DE10061831A1 - Optische Mehrlagenleiterplatte - Google Patents

Abstract

Eine Mehrlagenleiterplatte, bestehend aus mindestens einer Lage aus optisch leitendem Material und mindestens einer Trägerlage, wird vorgeschlagen. Die Trägerlage kann eine elektrische Leiterplatte sein. Die Verbindung der beiden Lagen geschieht mit Hilfe einer Kaltklebefolie, die zu einer dauerhaften festen Verbindung führt. Beide Lagen können flexibel sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Mehrlagenleiterplatte für optische Wellenleiter. Es ist bekannt, zur Verbindung von Bauelementen und Baugruppen, die ihre Signale optisch aus­ tauschen, Leiterplatten mit optischen Wellenleitern zu ver­ wenden.

In der Glasfasertechnik ist die parallele Führung optischer Wellenleiter bekannt. Bei einer bekannten Leiterplatte dieser Art (DE 196 25 386) werden Vertiefungen in einem isolierenden Träger erzeugt, und in die Vertiefungen optisch leitendes Material eingebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine EMV-sichere Übertragung von hoch bitratigen Signalen auf Baugruppenträ­ gerebene zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine optische Mehrlagenleiterplatte mit den im Anspruch 1 genannten Merk­ malen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zusammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.

Während im Stand der Technik die optischen Leiter durch Ein­ bringen von optisch leitendem Material in speziell dafür her­ gestellte Vertiefungen hergestellt werden, werden nach der Erfindung die optischen Lagen mit mindestens eine Trägerlage durch Laminieren verklebt. Es lassen sich optische Wellen­ leiterstrukturen als planare Strukturen herstellen. Dieser Wellenleiterkern lässt sich mit sehr hoher Präzision her­ stellen. Unterschiedliche Wellenleiterstrukturen sind einfach und schnell zu konfigurieren und herzustellen. Im Gegensatz zu geprägten Strukturen sind somit auch größere optische Leiterplatten möglich.

Neben dem Wellenleiterkern ist zur Gewährleistung der Wellen­ leitereigenschaften ein Mantel um den Wellenleiterkern erfor­ derlich, dessen Materialcharakteristik sich in der optischen Brechzahl nur sehr gering unterscheidet.

Im Fall einer einlagigen Wellenleiterstruktur mit mehreren parallel zueinander angeordneten Wellenleiterkernen lassen sich die präzise dimensionierten Wellenleiterkerne in präzi­ sem Abstand zueinander strukturieren.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindung der optischen Läge mit der Trägerlage durch eine Kaltklebefolie erfolgt. Beim Laminieren, das unter Druck ge­ schieht, erfolgt dadurch also eine Verklebung.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verbindung bei einer Temperatur von 20 bis 80°C erfolgt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Trägerlage eine elektrische Leiterplatte ist. Es kann auf diese Weise eine Verbindung zwischen optischen Lagen und elektrischen Lagen erfolgen. Dies ist insbesondere bei der Verbindung von elektronischen Bauteilen durch Lichtleiter von großem Vorteil.

Erfindungsgemäß kann die optische Lage mehrere Wellenleiter aufweisen, die beispielsweise parallel angeordnet oder auch einzeln geführt sind.

Als Kaltklebefolie kommt insbesondere eine Folie auf Acrylat­ basis oder eine Acrylatfolie in Frage. Möglich sind auch Folien auf Siliconbasis.

Erfindungsgemäß wird die optische Mehrlagenleiterplatte der­ art hergestellt, dass sie eine Dauertemperaturbeständigkeit bis 180°C aufweist.

Erfindungsgemäß kann ebenfalls vorgesehen sein, dass sie eine Kurzzeittemperaturbeständigkeit bis 300°C aufweisen kann. In diesem Fall lassen sich die üblichen Verbindungsmethoden auch der elektronischen Bauteile verwenden.

Die optischen Signalleiter können erfindungsgemäß mittels lithographischer Prozesse hergestellt werden.

Für das Cladding der optischen Signalleiter kann erfindungs­ gemäß ein optischer Lötstopfilm oder eine Folie verwendet werden, die beide vorzugsweise im Vakuum aufgebracht werden können.

Sowohl die Lage aus optisch leitendem Material als auch die Trägerlage können als flexible Folien ausgebildet sein. Als Material für die optische Lage und den Träger kommen thermoplastische Polymere und Elastomere in Frage, beispiels­ weise COC, LCP, PEEK oder PC.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge derer Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Aus­ führungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen möglichen Aufbau einer Mehrlagenleiterplatte;

Fig. 2 eine zweite Möglichkeit eines Aufbaus einer Mehr­ lagenleiterplatte;

Fig. 3 einen dritten Aufbau;

Fig. 4 einen Aufbau einer Mehrlagenleiterplatte mit zwei nicht optischen Lagen;

Fig. 5 ein Beispiel für eine flexible Mehrlagenleiter­ platte;

Fig. 6 perspektivisch einen möglichen Aufbau einer op­ tischen Lage bei einer Mehrlagenleiterplatte.

In Fig. 1 ist eine elektrische Leiterplatte 1 dargestellt, bei der es sich um eine starre Leiterplatte handelt. Diese enthält im Bereich ihrer Ecken Durchgangsbohrungen 2, mit deren Hilfe die Leiterplatte 1 befestigt werden kann. Mit Hilfe einer Zwischenschicht 3 ist an der elektrischen Leiter­ platte 1 die optische Leiterplatte 4 bzw. die optische Lage befestigt. Dies Befestigen geschieht durch eine Verklebung, wobei die Zwischenschicht 3 die Klebeschicht darstellt.

Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit, wo die Verklebung zwischen der optischen Lage 4 und der Leiterplatte 1 mit einer gering­ eren Schichtdicke erfolgt ist.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsart, bei der die elektrische Leiterplatte 5 flexibel ausgebildet ist, also eine wesentlich geringere Dicke aufweist. Wiederum ist an der elektrischen Leiterplatte die optische Lage 4 festgeklebt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsart, wo eine optische Lage 4 zwischen zwei elektrischen Leiterplatten 5 laminiert ist.

Fig. 5 zeigt eine stark übertriebene schematische Darstel­ lung, bei der eine flexible Trägerfolie 6 mit einer optischen Lage 7 verbunden ist. Auf Grund der Flexibilität lässt sich diese Mehrlagenleiterplatte in beliebiger Weise biegen. Unten in Fig. 5 ist gezeigt, wie einzelne Teile der Mehrlagenlei­ terplatte nach außen geführt werden können, um dort An­ schlüsse vorzusehen.

Fig. 6 zeigt perspektivisch die Aufsicht auf eine Träger­ folie 8, bei der es sich um eine elektrische Leiterplatte handeln kann. Auf diese Trägerfolie 8 ist die optische Lage 4 aufgebracht, wobei im dargestellten Beispiel die optischen Lage 4 aus einzelnen optischen Wellenleitern 9 besteht, die auf die speziellen Anwendungsgebiete bzw. Anwendungsfälle der elektrischen Leiterplatte abgestimmt sind. Beispielsweise enthält einer der Wellenleiter eine Öffnung 10, in der ein elektronisches Bauteil untergebracht werden kann.

Rechts in Fig. 6 ist ein Teil 11 eines Wellenleiters nach außen herausgeführt, wobei dieser Teil flexibel sein kann. Er kann zum Anschluss eines weiteren Aufbaus einer Mehrlagen­ leiterplatte dienen.

Claims (16)

1. Optische Mehrlagenleiterplatte, mit

• 1. 1.1 mindestens einer Lage (4) aus optisch leitendem Material, und
• 2. 1.2 mindestens einer Trägerlage (1, 5, 8), wobei
• 3. 1.3 die beiden Lagen (1, 4, 5, 8) mit Hilfe einer Klebe­ folie (3) miteinander laminiert und haftfest verbunden sind.

2. Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Verbindung durch eine Kaltklebefolie erfolgt.

3. Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Verbindung bei einer Temperatur von 20 bis 80°C erfolgt.

4. Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens eine Trägerlage (8) eine elektrische Leiterplatte ist.

5. Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Lage (4) aus optisch leiten­ dem Material mehrere Wellenleiter (9, 11) aufweist.

6. Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 5, bei der die Wellenleiter (9) parallel angeordnet sind.

7. Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Wellenleiter (9) einzeln geführt sind.

8. Mehrlagenleiterplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die Kaltklebefolie eine Acrylatfolie bzw. eine Folie auf Acrylatbasis ist.

9. Mehrlagenleiterplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die Kaltklebefolie eine Siliconfolie bzw. eine Folie auf Siliconbasis ist.

10. Mehrlagenleiterplatte, bei der die Verbindung derart ausgebildet ist, dass die Platte eine Dauertemperaturbeständigkeit bis 180°C aufweist.

11. Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verbindung derart ausgebil­ det ist, dass die Platte eine Kurzzeittemperatur­ beständigkeit bis 300°C aufweist.

12. Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die optischen Signalleiter mittels lithographischer Prozesse hergestellt sind.

13. Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Cladding für die optischen Signalleiter ein optischer Lötstopfilm oder eine Folie ist.

14. Mehrlagenleiterplatte nach Anspruch 13, bei der der Lötstopfilm oder die Folie im Vakuum aufgebracht ist.

15. Mehrlagenleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der alle Lagen flexibel ausgebildet sind.

16. Mehrlagenleiterplatte nach einen der vorhergehenden Ansprüche, bei der die optische Lage und/oder der Träger aus einem thermoplastischen Polymer oder Elastomer aufgebaut ist.