键控输入/输出连接器的制作方法

文档序号:21368435发布日期:2020-07-04 04:44阅读:309来源:国知局
相关申请本申请主张于2017年11月21日提交的美国专利申请us62/589327以及于2018年2月22日提交的美国专利申请us62/633819的国内优先权,两者的内容其整体上并入本文。本发明涉及输入/输出(io)连接器领域,更具体地涉及适合用于高数据速率应用的i/o连接器。
背景技术
::输入/输出(io)连接器通常用于需要高带宽的应用中。例如,小型可插拔(sfp)型连接器最初开发用于提供一发送通道和一接收通道(例如,以证明是所谓的1x连接器),并且sfp连接器的性能逐渐提高,使得它们能够支持16gbps甚至25+gbps通道。一1x连接器很快被确定为不足以满足某些需求,并且开发了四通道小型可插拔(qsfp)型连接器以提供更多通道并充当一4x连接器。虽然已经开发出更大尺寸的连接器,但仍然需要增加密度。为了实现这一点,在当前配置中添加一第二排通道,这种类型的(i/o)通常被称为双密度,并且可以应用于sfp(sfp-dd)和qsfp(qsfp-dd)的原始(orignal)或传统(legacy)的外形因数(formfactor),因此使得通道的密度加倍。然而,某些人群将会赏识对这种可插拔连接器的设计的进一步改进。为了在独立的通道内支持更高的信号传输速度,例如16gbps甚至25+gbps,需要有效的模块和笼体式屏蔽系统,以最小化发生电磁干扰(emi)的机会。模块和笼体式屏蔽系统用于通过在一基本上封闭的导电模块内对有源电路和接触系统进行遏制(containing)来最小化emi,该导电模块通常支持铜缆或光缆终端、对一系列电路遏制(包括放大、重新定时、选择性滤波、eo/oe转换和其它类似功能)。在这些提高的传输速度下工作的电路被认为是非常高能的(energetic)并能够产生emi。技术实现要素:一种组件包括一插头连接器以及一导电的笼体。插头连接器包括一壳体、从壳体延伸的一突起以及安装在壳体中的一插入卡。笼体包括形成一内部区域的一笼壳以及形成一键槽的至少一个帽盖。键槽通常形成为具有三个不同侧壁的沟道。插头连接器的壳体收容于笼体的内部区域中并且插头连接器的突起收容于笼体的键槽中。笼体可包括在其上的与一导电的边框接合的多个弹性指部。笼体为插头连接器提供emi屏蔽。附图说明本发明通过举例说明且不限于附图,在附图中类似的附图标记表示类似的部件,而且在附图中:图1是一笼体的一实施例的一立体图,笼体形成一输入/输出连接器的一部分;图2是一插头连接器的一实施例的一立体图,插头连接器形成输入/输出连接器的一部分;图3是笼体的一分解立体图;图4是笼体的一俯视图;图5至图9是侧视图,示出笼体的一帽盖的各种形状;图10是一边框的一实施例的一立体图,笼体安装在边框中;图11是边框和笼体的一前视图;图12是一边框的另一实施例的一立体图,一实施例的笼体安装在边框中;以及图13是图12示出的边框和笼体的一前视图。具体实施方式下面的具体说明描述示范性实施例且不意欲限制于这些明确公开的组合。由此,除非另有说明,本文所公开的特征可以组合在一起,以形成出于简明目的未给出的另外的组合。最小化这种电磁辐射的一实施例是一输入/输出连接器,其包括一导电的笼体20,一带屏蔽的(shielded)模块或插头连接器22插入其内,其中带屏蔽的导电的插头连接器22形成一初级电磁遏制,并且笼体20在带屏蔽的插头连接器22周围形成一导电套。笼体20和插头连接器22形成一套接(telescoping)组件,套接组件可以收容朝向套接部分的末端(distalextent)的一对接连接器(未示出)。在这种方式下,任何露出的接触件能够基本上隐藏(recessed)到套接结构内。形成于带屏蔽的插头连接器22和周围的导电的笼体20之间的最大的横向间隙建立一波导孔(waveguideaperture),当在低于截止的一频率下操作时,波导孔具有一相关的滤波能力。当通过插头连接器22安装于导电笼体20内而形成套接部分的隐藏时,长度在安装方向上被加到横向间隙。当在低于截止的频率下操作时,波导长度加上该限定的(limiting)横向间隙共同形成一电磁干扰(emi)滤波器。这通过保持插头连接器遏制的完全性并保持由插头连接器22在导电的笼体20内的套接动作而建立的一有效的波导滤波器的形成来建立增强的高速性能。传统的sfp+线缆解决方案多年来已被广泛用作数字世界的一连接解决方案。本领域需要双倍或甚至多倍的通道数量,以利用传统的sfp的相同的外形因数来提供更多的连接。通过这种方式,客户能够利用(leverage)具有现有的外形因数的现有的系统,达到新的能力水平。随着对更大带宽的需求的增加,sfp和排序(sort)的解决方案是一双密度(dd)解决方案,其通过将多排通道加入现有传统的框架(framework)能使具有相同外形因数的总带宽加倍。它允许一传统的sfp+模块与一sfp-dd连接器和笼体20一起工作。如图1、图3以及图4所示,笼体20包括一笼壳26,笼壳26具有一顶壁28、从顶壁28向下悬垂的侧壁30、32以及连接于侧壁30、32的底端的一底壁34。所述壁28、30、32、34形成通过一前开口38进入的一内部区域36,前开口38限定在笼壳26的前部的一对接端42。笼壳26的一后端40与前开口38相反。笼壳的前开口38和后端40之间限定笼壳26的长度。笼壳26可安置在一印刷电路板(未示出)上。笼体20可以通过冲压成型而形成。如图2所示,插头连接器22包括一壳体44,壳体44具有一顶壁46、从顶壁46向下悬垂的侧壁48、50以及连接于侧壁48、50的底端的一底壁52。壳体44限定一前表面54以及一相反的后表面56。后表面56限定一线缆入口58。壳体44可以以各种方式形成,诸如但不限于压铸(diecasting)、冲压(forming)和/或机械加工。插头连接器22的壳体44成形为安置在笼体20的笼壳26的内部区域36内,使得插头连接器22能与笼体20内的对接连接器对接。一插入卡(paddlecard)60设置在顶壁46和底壁52之间,并且能朝向底壁52偏移。插入卡60从前表面54向前延伸出。在一双密度配置中,插入卡60包括沿一对接方向彼此相邻设置的两排接触垫。一个或多个凸缘可以从前表面54向前延伸并且能帮助为插入卡60提供保护。在一实施例中,对接连接器(未示出)包括以一并排布置排列并由一绝缘的框架支撑的多个薄片体。对接连接器的框架成形为安置在笼体20的笼壳26的内部区域36内,使得插头连接器22可以与笼体20内的对接连接器对接。所述多个薄片体包括沿对接方向间隔开的两排端子,各端子接合形成在插入卡上的相应的接触垫。各排端子包括接合插入卡的顶底侧上的接触垫的接触部。笼体20和插头连接器22包括一键控(keying)系统,当插头连接器22插入笼体20中时,键控系统确保插头连接器22的正确定向(orientation)。键控系统包括:至少一个帽盖64,与笼体20的笼壳26的顶壁28一体形成,从而帽盖64形成笼壳26的一部分;以及至少一凸起的突部66,从插头连接器22的壳体44的顶壁46垂直于插头连接器22插入笼体20的对接方向延伸。帽盖64从壳体44的顶壁28向上延伸并且在其内形成从对接端42向后延伸的一键槽68。键槽通常形成为具有三个不同侧面的一沟道。侧面优选地是平的但弯曲的侧面也是可以考虑的。键槽68向内部区域36开口,使得内部区域36和键槽68彼此连通。帽盖64由一第一侧壁70、与第一侧壁70间隔开的一第二侧壁72、在侧壁70、72的后端的一端壁74以及在壁70、72、74的上端的一上壁76形成。所述壁70、72、74、76形成从壳体44的对接端42向后延伸的键槽68。第一侧壁70具有连接于顶壁28的一下端并从顶壁28向上突出到上端。第一侧壁70的一前端在壳体44的对接端42处而后端在前端的后方。第二侧壁72具有连接于顶壁28的一下端且从顶壁28向上突出到上端。第二侧壁72的一前端在壳体44的对接端42处而后端在前端的后方。在一实施例中,这些后端彼此对齐。端壁74具有连接于顶壁28的一下端并且从顶壁28向上突出到上端。上壁76在壁70、72、74的上端之间延伸,从而上壁76与顶壁28间隔开。在一实施例中,各壁70、72、74、76是平的。如在此所述,帽盖64与顶壁28一体形成,然而,在一实施例中,帽盖64与笼壳26独立形成,并且顶壁28具有穿过其形成的一细长槽(未示出),帽盖64设置于该细长槽上;帽盖64例如通过焊接而永久地附接于顶壁28,从而帽盖64实际上与笼壳26成为一体。如前所述,当从对接端42观察时,键槽68的横截面形状通常是三边的,但是可以采用各种形状。在一实施例中,如图5和图6所示,当从对接端42观察时,键槽68是一四边形(诸如一矩形)。如图5所示,顶壁28和上壁76彼此平行且侧壁70、72垂直于顶壁28和上壁76,从而当从对接端42观察时,键槽68的横截面形状是矩形。如图6所示,顶壁28和上壁76彼此平行并且侧壁70、72相对顶壁28和上壁76倾斜并且朝向彼此向内倾斜,从而当从对接端42观察时,键槽68的横截面形状是一非正三边(non-regularthree-sided)截面。在该实施例中,侧壁以相同向内倾斜示出,但是可以考虑侧壁具有不同倾斜和倾斜的不同组合。在另一示例中,仅一侧壁可以是倾斜的而另一侧壁垂直于顶壁和上壁。在一实施例中,如图7所示,壁70、72、76可以布置成当从对接端42观察键槽68的横截面形状时形成一弧形。在这种情况下,键槽可以由一单个的壁限定。在一实施例中,如图8所示,壁70、72、76可以布置成当从对接端42观察键槽68的横截面形状时形成一“t”形。在一实施例中,如图9所示,壁70、72、76可以布置成当从对接端42观察键槽68的横截面形状时形成倒“l”形。尽管这里描述了键槽68的一些形状,但是其他形状也在本发明的范围内。限定键槽的形状的沟道部分可以由多个壁限定。例如,通过两个壁限定一三角形的键槽,4个或更多的壁可以限定各种形状的横截面。在一实施例中,帽盖64沿笼壳26的长度的一部分延伸,从而端壁74与笼壳26的后端40间隔开,如图4所示。在一实施例中,帽盖64沿笼壳26的整个长度延伸,从而端壁74在笼壳26的后端40处。如图所示,形成键槽68的帽盖64横向设置于顶壁28的中点的一侧。帽盖64可以设置于顶壁28的中点处,或者可以横向设置于顶壁28的中点的另一侧。另外,均形成键槽68的多个帽盖64可以设置于顶壁28上。如果设置均形成键槽68的多个帽盖64,则多个键槽68可以具有不同的横截面形状。突起66在前表面54后方的一距离处从插头连接器22的壳体44的顶壁46延伸。突起66具有与突起66将插入的键槽68对应的一形状,并且在顶壁46上设置于与突起66将插入的键槽68对应的一位置。利用这种布置,保持插头连接器22的正确定向,从而插头连接器22可以正确地连接于对接插座。如果设置超过一个的键槽68,则设置超过一个的突起66,并且相应的突起66在形状上对应于相应的键槽68。插头连接器22通过前开口38插入笼体20中。当为了插入笼体20使插头连接器22正确地定向时,突起66与键槽68对准(或多个突起66与多个键槽68对准,如果设置的话)。随着插头连接器22插入笼体20的内部区域36,突起66沿键槽68滑动。键槽68提供了使插头连接器22与笼体20正确对准以确保正确对接的一路径。插头连接器22连接于笼体20内的对接插座。突起66和键槽68为可能会破坏客户系统的插入的sfp-dd模块不正确地插入传统的sfp+笼体20和连接器提供一防错(mistake-proof)键控解决方案。在本发明的一方面,该键控配置允许传统的sfp模块与sfp-dd连接器和笼体一起工作。在一实施例中,笼壳26还具有:一上边框垫片78,其接近笼壳26的对接端42而附接于顶壁28和帽盖64;一第一侧壁边框垫片80,其接近笼壳26的对接端42而附接于第一侧壁30;一第二侧壁边框垫片82,其接近笼壳26的对接端42而附接于第二侧壁32;以及一下边框垫片84,其接近笼壳26的对接端42而附接于底壁34。上边框垫片78具有多个能够变形(deflectable)的使前端在一桥接部100处彼此连接的弹性指部86、88、90、92、94、96、98。上边框垫片78可以由弹性回火(tempered)材料形成。桥接部100通过合适的手段(诸如焊接)接近笼壳26的对接端42而安装于笼壳26。弹性指部86、88、90、98接近笼壳26的顶壁28并且沿顶壁28的长度的一部分延伸。弹性指部92接近帽盖64的第一侧壁70并且沿第一侧壁70的长度的一部分延伸,弹性指部94接近帽盖64的上壁76并且沿上壁76的长度的一部分延伸,以及弹性指部96接近帽盖64的第二侧壁72并且沿第二侧壁72的长度的一部分延伸。尽管顶壁28上示出四个弹性指部86、88、90、98,但这仅仅是一示例且可以设置超过或少于四个的弹性指部。此外,尽管在帽盖64的一侧上示出三个弹性指部86、88、90而在帽盖64的另一侧上示出一个弹性指部98,但可以在帽盖64的任一一侧上设置更多或更少的弹性指部。此外,可以在帽盖64的各壁70、72、74上可设置超过一个的弹性指部92、94、96。侧边框垫片80、82和下边框垫片84中的每一个具有多个能够变形的使前端在一桥接部104处彼此连接的弹性指部102。各边框垫片80、82、84可以由弹性回火材料形成。桥接部104通过合适的手段(诸如焊接)接近其对接端42而安装于笼壳26。各弹性指部102沿对应的壁30、32、34的长度的一部分延伸。尽管侧边框垫片80、82和下边框垫片84示出为一单个的元件,但是侧边框垫片80、82和下边框垫片84可以独立地形成并附接于笼壳26。如这里所述,帽盖64与顶壁28一体形成,然而,在一实施例中,帽盖64与笼壳26独立地形成,并且顶壁28具有穿过其形成的一细长槽(未示出),帽盖64设置于该细长槽上;帽盖64例如通过焊接而永久地附接于顶壁28,从而帽盖64实际上与笼壳26成为一体。在该实施例中,安置在笼壳26的顶壁28上的弹性指部86、88、90、98可以与独立形成的帽盖64一体形成并且与独立形成的帽盖64附接于顶壁28。尽管帽盖64上的弹性指部92、94、96被描述为与安置在顶壁28上的弹性指部86、88、90、98一体形成,但帽盖64上的弹性指部92、94、96可以与安置在顶壁28上的弹性指部86、88、90、98独立地形成并独立地附接于帽盖64。在一实施例中,弹性指部86-98、102各在一边缘上弯折,以形成一182度的成形的边缘。尽管在该方法中使用了过多的材料,但是通过为形成于插头连接器22上的突起66提供一引入(lead-in)而获得一优点。在另一种结构中,弹性指部86-98、102形成为通常通过焊接而固定于笼壳26的单独的零件。在图10和图11所示的一实施例中,笼体20安装于一导电的边框106。边框106具有:一i/o端口孔108,其与笼体20的笼壳26的形状相似(mirror);以及一缺口110,其与帽盖64的形状相似。缺口110向孔108开口,从而孔108和缺口110彼此连通。为确保合适的配合,在帽盖64的轮廓和笼体20的壁28、30、32、34的外周的周围保持一间隙,从而在笼体20和边框106之间提供间隙。弹性指部86、88、90、102接合边框106的孔108的一边缘并被边框106的孔108的边缘压缩以提供额外的密封,而弹性指部92、94、96接合边框106的缺口110的一边缘并被边框106的缺口110的边缘压缩以提供额外的密封。从边框106中的缺口110创建的间隙通常正交于笼体20插入边框106的插入方向,从而当弹性指部86-98、102变形时,在笼体20和边框106之间创建一有效的密封。在图12和图13所示的一实施例中,笼体20具有多个内壁116、118,这些内壁116、118将内部区域36分成多个舱体120,多个插头连接器22可以插入各自的舱体120中。如图所示,顶壁28具有均形成键槽68的多个彼此间隔开的帽盖64,键槽68向对应的舱体120开口并与顶壁28上的弹性指部86-98相关,;且底壁34具有形成均键槽68的多个彼此间隔开的帽盖64,键槽68向对应的舱体120开口以及在底壁34上的弹性指部86-98相关。除了侧壁70、72从底壁34向下延伸并且壁76形成各帽盖64的一下壁外,底壁34上的帽盖64与顶壁28上的帽盖64形成为相同。笼体20安装于一导电的边框122。边框122具有:一i/o端口孔126,其与笼体20的笼壳26的形状相似;以及多个缺口128,其与各自的帽盖64的形状相似。各舱体120与一缺口128相关。为了确保正确的配合,在帽盖64的轮廓和笼体20的壁28、30、32、34的外周周围保持一间隙,由此在笼体20和边框122之间提供间隙。弹性指部86、88、90、102接合边框122的孔126的一边缘并被边框122的孔126的边缘压缩以提供额外的密封,而弹性指部92、94、96接合边框122的对应的缺口128的一边缘并被边框122的对应的缺口128的边缘压缩以提供额外的密封。由边框122中的缺口128创建的间隙通常正交于笼体20插入边框122的插入方向,从当弹性指部86-98、102变形时,在笼体20和边框122之间创建一有效的密封。通常,舱体120这种布置中以一腹部对腹部的方位设置,但也可以以一堆叠的竖向对齐的布置方式布置。多排布置还可以沿纵向设置,从而创建一线性阵列。在某种意义上,布置遵循一“mxn”方位,其中m是舱体的堆叠数量,且n是堆叠的舱体的列数。在一成组(ganged)的布置中,边框垫片78、80、82、84沿纵向为所有的舱体120提供emi密封。导电的笼体20在导电的边框106、120与插头连接器22之间提供一接地密封。这提供一低阻抗和低泄露的密封,所述低阻抗和低泄露的密封为边框106、122提供一接地路径并对允许插头连接器22插入已安装的笼体20中的i/o端口孔108、126提供密封。在拐角和边缘处的可能未完全密封的开口周围采用额外的emi屏蔽。在这些情况下,形成有导电性能的一顺从性(compliant)材料或弹性体(elastomeric)材料可以安置在泄露区域中。这些第二垫片可包括导电泡沫材料、柔韧的丝编织物、绒毛纽扣和导电晶须(whisker)等。这些第二垫片通常在笼体20组装到边框106、122过程中被压缩,填塞笼体20和边框106、122之间的空隙或间隙并还填塞笼体20和帽盖64上的弹性指部92、94、96之间的空隙或间隙,以进一步密封任何间隙。还可以考虑在笼体20和边框106、122对接之后,可以在间隙中应用一分配(dispensed)的导电材料(诸如一空气可固化的可膨胀的导电材料或泡沫材料)。在所有密封结构中,设置于笼体20和边框106、122之间的间隙中或附近的材料必须是弹性的并且保持弹性以防止由于插头连接器22从笼体20插入或拔出过程中的振动和磨损而导致的间歇性电连接。包括具有由弹性指部和边框106、122提供的增强接地特征的键槽68以及与边框106、120基本连续的接地能够保持emi遏制以及提供插头连接器22到笼体20的键控识别。本文给出的公开内容以其优选实施例及示范性实施例说明了各个特征。本领域技术人员在阅读本公开内容后将作出处于随附权利要求的范围和精神内的许多其它的实施例、修改以及变形。当前第1页12当前第1页12
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