CN103189775A - 连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接器，保护光电转换元件免受噪声的影响且具有高耐久性。连接器(1)具有：插头(10)，该插头设置于光纤(50)的一端；以及插座(20)，插头(10)从上方装配于该插座。插头(10)包括：光电转换元件，由没有被金属壳体覆盖的半导体元件形成；以及金属部件(18)，设置成覆盖光电转换元件的上侧。插座(20)包括固定插头(10)的金属框体(21)。插头(10)与插座(20)仅通过金属部件(18)与金属框体(21)卡合而固定。

Description

连接器

技术领域

本发明涉及连接器，特别是涉及通过光纤传送信号时所使用的连接器。

背景技术

作为以往的连接器，例如已知有专利文献1所记载的连接器。图10是专利文献1所记载的连接器500的剖面构造图。

如图10所示，连接器500具备插头502以及插座506。插头502设置于光纤508的一端。插头502从上方装配于插座506。插座502包括插座侧壳体526、收发光元件536以及插座侧外壳580。插座侧壳体526由树脂材料制作而成。收发光元件536为半导体元件，安装于插头502。金属部件580覆盖插头侧壳体526的表面。如上构成的收发光元件536被金属部件580所覆盖，因此难以受到来自外部的噪声的影响。

插座506包括插座侧壳体566。插座侧壳体566由树脂材料制作而成。此处，插头502通过插头侧壳体526与插座侧壳体566嵌合而装配于插座506。

然而，在连接器500中，由于插头侧壳体526与插座侧壳体566由树脂材料制作而成，因此仅具有低的耐久性。因此，存在因插头502相对于插座506反复装卸而导致插头侧壳体526与插座侧壳体566磨耗，插头502容易从插座506脱落的问题。

专利文件1：日本特开2006-215348号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种连接器，保护光电转换元件免受噪声的影响且具有高耐久性。

本发明的一个方式所涉及的连接器，其特征在于，上述连接器具备：插头，该插头设置于光纤的一端；以及插座，上述插头从上方装配于该插座，上述插头包括：光电转换元件，该光电转换元件由没有被金属壳体覆盖的半导体元件形成；以及金属部件，该金属部件设置成覆盖上述光电转换元件的上侧，上述插座包括固定有上述插头的金属框体，上述插头与上述插座仅通过上述金属部件与上述金属框体卡合而固定。

根据本发明，能够提供一种连接器，保护光电转换元件免受噪声的影响，且具有高耐久性。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式所涉及的连接器的外观立体图。

图2是将插头从连接器分离后的外观立体图。

图3是插头的分解斜视图。

图4是插座的分解立体图。

图5是示出金属框体以及电路部安装于电路基板的样子的图。

图6是使用连接器的收发系统的简要结构图。

图7是示出将插头相对于插座插拔时所使用的工具的图。

图8是使用其他的实施方式所涉及的连接器的收发系统的简要结构图。

图9是其他的实施方式所涉及的连接器的简要结构图。

图10是专利文献1所记载的连接器的剖面构造图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的连接器进行说明。

(连接器的简要结构)

首先，对本发明的一个实施方式所涉及的连接器的简要结构进行说明。图1是本发明的一个实施方式所涉及的连接器1的外观立体图。图2是将插头10从连接器1分离后的外观立体图。图3是插头10的分解立体图。图4是插座20的分解立体图。图5是示出金属框体21以及电路部30安装于电路基板40的样子的图。

如图1以及图2所示，连接器1具备插头10、插座20、电路部30以及电路基板40。插头10设置于光纤50的一端，将光信号转换成电信号，或将电信号转换成光信号。以下，将光纤50延伸的方向定义为x轴方向，将上下方向定义为z轴方向，将与x轴方向以及z轴方向正交的方向定义为y轴方向。x轴方向、y轴方向以及z轴方向相互正交。

电路基板40在表面以及内部具有电路，如图1以及图5所示，具有与xy平面平行的安装面43。并且，在电路基板40的安装面43设置有孔41。孔41以在y轴方向的正方向侧的边附近以及y轴方向的负方向侧的边附近相互对置的方式设置于安装面43。插座20以及电路部30以从x轴方向正方向侧朝向负方向侧依次排列的方式安装于电路基板40。

光纤50由包覆层52以及芯线54构成。芯线54通过由玻璃或树脂形成的线芯以及包层而构成。包覆层52由丙烯类、环氧类、尼龙类、聚酯弹性体或无卤素树脂中的任一树脂构成，并包覆芯线54。在光纤50的x轴方向的负方向侧的端部，如图3所示，将包覆层52除去而露出芯线54。

如图3所示，插头10具有光电转换元件12、搭载部13、金属箍(ferrule)17以及金属部件18。光电转换元件12是由没有被金属壳覆盖的半导体元件构成的收发光元件。即，光电转换元件12为裸芯片。

搭载部13由基板11、密封树脂15、外部端子16a、16b、端子部19a、19b以及通孔(vias)V1、V2所构成。

基板11是形成为长方体状的树脂基板。如以下说明的那样，在基板11的x轴方向的正方向侧的侧面上安装有光电转换元件12。

外部端子16a、16b以从y轴方向的正方向侧朝向负方向侧依次排列的方式设置于基板11的x轴方向的负方向侧的侧面。端子部19a、19b以从y轴方向的正方向侧朝向负方向侧依次排列的方式设置于基板11的x轴方向的正方向侧的侧面。此处，外部端子16a与端子部19a对置，且借助通孔V1连接在一起。外部端子16b与端子部19b对置，且借助通孔V2连接在一起。并且，在端子部19a上安装有光电转换元件12。进而，使用电线X并利用引线接合法电连接端子部19b与光电转换元件12。

密封树脂15由透明的树脂形成，对安装于基板11的光电转换元件12进行密封。由此，光电转换元件12被埋入到搭载部13中。

金属箍17是形成为长方体状的树脂部件。金属箍17以将芯线54与光电转换元件12对置的状态固定光纤50与搭载部13。在金属箍17设置有凹部A以及孔H。凹部A通过金属箍17的x轴方向的负方向侧的侧面凹陷而形成。由此，密封树脂15嵌入到凹部A中，从而搭载部13被固定于金属箍17。孔H是形成为圆柱状的空洞，被设置成从金属箍17的x轴方向的正方向侧的侧面朝x轴方向的负方向侧延伸，且与凹部A贯通。因此，通过芯线54从x轴方向的正方向侧插入到孔H中，光电转换元件12与光纤50对置且光学地连接。

金属部件18被设置成从z轴方向的正方向侧(上方)覆盖光电转换元件12。金属部件18覆盖搭载部13以及金属箍17的z轴方向的正方向侧(上侧)的面与y轴方向的正方向侧的侧面以及y轴方向的负方向侧的侧面。并且，如图2以及图3所示，在金属部件18设置有凹部80、81、82、83。如图2所示，凹部80以及凹部81通过金属部件18的y轴方向的正方向侧的侧面凹陷而形成。凹部80设置成相比凹部81靠x轴方向的正方向侧。如图3所示，凹部82以及凹部83通过金属部件18的y轴方向的负方向侧的侧面凹陷而形成。凹部82设置成相比凹部83靠x轴方向的正方向侧。

如图4所示，插座20具有金属框体21、弹簧端子23a、23b以及绝缘部25，并安装于电路基板40上。插头10从z轴方向的正方向侧(上方)安装于插座20。

金属框体21是供插头10固定的框体，当从z轴方向的正方向侧(上方)观察时，形成为包围插头10的周围的形状(即，口字形状)。金属框体21包括固定部29以及弹簧部件70、71、72、73，并通过将口字形的1片金属板折弯而构成。更详细地说，将金属板的x轴方向的正方向侧的边、y轴方向的正方向侧的边以及y轴方向的负方向侧的边朝z轴方向的负方向侧折弯，由此构成金属框体21。固定部29是通过将金属板的y轴方向的正方向侧以及y轴方向的负方向侧的边的一部分朝z轴方向的负方向侧折弯而构成的，并位于金属框体21的y轴方向的正方向侧的侧面以及y轴方向负方向侧的侧面上的x轴方向的负方向侧的端部。如图1以及图2所示，固定部29压入到电路基板40的孔41中。由此，插座20被安装于电路基板40。此时，固定部29与电路基板40内的接地导体连接。由此，金属框体21保持在接地电位。

弹簧部件70、71是通过将构成金属框体21的金属板的y轴方向的正方向侧的边的一部分折弯成U字状而构成的。当从z轴方向的正方向侧俯视观察时，弹簧部件70、71的前端位于由金属框体21包围的区域内。弹簧部件70位于相比弹簧部件71靠x轴方向的正方向侧的位置。弹簧部件72、73是通过将构成金属框体21的金属板的y轴方向的负方向侧的边的一部分折弯成U字状而构成的。当从z轴方向的正方向侧俯视观察时，弹簧部件72、73的前端位于由金属框体21包围的区域内。弹簧部件72位于相比弹簧部件73靠x轴方向的正方向侧的位置。

弹簧端子23a、23b为信号用的端子。以下，对弹簧端子23a、23b进行更详细的说明。

弹簧端子23a由接触部90a、弹簧部91a以及固定部92a构成。弹簧端子23b由接触部90b、弹簧部91b以及固定部92a构成。弹簧部91a、91b是分别连接接触部90a、90b以及固定部92a、92b的U字状的板簧。弹簧部91a、91b以不与金属框体21接触的方式相对于金属框体21固定。

接触部90a、90b是弹簧端子23a、23b的端部中的位于x轴方向的正方向侧的端部。当从y轴方向的正方向侧观察时，接触部90a、90b折弯成倒U字状，且朝弹簧部91a、91b的x轴方向的正方向侧引出。接触部90a、90b与插头10的x轴方向的负方向侧的侧面接触。更具体地说，接触部90a、90b分别与插头10的外部端子16a、16b接触。

固定部92a、92b是弹簧端子23a、23b的端部中的位于x轴方向的负方向侧的端部，朝向x轴方向的负方向侧延伸。固定部92a、92b分别与弹簧端子23a、23b的x轴方向的负方向侧的端部连接。在插座10的安装时，固定部92a、92b与电路基板40的台面(land)(未图示)连接。

当从z轴方向的正方向侧(上方)观察时，如上构成的弹簧端子23a、23b形成为U字状。弹簧端子23a的U字状的折回部分朝向y轴方向的正方向侧。弹簧端子23b的U字状的折回部分朝向y轴方向的负方向侧。由此，弹簧端子23a与弹簧端子23b具有相对于x轴对称的构造。并且，接触部90a、90b与外部端子16a、16b接触，固定部92a、92b与固定基板40的台面连接，由此，弹簧端子23a、23b作为中转插头10与电路基板40间的信号的传送的端子发挥功能。

绝缘部25形成为长方体状，且由树脂材料制作而成。绝缘部25与弹簧端子23a、23b一体成形。由此，弹簧端子23a、23b以不与金属框体21电接触的方式固定于金属框体21。更详细地说，从绝缘部25的y轴方向的正方向侧的侧面以及y轴方向的负方向侧的侧面引出弹簧部91a以及弹簧部91b，从绝缘部25的背面引出固定部92a、92b。并且，对于绝缘部25，在绝缘部25的上表面固定于金属框体21。

如图5所示，电路部30在金属框体21的x轴方向的负方向侧安装于电路基板40的安装面43，对利用插头10传送的信号进行处理。电路部30具有电路元件31、金属罩33以及树脂部35。电路元件31是安装于电路基板40的安装面43的芯片型的电子部件，且是用于驱动光电转换元件12的元件。如图5所示，电路元件31由树脂部35密封。金属罩33是覆盖由树脂部35密封的电路元件31的罩。金属罩33从z轴方向的正方向侧、y轴方向的正方向侧以及y轴方向的负方向侧覆盖树脂部35。

插头10从z轴方向的正方向侧嵌入到如以上那样构成的插座20中。此时，如图1以及图2所示，弹簧部件70～73分别与凹部80～83卡合。进而，弹簧端子23a、23b与外部端子16a、16b电连接。并且，插头10被弹簧端子23a、23b朝x轴方向的正方向侧按压。因此，金属部件18的x轴方向的正方向侧的边被朝金属框体21按压。由此，仅通过金属部件18与金属框体21嵌合，就能够将插头10固定于插座20。

图6是使用连接器1的收发系统100的简要结构图。如图6所示，在光纤50的两端分别设置有接收用连接器1a以及发送用连接器1b。并且，接收用连接器1a具备接收用电路基板40a以及光电二极管12a。发送用连接器1b具备发送用电路基板40b以及VCSEL12b。由此，通过光纤50从发送用连接器1b朝接收用连接器1a传送信号。

(效果)

如以下说明的那样，能够提供连接器1，通过该连接器1能够保护光电转换元件12免受噪声影响，且该连接器1具有高耐久性。

更详细来说，在图10所示的以往的连接器500中，通过插头侧壳体526与插座侧壳体566嵌合，将插头502安装于插座506。但是，由于插头侧壳体526与插座侧壳体566是由树脂材料制作而成的，因此仅具有低耐久性。因此，存在因插头502相对于插座506反复装卸而导致插头侧壳体526与插座侧壳体566磨耗，插头502容易从插座506脱落的问题。

另一方面，在连接器1中，如图1所示，仅通过金属部件18与金属框体21嵌合，就能够将插头10与插座20固定于一起。由于金属部件18与金属框体21均由金属制作而成，因此耐久性优异。因此，即便将插头10相对于插座20反复装卸，金属部件18以及金属框体21也不会有大的磨耗。因此，连接器1能够维持强嵌合力。

如图4所示，由于金属框体21包围插头10，所以插头10难以从插座20拔出，能够加强插头10与插座20的嵌合力。

进而，由于金属罩33、金属部件18以及金属框体21接地，因此形成为相同电位。由此，对于连接器1整体，隔断来自外部的噪声，连接器1能够发挥屏蔽效果。借助屏蔽效果，能够提高电路元件31的耐ESD性(静电放电)以及耐EMC性(电磁并存性)。并且，能够提高外部电接口的耐EMC性。

金属部件18以及金属框体21由金属制作而成，分别与电路基板40的接地导体(未图示)连接。因此，因静电而产生的大电流经由金属部件18、金属框体21以及电路基板40的接地导体而导入到大地。

图7是示出将插头10相对于插座20插拔时所使用的工具E的图。在连接器1中，使用工具E相对于插座20插拔插头10，因此，在进行插拔时不需要用手去触碰光纤50等。由于能够缓和对于光纤50的应力，所以能够不对光纤造成负担，防止断线等故障的发生。更详细来说，将图7所示的L字形的工具E从切口M、N嵌入到插头10的凹部U、V中(参照图2)，由此相对于插座20插拔插头10。在将插头10插入到插座20中时，利用工具E夹持插头10并从金属框体21的z轴方向的正方向侧嵌入。

并且，能够通过切口M、N确认插头10与插座20的嵌合情况，因此嵌合作业的效率变得良好。

在插座20中，如图1以及图2所示，固定部29被压入到孔41中。因此，在相对于插座20插拔插头10时，即使朝z轴方向的正方向侧拉起插头10而对插座20朝z轴方向的正方向侧施加应力，由于插座20被可靠地安装于电路基板40，因此该插座20也不会从电路基板40脱落。

如图1以及图2所示，插头10经由金属制的弹簧部件70～73与插座20接触。因此，在插头10与弹簧部件70～73之间难以产生磨耗，能够防止因插头10以及弹簧部件70～73的形状偏差而引起的接触性的偏置。

并且，如图4所示，当从z轴方向的正方向侧(上方)观察时，弹簧端子23a、23b分别形成为U字状，折回部分朝向y轴方向。因此，与弹簧端子的U字状的折回部分朝向z轴方向的连接器1相比，在连接器1中能够实现低背化。并且，弹簧端子23a、23b形成为U字状，因此，即使是在施加微弱的力的情况下，弹簧端子23a、23b也容易弯曲。

由于插头10与插座20通过金属部件18与金属框体21嵌合而固定于一起，因此嵌合时的咔哒感强，能够借助声音和触觉实际感受到嵌合的完成。

(其他的实施方式)

如以上那样构成的连接器1并不限定于上述实施方式。因而，能够在发明的主旨的范围内对连接器1进行变更。图8是使用其他的实施方式所涉及的连接器1的收发系统的简要结构图100a。

如图8所示，也可以在连接器1a、1b设置SERDES装置95。SERDES装置95安装于电路基板40。SERDES装置95将串联信号转换成并联信号，并将并联信号转换成串联信号。由此，驱动电路与SERDES装置95之间的间隔变小，因此提高光传送特性。

图9是其他的实施方式所涉及的连接器1的简要结构图。如图9所示，当从y轴方向(侧方)观察时，弹簧端子23a、23b也可以形成为倒U字状。另外，在图9中，省略了插座20。由于当从y轴方向观察时弹簧端子23a、23b形成为倒U字状，与本实施方式中的弹簧端子比较，能够缩窄弹簧端子23a与弹簧端子23b之间的间隔。即，在y轴方向上能够实现连接器1的小型化。并且，在使用多个弹簧端子时更有效。

在连接器1中，也可以使金属罩33与金属框体21成形为一体。由此，能够提高连接器1整体的耐ESD性、耐EMC性。并且，由于部件个数变少而能够削减成本，通过制作时的低工时化而缩短制作时间。

另外，也可以将电路元件31设置于插头10内。由此，不需要在电路基板40设置电路部。并且，能够提高传送特性且实现稳定化。

搭载于插头10的光纤50以及光电转换元件12也可以是多个。由此，能够增加传送容量。并且，也可以将光纤50以及光电转换元件12阵列化。

光纤50不仅是石英纤维，也可以是有机光波导路或POF。能够根据用途来选择这些光传送路。

本发明对连接器有用，特别是在保护光电转换元件免受噪声的影响且具有高耐久性方面优异。

附图标记说明：

1...连接器；10...插头；12...光电转换元件；13...搭载部；密封树脂；16a、16b...外部端子；17...金属箍；18...金属部件；19a、19b...端子部；20...插座；21...金属框体；23a、23b...弹簧端子；25...绝缘部；29...固定部；30...电路部；31...电路元件；33...金属罩；40...电路基板；41...孔；43...安装面；50...光纤；52...包覆层；70～73...弹簧部件；80～83...凹部。

Claims (9)

1.一种连接器，其特征在于，

所述连接器具备：

插头，该插头设置于光纤的一端；以及

插座，所述插头从上方装配于该插座，

所述插头包括：

光电转换元件，该光电转换元件由没有被金属壳体覆盖的半导体元件形成；以及

金属部件，该金属部件设置成覆盖所述光电转换元件的上侧，

所述插座包括固定有所述插头的金属框体，

所述插头与所述插座仅通过所述金属部件与所述金属框体卡合而固定。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，

当从上方观察时，所述金属框体形成为包围所述插头的周围的形状。

3.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，

所述插座包括：

弹簧端子，该弹簧端子朝所述金属框体按压所述插头；以及

绝缘部件，利用该绝缘部件将所述弹簧端子固定于所述金属框体。

4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，

所述弹簧端子当从上方观察时形成为U字状，且所述弹簧端子固定于所述绝缘部件，

所述弹簧端子的端部与所述插头接触。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接器，其特征在于，

所述连接器还具备：

电路部，该电路部对利用所述插头传送的信号进行处理；以及

电路基板，所述电路部以及所述插座安装于该电路基板。

6.根据权利要求5所述的连接器，其特征在于，

所述电路部包括：

电路元件，该电路元件用于驱动所述光电转换元件；以及

金属罩，该金属罩覆盖所述电路元件。

7.根据权利要求6所述的连接器，其特征在于，

所述金属罩与所述金属框体形成为一体。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的连接器，其特征在于，

所述插头还包括用于驱动所述光电转换元件的电路元件。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的连接器，其特征在于，

当从侧方观察时，所述弹簧端子形成为倒U字状。

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