高级微电子接插组件及其制造方法转让专利

申请号 : CN03825137.X

文献号 : CN1774842B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 奥雷利奥·J·古铁雷斯罗素·L·马查多达拉斯·A·迪恩

申请人 : 普尔斯工程公司

摘要 :

一种高级组合式插塞接插件,其包括设置于接插件外壳后部中的衬底,该衬底适于容置一个或多个电子组件,例如扼流线圈、变压器或其他信号调节元件或磁性元件。在一实施例中,上述的接插件组件包括一具有设置在上述接插件外壳后部中的衬底的单个端口对。在另一实施例中,该组件包括一多端口“行和列”底外壳,具有安置在该外壳后部中的多个衬底(每个经由一个端口),每个衬底具有信号调节电子元件,在从接插件组件退出之前调节从相应的组合式插塞接收输入信号。在另一实施例中,上述的接插件组件包括一指示器组件,具有数个光传输管道,该组件大部分设置在上述插头外部的干扰屏蔽外部并可以移除。还公开了一种制造前述实施例的方法。

权利要求 :

1.一种接插组件,其特征在于其包括:

一接插件外壳,所述接插件外壳还包括:

一凹部,适于至少容置组合插塞的一部分,该组合插塞具有数个安置于其上的端子;以及一腔体,至少部分形成于上述外壳中,并适于容置至少一个衬底的至少部分;

至少一衬底,具有至少部分位于腔体内与之关联的至少一电通路;

数个至少部分安置在上述凹部中的第一导线,配置上述的第一导线,当该组合插塞安置在上述的凹部中时,形成与上述各个端子电接触,并在上述端子和上述的至少一个衬底之间形成一条电通路;以及数个第二导线,至少一个所述第二导线和上述至少一个衬底的至少一个电通路进行电通信,上述各个第一和第二导线在上述的组合插塞端子和外部装置之间形成一条电通路;

以及

一光管组件,具有多个光管和其上安装有至少一个光源的光源载体,所述光管具有一个基本垂直的剖面和一个基本水平的剖面,上述光管适于将来自接近上述接插件外壳背面设置的至少一个光源的光经由上述基本垂直和水平的剖面传送到上述接插件外壳正面;以及一外部干扰屏蔽,围绕在所述接插件外壳周围;

其中所述光管组件可以被移除或安装在所述接插组件上,无需移除所述干扰屏蔽。

2.根据权利要求1所述的接插组件,其特征在于其中所述光源载体适用于支撑多个这种光源。

3.根据权利要求2所述的接插组件,其特征在于其中所述的光源载体与上述的至少一个衬底正交安置。

4.根据权利要求3所述的接插组件,其特征在于所述数个光管的至少两个沿着它们的至少一部分长度紧密配合。

5.根据权利要求1所述的接插组件,其特征在于所述数个光管的至少两个沿着它们的至少一部分长度紧密配合。

6.根据权利要求2所述的接插组件,其特征在于其中所述载体中的所述光源彼此光学隔离。

7.根据权利要求6所述的接插组件,其特征在于其中数个光管的每个端子位于所述接插件外壳正面。

8.根据权利要求1所述的接插组件,其特征在于其中所述的数个光管是一个整体的元件。

9.根据权利要求2所述的接插组件,其特征在于其中所述的光源载体适于将数个光源保持在垂直的结构,在所述光源末端部上形成安置在接插组件紧密配合面上的单排光源。

10.根据权利要求1所述的接插组件,其特征在于其中所述的外部干扰屏蔽包括数个设置在其后部的孔洞。

11.根据权利要求2所述的接插组件,其特征在于其中所述的光源载体进一步适于将至少一个所述光源与相邻所述光管进行光隔离。

12.一种在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其包括:数个光源;

数个导光管,每个导光管都与至少一个光源进行光通信,上述数个导光管使来自至少一个上述光源的光经由每一个上述导光管的基本弧形的剖面改变方向;和一载体,适于使上述的数个光源保持光通信,并且使所述光源彼此光隔离;

其中所述的导光管和一个框架加入到一个整体的组件,该整体的组件包括一凹部适于容置安置在所述载体中的所述光源。

13.根据权利要求12所述的在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其中所述的光源和载体适于在工作期间保留在上述多端口接插件的外部干扰屏蔽的外面。

14.根据权利要求12所述的在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其中所述的整体的组件适于在初始组装之后从上述接插件中移除。

15.根据权利要求12所述的在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其中所述整体的组件适于以并排的方式紧密配合其它的组件。

16.根据权利要求12所述的在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其中所述的数个导光管的末端是共面的。

17.根据权利要求12所述的在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其中所述光源是包括三个导线的发光二极管。

18.根据权利要求12所述的在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其中所述整体的组件包括一个平面部,与包含在上述的多端口接插件中的数个衬底是垂直的。

19.根据权利要求18所述的在多端口接插件中提供可视指示器的装置,其特征在于其中所述的整体的组件和上述数个衬底适于作为一个单元从上述接插件的外壳中移开。

20.一种制造电接插件组件的方法,其特征在于该方法包括: 形成一个具有数个单独的弧形导光管、一个框架和一个光源凹部的整体组件;

形成一个光源载体,适于容置数个光源,并安置在所述光源凹部内;

提供所述的数个光源;

将上述的光源插入上述光源载体;

将上述光源载体插入所述光源凹部;

形成由所述导光管,所述光源,所述框架和所述光源载体组成的指示器组件;以及形成具有外壳,导线,和至少一个内部衬底的多端口接插件组件;

提供一个适于安装在上述外壳至少一部分上的外部干扰屏蔽;

将上述的外部干扰屏蔽安装在上述的外壳上;以及

将上述的指示器组件紧密配合上述的接插件组件的外壳。

21.根据权利要求20的制造电接插件组件的方法,其特征在于其中所述的形成多端口接插件组件包括:上述的衬底,以及至少部分导线安置在上述的外壳内,从而所述的衬底和所述外壳正面垂直相交。

22.根据权利要求21的制造电接插件组件的方法,其特征在于其中所述形成多端口插接件组件的行为包括将至少部分所述的导线扭曲,以便多数个所述的导线并行设置并且共面阵列的安置。

23.根据权利要求22的制造电接插件组件的方法,其特征在于其中所述的扭曲行为进一步包括上述的扭曲是以一定角度的旋转。

24.根据权利要求1所述的接插组件,其特征在于其中包括至少一个光源的光管组件被直接组装到接插组件上。

25.根据权利要求24所述的接插组件,其特征在于其中所述光管与所述外部干扰屏蔽外部的所述载体部分表面接触,如此将至少一个上述光源完全安置在所述外部干扰屏蔽容积的外部。

26.根据权利要求25所述的接插组件,其特征在于其中所述光源载体进一步包括从所述光管相邻的光管光隔离所述至少一个光源的发光部分的光隔离特征。

27.根据权利要求26所述的接插组件,其特征在于进一步包括了一个屏蔽衬底,所述屏蔽衬底包括:一个由一层玻璃纤维媒介和一层金属屏蔽媒介组成的多层衬底结构。

28.根据权利要求27所述的接插组件,其特征在于屏蔽衬底被配置在接插组件的底面,所述金属屏蔽媒介层从与所述第二导线相毗邻且围绕的区域移开。

29.根据权利要求6所述的接插组件,其特征在于包括一个屏蔽衬底, 所述屏蔽衬底包括:一个由一层玻璃纤维媒介和一层金属屏蔽媒介组成的多层衬底结构。

30.根据权利要求29所述的接插组件,其特征在于屏蔽衬底被配置在接插组件的底面,所述金属屏蔽媒介层从与所述第二导线相毗邻且围绕的区域移开。

31.根据权利要求30所述的接插组件,其特征在于所述数个光源在所述光源载体的帮助下被组装在接插组件上,完全置于外部干扰屏蔽造成的屏蔽容积外面。

说明书 :

高级微电子接插组件及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明一般涉及一种微型的电子元件,且特别是一种改进的制造单个或多个接插件(包括内部电子元件)的设计和方法。

背景技术

[0002] 本申请主张2002年9月18日提交的美国专利号10/246,840的优先权,其是2002年3月14日提交的同样标题、美国专利号10/099,645的后续部分,其主张2001年3月16日提交的美国临时专利申请专利号60/276,376、名称为“高级微电子接插组件及其制造方法”的优先权,这里结合它的全部内容作为参考。
[0003] 现有的组合式插塞/接插件技术通常使用单个分散的元件,例如安置于接插件中以提供所需功能的扼流线圈、滤波器、电阻、电容、变压器和发光二极管。上述的分散元件的应用,造成很难在接插件中对排列的规划,特别是当考虑到设备还需要电性能标准时。经常是使用一个或多个微型印刷电路板(PCBs)来排列上述元件并提供元件之间的电连接。这种PCBs消耗了接插件中相当大的空间,因而必须以有效的方式安置在接插件外壳中,该方式不损害电性能并且有助于将接插件的制造成本降低到最小。这一点对于单个和多组接插件配置是的确存在的。
[0004] Scheer(以下称为“Scheer”)的标题为“屏蔽的接插件”的美国专利号5,759,067阐述了一种常用的现有技术方法。在该结构中,在接插件外壳中在垂直平面的定位方向安置一个或多个PCBs,使上述PCB的一个内表面朝向上述组件的内部,而一个外表面朝向上述组件的外部。这在Scheer的图1和图2中很好地示出。然而,从空间的使用和电性能的角度来看Scheer的排列不是最佳的,因为上述元件安置在内表面的PCBs上时(如Scheer的图6所示),这些元件接近于多数一连串插塞(甚至是组合式插塞)导线,从而造成二者之间相当大的串扰和EMI机会。
[0005] 可选的是,如果所有或上述占优势的元件安置在垂直的PCB的外部或外侧(如Scheer的图4所示),则浪费了接插件内部容量相当大的空间,从而促使设计者只能在他们的设计中使用较小和/或较少的元件以适应指定的外壳形状,和/或使用较大的外壳或较薄的壁以产生更大的内部容量。换句话说,接插件中可用容量与总容量的比不是最佳的。 [0006] 现有技术中接插件装置的另一个缺陷是涉及其可视指示系统。现有技 术系统通常使用包括用户可从接插件正面直接可视的发光二极管,或者可选择地将光能从发光二极管传送到接插件正面的传输导管(例如,光管)两种装置之一。将LED封装在接插件外壳中通常会出现问题(因此通常是外部干扰屏蔽)。上述装置增加了接插件外壳中的辐射干扰级别,以及当前信号中出现的干扰和串扰的级别。如Hess等人于2002年4月9日公开的美国专利号6,368,159。其中使用各种方案将相对“干扰”的LEDs安置在外部干扰屏蔽的外部,但是这样的些方案中有许多是不实用的,并且不适合多端口接插件装置。许多现有技术的解决方案还需要LEDs或光源,安置在主衬底(PCB)上或者附近。如Morin等人于1999年3月2日公开的美国申请号5,876,239所示。另外,由于许多装置单独处理每个LED,因而需要相当多的生产劳动力。
[0007] 基于上面的描述,希望提供一种改进的接插件装置和其制造方法。这种改进的装置与现有技术的解决方案相比,能够理想高效地使用接插件内部容量,将串扰和EMI减小到很小,使可以立刻使用多种具有接插组件的不同元件(包括光源),而减少了劳动力成本。另外,这种改进的接插件装置具有一指示装置,产生低辐射干扰和串扰,而具有制造效益。

发明内容

[0008] 本发明一方面揭示一种用于印刷电路板或其他设备上的改进的接插组件和其他的事物。该接插件至少包括一个衬底(例如,电路板),其基本上垂直安置且与该接插件的正面垂直定位。在一实施例中,该组件包括一接插件外壳,具有一单端口对(例如,两个组合式插塞凹部)、数个安置于上述凹部中与组合式插塞的端子接触的导线,及安置于上述接插件外壳后部中的至少一个元件衬底,这些元件衬底至少具有一个安置于其上并且位于上述导线与相应电路板引线之间的电通路中的电子元件。与上述的电路板基本上垂直方向可以具有最大空间效率和最小干扰与串扰。
[0009] 在本发明的第二实施例中,上述的组件包括一接插件外壳,该外壳具有排列在端口对中的数个接插件凹部,上述的凹部以上下方向和并排的方式排列。还提供数个衬底,安置在与每个接插件凹部分别相关的各后部中。上述与第一凹部相关的导线安置在上述数个衬底的第一个的端点,而形成紧邻于上述的第一凹部之上(或下)的第二凹部相关的导线安置在上述数个衬底的第二个的端点,这样使每个凹部各具有自身分散的衬底(可选择具有在其上的电子元件),并提供增强的电分离、接插件中的空间的使用以及简易的接插件组件。
[0010] 本发明的第二方面,上述的接插组件进一步包括多数个适于操作者在操作期间可视的光源(例如,发光二极管,或LEDs)。上述光源利于操作者 可以只通过查看上述组件的正面就可以确定每个单个的接插件的状态。在一实施例中,上述的接插组件包括一单个凹部(端口),具有相对于该凹部并与形成于凹部中的组合式插塞闩相邻的两个LEDs,从而可以方便地从接插组件的正面看到上述的LEDs。上述的LED导线(每个LED具有两个)紧密配合接插件外壳后部中的衬底,然后连接到安装有接插件组件的电路板或其他外部设备。在另一实施例中,LED导线包括连续的电极,这些电极直接在印刷电路板/外部设备完成。还公开了一种具有数个以行和列方式排列的组合式插塞凹部的多端口实施例,并且每个凹部有一对LEDs。
[0011] 在另一实施例中,光源包括一个“光管”排列,其中使用光导媒介将所需波长的光从远处光源(例如,LED)传送到接插件上所需的可视部。在另一种不同的实施例中,光源包括一个LED,其基本安置在安装有接插件组件的衬底或设备上,LED的位置对应于一在接插件底部中形成的凹部,其中上述的光导介质接收LED直接发出的光能。在另一不同的实施例中,上述光导管排列包括数个适用于多端口接插件的光管,上述的光管沿着上述的光源聚集或者群集在整体的组件中。上述的组件可选择地作为一个整体安装/移除,除了上述光管的端部,完全安置在外部接插件干扰屏蔽的外部。在另一实施例中,上述的光源可以作为一个单元从上述的光导管组件中移除,而后者安装在接插件上。
[0012] 本发明的第三方面,公开了一种改进的使用前述接插组件的电子组件。在一实施例中,上述的电子组件包括前述安装在印刷电路板(PCB)衬底上的接插组件,上述的电路板衬底具有形成并用焊接程序连接于其上的数条导电迹线,这样形成经由各个封装的接插件迹线的传导路径。在另一实施例中,接插组件安装在中间衬底上,后者安装在PCB或其他使用简化的引脚t端子阵列的元件。也可以选择使用外部干扰屏蔽以减少外部EMI。 [0013] 本发明的第四方面,公开了一种改进的制造本发明接插组件的方法。该方法通常包括以下步骤:形成组件外壳,该组件外壳至少具有一个组合式插塞容置凹部和安置于其中的后腔;提供数根导线,该些导线包括:适用于外壳元件凹部、以便紧密配合相应的组合式插塞的第一组导线;提供至少一个衬底,具有至少一条形成于其上、并适于容置其中的后部腔体的电路径;将上述的第一组导线末端连接到衬底上;提供第二组导线,适于连接到紧密配合接插件的衬底和外部设备(例如,电路板);将上述的第二组导线连接到衬底,从而形成从组合式插塞(当插入凹部中时)经由第一组至少一根导线,到上述第二组的至少一根导线的末端;将上述组合的第一组导线、衬底和第二组导线插入到外壳的腔体中。在该方法的又一实施例中,在衬底上安装一个或多个电子元件,从而提供一条从上述的组合式插塞端子经由上述电子元件到上述第二端子末端的电路径。
[0014] 本发明的第五方面,公开了一种改进的制造指示器组件的方法。该方法通常包括:形成具有数个单独的导管、一个框架和一光源凹部的整体组件;形成一个适于容置数个光源的光源载体,并将其安装在上述凹部中;提供数个光源;将上述光源插入到上述载体中;
将上述载体插入到凹部中,从而形成光导管组件。在一实施例中,该方法进一步包括:由不透光材料形成载体,且插入的动作包括将光源导线滑入形成于框架中的凹部,然后将载体旋入凹部。在另一实施例中,该方法包括以并排的方式紧密配合两个基本上一致的组件,以便形成一个整体的指示器组件。
[0015] 本发明的第六方面,公开了一种改进制造具有整体指示器组件的接插件的方法。该方法通常包括:形成具有一外壳、导线和至少一个内部衬底的多端口接插件组件;提供一个适于安装在至少一部分上述外壳上的外部干扰屏蔽;将上述干扰屏蔽安装在外壳上;
形成具有数个单独的导管、一框架、一光源凹部的整体组件;形成一适于容置数个光源的光源载体,并安装在上述的凹部中;将上述的光源插入到上述的载体中;将载体插入上述凹部中;以及紧密配合指示器组件与接插件外壳。

附图说明

[0016] 图1a是根据本发明的接插组件外壳第一实施例(单端口对)的侧面示意图,有从前到后绕在接插件体上的线。
[0017] 图1b为根据图1a接插件组件的后视图。
[0018] 图1c为用于图1a和图1b的实施例的主衬底组件(具有较少的电子元件/或导电迹线)的示意图。
[0019] 图1d为图1a接插件组件的第一导线的俯视图,所示为上述第一导线线路基本上不重叠。
[0020] 图2a为根据本发明接插件组件的第二实施例(多端口对)的侧视图。 [0021] 图2b为根据图2a接插件组件的后视图,显示在组件的多级多端口对。 [0022] 图2c为用于图2a和图2b实施例的主衬底组件(具有较少的电子元件和/或导电迹线)的示意图。
[0023] 图2d-2f为图2a-2c的实施例的多个视图,所示为组合的设备和其子元件。 [0024] 图2g为与图1-2g的接插件的上部导线结合使用的导线载体的实施例示意图。 [0025] 图2h为本发明具有轮廓元件实施例的侧视图。
[0026] 图3a为根据本发明接插件组件的第三实施例(包括光源)的侧视图。 [0027] 图3b为根据本发明的多端口、两组接插件组件的后视图,包括多个光源导体路径的可替换的结构。
[0028] 图3c为用于图3a和图3b的实施例中具有光源的主衬底组件的后视图(较少的电子元件和/或导电迹线)。
[0029] 图3d-e为安装光源的又一实施例,该光源可以与本发明一起使用。 [0030] 图4为本发明接插件又一实施例的侧视图,该接插件包括数个光导管和相关的光源。
[0031] 图4a所示为本发明接插件又一实施例的后视图,该接插件包括一个集成的具有外部干扰屏蔽的光管组件。
[0032] 图4b为图4a接插件内部的后视图,所示为上述集成的光管组件和其他接插件内部元件。
[0033] 图4c为图4a实施例集成光管组件的后视图,图示为从接插件中移除。 [0034] 图4d为图4c中移除了光隔离器的光管组件实施例的后视图。
[0035] 图4e为图4c实施例中的光隔离器(具有和其一起使用的一个光源)的后视图。 [0036] 图4f为本发明指示器组件(框架)的可替换实施例的后视图,只有两个光管并且适于容置两个光源。
[0037] 图4g为图4a接插件组件的接插件外壳实施例的后视图。
[0038] 图4h为图4a的接插件的正面剖视图,示出了插入元件和安置各种接插件元件。 [0039] 图5为图1a-1c的接插件安装在典型的印刷电路设备上的示意图。 [0040] 图5a为本发明接插件组件的又一实施例的后视图,包括可选的干扰屏蔽元件。 [0041] 图6为制造本发明接插件组件方法一个实施例的逻辑流程图。
[0042] 具体实施方式
[0043] 参考所给出的附图,其中的相同数字参考相同部分。
[0044] 注意到,下面描述的模型主要是根据多数个本技术领域熟知的RJ-类型接插件和相关组合式插塞类型。本发明可以用于连接任何数目不同的接插件类型。因此,下面讨论的RJ-接插件和插塞,仅仅是广义上的示范例。
[0045] 如这里所使用的,术语“电气元件”和“电子元件”可以交换地使用,同时涉及适于提供某些电气功能的元件,包括但不局限于:感应式反应器(“扼流线圈”)、变压器、滤波器、间隙铁芯环形线圈、感应器、电容、电阻、运算放大器和二极管,无论是分散的元件还是集成电路,无论是单独的还是组合的,以及更为复杂的集成电路如SoC装置、ASICs、FPGAs、DSPs等等。例如,受让人于2000年9月13日提出的名称为“先进的电子微型线圈及其制造方法”的未决美国专利申请号09/661,628中公开的改进环形装置,以及当前美国专利号09/661,628结合它的全部内容在此引作参考,这里也可和 本发明公开的内容结合使用。 [0046] 这里所使用的,术语“信号调节”或“调节”应当被理解为包括但不局限于:信号电压变换、滤波、电流限定、采样、处理以及延时。
[0047] 这里所使用的,术语“端口对”指的是上部和下部的标准接头(端口),其基本上是上下排列的;即,一个端口基本上放置在另一个端口上部。
[0048] 单端口对实施例
[0049] 现在参考图1a-1c,描述了本发明接插组件的第一实施例。如图1a-1c所示,组件100通常包括接插件外壳元件102,具有形成于其中的两个组合式接插连接器104。接插件
104的前壁106a通常进一步垂直或正交地安放在PCB表面(或其它设备),以便在该处安装接插组件100,而闩锁机械装置位于远离PCB位置,从而组合式插塞可被插入到接插件104中所形成的插塞凹部112,而无需物理干扰PCB。插塞凹部112适于每个容置一个组合式插塞(未示出),该组合式插塞具有以预先确定的排列安放于其中的多数个电气接插件,这样的排列适于和在插塞凹部112的各自接插件120a紧密配合,因此,在插塞导线和接插件导线120a之间形成电性连接,下面将更详细描述。在所示的实施例中,接插件外壳102是非导电的,并且其是热塑性形成(例如,PCT Thermex,IR兼容,UL94V-0),但是应当清楚认识到也可使用其它材料,聚合体或别的。用喷射模塑法处理来形成外壳元件102,尽管可以使用其它处理方式,但这取决于选择的材料。在本技术领域选择外壳元件的材料和制造方法是熟知的,因此在这里将不再进一步描述。
[0050] 多数个凹槽122通常形成于外壳元件102中的每个凹部112中,该些凹槽通常平行地安置,并且在外壳102内基本上是水平方向。凹槽122被分隔开,并且适于导向并且容置前述导线120,该些导线用于紧密配合各个组合式插塞的导线。导线120按预定的形状形成,并固定在电子元件衬底组件130中(见图1c),后者也同样紧密配合外壳元件102,如图1b所示。特别地,外壳元件102包括形成于接插件104后部的腔体134,该腔体134通常接近后壁,腔体134适于容置基本上垂直定位的组合衬底组件130,具有基本上平行于主导线
120a延伸方向(即,前到后)的主衬底131平面。腔体134的深度大小近似于主衬底131的宽度,从而衬底组件位于稍微偏离中心处。衬底/组合组件130的第一导线120a是变形的,从而当组件130插入到接插件的腔体134时,上部的导线120a容置于凹槽122内,保持在适当的位置以紧密配合组合式插塞的导线,当组合式插塞的导线容置在插塞凹部112时。也以同样形式为PCB提供第二导线120b。衬底131的偏移位置允许任何安置于其上的电子元件完全适合于腔体134内,从而允许“标准的”接插件外壳外形,并且进一步允许在外壳内同时放置两个组件130(包括各个互相关联的电气元件,如果提供的话),一个用于上部接插件,另一个用 于下部接插件。然而应当注意到,如果希望电气元件安置在主衬底
131的任意侧或两侧,与外壳腔体内的有效空间相容(见,如图2d-2f)。例如,在一个实施例中,为了达到电性隔离的目的,在每个主衬底上安装的电气元件大体上被分割为两个组;
例如,电阻和电容安置在主衬底的一侧,而有磁性的物质(如,扼流线圈,环形铁芯变压器,等等)安置在主衬底的另一侧。为了既能机械稳定又能电气隔离,电气元件被进一步封装在硅里,或者相类似的封装。
[0051] 各衬底第一导线120a排列的有利特征是,每个第一导线的有效部分并不接近,且不与端口对中另外一个衬底的相应第一导线“交迭”,如图1d所示。特别地,当从正上方俯视时,每根导线延伸的有效部分不与另外一个衬底131上相应的导线交迭。如图1d所示的模式提供了增强的电气隔离,尤其是,如在前文中所述Scheer中有助于避免几乎完全平行于导线的直线延伸。
[0052] 应当清楚的是,图1a-1c的实施例包括一个单端口对(即,双模组插座),如果需要的话,可以只采用一个模组端口,以及相关的一组第一和第二导线,主衬底等实施本发明。在这种情况下,单个主衬底和安置在主衬底上的元件将被安置在接插件腔体内,主衬底偏离前后端口中心线,以便于尽可能的容置最大数量的组件。可以使用这样的单端口装置,例如其中需要大量(volumetrically)信号调节电子装置以支持单端口,或者其中组式插塞凹部必须基本上提高到安装有接插件的PCB或其它装置上方。然而,典型地,希望利用端口对实施例(如图1a-1c和2a-2g的端口对)。
[0053] 多端口实施例
[0054] 现在请参阅图2a-2c,描述了本发明接插组件的第二实施例。如图2a-2c所示,该接插件200通常包括接插件外壳元件202,其具形成于接插件外壳内的多数单个接插件204。特别地,在所示的实施例中接插件204以并排方式排列在外壳202内,从而形成两排
208、210接插件204,一排安置在另一排的上部(“行-列”)。每个单独的接插件204的前壁206a彼此进一步相互平行并且一般为共面安置,从而组合式插件(图2a)可插入到插塞凹部212,该些插塞凹部每个适于放入一个接插件204同时形成,而不受物理干扰。每个插塞凹部212适于容置一个组合式插塞(未示出),多数电导线以预定阵列安置在该组合式插塞中,这种阵列适于紧密配合每个凹部212中的各个导线220a,从而在插塞式导线和接插件导线220a之间形成电气连接,下面会更加详细地描述。
[0055] 如在上图1a-1c的实施例中所示,通常平行安置并且垂直方向于外壳202中的多数个凹槽222通常形成于外壳元件202中每个接插件204的凹部212。凹槽222被间隔开并且适于导向和容置上述导线220,该些导线220 和组合式插塞的导线216紧密配合。导线220以预定的形状形成并且容置在多数个(例如两个)电元件衬底组件230,232(图2c)中的一个,后者也和外壳元件202紧密配合,如图2b所示。特别是,该外壳元件202包括在各个接插件204背面形成的多数个腔体234,通常接近每个接插件204的后壁,每个腔体234适于以一前一后补充的方式容置元件衬底部件230,232。腔体234的深度大小近似于两个主衬底231的宽度,从而使衬底组件并排地排列,左侧组件232(如从接插件外壳202后侧观察)为上排端口提供第一导线202a,右侧部件230为同一对端口的下排端口提供第一导线。衬底/元件组件230,232的第一导线220a是变形的,从而当组件230,232插入其各自的腔体234时,上部导线202a容置于凹槽222中,维持在适当的位置以和组合式插塞的导线紧密配合(当后者容置于插塞凹部212时),并且也通过安置在定义凹槽222之间的分隔器223维持电分离。当各个主衬底以基本上垂直的排列安装时,并且“面对面”定向时,从而在每个各自衬底上的部件安置于一端口对的腔体内(见图2b)。
[0056] 衬底组件230、232与外壳元件202摩擦并通过二级衬底(下文描述的)挂住第二(下面的)导线220b的方式基本上留在它们的腔体234中,尽管其它方法和排列可以等效地替代。该示例方法允许允许容易地将衬底230,232全部插入外壳202中,如果需要的话,可选择移去衬底。
[0057] 同时应当认识到可以任选定位或制动元件作为本发明外壳部件202的一部分(例如,转让给受让人的,于2000年9月12日提出的名称为“两接合微电子接插件和方法”的美国专利号6,116,963中所述的“轮廓”元件,)这里结合它的全部内容作为参考。这些定位或制动元件用于将各个第一导线220a定位在容置于凹部中的组合式插塞和其他的事物,从而为第一导线220a提供机械式枢轴或支点。另外可选择的,这些元件可以作为导线220a及其相关的主衬底231的制动设备,从而从外壳202提供与衬底231和导线移动方向相反的磨擦制动力。图2h示出了实施例接插件主体中这种轮廓元件的使用。这种元件的结构在本技术领域内是熟知的,因此在这里不再进一步描述。
[0058] 在图2a-2c所示出的实施例中,两排接插件208,210彼此相对安置,从而使与上排接插件208关联的插件230的上部导线220a在形状和长度上和与下排接插件210关联的插件232的导线稍微不同。形状和长度上的差异很大程度上是因为具有和与衬底插件230、232一前一后等效位置紧密配合的上部导线220a的远端229。
[0059] 同样在所示实施例中,在从分离器元件223出来后,每个衬底组件230、232的第一(上部)导线220a彼此远离安置,以最小电耦合以及它们之间的“干扰”。特别是随着上部导线220a长度的变长,关联的电容也会增加,因 此产生干扰的机会。本发明中第一导线220a之间的安置增加了导线端口对之间的距离,从而减少它们之间的磁场强度和干扰。 [0060] 在图2a-2c(未示出)实施例的其它变化中,形成上部导线220a,从而至少部分的导线(例如,在图2a-2c总数8个中的其中两个)安置在至少一部分延长导线的垂直方向上,从而使得电学领域中熟知的“干扰”最小化。这样安置的导线按照特殊应用的需要可以是连续的(例如,位于接插件组的两个边缘270的两个相邻导线),或不连续的(例如,一导线在其中一边缘,另一导线在另一边缘,以及非边形导线,等等)。
[0061] 进一步注意到,虽然图2a-2c的实施例包括两排208,210每排六个接插件204(从而形成2×6阵列接插件),但也可以使用其它的阵列配置。例如包括两个接插件的两排2×2阵列代替。可选择的,也可以使用2x8阵列。如其它可选择的,可以使用三排每排四个接插件(即,3×4)。如其它可选择的,可以使用不对称的排列,例如具有两排,每排接插件的数量不同(即,两个接插件在上排,四个接插件在下排)。每个接插件的组合式插塞凹部212(正面206a)不必是共面的,如图2a-2c的实施例所示。此外,阵列中的某些接插件不必具有第一衬底/电元件,或可选择的,具有安置在第一衬底上不同于同一阵列中其它接插件的元件。
[0062] 如其它可替代的接插件,接插件外壳中的接插件配置可以是不同类型的或是组合的配置。例如,一个或多个上/下排端口对可以利用不同的配置,例如在某些端口对使用基本上垂直互补的第一衬底对,如上述图2所示,并在另一些端口对使用在受让人于2001年2月27日提出,这里结合其全部内容作为参考的,名称为“具有并排端子阵列的接插组件”的美国专利号6,193,560中描述的其它端口对的元件封装(例如,互锁底部)配置。 [0063] 许多其它的变换也能够和本发明相容;因此,这里所示的实施例仅仅是广义上的说明。
[0064] 图1a-1c和2a-2c实施例的排208,210是以镜像的方式定位,从而在上排208中每个接插件204的闩锁机械装置250从下排210中其相应接插件中颠倒或镜像。这种方法允许用户以最小物理干扰度访问排208,210的闩锁机械装置250(在这个实施例中,柔韧的短小突起部和通用类型的凹部配置用于RJ组合式插座,尽管可用其它类型可以代替)。然而,应当认识到,在上下排208,210中的接插件可以根据它们的闩锁机械装置250定位在相同的方向,例如,如果希望上下排接插件所有的闩锁都安置在插塞凹部212的上部的情况。 [0065] 本发明的接插件200包括整体的第二衬底260,在示范性实施例中,该第二衬底260安置在邻近PCB或外部设备的接插件组件200的底面上,组件100基本上安装在PCB或外部设备上(图4)。在图示的实施例中,该衬底包 括至少一玻璃纤维层262,尽管可以使用其它排列和材料。衬底260进一步包括多数个导线穿孔阵列268,该阵列在每个第一衬底组件230的第二(下排)导线220b衬底260上的预定位置上形成,从而当接插件组件100完全装配时,第二导线220b通过各个孔洞阵列268穿透衬底260。这种排列有利于为下排导线220b提供机械稳定性和安装。
[0066] 图2d-2f示出了装配在一操作设备中的图2a-2c接插件的各个方面。 [0067] 现在请参考图2g,描述了和上图1-2g接插件组件一起任意使用的导线载体的实施例。如图2g所示,承载设备280包括一个模制(例如,“芯片”),该“芯片”具有数个形成于其一侧基本上对齐的凹槽282。该凹槽282具有一定大小并隔开,从而一般符合联合载体280的插入式接插件导线220a的第一部分或上部,导线220a容置在各个所述凹槽282中。
(上述的凹槽282具有一定大小并且相隔开,以便常与上述的第一或上部的导体220a的一部分符合,便于插入组件,上述的承载设备280与该些组件相关的上述的导线220a放置在上述的各个凹槽282中。)在一个变化例中,每个导线220a摩擦地容置在各自的凹槽中,从而保持导线和载体280的相对位置,尽管认识到,可以使用粘合剂或其它方式将一部分导线保持在它们各自的凹槽中。在其它变量中,承载接插件由两个半接合部组成,两个半接合部结合(例如,用闩固定)在导线的周围。可以认识到,仍然可以使用其它方法,例如象这样的在导线之上载体的模制,在后者形成所期望的形状和/或以所期望的方向安装在插入式接插件之后,或可选择的模制该承载接插件,并且通过在载体中形成的孔洞安排该导线,从而使它们至少部分地变形。
[0068] 图2g的载体在剖面上通常是共面的,从而通常以并排的方式容置导线,然而并没有明显地增加组合式导线和载体的有效高度286。从而这种载体280的“低剖面”减少了接插件外壳腔体所需的空间,因此允许更多的空间用于其它元件,也在(i)给定组中的各个导线220a,和(ii)与端口对中每个插接件相关的两组导线220a之间提供电气分离。也可以允许调整载体从而有助于在端口对接插件的第一导线之间保持所期望的垂直间距。封装280也是理想的形状从而适应导线220a的期望部分288而无需有效的附加区域;也就是说,它的形状和导线220a总体上的形状是共形的。
[0069] 应当进一步认识到,载体280基本上共面的配置有助于容置在相应的凹部或孔洞(未示出)中,该凹部或孔洞形成于外壳元件202中。例如,凹部或孔洞可以形成于外壳中并且定形以容置载体280,当后者夹持到第一导线220a时,从而增加额外的硬度。 [0070] 最后,应当认识到虽然图2a-2c的实施例被称为“开锁/闭锁”变化例,具有安置在接插件外壳202上部的上排接插件的组合式插塞闩,以及外壳202下部的下排接插件的闩,从而当用户尝试操作闩锁时,消除了闩锁 的相互干扰,本发明可以选择其它具体的配置,例如(i)“关闭”所有的闩锁;(ii)开启所有的闩锁,或(iii)“开锁/闭锁”配置。此处实现这种可选配置的先前所示实施例的修改对本领域的技术人员是熟知的,因此在这里不再进一步描述。
[0071] 具有光源的接插组件
[0072] 请参阅图3a-3c,描述了本发明接插组件的另一个实施例。如图3a-3c所示,接插组件300进一步包括多数个光源303,目前是以本技术领域中熟知的发光二极管LEDs类型的形式。光源303用于表示每个接插件中电气连接的状态,这是很容易理解的。图3a-3c实施例的LEDs 303安置在下排310的底部边缘309和上排308的上部边缘314,每个接插件的两个LEDs邻近并且位于组合式插塞闩机械装置350的任意一边,从而可以从接插件组件300的正面看到。在本发明实施例中,各个LEDs 303容置于在外壳元件302正面形成的凹部344中。每个LEDs包括两个导线311,通常在外壳元件302中形成的引导通道347的水平方向中从LED的后面延伸到接插件外壳元件302的后部。LED导线311具有一定大小并以朝向它们的远端317的折角变形,从而它们能够(i)紧密配合与各个组合式插塞端口相关联的主衬底上形成的各个孔洞,然后,接插件和安置在主衬底另一端各自的第二导线电通信,(ii)连续地延伸到第二衬底(即,一连续的导线),从其中穿过并从第二衬底360中形成的相应孔洞319伸出,通常平行于容置在主衬底下边缘中的第二导线220b,或(iii)直接从LED延伸到PCB/外部设备不考虑或与第二衬底相互作用。图3b和3c说明三种可选择的方法。应当认识到,图3b和3c示出了LCD导线的各种可选择的路由方法,尽管在一个设备中混合地使用各种方法是可行的,但只有一种选择方法可以使用在给定的接插组件中。LED导线311也可以选择摩擦地容置于接插件外壳中形成的互补水平或垂直的凹槽397中,从而LED导线更确定地记录第二导线220b,从而有助于从第二衬底和/或PCB/外部设备插入。
[0073] 类似的,如果期望形成一组互补的凹槽(未示出),这种凹槽的端子位于接插件下排的LEDs导线311的外壳302的底面。这允许LED导线容置于它们各自的凹部344中,并从凹部344的后部伸出,向下折叠从而摩擦地容置于它们各自的凹槽中。 [0074] 在外壳元件302中形成的凹部344每个都包围着它们各自的LED(当后者插入其中时),并且通过LED 303和凹部内壁(未示出)之间的摩擦力,使LED安全地放置在适当的位置。可选择的,可以使用松紧装置和粘合剂,或使用摩擦力和粘合剂。 [0075] 然而,如其它可选择的,凹部344可以只包括两壁,它们的导线311首先使LEDs保持在适当的位置,LED导线311摩擦地容置于接插件外壳相 邻表面中形成的凹槽中。后者的配置在转让给受让人的、于2001年12月4日提出的名称为“具有指示器的屏蔽微电子接插件以及其制造方法”的美国专利号6,325,664中很清楚地说明了,这里引用它的全部内容作为参考。图3d和3e所示为单端口接插件的实施例,该单端口接插件包括:接插件主体12和指示设备14a-b,和其他的部分。本发明的主体12进一步包括通常在主体12的底部入口34,35上形成的两个通道32,33。通道32,33配置成用于容置指示设备14a-b。在一个实施例中,指示设备14a-b是具有通常矩形盒状的发光二极管(LEDs)。两对导向凹槽36,38和脊面39形成于底壁18的外表面上。上述的凹槽36、38与其各自的通道32、33相通,并具有一定大小,以便摩擦地容置上述的LEDs14的导向40。凹槽36,38中的导向40的摩擦安装允许LEDs保持在它们各自的通道中,无需其它保持设备或粘合剂。然而,应当清楚的是,当安装LEDs或更换凹槽时,这种额外的保持设备或粘合剂可以期望增加附加的机械稳定性。另外,位于凹槽36的导向40可以被加热打桩。如果在接插件主体12的周围安装噪声屏蔽部,那么每个脊面39的外部边缘可选择的进一步包括用于保持外部LED导向43的凹部41。上述的通道32,33,凹槽36,38,和脊面39的位置允许LEDs的导向40以任意希望的角度向下弯曲或定位,从而它们可以容易地直接紧密配合电路板50或其它设备(未示出),同时将导向的总长度减少到最小。从成本和干扰辐射远景来看是期望减少导向长度的。在凹槽36,38和通道32,33中LEDs的排列进一步允许接插件外部剖面的最小化,从而节省了任何使用接插件10的主装置的内部空间。
[0076] 应当注意到尽管上面描述了通道32,33,凹槽36,38,和脊面39,但是其他类型的排列和/或制动设备,和定位都可以和本发明一起使用。例如,上述指示设备14能够只使用粘合剂被安置在接插件的底部表面,凹槽36,38用以保持导向40并排列设备14。可选择的,通道和凹槽横过接插件主体12的底部表面横向安置,从而可以基本上从接插件的边上或从接插件的顶部看见指示设备14。许多这样的改变是可以的并应当是在本文所述的发明的范围内。
[0077] 然而如其它可选择的,外部屏蔽元件272可以用于在凹部344中提供LEDs的支柱和支持力,后者包括LEDs 303适合的三边通道。可以使用许多其它将LEDs定位和保持在外壳元件302合适位置的配置,这种配置在相关领域中是熟知的。
[0078] 用于每个接插件304的两个LEDs 303发出期望波长的可见光,例如一LED发出绿光,另一个LED发出红光,虽然是多色设备(例如“白光”LED),如果期望,甚至是其它类型的光源也可以替代。例如,可以应用象使用光纤或管这样的光管配置,将来自远处光源的光传送到接插件组件300的正面。其 它可选择的装置是可能的,例如白炽光或甚至是液晶(LCD)或薄膜晶体管(TFT),这些在电子技术领域都是熟知的。
[0079] 如果期望,那么具有LEDs 303的接插组件300可以进一步配置成包括单独的LEDs的干扰屏蔽。注意图3a-3c的实施例中,LEDs 303定位在外部干扰屏蔽272的内部(即,在接插件外壳边上)。如果希望屏蔽单独的接插件304以及它们的相关导线和组件封装不受到LEDs发出的干扰,那么这种屏蔽可以以任何数量的不同方式包括在接插件组件300中。在一实施例中,在插入每个LED前,通过在LED凹部344(或甚至是在LED自身的非导线部分上)的内壁上形成一层薄膜金属(例如,铜,镍,或铜-锌合金)层来完成LED屏蔽。 [0080] 在第二实施例中,可以使用和接插件外壳302分开的分散的屏蔽元件(未示出),形成的每个屏蔽元件以容置其各自的LED并且也适合安装在各自的凹部344中。在另一实施例中,可以制作外部干扰屏蔽272并且在凹部344中折叠,从而将LED303容置在屏蔽外部表面上,从而在LEDs和单独的接插件304之间提供干扰隔离。后一个方法也在此处前面结合的名称为“屏蔽的具有指示器的微电子接插件以及其制造方法”的美国专利号
6,325,664中详细描述了。如果期望,也可以使用许多方法使接插件304从LEDs屏蔽,唯一的限制是,在接插组件上的LED导线和其它金属元件之间有充足的电气隔离,以避免电短路。
[0081] 图4示出了本发明接插件组件的另一个实施例,其中光源包括光管排列。光管通常是本领域中熟知的;然而,本发明的排列使光管适合于这里公开的其它接插件配置。尤其是,如图4所示,图示的实施例包括一个两排的接插组件(即,至少一上排接插件和至少一下排接插件),该接插件组件具有与其相关的一个或多个光管组件410。对于上排接插件402,光管组件410a包括一光导媒介404,该媒介适合传送来自光源412具有所需波长的光能,在这种情况下是LED。LED412安置在安装接插组件的衬底上,例如,PCB或其它设备。 [0082] LED 412安装于接插组件底面中形成的凹部414中,接插组件是经过改变的并且具有一定大小,以容置LED。凹部414也可以在内部涂上一层本领域熟知类型的反射涂料,从而在操作期间增强LED发出的光量的反射,以进入光404的内部表面416。光导媒介可以包括一从内部表面416到可视表面418的整体的一元光路,或可选择地为多个邻接或连接的光透射段。在另一方法中,可以使用一个或多个“组调的”光纤(例如,在光学网络技术领域中熟知类型的单一模式或多模式光纤)作为光导媒介404。在另一实施例中,可以使用一基本上为棱镜的设备作为光的媒介404,特别是如果希望得到大量的色散。光导媒介可以可拆卸地保持在接插组件的外壳406中,或可 选择地固定在合适的位置(例如通过压膜在外壳中,或使用粘合剂或摩擦力保持),或前述任何组件方式。
[0083] 类似地,当图4实施例的光源412安置在安装接插组件的PCB或其它设备上时,可以认识到,光源可以固定地或可拆卸地保持在接插件外壳中,从而同时将光源和接插件一起安装在PCB/主设备上。
[0084] 第二光管组件410b安置在形成于接插件外壳上部分的通道中。应当注意到,由于光“延伸”的越长,和第二光导媒介405相关的光损耗就会越大,LED413的尺寸/强度,和/或媒介405的光特性或尺寸可以任意调整,从而产生等效于第一光管组件410所希望的充足的发光度。
[0085] 如图4所示,各个光管组件410a,410b的观测面418安置在接插件外壳406正面425的底部和上部,通常邻近组合式插塞(未示出)的闩锁机械装置430。然而,应当清楚的是,光管组件的全部或部分可以安置在接插件组件400的其它位置。例如,如果希望,光学媒介可以被定路线使与每个光管相关的观测面418安置在外壳中心;即,通常位于上下排接插件的交叉处432,而忽略是否是如图4使用“闩分离”装置(即,闩锁通常安置在接插件外壳的背面)。
[0086] 类似认识到,光源在接插件外壳406中的放置可以是各种各样的。例如,LEDs可以被安置在接插件底面440更为中央的位置(未示出),以一前一后或正面-背面排列,各个光媒介可以被定路线在期望的观测面位置。如又一个可选择的,上部(背面)光源可以被安置在远离PCB/主设备的位置,从而被安置在接插件外壳的顶部后壁区域442中,因此允许使用光媒介(未示出)的“径直延伸”。
[0087] 可以理解,虽然前面描述的实施例是以两排接插件设备的形式,但是本发明的光管组件也可以是具有更多或更少数量的排的设备来实现。
[0088] 现在请参考图4a-4g,描述了本发明改进的接插组件的又一实施例。如图4a所示,完整组合的接插组件450包括安置在接插件外壳453周围的可选外部干扰屏蔽452,后者是2×N排列(这里,2×4总共为8个端口)。接插件450进一步包括两个视觉指示器组件454,视觉指示器组件454通常安置在接插件外壳的背部455,并且大部分位于干扰屏蔽452的外部。如图4b-4e清楚所示,指示器组件454每个都包括多个通常以一前一后方向安置的单独的光学传送导管或“管”456,从而导管456基本上是平行的。导管456在内部接插件主衬底231的上部延伸,且在图示的实施例中,该导管结合或者安置来观测的上排端口,尽管其它的配置可以使用。指示器组件454沿着接插件的背部455以带鸠尾槽、并排方式紧密配合,从而它们通常形成一个沿着接插件外壳453背面459的连续平面。 [0089] 指示器组件454由上述导管456和框架元件460组成,本发明所有的指 示器组件通过模制都共同地结合到整体元件461作为一通用部分,尽管可以使用其它方法(即,多部分组件,和/或使用其它形成方法)。本发明的整体模制排列有利于减少接插件的制造成本,由于(i)低成本的注塑和传递模塑方法,以及(ii)减少了装配多个元件相关的手工或机械劳动力。这种排列也为整个组件454和组件454的内部元件提供具有相当严格和排列的组件454(包括光绝缘体/载体和光源),这里随后进行更加详细的描述。 [0090] 整体元件461是由聚合体制作成的,基本上是透光的(即,透明的),至少是在从导管456的端子到其远端的所期望的光方向。这样减少了由于光在介质中传播的光损耗,并且有助于在远端(接插件配合面)保持最大的发光度,使用户易于识别。然而,可以认识到,其它透光媒介(例如单模式或多模式光纤,等等)也可以使用,以提供从光源470到远端面的光能量的光透射。然而,模制的透明聚合体明显的具有低成本和容易制造的优点。 [0091] 图示实施例的单一光管/框架元件461进一步包括一凹部462,该凹部462适合容置安置在光源封装468(见图4e)中的多个光源470。封装468容置于整体元件461的框架部分中,并且被定型从而和凹部462共同作用以牢固地并可拆卸地保持在封装468的位置(和附上的光源470)。在框架460中也提供了多个基本上垂直的导线导引部472,当光源
470的导线471插入框架460时,导线导引部对齐并引导光源470的导线471。在图示的实施例中,光源470包括本领域熟知类型的三线LEDs,尽管可以用其它类型的LEDs和光源替代。
[0092] 特别参考图4e,详细描述了图示实施例的示例性载体(光绝缘体)468。如图4e所示,载体468在形状上通常是纵向的,具有在垂直方向上形成于其中的多个并列的光源凹部469,从而当光源470的头部容置于相应的一个凹部469中、载体468容置在框架460中时,光源根据接插件外壳453垂直定向。载体凹部469摩擦地容置LEDs;然而,应当清楚的是,如果需要,也可以用其它方法使LEDs 470可拆卸地或固定地保持在它们的凹部469,包括但不局限于粘合,加热打桩,“快速(snap)”安装排列,等等。
[0093] 本发明实施例的载体468是由不透明的材料组成(与导管/框架基本上透明的材料形成对比),以便将来自邻近导管456的LED470的光线光学隔离。特别是,不希望来自LED的光线进入邻近的光导管,因为这样可能会在接插件的表面为用户提供错误的指示,和/或对邻近导管关联的LED产生的光线会对导管造成结构干涉或破坏性干扰,从而提供不可预知的和潜在的有害作用。如其它可选择的,载体468的内部和/或外部表面可以涂上一层不透光材料(例如涂料)以防止光透射。LED 470的侧面也可以这种方式涂上一层以允许在操作期间光只从LED的正面475透射。如本领域普通技术人员习知的将光源470与传播进入邻近导管456中不需要的光线进行光隔 离的许多方法可以和本发明相容使用。 [0094] 本发明实施例的载体468也有利于配置成使框架460容易装配和移动。特别是,该装配过程包括只将每个光源的头部完全插入其各自封装468的凹部469,接着将具有光源的封装插入框架460内各自的凹部作为一个单元,从而使LED导线通过框架内的导引部472被定路线。可选择的,LED导线可以手动地被路由到它们的导向472,接着载体468安装在LED头部的上部并且随后作为一接插件路由到框架460中。多种可能的装配方式也是可行的。注意到配置图示实施例的封装468,以便能够旋转和/或转出指示器装配架的外部平面,使其离开接插件的背面,从而当指示器组件454安装在接插件背面上时(假定LED导引部不是紧紧地安装在第二或水平衬底260中)允许安装/移动封装。在第二衬底260中安装LED导线的用途在于有利于在紧密配合PCB期间对齐这些导线,但这并不意味着必须实行本发明,期望指示器组件可以容易拆去的情况下可能是不合需要的。 [0095] 如上指出的,在图示实施例中的指示器组件454每一个都是带鸠尾槽的或是等高的,从而两个邻近组件454能够以节约空间的方式紧密配合其它并排的配置。指示器组件
454(包括光源和光导管)聚集成每四个组件454为一组,从而允许用户为每四个的小组增加光源/导管,例如在2×8接插件的实施例中,其中四个(2)组件454(每个都具有四个光源)将用于为每个接插件端口提供一个指示器。然而,可以认识到,本发明的指示器组件可以配置有任意数目的光源。例如,在2×2接插件中,可以使用具有四个光源和导管的单指示器组件,或可选择使用每个都只具有两个光源和导管(见图4f)的两个组件。此外,并不是在给定的组件454中的所有光源凹部469或封装468都必须利用。
[0096] 现在请参考图4g,描述了用于结合本发明指示器组件454的接插件外壳453的一个实施例。如图4g所示,外壳453通常包括多数个安置在外壳正面的组合式端口480和适于容置衬底231的开放式后腔482以及接插件组件的其它内部元件。该外壳进一步包括多数个冒口或系统484,该冒口或系统484和外壳整体形成并具有粗糙地和接插件外壳453背面共面的背面483。这些冒口484包括形成在它们背面483的孔洞486,适于容置形成于指示器光组件454(见图4c and 4d)上的每个相应针脚487。这些孔洞486对应于在外部干扰屏蔽452中形成的孔洞(未示出)。因此,当装配接插件组件时,在指示器组件454通过针脚487紧密配合外壳453之前,干扰屏蔽452有利地安装在接插件外壳453上,从而保持光源和它们的导线完全在屏蔽容积的外部。在外壳453的上部489形成的通道488容置相应一个导管456的末端和中心部,该通道488也具有在外部干扰屏蔽452中形成的相应孔洞以允许随后插入其中/从中拆去。这里强调本发明的两个优点,即(i) “干扰”光源和与其相关的导线有效地阻挡在屏蔽容积的外部(或如果没有使用外部屏蔽,进一步减少远离信号通道的元件);以及(ii)在安装上接插件并附加上干扰屏蔽452之后,指示组件454是可连接的和可移去的。
[0097] 此外,图示实施例中沿着一排(例如,顶部)端口的导管456的远端部分的设置提供了相当大的有效空间,由于接插件外壳的尺寸随之减少以避免附加的指示器排所需的额外厚度,这是现有技术中多端口通用的。因此可以理解图4g所示外壳453的实施例是有些不对称,因为只在上排顶部上安装有指示孔洞(和光管),而没有其它的。 [0098] 类似地认识到,任意地排列指示组件454中的导管456从而使在它们远端的每个邻近导管紧密配合或“联动”。由于两个紧密配合的导管456能够共享一个通道,因此这种方法允许接插件外壳453形成有更少数量的分离通道488。基于导管456的设计(包括形状和材料的选择),有效地消除了两个紧密配合的导管之间的光交叉干扰或污染,不同于电模拟(例如,平行地延伸的电信号传送导线)。
[0099] 可以理解虽然图示的实施例利用针脚/孔洞排列将指示器框架460摩擦地耦合到外壳453,但是也可以使用两个元件之间的其它附加装置,无论是可拆卸的还是固定的。例如,如果无需随后将指示器组件454拆卸,那么象热打桩或粘合剂连接这样的固定连接可以使用以将指示器组件454粘贴在外壳上。可选择地,如果希望指示器组件454能够一次或多次从外壳中拆卸,那么可以使用摩擦连接的松紧装置。
[0100] 另外,在可替换的实施例中(未示出),指示组件454可以紧密配合接插组件和/或插入组件494的内部衬底231,260,使得插件494,衬底231,260,以及指示组件454插入整体的组件。这种方法在没有外部干扰屏蔽(或可选择地不阻止上述整体插入/指示器组件插入外壳)的情况中是很有用的。
[0101] 图4h是图4a接插件的前视图,所示为实施例插入元件494的配置。当使用其上形成的多数个凹槽495来装配接插件时,插入元件494对齐每个端口对(即,每个上下对接插件)两个端口的第一导线,从而将第一导线放置在适当位置,用于紧密配合组合式插塞(未示出)的相应端子。在示范性实施例中(也在图4b中示出了),由聚合体模制并且热打桩到外壳453的插入元件494在本技术领域中是熟知的。它们也适合与安置在任一侧面的第一衬底231合作,使得增加接插件内部组件的硬度。也可以任意地使用外壳453侧壁中的相应部件以对齐和保持插入元件494(当后者插入前者时)。
[0102] 可以认识到,虽然上下文中主要描述了当前公开的多端口接插件组件,但是这里描述的指示器组件454可以和其它多端口接插件配置一起使用。换句话说,接插件(例如,垂直衬底231,等等)内部元件的部署和方向不是 由使用的指示组件限定的,后者适合于当前公开的以及本领域普通技术人员给定的多个不同接插件配置。
[0103] 图5示出了图1a-1c中安装到外部衬底上的接插组件,在该实施例中的外部衬底是PCB。如图5所示,安装接插组件100,从而使下部导线120穿过形成于PCB506上的各自孔洞520。直接围绕着孔洞502将下部导线焊接于导电迹线508上,从而在孔洞和导电迹线之间形成持久的电性接触。注意,图5中所示的导线/孔洞方法,也可使用其它的安装技术和结构。例如,下部导线120可以形成于便于允许将接插件组件100表面安装到PCB506上的结构,从而避免了对孔洞502的需要。如另一个可选的,接插组件100可以被安装到媒介衬底上(未示出),媒介衬底经由表面安装阵列(如球栅阵列(BGA),针栅阵列(PGA),或其它的非表面安装技术)被安装在PCB506上。根据接插组件100的引脚减小端子阵列的引脚,并调整PCB506和媒介衬底之间的垂直间隔,从而使其它元件可以安装到媒介衬底端子阵列引脚的PCB506外部,但是在接插件100的引脚内。
[0104] 进一步注意到,为了在导线和电子元件之间提供增强的电分隔并且减少干扰,本发明前述的每个接插件组件的实施例可以装配一个或多个内部干扰/EMI屏蔽。例如可以单独或结合其它的屏蔽方法使用,于2003年1月1日提出、并转让给受让人的名称为“屏蔽的微电子接插组件及其制造方法”的未决美国专利申请6,585,540号中描述的屏蔽阵列,这里将其全部内容并入此处作为参考。
[0105] 图5a示出了屏蔽接插件的示范实施例,其中使用安置在每个端口对的上端第一导线和下端接插件端口之间的一“顶部到底部”屏蔽元件550。另外,可以用横向的屏蔽元件554(即,基本上具有和衬底相似的方向),(i)该屏蔽元件在给出端口对的衬底231之间,有助于减轻串扰以及两衬底上元件之间的EMI;以及(ii)该屏蔽元件在两个连续端口对的邻近衬底之间,从而减轻“交叉端口对”交叉干扰和EMI的辐射。此外,如图5a所示的衬底屏蔽556可以和接插组件一起使用,从而减轻安装接插组件的主PCB或设备在标准方向上的主要干扰。
[0106] 注意到,这里所使用的术语“顶部到底部”和“横向”也指的是包括各个并非完全水平或垂直的方向,参考接插组件的平面。例如,本发明的接插组件的一个实施例(未示出)可以包括排列在阵列中的多数个单个接插件,参照水平面该阵列是曲线或非直线的,从而为了提供屏蔽,在连续排的接插件之间顶部到底部的干扰屏蔽也是曲线的或非直线的。类似的,横向屏蔽元件可安置在与垂直方向成角度的方向。因此,上述的术语不是限定方向和/或形状,可以采用公开的屏蔽元件550,554,556。
[0107] 类似地,虽然此处依据单个、整体的元件描述屏蔽元件,将理解为屏 蔽元件包括两个或多个可以相互被物理分隔开的子元件。因此,本发明期望使用“多部份”屏蔽。 [0108] 图5a所示实施例中的顶部到底部屏蔽元件550是由韧度H04的铜锌合金(260)形成,大约有0.008英寸的厚度,并在不光滑的镍衬底上镀上闪亮的锡铅合金93%/7%(大约0.00008-0.00015英寸厚)。然而,根据特殊应用,也可以用其它的材料,结构,和厚度值代替。屏蔽元件305进一步包括安置在元件550两端的两接合点处558,该接合处和外部屏蔽中的两侧边狭槽结合(未示出),在接插件组件完全组件好后,将顶部到底部屏蔽元件550连接到外部屏蔽。接合处558随意地焊接或别的方式连接外部屏蔽中的侧边狭槽,从而TM
如果希望,形成电导路径。也可为屏蔽元件(或其中的部分)提供绝缘的保护层,如Kapton聚酰亚胺带层。
[0109] 在一实施例中,顶部到底部屏蔽元件550容置在形成于接插件外壳元件202正面中的凹槽或狭槽(未示出)内的,达到某一深度,从而完成第一导线220a的上排和第一导线下排之间的屏蔽。在所示的实施例中,屏蔽元件550包括挡板短小突出物560,该短小突出物560是以某个角度弯曲屏蔽元件550的外部边缘形成,该角度在所希望的位置参照屏蔽元件550的平面。这样的安排允许屏蔽元件550能插入到狭槽中达到预定的深度,从而减少了在制造过程中屏蔽元件从组件穿透到组件的深度的潜在变化。然而,可以认识到,可以采用用于定位从顶部到底部屏蔽元件550的其它装置,例如针脚,制动器,粘合剂,等等,所有本领域中是熟知的。
[0110] 图5a的接插组件200包括一屏蔽衬底556,在实施例中该屏蔽衬底安置在邻近PCB或至少安装有组件200的衬底的接插件组件200的底面上。在图示的实施例中该屏蔽衬底包括至少一层玻璃纤维,其上安置有一层锡镀铜或其它金属屏蔽材料。玻璃纤维和金属屏蔽的外部也可以任意地涂上一层聚合体以增加稳定性和电介质强度。衬底556进一步包括多数个端子针脚穿孔阵列570,该阵列形成在每个第一衬底231的下部导线220b衬底556上的预定位置,从而当接插件组件200完全装配时,下部导线220b通过各个端子针脚阵列570穿透衬底556。也提供了用于将金属屏蔽连接到外部干扰屏蔽(如果这样配置)的针脚或其它元件(未示出)。屏蔽元件以这种方式电连接,最后接地,从而避免潜在静电或其它潜在有害影响的积累。
[0111] 在图示的实施例中,金属屏蔽层556直接从邻近并且围绕在端子针脚阵列570的区域572中移出或蚀去,从而消除该区域中任何潜在的不希望的电短路或电导。因此,每个接插件的下部导线220b穿透衬底并且只接触衬底556的不可传导的玻璃纤维层,后者有利地为下部导线220b提供了机械支持和定位装置。然而,应当认识到可以使用其它的衬底屏蔽556的构造,例如在两层玻璃纤维之间具有金属屏蔽层“三明治(sandwiched)”,或甚至 是其它方法。
[0112] 衬底556金属屏蔽层起着屏蔽接插组件200的底面以防止电干扰传递的作用。这消除了包围在接插组件200部分的外部金属屏蔽的需要,由于导线220b也占有这个区域,因此从实践的观点来看很难实行。当然,本发明的衬底556提供了接插件组件200的底部屏蔽,使得从底部导线220b到外部屏蔽不具有短路的危险,同时也为底部导线220b提供了机械稳定性和装配。
[0113] 在可替代的实施例中,屏蔽的衬底556包括单层金属屏蔽材料(例如铜合金;大约0.005英寸厚),形成的屏蔽层基本上覆盖接插件组件的所有底部表面。如使用前述的屏蔽衬底,直接移除邻近下部导线220b的单个金属层部分以消除短路的可能从而达到屏蔽的目的。可选实施例的屏蔽也可以是焊接地或其它传导地连接到外部干扰屏蔽(如果提供)以为前者提供接地。由于单层金属制造比图5a所示的实施例的多层金属简单,因此这种可替代地实施例具有构造简单并且制造成本低的优点。
[0114] 制造方法
[0115] 现在请参阅图6,详细描述上述接插组件100的制造方法600。注意到虽然以下图6的方法600是依据单对端口接插组件进行说明的,本发明可同样应用于其它结构(例如,图2“排和列”实施例)。
[0116] 在图6的实施例中,方法600一般包括首先在步骤602中形成的组件外壳元件102。使用本技术领域熟知的喷射模塑法处理形成外壳,尽管可以使用其它的处理过程。选择喷射模塑法处理是由于它能够精确复制模子的细微处,成本低,并且易于加工。 [0117] 接着,在步骤604中提供两个导线装置。如前面所述,导线装置包括金属带(如,铜或铝合金),其基本上具有正方形或矩形的横截面,且大小适合于外壳102中接插件的狭槽。
[0118] 在步骤606中,导线被划分为组;第一组120a用于接插件凹部(即,在外壳102内,并紧密配合组合式插塞端子),并且第二组120b用于和与接插组件配合的PCB或其它外部装置紧密配合。使用在本技术领域熟知类型的印模或机器,形成所希望的导体形状。特别是在图1实施例中,为了使导线如上述并置、共面的“扭转90度角”,将第一导线组120a扭曲。将第二导线120b组扭曲以产生所希望的并置、非共面阵列,该阵列用于与PCB和外部装置紧密配合。
[0119] 同样也注意到,也可以在前述的两导线组任意一组或两者的末梢开凹槽(未示出),这样和电子元件相关的电性导引部(例如,绕在磁环元件的标准的金属线)可以被缠绕在末梢凹槽以提供安全的电性连接。
[0120] 接着,在步骤608中形成第一衬底,并有数个穿过其厚度的具有预定尺 寸的孔洞。形成衬底的方法是电子领域中周知的,因此,这里不再进一步描述。也可以增加由于特殊的设计衬底上需要的任意导电迹线,这样当导线被容置在孔中时,必要的导线和迹线电性通信。
[0121] 在主衬底中的孔洞以两排并置的穿孔方式排列,每个衬底的末端都有一排,并且具有间隔(即,间距),这样它们的位置可与所希望的模式相对应,尽管可以使用其它的排列。可以使用任意数量的在衬底上穿孔不同的方法,包括旋转钻头,打孔机,加热探针,或者甚至激光能量。可选地,可以在构成衬底自身的同时形成孔,这样避免了单独的加工步骤。 [0122] 接着,在步骤610中,用预先确定尺寸的数个孔,穿过第二衬底的厚度形成有穿孔的第二衬底。孔洞被排列在两平面穿孔阵列中,这里该些孔用于容置相应的第二导线组120b,第二衬底的孔起着记录的作用,并增加了第二组导线机械上的稳定。可选地,可以在构成衬底自身的同时形成孔。
[0123] 在步骤612中,接着形成并且准备(如果用于设计)一个或多个电子元件(象前述的环形线圈,以及表面安装设备)。制备这样的电子元件是在本技术领域中熟知的,因此这里不作进一步描述。在步骤613中,电子元件然后和主衬底紧密配合。注意到如果没有使用元件,形成于主衬底上/内的导电迹线将在第一组导线和各第二组导线之间形成导电路径。可以任选元件(i)容置于相应的孔洞,该孔设计来容置的元件一部分(例如,为了机械上的稳定),(ii)如通过使用粘合剂或密封剂焊接到衬底上,(iii)安装在“自由空间”内(即,当后者中止在衬底导电迹线和/或导线末端时,通过在元件的电导线上产生的张力将元件固定在适当的位置),或者(iv)通过其它的方式保持在适当的位置。在一实施例中,首先将表面安装元件安置在主衬底上,然后安置磁性元件(如,环状线圈),尽管可以使用其它的顺序。如本技术领域熟知的,用低共熔的焊接回流处理将元件电气耦合到PCB。然后用硅密封将带有电子元件的主衬底封闭,尽管可以使用其它的材料。
[0124] 在步骤616中,电气检测用SMT/有磁性的装配的主衬底以确保其正确的工作。 [0125] 接着将第一和第二组导线安置在主衬底上其中各孔中,这样两阵列导线,每个都接在衬底的一个末端(步骤618)。如前所述,第一组导线120a形成共面并置的阵列,和组合式插塞的端子紧密配合,而第二组导线形成一并置的,两平面端子阵列容置在其中,例如组件最终紧密配合的PCB。导线端子在主衬底内以所希望的深度沉入孔中,并可以任意的焊接于其上(如通过使用低共熔焊接到导线,并绕着衬底端子垫,或粘合剂),除此之外,由摩擦容置在它们各自的孔中。为了产生前述的摩擦关系,孔洞稍微较小。正如另一个可选的,导线的末梢可以是锥形的,这样出现渐进的摩擦安装,调整锥度以允许导线穿过母板以达到所希望的范围(如,深度)。
[0126] 正如前述的另一个所选的,在形成孔洞时,每组导线可以在所希望的位置“注模”到主衬底内。该方法避免了后来插入/焊接导线步骤,但衬底制造过程也变得稍微有些复杂。
[0127] 在步骤620中,将完成的插入组件然后插入到外壳元件102中,这样组件容置于腔体134中,并且第一导线容置于形成于组件外壳102中各自的凹槽122中。 [0128] 接下来,在步骤622中,第二衬底紧密配合主衬底,使第二组导线突出穿过两平面的孔阵列,前者最后连接在目标PCB/外部装置。第二衬底可被简单地装在第二组导线上,并通过摩擦固定在两个元件之间的适当位置。或者如果希望,可选择物理焊接到主衬底和/或第二导线,如使用低共熔焊接。也可以使用其它方式的配置/结合,如单独将第二衬底依附到外壳元件壁上。在步骤622中形成接插组件。
[0129] 至于这里所描述的其它实施例(即,多端口“行和列”接插件外壳,具有发光二极管的接插组件,等),如需要可以修改前述的方法以容纳额外的元件。例如,其中用多端口接插件、制造单个普通的二级衬底、以及插入到普通二级衬底的各个主要的电子元件组件的第二导线,作为一个整体生成单个接插件组件。这样的修改和变化对普通技术人员是显而易见的,这里给出了所提供的公开内容。
[0130] 可以认识到虽然本发明的某些方面是依据具体顺序的方法步骤描述进行描述的,这些描述仅仅说明了本发明广义上的方法,并且可以按照特殊应用的需要进行修改。在某些情况下可以放弃某些步骤或选择某些步骤。另外,某些步骤或功能性可以加入到公开的实施例,或改变两个或多个步骤的执行顺序。所有这些变化都被认为是本发明公开的内容和权利要求中所涵盖的。
[0131] 虽然上述详细描述示出,描述了,并且指出本发明应用于各种实施例的新颖性特征,本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,对示范的装置或步骤在形式和细节上的各种省略,替代,以及改变,都是可以理解的。前面描述是当前按照预期执行本发明的最好模式。这种描述并非对本发明的限制,而认为是说明本发明的普遍原理。本发明的保护范围应当参考权利要求来确定。