DE102004062217B4

DE102004062217B4 - Einstückig eingegossene Abschirmung für elektromagnetische Störungen bei faseroptischen Sende-/Empfangsgeräten

Info

Publication number: DE102004062217B4
Application number: DE102004062217A
Authority: DE
Inventors: Matthew K. Cupertino Schwiebert; R. Sean Sunnyvale Murphy
Original assignee: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2005275407A; JP4624150B2; DE102004062217A1; US7111994B2; US20050213871A1

Abstract

Faseroptisches Modul (10), das folgende Merkmale aufweist:
eine Abschirmung (14) für elektromagnetische Störungen (EMI) wobei die Abschirmung mit einem leitfähigen Netz (22), das kleine Öffnungen zur EMI-Abschirmung und wenigstens eine verglichen mit den kleinen Öffnungen große Öffnung aufweist, die das Einsetzen eines faseroptischen Verbinders durch das leitfähige Netz (22) ermöglicht, und mit leitfähigen Kontaktfingern (26) versehen ist, und
ein erstes Gehäuse (12), das mit der EMI-Abschirmung eingegossen ist.

Description

In dem Maße, in dem Kommunikationsbitraten und die Dichten von faseroptischen Sende-/Empfangsgeräten bei Vernetzungsausrüstung zunehmen, werden mehr EMI (electromagnetic interference – elektromagnetische Störungen) von den optischen Toren abgestrahlt. Eine übermäßige Emission von EMI bewirkt eine Überlagerung mit anderer elektronischer Ausrüstung.
Geringe Kosten bei faseroptischen Sende-/Empfangsgeräten werden durch ein möglichst häufiges Verwenden von spritzgegossenen Kunststoffteilen erreicht. Zusätzlich zu niedrigen Material- und Herstellungskosten ermöglichen spritzgegossene Kunststoffteile Schnappeinpassanordnungen, die die Kosten des Sende-/Empfangsgeräts durch ein Beseitigen von Halterungen und Assemblierungsarbeit weiter verringern. Die Nachteile von spritzgegossenen Kunststoffgehäusen für Sende-/Empfangsgeräte umfassen eine relativ geringe mechanische Festigkeit und ein schlechtes EMI-Verhalten (da der Kunststoff elektromagnetisch durchlässig ist, was es ermöglicht, dass EMI aus dem Sende-/Empfangsgerätmodul durch die Blendenöffnung austreten).
Eine Lösung gemäß dem Stand der Technik verwendet externe Blechabschirmungen bei faseroptischen Sende-/Empfangsgeräten. Es wird jedoch nur der Umfang abgeschirmt, und EMI können direkt durch das Gehäuse und den Ansatz des Sende-/Empfangsgeräts austreten. Außerdem ermöglicht dies, dass EMI aus dem Tor austreten und mit Metallteilen bei Faserverbindern koppeln.
Eine weitere Lösung gemäß dem Stand der Technik verwendet Metallgehäuse bei faseroptischen Sende-/Empfangsgeräten. Metallgehäuse sind kostenintensiver als Kunststoffgehäuse und benötigen oft Halterungen zum Assemblieren, da Einschnappmerkmale bei Metall schwierig zu entwerfen sind. Diese Halterungen verursachen zusätzliche Material- und Arbeitskosten.
Eine weitere Lösung gemäß dem Stand der Technik verwendet Metallklappen, um Vernetzungsausrüstung zu umschließen. Metallklappen lassen jedoch die Gesamtkosten der Ausrüstung steigen, behindern den Zugang zur Wartung und beeinträchtigen die Faserleitung.
Eine weitere Lösung gemäß dem Stand der Technik verwendet interne Blechabschirmungen, die durch den Querschnitt des Kunststoffgehäuses eines faseroptischen Sende-/Empfangsgeräts eingeführt werden. Dies erfordert jedoch eine Perforierung des Gehäuses, was zu einem erheblich reduzierten Gehäusequerschnitt führt, wo die Abschirmung eingeführt ist. Der reduzierte Querschnitt verringert die Festigkeit des Gehäuses beim Biegen, was zu einem Bruch des Gehäuses führt, wenn ein faseroptischer Verbinder einer Seitenbelastung unterworfen ist (d. h. Kräfte, die an die Faser angelegt werden, die senkrecht zu der Längsachse des Sende-/Empfangsgeräts wirken).
Eine weitere Lösung gemäß dem Stand der Technik verwendet ein metallisiertes Kunststoffgehäuse für faseroptische Sende-/Empfangsgeräte. Eine Metallisierung ist jedoch teuer und kann abblättern und die Optikeinrichtung in dem Sende-/Empfangsgerät verunreinigen.
Ein Optikfaser-Sende-/Empfangsgerätmodul, das das Problem des dreifachen Kompromisses zwischen mechanischer Festigkeit, Kosten und einem EMI-Abschirmverhalten löst, wird somit benötigt.
Aus der DE 101 14 143 C2 ist ein opto-elektronisches Modul bekannt, das eine Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen und ein nicht leitfähiges Gehäuse aufweist. Die Abschirmung weist leitfähige Kontaktfinger auf, die ein Abschirmgehäuse kontaktieren, in das das opto-elektronische Modul gesteckt wird. Das Abschirmgehäuse weist weitere leitfähige Kontaktfinger auf, die eine metallische Wand kontaktieren. Die metallische Wand stellt dabei ein Bezugspotential für das Abschirmgehäuse zur Verfügung.
Aus der DE 42 15 456 C2 ist ein leitfähiges Netz als elektromagnetisches Abschirmmaterial bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein faseroptisches Modul und ein Verfahren zum Herstellen eines faseroptischen Moduls mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein faseroptisches Modul gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein faseroptisches Modul ein erstes Gehäuse, das mit einer Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen (EMI) eingegossen ist, eine optoelektronische Unteranordnung, die in dem ersten Gehäuse befestigt ist, und ein zweites Gehäuse, das an dem ersten Gehäuse befestigt ist, um die optoelektronische Unteranordnung zu umschließen. Die EMI-Abschirmung umfasst ein leitfähiges Netz und leitfähige Finger. Das erste Gehäuse umfasst einen nicht leitfähigen Gehäuseboden, nicht leitfähige Gehäuseseitenwände und einen nicht leitfähigen Ansatz, der zumindest eine Verbindersteckbuchse definiert, wobei der Gehäuseboden und die Gehäuseseitenwände durch das Netz der elektrisch leitfähigen EMI-Abschirmung spritzgegossen sind, um mit dem Ansatz einstückig zu sein, und so dass die Finger zumindest teilweise den Ansatz umgeben, um einen Kontakt mit Masse herzustellen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein faseroptisches Modul bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Abschirmung für elektromagnetische Störungen (EMI) bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 und 4 zwei Ansichten eines unteren Gehäuses des faser-optischen Moduls von 1 bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
5 eine optoelektronische Unteranordnung, die bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem unteren Gehäuse der 3 und 4 befestigt ist.
Eine Verwendung der gleichen Bezugszeichen bei unterschiedlichen Figuren zeigt ähnliche oder identische Elemente an.
1 veranschaulicht ein faseroptisches Modul 10 bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem faseroptischen Modul 10 kann es sich um einen Sender, einen Empfänger oder ein Sende-/Empfangsgerät eines beliebigen Formfaktors handeln, wie z. B. ein SFF- (Small Form-Factor – kleiner Formfaktor), ein SFP- (Small Form-Factor Pluggable – kleiner Formfaktor steckbar), ein GBIC- (Gigabit Interface Converter – Gigabitschnittstellenwandler), ein 1x9- oder ein MTRJ- (Multifiber in the Telecom RJ form factor – Mehrfaser bei dem Telekom RJ-Formfaktor) Sende-/Empfangsgerät. Das faseroptische Modul 10 umfasst ein unteres Gehäuse 12, das mit einer Abschirmung 14 für elektromagnetische Störungen (EMI) eingegossen ist, und ein oberes Gehäuse 16, das auf dem unteren Gehäuse 12 befestigt ist, das durch Auslegerhaken 84 gesichert ist.
2 veranschaulicht die EMI-Abschirmung 14 getrennt von dem unteren Gehäuse 12 bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die EMI-Abschirmung 14 umfasst ein elektrisch leitfähiges Netz 22, elektrisch leitfähige Abschirmungsseitenwände 24 um das Netz 22 und elektrisch leitfähige Kontaktfinger 26 (nicht alle etikettiert), die sich von den Abschirmungsseitenwänden 24 erstrecken. Das Netz 22 weist kleine Perforierungen auf, die EMI über den interessierenden Frequenzbereich von einem Austreten durch einen Ansatz 54 (3) des faseroptischen Moduls 10 abschirmen. Das Netz 22 definiert ferner Öffnungen 28 zum Aufnehmen faser optischer Verbinder von einem faseroptischen Kabel. Die Kontaktfinger 26 schirmen EMI ebenfalls von einem Austreten um das faseroptische Modul 10 herum ab, wenn dasselbe an einer Blende einer Hostvorrichtung befestigt ist. Die Kontaktfinger 26 liefern auch einen häufigen physischen Kontakt mit der Blendenöffnung, durch die das Modul eingeführt wird. Normalerweise ist die EMI-Abschirmung 14 durch diesen physischen Kontakt mit der Blende der Hostvorrichtung, die geerdet ist, geerdet. Die EMI-Abschirmung 14 kann aus einem Blech gestanzt oder geätzt werden und dann mit bekannten Blechherstellungstechniken in ihre Endform gefaltet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel stellen die Seitenwände sicher, dass sich die Kontaktfinger in der richtigen Position (entlang der Längsachse des Moduls) befinden, um eine Schnittstelle mit der Blendenöffnung zu bilden, wo dieselben mit Chassismasse in Kontakt sind. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind die Abschirmungsseitenwände 24 nicht nötig, falls die Blende in der gleichen Ebene wie das eingegossene leitfähige Netz 22 ist, so dass bereits ein physischer Kontakt zwischen der EMI-Abschirmung 14 und der Chassismasse besteht.
3 und 4 veranschaulichen die Details des unteren Gehäuses 12, das mit der EMI-Abschirmung 14 bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegossen ist. Ein Gehäuseboden 32 weist Lüftungsöffnungen 34 und Anschlussstiftöffnungen 36 auf. Die Lüftungsöffnungen 34 ermöglichen einen Luftfluss durch das Modul 10 nach einer Assemblierung, um eine Belüftung während der Verwendung zu liefern. Die Anschlussstiftöffnungen 36 liefern einen Zugang für eine elektrische Verbindung mit einer Hostschaltungsplatine in einer Hostvorrichtung. Seitenwände 38 und 40 umfassen beide Vorsprünge 42 zum Ineingriffnehmen von Auslegerhaken 84 (nur einer ist sichtbar) von dem oberen Gehäuse 16. Eine hintere Wand 44 umfasst einen Auslegerhaken 46 zum Ineingriffnehmen der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 16. Eine Basis 48 umfasst zwei U-förmige Ausschnitte 50 zum Ineingriffnehmen einer optoelektronischen Unteranordnung 60 (im Folgenden bei 5 beschrieben). Befestigungsstifte 52 (nur einer ist sichtbar) sind bereitgestellt, um das Modul 10 an einer Hostschaltungsplatine in einer Hostvorrichtung zu befestigen. Ein Ansatz 54 weist zwei Verbindersteckbuchsen 56 zum Aufnehmen eines faseroptischen Verbinders auf. Der Ansatz 54 kann ein beliebiger Verbinderformfaktor sein, einschließlich SC-, LC- und MTRJ-Formfaktoren.
Das untere Gehäuse 12 ist durch das Netz 22 der EMI-Abschirmung 14 spritzgegossen. Zum Beispiel wird eine Form des unteren Gehäuses 12 mit der EMI-Abschirmung 14 geladen, und ein thermoplastisches Material wird in die Form eingespritzt. Das thermoplastische Material fließt durch die Perforierungen des Netzes 40 und bildet ein monolithisches unteres Gehäuse 12 hoher Festigkeit. Genauer gesagt werden der Gehäuseboden 32, die Seitenwände 38 und 40 und die Basis 48 durch das Netz 22 spritzgegossen, um mit dem Ansatz 54 einstückig zu sein, während die Abschirmungsseitenwände 24 und die Kontaktfinger 26 den Ansatz 54 zumindest teilweise umgeben.
5 veranschaulicht eine optoelektronische Unteranordnung 60, die bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem unteren Gehäuse 12 befestigt ist. Die optoelektronische Unteranordnung 60 umfasst eine gedruckte Schaltungsplatine (PCB) 62, eine Optischer-Sender-Unteranordnung 64 (z. B. eine Lichtquelle wie z. B. ein Vertikalresonatoroberflächenemissionslaser), die an der PCB 62 befestigt ist, und eine erste Verbinderschnittstelle (oder ein Sendertor) 66, die an der Senderunteranordnung 64 befestigt ist. Die optoelektronische Unteranordnung 60 kann ferner eine Optischer-Empfänger-Unteranordnung 68 (z. B. einen Photodetektor, wie z. B. eine Photodiode), die an der PCB 62 befestigt ist, und eine Empfängerverbinderschnittstelle (oder ein Empfängertor) 70 umfassen, die an der Empfängerunteranordnung 68 befestigt ist. Jede Verbinderschnittstelle umfasst Umfangsschlitze 72 an ihrer äußeren Oberfläche, die in die U-förmigen Ausschnitte 50 (3) passen. Wenn dieselben in das untere Gehäuse 12 eingesetzt sind, sind die Tore der Verbinderschnittstelle 66 und 70 mit den Öffnungen 28 (2) des Netzes 22 ausgerichtet und gehen durch dieselben hindurch, um faseroptische Verbinder von einem faseroptischen Kabel aufzunehmen. Bei der Verbinderschnittstelle 66 und 70 kann es sich um jeden beliebigen Verbinderformfaktor handeln, einschließlich SC-, LC- und MTRJ-Formfaktoren. Wenn dieselben innerhalb des unteren Gehäuses 12 befestigt sind, ragen Anschlussstifte 74 (nur einer ist etikettiert) der PCB 62 durch Anschlussstiftlöcher 36 (4) hervor, um einen elektrischen Kontakt mit einer Hostschaltungsplatine herzustellen.
Mit erneuter Bezugnahme auf 1 ist das obere Gehäuse 16 auf das untere Gehäuse 12 schnappeingepasst, um die optoelektronische Unteranordnung 30 zu umschließen. Das obere Gehäuse 16 umfasst Lüftungsöffnungen 82 und Auslegerhaken 84 (nur einer ist sichtbar).
Verschiedene andere Anpassungen und Kombinationen von Merkmalen der offenbarten Ausführungsbeispiele liegen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. Zahlreiche Ausführungsbeispiele werden durch die folgenden Ansprüche umfasst.

Claims

Faseroptisches Modul (10), das folgende Merkmale aufweist: eine Abschirmung (14) für elektromagnetische Störungen (EMI) wobei die Abschirmung mit einem leitfähigen Netz (22), das kleine Öffnungen zur EMI-Abschirmung und wenigstens eine verglichen mit den kleinen Öffnungen große Öffnung aufweist, die das Einsetzen eines faseroptischen Verbinders durch das leitfähige Netz (22) ermöglicht, und mit leitfähigen Kontaktfingern (26) versehen ist, und ein erstes Gehäuse (12), das mit der EMI-Abschirmung eingegossen ist.
Modul gemäß Anspruch 1, bei dem die EMI-Abschirmung (14) ferner leitfähige Abschirmungsseitenwände (24) um das Netz (22) herum aufweist, wobei sich die Kontaktfinger (26) von den Abschirmungsseitenwänden (24) erstrecken.
Modul gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das erste Gehäuse (12) durch das Netz (22) der EMI-Abschirmung (14) spritzgegossen ist.
Modul gemäß Anspruch 3, bei dem das erste Gehäuse (12) folgende Merkmale aufweist: einen nicht leitfähigen Gehäuseboden (32); nicht leitfähige Gehäuseseitenwände (38, 40); und einen nicht leitfähigen Ansatz (54), der zumindest eine Verbindersteckbuchse (56) definiert, wobei der Gehäuseboden und die Gehäuseseitenwände durch das Netz (22) der EMI-Abschirmung (14) spritzgegossen sind, um mit dem Ansatz einstückig zu sein, und so dass die Abschirmungsseitenwände und die Kontaktfinger den Ansatz zumindest teilweise umgeben.
Modul gemäß Anspruch 4, das ferner folgende Merkmale aufweist: eine optoelektronische Unteranordnung (60), die in dem ersten Gehäuse befestigt ist; und ein zweites Gehäuse (16), das an dem ersten Gehäuse (12) befestigt ist, um die optoelektronische Unteranordnung (60) zu umschließen.
Modul gemäß Anspruch 5, bei dem die optoelektronische Unteranordnung (60) folgende Merkmale aufweist: eine Schaltungsplatine; zumindest eine optische Unteranordnung, die an der Schaltungsplatine befestigt ist; und zumindest eine Verbinderschnittstelle (64, 68).
Modul gemäß Anspruch 6, bei dem das Netz (22) zumindest eine Öffnung (28) definiert, und die zumindest eine Verbinderschnittstelle (64, 68) an das Netz um die zumindest eine Öffnung zum Aufnehmen eines faseroptischen Verbinders anstößt.
Modul gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem die zumindest eine Verbinderschnittstelle aus der Gruppe ausgewählt ist, die LC-, SC- und MTRJ-Verbinderschnittstellen umfasst.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Modul aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein Small Form Factor Pluggable (SFP – Kleiner-Formfaktor-Steckbares) Sende-/Empfangsgerätmodul, ein Gigabitschnittstellenwandler- (GBIC-) Sende-/Empfangsgerätmodul und ein 1x9-Sende-/Empfangsgerätmodul umfasst.
Verfahren zum Herstellen eines faseroptischen Moduls (10), das folgende Schritte aufweist: – Bilden einer Abschirmung (14) für elektromagnetische Störungen (EMI) wobei das Bilden der Abschirmung folgende Teilschritte aufweist: – Bilden eines leitfähigen Netzes (22), das kleine Öffnungen zur EMI-Abschirmung und wenigstens eine verglichen mit den kleinen Öffnungen große Öffnung aufweist, die das Einsetzen eines faseroptischen Verbinders durch das leitfähige Netz (22) ermöglicht; und – Bilden von leitfähigen Kontaktfingern (26); und Eingießen eines ersten Gehäuses (12) mit der EMI-Abschirmung.
Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem das Bilden einer EMI-Abschirmung (14) ferner ein Bilden leitfähiger Abschirmungsseitenwände (24) um das Netz (22) herum aufweist, wobei das Bilden leitfähiger Kontaktfinger (26) ferner ein Bilden von Kontaktfingern aufweist, die sich von den Abschirmungsseitenwänden (24) erstrecken.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, bei dem das erste Gehäuse (12) durch das Netz (22) der EMI-Abschirmung (14) spritzgegossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem das Spritzgießen eines ersten Gehäuses (12) folgende Schritte aufweist: Bilden eines nicht leitfähigen Gehäusebodens (32); Bilden nicht leitfähiger Gehäuseseitenwände (38, 40); und Bilden eines nicht leitfähigen Ansatzes (54), der zumindest eine Verbindersteckbuchse (56) definiert, wobei der Gehäuseboden und die Gehäuseseitenwände durch das Netz (22) der EMI-Abschirmung (14) spritzgegossen werden, um mit dem Ansatz (54) einstückig zu sein, und so dass die Abschirmungsseitenwände (24) und die Kontaktfinger (26) den Ansatz zumindest teilweise umgeben.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, das ferner folgende Schritte aufweist: Befestigen einer optoelektronischen Unteranordnung (60) in dem ersten Gehäuse (12); und Befestigen eines zweiten Gehäuses (16) an dem ersten Gehäuse (12), um die optoelektronische Unteranordnung (60) zu umschließen.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem die optoelektronische Unteranordnung (60) folgende Merkmale aufweist: eine Schaltungsplatine; zumindest eine optische Unteranordnung, die an der Schaltungsplatine befestigt ist; und zumindest eine Verbinderschnittstelle (66, 70).
Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem das Netz (22) zumindest eine Öffnung (28) definiert und das Befestigen einer optoelektronischen Unteranordnung (60) in dem ersten Gehäuse (12) ein Anstoßen der zumindest einen Verbinderschnittstelle (66, 70) an das Netz um die zumindest eine Öffnung zum Aufnehmen eines faseroptischen Verbinders aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, bei dem die zumindest eine Verbinderschnittstelle aus der Gruppe ausgewählt ist, die eine LC- und eine SC-Verbinderschnittstelle umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei das Modul aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein Small Form Factor Pluggable (SFP- Kleiner-Formfaktor-Steckbares) Sende-/Empfangsgerätmodul, ein Gigabitschnittstellenwandler- (GBIC-) Sende-/Empfangsgerätmodul und ein 1x9-Sende-/Empfangsgerätmodul umfasst.