专利名称：带插入组件的连接器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元器件，特别是涉及一种可以包含内部电子元器件的单个或多个连接器组件的带插入组件的连接器及其制造方法。
背景技术：
标准连接器，例如“RJ”配置的，在电子工业中已经得到广泛应用。这样的连接器能够放入一个或多个不同类型的标准插头(例如RJ-45或者RJ-11)，在标准插头端子和与连接器连接的母设备间传输信号。通常，信号调节的方式(如滤波、变压等等)是由连接器在信号通过该连接器时进行的。
设计一个有效、经济、可行的连接器需要多方面的考虑。例如(1)连接器可利用的容积以及覆盖区域；(2)对电气状态指示器的需要(例如，发光二极管LEDs)；(3)设备制造和安装的成本和复杂程度；(4)适应多种电子元件和信号调节配置的能力；(5)组件的电气和噪音性能；(6)组件的可靠性；(7)改变设计适应补充技术的能力；(8)与现有插头、“引脚”的标准和应用的兼容性；(9)能够配置连接器作为数个端口中的一个，潜在具有单独变化的内部元件配置；(10)潜在的维护和替换的有损元件的能力。
迄今为已经有很多不同构造的连接器。这些设计中很多是利用一个内部PCB或基底来承载在连接器外壳内部的电子或者信号调节元件。例如，美国1991年12月3日公开的Sakamoto等的专利号为5,069,641，发明名称为“标准插孔”的专利，描述了在一个电路板上安装标准插孔，标准插孔有一个印刷电路板，该印刷电路板在外壳中含有抑制噪音的电子元件。印刷电路板上安装了用于连接插头和端子接触的接触器，用于在电路板上安装标准插孔。接触器和端子通过印刷电路板上的导线与噪音抑制电子元件电连接。Sakamoto提供了一个需要相当大的垂直外壳的垂直方向的板，而且没有提供观察电状态的装备(例如LEDs)。
Raman的美国专利号为5,587,884、公开于1996年12月24日、发明名称为“带有密封信号调节元件的电连接器插孔”的申请描述了一个标准插孔电连接器组件，用于调节与组网元件一起使用的无屏蔽双绞线的信号。标准插孔包括传统的绝缘外壳，插入组件，该插入组件含有插入成模的前插构件和后插构件。接触端子用于与由前插构件伸出并伸入后插构件的标准插头配合。后插构件包括信号调节元件，例如普通模式的扼流线圈、滤波电路以及用于调节双绞线对信号的变压器，该双绞线信号用于如从IEEE10 T基网络元件上的输入和输出的应用。后插构件的插入成模体封装信号调节元件来保护元件和稳定元件。插入成模体也可以稳定接触端子和导线的位置，该接触端和导线从连接后插构件伸出与外部电路接触，例如具体应用中包含界面处理器的外部印刷电路板。信号调节元件可以被直接焊接到接触端子和导线上，或者它们可以被安装在同样封装在插入成模的后部插入体中的信号调节印刷电路板上。Raman方法几乎没有提供可用的内部PCB空间，也没有指出LEDs任何的实际的应用或者布置。
Scheer等人的专利号为5,647,767，公开于1997年7月15日，发明名称为“用于信号传输的电连接器插孔组件”的申请描述了标准插孔电子连接器组件，调节与网络元件一起使用的无屏蔽双绞线中的信号。标准插孔包括传统的绝缘外壳和插入组件，插入组件包括插入成模的前插构件和后插构件。与标准插头配合的接触端子从前插构件伸出并伸入后插构件。后插构件也包括信号调节元件，例如普通模式的扼流流圈、滤波电路和变压器，该变压器适合于调节从IEEE10 T基网络元件输入和输出应用中的双绞线信号。后部插入构件包括插入成模体，该插入成模体可以稳定接触端子和导线的位置，该导线从连接后插构件伸出与外部电路接触，例如包含具体应用中的界面处理器的外部印刷电路板。信号调节元件可以被安装在封装的元件印刷电路板上。附加的导线被连接到印刷电路板的暴露部分上，作为地线和其它的连接。
“Scheer”(下文称为“Scheer”)的美国专利号为5,759,067，发明名称为“屏蔽连接器”的申请，提供了一种常用的现有技术方法。在这个配置中，在连接器外壳中的垂直的平面上布置了一个或多个PCB，这样PCB的里面直接朝向组件的内部，且外表面直接朝向组件的外部。如Scheer图1、图2所示。Scheer的布置从利用空间、垂直的轮廓(高度)以及电性能角度来说不是最好的，因为当元件放置在内表面上的PCBs上时，与大多数的插孔导体(以及一些标准插头)的延伸(run)非常接近，因此它们之间会有很大的干扰以及EMI出现。
但是基于上述的考虑，前述现有技术的配置并不是最好的。例如，很多连接器设计，虽然提供很低的制造成本，但是不会满足特殊应用所必须的电气或辐射噪音。满足这些性能和噪音要求的设计通常非常复杂，需要很多制造步骤，很难组装，因此提高了成本，潜在的减小了应用的可靠性。另外，多数满足性能标准所需要的电信号调节元件，在不增加噪音/干扰或者极大改变连接器端子排列构造的情况下，很难被包含在所要求的连接器高度，体积或覆盖面积中。
因此，急需提供一种先进的电连接器设计，这样可以提供一种简单可靠的，具有卓越电子和噪音性能的连接器，而且经济实用。这种连接器设计可以被用于在连接器信号路径上任何从无到不同电子信号调节元件变化，如果需要也可以用于状态指示，不影响连接器轮廓或者覆盖面积，以及外壳的变化。改进的连接器设计便于安装而且便于需要时除去设备的内部元件。这种设计也适合于加入到多端口连接器组件中，包括单独改变与每个组件端口连接的内部元件配置的能力。
发明内容
本发明通过提供一种先进的标准连接器装置及其制造方法来满足前述的需要。
发明的第一个特点，揭示了一种先进的连接器组件，尤其用于印刷电路板或者其它装置。连接器组件主要包括有一个单独的端口的连接器外壳；一个插入组件，插入组件具有(1)一个插入元件，(2)与插入元件配合的多个第一和第二导体。(3)在外壳上接近于插入元件部位，安装的至少一个基底，该基底至少具有一个电元件，布置在基底上并在第一和第二导体之间的电路上。在一个实施例中，插入组件是平坦的，包括多个空腔或者凹槽，用于放入在各组导体周围形成的载体。插入组件放入基底(以及电子元件)，这样与第一组和第二组导体间的直接电连接在最小的空间以及最小的导体长度上实现。光源(例如LEDs)被有选择的安装在外壳前面的空隙中，到基底上的迹线上电终止，这些迹线终止于安装在插入组件后部载体中的第三组导体。
第二个实施例中，组件包括一个连接器外壳，它具有多个连接器并列(1*N)放置，每一个连接器包括上述的插入组件。每一个相应端口的插入组件在配置上可以是统一的，也可以是根据需要进行变化提供不同的功能。
发明的第二个特点揭示了与标准连接器配合的改进的插入组件。在一个实施例中，插入组件包括一个模制的低外形的插入元件，其中形成多个空腔；多个第一导体，分别用于与标准插头相应的端子配合，至少第一导体的一部分安装在上述的第一空腔中；多个第二导体用于与外部设备进行电连接，第二导体的至少部分安装在第二空腔中；基底，它与插入元件通电，而且具有多个与其连接的导电迹线，在至少一些第一和第二导体之间形成电路。在第二实施例中，该组件进一步包括多个光源，它们与基底上的迹线通电，第三组导体与迹线通电，它通过带有光源的连接器组件形成一个电路。
发明的第三个特点，揭示了一个改进的用于前述标准连接器插入组件的插入元件。在一个实施例中，插入元件包括一个插入体，该插入体具有(1)一个前部，具有形成于其中的第一空腔，和在前部中形成的多个第一空隙，该些孔洞与上述的第一空腔互通，上述的第一空隙用于放入各个第一导体；(2)一个后部，具有形成于其中的至少一个第二空腔，和在后部中形成的多个空隙，该些空隙与上述第二空腔互通，上述的第二空隙用于放入各个第二导体；和(3)至少一个表面，用于与内部基底互通，该表面被安装在靠近上述的第一和第二空隙处，这样可以使基底的导电迹线和第一、第二导体的导体进行直接连接。
发明的第四个特点揭示了利用上述连接器组件的改进的电子组件。在一个实施例中，电组件包括上述连接器组件，它被安装在一个其上具有多个导电迹线的印刷电路板(PCB)的基底上，该些迹线使用回流焊结连接到基底上，这样从穿过各组件的导体的导电体以及标准插头端子的迹线形成导电通路。在另一个实施例中，连接器组件被安装在一个过渡基底上，后者通过采用缩减拐脚端子排列被安装在PCB或者其它元件上。
发明的第五个特点揭示了一种制造该发明中连器装备的方法。方法大体包括形成一个具有多个凹槽的插入元件，并适于放入在连接器外壳中；形成多个第一导体；提供多个第二导体；提供一个基底；在基底上形成多个导电迹线；在上述各凹槽中插入部分第一和第二导体；基底接近于插入元件布置，这样第一和第二导体通过基底上的导电迹线处于通电状态。
图1是本发明连接器组件的第一实施例(单端口)的正视图。
图1a是本发明连接器组件的第一个实施例(单端口)的正视图。
图1b是图1a连接器组件的后视图，没有插入组件。
图1c是图1a连接器组件的侧视图，带有插入组件和可选安装的外部噪音屏蔽。
图1d是本发明图1a连接器组件的底视图，带有插入组件。
图2a是导电组件的侧视图，相连的载体作为图1A连接器插入组件的一部分。
图2b是用于图2a导体组件的前载元件的示例组件的正视图。
图2c是图2a导体组件的底视图。
图2d是图2a导体组件的后视图。
图2e是图2a导体组件的顶视图，示出了一个制造过程的过渡步骤和变形之前导体。
图3a是图1的连接器插入组件的侧视图，基底(和了LEDs)被移除了。
图3b是图3a插入组件的顶视图。
图3c是图3a插入组件的侧视图，包括基底，LEDs和电子元件。
图4a是被用在图3a插入组件中的插入元件的底视图。
图4b是图4a插入元件的正视图，端子载体被移除。
图4c是图4a插入元件的顶视图，示出了在上表面的端子空隙。
图4d是图3a插入组件的前(单路径)端子载体的顶视图。
图4e是图3a插入组件的前(单路径)端子载体的正视图。
图4f是图3a插入组件的中间(单路径)端子载体的顶视图。
图4g是图3a插入组件的中间(单路径)端子载体的正视图。
图4h是图3a插入组件的后部(LED)端子插入组件的顶视图。
图4i是图3a插入组件的后部(LED)端子插入组件的正视图。
图5是本发明连接器组件的第二实施例正视图，具有多个以1*N阵列排列的标准连接器。
图6是图1a-4i连接器的立体图，示出了安装在外部印刷电路板(PCB)上的连接器。
图7是逻辑流程图，描述了制造本发明连接器组件的方法的实施例。
图7a是导线架组件的顶视图，在制造图3a插入组件的端子载体(和端子)中使用。
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的带插入组件的连接器及其制造方法其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
注意到当以下描述首先是关于一个或多个RJ型连接器以及相关的现有技术周知的标准插头，本发明可以被用于连接任意多个不同的连接器类型。因此，下面关于RJ连接器和插头的描述只是其中的一个示例。
在这里使用的词组“电气元件”和“电子元件”是可以互换的，指的是用于提供一些电功能的元件，包括无限感应反应器(扼流线圈)，变压器，滤波器，凹口环形线圈，电感，电容，电阻，运算放大器，晶体管和二极管，不论是分散的元件或是集成电路，无论是单个的还是组合的。例如，在具有共同受让人的公共待审的美国专利号为09/661,628，发明名称为“先进的电子微型线圈及其制造方法”，申请日为2000年9月13日的申请，揭示了改进的环形组件，其内容一体并入此处作为参考。而且本申请应用了所谓的“互锁基”组件，例如那些被受让人制造的并在美国专利号为5,105,981，发明名称为“电子微型包装和方法”，公开于1991年5月14日的专利中被详细描述的。
所用的词组“信号调节”或者“信号”应该被理解为包含，而不限于，信号电压转换，滤波，限流，采样，处理，分流以及延时。
这里所用的“端口组”是指1*N排列的标准连接器，其中端口基本上是并列排列，例如一个端口基本上分别与另一个端口或其余端口接近。
单端口实施例请参阅图1a-4c所示，描述本发明的连接器组件的第一实施例。如图1a-1d所示，组件100主要包括一个连接器外壳元件102，它具有形成于其中的标准的插头安装凹槽108，以及两个用于发光二极管(LEDs)或其它光源的凹槽105a，105b。LEDs被用于指示每一个连接器中的电状态。可以看出，虽然图示的实施例包括LEDs或者其它光源，这样的特征完全可以选择，因此本发明实施例只是其更宽范围的一个示例。
请参阅图1c所示，连接器100的前壁或者正壁106被基本上垂直或者正交于安装有连接器组件100的PCB表面(或其它设备)放置，闩锁装置布置在远离PCB处(所谓的“锁紧”)，这样标准插头可以被插入连接器104中的插头凹槽108中，和PCB间没有物理干扰，该方向可以根据需要进行反向。插头凹槽108用于放入一个标准插头(没有示出)，以预定的阵列安装于其中的多个第一电导体，该阵列用于与凹槽108中的导体212的各接触部位224相配合，因此在插头导体和连接器导体212间形成了电连接，后面将详细叙述。连接器外壳元件102和模制体元件400在所述实施例中是绝缘的，由热塑性塑料形成(例如PCT Thermex，IR相容，UL94V-0)，它也可以由其它材料做成，例如，聚合体或者其它可以材料。注模工艺被用于形成外壳元件102和模制插入元件400(下面将详细描述)，根据所选材料的不同也可以使用其它方法(例如传递模塑)。制造外壳元件和模制体元件的方法是现有技术中熟知的，因此这里就不在说明了。
在外壳元件102的凹槽108形成了多个沟槽122，它被大体上平行而且基本上水平定向在外壳102中。沟槽122被隔开，用于引导和放入上述用于和标准插头导体配合的导体212，外壳元件102包括一个空腔134，在连接器104后面接近于后壁处形成，空腔134用于在基本水平方向上安装插入组件300(后面图3a详述)，插入组件300基本上平行于纵向导体225延伸方向(如在外壳102中从前到后)。组装时导体212和插入元件400组成了一个完全平面结构。
请参阅图1c和1d所示，外壳元件在外壳109底面形成了多个定位元件109。这些定位元件109在所述的实施例中包括具有“T”型横截面的支柱，成模成外壳元件102的一部分，也可以使用其它的构造。例如美国专利号6,116,963，发明名称为“两片微电连接器及其制造方法”公布于2000年12月12日中的“定位销”可以取代这里的构造，其内容一体并入此处为作为参考。另外，定位元件可以具有不同的横截面形状，可以是锥形的，可以从外壳元件102上分离或者其它不同的构造等。
连接器212以预定的形状形成，包括接触部位224，纵向部位225和交界部位218(如图2e)，连接器212装在第一和第二载体元件216，220(如图2a)中，后者与外壳元件102配合。导体212也可以包括应力释放和支点部位214，它专门用来增加回弹力，而且使导体接触部224的末端偏置与相应的标准插头触点连接。这里所用的“载体”是指被用于向一个或多个导体或端子提供预定功能的结构，例如在图1a-4c实施例中成模于导体212周围的示例结构216，220。也可以使用其它类型或形式的结构。
可以看出上述美国专利号为6,116,963，发明名称为“两片微电连接器和方法”中的定位或夹持元件(例如“轮廓”元件)的专利可以被用于作为本发明外壳元件的102的一部分，甚至是在上述载体元件的布置中也可以应用。这些定位或夹持元件被用于和导体212中相应的弯曲处相连，而且，把单独导体212与凹槽108中相关的标准插头进行定位。另外，或者可以替换的是，这些轮廓元件(和弯曲处)作为导体212的保持装置而且与插入组件300连接，因此提供摩擦保持力来抵抗组件和导体从外壳102上移动。
另外，请参阅图2e所示，在独立导体212之间的空间219随着它们的长度发生变化，这样可以提供配合标准插头的接触部(没有示出)的适当空间，通常40密尔(mil)(0.040in.)被用于导体212的接触部位224，也可以使用其它数值，在第一和第二载体216，220的连接点处留有更大的空间(例如50密尔)，来减少电干扰以及其它有害影响，便于低成本制造。
请参阅图2b所示，描述了第一(前)载体216的一个示例性实施例。载体216包括一个基本上为平面的主体，具有安装在两端的两个突出部207，每个突出部207比中间部位209稍薄(或者是“步进降低”)，中间部位209的底面与211两突出部207的底面齐平，这样形成了一致的平坦表面。在载体216底面211中形成的多个通道或沟槽205用于放入导体212的各个纵向部位225。两突出部207适于滑入在附加沟槽111(图1b)中，该沟槽位于空腔134的前面下边缘上，这样，当插入组件300被完全插入时，载体216以及导体212被引导和定位在沟槽中适当的位置。可知，本发明也可以采用其它的机构或者载体引导机构配置，如果需要，也可以不用引导机构，可以与本发明一致使用。例如，在载体前边缘的小插脚或者支柱被用于和附加空隙相连，该空隙在前外壳空腔壁的后表面形成，这样将载体安装在插件上。另外，单独的插脚或者楔(key)(没有示出)可以在载体216的底表面211形成以配合在空腔134底部内壁纵向形成的附加沟槽，这样将前述组件上的沟槽122与载体216(和导体)横向对齐。也可以用其它的技术和结构，其余这类技术和配置对本领域技术人员是熟知的并可以实现。
请参阅图2a-2e所示的实施例中，载体元件216，220被模制在导体212上，如图2e所示这是在后者变形之前，也可以使用其它的技术。例如，一个或者多个载体元件216，220可以提前成模(形成相应的空隙或狭缝来安装相应的导体)，载体216，220滑到或夹在导体上。另外，在导体周围载元件由两个半片组装在一起(如滑入配合)。也可以使用其它的方法，例如在导体上成模载体，这是在后者已经被做成想要的形状之后的。
请参阅图2e所示，所述实施例中第一载体216是模制的，这样这个载体216的底表面211与导体212纵向部位225底表面齐平，因此在外壳元件102中节约了空间，使得连接器的外形更低。
外壳元件102的空腔134在宽度上与模制的插入元件400接近，它是上述插入组件300的元件(图3a和3b)。空腔134在深度上与插入组件300长度接近。如前所述，插入组件300的导体接触部位224被变形，这样插入元件300插入其空腔134时，接触部位224被放入在沟槽122中，并保持与标准插头导体配合。模制插入元件400的位置进一步向外壳元件102的底壁偏离，这样(1)使得任何被直接或者间接的布置在元件400上的电子元件完全安装在空腔134中，最后形成标准的连接器外壳轮廓。(2)使得在外壳中同时布置插入组件300(如果提供了的话，包括与每个相连的电子元件)。
这种偏离通过使用两个纵向的通道121在所述实施例中实现，纵向通道121在外壳元件102内侧壁形成，大概布置在下面的边缘，如图1b所示。每个通道121的大小可以安装一个形成在插入元件400的侧壁335的突出部333，如图3a，3b所示。通道121的垂直高度比相应的突出部333稍高，这样突出部333可以引入的方式滑入通道121中，这样插入组件300可以移入空腔134合适的位置。插入组件400整个的宽度(从突出部333最外点测量)比两个通道121相对面间的距离短，但是比空腔中外壳元件102的内壁两个相对面宽，这样插入组件300刚好可以滑动，没有任何旋转的现象，放入外壳元件102中。这样布置有助于引导前载体216进入通道111内中的位置，因为当组件300被插入时，载体216的突出部207被限制在纵向通道121中运行。
所述实施例中的突出部333在它们的前边缘被做成楔形或锥形，这样每个突出部333的后边缘337占用在每个通道121中形成的凹槽(没有示出)的相应边缘。当插入组件完全被装入空腔314时凹槽这样布置，突出部333落入各凹槽中，后突出部边缘337与各凹槽后边缘配合，防止组件300从外壳102退出。因此，当完全插入时，插入组件有效的“跃入”外壳。为了将组件300从外壳102移开，外壳102的侧壁被做的很薄而且具有弹性，这样可以在组件300缩入时产生足够的变形来缓解突出部333。当把插入组件向后推时，用户只需要握住并向外展开侧壁(例如通过使用两个相应手指的指尖)就可以了，这样从外壳上拆下组件。也可以使用它的装置来使得组件300便于在外壳102上安装或者拆卸。
请参阅图3a-4c所示，插入元件400进一步包括后部端子载体接收部408和一个端子前方端子接收部位410，每个通常包括对应导体空隙420a-d的一个或者多个空腔412，414，416，418，在元件400的底面421上形成。前方载体接收部410和相连的空腔412用于装入导体212的第二载体220和相连的交界部位218，后者在方向上有效垂直，便于在空腔412和空隙420a装入。在所述实施例中，第二载体220和导体交界部位218依靠摩擦被装入空腔412和空隙420a，可知这样的摩擦关系不是必需的，也可以采用粘结，热连接或者其它技术来保持载体220和插入元件400之间的相对位置。实施例中采用所述的摩擦方式是为了保证牢固的连接，以及保证载体220被紧固在插入元件400上，其优势在于(1)简化了制造过程，因为不需要附加的装配步骤；(2)降低成本，因为不需要粘接或者加热连接装置；(3)如果需要的话，使得载体220和导体212依序从元件400上移开。
元件400的前部410的前壁411包括一个有凹口或被剪掉的部位(没有示出)，用于装入导体212的纵向部位225的平行阵列，这样使得导体部位225的底表面和插入元件400的底表面(以及第一载体216底表面)共面，如图3a所示。这样连接器垂直轮廓比没有使用这样的缺口的构造低。
在后部端子载体装入部408中，三个空腔414，416，418在元件400的外表面421从前向后垂直方向上形成，如图4a所示。三个空腔的前两个414，416用来装入端子载体450，452(如下图4d-4g)，端子载体450、452连有连接器的信号路径以及所使用的电子或者信号调节元件。空腔418最后部用于装入发光二极管(LED)导体载体454，后面将详述。和前部空腔412相同，三个后部空腔414，416，418分别有多组空隙420b-d，位于插入元件400的后部408的顶表面423b-c，如图3b所示。在所述的实施例中，空隙组420b-d形成直线或者空隙排，也可以使用其它的图案或阵列，这主要取决于不同的应用以及连接器的制造。后部408的两个最前面的空隙组420b，420c，每个分别形成六个空隙的单排，第二排420c在中间形成了一个间隙，这样使得该排的有效宽度比第一个空隙排420b宽。在LED导体载体上的空隙420d包括两组两个空隙，与两个导体相对应，每个空隙带有两个LEDs。下面将进行详述，当连接器应用不需要LEDs时，或者可以使用其它的光源时，最后的载体空腔418以及相连的空隙420d可以不要。
三个端子载体的结构结合图4d-4i来进行详述。图4d和4e示出了最前端子载体450的示例性实施例，用于承载一组信号路径端子460。载体450包括模制的聚合体456，用于依靠摩擦安装在插入元件空腔412中，多组(六组)端子460通过空隙420b安装在插入元件400中。调节端子460突出于整体456的长度提供与图3a基底(PCB)301合适的配位。调节底部长度，提供与安装连接器100的母装置(如PCB)合适的配位。
请参阅图4f和图4f所示，描述了中部载体452，用于承载与上述的第一(最前)载体450相似的第二多个(6)信号路径端子462。这个载体452与后部载体452的最前面相同，但是它的端子462间隔不同，而且整体宽度稍大(提供更大的端子空间)。
请参阅图4i和图4h所示，图4i和4h描述了插入组件300的端子载体454的最末(LED)端子载体454，它整体上与上述的两个端子载体450、452相似，但是LED端子载体有四个对应于LEDs 380的四个导体端子464(下述)。
请参阅图3a所示，插入组件300进一步包括基底元件301，它被水平布置而且在与插入元件400基本上共面定向。所述的实施例中，基底元件301包括印刷电路板(PCB)，它具有多个端子空隙和/或表面安装接触垫以及所熟知的导电迹线，也可以使用其它基底技术。当基底301被安装在插入组件300时，基底301的空隙303被定位与插入元件300的三个端子载体450、452、454，以及导体212的交界部位218对齐。插入元件400的前部和后部的顶表面423a-b在本实施例中被做成基本上共面，这样，当基底301被放置在元件400上，完全平行于插入元件400的底表面421。调整基底301的大小和形状使其(和插入组件300)适合于很容易安装在外壳元件102的空腔134中。
所述实施例的基底301包括多个安装在基底301的上表面303的电子元件345，它们的传导通路与基底的垫/迹线相连，因此形成导电通路，该通路从导体212的接触部位224，通过元件345，到达端子460并最终到达连接器被安装的装置。电子元件根据需要可以被安装在内部基底301的任意一边或者两边，与外壳空腔134的可用空间保持一致。例如，在另外的示例实施例中，被安装在各最初的基底上的电子元件被分成了两个大组，用于电隔离；例如电阻和电容被安装在最初基底的一侧，但是磁性元件(例如扼流线圈，环形内核变压器等)被安装在最初基底的另一侧。电子元件进一步被封装在硅中或者其它相似的封装中，来保证机械稳定性和电隔离。很多现有技术中熟知的不同的元件构造(无论是分离，组合，整体)可以被用作连接发明的基底301。
而且，可知上述电子元件不需要安装在基底301上；在另外的实施例中(没有示出)，非电元件被放置在导体212和端子460，462，464之间的导电通路上并被基底上不中断的导电迹线代替。这种设计中，基底只是在导体212和端子间提供多个导电通路。也可能有其它的配置。
请参阅图3c所示，插入组件300(尤其是基底301)进一步是用来将发光二极管380的导体382与最后端子载体454的端子464相连，这样在端子464和LED导体382之间通过基底301的迹线形成一个导电通路。也可以在基底301上布置不同的电子元件377。在所述的实施例中，LED导体382被变形并被插入基底301的空隙中，然后使用回流焊接等方法焊接于空隙中。这种布置的好处是减少LEDs的导体382的长度，因此减少了辐射噪音。
在外壳102中当LED被插入时，形成于外壳元件102中的凹槽105a，105b包含相应的LED380a，380b，通过LED和凹槽内壁间的摩擦LED被牢固地安装。另外，可以使用较松的安装和粘结剂，或者摩擦和粘结剂二者。
也可以使用很多其它熟知的构造来定位和保持LEDs 380与外壳元件102间的相对位置。
被用于每个连接器100两个LEDs380辐射所需长度的可见光，例如从一个LED发出绿光，从另外的发出红光，多色装置(例如“白光”LED)或者甚至其它类型的光源如果需要也可以使用。也可以使用其它的可替换的设备，例如，白炽灯，液晶(LCD)，薄片晶体管(TFT)等。
带有LEDs 380的连接器组件100如果需要可以进一步包括单独LEDs的噪音屏蔽。如果需要屏蔽单独的连接器100以及它们相连的导体和元件免受噪音辐射，这样屏蔽可能以不同的方式被包括在连接器100中。在一个实施例中，在插入每一个LED之前，LED屏蔽通过在LED凹槽105a，105b上甚至是在LED本身不导电部位形成一个薄金属层实现(例如铜，镍或者铜-锌合金)。在另外一个实施例中，可以使用分离的屏蔽元件(没有示出)，该元件可以从连接器外壳元件102上分离，每个屏蔽元件被做成是用于容纳与其相应的LED，并安装在其相应的凹槽105a，105b中。如果需要也可以使用其它的方法将连接器内部屏蔽掉LEDs，只有一个限制是，在LED导体以及其它的连接器组件上的金属元件之间有足够的电隔离来避免短路。
可以理解连接器外壳102中的光源布置可以改变。例如，LEDs380可以在不同的位置布置，例如在连接器基底301的后部(没有示出)，一前一后布置，也可以使用相应的光学媒体例如光管等延伸到观察面位置。
可以理解在连接器100中的前述元件的布置的优势在于减少导体/端子长度并可以形成所需要的。尤其是端子460，460，464使用平直的端子，因此节省了制造端子的步骤，减少了连接器成本。另外基底301的布置直接靠近插入元件400，减少了连接器100中端子460，462，464和导体212的长度因此有助于减少EMI干扰以及噪音源。
多端口实施例请参阅图5所示，详述本发明连接器组件的第二实施例。如图5所示，组件500主要包括连接器外壳504，它具有多个单独形成于其中的连接器502(即1*N排列)。连接器502在所述的实施例中以并排方式布置在外壳504中，一个挨着一个。每一个单独连接器的前壁506一个接一个的平行布置，大体上共面，这样标准插头可以被同时插入到连接器502中的插头凹槽108，没有物理干扰。每个插头凹槽108用于装入一个标准插头(没有示出)，该插头具有多个电导体以预定的阵列布置，该阵列分别与每个凹槽108中的导体212配合，这样形成插头触片和连接器导体212之间的电连接，如前图1a-d所述。
注意到虽然图5的实施例包括每个有四个连接器504的一个排列500(因此形成1*4连接器阵列)，也可以使用其它的阵列结构。例如1*8排列。每一个连接器的标准插头凹槽108(和正面506)不需要像图5实施例那样共面。而且在阵列中的某些连接器不需要具有电子元件，或者可以有布置在插入组件300的电子元件，与那些在相同阵列中的连接器不同。
连接器排列也可以设置，这样每一个连接器的闩锁机制在方向上是相反的。也就是说，通常用在RJ标准插孔的弹性的突出部和凹槽布置(虽然可由其它的类型代替)可以设置在“锁紧”和“打开”设置以便于操作者使用。
请参阅图6所示，叙述了图1a-4c所示的连接器组件被安装在外部基底上，这里是一个PCB。如图6所示，连接器组件100被安装，使得端子460，462，464穿透形成在PCB606上的各空隙。端子被焊接到导电迹线608紧紧围绕空隙610，这样在其间形成一个永久的电接触。需要注意的是，虽然如图6所示导体/空隙方法，也可以使用其它的安装技术或结构。例如，端子460，462，464形成的结构可以使连接器组件100表面安装到PCB606上，这样就不需要空隙610了。或者，连接器组件100可以被安装在过渡基底上(没有示出)，过渡基底通过表面安装端子阵列，例如球形格栅阵列(BGA)，针状格栅排列(PGA)，或者其它非表面安装技术被安装在PCB606上。端子排列的覆盖面积相应于连接器100减少，在PCB606和过渡基底间的垂直间隔可以被调整，这样其它的元件可以被安装在PCB606上，处于过渡基底端子排列拐脚外部但是在连接器组件100拐脚内部。
需要注意的是本发明每一个前述的连接器组件实施例可以配备一个或多个外部或者内部噪音/EMI屏蔽，以提高导体和电子元件之间的电隔离或者减少噪音。例如，美国专利申请号09/732.098，发明名称为“屏蔽微电子连接器组件及其制造方法”，申请日是2000.12.6，转让给共同受让人，其内容一体并入此处，其中所述的内部屏蔽布置可以与本发明一起使用，可以单独或者连接其它这样的屏蔽方法。本发明的单独或者多端口实施例可以被安装基底屏蔽来限制连接器底部的电磁噪音传输。同样的，旁边或者侧面的屏蔽元件例如那些在前述申请中的，可以被用在本发明多端口实施例中的单独连接器间。外部或者周围噪音屏蔽如图1c所示，或者其它相似的设计可以用于增加到或者替换前述的内部屏蔽。
另外，这里所述的连接器实施例的LEDs 380可以被进一步设置，作为插件插入外壳前表面，如转让给共同受让人的、美国专利申请号10/140.422，发明名称为“带有光源次级组件的连接器组件及其制造方法”，2002年5月6日提出的申请，其内容一体并入此处作为参考。使用这种方法，大多数LEDs被两个一组进行分组并插入形成在外壳元件504的正面的端口空隙的附加凹槽。LED导体382沿着与PCB或者其它安装在连接器上的元件完全垂直的方向上延伸，因此缩小了连接器的延伸长度，相应的减少了从导体382的EMI辐射。
制造方法请参阅图7所示，结合图7详细描述前述连接器组件100的制造方法700。值得注意的是图7的所述的方法700是以带有LEDs的单端口连接器组件进行描述的，本发明还可以广泛的应用与其它装置(例如图5的1*N
接下来，在步骤704中提供一个导体组。如前所述，导体组包括金属(如铜或铝合金)条，它具有基本上正方或长方的横截面，被加工成一定尺寸，安装在外壳102中连接器的沟槽122中。
步骤706，提供了多组端子460，462，464(在不同的插入组件的端子载体450，452，454中使用)。这些端子以熟知的普通导线架组件780形式提供，其中的一个实施例如图7a所示。安排了不同的端子，使得端子载体456的成模可以在当端子仍然附着在导线架782上时被完成。
在步骤708中，不同的载体216，220，456，457，458被模制在导线架上成型，以及，图7a中所示的组件780。端子被进一步从它们相应的导线架被调整到一个合适的长度，这样产生最终的端子载体450，452，454(步骤710)。
同样的，带有模制载体216，220的导体212被修整来产生未完成的导体组件217，如图2e所示。未完成导体组件217的导体212如前所述(步骤712)被变形来产生最终的组件，如图2a所示。
需要注意的是，前述的导体/端子组的一个或两个可以在适当的终端形成缺口(没有示出)，这样与电子元件连接的导电引线(例如缠绕在磁性环形元件周围的细线)可以被缠在末端缺口处以提供牢固的电连接。
接下来，在步骤714中基底301被形成并通过很多预定尺寸空隙穿透其厚度。制造基底的方法在电子领域中是熟知的，因此不再详细叙述了。特殊设计所需的任何导电迹线和端子垫被加在基底上，这样当被装入空隙时，导体212，382或者端子460，462，464必须部分与迹线间进行通电。如前所述，基底中的空隙以并置穿孔形式排列，带有间隔(即，间距)，这样这些空隙的位置对应于所需的图案，也可以使用其它的布置。可以使用任意数目在基底上穿孔的方法，包括转钻孔，冲孔，热探针甚至是激光打孔。另外空隙可以在基底形成的同时形成，因此不需单独的加工步骤。
在步骤716中，形成和准备一个或多个电子元件(如果设计中使用)，例如前述的环形线圈和表面安装装置。制造和准备这样的电子元件是本领域中熟知的，因此不再详述。然后，电子元件在步骤718中与基底301相配合。值得注意的是，如果没有用到元件，形成在最初基底上的导电迹线将在导体212的界面位置218和各端子460，462间形成导电通路。元件可以选择(1)被装入相应的被设计用来装入元件或者端子的一部分的空隙(例如，用作机械稳定性)。(2)被连接到基底上，例如通过使用粘结或者封装(3)被装在“自由空间”(即当后者被终止在基底导电迹线和/或导体末端时，通过在元件导线上产生的拉力被固定在某处，或者(4)通过其它方法保持在某处。在一个实施例中，表面安装元件先被安装最初基底上，然后将磁元件(例如环形线圈)定位，也可以其它顺序。如现有技术中熟知的，元件通过共晶焊接回流加工与PCB进行电匹配。带有电子元件的组装的最初基底可以用硅封装固定(步骤720)，也可以使用其它材料。
在步骤722中提供了LEDs 380(如果用到的话)以及它们的导体382，这些导体根据设计要求变形，这样可以与基底301配合，当组装连接器100时，将其定位在外壳元件102的空隙105a，105b中。变形的LED导体382通过将导体插入到基底上形成的各空隙与基底301配合，并将导体连接到其衬垫/迹线上(步骤724)。
在步骤726中，带有表面安装元件/磁元件的组合基底301被进行电测试以确保合适的操作。同样，测试可以在组件其它随后的阶段完成，包括连接器被完全安装结束后。
接下来，插入元件400通过使用成模工序形成，如用在外壳102中的(步骤728)。作为这个工序的一部分，插入元件根据需要去掉不用的并进行修整。
插入组件300在接下来的步骤730中被安装。特别是在步骤732中，修整后做成的端子载体450，452，454被插入到在插入元件400中形成的各空腔。同样的，在步骤734中，导体组件的第二载体元件220(和交界部218)被装入到插入元件400的前部410，这样交界部218的末端从在前部410中形成的空隙420a中突出，如图3a所示。
在步骤736中，带有电子元件的前述组合的基底301被放置在插入元件400上方(和端子)，这样基底301的空隙上装入各导体和信号路径/LED端子以及元件400的上表面423a-b上的基底。经由步骤738，导体/端子端点可以选择被连接于其上(例如使用共晶焊接连接到导体/端子和基底端子垫周围，或者粘结)。另外，端子/导体可以摩擦装入它们各自空隙，后者稍微小一点，这样产生前述的摩擦关系。另外，导体/端子的末梢可以被做成锥形的，这样产生一个改进的摩擦装配，根据需要调节锥形导体使导体能够在板内深入到一定程度(例如深度)。
在步骤740中形成的插入组件300被插入到外壳元件102的空腔134中，导体212的接触部位224被装入在组件外壳102中形成的各沟槽122。LEDs 380同样与外壳102中的各孔105对齐，并被装入在外壳102中的各空隙105，这样当插入组件300被完全装入时，它们就与连接器100的正面齐平。如前所述，当在空腔134中合适的位置时，插入组件300可以被做成“跳入”适合位置。例如，插入元件400的突出部333。
关于其它实施例(例如多端口1*N连接器外壳，无LEDs的连接器等)前述方法可以被修改为必须容纳附加的元件。例如，当使用多口连接器时，单独的普通外壳元件可以被制造。给定本文中所揭示的内容，这样的改进和变更对普通的技术人员来说是显而易见的。
可知，虽然本发明的某些方面是以某一具体的方法的步骤进行描述，这种描述只是本发明更广泛方法的示意，可以根据特殊应用的需要进行修改。在一些情况下，某些步骤可以认为是不必要的或者是可选的。另外，某些步骤或功能可以加到揭示的实施例中，两个或多个步骤也可以被调整。所有的这些变化被认为包括在所揭示和保护的本发明内。
以上具体的描述已经表面发明用于不同实施例的新颖特征，可以理解在不背离发明的前提下，可以由本领域技术人员对所述组件或加工的细节的可以不同程度的去掉，增加，替代，变化。前述是现存的发明预期的最好的模式，这种描述绝对不是限制，而是应该作为发明的总原理的说明，发明的领域由权利要求决定。
权利要求
1.一种电子连接器用于装入有多个导电端子的标准插头，其特征在于包括一个具有凹槽的外壳用于装入前述的标准插头，和一个空腔；一个具有多个导电通路的基底；一个与前述基底通电的插入元件，前述的插入元件和前述的基底至少局部被装入前述的空腔；多个第一导体，与前述的标准插头的前述的各端子以及前述的各通路配合，上述的多个第一导体至少局部装入前述的插入元件；以及多个第二导体，用于与外部装置以及前述各通路进行电连接，前述的第二导体至少局部装入前述的插入元件。
2.根据权利要求1的连接器，其特征在于其进一步包括至少一个被安装在前述基底的电子元件，它被电插入前述至少一个导电通路中。
3.根据权利要求2的连接器，其特征在于，前述的至少一个电子元件包括一个整环磁核。
4.根据权利要求1的连接器，其特征在于前述的第二导体至少局部装入载体中，前述的插入元件被装到前述至少一个载体的至少一部分上。
5.根据权利要求4的连接器，其特征在于前述的第一导体被装入第一载体中，前述的多个第二导体的第一和第二部分被分别装入第二和第三载体中。
6.前述的权利要求中的连接器中，其特征在于，前述的至少一个基底进一步包括在其上形成的多个空隙，前述的空隙分别被用于装入前述的第一和第二导体。
7.前述的权利要求中的连接器，其特征在于，其进一步包括至少一个具有多个电导体的光源，前述光源电导体与前述基底的前述导电通路的至少一部分通电；以及多个第三导体，与前述导电通路的至少一部分通电，因此从前述的三第三端子到前述的至少一个光源间形成至少一个电通路。
8.根据权利要求7的连接器，其特征在于前述的至少一个光源的前述电导体被分别安装在形成在前述的至少一个基底上的各空隙中。
9.根据权利要求7或8的连接器，其特征在于前述的至少一个光源包括一个发光二极管(LED)。
10.根据权利要求1的连接器，其特征在于，前述至少一个基底以完全水平的方向完全安装在前述插入元件的顶端。
11.根据权利要求10的连接器，其特征在于前述连接器外壳和至少一个基底都是深度比长度长。
12.根据权利要求1中的连接器，其特征在于前述的插入元件当被插入前述的空腔时，其安装的方向为，完全沿着前述的外壳的底部内表面。
13.根据权利要求12中的连接器，其特征在于前述的第一导体至少部分沿着前述外壳的底部内表面安装。
14.根据权利要求5的连接器，其特征在于前述的插入元件当插入前述的空腔时，完全沿着前述外壳的内表面的底部被安装。
15.根据权利要求14的连接器，其特征在于前述的第一导体的至少部分沿着前述的外壳的底部内表面安装。
16.根据权利要求1中的连接器，其特征在于前述的第一和第二导体可以分别从前述的插入元件拆去。
17.根据权利要求16的连接器，其特征在于前述的第一导体以及前述的插入元件形成一个共面组件。
18.根据权利要求17的连接器，其特征在于前述基底平行于前述平共面组件定向，该共面组件在由前述的第一导体和前述的插入元件形成。
19.根据权利要求17的连接器，其特征在于前述共面组件沿着前述的空腔的底表面放置。
20.根据权利要求1的连接器，其特征在于前述的插入元件包括分别带有第一和第二空腔的第一和第二部位，前述的第一和第二空腔用于接收相应的第一和第二载体，该第一和第二载体装在前述第一和第二导体周围的至少部分区域。
21.根据权利要求20的连接器，其特征在于，进一步包括一个第三载体，它被至少部分围绕前述的第一导体放置，安装部位不同于前述第一载体。
22.根据权利要求1的连接器，其特征在于前述的外壳包括多个前述的凹槽和空腔，相应的前述第一和第二导体，前述的基底和前述的插入元件，这样形成了多个单独连接器，前述单独连接器在前述的外壳中至少以并列方式放置。
23.一个在标准连接器中使用的插入组件，其特征在于其包括一个具有多个空腔的插入元件；多个第一导体，用于与各标准插头配合，前述的第一导体至少部分被装入前述的空腔的第一部位；多个第二导体，用于与外部装置的通电，前述的第二导体至少部分被安装在前述空腔的第二部位；以及一个与前述的插入元件通电的基底，它具有多个导电迹线，前述的导电迹线在至少部分前述的各第一导体和前述第二导体之间形成电路。
24.根据权利要求23中的插入组件，其特征在于前述的插入元件和前述的第一导体形成一个完全共面的组件，前述的基底在完全水平的方向上。
25.根据权利要求23的插入元件，其特征在于进一步包括第一和第二载体，它们至少部分被安装在前述的第一和第二空腔中，在前述的至少部分第一导体的周围形成的前述的第一载体，在前述的至少部分第二导体的周围形成的前述第二载体。
26.根据权利要求23的插入组件，其特征在于进一步包括至少部分被安装在前述的第三空腔中的多个第三导体，前述的第三导体用于和基底上相应的导电迹线通电。
27.根据权利要求26的插入组件，其特征在于进一步包括至少一个光源，前述的至少一个光源与前述的至少部分第三导体通过相应的导电迹线进行通电。
28.根据权利要求26的插入组件，其特征在于进一步包括一个第三载体，它至少部分安装在前述的第三空腔中，前述的第三载体在前述的至少部分第三导体周围形成。
29.根据权利要求23的插入组件，其特征在于前述的基底全部在前述的插入元件的顶部。
30.根据权利要求29的插入组件，其特征在于前述的第二导体是笔直的。
31.一种制作方法，其特征在于包括形成一个插入元件，它具有多个凹槽，并且被装入外壳中；形成多个第一导体；提供多个第二导体；提供一个基底；在前述的基底上形成多个导电通路；在前述的各凹槽中插入前述的第一和第二导体的一部分；把前述的基底靠近前述的插入元件布置，这样前述的第一和第二导体通过前述的导电迹线通电。
32.根据权利要求31中的方法，其特征在于其进一步包括在至少部分前述的第一和第二导体的周围形成第一和第二载体；前述的插入行为包括在前述的各凹槽中插入至少部分的前述的第一和第二载体。
33.根据权利要求31的方法，其特征在于前述的定位行为包括在平行于前述插入元件上，把前述的基底定位在前述的插入元件顶部；并且将前述的第一和第二导体的第一端插入到在前述的基底上形成的空隙中。
34.根据权利要求31的方法，其特征在于进一步包括形成一个有空腔的外壳；将前述的插入元件，导体，以及基底至少部分插入前述的空腔；以及可拆卸地在前述的外壳中固定前述插入元件；
全文摘要
本发明是关于一种带插入组件的连接器及其制造方法，一种先进的标准插头连接器组件具有低平的轮廓可拆去的插入组件，具有相连的放置在连接器外壳的后部的基底，基底用于选择性的安装一个或多个电子元件。在一个实施例中，连接器组件包括带有单独插入组件的单独端口。连接器的导体和端子被维持在相应的模制载体上，这些载体被安装在插入组件中。多个光源(如LEDs)也被安装在外壳中，LEDs的导体与插入组件基底的导电迹线配合。在另外一个实施例中，连接器组件包括一个多端口“1*N”装置。也揭示了前述实施例的制造方法。
文档编号H01R13/66GK1682415SQ03815517
公开日2005年10月12日 申请日期2003年5月6日 优先权日2002年5月6日
发明者奥雷利奥.古铁雷斯, 容周正 申请人:普尔斯工程公司, 福立网电子有限公司