TWI474065B - plug - Google Patents

Description

插頭

本發明係關於一種插頭，尤其是關於設在光纖之一端之插頭。

作為習知插頭，已知有例如專利文獻1揭示之光傳送模組。圖9係專利文獻1揭示之光傳送模組500之透視圖。

光傳送模組500，如圖9所示，大致具備光纖502、光元件504、透明樹脂506、光元件用基板508及母基板510。光元件504係構裝於光元件用基板508。又，光元件用基板508係構裝於母基板510上。光纖502與光元件504係光學耦合。透明樹脂506將光纖502之一端及光元件504之周圍密封。

以上述方式構成之光傳送模組500，係藉由以下步驟組裝。首先，將光纖502與光元件504載置於載置台，藉由攝影機從光纖502之側面方向拍攝光纖502之芯部與光元件504，使其影像顯示在顯示器。接著，一邊觀察影像一邊使光纖502或光元件504之至少一方移動，進行光纖502與光元件504之光軸對準(調芯)。藉此，進行光纖502之側面方向之調芯。同樣地，從光纖502之上面方向拍攝光纖502之芯部與光元件504，進行光纖502之上面方向之調芯。調芯後，藉由透明樹脂506將光纖502與光元件504密封。

然而，在專利文獻1揭示之光傳送模組500，如上述， 必須一邊藉由攝影機觀察光纖502及光元件504一邊進行調芯。因此，會有光傳送模組500之製造耗時之問題。

專利文獻1：日本特開2010-286778號公報

因此，本發明之目的在於提供一種不進行複雜之調芯即可製造之插頭。

本發明一形態之插頭，係設在光纖之一端且與插座拆裝，其特徵在於，具備：金屬蓋，嵌合於該插座；樹脂套圈，與該金屬蓋一體成形，保持該光纖；以及光元件模組，包含與該光纖光學耦合之光元件及構裝有該光元件之基板；該光元件模組壓入至藉由該金屬蓋及該樹脂套圈形成之空間。

根據本發明，不進行複雜之調芯即可製造。

以下，參照圖式說明本發明一實施形態之插頭。

(連接器之概略構成)

首先，說明具備本發明一實施形態之插頭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之外觀立體圖。圖4係插頭10之分解立體圖。圖5係光元件模組14及套圈17之外觀立體圖。圖6係光元件模組14之外觀立體圖。

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延伸之方向定義為x軸方向，將上下方向定義為z軸方向，將與x軸方向及z軸方向正交之方向定義為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2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在構裝面43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置。在電路基板40，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構裝。

光纖50係藉由被覆52及芯線54構成。芯線54係藉由玻璃或樹脂所構成之芯部及包覆層構成。被覆52為UV、氟、矽氧樹脂之任一者，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構成為能與插座20拆裝，如圖3所示，具有光元件模組14、套圈17及金屬蓋18。

金屬蓋18係一片金屬板(例如，磷青銅)折曲成字型而製作。金屬蓋18構成插頭10之z軸方向之正方向側之面及y軸方向之兩側之面，與插座20嵌合。

金屬蓋18，如圖3及圖4所示，包含上面18a及側面18b~18e。上面18a為與z軸垂直之面，呈長方形。側面18b,18c係金屬蓋18從上面18a之y軸方向之正方向側之長邊往z軸方向之負方向側折曲而形成。側面18b位於較側面 18c更靠x軸方向之負方向側。側面18d,18e係金屬蓋18從上面18a之y軸方向之負方向側之長邊往z軸方向之負方向側折曲而形成。側面18d位於較側面18e更靠x軸方向之負方向側。

又，在金屬蓋18，如圖2至圖4所示，設有凹部80~83。凹部80~83，如圖2所示，分別藉由在側面18b~18e設置凹陷而形成。

又，如圖4所示，在側面18b~18e分別設有埋入部84~87。埋入部84~87，如圖3所示，埋入於套圈17。埋入部84,85係藉由側面18b,18c往y軸方向之負方向側折曲而形成。埋入部86,87係藉由側面18d,18e往y軸方向之正方向側折曲而形成。

套圈17為與金屬蓋18一體成形之樹脂構件，保持光纖50。更詳細而言，套圈17，如圖4及圖5所示，包含本體17a及圓筒部17b。

本體17a呈大致長方體狀。設有本體17a之x軸方向之負方向側之面往x軸方向之正方向側凹陷而形成之凹部G。凹部G之x軸方向之底部，如圖5所示，構成與x軸垂直之定位面S1。金屬蓋18覆蓋本體17a之z軸方向之正方向側之面及本體17a之y軸方向之兩側之面。

圓筒部17b從本體17a之x軸方向之正方向側之面往x軸方向之正方向側突出。在本體17a及圓筒部17b之內部設有往x軸方向延伸之孔。光纖50從x軸方向之正方向側插入套圈17之圓筒部17b。光纖50之芯線54之前端通過本 體17a及圓筒部17b之孔，位於凹部G之附近。

此處，藉由套圈17與金屬蓋18一體成形而形成被套圈17與金屬蓋18圍繞之空間Sp。更詳細而言，空間Sp，藉由套圈17之凹部G之z軸方向之正方向側被金屬蓋18之上面18a覆蓋，如圖3所示，呈在x軸方向之負方向側具有開口之長方體狀之空間。

光元件模組14，如圖6所示，包含光電轉換元件12、基板13、密封樹脂15、外部端子16a,16b、端子部19a,19b及通孔V1,V2。

光電轉換元件12為光二極體或VCSEL等半導體元件，與光纖50光學耦合。基板13為呈長方體狀之樹脂基板。在基板13之x軸方向之正方向側之面上，如以下說明，構裝有光電轉換元件12。

外部端子16a,16b係以從y軸方向之正方向側朝向負方向側依序排列之方式設在基板13之x軸方向之負方向側之面。端子部19a,19b係以從y軸方向之正方向側朝向負方向側依序排列之方式設在基板13之x軸方向之正方向側之面。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係透過引線W藉由引線接合電氣連接。

密封樹脂15係由透明樹脂(例如，透明環氧樹脂)構成，將構裝在基板13之光電轉換元件12加以密封。

此處，在光元件模組14之製造時，在複數個基板13連接之母基板上，複數個光電轉換元件12排列構裝成陣列狀。接著，在母基板上塗布透明樹脂，形成密封樹脂15。藉此，形成母模組。之後，藉由切刀等將母模組裁切成個別之光元件模組14。藉此，光元件模組14呈長方體狀。以下，將光元件模組14之x軸方向之正方向側之面稱為接觸面S2。

以上述方式構成之光元件模組14，如圖3所示，從x軸方向之負方向側壓入至套圈17之空間Sp。亦即，光元件模組14係藉由套圈17及金屬蓋18保持y軸方向之兩側之面及z軸方向之兩側之面。藉此，進行光元件模組14之y軸方向及z軸方向之定位。

再者，光元件模組14之x軸方向之正方向側之接觸面S2與套圈17之凹部G之定位面S1接觸。藉此，進行光元件模組14之x軸方向之定位。其結果，光元件模組14定位在光元件12之既定位置，光元件模組14之光電轉換元件12與光纖50之芯線54光學耦合。

圖7係顯示本體21及電路部30構裝於電路基板40之狀況之圖。電路部30，如圖7所示，在插座20之本體21之x軸方向之負方向側，構裝於電路基板40之構裝面43，處理被插頭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之晶片型電子零件，為用以驅動光電轉換元件12之元件。如圖7所示，電路元件31被樹脂部35密封。 金屬罩33為覆蓋被樹脂部35密封之電路元件31之罩體。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。接著，針對插座20之構成進行說明。

(插座之構成)

圖8係插座20之分解立體圖。插座20，如圖8所示，包含本體21、彈簧端子23a,23b、絕緣部25、固定構件29及保持構件70~73，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。本體21、固定構件29及保持構件70~73係藉由折曲一片金屬板而構成。

本體21為安裝有插頭10之筐體。在本體21設有從z軸方向之正方向側觀察時呈長方形且插頭10從z軸方向之正方向側安裝之開口O。本體21呈包圍插頭10周圍之形狀(亦即口字型)。更詳細而言，開口O被邊k,l,m,n包圍。在開口O，在y軸方向延伸之邊之中，x軸方向之負方向側之邊為邊k，x軸方向之正方向側之邊為邊l。又，在x軸方向延伸之邊之中，y軸方向之正方向側之邊為邊m，y軸方向之負方向側之邊為邊n。邊k與邊l、邊m與邊n彼此平行。

本體21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、y軸方向之正方向側之邊之中央部分及y軸方向之負方向側之邊之中央部分朝向z軸方向之負方向側折曲，構成本體21。

如圖8所示，在本體21，在邊m之兩端以從開口O朝 向y軸方向之正方向側(外側)凹陷之方式設有缺口A,B。缺口A位於較缺口B更靠x軸方向之正方向側。缺口A,B分別呈隨著從邊m往y軸方向之正方向側、x軸方向之寬度變窄之梯形。在本體21，在邊n之兩端以從開口O朝向y軸方向之負方向側凹陷之方式設有缺口C,D。缺口C位於較缺口D更靠x軸方向之正方向側。缺口C,D分別呈隨著從邊n往y軸方向之負方向側、x軸方向之寬度變窄之梯形。

固定構件29，如圖8所示，在本體21之y軸方向之正方向側之邊及y軸方向之負方向側之邊連接於x軸方向之負方向側之端部。固定構件29，在z軸方向延伸，如圖1及圖2所示，壓入至電路基板40之孔41。藉此，插座20構裝在電路基板40。此時，固定構件29係連接於電路基板40內之地導體。藉此，本體21保持地電位。

保持構件70,71為位於邊m之兩端且固定插頭10之彈簧構件。保持構件70位於較保持構件71更靠x軸方向之正方向側。此處，設保持構件70,71之y軸方向之負方向側之端部為端部70a,71a、y軸方向之正方向側之端部為端部70b,71b。又，端部70a位於缺口A內，端部71a位於缺口B內。端部70b,71b與本體21連接。藉此，保持構件70,71，從x軸方向觀察時呈U字狀。端部70a,71a在x軸方向之寬度較端部70b,71b在x軸方向之寬度窄。亦即，保持構件70,71呈隨著往前端寬度變窄之梯形。

保持構件72,73為位於邊n之兩端且固定插頭10之彈簧構件。保持構件72位於較保持構件73更靠x軸方向之 正方向側。此處，設保持構件72,73之y軸方向之正方向側之端部為端部72a,73a、y軸方向之負方向側之端部為端部72b,73b(未圖示)。又，端部72a位於缺口C內，端部73a位於缺口D內。端部72b,73b與本體21連接。藉此，保持構件72,73，從x軸方向觀察時呈U字狀。端部72a,73a在x軸方向之寬度較端部72b,73b在x軸方向之寬度窄。亦即，保持構件72,73呈隨著往前端寬度變窄之梯形。

彈簧端子23a,23b為與插頭10電氣連接之訊號用之端子。以下，進一步詳細說明彈簧端子23a,23b。

彈簧端子23a，如圖8所示，係藉由接觸部90a、彈簧部91a及固定部92a構成。彈簧部91a為將接觸部90a及固定部92a加以連接且從z軸方向之正方向側觀察時具有折返部之U字狀之板簧。彈簧部91a之折返部位於y軸方向之正方向側。

彈簧端子23b，如圖8所示，係藉由接觸部90b、彈簧部91b及固定部92b構成。彈簧部91b為將接觸部90b及固定部92b加以連接且從z軸方向之正方向側觀察時具有折返部之U字狀之板簧。彈簧部91b之折返部位於y軸方向之負方向側。

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，分別連接於彈簧部91a,91b之x軸方向之正方向側之端部。接觸部90a,90b，如圖2所示，從z軸方向之正方向側觀察時位於開口O內。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。此處，接觸部90a,90b分別傾斜成與彈簧部91a,91b之x軸方向之正方向側之端部之夾角為約45°。

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，從z軸方向之正方向側觀察時位於較邊k更靠開口O之外側。固定部92a,92b，分別連接於彈簧部91a,91b之x軸方向之負方向側之端部。固定部92a,92b，在插座20之構裝時，連接於電路基板40之焊墊(未圖示)，作為外部端子作用。

以上述方式構成之彈簧端子23a,23b，接觸部90a,90b與外部端子16a,16b接觸，固定部92a,92b連接於電路基板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，係藉由樹脂構成。絕緣部25與彈簧端子23a,23b一體成形。藉此，彈簧端子23a,23b係在與本體21未電氣連接之狀態下固定於本體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28固定於本體21。

在以上述方式構成之插座20，插頭10從z軸方向之正方向側嵌入。此時，如圖1及圖2所示，保持構件70~73分別卡合於凹部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。藉由此等，插頭10固定在插座20。

(效果)

根據以上述方式構成之插頭10，不進行複雜之調芯即可製造。更詳細而言，套圈17與金屬蓋18一體成形。因此，藉由套圈17與金屬蓋18形成之空間Sp亦高精度地形成。藉此，空間Sp與光纖50插入之套圈17之孔之位置關係不易產生偏移。其結果，光纖50插入至套圈17之孔，光元件模組14壓入至套圈17與金屬蓋18所形成之空間Sp，藉此，光電轉換元件12與光纖50高精度地光軸對準。藉此，在插頭10，未藉由攝影機拍攝光電轉換元件12與光纖50，不需要複雜之調芯。

又，在插頭10，光元件模組14呈長方體狀。因此，光元件模組14往空間Sp壓入時，光元件模組14之y軸方向之兩側之面整體及z軸方向之兩側之面整體與套圈17或金屬蓋18接觸。因此，光元件模組14可更高精度地對套圈17定位。

又，在插頭10，光元件模組14之x軸方向之正方向側之接觸面S2與套圈17之凹部G之定位面S1接觸。藉此，可高精度地進行光元件模組14之x軸方向之定位。

(其他實施形態)

本發明之插頭，並不限於上述實施形態之插頭10，在其要旨之範圍內可變更。

此外，在光纖50之芯線54之前端塗布匹配材亦可。藉此，藉由將匹配材之折射率設定在芯線54之折射率與密封樹脂15之折射率之間，可降低在芯線54與密封樹脂15之間之光耦合之損耗。

又，較佳為，在套圈17之間隙塗布樹脂。藉此，接著光纖50與套圈17，且接著金屬蓋18與套圈17。

本申請係根據2011年6月27日申請之日本申請2011-141861號主張優先權，將其整體揭示內容記載於本說明書。

本發明在插頭有用，尤其是在不進行複雜之調芯即可製造之點優異。

G‧‧‧凹部

S1‧‧‧定位面

S2‧‧‧接觸面

Sp‧‧‧空間

10‧‧‧插頭

12‧‧‧光電轉換元件

13‧‧‧基板

14‧‧‧光元件模組

15‧‧‧密封樹脂

17‧‧‧套圈

17a‧‧‧本體

17b‧‧‧圓筒部

18‧‧‧金屬蓋

18a‧‧‧上面

18b~18e‧‧‧側面

50‧‧‧光纖

52‧‧‧被覆

54‧‧‧芯線

圖1係本發明一實施形態之連接器之外觀立體圖。

圖2係使插頭從連接器分離後之外觀立體圖。

圖3係插頭之外觀立體圖。

圖4係插頭之分解立體圖。

圖5係光元件模組及套圈之外觀立體圖。

圖6係光元件模組之外觀立體圖。

圖7係顯示本體及電路部構裝於電路基板之狀況之圖。

圖8係插座之分解立體圖。

圖9係專利文獻1揭示之光傳送模組之透視圖。

Sp‧‧‧空間

10‧‧‧插頭

12‧‧‧光電轉換元件

13‧‧‧基板

14‧‧‧光元件模組

15‧‧‧密封樹脂

16a,16b‧‧‧外部端子

17‧‧‧套圈

18‧‧‧金屬蓋

18a‧‧‧上面

18b~18d‧‧‧側面

50‧‧‧光纖

52‧‧‧被覆

54‧‧‧芯線

80,82,83‧‧‧凹部

86,87‧‧‧埋入部

Claims (4)

1. 一種插頭，係設在光纖之一端且與插座拆裝，其特徵在於，具備：金屬蓋，嵌合於該插座；樹脂套圈，與該金屬蓋一體成形，保持該光纖；以及光元件模組，包含與該光纖光學耦合之光元件及構裝有該光元件之基板；該光元件模組壓入至藉由該金屬蓋及該樹脂套圈形成之空間；該光纖從既定方向插入至該樹脂套圈；該光元件模組從該既定方向之相反方向壓入至該空間；該樹脂套圈具有與該既定方向垂直且該光元件模組接觸之定位面。
2. 如申請專利範圍第1項之插頭，其中，該光元件模組呈長方體狀。
3. 如申請專利範圍第1項之插頭，其中，該光元件模組進一步包含用以密封該光元件之透明樹脂。
4. 如申請專利範圍第2項之插頭，其中，該光元件模組進一步包含用以密封該光元件之透明樹脂。