertigungsgenauigkeit des Prägewerkzeugs bestimmt und mit einer Genauigkeit herstellbar, die wesentlich besser ist als der Durchmesser eines optischen Leiters .
Nach dem Aufbringen der Deckschicht 13 werden diese Referenzmarken dazu verwendet, senkrechte Löcher 22 vorbestimmten Durchmessers in der optischen Lage anzubringen. Bevorzugt wird der Durchmesser von 0,7 mm von mechanischen Führungs- stiften verwendet, die beispielsweise aus MT-Steckverbindern bekannt sind. Entweder sind die Referenzmarken optisch abtastbar, beispielsweise in Kreuzform und mit V-förmigem Querschnitt, um ein genaues und optisch gut erkennbares Zentrum bereitzustellen, das über ein optisches Positioniersystem ei- nen Bohrer positioniert. Es kann wahlweise aus Richtung der Deckschicht, d.h. der Oberseite, oder von der Unterseite aus gebohrt werden. Ob diese Referenzmarke nur geprägt wird oder auch mit der für die Verspiegelung benutzten Metallisierung überzogen wird, hängt von den Eigenschaften des Bohrsystems ab. Bei Verwendung eines doppelseitigen Prägewerkzeugs kann die Referenzmarke auch von der Unterseite der Trägerfolie 10 erstellt werden und dann, beispielsweise als Kegel ausgebildet, zur Führung des Bohrers beitragen, wenn von unten gebohrt wird.
Nachdem die Führungslöcher 22 in der optischen Lage angebracht sind, kann diese nach bekannten Verfahren in eine Leiterplatte eingebracht werden. Das Ergebnis ist in Fig. 2 gezeigt. Die optische Lage ist auf eine untere Lage 30 aufge- bracht und wird durch eine obere Lage 31a, 31b bedeckt. Durch eine als Freistellung bezeichnete Lücke 32 in der Oberseite ist die optische Lage an den verspiegelten Enden 12 der opti- sehen Wellenleiter zugänglich. Die Freistellung 32 ist so groß, daß auch die Führungslöcher 22, die in Fig. 3 lediglich durch ihre Wandungen 23a, 23b angedeutet sind, zugänglich sind.
Der Anschluß an die optischen Leiter erfolgt nunmehr durch Koppler, die von oben eingesetzt werden. Fig. 4 zeigt schematisch den in die Freistellung 32 einzusetzenden Teil eines Kopplers 40. An der Unterseite 44 befinden sich in Einsetz- richtung Führungsstifte 41. Zwischen diesen enden Lichtleiter 42. Das eine Ende der Lichtleiter endet an der Oberfläche der Unterseite 44, das andere in Sende- bzw. Empfangswandlern 43. Diese sind dann (nicht gezeigt) über elektrische Verbindungen mit Verstärkerschaltungen und elektrischen Kontakten verbun- den, die in Regel als Lötkontakte ausgebildet sind.
Die Führungsstifte 41 der Koppler haben denselben Abstand wie die Führungslöcher 22 in der optischen Lage. Normalerweise liegen sowohl die Enden der optischen Leiter in der optischen Lage als auch die Enden der optischen Leiter in dem Koppler symmetrisch auf der Verbindungslinie der Führungslöcher 22 bzw. Führungsstifte 41 und haben in der optischen Lage wie auch dem Koppler den gleichen Abstand. Dieses wird beispielsweise dadurch erreicht, daß in einem Formteil Gräben für so- wohl die optischen Leiter als auch die Führungsstifte vorgesehen sind. Nach dem Einlegen der optischen Leiter wird ein zweites, meist gleiches, Formteil aufgelegt und so dieser Teil des Kopplers - meist durch Verkleben - geschlossen. Danach wird die Fläche, in der die optischen Leiter austreten, poliert, um die Übergangsverluste zu vermindern. Anschließend werden die Führungsstifte in die durch die Gräben bewirkten Löcher eingesetzt.
Die Härte der optischen Lage, die beispielsweise aus Polycar- bonat besteht, reicht aus, um die Führungsstifte auf den
Bruchteil eines Durchmessers eines Lichtleiters genau zu positionieren. Die Oberfläche der Unterseite 41 der Koppler liegt auf der Deckfolie der optischen Lage bündig auf. Das Licht von bzw. zum Koppler tritt durch diese Decklage hindurch.
Bevorzugt haben die Führungsstifte nur eine aus der Unterseite herausragende Länge, die der Dicke der optischen Lage entspricht, im Beispiel also 0,3 mm. In diesem Fall ist eine Freistellung an der Stelle der Führungslöcher in der unteren Lage 30 nicht notwendig. Alternativ kann jedoch auch um jedes der Führungslöcher eine relativ kleine Freistellung von beispielsweise 2mm Durchmesser in der unteren Lage 30 vorgesehen sein (in Fig. 3 nicht gezeigt) . In diesem Fall werden die Führungsstifte in dem Koppler wesentlich länger als die Dicke der optischen Lage ausgeführt und bevorzugt mit einer deutli- chen Fase am Ende versehen oder konisch ausgebildet.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Führungslöcher verwendet eine Präge-Mater, bei der die insbesondere zylindrische Führungslöcher durch die gesamte Materialstärke hin- durch geprägt werden. Dieser Vorgang wird auch als "Durchprägen" bezeichnet. Die Deckschicht 13 ist nunmehr nicht vollständig durchgehend, sondern wird gleichfalls durch Prägen oder Stanzen mit Löchern versehen, die mindesten um soviel größer sind als die Führungslöcher wie die Positionier- genauigkeit beim nachfolgenden Aufbringen der Deckschicht beträgt. Diese beträgt beispielsweise 0,1mm, so daß die Löcher in der Deckschicht einen Durchmesser von 0,95 mm haben, um die in der Trägerfolie befindlichen durchgeprägten Löcher sicher freizulassen. Die Führungsstifte an den Kopplern 40 sind wie bisher ausgebildet und werden in diesem Fall auf dem ersten Drittel, d.h. dem der Deckschicht entsprechenden Dicke, nicht geführt.
Nach dem Einsetzen und dem durch die Führungslöcher be- stimmten Einrasten in die richtige Position werden die Koppler mit anderen Mitteln endgültig befestigt. Dies können Schraub- oder Klebeverbindungen sein. Auf jeden Fall müssen diese so gestaltet sein, daß durch die Lötung der elektrischen Anschlüsse die Koppler auf der optischen Lage nicht verrutschen. Beispielsweise kann die Freistellung nach dem Einsetzen des Kopplers mit einem selbstpolymerisierenden op- tischen Kleber ausgefüllt werden, der gleichzeitig in die Ü- bergangsschicht zwischen der Unterseite des Kopplers und der Oberseite der optischen Lage eindringt und damit die Kopplung verbessert. Alternativ kann hier und den weiter unten dargestellten Fällen auch ein indexangepasstes Gel verwendet wer- den.
Alternativ kann der Koppler über lösbare Kontakte mit der Leiterplatte verbunden werden, wobei die Einsetzrichtung senkrecht zur Oberfläche der Leiterplatte ist. Durch die Füh- rungselemente an dem Koppler bzw. in der optischen Lage werden die optischen Anschlüsse passend ausgerichtet. Entweder werden die Koppler wie vor verschraubt, verklebt oder sonstwie dauerhaft befestigt. Es ist aber auch möglich, durch einen Federbügel oder andere Maßnahmen einen Andruck in Rich- tung senkrecht zur Oberfläche der Leiterplatte zu bewirken. Dies fixiert einerseits die Führungselemente zueinander. Andererseits kann damit gleichzeitig die lösbare elektrische Kontaktverbindung gesichert werden.
Bislang wurde beschrieben, daß MT-Führungsstifte in dem Koppler verwendet werden, die in Führungslöcher in der optischen Lage greifen. Es ist aber ohne weiteres auch möglich, bei der Herstellung der Formteile für den Koppler 40 an deren Unterseite 44 Einbuchtungen oder Ausnehmungen zu erzeugen, so daß die Verwendung von separaten MT-Stiften entfällt. Bei einer Dicke von lOOμm der Deckschicht und 200μm der optischen Lage müßten diese Ausformungen um 300μm oder 0,3mm auftragen. Dies ist bei bekannten Ausformverfahren problemlos möglich. Da sie mit demselben Herstellungsschritt hergestellt werden, mit dem auch die Gräben für die optischen Fasern 42, die von der 0- berfläche zu den elektro-optischen Elementen 43 führen, her- gestellt werden, ist die notwendige hohe Genauigkeit erreicht .
Werden derart angeformte Ausformungen verwendet, dann ist de- ren Höhe gut beherrschbar. Daher ist es in diesem Fall auch nicht notwendig, durchgehende Löcher in der optischen Lage vorzusehen. Vielmehr ist es ausreichend, dort Vertiefungen zu prägen, die beispielsweise 3/4 der Schichtdicke, also zum Beispiel 150μm, betragen. Die Ausformungen müßten dann 350μm auftragen, wenn die Deckschicht lOOμm dick ist.
Dabei ist es auch möglich, anstelle von zylindrischen Löchern und Stiften andere Formen zu verwenden. Dies sind inbesondere quaderförmige Ausnehmungen und Ausformungen. Eine leichte Trapezform im Querschnitt sorgt dafür, daß bei der Positionierung die Kanten gut greifen. Bei passend gewählten Materialien kann auch ein Graben mit dreieckigem Querschnitt sinnvoll sein. Ferner können auf jeder Seite zwei Führungs- elemente vorgesehen werden, die insbesondere zu einem kreuz- förmigen Gebilde mit rechteckigem, trapezförmigem oder dreieckigem Querschnitt der Schenkel zusammenrücken. Im Extrem entsteht dann eine Struktur in Form einer Pyramide.
Dabei kann ohne weiteres auch die Ausformung auf der opti- sehen Lage und die Ausnehmung in dem Koppler vorgesehen sein. Letzteres hat den Vorteil, daß das Polieren der Oberfläche mit den optisch wirksamen Teilen wesentlich einfacher ist. Für die optische Lage ist es sowohl möglich, die mechanischen Führungselemente als Ausformungen als auch als Ausnehmungen vorzusehen. Letztere werden durch Vertiefungen im Prägestempel erreicht.

Claims

Ansprüche
1. Optische Lage mit optischen Wellenleitern, an deren Enden die Ankopplung der optischen Signale durch Strahlung quer zur Ebene der optischen Lage bewirkt wird, gekennzeichnet dadurch, daß nahe den Enden der optischen Wellenleiter mechanische Führungskonturen auf der optischen Lage vorgesehen sind, deren Positionen in Bezug zu den Enden der optischen Wellenleiter vorbestimmt sind.
2. Optische Lage nach Anspruch 1, wobei die optische Lage eine Trägerfolie umfaßt, in der sowohl die Lage der Wellenleiter wie auch die Lage der Führungskonturen durch denselben Schritt des Herstellungsprozesses bestimmt sind.
3. Optische Lage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mechanischen Führungselemente prismatische oder zylindrische Öffnungen sind, deren Wandungen die Positionen bestimmen.
4. Optische Lage nach Anspruch 4, wobei die Führungselemente durchgehende Löcher in der Trägerfolie sind.
5. Optischen Lage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mechanischen Führungselemente vorstehende Ausformungen sind.
6. Optische Lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Lage aus einer Trägerfolie und einer Deckschicht besteht, die Führungselemente in der Trägerfolie vorhanden sind und die Deckschicht im Bereich der Führungsele- mente Ausnehmungen aufweist.
7. Optischen Lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optischen Wellenleiter an ihren Enden verspiegelt sind.
8. Leiterplatte mit elektrischen und optischen Lagen, wobei die optische Lage nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist.
9. Herstellungsverfahren für eine optische Lage für eine Leiterplatte mit optischen Verbindungen, mit den Schritten: eine optische Lage wird durch Prägen von Kanälen für optische Wellenleiter auf einer Trägerfolie, Ausfüllen der Kanäle und Laminieren mit einer Deckschicht hergestellt. - an durch die Prägung bestimmten Positionen werden mechanische Führungselemente erzeugt .
10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die Führungselemente dadurch erzeugt werden, daß durch die Prägung Positionsmarken erzeugt werden, mittels derer ein Bohrwerkzeug Führungsöffnungen erzeugt.
11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei durch die Prägung der Trägerfolie durchgehende Führungslöcher erzeugt werden und die Deckschicht Ausnehmungen für die Führungslöcher aufweist.
12. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte mit optischen Verbindungen, bei dem zunächst eine optische Lage nach einem Ansprüche 9 bis 11 hergestellt wird und diese sodann in eine Leiterplatte eingebettet wird, wobei eine Freistellung mindestens einer Seite vorgesehen ist, die die Enden der optischen Wellenleiter und die Führungsöffnungen zugänglich läßt.
13. Koppelelement zum Anschluß an in einer Leiterplatte enthaltenen optischen Wellenleitern, mit den Merkmalen:
- Das Koppelelement hat einen Bereich mit einer planen Koppelfläche,
- auf der planen Koppelfläche sind optisch wirksame Zonen und - mechanische Führungselemente vorhanden, deren Lage in Bezug zu den optisch wirksamen Zonen vorbestimmt ist.
14. Koppelelement nach Anspruch 13, wobei die Position der mechanischen Führungelemente und die Position der optisch wirksamen Zonen durch denselben Schritt des Herstellungsprozesses bestimmt sind.
15. Koppelelement nach Anspruch 13 oder 14, wobei als mechanische Führungselemente zylindrische Stifte verwendet werden, die in Ausnehmungen in dem Koppelelement eingepaßt sind.
EP02752996A 2001-07-06 2002-07-08 Kopplung an in leiterplatten eingebettete lichtleiter Withdrawn EP1405116A1 (de)

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DE10132794A DE10132794A1 (de) 2001-07-06 2001-07-06 Kopplung an in Leiterplatten eingebettete Lichtleiter
DE10132794 2001-07-06
PCT/DE2002/002507 WO2003005094A1 (de) 2001-07-06 2002-07-08 Kopplung an in leiterplatten eingebettete lichtleiter

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EP1405116A1 true EP1405116A1 (de) 2004-04-07

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02752996A Withdrawn EP1405116A1 (de) 2001-07-06 2002-07-08 Kopplung an in leiterplatten eingebettete lichtleiter

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EP (1) EP1405116A1 (de)
JP (1) JP2004533024A (de)
CN (1) CN1688912A (de)
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