EP2936224A1 - Optische leiterplatte - Google Patents

Optische leiterplatte

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Publication number
EP2936224A1
EP2936224A1 EP13818689.5A EP13818689A EP2936224A1 EP 2936224 A1 EP2936224 A1 EP 2936224A1 EP 13818689 A EP13818689 A EP 13818689A EP 2936224 A1 EP2936224 A1 EP 2936224A1
Authority
EP
European Patent Office
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circuit board
substrate
coupling unit
optical circuit
optical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13818689.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ying HAO
Gino Leuenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Reichle and De Massari AG
Original Assignee
Reichle and De Massari AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Reichle and De Massari AG filed Critical Reichle and De Massari AG
Publication of EP2936224A1 publication Critical patent/EP2936224A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3873—Connectors using guide surfaces for aligning ferrule ends, e.g. tubes, sleeves, V-grooves, rods, pins, balls
    • G02B6/3885—Multicore or multichannel optical connectors, i.e. one single ferrule containing more than one fibre, e.g. ribbon type
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    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the invention relates to an optical printed circuit board according to the preamble of patent claim 1.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic optical circuit board with advantageous properties in terms of alignment of a coupling unit relative to optical fibers of the optical circuit board.
  • the object is achieved by the characterizing features of claim 1, while advantageous embodiments and refinements of the invention can be taken from the dependent claims.
  • the invention is based on an optical printed circuit board with at least one substrate, with at least one light guide, which is arranged on the at least one substrate, with at least one protective cover which at least partially covers the at least one light guide, and with at least one alignment element provided for this purpose is at least partially align at least one coupling unit relative to the at least one light guide.
  • the at least one protective cover is formed at least partially in one piece with the at least one alignment element.
  • an "optical printed circuit board” is to be understood in particular as meaning a printed circuit board which has at least one optical waveguide which is intended to transmit light signals These may be, for example, optoelectronic components and / or electronic components and / or electrical conductor tracks and / or units and / or elements for connecting and / or coupling the optical circuit board, in particular with
  • a “substrate” is to be understood as meaning, in particular, a carrier material which is intended to form a base layer for an optical printed circuit board.
  • the substrate is designed plate-like.
  • the substrate may in particular be made of a hard paper, a polymer plastic, a plastic film, a fiber-reinforced plastic and / or a combination of different materials.
  • the substrate can be designed in one or more layers.
  • a "light guide" is to be understood in this context, in particular an optical transmission conductor, which is in particular intended to transport light signals, and which in particular a transparent core, preferably of a glass or plastic fiber, and in particular a sheath surrounding the core of a
  • the at least one light guide is advantageously applied to the at least one substrate and / or at least partially embedded in the at least one substrate the at least one substrate applied base layer and / or at least partially formed by a layer of the substrate itself
  • the at least one light guide may be formed in particular as a single mode and / or as a multi-mode optical fiber
  • the optical circuit board has a Variety of light guides, which are arranged at least in an edge region of the at least one substrate in particular at least substantially parallel to each other.
  • an "edge region" of the at least one substrate should be understood as meaning, in particular, a region which is in particular less than 20 mm, advantageously less than 10 mm and particularly advantageously less than 5 mm, starting from an edge of the at least one substrate , in the direction of a center of the at least one substrate, is to be understood as meaning in particular an alignment of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, by "at least substantially parallel”. the, wherein the direction relative to the reference direction has a deviation in particular less than 2 °, advantageously less than 1 0 and particularly advantageously less than 0.5 °.
  • a "protective cover” is to be understood as meaning, in particular, a cover which is intended to protect the at least one optical waveguide, in particular from external influences and, in particular, a higher mechanical and / or chemical and / or thermal resistance than the latter
  • the at least one protective cover encloses the at least one optical waveguide at least partially and particularly advantageously completely in the circumferential direction
  • the at least one protective cover is made of a photoresistive material
  • an “alignment element” should be understood to mean, in particular, an element which has at least one abutment surface on which the at least one coupling unit is mounted in an assembled state relative to the abutment element at least one light guide is at least partially aligned.
  • the at least one alignment element is arranged on and / or at least partially on the at least one substrate.
  • the term "provided” should be understood to mean here in particular and / or equipped in particular a “coupling unit” is to be understood in this context in particular a unit which is provided with at least one optical device, such as a optical backplane and / or an optical connector to be coupled.
  • the coupling unit has at least one coupling element.
  • a "coupling element” is to be understood as meaning, in particular, an element which, in particular when the optical printed circuit board is coupled to at least one optical device, is intended to position the optical printed circuit board relative to the at least one optical device
  • the at least one coupling unit is advantageously embodied as a ferrule, in particular a receptacle made of ceramic, plastic, glass and / or metal for in particular ends of a light guide or a plurality of light guides be understood.
  • an optical circuit board having advantageous properties with respect to alignment of a coupling unit relative to optical fibers of the optical circuit board can be provided.
  • an advantageously precise alignment of a coupling unit relative to one and / or a plurality of optical waveguides of an optical printed circuit board can be achieved.
  • a simple and rapid production can be achieved.
  • a protective layer material as an alignment element, a permanently exact alignment of a coupling unit can be achieved.
  • the at least one alignment element extends at least in an edge region of the at least one substrate substantially parallel to the at least one light guide.
  • the at least one substrate has at least one recess which is provided to at least partially accommodate the at least one coupling unit.
  • a "recess" is to be understood as meaning, in particular, a material recess and preferably a recess, In particular, the recess may be in the form of a milling and / or a bore
  • the coupling unit is at least partially lowered into the at least one substrate.
  • the at least one coupling unit is lowered to such an extent that, in particular, the at least one coupling element of the at least one coupling unit is at least substantially at one of a main extension plane of the at least one substrate parallel plane with the at least one light guide is located.
  • a “main extension plane" of the at least one substrate should be understood to mean, in particular, a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest geometric cuboid which just completely surrounds the structural unit, and in particular runs through the center of the cuboid
  • simple and automated assembly of a coupling unit on the at least one substrate can be achieved
  • a horizontal coarse alignment, in particular of the coupling elements of the coupling unit relative to the at least one light guide can advantageously be achieved.
  • the optical circuit board comprises at least one coupling unit with at least two legs, which have at least one point at an internal distance which corresponds at least substantially to a width of the at least one protective cover.
  • the at least one coupling unit is designed as a ferrule with an at least substantially U-shaped cross-section.
  • a "leg” is to be understood as meaning, in particular, a side part of the at least one coupling unit, which stands in particular at an at least substantially right angle to an upper part of the at least one coupling unit a shortest distance between a first point on a, a center of gravity of the coupling unit facing surface of a first leg and a second point on a, the center of gravity of the coupling unit facing surface of a second leg to be understood.
  • the route is in particular at a right angle to the mentioned surfaces of the legs.
  • the at least two legs each have at least one support surface, which is intended to rest against at least one surface of the at least one substrate and / or the at least one base layer in an assembled state of the coupling unit.
  • a "width” should be understood as meaning, in particular, the horizontal extent of the alignment element, in particular in a direction extending at right angles to the at least one light guide and parallel to the main extension plane of the at least one substrate Coupling unit advantageous simple and / or fast in an advantageous precise position can be mounted.
  • the at least one coupling unit is integrally formed.
  • one-piece should be understood in particular to be at least materially bonded, for example by a welding process, a bonding process, an injection molding process and / or another process that appears expedient to a person skilled in the art, and / or advantageously shaped in one piece, such as For example, a production from a casting and / or by a production in a one-component or multi-component injection molding process and advantageously from a single blank can be used to achieve an advantageous saving of components can be achieved in and / or at the coupling unit.
  • the optical circuit board has at least one housing unit which is provided to fix the at least one coupling unit, in particular to the at least one alignment element.
  • a housing unit should be understood to mean, in particular, a unit which forms a solid shell, in particular of plastic
  • the at least one housing unit "fixes" the at least one coupling unit to the at least one alignment element is to be understood in this context in particular as meaning that the at least one housing unit is in particular a housing Movement of the at least one coupling unit relative to the at least one substrate and / or relative to the at least one alignment element prevented, in particular by a frictional connection and / or preferably by a positive connection, wherein the at least one coupling unit in particular on the at least one alignment element at least partially rests.
  • the at least one housing unit forms at least one first abutment surface, which is provided for, the at least one coupling unit in To fix the plug-in direction.
  • the first abutment surface is in particular a surface, in particular in an inner region of the at least one housing unit which, in an assembled state of the at least one housing unit, contacts at least one partial area of an end face of the at least one coupling unit.
  • An end surface of the at least one coupling unit should be understood to mean, in particular, a face of the at least one coupling unit facing in the direction of insertion Coupling unit especially in case of vibration and / or mechanical stress, in particular in a plugging direction, is maintained.
  • the at least one housing unit form at least one second abutment surface, which is intended to fix the at least one coupling unit in a direction perpendicular to a main extension plane of the at least one substrate.
  • the second stop surface is in particular a surface, in particular in an inner region of the housing unit, which, in an assembled state of the at least one housing unit, in particular contacts at least a partial area of an upper side of the at least one coupling unit.
  • the upper side of the at least one coupling unit advantageously extends at least partially at least substantially parallel to the at least one substrate be maintained that alignment of the at least one coupling unit, in particular in case of vibration and / or mechanical stress, in particular in a direction perpendicular to the main extension plane of the at least one substrate is maintained.
  • the at least one housing unit is provided to be attached to the at least one substrate.
  • the fact that the at least one housing unit is intended to be "fastened" to the at least one substrate should in this context be understood to mean that the housing unit can be detachably and / or permanently connected to the at least one substrate Substrate at least one fastener, in particular in particular a recess, in which in particular at least one fastening element, for example a screw, a bolt and / or a latching element, engages.
  • at least one fastener in particular in particular a recess
  • at least one fastening element for example a screw, a bolt and / or a latching element
  • At least one light guide is applied to at least one substrate.
  • At least one protective cover is applied to the at least one light guide.
  • At least one recess is introduced into the at least one substrate.
  • At least one housing unit is mounted and attached to the at least one substrate. In this way, an advantageously simple and / or fast and / or economical and precise production can be achieved.
  • FIG. 2 shows the optical printed circuit board with the housing unit in a sectional view along a line II-II in FIG. 1, FIG.
  • 3a shows a first step of a method for producing the optical printed circuit board
  • 3b shows a second step of the method for producing the optical circuit board
  • FIGS. 1 and 2 show an optical circuit board 10 according to the invention, which has a coupling unit 20 and a housing unit 32.
  • the optical circuit board 10 has a substrate 12 which forms the basis for the structure of the optical circuit board 10.
  • a plurality of optical fibers 14 is applied on the substrate 12.
  • the substrate 12 has a base layer 36, which partially forms a jacket of the light guides 14.
  • a protective cover 16 is applied, which protects the light guide 14 in particular from mechanical damage.
  • the protective cover 16 forms another part of the jacket of the light guides 14.
  • the base layer 36 and the protective cover 16 are made of the same material and thus have an identical refractive index.
  • the application of both the light guide 14 and the protective layer 16 is carried out for example by a photolithography process.
  • the coupling unit 20 is aligned with two stop surfaces 24 of the protective cover 16, which thus each form an alignment element 18.
  • the coupling unit 20 has two legs 26, whose distance corresponds to the width 30 of the protective cover 16, whereby an inner surface of a leg 26 each contacted an alignment element 18 surface.
  • the alignment elements 18 run parallel to the light guides 14, in particular in an edge region 22 of the substrate 12 shown in FIG. 2, whereby an exactly parallel orientation of the coupling unit 20 relative to the light guides 14 is ensured.
  • the substrate 12 has two recesses 38, in which the two legs 26 of the coupling unit 20 are embedded.
  • the recesses 38 are designed as level mills which run parallel to the alignment elements 18. Likewise, however, a formation of recesses as Naturalgangsfräsung and / or through hole and / or level well is conceivable.
  • the coupling unit 20 each have a coupling element 44.
  • the coupling element 44 may be formed as a socket and / or as a pin.
  • the coupling unit 20 is designed such that it corresponds in geometry to a known MT ferrule.
  • FIG. 2 shows how the coupling unit 20 is fixed by means of the housing unit 32 to the substrate 12 and to the protective cover 16.
  • the housing unit 32 has two fastening elements 40 formed as threaded bolts. An embodiment of fastening elements, for example as latching elements is also conceivable.
  • the fastening elements 40 are guided through recesses 38, which are introduced into the substrate 12.
  • the fasteners 40 are fixed with nuts, self-locking nuts, and / or other suitable means (not shown).
  • the housing unit 32 has a first abutment surface 34, which rests after attachment of the housing unit 32 to the substrate 12 on an end face of the coupling unit 20 and prevents movement of the coupling unit 20 in an insertion direction 46.
  • a second abutment surface 42 of the housing unit 32 lies at least partially flat.
  • the coupling unit 20 is fixed in a direction perpendicular to a main extension plane of the substrate 12.
  • a first step (see Fig. 3a) is applied to the substrate 12, which comprises the base layer 36, a first layer 48 of a liquid, negative photoresist material ,
  • the first layer 48 is partially covered by means of a first exposure template 50 and exposed by means of UV radiation 54.
  • the exposure template 50 has a plurality of exposure openings 52 through which the UV radiation 54 strikes the first layer 48 of the photoresistive material.
  • the negative photoresistive material of the first layer 48 cures while the material retains its original solubility in unexposed areas. In a leaching process, the unconsolidated material is washed out.
  • the cured material of the first layer 48 forms the light guides 14.
  • a second layer 58 of the negative photoresistive material is applied via the light guides 14 applied.
  • This second layer 58 is also exposed to UV radiation 54 using a second exposure template 60.
  • the second exposure template 60 has an exposure opening 52, which corresponds to the geometry of the protective cover 16.
  • the exposure opening 52 of the second exposure template 60 is aligned relative to the light guides 14, for example by an optical method.
  • the exposed area of the negative photoresistive material in turn cures and forms the protective cover 16.
  • the uncured material is washed out in a second wash-out process.
  • Figure 3c shows the optical circuit board 10 with the cured structures of the optical fibers 14 and the protective cover 16 after any uncured material has been washed out.
  • a method with a positive photoresistive material may be used.
  • solubility by exposure increases.
  • the desired structures are protected by an exposure template from exposure to UV radiation.
  • the exposed and thus dissolved positive photoresistive material is washed out in a washout step, leaving the desired structures.
  • the method of photolithography shown in FIGS. 3a and 3b using exposure templates 50, 60 can alternatively be replaced by a laser lithography method, in which desired structures or regions to be washed out are driven off directly, in particular by means of a UV laser.
  • the desired structures are cured or the areas to be washed are released.
  • the laser lithography method it is possible in particular to dispense with the use of exposure templates.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer optische Leiterplatte mit zumindest einem Substrat (12), mit zumindest einem Lichtleiter (14), der an dem zumindest einen Substrat (12) angeordnet ist, mit zumindest einer Schutzabdeckung (16) in Form einer Mantelschicht, die den zumindest einen Lichtleiter (14) zumindest teilweise bedeckt, und mit zumindest einem Ausrichtungselement (18) in Form von Mantelschichtseitenflächen, welches dazu vorgesehen ist, zumindest eine Koppeleinheit (20) relativ zu dem zumindest einen Lichtleiter (14) zumindest teilweise auszurichten. Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Schutzabdeckung (16) zumindest teilweise einstückig mit dem zumindest einen Ausrichtungselement (18) ausgebildet ist.

Description

Optische Leiterplatte
Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine optische Leiterplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Aus der US 2009/0162004 A1 ist eine optische Leiterplatte mit Ausrichtungselementen zur Ausrichtung einer Halterung auf der optischen Leiterplatte bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße optische Leiterplatte mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Ausrichtung einer Koppeleinheit relativ zu Lichtleitern der optischen Leiterplatte bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer optische Leiterplatte mit zumindest einem Substrat, mit zumindest einem Lichtleiter, der an dem zumindest einen Substrat angeordnet ist, mit zumindest einer Schutzabdeckung, die den zumindest einen Lichtleiter zumindest teilweise bedeckt, und mit zumindest einem Ausrichtungselement, welches dazu vorgesehen ist, zumindest eine Koppeleinheit relativ zu dem zumindest einen Lichtleiter zumindest teilweise auszurichten.
Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Schutzabdeckung zumindest teilweise einstückig mit dem zumindest einen Ausrichtungselement ausgebildet ist. Unter einer„optischen Leiterplatte" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Leiterplatte verstanden werden, die zumindest einen Lichtleiter aufweist, der dazu vorgesehen ist, Lichtsignale zu übertragen. Ferner kann die optische Leiterplatte Elemente und/oder Einheiten umfassen, die in und/oder an einem Substrat der optischen Leiterplat- te angebracht und/oder in das Substrat eingebracht sind. Dies können beispielsweise optoelektronische Bauelemente und/oder elektronische Bauelemente und/oder elektrische Leiterbahnen und/oder Einheiten und/oder Elemente zur Verbindung und/oder Kopplung der optischen Leiterplatte insbesondere mit optischen Systemen und/oder Vorrichtungen sein. Unter einem„Substrat" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Trägerma- terial verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, eine Basisschicht für eine optische Leiterplatte zu bilden. Vorzugsweise ist das Substrat plattenartig ausgestaltet. Das Substrat kann insbesondere aus einem Hartpapier, einem Polymerkunststoff, einer Kunststofffolie, einem faserverstärkten Kunststoff und/oder aus einer Kombination verschiedener Materialen gefertigt sein. Insbesondere kann das Substrat ein- oder mehrlagig ausgeführt sein. Unter einem„Lichtleiter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein optischer Übertragungsleiter verstanden werden, welcher insbesondere dazu vorgesehen ist, Lichtsignale zu transportieren, und welcher insbesondere einen transparenten Kern, vorzugsweise aus einer Glas- oder Kunststofffaser, und insbesondere einen den Kern umgebenden Mantel aus einem Material mit geringerem Brechungsindex als dem des Kernmateri- als umfasst. Vorteilhaft ist der zumindest eine Lichtleiter auf das zumindest eine Substrat aufgebracht und/oder zumindest teilweise in das zumindest eine Substrat eingebettet. Insbesondere kann der Mantel des zumindest einen Lichtleiters zumindest teilweise von zumindest einer auf das zumindest eine Substrat aufgebrachten Basislage und/oder zumindest teilweise von einer Lage des Substrats selbst gebildet sein. Der zumindest eine Lichtleiter kann insbesondere als Singlemode- und/oder als Multimodelichtleiter ausgebildet sein. Vorteilhaft weist die optische Leiterplatte eine Vielzahl von Lichtleitern auf, die zumindest in einem Randbereich des zumindest einen Substrats insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Unter einem„Randbereich" des zumindest einen Substrats soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich ver- standen werden, der sich insbesondere weniger als 20 mm, vorteilhaft weniger als 10 mm und besonders vorteilhaft weniger als 5 mm, ausgehend von einer Kante des zumindest einen Substrats, in Richtung eines Zentrums des zumindest einen Substrats erstreckt. Unter„zumindest im Wesentlichen parallel" soll insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden wer- den, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 2° , vorteilhaft kleiner als 1 0 und besonders vorteilhaft kleiner als 0,5° aufweist. Unter einer„Schutzabdeckung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Abdeckung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Lichtleiter ins- besondere vor äu ßeren Einflüssen zu schützen und hierzu insbesondere eine höhere mechanische und/oder chemische und/oder thermische Widerstandsfähigkeit als der zumindest eine Lichtleiter aufweist. Die zumindest eine Schutzabdeckung umhüllt den zumindest einen Lichtleiter insbesondere in Umfangsrichtung zumindest teilweise und besonders vorteilhaft vollständig. Vorteilhaft ist die zumindest eine Schutzabdeckung aus einem fotoresitiven Material gefertigt. Insbesondere bildet die zumindest eine Schutzabdeckung zumindest teilweise den Mantel des zumindest einen Lichtleiters. Unter einem„Ausrichtungselement" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches wenigstens eine Anschlagsfläche aufweist, an welcher die zumindest eine Koppeleinheit in einem montierten Zustand relativ zu dem zumindest einen Lichtleiter zu- mindest teilweise ausgerichtet ist. Insbesondere ist das zumindest eine Ausrichtungselement auf und/oder zumindest teilweise an dem zumindest einen Substrat angeordnet. Unter„vorgesehen" soll hier und im Folgenden insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer„Koppeleinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, mit zumin- dest einer optischen Vorrichtung, wie beispielsweise einer optischen Backplane und/oder einem optischen Steckverbinder, gekoppelt zu werden. Vorteilhaft weist die Koppeleinheit zumindest ein Koppelelement auf. Unter einem„Koppelelement" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches insbesondere bei einer Kopplung der optischen Leiterplatte mit zumindest einer optischen Vorrichtung dazu vor- gesehen ist, die optische Leiterplatte relativ zu der zumindest einen optischen Vorrichtung zu positionieren. Insbesondere kann das Koppelelement als Stift und/oder Buchse ausgebildet sein. Vorteilhaft ist die zumindest eine Koppeleinheit als Ferrule ausgebildet. Unter einer„Ferrule" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Aufnahme aus Keramik, Kunststoff, Glas und/oder Metall für insbesondere Enden eines Lichtleiters oder mehrerer Lichtleiter verstanden werden. Darunter, dass die zumindest eine Koppeleinheit zumindest teilweise relativ zu dem zumindest einen Lichtleiter„ausgerichtet" ist, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Koppeleinheit in einem montierten Zustand, insbesondere durch das zumindest eine Ausrichtungselement, in eine festgelegte Position und/oder Ausrichtung relativ zu dem zumindest einen Lichtleiter gezwungen ist. Unter„einstückig" soll insbesondere aus einem durchgehenden Material geformt verstanden werden, insbesondere aus einem zumindest im Wesentlichen homogenen Material, wie beispielsweise durch eine Herstellung in einem
Fotolitografieverfahren.
Durch solch eine Ausgestaltung kann eine optische Leiterplatte mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Ausrichtung einer Koppeleinheit relativ zu Lichtleitern der optischen Leiterplatte bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft genaue Ausrichtung einer Koppeleinheit relativ zu einem und/oder mehreren Lichtleitern einer opti- sehen Leiterplatte erreicht werden. Ferner kann insbesondere durch die einstückige Ausbildung des zumindest einen Ausrichtungselements mit der zumindest einen Schutzschicht eine einfache und schnelle Herstellung erzielt werden. Des Weiteren kann durch die Verwendung eines Schutzschichtmaterials als Ausrichtungselement eine dauerhaft exakte Ausrichtung einer Koppeleinheit erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Ausrichtungselement zumindest in einem Randbereich des zumindest einen Substrats im Wesentlichen parallel zu dem zumindest einen Lichtleiter verläuft. Hierdurch kann eine vorteilhaft präzise und insbesondere parallel zu dem zumindest einen Lichtleiter verlaufende Ausrichtung der zumindest einen Koppeleinheit erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Substrat zumindest eine Ausnehmung aufweist, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit zumindest teilweise aufzunehmen. Unter einer„Ausnehmung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Materialausnehmung und vorzugsweise eine Vertiefung verstanden werden. Insbesondere kann die Vertiefung als Fräsung und/oder Bohrung ausgeführt sein. Insbesondere kann die Vertiefung als Niveau- und/oder Durchgangsfräsung und/oder als Niveau- und/oder Durchgangsbohrung ausgeführt sein. Darunter, dass die zumindest eine Koppeleinheit zumindest teilweise von der zumindest einen Ausnehmung „aufgenommen" ist, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Koppeleinheit zumindest teilweise in das zumindest eine Substrat abgesenkt ist. Vorteilhaft ist die zumindest eine Koppeleinheit in solch einem Umfang abgesenkt, dass insbesondere das zumindest eine Koppelelement der zumindest einen Koppeleinheit zumindest im Wesentlichen auf einer zu einer Haupterstreckungsebene des zumindest einen Substrats parallelen Ebene mit dem zumindest einen Lichtleiter liegt. Unter einer„Haupterstreckungsebene" des zumindest einen Substrats soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten geometrischen Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesonde- re durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache und automatisierte Montage einer Koppeleinheit auf dem zumindest einen Substrat erreicht werden. Weiter kann vorteilhaft eine horizontale Grobausrichtung insbesondere der Koppelelemente der Koppeleinheit relativ zu dem zumindest einen Lichtleiter erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die optische Leiterplatte zumindest eine Koppeleinheit mit zumindest zwei Schenkeln umfasst, die an zumindest einer Stelle einen inneren Abstand aufweisen, der zumindest im Wesentlichen einer Breite der zumindest einen Schutzabdeckung entspricht. Vorteilhaft ist die zumindest eine Koppeleinheit als eine Ferrule mit einem zumindest im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt ausgebildet. Unter einem„Schenkel" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Seitenteil der zumindest einen Koppeleinheit verstanden werden, der insbesondere in einem zumindest im Wesentlichen rechten Winkel zu einem Oberteil der zumindest einen Koppeleinheit steht. Unter einem„inneren Abstand" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Länge einer kürzesten Strecke zwischen einem ersten Punkt auf einer, einem Schwerpunkt der Koppeleinheit zugewandten Oberfläche eines ersten Schenkels und einem zweiten Punkt auf einem, dem Schwerpunkt der Koppeleinheit zugewandten Oberfläche eines zweiten Schenkels verstanden werden. Die Strecke steht insbesondere in einem rechten Winkel zu den genannten Oberflächen der Schenkel. Insbesondere weisen die zumindest zwei Schenkel jeweils wenigstens eine Auflagefläche auf, die dazu vorgesehen ist, in einem montierten Zustand der Koppeleinheit an zumindest einer Oberfläche des zumindest einen Substrats und/oder der zumindest einen Basislage anzuliegen. Unter einer„Breite" soll in diesem Zusammenhang insbesondere die horizontale Ausdehnung des Ausrichtungselements verstanden werden, insbesondere in einer in einem rechten Winkel zu dem zumindest einen Lichtleiter und parallel zur Haupterstreckungsebene des zumindest einen Substrats verlaufenden Richtung. Hierdurch kann erreicht werden, dass die zumindest eine Koppeleinheit vorteilhaft einfach und/oder schnell in einer vorteilhaft präzisen Position montiert werden kann. Vorteilhaft ist die zumindest eine Koppeleinheit einteilig ausgebildet. Unter„einteilig" soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schwei ßprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in ei- nem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritz- verfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Hierdurch kann eine vorteilhafte Einsparung von Bauelementen erreicht werden. Ferner kann eine vorteilhaft präzise und/oder spielfreie Ausrichtung der Koppelelemente in und/oder an der Koppeleinheit erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die optische Leiterplatte zumindest eine Gehäuseeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit insbesondere an dem zumindest einen Ausrichtungselement zu fixieren. Unter einer„Gehäuseeinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die eine feste Hülle, insbesondere aus Kunststoff, ausbildet. Insbesondere ist die zumindest eine Gehäuseeinheit derart ausgebildet, dass sie den zumindest einen Lichtleiter, die zumindest eine Schutzabdeckung, das zumindest eine Ausrichtungselement und/oder die zumindest eine Koppeleinheit zumindest teilweise gegenüber einer Umgebung abdeckt. Darunter, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit die zumindest eine Koppeleinheit an dem zumindest einen Ausrichtungselement„fixiert", ist in diesem Zusammenhang insbesondere zu verstehen, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit insbesondere eine Bewegung der zumindest einen Koppeleinheit relativ zu dem zumindest einen Substrat und/oder relativ zu dem zumindest einen Ausrichtungselement verhindert, insbesondere durch einen Kraftschluss und/oder vorzugsweise durch einen Formschluss, wobei die zumindest eine Koppeleinheit dabei insbesondere an dem zumindest einen Ausrichtungselement wenigstens teilweise anliegt. Hierdurch kann eine dauerhafte Fixierung der zumindest einen Koppeleinheit an dem zumindest einen Substrat erreicht werden. Ferner kann erreicht werden, dass eine Ausrichtung der zumindest einen Koppeleinheit insbe- sondere bei Erschütterungen und/oder mechanischen Belastungen, insbesondere bei einem Koppelvorgang, erhalten bleibt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit zumindest eine erste Anschlagsfläche bildet, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit in Steckrichtung zu fixieren. Dabei handelt es sich bei der ersten Anschlagsfläche insbesondere um eine Fläche, insbesondere in einem inneren Bereich der zumindest einen Gehäuseeinheit, die in einem montierten Zustand der zumindest einen Gehäuseeinheit insbesondere zumindest einen Teilbereich einer Stirnfläche der zumindest einen Koppel- einheit kontaktiert. Unter einer„Stirnfläche" der zumindest einen Koppeleinheit soll dabei insbesondere eine in Steckrichtung weisende Fläche der zumindest einen Koppeleinheit verstanden werden. Vorteilhaft verläuft die Stirnfläche in einem zumindest im Wesentlichen rechten Winkel zu der Steckrichtung. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Ausrichtung der zumindest einen Koppeleinheit insbesondere bei Erschütterungen und/oder mechanischen Belastungen, insbesondere in einer Steckrichtung, erhalten bleibt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit zumindest eine zweite Anschlagsfläche bildet, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit in einer Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des zumindest einen Substrats zu fixieren. Dabei handelt es sich bei der zweiten Anschlagsfläche insbesondere um eine Fläche, insbesondere in einem inneren Bereich der Gehäuseeinheit, die in einem montierten Zustand der zumindest einen Gehäuseeinheit insbesondere zumindest einen Teilbereich einer Oberseite der zumindest einen Koppeleinheit kontaktiert. Unter einer „Oberseite" der zumindest einen Koppeleinheit soll dabei insbesondere eine von dem zumindest einen Substrat abgewandte Fläche der zumindest einen Koppeleinheit verstanden werden. Vorteilhaft verläuft die Oberseite der zumindest einen Koppeleinheit zumindest teilweise zumindest im Wesentlichen parallel zu dem zumindest einen Substrat. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Ausrichtung der zumindest einen Koppeleinheit, insbesondere bei Erschütterungen und/oder mechanischen Belastungen, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des zumindest einen Substrats erhalten bleibt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit dazu vorgesehen ist, an dem zumindest einen Substrat befestigt zu werden. Darunter, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit dazu vorgesehen ist, an dem zumindest einen Substrat„befestigt" zu werden, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Gehäuseeinheit lösbar und/oder unlösbar mit dem zumindest einen Substrat verbunden werden kann. Vorzugsweise weist das Substrat zumindest ein Befestigungsmittel, insbe- sondere eine Ausnehmung, auf, in welche insbesondere zumindest ein Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube, ein Bolzen und/oder ein Rastelement, eingreift. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache, schnelle und sichere Befestigung der zumindest einen Gehäuseeinheit erreicht werden.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung und/oder Montage einer erfindungsgemäßen optischen Leiterplatte vorgeschlagen. Zumindest ein Lichtleiter wird auf zumindest ein Substrat aufgebracht. Es wird zumindest eine Schutzabdeckung auf den zumindest einen Lichtleiter aufgebracht. Es wird zumindest eine Ausnehmung in das zumindest eine Substrat eingebracht. Es wird zumindest eine Koppeleinheit an der zumindest einen
Schutzabdeckung ausgerichtet. Es wird zumindest eine Gehäuseeinheit montiert und an dem zumindest einen Substrat befestigt. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache und/oder schnelle und/oder ökonomische und präzise Herstellung erreicht werden.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig eine erfindungsgemäße optische Leiterplatte mit einer Gehäuseeinheit, Fig 2 die optische Leiterplatte mit der Gehäuseeinheit in einer Schnittdarstellung entlang einer Linie II-II in Fig. 1 ,
Fig 3a einen ersten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung der optischen Leiterplatte,
Fig 3b einen zweiten Schritt des Verfahrens zur Herstellung der optischen Leiterplatte und
Fig 3c einen dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung der optischen Leiterplatte. Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Figuren 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße optische Leiterplatte 10, welche eine Koppeleinheit 20 und eine Gehäuseeinheit 32 aufweist.
Gemäß der Figur 1 weist die optische Leiterplatte 10 ein Substrat 12 auf, das die Basis für den Aufbau der optischen Leiterplatte 10 bildet. Auf das Substrat 12 ist eine Vielzahl an Lichtleitern 14 aufgebracht. Das Substrat 12 weist eine Basislage 36 auf, welche teilweise einen Mantel der Lichtleiter 14 bildet. Aus Gründen der Übersicht sind in Figur 1 lediglich neun Lichtleiter 14 dargestellt; eine hiervon abweichende Anzahl ist jedoch ebenso denkbar. Über die Lichtleiter 14 ist eine Schutzabdeckung 16 aufgebracht, welche die Lichtleiter 14 insbesondere vor mechanischen Beschädigungen schützt. Ferner bildet die Schutzabdeckung 16 einen weiteren Teil des Mantels der Lichtleiter 14. Die Basislage 36 und die Schutzabdeckung 16 sind aus demselben Material gefertigt und weisen somit einen identischen Brechungsindex auf. Das Aufbringen sowohl der Lichtleiter 14 als auch der Schutzschicht 16 erfolgt beispielsweise durch ein Fotolithografieverfahren. Die Koppeleinheit 20 ist an zwei Anschlagsflächen 24 der Schutzabdeckung 16 ausgerichtet, die somit jeweils ein Ausrichtungselement 18 bilden. Zur Ausrichtung weist die Koppeleinheit 20 zwei Schenkel 26 auf, deren Abstand der Breite 30 der Schutzabdeckung 16 entspricht, wodurch eine Innenfläche eines Schenkels 26 jeweils ein Ausrichtungselement 18 flächig kontaktiert. Die Ausrichtungselemente 18 verlaufen insbesondere in einem in Figur 2 gezeigten Randbereich 22 des Substrats 12 parallel zu den Lichtleitern 14, wodurch eine exakt parallele Ausrichtung der Koppeleinheit 20 relativ zu den Lichtleitern 14 gewährleistet ist.
Das Substrat 12 weist zwei Ausnehmungen 38 auf, in welche die zwei Schenkel 26 der Koppeleinheit 20 eingelassen sind. Die Ausnehmungen 38 sind als Niveaufräsungen ausgeführt, die parallel zu den Ausrichtungselementen 18 verlaufen. Ebenso ist jedoch auch eine Ausbildung von Ausnehmungen als Durchgangsfräsung und/oder Durchgangsbohrung und/oder Niveaubohrung denkbar. In den beiden Schenkeln 26 weist die Koppeleinheit 20 jeweils ein Koppelelement 44 auf. Das Koppelelement 44 kann als Buchse und/oder auch als Stift ausgebildet sein. Die Koppeleinheit 20 ist derart ausgebildet, dass sie von ihrer Geometrie her einer bekannten MT-Ferrule entspricht.
Die Figur 2 zeigt, wie die Koppeleinheit 20 mittels der Gehäuseeinheit 32 an dem Substrat 12 und an der Schutzabdeckung 16 fixiert wird. Die Gehäuseeinheit 32 weist zwei als Gewindebolzen ausgebildete Befestigungselemente 40 auf. Eine Ausführung von Befestigungselementen beispielsweise als Rastelemente ist ebenso denkbar. Die Befestigungs- elemente 40 werden durch Ausnehmungen 38, welche in das Substrat 12 eingebracht sind, hindurchgeführt. Auf einer Unterseite des Substrats 12 werden die Befestigungselemente 40 mit Muttern, selbstsichernden Muttern, und/oder anderen geeigneten Mitteln fixiert (nicht dargestellt). Die Gehäuseeinheit 32 weist eine erste Anschlagsfläche 34 auf, die nach einer Befestigung der Gehäuseeinheit 32 an dem Substrat 12 an einer Stirnfläche der Koppeleinheit 20 anliegt und eine Bewegung der Koppeleinheit 20 in eine Steckrichtung 46 verhindert. Eine zweite Anschlagsfläche 42 der Gehäuseeinheit 32 liegt nach einer Befestigung der Gehäuseeinheit 32 an dem Substrat 12 an einer Oberseite der Koppeleinheit 20 zumin- dest teilweise flächig an. Somit ist die Koppeleinheit 20 in einer Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Substrats 12 fixiert.
Die Figuren 3a bis 3c zeigen Schritte eines Verfahrens zur Herstellung der optischen Leiterplatte 10. In einem ersten Schritt (vgl. Fig. 3a) wird auf das Substrat 12, welches die Basislage 36 umfasst, eine erste Schicht 48 eines flüssigen, negativ fotoresitiven Materials aufgetragen. Die erste Schicht 48 wird mittels einer ersten Belichtungsschablone 50 teilweise abgedeckt und mittels UV-Strahlung 54 belichtet. Die Belichtungsschablone 50 weist eine Mehrzahl an Belichtungsöffnungen 52 auf, durch die die UV-Strahlung 54 auf die erste Schicht 48 des fotoresistiven Materials trifft. In den belichteten Bereichen 56 härtet das negativ fotoresistive Material der ersten Schicht 48 aus, während das Material in nicht belichteten Bereichen seine ursprüngliche Löslichkeit beibehält. In einem Aus- waschprozess wird das unverfestigte Material ausgewaschen. Das ausgehärtete Material der ersten Schicht 48 bildet die Lichtleiter 14 aus. In einem zweiten Schritt (vgl. Fig 3b) wird über die Lichtleiter 14 eine zweite Schicht 58 des negativ fotoresistiven Materials aufgetragen. Diese zweite Schicht 58 wird ebenfalls mit UV-Strahlung 54 belichtet, wobei eine zweite Belichtungsschablone 60 verwendet wird. Die zweite Belichtungsschablone 60 weist eine Belichtungsöffnung 52 auf, welche der Geometrie der Schutzabdeckung 16 entspricht. Die Belichtungsöffnung 52 der zweiten Belichtungsschablone 60 wird, bei- spielsweise durch ein optisches Verfahren, relativ zu den Lichtleitern 14 ausgerichtet. Der belichtete Bereich des negativ fotoresistiven Materials härtet wiederrum aus und bildet die Schutzabdeckung 16 aus. Das unausgehärtete Material wird in einem zweiten Auswasch- prozess ausgewaschen. Die Figur 3c zeigt die optische Leiterplatte 10 mit den ausgehärteten Strukturen der Lichtleiter 14 und der Schutzabdeckung 16, nachdem jegliches nicht ausgehärtetes Material ausgewaschen wurde. Durch das Verfahren der Fotolithografie werden präzise Anschlagflächen der Schutzabdeckung 16 erreicht. Alternativ kann ein Verfahren mit einem positiv fotoresistiven Material verwendet werden. Bei dem positiv fotoresistiven Material nimmt eine Löslichkeit durch eine Belichtung zu. Bei diesem Verfahren werden die gewünschten Strukturen durch eine Belichtungsschablone vor einer Belichtung durch UV-Strahlung geschützt. Das belichtete und somit gelöste positiv fotoresistive Material wird in einem Auswaschschritt ausgewaschen, wobei die gewünschten Strukturen bestehen bleiben. Das in den Figuren 3a und 3b dargestellte Verfahren einer Fotolithografie unter Verwendung von Belichtungsschablonen 50, 60 kann alternativ durch ein Laserlithografieverfahren ersetzt werden, bei welchem gewünschte Strukturen oder auszuwaschende Bereiche, insbesondere mittels eines UV-Lasers, direkt abgefahren werden. Dabei werden, je nach Art des verwendeten fotoresistiven Materials, die gewünschten Strukturen ausgehärtet bzw. die auszuwaschenden Bereiche gelöst. Bei dem Laserlithografieverfahren kann insbesondere auf die Verwendung von Belichtungsschablonen verzichtet werden.
03.12.13
Bezugszeichen
10 optische Leiterplatte
12 Substrat
14 Lichtleiter
16 Schutzabdeckung
18 Ausrichtungselement
20 Koppeleinheit
22 Randbereich
24 Anschlagsfläche
26 Schenkel
30 Breite
32 Gehäuseeinheit
34 Erste Anschlagsfläche
36 Basislage
38 Ausnehmung
40 Befestigungselement
42 Zweite Anschlagsfläche
44 Koppelelement
46 Steckrichtung
48 Erste Schicht
50 Erste Belichtungsschablone
52 Belichtungsöffnung
54 UV-Strahlung
56 Belichteter Bereich
58 Zweite Schicht
60 Zweite Belichtungsschablone

Claims

Ansprüche
1 . Optische Leiterplatte mit zumindest einem Substrat (12), mit zumindest einem Lichtleiter (14), der an dem zumindest einen Substrat (12) angeordnet ist, mit zumindest einer Schutzabdeckung (16), die den zumindest einen Lichtleiter (14) zumindest teilweise bedeckt, und mit zumindest einem Ausrichtungselement (18), welches dazu vorgesehen ist, zumindest eine Koppeleinheit (20) relativ zu dem zumindest einen Lichtleiter (14) zumindest teilweise auszurichten, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schutzabdeckung (16) zumindest teilweise einstückig mit dem zumindest einen Ausrichtungselement (18) ausgebildet ist.
2. Optische Leiterplatte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Ausrichtungselement (18) zumindest in einem Randbereich (22) des zumindest einen Substrats (12) im Wesentlichen parallel zu dem zumindest einen Lichtleiter (14) verläuft.
3. Optische Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Substrat (12) zumindest eine Ausnehmung (38) aufweist, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit (20) zumindest teilweise aufzunehmen.
4. Optische Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Koppeleinheit (20) mit zumindest zwei Schenkeln (26), die an zumindest einer Stelle einen inneren Abstand (28) aufweisen, der zumindest im Wesentlichen einer Breite (30) der zumindest einen Schutzabdeckung (16) entspricht.
5. Optische Leiterplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Koppeleinheit (20) einteilig ausgebildet ist.
6. Optische Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Gehäuseeinheit (32), die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit (20) insbesondere an dem zumindest einen Ausrichtungselement (18) zu fixieren.
7. Optische Leiterplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit (32) zumindest eine erste Anschlagsfläche (34) bildet, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit (20) in Steckrichtung (46) zu fixieren.
8. Optische Leiterplatte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit (32) zumindest eine zweite Anschlagsfläche (42) bildet, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Koppeleinheit (20) in einer Richtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des zumindest einen Substrats (12) zu fixieren.
9. Optische Leiterplatte nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Gehäuseeinheit (32) dazu vorgesehen ist, an dem zumindest einen Substrat (12) befestigt zu werden.
10. Verfahren zur Herstellung einer optischen Leiterplatte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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