DE10102461C2 - Schirmblech für steckbare elektrische Bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schirmblech für steckbare elektrische Bauteile, insbesondere opto-elektronische Transceiver nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, opto-elektronische Transceiver steckbar auf einer Leiterplatte anzuordnen. Insbesondere sind steckbare, sogenannte Small-Form-Factor-Pluggable (SFP)-Transceiver kleiner Bauart bekannt, die in einem Gehäuse auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Eine Einkopplung bzw. Auskopp­ lung von infrarotem Licht in den Transceiver erfolgt über eine am Transceiver angeordnete oder mit diesem gekoppelte Steckeraufnahme, in den ein optischer Stecker einsteckbar ist.

Ein entsprechendes Gehäuse ist in Fig. 5 dargestellt. Das Gehäuse 1 umfaßt ein Oberteil 22 (top cage) und ein Unterteil 21 (bottom cage), die rastbar miteinander verbindbar sind und ein Aufnahmegehäuse ausbilden, in das in Richtung des Doppelpfeils A-B ein Transceiver (nicht dargestellt) einsteckbar bzw. aus dem ein Transceiver aussteckbar ist. Gleichzeitig dient das Gehäuse 1 als Schirmblech zur elektromagnetischen Abschirmung des steckbaren Transceivers.

Der Transceiver weist in an sich bekannter Weise opto­ elektronische Wandler wie einen Fabric Perot Laser oder VCSEL-Laser und eine Fotodiode auf. Eine Ein- bzw. Auskopplung von infrarotem Licht zwischen dem Transceiver und einem optischen Netzwerk erfolgt über eine Steckeraufnahme oder allgemeiner einen optischen Port, der im Bereich der Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist.

Das Gehäuseunterteil 21 ist auf einer Leiterplatte 5 befestigt. Weiter ist innerhalb des Gehäuses und unmittelbar auf die Leiterplatte 5 ein elektrischer Stecker 4 montiert, über den der eingesteckte Transceiver mit der Leiterplatte 3 verbindbar ist und in den der Transceiver bei einem Einstecken in das Gehäuse 1 eingesteckt wird.

Zur elektromagnetischen Abschirmung gegenüber Störemissionen ist das Gehäuse im Bereich des optischen Ports als im wesentlichen umlaufendes Schirmblech 3 ausgeführt. In alternativen Ausgestaltungen ist das Schirmblech dabei ein gesondertes Teil, das im Bereich des optischen Ports das Gehäuse umgibt. Zur elektrischen Verbindung mit einem Bezugspotential ist das Schirmblech 3 über Kontaktfedern 31 mit einer nicht dargestellten metallischen Struktur verbunden, etwa der Rückwand eines Gehäuses, das die Platine mit dem Transceiver und weiteren Komponenten enthält. Fig. 6 zeigt schematisch, wie das Gehäuse bzw. Schirmblech durch durch eine solche Rückwand 6 gesteckt ist.

Zur Ausbildung der Kontaktfedern 31 sind in das Schirmblech 3 Aussparungen 32 gestanzt, wodurch Schlitzstrukturen im Schirmblech 3 entstehen. Durch die Schlitzstrukturen ist die Abschirmwirkung des Schirmblechs nachteilig reduziert, da eine unerwünschte Auskopplung von elektromagnetischen Wellen erfolgt. Zusätzlich entstehen zwischen den Schlitzen und der Stirnfläche des Schirmblechs schmale Verengungen 33 (Bottlenecks), die zusätzlich zu einer verstärkten Störemission elektromagnetischer Strahlen führen. Dabei ist besonders nachteilig, daß die Bottlenecks 33 vor der metallischen Struktur der Rückwand und damit außerhalb des Gehäuses des Transceivers liegen und damit ungestört in den Außenraum abstrahlen können.

Aus der US 6066001 A ist ein gattungsgemäßes Schirmblech für ein elektronisches Gerät wie einen Transceiver bekannt, das an einem mantelförmigen Hauptabschnitt Kontaktfedern aufweist, die eine metallische Rückwand eines metallischen Gehäuses kontaktieren. Ein erster Teil des Hauptabschnitts befindet sich dabei innerhalb und ein zweiter Teil des Hauptabschnitts außerhalb der Rückwand bzw. des Gehäuses.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schirmblech für steckbare opto-elektronische Transceiver zur Verfügung zu stellen, das Störemissionen durch elektromagne­ tische Wellen wirkungsvoll unterdrückt und hierzu eine Auskopplung elektromagnetischer Wellen verhindert.

Diese Aufgabe wird durch ein Schirmblech mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Danach zeichnet sich das Schirmblech erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Kontaktfedern durch am Hauptabschnitt stirnsei­ tig angeordnete und auf den Hauptabschnitt zurückgebogene Fortsätze ausgebildet sind und die Enden der zurückgebogenen Fortsätze den Hauptabschnitt dabei in einem rückliegenden Bereich kontaktieren, der bei Kontaktierung der metallischen Struktur durch die Kontaktfedern innerhalb der metallischen Struktur liegt. Der von den Fortsätzen kontaktierte rückliegende Bereich befindet sich insbesondere hinter einer Rückwand der metallischen Struktur.

Die Erfindung ermöglicht es aufgrund der stirnseitigen Anbindung der Kontaktfedern an den Hauptabschnitt, den Hauptabschnitt als ein im wesentlichen kontinuierliches Teil auszubilden, das keine oder nur in verminderter Anzahl Aus­ sparungen, Schlitze, etc. aufweist. Dadurch wird eine Aus­ kopplung elektromagnetischer Wellen wirksam verhindert und eine verbesserte Abschirmung zur Verfügung gestellt.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt insbesondere eine Kaminstruktur des Schirmblechs zur Verfügung, die keine Auskopplung elektromagnetischen Wellen durch Ausnehmungen in der Oberfläche des Schirmblechs zuläßt und eine wirksame Abschirmung gegenüber Störemissionen bereitstellt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird des weiteren verhindert, daß Störpotentiale zunächst über das Schirmblech zur Außenseite, d. h. zu dem Bereich des Schirmblechs, der außerhalb der metallischen Struktur liegt, geleitet werden. Vielmehr werden störende Ströme in den Kontaktfedern durch den rückwartigen Kontakt mit dem Hauptabschnitt in den Innenbereich der metallischen Struktur zurückgeleitet und an der Abstrahlung gehindert. Eine Abstrahlung findet somit im wesentlichen allein innerhalb der metallischen Struktur statt und tritt nicht in den Außenraum, so daß eine verminderte Abstrahlung erreicht wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß in der bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung der Hauptabschnitt des Schirmblechs als im wesentlichen kontinuierliches Teil ausgebildet ist, das keine Aussparungen, Schlitze etc. besitzt. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für Hauptabschnitt, die zusätzlich Schlitze oder andere Aussparungen aufweisen, wobei die Anzahl der Aussparungen durch die Erfindung zumindest reduziert wird.

Weiter wird darauf hingewiesen, daß unter einem Schirmblech im Sinne der Erfindung ein beliebiges Abschirmelement zu verstehen ist, das sich durch eine hohe Leitfähigkeit sowohl für Gleichstrom als auch für Frequenzen bis in den Mikrowellenbereich auszeichnet und damit als Abschirmelement geeignet ist. In der Regel wird das Schirmblech aus einem hoch leitfähigem Blechmaterial bestehen. Jedoch sind auch andere Materialen denkbar.

Der Hauptabschnitt und die die Kontaktfedern ausbildenden Fortsätze sind bevorzugt einstückig, d. h. als ein Teil ausge­ bildet. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Schirmblechs aus einem Teil.

Weiter sind die die Kontaktfedern ausbildenden Fortsätze be­ vorzugt als kammartige, partielle Verlängerungen des aufge­ schnittenen Hauptabschnitts ausgebildet. Damit lassen sich Hauptabschnitt und Fortsätze in einfacher Weise durch Stanzen herstellen. Nach Stanzen eines ebenen Blechteils, das den Hauptabschnitt und die Fortsätze ausbildet, wird der Hauptabschnitt auf die gewünschte Hauptabschnittform und werden die kammartigen Fortsätze um 180° in Richtung der äußeren Oberfläche des Hauptabschnitts gebogen, wodurch die gewünschten Kontaktfedern entstehen, ohne daß der Hauptabschnitt irgendwelche Ausnehmungen oder Schlitze aufweisen würde.

Bevorzugt setzen die zurückgebogenen Kontaktfedern auf den rückliegenden Bereich des Hauptabschnitts, der der mit den Kontaktfedern versehenen Stirnseite abgewandt ist, federn auf, d. h. es wird ein federnder Kontakt zu dem rückwärtigen Bereich des Hauptabschnitts hergestellt. Dieser Bereich befindet sich wie bereits erwähnt innerhalb der metallischen Struktur, die den Transceiver umgibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schirmblech Teil eines zweiteiligen, auf eine Leiterplatte aufsetzbaren Gehäuses zur Aufnahme des elektrischen Bauteils, wobei das Gehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil besteht. Das Oberteil bildet dabei an der Unterkante der Seitenflächen eine Lasche aus, die in einen Schlitz des Unterteils einsteckbar und zur Befestigung von Oberteil und Unterteil umbiegbar ist. Zusätzlich sind am Unterteil federnde Vorsprünge vorgesehen, die am Oberteil anliegen. Hierdurch wird eine verstärkte Abstrahlung im Bereich des durch die Zweiteiligkeit des Gehäuses bedingten Schlitzes verhindert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist innerhalb des Schirm­ blechs zusätzlich ein inneres Schirmblech angeordnet, das mit der inneren Oberfläche des Hauptabschnitts in elektrischem Kontakt steht und beispielsweise den Transceiver zusätzlich abschirmt. Das innere Schirmblech dient dabei zum einen der Anbindung eines metallischen LASER-Flansches an das Schirmblech und damit zur Ableitung von auftretenden Störpotentialen an das Schirmblech. Zum anderen wird durch das innere Schirmblech die wirksame Öffnung des durch den Hauptabschnitt gebildeten "Kamins" und damit der Öffnungsdurchmesser des nichtmetallischen Durchbruchs für LASER- und Empfängerflansch reduziert. Dadurch wird die Cutoff-Frequenz für eventuell durchgreifende elektromagnetische Wellen erhöht und damit die Schirmwirkung im relevanten Frequenzbereich verbessert.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den aufgeschnittenen Hauptabschnitt eines Schirmblechs mit kammartigen Fortsätzen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsge­ mäßen Schirmblechs;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schirmblechs, das in eine Rückwand eingesteckt ist;

Fig. 4a eine perspektivische Ansicht eines zweiteiligen Gehäuses mit einem erfindungsgemäßen Schirmblech;

Fig. 4a eine Detailansicht des Gehäuses der Fig. 4a;

Fig. 5 ein Gehäuse gemäß dem Stand der Technik und

Fig. 6 ein durch eine metallische Rückwand gestecktes Gehäuse gemäß dem Stand der Technik.

Zur Erläuterung der Unterschiede zwischen der Erfindung und dem Stand der Technik war eingangs anhand der Fig. 5 und 6 der Aufbau eines im Stand der Technik bekannten Schirmblechs beschrieben worden.

Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Schirmblech 300 im aufgeschnittenen, abgerollten Zustand. Das Schirmblech 300 besitzt einen Hauptabschnitt 301, der im aufgeschnittenen Zustand gemäß Fig. 1 eine rechteckige Form aufweist. Der Hauptabschnitt 301 weist zwei Stirnseiten 302, 303 auf. Entlang der Stirnseite 302 schließen sich an den Hauptabschnitt 301 kammartig Fortsätze 304 an, die im wesent­ lichen rechteckig ausgebildet sind und linienartige Verlängerungen des Hauptabschnitts 301 darstellen. Der Hauptabschnitt 301 und die Fortsätze 304 sind dabei einteilig ausgebildet und werden bevorzugt als Stanzteil hergestellt.

Das für das Schirmblech 300 verwendete Blech weist eine hohe Leitfähigkeit auf, um eine Auskopplung elektromagnetischen Strahlen möglichst zuverlässig zu verhindern.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schirmblechs 300 wird der Hauptabschnitt 301 zu einer gewünschten Hauptabschnittform gefaltet und dabei die seitlichen Enden des Hauptabschnitts 301 miteinander verbunden. Das Schirmblech 300 erhält dabei bevorzugt eine Quaderform, wobei der Hauptabschnitt 301 durch entsprechendes Falten die vier Längsbegrenzungsflächen eines Quaders ausbildet. Die Fortsätze 304 werden zur Herstellung von Kontaktfedern um 180° nach hinten umgebogen, wobei die Kontaktfedern die Form von Blattfedern aufweisen.

Ein auf diese Weise gefaltetes Schirmblech 300 ist in Fig. 2 dargestellt. Der Hauptabschnitt 301 bildet ein umlaufendes Gehäuse aus, das an beiden Stirnseiten 302, 303 jeweils eine Öffnung 307, 308 aufweist. Beispielsweise umschließt das Schirmblech das Kunststoffgehäuse eines opto-elektronischen Transceivers. Die vordere Öffnung 307 dient dem Anschluß eines optischen Steckers, wobei hierzu im Inneren des Schirmblechs 300 eine an sich bekannte Steckeraufnahme (nicht dargestellt) für einen optischen Stecker angeordnet ist.

Die Steckeraufnahme ist dabei bevorzugt mit einem inneren Schirmblech umgeben (nicht dargestellt), das in einer Ausführungsform in elektrischem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Hauptabschnitts 301 steht. Dagegen weisen die Kontaktfedern 304 selbst bevorzugt keinen direkten Kontakt mit dem inneren Schirmblech auf, da zwischen der Innenseite und der Außenseite des Schirmblechs 301 eine Potentialdiffe­ renz besteht, die auf den Skin-Effekt sowie Laufzeitunter­ schiede zurückzuführen ist.

Die an der Stirnseite 302 des Hauptabschnitts 301 ansetzenden Kontaktfedern 304 sind in Richtung auf den Hauptabschnitt 301 zurückgebogen. Sie sind in einem mittleren Bereich gewölbt und treten an ihrem Ende in elektrischen Kontakt mit dem Hauptabschnitt 301, und zwar in einem rückliegenden Bereich 309 des Hauptabschnitts 301. Bevorzugt liegen die Kontaktfedern dabei federnd auf dem rückliegenden Bereich 309 des Hauptabschnitts 301 auf.

Die Kontaktfedern 304 stehen gemäß Fig. 3 in Kontakt mit einer nicht dargestellten metallischen Rückwand 6 einer geschlossenen metallischen Struktur, die beispielsweise die Rückwand eines Gehäuses ausbildet und das Schirmblech auf ein Bezugspotential legt. In der Rückwand ist eine Öffnung 61 ausgebildet, durch die das Abschirmblech durchsteckbar ist, wobei die Kontaktfedern 304 in elektrischem Kontakt mit der Blechwand 6 treten.

Aufgrund der kontinuierlichen Struktur des Schirmblechs wird die Entstehung sogenannter Bottlenecks verhindert, die bei einem Schirmblech mit Ausnehmungen vorliegen. Ein Bottleneck ist ein "Flaschenhals", ein dünner Steg, der strombegrenzend wirkt und für hohe Frequenzen eine Induktivität darstellt, so daß nachteilig eine erhöhte Abstrahlung erfolgt.

Des weiteren wird darauf hingewiesen, daß gemäß Fig. 3 der rückliegende Bereich 309, in dem die Enden der Kontaktfedern 304 den Hauptabschnitt kontaktieren, im Innenraum IR der metallischen Struktur 6 liegt. Dagegen liegt die Stirnfläche des Hauptabschnitts 301, an dem die Kontaktfdern ansetzen, im Außenraum AR der metallischen Struktur 6.

Durch die diese Ausgestaltung wird verhindert, daß Störpotentiale zunächst über das Schirmblech zur Außenseite, d. h. zu dem Bereich des Schirmblechs, der im Außenraum AR der metallischen Struktur liegt, geleitet werden. Vielmehr werden störende Ströme in den Kontaktfedern 304 durch den rückwartigen Kontakt 309 mit dem Hauptabschnitt 301 zum innenliegenden Teil des Hauptabschnitts 301 und damit in den Innenraum IR der metallischen Struktur zurückgeleitet und an der Abstrahlung gehindert. Eine Abstrahlung findet somit im wesentlichen allein im Innenraum IR der metallischen Struktur statt, wo sie, im Sinne von Emissionen, nicht störend ist, und tritt nicht in den Außenraum AR, so daß eine verminderte Abstrahlung in den Außenraum erreicht wird.

In Fig. 3 ist auch zu erkennen, daß ein erster Teil des Hauptabschnitts 301 im Innenraum IR, also innerhalb der metallischen Struktur angeordnet ist, während ein zweiter Teil des Hauptabschnitts 301 durch die Öffnung 61 der metallischen Rückwand 6 gesteckt ist und in den Außenraum AR ragt.

Fig. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Schirmblech 300 Teil eines zweiteiligen, auf eine Leiterplatte 5 aufsetzbaren Gehäuses zur Aufnahme des elektrischen Bauteils ist, wobei das Gehäuse aus einem Oberteil 22 und einem Unterteil 21 besteht. Zwischen Oberteil 22 und Unterteil 22 verläuft dabei notwendigerweise ein Schlitz 7. Um zu verhindern, daß über diesen Schlitz 7 verstärkt Störstrahlung in den Außenraum abgestrahlt wird, sind zum einen die Seitenwande des Oberteils im Bereich des Schirmblechs 300 bis zur Leiterplatte 5 heruntergezogen.

Zum anderen weisen die Seitenwände des Oberteils 21 in diesem Bereich eine Lasche 81 auf, die in einen entsprechenden Schlitz 82 des Unterteils einsteckbar und zur Befestigung von Oberteil und Unterteil umbiegbar ist. Dies ist in Fig. 4b näher dargestellt. Zusätzlich sind am Unterteil 21 federnd ausgebildete Vorsprünge 83 ausgebildet, die am Oberteil 21 bzw. am Hauptabschnitt 301 des Schirmblechs anliegen. Hierdurch wird eine zusätzliche Schirmwirkung erzielt und die Abstrahlung elektromagnetischer Wellen in den Außenraum weiter reduziert.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht aus das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Wesentlich für die Erfindung ist allein, daß bei einem Abschirmelement die Kontaktfedern durch am Hauptabschnitt stirnseitig ange­ ordnete und auf den Hauptabschnitt zurückgebogene Fortsätze ausgebildet sind und die Enden der zurückgebogenen Fortsätze den Hauptabschnitt in einem rückliegenden Bereich kontaktieren, der bei Kontaktierung der metallischen Struktur durch die Kontaktfedern innerhalb der metallischen Struktur liegt.

Claims (10)

1. Schirmblech für steckbare elektrische Bauelemente, insbesondere opto-elektronische Transceiver, mit einem zumindest teilweise mantelförmigen Hauptabschnitt (301) und am Hauptabschnitt (301) ausgebildeten Kontaktfedern (304) zur Kontaktierung des Schirmblechs mit einer metallischen Struk­ tur, wobei ein erster Teil des Hauptabschnitts innerhalb der metallischen Struktur anordbar und ein zweiter Teil des Hauptabschnitts durch einen Ausschnitt der metallischen Struktur steckbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern durch am Hauptabschnitt (301) stirnsei­ tig angeordnete und auf den Hauptabschnitt (301) zurückgebogene Fortsätze (304) ausgebildet sind und die Enden der zurückgebogenen Fortsätze den Hauptabschnitt (301) dabei in einem rückliegenden Bereich (309) kontaktieren, der bei Kontaktierung der metallischen Struktur (6) durch die Kontaktfedern (304) innerhalb der metallischen Struktur (6) liegt.

2. Schirmblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptabschnitt (301) keine Aussparungen aufweist.

3. Schirmblech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (304) einstückig mit dem Hauptabschnitt (301) ausgebildet sind.

4. Schirmblech nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (304) eine kammartige, partielle Verlängerung des aufgeschnittenen Hauptabschnitts (301) darstellen.

5. Schirmblech nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (304) im wesentlichen rechteckig ausgebildet sind.

6. Schirmblech nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt­ federn (304) an dem rückwärtigen Bereich (309) des Hauptabschnitts (301) federnd aufsetzen.

7. Schirmblech nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schirmblech (300) Teil eines zweiteiligen, auf eine Leiterplatte aufsetzbaren Gehäuses zur Aufnahme des elektrischen Bauteils ist, wobei das Gehäuse aus einem Oberteil (22) und einem Unterteil (21) besteht.

8. Schirmblech nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (22) an der Unterkante der Seitenflächen eine Lasche (81) ausbildet, die in einen Schlitz (82) des Unterteils einsteckbar und zur Befestigung von Oberteil (22) und Unterteil (21) umbiegbar ist.

9. Schirmblech nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Unterteil (21) federnd ausgebildete Vorsprünge (83) vorgesehen sind, die am Oberteil (22) anliegen.

10. Schirmblech nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schirmblechs (300) zusätzlich ein inneres Schirmblech an­ geordnet ist, das mit der inneren Oberfläche des Hauptabschnitts in elektrischem Kontakt steht.