(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2019-530131(P2019-530131A)
(43)【公表日】2019年10月17日
(54)【発明の名称】光ファイバと導電体とを接続するためのコネクタ
(51)【国際特許分類】
H01R 12/71 20110101AFI20190920BHJP
H01P 5/08 20060101ALI20190920BHJP
【FI】
H01R12/71
H01P5/08 L
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2019-503666(P2019-503666)
(86)(22)【出願日】2017年7月18日
(85)【翻訳文提出日】2019年3月22日
(86)【国際出願番号】EP2017068104
(87)【国際公開番号】WO2018050322
(87)【国際公開日】20180322
(31)【優先権主張番号】16189158.5
(32)【優先日】2016年9月16日
(33)【優先権主張国】EP
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】502095340
【氏名又は名称】ローゼンベルガー ホーフフレクベンツテクニック ゲーエムベーハー アンド カンパニー カーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ローゼンベルガー、バーンド
【テーマコード(参考)】
5E223
【Fターム(参考)】
5E223AB01
5E223BA12
5E223BA15
5E223BA47
5E223CA13
5E223CC09
5E223CD01
5E223CD15
5E223DB13
5E223GA08
(57)【要約】
本発明は、コネクタ(1)に関し、特に、光ファイバ(3)と導電体とを接続するためのコネクタ(1)であって、プリント基板(5)と、少なくとも1つの内部導体コンタクト(11)と1つの外部導体コンタクト(9)とをそれぞれ有する少なくとも1つの電気コンタクト(7)と、少なくとも1つの内部導体(15)、1つの外部導体(17)及び1つの誘電体(19)を有する少なくとも1つの同軸導電体(13)とを含み、ここで、前記同軸導電体(13)は、第1端(21)で前記電気コンタクト(7)に接続され、ここで、前記同軸導電体(13)は、第2端(23)で前記プリント基板(5)に位置する電気部品(25)に接続される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバと導電体とを接続するためのコネクタであって、
プリント基板と、
少なくとも1つの内部導体コンタクトと1つの外部導体コンタクトとをそれぞれ有する少なくとも1つの電気コンタクトと、
少なくとも1つの内部導体、1つの外部導体及び1つの誘電体を有する少なくとも1つの同軸導電体とを含み、
ここで、前記同軸導電体は、第1端で前記電気コンタクトに接続することが可能であり、
ここで、前記同軸導電体は、第2端で前記プリント基板に位置する電気部品に直接的に接続することが可能である
前記光ファイバと導電体とを接続するためのコネクタ。
【請求項2】
前記同軸導電体の直径は、一番長くて100μmであり、特に、一番長くて85μmであり、さらに、特に一番長くて75μmである
請求項1に記載のコネクタ。
【請求項3】
前記電気コンタクトは、非平面設計であり、特に、ここで前記外部導体コンタクトは前記内部導体コンタクトを円周方向に取り囲む
請求項1又は2に記載のコネクタ。
【請求項4】
前記同軸導電体は、前記第2端の位置において、電子部品に接合される
請求項1から3のいずれか1項に記載のコネクタ。
【請求項5】
第1接続面によって、前記内部導体コンタクトを介して、前記同軸導電体の内部導体と接触し、少なくとも1つの第2接続面によって、前記外部導体コンタクトを介して外部導体と接触する
請求項1から4のいずれか1項に記載のコネクタ。
【請求項6】
複数のコンタクトを有し、前記第2接続面は、複数のコンタクトの外部導体コンタクトと接触する
請求項5に記載のコネクタ。
【請求項7】
前記第1接続面は、誘電体を介して、前記第2接続面から絶縁される
請求項5又は6に記載のコネクタ。
【請求項8】
前記第1接続面、前記誘電体及び前記第2接続面は上下に配置される
請求項7に記載のコネクタ。
【請求項9】
複数の第2接続面は、誘電体を通じて、メッキスルーホールによって接続される、
請求項7又は8に記載のコネクタ。
【請求項10】
前記内部導体は、前記内部導体コンタクトに直接的に接合される
請求項1から9のいずれか1項に記載のコネクタ。
【請求項11】
その一方が他方の上に配置された少なくとも2つのコンタクトを有し、
前記コネクタは、2つのコンタクトの信号間の時間遅延を補償する手段を有する
請求項1から10のいずれか1項に記載のコネクタ。
【請求項12】
前記プリント基板は、光信号を電気信号に変換するためのトランスデューサーを有する
請求項1から11のいずれか1項に記載のコネクタ。
【請求項13】
電気信号は、常に同軸接続、特に非平面接続によって前記トランスデューサーから前記電気コンタクトに伝送される
請求項12に記載のコネクタ。
【請求項14】
光電子トランシーバーであって、
請求項1から13のいずれか1項に記載のコネクタを含む、
前記光電子トランシーバー。
【請求項15】
接続であって、
光ファイバに接続することが可能である請求項1から13のいずれか1項に記載の第1コネクタを含み、また同軸ケーブルに接続することが可能である、同軸コンタクトを有する第2コネクタを含む、
前記接続。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はコネクタに関し、特に光ファイバと導電体とを接続するためのコネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
EP1376751A1では、プリント基板と、少なくとも1つの電気コンタクト、少なくとも1つの同軸導電体を含む接続構造を開示し、ここで、この同軸導電体は、第一端で電気コンタクトに接続することが可能である。
【0003】
WO2015/0594A1では、プリント基板と少なくとも1つの同軸導電体を開示した。この同軸導電体は、少なくとも1つの内部導体、1つの外部導体及び1つの誘電体を有し、ここで、この同軸導電体は、第2端でプリント基板に配置された電気部品に直接的に接続されることが可能である。
【0004】
US2016/0218455では、光ファイバを電気同軸線に接続するためのQSFP(Quad Small Form−factor Pluggable)プラグを開示した。上記文献によれば、光信号は、QSFPプラグを介して電気信号に変換される。この文献は、変換された電気信号をシールドケーブルを介して、好ましくは、二軸ケーブル上の接触対差によって差動伝送することを説明した。この場合、二軸ケーブルは、プラグを介して電気部品の付近の基板に接続され、信号は、基板内又は基板上の導体トレースを介してさらに電気部品に送られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この背景において、本発明の目的は、比較的に高いデータレート及び100GHzまでの広帯域伝送周波数信号に適した改良されたコネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施例によれば、この目的は、請求項1に記載の特徴を有するコネクタによって達成される。
したがって、
特に、光ファイバと導電体とを接続するためのコネクタであって、
プリント基板と、少なくとも1つの内部導体コンタクトと1つの外部導体コンタクトとをそれぞれ有する少なくとも1つの電気コンタクトと、少なくとも1つの内部導体、1つの外部導体及び1つの誘電体を有する少なくとも1つの同軸導電体とを含み、ここで、導電体は、第1端で電気コンタクトに接続することが可能であり、ここで、導電体は、第2端で、プリント基板に位置する電気部品に直接的に接続することが可能である、ことを提供する。
【0007】
本発明が基とする思想は、プリント基板上の部材から連続的な同軸までのコンタクトの接続を設計することに関する。連続的な同軸信号伝送によって、信号の完全性が有意な改善をもたらし、特に、電磁両立性が有意な改善をもたらした。今日まで、不十分な信号完全性に起因する伝送障害が、特に非同軸コンタクト又はラインの領域で発生することが知られている。
【0008】
プリント基板において、既知の解決案では、通常、同軸線と電気部品との間に非同軸線の領域があり、同軸線は、非同軸導体トレース線に接続されるので、この非同軸導体トレース線は電子部品に接続される。
【0009】
有利な改良及び発展は、さらなる従属請求項及び図面を参照した説明からも体現される。
【0010】
言うまでもなく、本発明の範囲から逸脱することなく、上記で引用した特徴及び以下で説明する特徴は、それぞれの指定された組み合わせに使用することが可能であるだけでなく、他の組合せ又は単独で使用ことが可能である。
【0011】
本発明の好ましい実施例によれば、前記導電体の直径は、一番長くて100μmであり、特に、一番長くて85μmであり、さらに、特に一番長くて75μmである。前記直径がプリント基板上の電気部品の接触面積とお互いにマッチングされることによって、導電体からプリント基板上の電気部品への信号のインピーダンス制御伝送を可能にする。
【0012】
好ましい実施例によれば、接触具は非平面設計であり、非平面同軸コンタクトは、外部導体コンタクトを介して内部導体コンタクトをシールドする。このようにして、データレートと帯域幅をさらに増やすことが可能である。
【0013】
平面コンタクトは、例えば、GSG(グランド−シグナル−グランド(Ground−Signal−Ground))フラットコンタクトである。GSGフラットコンタクトにおいて、フラットコンタクト要素「グランド」はアース又は導電体の外部導体に接続されるが、フラットコンタクト要素「グランド」は、フラットコンタクト要素「信号」のシールドを形成するものではなく、この信号は、内部導体に接続される。
【0014】
好ましい実施例によれば、導体は、第2端の位置で電子部品上に接合されて、導体と部品との間の欠陥をできるだけ少なくするように保持する。
【0015】
本発明の好ましい実施例によれば、1つの導電体が複数の導電性接続領域によって電気コンタクトに接続されるこれにより、導電体と電気コンタクトとの間の接続において高い信号完全性が確保される。
【0016】
この場合、第1接触面によって内部導体コンタクトと導電体の内部導体接触によって、また少なくとも1つの第2の接触面によって外側導体コンタクトを介して外側導体と接触することが特に有利である。これは、回線とコンタクトに対する連続的なシールドを確保した。それによって、第1および第2の接続面は、例えば、導電体及びコンタクトに溶接されることが可能である。
【0017】
複数のコンタクトを有するコネクタにおいて、第2接続面が複数の外部導体コンタクトと接触する場合、例えば、第2接続面が外部のすべての外部導体コンタクトと接触するストリップになるように設計され得る場合、特に有利であり、このようにして、本発明の実施例によるコネクタの製造を単純化することが可能である。
【0018】
内部導体接続を形成する第1接続面と、外部導体接続を形成する第2接続面とを、誘電体によって互いに絶縁することがさらに特に有利である。例えば、誘電体は、第1接続面と第2接続面との間のプラスチック層として設計することが可能である。代替案として、均一な接続面を最初に適用することが可能であり、前記接続面は後続の方法ステップにおいてレーザートレンチによって分離される。言うまでもなく、空気も適切な誘電体である。
【0019】
第1接続面、誘電体及び第2接続面が上下に配置される時に特に有利である。この層列は、例えば、第1接続面上に誘電性プラスチックを気相成長し、プラスチック層に金属めっきをすることによって製造することが可能である。
【0020】
代替案として、第2接続面は、(例えば、トレンチによって分離される接続面)第1接続面に隣接することが可能である。
【0021】
言うまでもなく、例えば誘電体上に金属をメッキすることによって、第2接続面は、第1接触面と第1接触面の上方に隣接することが可能であり、誘電層は、コンタクトを貫通することにより導電層に接続され、導電層は誘電層の下方に位置して、コヒーレントな第2接続面が生成される。
【0022】
本発明の他の実施例によれば、内部導体は、内部導体コンタクト上に直接的に接合される。このような方式によって、内部導体コンタクトを導電体の内部導体に特に簡単に接続することが可能である。なお、内部導体と内部導体コンタクトとの間に存在する可能性がある欠陥は、小さな領域に広がる。
【0023】
本発明の他の好ましい実施例によれば、コネクタのコンタクトは、上下に配置される。コンタクトを複数の層に積層する中に上部コンタクトと下部コンタクトとの間に線長の差が生じるおそれがある。したがって、上部コンタクトと下部コンタクトとの間の信号の時間遅延を補償するための装置を提供する必要がある。時間遅延を補償するためのこのような方法は、例えば、内部導体コンタクトと下部導体の外部導体コンタクトとの間の誘電体の変化である。本発明の実施例のコネクタの構造によりこの方式で特にコンパクトに設計することが可能である。
【0024】
本発明の他の好ましい実施例によれば、プリント基板は、光信号を電気信号に変換するための少なくとも1つのトランスデューサーを有する。したがって、光信号から電気信号に変換される信号を本発明の実施例のコネクタのコンタクトに特に有利に伝送することが可能である。なお、プリント基板は、電気信号を光信号に変換するためのトランスデューサーを有することが可能である。
【0025】
この場合、光信号が電気信号に変換された後、常に同軸接続によって伝送されることに特に有利である。なお、電気信号が光信号に変換される前に光ファイバの伝送される電気信号は、同軸接続によって連続的に伝送される。
【0026】
本発明の実施例による技術の1つの応用分野は、前述の実施例のうちの1つによるコネクタを含む電気光学トランシーバーである。
【0027】
適切な場合において、前記改良および進歩を任意の所望の方法で互いに組み合わせることが可能である。本発明のさらなる可能な改良、進歩および実施方式には、明示的に言及されていない上記または下記で示的な実施例に関して説明した本発明の特徴の組み合わせも含まれる。特に、当業者は、個々の態様を、本発明の基本的な内容に対する改良または追加として加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【
図1】本発明の実施例に係わるコネクタの模式図を示す。
【
図6】本発明の実施例に係わる接続の断面模式図を示す。
【
図7】本発明の実施例に係わるコネクタの詳細ビューを示す。
【
図8】本発明の実施例に係わるコネクタの詳細ビューを示す。
【
図9】本発明の実施例に係わるコネクタの詳細ビューを示す。
【
図10】本発明の実施例に係わる接続の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面に示されている例示的な実施例を使用して、本発明をより詳細に説明する。
図面は、本発明の実施例のさらなる理解を提供することを意図している。図面は、実施例を示し、明細書と併せて、本発明の原理及び概念を説明する。図面に基づいて、他の実施例及び言及された多くの利点は明らかになる。図面に示された要素は、互いに相対的な縮尺では必ずしも示すとは限らない。
【0030】
図面において、特に説明のない限り、機能的に等価で同等の要素、特徴及び部材は同じ参照番号を有する。
【0031】
このような図面は、相互に関連しかつ全面的に以下に説明される。
【0032】
図1は、本発明の実施例によるコネクタ1を含む接続の斜視図を示す。コネクタ1は、1本又は複数の光ファイバ3を同軸導電体13、7、41に接続する。
【0033】
したがって、コネクタ1は、光信号を電気信号に変換し、さらに電気信号を光信号に変換するトランスデューサー37を有する。トランスデューサーは、プリズムなどの光ビーム案内用の1つ又は複数の要素、及びレーザー又はフォトダイオードを有することが可能である。トランスデューサー37は、8つの同軸導電体13によって2つの電気部品25に接続される。
【0034】
図5は、同軸導体13のトランスデューサー37に接続される接続領域の詳細ビュー500を示す。
【0035】
4つの同軸導体13を介してトランスデューサ37に接続される第1電子部品25は、送信機又はドライバである。この実施例において、前記ドライバは、VCSEL(vertical cavity surface emitting laser、垂直共振器面発光レーザ)ドライバである。4つのさらなる同軸導体13を介してトランスデューサ37に接続される第2電子部品25は、増幅器、いわゆるTIA(transimpedance amplifierトランスインピーダンス増幅器)である。
【0036】
図2は、同軸導体13の電気部品25に接続される接続領域に関する詳細ビュー200をさらに示す。
【0037】
増幅器は電気信号を増幅するように設計される。
【0038】
電子部品25は、8つの同軸導体13を介してコネクタ1の電気コンタクト7に接続される。同軸導体13は、接続領域を介して8つのコンタクト7にそれぞれ接続される。
【0039】
接続領域は、
図4の詳細ビュー400に示されている。
【0040】
コンタクト7は、同軸コンタクトの形態をし、内部導体コンタクト11及び外部導体コンタクト9をそれぞれ有する。
【0041】
内部導体コンタクト11に対して、複数の単独の外部導体コンタクト9でなく、1つの全体の外部導体コンタクトを使用することも同様に考えられる。
【0042】
コンタクト7は、雌型コネクタ45に接続されるように設計された雄型プラグを形成する。コネクタ45は、第2プリント基板39に取り付けられる。
【0043】
雄型コンタクト7及び雌型コネクタ45を有する詳細ビュー300は、
図3に示されている。
【0044】
同軸導体13の直径は、約70μmである。これらの非常に薄い同軸導体13は、トランスデューサ37が増幅器又はドライバを介してコンタクト7に連続的に接続されることを可能にする。発明人は、従来の直径の同軸線は、プリント基板上の電子部品への接続には適さないことを発見し、それらの直径は電子部品に直接的に接続するには通常大きすぎるからである。したがって、既知の解決案は、電気部品への接続を確立するため、又は通常のボンディングワイヤを電子部品上に接着するために、プリント基板上の導電体トラックに依存する。
【0045】
図2は、詳細ビュー200を示し、詳細ビュー200は、立体的な方式で同軸導体13の電子部品25への接続を示す。
図2は、同軸導体13が電子部品25に直接的に接続されていることを示す。これは、導電体13の直径が小さい(約70μm)ために、特に複数の同軸導体13を1つの電子部品に通常接続する必要があるために可能である。したがって、同軸導体13のコンパクトさは厳しい要件を必要とする。
【0046】
図3は、
図1による詳細ビュー300を示し、この図は、同軸コネクタ47及び雌型コネクタ45の内部導体コンタクト49を示す。
【0047】
図4は、
図1による詳細ビュー400を示し、この図は、導電体13と同軸コンタクト7との接続領域を示す。
図4は、導電体13が複数の接続面29、31(ここでは金属ストリップである)を介して同軸コンタクト7に接続されることを示す。第1接続面29は、コンタクト7の内部導体コンタクト11を導電体13の内部導体15に接続する。
【0048】
2つの接続された金属ストリップ31a、31bを有する第2接続面31は、コンタクト7の外部導体コンタクト9を導電体13の外部導体17に接続する。これは、導電体13とコンタクト7との間のインピーダンス制御遷移を確保した。金属ストリップ31aは2つの外部導体コンタクト9と接触し、金属ストリップ31bは1つの外部導体コンタクト9とのみ接触することは明らかである。
【0049】
代替案として、第2接続面31は、連続的な金属領域の形態であってもよい、ここで、第1接続面29は、金属領域から切り取られ、したがって金属領域から分離される。代案案として、2つの接続面29と31の間に誘電体プラスチック層を形成することも可能であり、2つの接続面29と31の中の一方が他方の上に位置する。
【0050】
図5は、
図1による詳細ビュー500を示す。500は、導電体13と光信号を電気信号に又は電気信号を光信号に変換するトランスデューサー37と直接な接続を示す。
【0051】
図6は、
図1による接続の断面図を模式的に示す。
図6は、導電体13がプリント基板5上の構造形式は、平坦ではなく、プリント基板5の上方に延びされ、導電体13とプリント基板5との間に中間空間が形成される。このようにして、導体13を取り付けるための追加の取り付けスペースを節約することが可能である。信号は、基板とは独立的に導体13を介してルーティングを行うので、信号層の材料及び信号層の数に関して基板に対する技術的要求が低くなる。特に、複数の導体13は交差することが可能である。
【0052】
図6において、コネクタ1は直線状プラグであり、対応する雌型コネクタ45は、角度付きプラグである。言うまでもなく、代替案として、コネクタ1は、角度付きプラグであってもよく、コネクタ45は、直線状プラグのプラグであってもよい。雌型コネクタ45の同軸コンタクト47は、他の同軸線51に接続される。
【0053】
図7は、電子部品25を電気コンタクト7に接続する同軸導電体13の断面の詳細ビューを示す。
図8に従って、導体13は、第1及び第2接続面29及び28を介してコンタクト7に接続される。電気部品25はプリント基板に取り付けられる。
図7は、導電体13が外部導体17と、
図7に輝線として示す誘電体19と、内部導体15とを有することを示す。
【0054】
図8は、導電体13と電気コンタクト7との間の接続領域の斜視図を示す。
【0055】
図9は、
図8によるビューの断面図を示す。
【0056】
導電体13の内部導体15は、コンタクト7の内部導体コンタクト11と接触する第1接続面29と接触する。
【0057】
内部導体15、第1接続面29及び第2接続面31の金属ストリップ31cは、その上に設置された誘電体プラスチック層33によって覆われる。金属ストリップ31cは、第1接続面29と隣接する。本実施例において、プラスチック層33は、プラスチック層33を介して誘電体19に対応し、このプラスチック層33は、誘電体と同じプロセスステップで適用される。誘電体のプラスチック層33の上の構造は、導電体13の外部導体17と電気的に接続されたメタライズ部分31dである。したがって、メタライズ部分31dは、誘電体のプラスチック層33と介して内部導体15及び第1接続面29から絶縁される。メタライズ部分31dは、複数のスルーコンタクト35を介して、金属ストリップ31cに接続され、金属ストリップ31cは第1接続面29に隣接し、かつ外部導体コンタクト9と接触する。したがって、金属ストリップ31c、メタライズ部分31d及び貫通コンタクトは、連続的な第2接続面31を形成する。金属ストリップ31cは、空間的に第1接続面29から分離され、かつ絶縁される。
【0058】
図10は、コネクタ1と同様のコネクタ10を示す。コネクタ10は、角度付きコネクタのであるという点でコネクタ1とは異なる。したがって、別のプリント基板39上の同軸直線コンタクト41を介してコネクタ10と接触することが可能である。コンタクト41は、プリント基板39で延びる同軸線(図示せず)に接続される。
【0059】
本発明は、もう好ましい例示的実施例を通じて上記で十分に説明されたが、本発明は、それに限定されず、様々な方式で変更することが可能である。
【符号の説明】
【0060】
1 コネクタ
3 光ファイバ
5 プリント基板
7 コンタクト
9 外部導体コンタクト
10 コネクタ
11 内部導体コンタクト
13 導電体
15 内部導体
17 外部導体
19 誘電体
21 第1端
23 第2端
25 電子部品
29 第1接続面
31 第2接続面
31a 金属ストリップ
31b 金属ストリップ
31c 金属ストリップ
31d メタライズ部分
33 誘電体
35 メッキスルーホール
37 トランスデューサー
39 プリント基板
41 同軸コンタクト
45 コネクタ
47 コンタクト
49 内部導体コンタクト
51 同軸線
200 詳細ビュー
300 詳細ビュー
400 詳細ビュー
500 詳細ビュー
【国際調査報告】