TWI424806B - 用於電氣連接器模組組合之屏蔽元件 - Google Patents

用於電氣連接器模組組合之屏蔽元件 Download PDF

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TWI424806B
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Steven David Dunwoody
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
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    • Y10S439/904—Multipart shell
    • Y10S439/906—Longitudinally divided

Description

用於電氣連接器模組組合之屏蔽元件
本發明係關於一種電氣連接器模組組合，其係配置來減少通過該模組組合之殼體中接縫的電磁干涉洩露。
可拔插模組組合使電子設備或外部裝置之使用者可傳送資料或與其它設備及裝置通訊。該等模組組合一般而言係根據尺寸及相容性之建立標準來建構，例如：小尺寸外型可拔插件(Small Form-factor Pluggable,SFP)、XFP、或四通道小尺寸外型可拔插件(Quad Small Form-factor Pluggable,QSFP)。該等XFP及QSFP標準要求該等模組組合能夠以高速傳輸資料，例如：每秒一百億位元(10 gigabits per second)。當該等訊號傳輸速率增加時，在該等模組組合內之該電路產生較大量之較短波長的電磁能，其增加電磁能通過該等模組組合所形成之任何接縫或缺口的可能性。因此，鄰近之模組組合可能遭遇更多電磁干涉(electromagnetic interference,EMI)，其可中斷、阻礙、或者是降低或限制該等模組組合及附近電路的該有效性能。此外，通過該等接縫或缺口之該能量放射可能引起無線電頻率干涉(radio frequency interference,RFI)，其影響附近之電路及/或接收器。
已有各種建議之裝置用來為電氣設備及連接器屏蔽電磁能。在習知裝置中，如美國專利第5,233,507號及第6,676,137號所述，EMI墊片夾係用來密封在兩壁間形成之縱向缺口，該等壁具有與彼此相鄰之表面。該墊片夾包括U型彎，其具有由此伸出之兩翼。該等兩翼形成一緊密的夾鉗，其係配置來繞著第一壁之厚度彎曲並夾住該第一壁之該等兩個縱向表面。該等兩翼其中之一包括複數個彈簧構件，其係相對該翼向外彎曲，因而係相對該第一壁之該等縱向表面其中之一向外彎曲。當該第一壁係位於一第二壁旁，該等彈簧構件係逆著該第二壁之一表面偏斜，因此可至少部分地密封該缺口。該習知之EMI墊片夾可用與彼此相鄰之兩壁操作，但當該第一壁及第二壁之邊緣與彼此毗鄰時(即，邊緣對邊緣)，該EMI墊片夾可能無法運作。此外，習知之墊片夾(例如上述之該墊片夾)一般而言係小型且當組合該電氣裝置或模組組合時難以操縱或控制。
在一提議之系統中，一模組殼體係藉由將兩殼沿著該等殼之邊緣配合在一起來形成，因此形成可能包括縱向缺口之介面。在建構好該模組殼體後，一自動系統將傳導性彈性體分配進該殼體空穴內以在該等接縫內形成EMI屏蔽。然而，應用此系統可能是昂貴及/或耗時的。
吾人需要減少來自電氣連接器模組組合之EMI洩露，而不會增加該組合之成本或製造該組合所需的時間。
一種電氣連接器模組組合，其包含沿著一介面配合在一起之第一殼及第二殼，該介面係沿著該等殼之長度延伸。該第一殼及第二殼間形成一空穴，其沿著該等殼之長度延伸。該空穴係配置以將一電氣組件固持於其中。該第一殼具有內表面，且包含一較大主體之屏蔽元件係位於沿著該內表面上。該屏蔽元件包括耦合至該較大主體的彈簧構件。該彈簧構件係位於該介面內，且係在該第一殼及第二殼間壓縮。
第一圖係根據一具體實施例所形成之電氣連接器模組組合100的立體圖。該模組組合100包括殼體102，其可由沿著介面110及112與彼此相配或接合之兩個覆蓋外殼104及106形成，第一圖僅顯示其中一部分。該殼104及106可稱為第一殼及第二殼並可具有傳導表面。該模組組合100具前端114、後端116、及空穴108(第五圖)，其自該前端114至該後端116縱向延伸。該前端114係配置成插入插孔組合(未顯示)內之可拔插插件，其係貼附在主機電子系統(例如：電腦)或電子裝置(未顯示)上。該前端114包括電氣組件117，其在第一圖中以電路板118舉例說明，其係配置來與該電子系統或裝置耦合以建立電氣連接。該模組組合100也包括電纜120，其自該後端116延伸進該空穴108內，並用一或多個導體(未顯示)與該電路板118連接在該殼體102內。該模組組合100可用來將資料訊號自一電氣裝置傳達至另一電氣裝置，且更特定言之，係在高頻率下傳達資料訊號，例如：每秒一百億位元(10Gbs)。當在操作時，該等資料訊號經由該電纜120傳輸，且一般而言係對應沿著縱向傳輸軸125之導體並傳輸至該電路板118，其係接合在該插孔組合內。在一具體實施例中，該模組組合100係直接貼附之模組組合100，其配置成小尺寸外型可拔插件(Small Form-factor Pluggable,SFP)、XFP、或四通道小尺寸外型可拔插件(Quad Small Form-factor Pluggable,QSFP)連接器。
此外，該模組組合100可包括一凸出部122，其耦合至該後端116，並有助於將該模組組合100固定及自該插孔組合移除。例如，該凸出部122可耦合至一對可滑動之致動器124及126，該等致動器包括頂出器閂鎖128。該等頂出器閂鎖128接合該插孔組合之側(未顯示)。當該凸出部122以由前往後之方向拉時，該等致動器124及126向後滑動，藉此該等閂鎖128自該插孔組合脫離並允許該模組組合100被移除。
如以下進一步詳細描述者，在此描述之具體實施例使用一屏蔽元件160(第二圖)以減少或避免經由接縫或縱向缺口之電磁干涉(EMI)洩漏，例如可沿著介面110及112延伸之該等接縫或缺口。更特定而言，該等接縫可能發生於彼此毗鄰之殼體組件(例如：該殼104及106)的邊緣。雖然所描述之該等具體實施例係特別參照該模組組合100，該屏蔽元件160可與其它電氣連接器一起使用，其包括接縫或縱向之缺口，且更特定言之，其包括平行延伸並鄰近該傳輸軸125的接縫或縱向缺口。
第二圖係在該殼104及106與彼此相配以形成該模組組合100(第一圖)之前，該殼104及106之分解立體圖。該殼104及106可有一表面開放之插孔形狀。更特定言之，該殼104可包括內部壁130及對立之側壁132與134，其以在該等壁間延伸之該內部壁130相連。在第二圖中，該等對立之側壁132及134形成相對於彼此平行且平行該傳輸軸125延伸之平面。然而，替代之具體實施例可包括側壁132及134，其並非彼此平行也非彼此相對。如在此所示，該內部壁130之該等內表面及該等側壁132與134形成殼內表面162。如第二圖所示，該內部壁130及該等側壁132與134形成一通道，其通常係平行或沿著該傳輸軸125延伸。同樣地，該殼106可包括內部壁140及對立之側壁142與144，其以在該等壁間延伸之該內部壁140相連。儘管並未在此顯示，該等側壁142與144之該等內表面及該內部壁140可形成內表面(未顯示)，其可能具類似該內表面162之形狀且通常也平行或沿著該傳輸軸125延伸。第二圖也顯示，每一該殼104及106分別包括半圓形電纜延伸物152及154，其自該個別殼之該後端116伸出。當該等電纜延伸物152及154連接在一起時，該等電纜延伸物152及154形成應變消除，其包括一開口(未顯示)以接受該電纜120(第一圖)。
此外，每一該等側壁132及134分別具有一相配邊緣136及138，且每一該等側壁142及144分別具有一相配邊緣146及148。當形成該模組組合100(第一圖)後，該等相配邊緣136及138及該等相配邊緣146及148係彼此緊密相配，且當該殼104及106相配在一起時可包括彼此毗鄰之實質上平面的表面。並且，當該殼104及106相配時，該等側壁132及134可形成拴緊孔135，且該等側壁142及144可形成與拴緊孔135排成一列之拴緊孔145。當形成該模組組合100後，該殼106降低至該殼104上，因此該等相配邊緣136及146沿著該介面110(第一圖)連接在一起，且該等相配邊緣138及148沿著該介面112(第一圖)連接在一起。接著，拴緊裝置(例如：螺絲釘)可插入該等排成一列之拴緊孔145及135內並拴緊，致使該殼104及106可緊密相配。儘管該等相配邊緣136、138、146、及148可具有實質上平面之表面，由於該模組組合100之製造工差、潛變、及/或疲乏，或是在該拴緊裝置中之鬆脫，可能在對應之毗鄰相配邊緣間產生缺口。當該等缺口變寬時，該EMI洩漏之風險上升，特別是該等介面110及112之該等部分，其係位於該等拴緊孔135及145之外。
為了減少或避免經由位於沿著該等介面110及112之該等接縫的EMI洩露，該殼104及106之至少一個可具有一屏蔽元件160，其係位於該殼104及/或106中。該屏蔽元件160可由薄片金屬冲壓及形成。或者，該屏蔽元件160可用包括傳導粒子之樹脂以射出成型程序形成。當形成該模組組合100後，該屏蔽元件160係置於該殼104內。接著，在該殼106降低至該殼104上之前，該電纜120(第一圖)及電路板118(第一圖)及/或其它電子電路係置於該屏蔽元件160之上方。第三圖係固持該屏蔽元件160之該殼104的放大立體圖。在第二圖及第三圖中，該屏蔽元件160係位於鄰近該對應殼104之該後端116處，然而在替代之具體實施例中，該屏蔽元件160可置於所提供之該殼104內的任何位置，該屏蔽元件160可如在此描述般作用。
如第三圖中顯示，該屏蔽元件160係緊密符合該殼104之該內表面162。雖然該內表面162具有第三圖之長方形，該內表面162可以為其它形狀或組態。例如，該內部壁130可能係半圓形(凹面或凸面)或像槽之類的形狀，代替實質上之平面。並且，該等側壁132及134可形成相對該內部壁130之非正交角，代替第三圖所示之垂直角。此外，該內表面162及/或內部壁130可能有不同之寬度。在第三圖中，該內表面162及/或該內部壁130具有主要通道寬度W1 及一較小通道寬道W2 ，其中該主要通道寬度W1 係配置成夠寬而使該空穴108可固持該電路板118(第一圖)，且該較小通道寬度W2 係配置成夠寬以接受該纜線120(也顯示於第一圖)。
當該內表面162及/或該內部壁130具有不同之寬度時，該屏蔽元件160可包括複數個區段以調整成該等不同寬度。更特定言之，如第三圖所示，該屏蔽元件可具有一主要區段164及一較小區段165，其係以區段凹槽166部分地分隔。或者，各別之屏蔽元件160可用來代替具多個區段165及164之一屏蔽元件160。該主要區段164包括一較大主體168及橫向延伸物170及172，其以該較大主體168連接並分別沿著該等側壁132及134向上伸出。同樣地，該較小區段166包括一較小主體174及橫向延伸物176及178，其以該較小主體174連接並分別沿著該等側壁132及134向上伸出。
該等橫向延伸物170、172及176、178可形成一彈簧構件180，其向外彎曲並伸入在該等對應相配邊緣(例如：第二圖之相配邊緣136及146)之間的空間內。每一彈簧構件180可能實質上係平面的，且具有一實質上不變之厚度。該彈簧構件180可在一相配轉角182周圍彎曲，其中該等側壁132及134分別與該等對應之相配邊緣136及138相交。更特定言之，該彈簧構件180所形成之平面係相對該對應橫向延伸物形成之平面以建立非正交角。在第三圖中，每一該等橫向延伸物170及172具有彈簧構件180，其包括複數個彈簧觸片181。每一彈簧觸片181係以彈簧凹槽184與該(等)鄰近彈簧觸片181分離。當該缺口沿著該對應介面延伸時，使用複數個彈簧觸片181可負責無法維持一致之缺口。該等彈簧凹槽184之深度可影響壓縮該個別彈簧構件180及對應彈簧觸片181之該必要彈性及/或力量。例如，該彈簧凹槽184可自該彈簧觸片181之外部邊緣延伸以稍微通過該相配轉角182(如第三圖所示)，或是該彈簧凹槽184可進一步向該內部壁130延伸。該等彈簧凹槽184之較大深度一般而言係對應該對應之彈簧構件180及對應之彈簧觸片181的較大彈性。
當該彈簧構件180在該對應介面內壓縮時，每一該等相配邊緣136及138(第二圖)可具有在該(等)對應相配邊緣之該表面內形成的偏移190(如第三圖所示)以產生該彈簧構件180之厚度。此外，該等偏移190可緊密符合在該等缺口內，該等缺口係在該等彈簧觸片181間由該等彈簧凹槽184形成。
第四圖及第五圖舉例說明該等彈簧構件180及對應之橫向延伸物170及172的該力偏移行為。(以下之討論可同樣地應用在彈簧觸片181上。)更特定言之，第四圖顯示該殼104及該屏蔽元件160之一截面，其係沿著第二圖之線4-4截取，且第五圖顯示該等相配殼104及106之截面。(該等偏移190、該較小區段165及伴隨部分、以及該電纜延伸物152已自第四圖及第五圖移去以供舉例說明之目的。)該屏蔽元件160可經塑形而使得該等橫向延伸物170及172可分別逆著該等側壁132及134彎曲，因而形成一干涉配合(interference fit)。當該屏蔽元件160置於該殼104內時，其可形成在該主要區段164之較大主體168及該內部壁130之間的間隔C1 。為形成該模組組合100(第一圖)，當該等拴緊裝置(未顯示)插入該等拴緊孔135及145內時(第二圖)，可應用一相配力FM 以將該殼104及106緊密地併在一起。特別參照該橫向延伸物170及對應之彈簧構件180，當該殼106之該相配邊緣146接觸該彈簧構件180時，該彈簧構件180抵抗或偏斜以對抗一部分之該彈簧構件180所引起之該反抗力，該彈簧構件180係鄰近該側壁132及該橫向延伸物170以自該側壁132向外彎曲。在整個操作該模組組合100期間，將該彈簧構件180及該橫向延伸物170配置來自該側壁132向外彎曲可幫助維持對抗該相配邊緣146之該偏斜力，及/或也可減少該彈簧構件180可塑變形的可能性。
當該等彈簧構件180在該等對應相配邊緣146、136及148、138(第二圖)間壓縮時，該等橫向延伸物170及172之向外彎曲狀態可分別將該主要區段164進一步自該內部壁130移開，因而將該間隔C1 增加至一較大間隔C2 。有各種因素會影響該彈簧構件180、彈簧觸片181、及/或該等橫向延伸物170及172之該力偏移行為。例如，相對該橫向延伸物170或172之該個別彈簧構件180或彈簧觸片181的角度、用來形成該屏蔽元件160之該材料的組合、該屏蔽元件160之厚度、該(等)彈簧凹槽184之深度(第三圖)、及該模組組合100之操作溫度全部皆可影響該等橫向延伸物170與172、彈簧構件180、及/或彈簧觸片181的彎曲程度。
吾人應明白該以上描述係意欲作為舉例說明之用，而非限制本發明。同樣地，該等上述之具體實施例(及/或相關態樣)可彼此結合使用。例如，兩個屏蔽元件160可在殼104內並完全圍繞該空穴108內之電路(第五圖)使用。同樣地，該殼104及106可用一絕緣材料製成。並且，一屏蔽元件160可置於該殼104內，且一附加之屏蔽元件160可置於該殼106內。當該殼104及106緊密配合在一起時，該等彈簧觸片181可能係相錯式的，致使每一彈簧觸片181係自該其它屏蔽元件160處而鄰近或在兩彈簧觸片181間。此外，在此描述之該等尺寸、材料類型、該等各種組件之定位、及該等各種組件之數目及位置係意欲支援某些具體實施例的參數，其僅作為示範之具體實施例而非用來限制本發明。例如，該彈簧構件180/彈簧觸片181可自該相配轉角182以各種長度伸出，及/或該等彈簧凹槽184可具有在一屏蔽元件160內不同之深度。此外，若該彈簧構件180包括複數個彈簧構件181，該等彈簧觸片181可具有相對該對應之橫向延伸物的不同角度。
100．．．電氣連接器模組組合
102．．．殼體
104．．．殼
106．．．殼
108．．．空穴
110．．．介面
112．．．介面
114．．．前端
116．．．後端
117．．．電氣組件
118．．．電路板
120．．．電纜
122．．．凸出部
124．．．致動器
125．．．傳輸軸
126．．．致動器
128．．．頂出器閂鎖
130．．．內部壁
132．．．側壁
134．．．側壁
135．．．拴緊孔
136．．．相配邊緣
138．．．相配邊緣
140．．．內部壁
142．．．側壁
144．．．側壁
145．．．拴緊孔
146．．．相配邊緣
148．．．相配邊緣
152．．．電纜延伸物
154．．．電纜延伸物
160．．．屏蔽元件
162．．．內表面
164．．．主要區段
165．．．較小區段
166．．．區段凹槽
168．．．較大主體
170．．．橫向延伸物
172．．．橫向延伸物
174．．．較小主體
176．．．橫向延伸物
178．．．橫向延伸物
180．．．彈簧構件
181．．．彈簧觸片
182．．．相配轉角
184．．．彈簧凹槽
190．．．偏移
C1 ．．．間隔
C2 ．．．間隔
W1 ．．．寬度
W2 ．．．寬度
第一圖係根據一具體實施例所形成之一電氣連接器模組組合的一立體圖。
第二圖係兩殼之一分解圖，其可用來形成第一圖所示之該模組組合。
第三圖係第二圖之一殼的一放大立體圖。
第四圖係在該等兩殼相配在一起前第二圖所示之該等殼的一橫截面。
第五圖係在該等兩殼相配在一起後第二圖所示之該等殼的一橫截面。
100．．．電氣連接器模組組合
102．．．殼體
104．．．覆蓋外殼
106．．．覆蓋外殼
110．．．介面
112．．．介面
114．．．前端
116．．．後端
117．．．電氣組件
118．．．電路板
120．．．電纜
122．．．凸出部
124．．．致動器
125．．．傳輸軸
126．．．致動器
128．．．頂出器閂鎖

Claims (4)

  1. 一種電氣連接器模組組合，其包含沿著一介面(110,112)相配在一起之第一殼及第二殼(104,106)，該介面係沿著該等殼之長度延伸，該第一殼及第二殼間形成空穴(108)，其沿著該等殼之長度延伸，該空穴係配置以將一電氣組件固持於其中，其特徵為：該第一殼具有內表面(162)，包含一較大主體(168)之屏蔽元件(160)係位於沿著該第一殼之內表面上，該屏蔽元件包括耦合至該較大主體的彈簧構件(180)，該彈簧構件係位於該介面內，且係在該第一殼及第二殼間壓縮。
  2. 如申請專利範圍第1項之模組組合，其中該第一殼包括內部壁(130)及以該內部壁相連在一起之對立的側壁(132,134)，該屏蔽元件之較大主體係沿著該內部壁延伸並在該較大主體及該內部壁間形成間隙(C1 ,C2 )。
  3. 如申請專利範圍第1項之模組組合，其中該第一殼包括內部壁(130)及以該內部壁相連在一起之對立的側壁(132,134)，且該屏蔽元件進一步包括以該較大主體連接之對立的橫向延伸物(170,172)，該較大主體係沿著該內部壁延伸且每一該等橫向延伸物係沿著該等對立側壁之其中之一對應壁向上伸出。
  4. 如申請專利範圍第1項之模組組合，其中該屏蔽元件包括由區段凹槽(166)所形成之一主要區段(164)及一較小區段(165)，其中該等主要及較小區段具有不同寬度(W1 ,W2 )。
TW097143622A 2007-11-29 2008-11-12 用於電氣連接器模組組合之屏蔽元件 TWI424806B (zh)

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