TWI452370B - Connector - Google Patents

Description

連接器

本發明為連接器，尤其是關於藉由光纖傳送訊號時所使用之連接器。

作為習知連接器，例如，已知專利文獻1揭示之連接器。圖10係專利文獻1揭示之連接器500之剖面構造圖。

連接器500，如圖10所示，具備插頭502及插座506。插頭502係設在光纖508之一端。插頭502從上方安裝在插座506。插頭502包含插頭側外殼526、受發光元件536及插頭側殼體580。插頭側外殼526係藉由樹脂材製作。受發光元件536為半導體元件，安裝在插頭502。金屬構件580覆蓋插頭側外殼526之表面。以上述方式構成之受發光元件536被金屬構件580覆蓋，因此不易受到來自外部之雜訊之影響。

插座506包含插座側外殼566。插座側外殼566係藉由樹脂材製作。此處，插頭502係藉由插頭側外殼526嵌合於插座側外殼566而安裝於插座506。

然而，在連接器500，由於插頭側外殼526與插座側外殼566係藉由樹脂材製作，因此僅具有低耐久性。因此，由於插頭502從插座506反覆地拆裝，因此插頭側外殼526與插座側外殼566摩耗，會有插頭502變得容易從插座506脫落之問題。

專利文獻1：日本特開2006-215348號公報

因此，本發明之目的在於提供一種保護光電轉換元件免受雜訊影響且具有高耐久性之連接器。

本發明之一形態之連接器，具備：設在光纖之一端之插頭；以及該插頭從上方安裝之插座；該插頭，包含：光電轉換元件，係由未被金屬盒覆蓋之半導體元件構成；以及金屬構件，係設成覆蓋該光電轉換元件之上側；該插座包含用以固定該插頭之金屬筐體；該插頭與該插座僅藉由該金屬構件與該金屬筐體卡合而固定。

根據本發明，能提供一種保護光電轉換元件免受雜訊影響且具有高耐久性之連接器。

以下，參照圖式說明本發明實施形態之連接器。

(連接器之概略構成)

首先，說明本發明一實施形態之連接器之概略構成。圖1係本發明一實施形態之連接器1之外觀立體圖。圖2係使插頭10從連接器1分離後之外觀立體圖。圖3係插頭10之分解立體圖。圖4係插座20之分解立體圖。圖5係顯示金屬筐體21與電路部30構裝於電路基板40之情形之圖。

如圖1及圖2所示，連接器1具備插頭10、插座20、電路部30及電路基板40。插頭10係設在光纖50之一端，將光訊號轉換成電氣訊號或將電氣訊號轉換成光訊號。以下，將光纖50延伸之方向定義成x軸方向，將上下方向定義成z軸方向，將與x軸方向及z軸方向正交之方向定義成y軸方向。x軸方向、y軸方向及z軸方向彼此正交。

電路基板40在表面及內部具有電路，如圖1及圖5所示，具有與xy平面平行之構裝面43。又，在電路基板40之構裝面43設有孔41。孔41係以在y軸方向之正方向側之邊附近及y軸方向之負方向側之邊附近彼此對向之方式設在構裝面43。插座20及電路部30從x軸方向之正方向側朝向負方向側依序排列地構裝在電路基板40。

光纖50係藉由被覆52及芯線54構成。芯線54係藉由玻璃或由樹脂構成之芯部及包層構成。被覆52為丙烯酸系、環氧系、尼龍系、聚酯彈性體或非鹵素樹脂之任一者，被覆芯線54。在光纖50之x軸方向之負方向側之端部，如圖3所示，被覆52被除去而露出芯線54。

插頭10，如圖3所示，具有光電轉換元件12、搭載部13、套圈17及金屬構件18。光電轉換元件12為由未被金屬盒覆蓋之半導體元件構成之受發光元件。亦即，光電轉換元件12為裸晶片。

搭載部13係藉由基板11、密封樹脂15、外部端子16a,16b、端子部19a,19b及通孔V1,V2構成。

基板11為呈長方體狀之樹脂基板。在基板11之x軸方向之正方向側之側面上，如以下說明，構裝有光電轉換元件12。

外部端子16a,16b係從y軸方向之正方向側朝向負方向側依序排列設置於基板11之x軸方向之負方向側之側面。端子部19a,19b係從y軸方向之正方向側朝向負方向側依序排列設置於基板11之x軸方向之正方向側之側面。此處，外部端子16a與端子部19a對向，藉由通孔V1連接。外部端子16b與端子部19b對向，藉由通孔V2連接。又，在端子部19a上構裝有光電轉換元件12。再者，端子部19b與光電轉換元件12係使用引線X藉由引線接合電氣連接。

密封樹脂15由透明樹脂構成，將構裝於基板11之光電轉換元件12加以密封。藉此，光電轉換元件12被埋入搭載部13。

套圈17為呈長方體狀之樹脂構件。套圈17在使芯線54與光電轉換元件12對向之狀態下將光纖50與搭載部13固定。在套圈17設有凹部A及孔H。凹部A係藉由套圈17之x軸方向之負方向側之側面凹陷而形成。藉此，在凹部A嵌入有密封樹脂15，搭載部13固定在套圈17。孔H為呈圓柱狀之空洞，設成從套圈17之x軸方向之正方向側之側面往x軸方向之負方向側延伸並往凹部A貫通。因此，芯線54從x軸方向之正方向側插入孔H，藉此光電轉換元件12與光纖50對向且光學連接。

金屬構件18，係設成從z軸方向之正方向側(上方)覆蓋光電轉換元件12。金屬構件18覆蓋搭載部13及套圈17之z軸方向之正方向側(上側)之面與y軸方向之正方向側之側面及y軸方向之負方向側之側面。又，在金屬構件18，如圖2及圖3所示，設有凹部80,81,82,83。凹部80及凹部81，如圖2所示，係藉由金屬構件18之y軸方向之正方向側之側面凹陷而設置。凹部80係設在較凹部81更靠x軸方向之正方向側。凹部82及凹部83，如圖3所示，係藉由金屬構件18之y軸方向之負方向側之側面凹陷而設置。凹部82係設在較凹部83更靠x軸方向之正方向側。

插座20，如圖4所示，具有金屬筐體21、彈簧端子23a,23b及絕緣部25，構裝於電路基板40上。插頭10從z軸方向之正方向側(上方)安裝於插座20。

金屬筐體21為用以固定插座10之筐體，從z軸方向之正方向側(上方)觀察時，呈包圍插座10之周圍之形狀(亦即口字型)。金屬筐體21包含固定部29及彈簧構件70,71,72,73，係藉由口字型之一片金屬板折曲而構成。更詳細而言，藉由金屬板之x軸方向之正方向側之邊與y軸方向之正方向側之邊與y軸方向之負方向側之邊朝向z軸方向之負方向側折曲，構成金屬筐體21。固定部29係藉由金屬板之y軸方向之正方向側及y軸方向之負方向側之邊之一部分往z軸方向之負方向側折曲而構成，在金屬筐體21之y軸方向之正方向側之側面及y軸方向之負方向側之側面位有x軸方向之負方向側之端部。固定部29，如圖1及圖2所示，壓入至電路基板40之孔41。藉此，插座20安裝在電路基板40。此時，固定部29係連接於電路基板40內之地導體。藉此，金屬筐體21保持地電位。

彈簧構件70,71係以構成金屬筐體21之金屬板之y軸方向之正方向側之邊之一部分呈U字狀之方式折曲而構成。彈簧構件70,71之前端，從z軸方向之正方向側俯視時，位在被金屬筐體21包圍之區域內。彈簧構件70位在較彈簧構件71更靠x軸方向之正方向側。彈簧構件72,73係以構成金屬筐體21之金屬板之y軸方向之負方向側之邊之一部分呈U字狀之方式折曲而構成。彈簧構件72,73之前端，從z軸方向之正方向側俯視時，位在被金屬筐體21包圍之區域內。彈簧構件72位在較彈簧構件73更靠x軸方向之正方向側。

彈簧端子23a,23b為訊號用之端子。以下，進一步詳細說明彈簧端子23a,23b。

彈簧端子23a係藉由接觸部90a、彈簧部91a及固定部92a構成。彈簧端子23b係藉由接觸部90b、彈簧部91b及固定部92b構成。彈簧部91a,91b分別為將接觸部90a,90b及固定部92a,92b加以連接之U字狀之板簧。彈簧部91a,91b係以不與金屬筐體21接觸之方式固定於金屬筐體21。

接觸部90a,90b為位於彈簧端子23a,23b之端部中之x軸方向之正方向側之端部。接觸部90a,90b，從y軸方向之正方向側觀察時，折曲成倒U字狀，引出至彈簧部91a,91b之x軸方向之正方向側。接觸部90a,90b，接觸插頭10之x軸方向之負方向側之側面。更具體而言，接觸部90a,90b分別與插頭10之外部端子16a,16b接觸。

固定部92a,92b為位於彈簧端子23a,23b之端部中之x軸方向之負方向側之端部，朝向x軸方向之負方向側延伸。固定部92a,92b分別連接於彈簧端子23a,23b之x軸方向之負方向側之端部。固定部92a,92b，在插座10之構裝時，連接於電路基板40之焊墊(未圖示)。

以上述方式構成之彈簧端子23a,23b，從z軸方向之正方向側(上方)觀察時，呈U字狀。彈簧端子23a，U字狀之折返部分朝向y軸方向之正方向側。彈簧端子23b，U字狀之折返部分朝向y軸方向之負方向側。藉此，彈簧端子23a與彈簧端子23b具有對x軸呈對稱之構造。此外，彈簧端子23a,23b，接觸部90a,90b與外部端子16a,16b接觸，固定部92a,92b連接於固定基板40之焊墊，藉此作為中繼插頭10與電路基板40之間之訊號之傳送之端子而作用。

絕緣部25呈長方體狀，係藉由樹脂材製作。絕緣部25與彈簧端子23a,23b一體成型。藉此，彈簧端子23a,23b係以與金屬筐體21未電氣連接之方式固定於金屬筐體21。更詳細而言，彈簧部91a及彈簧部91b從絕緣部25之y軸方向之正方向側之側面及y軸方向之負方向側之側面引出，固定部92a,92b從絕緣部25之背面引出。此外，絕緣部25，在絕緣部25之上面固定有金屬筐體21。

電路部30，如圖5所示，在金屬筐體21之x軸方向之負方向側構裝於電路基板40之構裝面43，處理藉由插頭10傳送之訊號。電路部30具有電路元件31、金屬罩33及樹脂部35。電路元件31為構裝於電路基板40之構裝面43之晶片型之電子零件，為用以驅動光電轉換元件12之元件。如圖5所示，電路元件31係藉由樹脂部35密封。金屬罩33為覆蓋被樹脂部35密封之電路元件31之罩。金屬罩33從z軸方向之正方向側、y軸方向之正方向側及y軸方向之負方向側覆蓋樹脂部35。

插頭10從z軸方向之正方向側嵌入至以上述方式構成之插座20。此時，如圖1及圖2所示，彈簧構件70~73分別嵌合於凹部80~83。再者，彈簧端子23a,23b與外部端子16a,16b電氣連接。又，插頭10係藉由彈簧端子23a,23b往x軸方向之正方向側擠壓。因此，金屬構件18之x軸方向之正方向側之邊緊壓於金屬筐體21。藉此，僅藉由金屬構件18與金屬筐體21嵌合，插頭10即固定在插座20。

圖6係使用連接器1之收發訊系統100之概略構成圖。如圖6所示，在光纖50之兩端分別設有收訊用連接器1a及送訊用連接器1b。此外，收訊用連接器1a具備收訊用電路基板40a及光二極體12a。送訊用連接器1b具備送訊用電路基板40b及VCSEL12b。藉此，通過光纖50，從送訊用連接器1b往收訊用連接器1a傳送訊號。

(效果)

如以下說明，根據連接器1，可提供保護光電轉換元件12免受雜訊影響且具有高耐久性之連接器1。

更詳細而言，在圖10所示之習知連接器500，插頭502係藉由插頭側外殼526嵌合於插座側外殼566而安裝於插座506。然而，由於插頭側外殼526與插座側外殼566係藉由樹脂材製作，因此僅具有低耐久性。因此，由於插頭502從插座506反覆地拆裝，因此插頭側外殼526與插座側外殼566摩耗，會有插頭502變得容易從插座506脫落之問題。

另一方面，在連接器1，如圖1所示，僅藉由金屬構件18與金屬筐體21嵌合，插頭10與插座20即固定。金屬構件18及金屬筐體21皆藉由金屬製作，因此耐久性優異。因此，即使插頭10從插座20反覆地拆裝，金屬構件18及金屬筐體21亦不會大幅摩耗。因此，連接器1能維持強嵌合力。

如圖4所示，由於金屬筐體21包圍插頭10，因此插頭10不易從插座20脫落，能使插頭10與插座20之嵌合力變強。

再者，金屬罩33與金屬構件18與金屬筐體21係連接於地，因此為同電位。藉此，連接器1整體遮斷來自外部之雜訊，連接器1可發揮屏蔽效果。藉由屏蔽效果，能使電路元件31之耐ESD性(靜電放電)及耐EMC性(電磁兼顧性)提升。又，能使外部電氣介面之耐EMC性提升。

金屬構件18及金屬筐體21係藉由金屬製作，分別連接於電路基板40之地導體(未圖示)。因此，靜電導致之大電流，係透過金屬構件18、金屬筐體21及電路基板40之地導體往地導引。

圖7係顯示將插頭10從插座20插拔時所使用之道具E之圖。在連接器1，由於使用道具E將插頭10從插座20插拔，因此在插拔時手無須觸碰光纖50等。由於能緩和對光纖50之應力，因此不會對光纖50施加負擔，能防止斷線等之故障。更詳細而言，藉由將圖7所示之L字型之道具E從缺口M,N嵌入至插頭10之凹部U,V(參照圖2)，將插頭10從插座20插拔。將插頭10插入至插座20時，以道具E夾住插頭10，從金屬筐體21之z軸方向之正方向側嵌入。

又，透過缺口M,N可確認插頭10與插座20之嵌合，因此嵌合作業之效率變好。

在插座20，如圖1及圖2所示，固定部29被壓入孔41。因此，將插頭10從插座20插拔時，將插頭10往z軸方向之正方向側提起，藉此即使應力往z軸方向之正方向側施加於插座20，插座20亦確實地構裝於電路基板40，因此不會從電路基板40脫落。

插頭10，如圖1及圖2所示，透過金屬製之彈簧構件70~73接觸插座20。因此，在插頭10與彈簧構件70~73之間不易產生摩耗，能防止插頭10及彈簧構件70~73之形狀偏差導致之接觸性偏移。

又，彈簧端子23a,23b，如圖4所示，從z軸方向之正方向側(上方)觀察時，分別呈U字狀，折返部分朝向y軸方向。因此，相較於彈簧端子之U字狀之折返部分朝向z軸方向之連接器，連接器1可謀求低高度化。又，由於彈簧端子23a,23b呈U字狀，因此即使施加微弱之力之情形，亦容易撓曲。

由於插頭10與插座20係藉由金屬構件18與金屬筐體21嵌合而固定，因此嵌合時之喀嚦感強，能以聲音與感觸實際感受已嵌合。

(其他實施形態)

以上述方式構成之連接器1，並不限於上述實施形態。是以，連接器1可在其要旨範圍內變更。圖8係使用其他實施形態之連接器1之收發訊系統100a之概略構成圖。

如圖8所示，在連接器1a,1b設有SERDES裝置95亦可。SERDES裝置95係構裝於電路基板40。SERDES裝置95將串列訊號轉換成並列訊號，將並列訊號轉換成串列訊號。藉此，由於驅動電路與SERDES裝置之間隔變窄，因此光傳送特性提升。

圖9係其他實施形態之連接器1之概略構成圖。如圖9所示，彈簧端子23a,23b，從y軸方向(側方)觀察時，呈倒U字狀亦可。此外，圖9中，省略插座20。彈簧端子23a,23b，從y軸方向觀察時呈倒U字狀，因此與本實施形態之彈簧端子相比，能縮小彈簧端子23a與彈簧端子23b之間隔。亦即，在y軸方向，能謀求連接器1之小型化。又，在使用多數彈簧端子時更有效果。

在連接器1，金屬罩33與金屬筐體21為一體亦可。藉此，能使連接器1整體之耐ESD性、耐EMC性提升。又，藉由零件數變少可謀求成本降低，藉由製作時之步驟變少可縮短製作時間。

此外，電路元件31係設在插頭10內。藉此，在電路基板40不需設置電路部。又，傳送特性提升，可謀求穩定化。

搭載於插頭10之光纖50及光電轉換元件12為複數個亦可。藉此，能增加傳送容量。又，光纖50及光電轉換元件12陣列化亦可。

光纖50不儘可為石英光纖，為有機光導波路徑或POF亦可。配合用途能選擇此等之光傳送路徑。

本發明在連接器有用，尤其是在保護光電轉換元件免受雜訊影響且具有高耐久性之點優異。

1．．．連接器

10．．．插頭

12．．．光電轉換元件

13．．．搭載部

15．．．密封樹脂

16a,16b．．．外部端子

17．．．套圈

18‧‧‧金屬構件

19a,19b‧‧‧端子部

20‧‧‧插座

21‧‧‧金屬筐體

23a,23b‧‧‧彈簧端子

25‧‧‧絕緣部

29‧‧‧固定部

30‧‧‧電路部

31‧‧‧電路元件

33‧‧‧金屬罩

40‧‧‧電路基板

41‧‧‧孔

43‧‧‧構裝面

50‧‧‧光纖

52‧‧‧被覆

54‧‧‧芯線

70~73‧‧‧彈簧構件

80~83‧‧‧凹部

圖1係本發明一實施形態之連接器之外觀立體圖。

圖2係使插頭從插座分離後之外觀立體圖。

圖3係插頭之分解立體圖。

圖4係插座之分解立體圖。

圖5係顯示金屬筐體與電路部構裝於電路基板之情形之圖。

圖6係使用連接器之收發訊系統之概略構成圖。

圖7係顯示將插頭從插座插拔時所使用之道具之圖。

圖8係使用其他實施形態之連接器之收發訊系統之概略構成圖。

圖9係其他實施形態之連接器之概略構成圖。

圖10係專利文獻1揭示之連接器之剖面構造圖。

M,N．．．缺口

1．．．連接器

10．．．插頭

18．．．金屬構件

20．．．插座

21．．．金屬筐體

29．．．固定部

30．．．電路部

33．．．金屬罩

40．．．電路基板

43．．．構裝面

50．．．光纖

52．．．被覆

54．．．芯線

70~73．．．彈簧構件

Claims (8)

1. 一種連接器，具備：設在光纖之一端之插頭；以及該插頭從上方安裝之插座；該插頭，包含：光電轉換元件，係由未被金屬盒覆蓋之半導體元件構成；以及金屬構件，係設成覆蓋該光電轉換元件之上側；該插座包含用以固定該插頭之金屬筐體；該插頭與該插座僅藉由該金屬構件與該金屬筐體卡合而固定；該插座進一步包含：彈簧端子，將該插頭緊壓於該金屬筐體；以及絕緣構件，將該彈簧端子固定於該金屬筐體。
2. 如申請專利範圍第1項之連接器，其中，該金屬筐體，從上方觀察時，呈包圍該插頭之周圍之形狀。
3. 如申請專利範圍第1項之連接器，其中，該彈簧端子，從上方觀察時，呈U字狀且固定於該絕緣構件；該彈簧端子之端部接觸該插頭。
4. 如申請專利範圍第1或2項之連接器，其進一步具備：電路部，處理藉由該插頭傳送之訊號；以及電路基板，用以構裝該電路部及該插座。
5. 如申請專利範圍第4項之連接器，其中，該電路部，包含： 電路元件，用以驅動該光電轉換元件；以及金屬罩，覆蓋該電路元件。
6. 如申請專利範圍第5項之連接器，其中，該金屬罩與該金屬筐體成為一體。
7. 如申請專利範圍第1或2項之連接器，其中，該插頭進一步包含用以驅動該光電轉換元件之電路元件。
8. 如申請專利範圍第1項之連接器，其中，該彈簧元件，從側方觀察時，呈倒U字狀。