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CN115087201A - 一种叠层印制板模块及无线光传输连接器组件 - Google Patents

一种叠层印制板模块及无线光传输连接器组件 Download PDF

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CN115087201A
CN115087201A CN202210714584.3A CN202210714584A CN115087201A CN 115087201 A CN115087201 A CN 115087201A CN 202210714584 A CN202210714584 A CN 202210714584A CN 115087201 A CN115087201 A CN 115087201A
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shell
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CN202210714584.3A
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郭建设
张广宇
谢亚军
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China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd
Original Assignee
China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd
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Abstract

一种叠层印制板模块及无线光传输连接器组件，其中，一种叠层印制板模块，包括背面相互贴合的第一印制板、第二印制板，第一印制板正面布置多个元器件，第二印制板上正面布置多个元器件且设置用于插接接触件的孔，第一印制板、第二印制板通过焊盘连接；一种无线光传输连接器组件，包括插头、插座，所述插头壳体内嵌套固定有第一收发模块；所述插座壳体内嵌套固定有第二收发模块；第一收发模块、第二收发模块为所述的一种叠层印制板模块。该模块通过印制板叠板的方式，将两个印制板背面贴合，实现模块小型化设计；该连接器组件弥补了连接器插合与分离时，无线光传输连接器的空白，同时实现产品的小型化设计。

Description

一种叠层印制板模块及无线光传输连接器组件
技术领域
本发明属于连接器技术领域，具体涉及一种叠层印制板模块及无线光传输连接器组件。
背景技术
现有无线光收发模块的印制板表面往往设计有很多元器件，元器件采用微组装的形式排布在印制板表面，因此表面不能设计有通孔，因此印制板另一侧面引出引脚则需设计为盲孔结构，盲孔结构内插装接触件，用于将信号引出。为了排布所有元器件，印制板直径相对较大，而印制板另一侧则产生了空间浪费。同时，由于采用微组装的印制板表面只能设置用于信号引出引脚孔的盲孔，如此则增加了产品的生产难度和生产成本。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种叠层印制板模块及无线光传输连接器组件。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种叠层印制板模块，包括背面相互贴合的第一印制板、第二印制板，第一印制板正面布置多个元器件，第二印制板上正面布置多个元器件且设置用于插接接触件的孔，第一印制板、第二印制板的外圆周均分布多个位置对应的焊盘，第一印制板、第二印制板通过焊盘连接。
进一步的，所述印制板上设置电光转换模块以及光电转换模块。
进一步的，所述第一印制板正面固定在外壳的端部，外壳内设置凸透镜。
与现有技术相比，上述技术方案的有益之处在于：
该模块通过印制板叠板的方式，将两个印制板背面贴合，实现模块小型化设计；通过印制板圆周侧边设置焊盘，实现印制板与印制板的侧壁电连接，不需要在布满元器件的第一印制板上打孔，只需要在第二印制板打孔，即可实现接触件与印制板的电连接；将两个印制板进行叠板设计，可以在叠加后的印制板的正反两侧均进行元器件封装，有效利用印制板空间；在第二印制板上打孔，用单个印制板通孔设计代替一体化印制板盲孔设计，降低加工难度和成本。
一种无线光传输连接器组件，包括插头、插座，插头包括插头壳体，插座包括插座壳体，所述插头壳体内嵌套固定有第一收发模块，插头壳体的插合端设置开口，插头壳体内设置用于封闭开口的第一透镜；所述插座壳体内嵌套固定有第二收发模块，插座壳体的插合端设置开口，插座壳体内设置用于封闭开口的第二透镜；第一收发模块、第二收发模块为所述的一种叠层印制板模块；插头与插座插合，第一透镜靠近并对准第二透镜。
进一步的，所述插头壳体与第一透镜配合的内壁嵌套第四O型圈；所述插座壳体与第二透镜配合的内壁嵌套第五O型圈。
进一步的，所述插头壳体远离插合端的一侧嵌套并螺纹连接有插头螺母；所述插座壳体远离插合端的一侧嵌套并螺纹连接有插座螺母；所述插头螺母外壁设置环形的凸台，并且靠近其插合端的外壁设置螺纹，插头壳体的后端抵在插头螺母的凸台上，插头螺母的凸台与螺纹之间的插头螺母外壁嵌套第一O型圈；所述插座螺母外壁设置环形的凸台，并且靠近其插合端的外壁设置螺纹，插座壳体的后端抵在插座螺母的凸台上，插座螺母的凸台与螺纹之间的插座螺母外壁嵌套第六O型圈。
进一步的，所述第一收发模块的后端部卡在插头壳体内的台阶与插头螺母的前端面之间、前端面抵在第一透镜上；所述第二收发模块的后端部卡在插座壳体内的台阶与插座螺母的前端面之间、前端面抵在第二透镜上。
进一步的，所述插头螺母、插座螺母上均穿设线缆，线缆与对应的第一收发模块、第二收发模块上的接触件连接，并且与对应的插头螺母、插座螺母通过尾部附件密封固定。
进一步的，所述插座壳体靠近插合端的内壁嵌套用于密封插头壳体与插座壳体的第二O型圈；所述插座壳体靠近插合端的内壁嵌套斜圈弹簧，插头壳体靠近插合端的外壁设置卡槽，插头与插座插合后，斜圈弹簧卡在卡槽内，同时插座壳体靠近插合端的端部卡在插头壳体外侧的台阶上。
进一步的，所述插座壳体的外壁设置环形的凸台，凸台朝向插合端的一侧嵌套第三O型圈，插座壳体靠近插合端的外壁螺纹连接有螺帽，螺帽与插座壳体上的凸台之间从前到后依次套设有棘齿垫圈、垫圈。
与现有技术相比，上述方案的有益之处在于：
该连接器组件弥补了连接器插合与分离时，无线光传输连接器的空白，同时实现产品的小型化设计；该连接器组件实现了光信号在连接器端面非接触情况下的传输，信号具有不受电磁干扰，不受传统针孔连接器数据传输上限的影响；连接器非接触式端面设计，插头与插座的信号传输部分不需要接触，使得连接器具有360°盲插和旋转的功能，在使用过程中端面不会产生磨损，提高了产品寿命；连接器的前端面增加透镜，有效保护收发模块的表面不被损伤，并同时保证光信号能够有效传输，透镜在脏污时可以直接擦拭，具有易清洁的功能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例一的剖视图；
图2为图1中插头的剖视图；
图3为图1中插座的剖视图；
图4为本发明实施例二中收发模块的立体图；
图5为图4另一视角的立体图；
图6为图4的正视图；
图7为图4中第一印制板的立体图；
图8为图4中第二印制板的立体图。
【附图标记】
1、插头螺母，2、第一O型圈，3、插头壳体，301、卡槽，4、第一收发模块，401、外壳，402、第一印制板，403、第二印制板，404、元器件，405、凸透镜，5、斜圈弹簧，6、第二O型圈，7、螺帽，8、棘齿垫圈，9、垫圈，10、第三O型圈，11、第四O型圈，12、第一透镜，13、第五O型圈，14、第二透镜，15、第二收发模块，16、插座壳体，17、第六O型圈，18、插座螺母。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种无线光传输连接器组件的实施例，如图1至图3所示。包括插头、插座，插头为自由端，插座为固定端。为便于描述，插头与插座中的各个零部件以靠近插合端的一端为前端，以远离插合端的一端为后端。
插头包括插头螺母1、第一O型圈2、插头壳体3、第一收发模块4、第四O型圈11、第一透镜12，插座包括斜圈弹簧5、第二O型圈6、螺帽7、棘齿垫圈8、垫圈9、第三O型圈10、第五O型圈13、第二透镜14、第二收发模块15、插座壳体16、第六O型圈17、插座螺母18。
插头螺母1内部设置轴向贯通的空腔，其外壁设置环形的凸台，插头螺母1靠近前端的外壁设置螺纹，螺纹与凸台之间的插头螺母1外壁嵌套第一O型圈2。
插头壳体3设有在轴向上贯通插头壳体3的内腔，插头壳体3的内壁设置螺纹，并与插头螺母1螺纹连接。插头壳体3的后端设置环形的凸台，并且插头壳体3上的凸台抵在插头螺母1的凸台上。插头壳体3与插头螺母1之间通过第一O型圈2密封。插头壳体3的前部外径小于后部外径，前部内径也小于后部内径。插头壳体3上的螺纹设置在其后部的内壁上。插头壳体3前端部的外壁设置卡槽301，卡槽301的前侧面倾斜设置，便于斜圈弹簧5平缓滑入卡槽301。插头壳体3的前端设置便于插装的倒角。
插头壳体3内腔中嵌套第一收发模块4，第一收发模块4的后端部卡在插头壳体3前部与后部之间形成的台阶上，第一收发模块4的后端面抵在插头螺母1的前端面，使第一收发模块4固定在插头壳体3内。插头壳体3靠近前端的内腔嵌套第一透镜12，第一透镜12的前端面抵在插头壳体3前端开口处内侧的端面上、后端抵在第一收发模块4的前端面，从而使第一透镜12固定在插头壳体3内并封闭插头壳体3前端开口。插头壳体3靠近前端的内壁嵌套第四O型圈11，用于密封第一透镜12与插头壳体3。
插座壳体16设有在轴向上贯通插座壳体16的空腔，空腔内从前到后依次嵌套有第二透镜14、第二收发模块15。第二透镜14的前端面抵在插座壳体16内的台阶上、后端面抵在第二收发模块15的前端面上。第二收发模块15的后端部卡在插座壳体16内的另一台阶上。
插座壳体16靠近后端的内壁螺纹连接有插座螺母18，第二收发模块15的后端面抵在插座螺母18的前端面上。插座螺母18的外壁设置环形的凸台，靠近前端的外壁设置螺纹，凸台与螺纹之间的插座螺母外壁嵌套第六O型圈17，第六O型圈17用于密封插座螺母18与插座壳体16。
插座壳体16前端部的空腔用于插入插头，该空腔的内壁从前到后依次嵌套有斜圈弹簧5、第二O型圈6。
插座壳体16的外壁设置环形的凸台，凸台朝向前端的一侧嵌套有第三O型圈10.插座壳体16靠近前端的外壁螺纹连接有螺帽7，螺帽7与插座壳体16凸台之间的插座壳体16上从前到后依次嵌套有棘齿垫圈8、垫圈9。
插头与插座插合时，插头壳体3的前端部插入插座壳体16前端部的空腔内，随着插头的插入，斜圈弹簧5被插头壳体3的外壁压缩，待插头壳体3的卡槽301滑动至斜圈弹簧5位置处，斜圈弹簧5在自身弹力的作用下进入卡槽301并卡在卡槽301中，通过斜圈弹簧5实现插头、插座之间轴向的固定，保证其不松脱。此时，插头壳体3外侧的台阶也卡在插座壳体16的前端部，防止插合时力量过大，插头壳体3继续克服斜圈弹簧5的弹力向内插合，进而防止损坏插头壳体3、插座壳体16内的零部件。
插头与插座插合后，第一透镜12靠近并对准第二透镜14。第一收发模块4以及第二收发模块15上均设置光电转换模块、电光转换模块。线缆穿过插头螺母1与第一收发模块4连接，并且线缆通过尾部附件密封固定在插头螺母1上，同样的，另一线缆穿过插座螺母18与第二收发模块15连接，插座螺母18与其对应的线缆通过另一尾部附件密封固定在插座螺母18上。
当插头中的第一收发模块4作为发送模块时，第一收发模块4将线缆传输来的电信号通过电光转换模块转换为光信号并发射出去，光信号穿过第一透镜12后传递至插座中。然后，光信号穿过插座中的第二透镜14后进入第二收发模块15中，然后由第二收发模块15中的光电转换模块将光信号转换为电信号，电信号通过插座上的线缆输出。当插头中的第一收发模块4作为接收模块，第二收发模块15作为发送模块，工作过程与上述工作过程相反。
插头、插座的前端面在插合后没有直接接触，插头壳体3、插座壳体16之间无键位限制，并且，第一收发模块4发出的光束依次通过第一透镜12、第二透镜14进行传输，并被第二收发模块15接收，只需保证插头壳体3、插座壳体16的对正度，可实现插头、插座之间在360°任意角度插合和旋转。
在插头、插座的前端部设置的第一透镜12与第二透镜14两个透镜，除了用于穿过光信号以外，还可以用于保护第一收发模块4、第二收发模块15不被外界污染。同时在第一透镜12与插头壳体3之间设置第四O型圈11，在第二透镜14与插座壳体16之间设置第五O型圈13，这两个O型圈，避免粉尘进入插头壳体3、插座壳体16的内部。第一透镜12和第二透镜14这两个透镜的表面脏污后，可直接对透镜表面进行擦拭，不会对内部的模块产生损伤，具有易清洁的功能。
螺帽7、棘齿垫圈8、垫圈9为固定防松结构，将插座安装在面板上时，面板卡在垫圈9与插座壳体16的凸台之间，拧紧螺帽7，使棘齿垫圈8、垫圈9靠近并挤压面板，将面板牢固卡在垫圈9与插座壳体16的凸台之间，保证插座固定后不松动。第三O型圈10设置在插座壳体16的凸台与面板之间，实现密封功能。
第一O型圈2设置在插头螺母1与插头壳体3之间，第六O型圈17设置在插座壳体16与插座螺母18之间，实现连接器尾部的密封功能。插座壳体16前端部的空腔内设置斜圈弹簧5、第二O型圈6，插头、插座插合后，利用斜圈弹簧5卡住插头，避免插头脱落，同时利用斜圈弹簧5的弹性，使得插头在轴向上具有缓冲，避免损坏插头及插座。
插头壳体3与第一收发模块4直接配合，插座壳体16与第二收发模块15直接配合，可以去除中间零件，并且由于在插头、插座这两个连接器之间采用光信号传输，光信号不易受到电磁干扰，可以省去插头、插座对插位置处的屏蔽，简化了结构，也有效减小连接器产品的径向尺寸，实现连接器的小型化。
该连接器组件弥补了连接器插合与分离时，无线光传输连接器的空白，同时实现产品的小型化设计。该连接器组件实现了光信号在连接器端面非接触情况下的传输，信号具有不受电磁干扰，不受传统针孔连接器数据传输上限的影响；连接器非接触式端面设计，插头与插座的信号传输部分不需要接触，结合斜圈弹簧5的特性，使得连接器具有360°盲插和旋转的功能，在使用过程中端面不会产生磨损，提高了产品寿命；连接器的前端面增加透镜(第一透镜12、第二透镜14)，有效保护收发模块的表面不被损伤，并同时保证光信号能够有效传输，透镜在脏污时可以直接擦拭，具有易清洁的功能；连接器中相互匹配的零部件之间均设置有O型圈，有效防止粉尘进入连接器内部，避免脏污，同时保证产品整体的密封性；插头与插座连接处设置有斜圈弹簧5的锁紧结构，实现该连接器的推拉快锁功能。
在本发明的实施例二中，在实施例一的基础上，使连接器组件中的第一收发模块4、第二收发模块15采用如图3至图8所示的收发模块。第一收发模块4、第二收发模块15结构相同，以第一收发模块4为例进行说明。第一收发模块4包括外壳401、第一印制板402、第二印制板403、元器件404、凸透镜405。外壳401为轴向贯通的圆柱体，外壳401内设置凸透镜405。第一印制板402、第二印制板403这两个印制板的背面贴合，并且这两个印制板的外圆周上均周向分布有多个焊盘，两个印制板通过圆周分布的焊盘进行连接，同时这些焊盘也可以作为信号传输通道，避免在印制板内部开孔的情况。两个印制板上的焊盘一一对应，焊盘嵌套在印制板的外圆周上，其外壁设置周向的圆弧槽，便于定位、焊接。第一印制板402固定在外壳401的一端，其正面朝向外壳401。
第一印制板402用于收发模块的微组装，由于其正面设置有多个元器件，因此第一印制板402表面不能开孔。第二印制板403用于信号的引出，其上开设多个孔，开孔与合适的接触件配合，使得接触件与第二印制板403以及第一印制板402实现电连接，进而实现信号的引出，同时第二印制板403的正面布置微组装剩余的元器件404。凸透镜的平面朝向第一印制板402，凸面朝向连接器的前端。
第一收发模块4以及第二收发模块15的印制板上均设置光电转换模块、电光转换模块，并且光电转换模块、电光转换模块均位于外壳401内，并朝向凸透镜。线缆穿过插头螺母1与第一收发模块4连接，线缆中导线通过接触件与印制板电连接，并且线缆通过尾部附件密封固定在插头螺母1上，同样的，另一线缆穿过插座螺母18与第二收发模块15连接，线缆中导线通过接触件与印制板电连接，插座螺母18与其对应的线缆通过另一尾部附件密封固定在插座螺母18上。
当插头中的第一收发模块4作为发送模块时，将线缆传输来的电信号通过电光转换模块转换为光信号并发射出去，光信号穿过第一收发模块4内的凸透镜转换为平行光，平行光穿过第一透镜12后传递至插座中。然后，平行光穿过插座中的第二透镜14后进入第二收发模块15中的凸透镜中，并将平行光聚焦至对应印制板上的元器件上，然后由第二收发模块15中的光电转换模块将光信号转换为电信号，电信号通过插座上的线缆输出。
该收发模块通过印制板叠板的方式，将两个印制板背面贴合，实现模块小型化设计；通过印制板圆周侧边设置焊盘，实现印制板与印制板的侧壁电连接，不需要在布满元器件的第一印制板402上打孔，只需要在第二印制板403打孔，即可实现接触件与印制板的电连接；将两个印制板进行叠板设计，可以在叠加后的印制板的正反两侧均进行元器件封装，有效利用印制板空间；在第二印制板403上打孔，用单个印制板通孔设计代替一体化印制板盲孔设计，降低加工难度和成本。该收发模块可以减小径向尺寸，保证产品的小型化设计；同时相较于一体化印制板，可以降低加工难度以及成本。
在本发明的实施例三中，可以将实施例二中的收发模块单独应用到其他设备中，而不仅仅应用到连接器组件中。
尽管已经展示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种叠层印制板模块，其特征在于：包括背面相互贴合的第一印制板(402)、第二印制板(403)，第一印制板(402)正面布置多个元器件，第二印制板(403)上正面布置多个元器件且设置用于插接接触件的孔，第一印制板(402)、第二印制板(403)的外圆周均分布多个位置对应的焊盘，第一印制板(402)、第二印制板(403)通过焊盘连接。
2.根据权利要求1所述的一种叠层印制板模块，其特征在于：所述印制板上设置电光转换模块以及光电转换模块。
3.根据权利要求1所述的一种叠层印制板模块，其特征在于：所述第一印制板(402)正面固定在外壳(401)的端部，外壳(401)内设置凸透镜。
4.一种无线光传输连接器组件，包括插头、插座，插头包括插头壳体(3)，插座包括插座壳体(16)，其特征在于：所述插头壳体(3)内嵌套固定有第一收发模块(4)，插头壳体(3)的插合端设置开口，插头壳体(3)内设置用于封闭开口的第一透镜(12)；所述插座壳体(16)内嵌套固定有第二收发模块(15)，插座壳体(16)的插合端设置开口，插座壳体(16)内设置用于封闭开口的第二透镜(14)；第一收发模块(4)、第二收发模块(15)为权利要求1-3任意一项所述的一种叠层印制板模块；插头与插座插合，第一透镜(12)靠近并对准第二透镜(14)。
5.根据权利要求4所述的一种无线光传输连接器组件，其特征在于：所述插头壳体(3)与第一透镜(12)配合的内壁嵌套第四O型圈(11)；所述插座壳体(16)与第二透镜(14)配合的内壁嵌套第五O型圈(13)。
6.根据权利要求4所述的一种无线光传输连接器组件，其特征在于：所述插头壳体(3)远离插合端的一侧嵌套并螺纹连接有插头螺母(1)；所述插座壳体(16)远离插合端的一侧嵌套并螺纹连接有插座螺母(18)；所述插头螺母(1)外壁设置环形的凸台，并且靠近其插合端的外壁设置螺纹，插头壳体(3)的后端抵在插头螺母(1)的凸台上，插头螺母的凸台与螺纹之间的插头螺母外壁嵌套第一O型圈(2)；所述插座螺母(18)外壁设置环形的凸台，并且靠近其插合端的外壁设置螺纹，插座壳体(16)的后端抵在插座螺母(18)的凸台上，插座螺母的凸台与螺纹之间的插座螺母外壁嵌套第六O型圈(17)。
7.根据权利要求6所述的一种无线光传输连接器组件，其特征在于：所述第一收发模块(4)的后端部卡在插头壳体(3)内的台阶与插头螺母(1)的前端面之间、前端面抵在第一透镜(12)上；所述第二收发模块(15)的后端部卡在插座壳体(16)内的台阶与插座螺母(18)的前端面之间、前端面抵在第二透镜(14)上。
8.根据权利要求6所述的一种无线光传输连接器组件，其特征在于：所述插头螺母(1)、插座螺母(18)上均穿设线缆，线缆与对应的第一收发模块(4)、第二收发模块(15)上的接触件连接，并且与对应的插头螺母(1)、插座螺母(18)通过尾部附件密封固定。
9.根据权利要求4所述的一种无线光传输连接器组件，其特征在于：所述插座壳体(16)靠近插合端的内壁嵌套用于密封插头壳体(3)与插座壳体(16)的第二O型圈(6)；所述插座壳体(16)靠近插合端的内壁嵌套斜圈弹簧(5)，插头壳体(3)靠近插合端的外壁设置卡槽(301)，插头与插座插合后，斜圈弹簧(5)卡在卡槽(301)内，同时插座壳体靠近插合端的端部卡在插头壳体(3)外侧的台阶上。
10.根据权利要求4所述的一种无线光传输连接器组件，其特征在于：所述插座壳体(16)的外壁设置环形的凸台，凸台朝向插合端的一侧嵌套第三O型圈(10)，插座壳体(16)靠近插合端的外壁螺纹连接有螺帽(7)，螺帽(7)与插座壳体(16)上的凸台之间从前到后依次套设有棘齿垫圈(8)、垫圈(9)。
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