CN104813208A - 板连接器 - Google Patents

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Abstract

光电板载连接器(2)包括：在基板(63)上的光电元件(91)以及用于在光电元件与互补的光缆连接器之间传输光信号的光耦合器件(71)。该光耦合器件包括具有接触面(82)和下面(88)的棱镜(81)，以及分别将下面与相对布置的光电元件间隔开的两个或更多个支撑件(79)。每个支撑件都包括附接到基板的一个或多个支脚(72)。

Description

板连接器
技术领域
本发明涉及一种板连接器，其用于将诸如光缆连接器的互补的第二连接器与诸如印刷电路板的基板连接。该连接器包括安装到印刷电路板上的一个或多个元件，诸如用于接收光信号以将其引导到位于基板上的变换器的光耦合器件。
背景技术
当使互补的第二连接器与板连接器接合时，板连接器的内部件会移位。信号传输所涉及到的内部元件的位置的微小变化会导致实质上丧失信号完整性。例如，这些内部件能够借助粘合剂安装到板上。这产生了粘合剂中的剪切应力。
该问题尤其发生于光缆连接器，为了实现精确的定位和可靠的固定，光缆连接器必须压靠在光接收元件上。
本发明的目的是提供以可靠的、稳定的方式固定板连接器元件的位置的更加可靠的方法。
发明内容
公开了一种光电板载连接器，包括：
-光电元件，诸如VCEL和/或PIN二极管以及关联的驱动器和电路；
-光耦合器件，用于在诸如收发机板的基板上的光电元件与互补的光缆连接器之间引导光信号，
●其中所述光耦合器件包括具有接触面和下面的棱镜；
●其中所述光耦合器件还包括两个或更多个支撑件，所述两个或更多个支撑件分别将所述下面与相对布置的光电元件间隔开；
●其中每个支撑件包括附接到基板的一个或多个支脚。
支撑件精确地将所述下面与光电元件以理想距离间隔。在与互补连接器配合或不配合的期间，所述支脚同样实现了到基板的稳固的、可靠的附接。
在使用中，第一阵列的每个透镜朝向互补的光缆连接器的关联光纤的末端。
例如，光电元件能够定位到收发机的底面上，诸如内连接器板或基板。
例如，每个支撑件可以包括在平面图中限定光耦合器件的H形状的两个相反延伸的支脚。每个支脚能够用于平衡通过抵靠光耦合器件推动互补连接器所施加的力。
通常，连接器将包括壳体，壳体内放置有光耦合器件和光电元件。为提高散热性，壳体可由导热材料制成。
例如，光电元件可以包括VCEL(垂直腔面发射激光器)，和/或PIN光二极管，VCEL能够接收和发射光信号，PIN光二极管仅能够接收来自光耦合器件的相对布置的透镜阵列的光信号。VCEL和PIN二极管由驱动器来控制，驱动器产生热。如果驱动器位于光耦合器件支撑件的支脚之间，则驱动器距关联的光电元件距离较短，而产生的热能够有效地散出。
如果壳体包括内表面，其轮廓适于以不留有大气隙的方式提供与驱动器的上表面的紧密接触，则能够进一步优化散热性。气隙大幅地降低散热性。为了避免气隙的存在，导热的气隙填充材料能够施加在驱动器与壳体内表面之间。适合的气隙填充材料为例如Laird Technologies的和
支撑件和光耦合器件的支脚能够例如通过粘合剂与基板结合，粘合剂诸如UV可固化或热可固化粘合剂，例如UV可固化或热可固化环氧粘合剂或其混合物。
在具体的实施例中，光耦合器件的棱镜可以包括处于一定角度的光反射背面，其将来自接触面的第一阵列的每个透镜的光信号引导到棱镜下表面处的第二阵列的关联透镜。
为了将光耦合器件和互补的线缆连接器对准，光耦合器件可以包括例如对准特征，诸如对准销，其位于第一透镜阵列的两侧，对准特征与互补的线缆连接器的对应的对准特征匹配。例如，光耦合器件的对准特征可以包括沿与接触面成直角的方向延伸的平行的对准销。
任选地，支撑件具有轮廓适于与互补的线缆连接器的闩锁配合的侧面。
在具体的实施例中，光耦合器件的支撑件可以设有平坦的顶面，以使得能够使用真空喷嘴拾放系统，用于在装配过程中定位光耦合器件。
附图说明
下面将参考附图对本发明进行进一步说明。
图1A：示出了具有互补的第二连接器的连接器的示例性实施例；
图1B：示出了处于装配后状态的图1A中的两个连接器；
图2A：以分解视图示出了图1的第二连接器；
图2B：以立体剖视图示出了图2A的连接器的线缆连接；
图3A：以立体图示出了关于图1的连接器的光耦合器件的内部构造；
图3B：以分解视图示出了图3A的构造；
图3C：详细地示出了图3A的光耦合器件的安装部；
图4A：示出了图3A的光耦合器件的细节；
图4B：以立体后视图示出了图3A的光耦合器件；
图4C：以俯视图示出了图3A的光耦合器件；
图4D：以仰视图示出了图3A的光耦合器件；
图5A：以前视图示出了第二连接器；
图5B：以前视图示出了在与第一连接器连接期间的第二连接器；
图6A：以剖视图示出了恰在配合之前的图1的连接器和互补连接器；
图6B：以沿着竖直平面的剖视图示出了恰在配合之后的图1的连接器和互补连接器；
图7A：以沿着水平平面的剖视图示出了配合期间的两个连接器；
图7B：以沿着水平平面的剖视图示出了配合之后的两个连接器；
图8A：以沿着水平平面的剖视图示出了断开连接期间的两个连接器；
图8B：以沿着水平平面的剖视图示出了在断开连接之后的两个连接器；
图9A：示出了光耦合器件的可替代实施例；
图9B：示出了光耦合器件的可替代实施例；
图9C：示出了光耦合器件的可替代实施例。
具体实施方式
图1A和图1B示出了板连接器2和互补的光缆连接器3的连接器组件1的示例性实施例。在图1A，光缆连接器3沿配合方向A移动以便连接到板连接器2，如图1B所示。
光连接器3包括位于光缆末端(未示出)的插头4。在图2A中以分解视图示出了插头4，插头4包括类似橡胶材料制的矩形线缆折弯减压件7，保持光缆的末端以保护光纤以免由于弯曲而过应力。线缆保持件7部分地插入套管9中的匹配的矩形开口8。矩形开口8的两侧有两个圆筒形开口11，每个圆筒形开口保持压缩弹簧12的一端。较小直径的开口13从圆筒形开口11同轴地延伸到套管9的相反端14。该端暴露光纤15的末端(参见图5B)。台肩16形成在较大开口11与较小开口13之间。压缩弹簧12抵接台肩16。
套管9具有中央开口17，该中央开口填充有将光纤末端固定在套管9内的固化粘合剂。
套管9被释放构件20盖住。释放构件20是由例如有弹力的高弹性材料制成的单一件，并且包括隐藏套管9的端部14的遮板21。如图5a和图5B所示，遮板21由上板片22和下板片23形成，当线缆连接器3连接到板连接器2时，上板片和下板片能够分开以露出光纤15。上板片22和下板片23朝向彼此，边缘设置有产生缝隙25的间隔件24。
释放构件20还包括位于套管9的横向两侧的U形的有弹力的桥接件26。U形桥接件26将板片22、23朝向彼此偏置。在该位置上，遮板21闭合光纤15的末端，从而保护光纤末端以免遭受湿气、灰尘和机械冲击。
释放构件20的上连结板27覆盖套管9的上侧。类似地，下连结板28设置在套管9的下侧下方。上连结板27的一端通过以镜像方式背对背对称布置的两个镜像的C形的有弹力的构件29而弹性地连接到两个U形桥接件26和上板片22的上端。类似地，下连结板28的一端通过两个类似镜像的C形的有弹力构件31而弹性地连接到两个U形桥接件26和下板片23的下端。
在插头4的线缆侧，释放构件20的上连结板27连接到拉环32，用户可以拉动拉环32以将线缆连接器3断开连接，如下面将要说明的。
线缆连接器3还包括锁定装置36(参见图1A)，锁定装置36具有盒形主体37，盒形主体37具有接纳套管9的开口侧38和具有线缆通道41的闭合侧39。主体37的上面42覆盖释放构件20的上连结板27，而主体37的下面43覆盖释放构件20的下连结板28。
锁定装置36具有指向配合方向A从主体37延伸出的两个对称布置的镜像闩锁44。闩锁44覆盖套管9的侧面和释放构件20的U形桥接件26。
套管9的前端19略宽。主体37的开口侧38边界加有衬圈45，用于围住套管9的加宽的前端19以限制套管相对于释放构件的滑动运动(参见图8A)。
闩锁44具有自由端，该自由端设有凸轮46。两个凸轮46指向彼此且在配合方向A上从遮板21伸出一定距离。释放构件20的上连结板27和下连结板28设置有脊状件40，在遮板与锁定装置36之间形成迷宫式结构(labyrinth)，从而保护尤其是光耦合器件71的内部件免于灰尘。在内部，压缩弹簧12压缩在台肩16与锁定装置36的主体37的内表面之间。
释放构件20的上连结板27和下连结板28均设置有中央突起47，该中央突起能够分别沿配合方向A在主体37的上侧和下侧的狭缝48中移动(参见图8A和图8B)。
锁定装置36由两个相同的成角度部件51形成，两个成角度部件均具有形成锁定装置36的横侧的短侧52以及形成锁定装置36的顶侧和底侧的长侧53。部件51的短侧52和长侧53成直角。闩锁44从短侧延伸出。短侧52具有与较长侧53的一端连接的一个侧边缘，而相反的侧边缘包括两个平行的立柱54，立柱能够按扣到另一成角度部件51的较长侧53的匹配开口56中以形成装配后的锁定装置36。通过弹性带57将两个部件51保持在一起。
如图所示的板连接器2的示例性实施例是收发机，其上盖61具有四个螺接到矩形下壳体部62上的角部，矩形下壳体部保持内部收发机板63，内部收发机板63承载光耦合器件71的光电元件91和支脚72(参见图3A)。板连接器2安装到安装于诸如印刷电路板的基板70上的插座65中(参见图1A)。上盖61包括外壳64，其一侧具有用于接纳线缆连接器3的接纳开口66。外壳64的顶侧67从带接纳开口66的一侧向着外壳64的相反侧向下倾斜。具有两个相对的挤压夹持件69的锁定环68被置于外壳64之上以将板连接器2锁定在插座65中。
在图3A和3B中示出了板连接器2的内部件。光耦合器件71位于基板63上，以便当光耦合器件被接纳在板连接器2中时面向光连接器3的光纤15。光耦合器件71包括两个支脚72。两个支脚72都具有填充有固化粘合剂74的两个开口73，固化粘合剂包住安装到内部连接器基板63上的锚固元件76(参见图3C)。除了粘合剂中的内部剪切应力和粘合剂与基板之间的剥离应力之外，当连接器2、3连接或断开连接时施加到光耦合器件71上的力还作为压缩应力和弯曲应力被锚固元件吸收。这样，锚固元件76利于光耦合器件71的更加可靠的固定。在图3C所示的实施例中，锚固元件76是通过两个电容器支脚78安装到板上的电容器77。
在支脚72之间，光耦合器件71承载了夹住棱镜81的两个矩形柱79。棱镜81具有平坦的前面82，当连接器2、3连接时，透镜83阵列朝向线缆连接器3的相应的光纤端部16。透镜83阵列的两侧有从柱79延伸出的两个对称布置的平行栓钉84。栓钉84起到当光缆连接器3连接到板连接器2时打开光缆连接器3的遮板21的作用。
棱镜81的后侧(参见图4B)具有竖直下部86和光反射上部87，光反射上部以一角度倾斜以将经由透镜83进入棱镜81的光向下偏转到底部88，其中光经由透镜89的第二阵列离开光耦合器件71(参见图4D)。第一阵列的每个透镜83将光信号传输到第二阵列的单个透镜89。然后，通过棱镜81底侧下方的位于基板63上的诸如VCEL或PIN光二极管的光电元件91来接收光(参见图3A)。光电元件91将光信号变换成电子信号以便经由印刷在基板63上的电路(未示出)来传输。
柱的顶部80构造为平坦的、基本水平的表面且适于与自动真空喷嘴拾放系统一起使用。
在支脚72的一侧，两个柱79具有竖直的脊状件94(参见图4C和图7A)，用于在光连接器3与板连接器2连接时与锁定装置36的闩锁44配合，如下面说明的。
图6A以剖视图示出了恰在连接之前线缆连接器3靠近板连接器2。上盖61的接纳开口66由通过铰链101连接到接纳开口66的下边缘的折片100关闭，铰链101允许折片100在关闭接纳开口66的第一位置(如图6A所示)和折片100朝向光耦合器件71向后折叠的第二位置之间移动。扭簧110将折片100偏置到关闭位置，在该位置上折片100抵接位于接纳开口66的边缘处的止挡件102。
VCEL或PIN光二极管91包括产生热的驱动器105。上盖61的内部的轮廓适于以如下方式紧密接触驱动器105的上表面：在上盖61与这些相应的表面之间没有留有气隙。这使能经由上盖61有效散热。上盖61包括抵靠光耦合器件的背面装配且覆盖驱动器105的向内突出的竖直边缘111。通过在驱动器和上盖的内表面之间施加气隙填充材料，能够避免气隙和夹杂物。
当将线缆连接器3插入到板连接器2的接纳开口66中时，折片100向下折叠，插头4朝向光耦合器件71推动，直至遮板21撞到栓钉84。栓钉84是圆柱形的，具有平坦的上侧和下侧(参见图4A)，上侧和下侧的尺寸定为楔入遮板的上板片22和下板片23之间的缝隙25。结果，迫使上板片22和下板片23克服释放构件20的有弹力的U形桥接件26的作用而分开。在该位置上，露出光纤末端15(参见图5B)。将插头4进一步推入板连接器3会将栓钉84插入套管9中的较小直径的开口13(也参见图7A)。栓钉84被定尺寸为紧密地装配在开口13内以使光纤末端15能够相对于光耦合器件71的透镜83非常精确地定位(参见图7A)。
在图7a和图7B中从上方示出了配合过程。在定位期间，闩锁44的凸轮46的相应的接触面103遇到光耦合器件71的平行接触面114和竖直的横向脊状件94。同时，套管9的外端遇到光耦合器件71的紧邻栓钉84的间隔件106。间隔件106被定尺寸为以距光耦合器件71的透镜83期望距离非常精确地间隔光纤末端15，形成均匀宽度的间隙107。虽然套管9被间隔件106止挡，但是能够克服压缩弹簧12的作用而进一步向内推动锁定装置36，直到闩锁44的凸轮46钩在脊状件94后面，防止连接器2、3的非故意断开连接。在该位置上，压缩弹簧12抵靠光耦合器件71施加挤压插头4的持续的压力，将光纤末端15相对于透镜83固定，这有利于连接器系统的整体可靠性。
通过拉动拉环32，能够将连接器2、3断开连接。在锁定位置上，连接器2的接触端以不能通过拉动拉环32来使遮板板片移动而分开的方式装配在板连接器3的内表面之间。C形的有弹力的构件29、31的镜像对被拉伸，而锁定装置36和套管9保留在适当位置上。闩锁44具有倾斜底座108，该底座形成释放构件20的推动部109的接触面。推动部109位于C形的有弹力的构件29、31分别与上连结板27或者与下连结板28相连的点处。推动部109从上连结板27和下连结板28伸出一横向距离。推动部109挤压闩锁44的接触面108。结果，闩锁44被推开，最终从脊状件94脱钩。现在，允许压缩弹簧12和C形的有弹力的构件29、31松弛。锁定装置36被弹簧12向后推。这有利于更容易移除线缆连接器3。
在图9A-9C中示出了光耦合器件的可替代实施例。这些实施例具有仅在相应的支撑件的仅一侧延伸的支脚。在图9A中，耦合器件120包括相反延伸的支脚。在图9B和图9C中，支脚分别沿接触面的方向(图9C)以及沿相反的方向(图9B)延伸。

Claims (14)

1.光电板载连接器(2)，包括：基板(63)上的光电元件(91)以及用于在所述光电元件与互补的光缆连接器之间传输光信号的光耦合器件(71)，
●其中所述光耦合器件包括具有接触面(82)和下面(88)的棱镜(81)；
●其中所述光耦合器件还包括分别将所述下面与相对布置的光电元件间隔开的两个或更多个支撑件(79)；
●其中每个支撑件都包括附接到所述基板的一个或多个支脚(72)。
2.根据权利要求1所述的连接器，包括承载所述光电元件和所述光耦合器件(71)的所述支撑件的连接器板。
3.根据权利要求1或2所述的连接器，其中，所述两个或更多个支撑件(79)的所述支脚(72)是平行的。
4.根据权利要求3所述的连接器，其中，每个支撑件(79)包括在平面图中限定所述光耦合器件(71)的H形状的两个相反延伸的支脚(72)。
5.根据前述任一项权利要求所述的连接器，其中，所述基板上的所述光电元件(91)包括具有驱动器(105)的VCEL和/或PIN光二极管，所述驱动器布置在所述光耦合器件支撑件的所述支脚(72)之间。
6.根据权利要求5所述的连接器，包括壳体，所述壳体具有内表面，所述内表面的轮廓适于提供与所述驱动器(105)的上表面的紧密接触。
7.根据权利要求6所述的连接器，其中，导热气隙填充材料施加在所述驱动器的表面与壳体内表面之间。
8.根据前述任一项权利要求所述的连接器，其中，所述棱镜(81)包括光反射背面(87)，所述光反射背面处于一定角度以将来自所述接触面的第一阵列的各透镜的光信号引导到棱镜的下表面(88)处的第二阵列的关联透镜。
9.根据前述任一项权利要求所述的连接器，其中，所述光耦合器件(71)包括位于第一透镜阵列两侧的对准特征，所述对准特征(83)与互补的线缆连接器的对应的对准特征匹配。
10.根据权利要求9所述的连接器，其中，所述光耦合器件(71)的所述对准特征包括沿与所述接触面成直角的方向延伸的平行的对准销(83)。
11.根据前述任一项权利要求所述的连接器，其中，所述支撑件(79)具有侧面，所述侧面的轮廓适于与互补的线缆连接器的闩锁(44)配合。
12.根据前述任一项权利要求所述的连接器，其中，所述支撑件(79)设有平坦的顶面(80)。
13.根据前述任一项权利要求所述的连接器，其中，所述接触面包括透镜(83)的第一阵列，每个透镜被配置为朝向互补的线缆连接器的单个光纤末端。
14.根据前述任一项权利要求所述的连接器，其中，所述光耦合器件的所述下面设有透镜(89)的第二阵列，其中第二阵列的每个透镜与相对布置的关联光电元件间隔开。
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