弹性免焊表贴射频模块、射频接触件以及集成化插座
阅读说明：本技术 弹性免焊表贴射频模块、射频接触件以及集成化插座 (Elastic solderless surface-mounted radio frequency module, radio frequency contact and integrated socket ) 是由 陈学永 曹永军 王学习 郭建设 薛寒冰 徐征 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明关于一种弹性免焊表贴射频模块、射频接触件以及插座,该弹性免焊表贴射频模块包括表贴射频接触件和射频固定模块,其中所述射频固定模块与背板固定并能相对背板轴向弹性浮动,所述表贴射频接触件装配在射频固定模块的安装孔内并具有通过前端能够轴向浮动的浮动端与背板弹性连接的内导体。本发明通过具有轴向浮动功能的射频接触件内导体实现接触件内导体和背板焊盘的弹性接触,且该内导体回退时压缩弹簧以提供适当的正压力,保证弹性接触可靠；通过射频固定模块与背板的弹性浮动连接实现接触件外壳体与背板的弹性连接,同时射频固定模块还通过螺柱实现与背板的可浮动固定,既保证每路射频孔位与背板焊盘的对位精度,又需提供足够的锁紧力。(The invention relates to an elastic solderless surface-mounted radio frequency module, a radio frequency contact element and a socket, wherein the elastic solderless surface-mounted radio frequency module comprises a surface-mounted radio frequency contact element and a radio frequency fixing module, the radio frequency fixing module is fixed with a back plate and can elastically float relative to the back plate in the axial direction, and the surface-mounted radio frequency contact element is assembled in a mounting hole of the radio frequency fixing module and is provided with an inner conductor which is elastically connected with the back plate through a floating end of which the front end can float in the axial direction. The invention realizes the elastic contact between the inner conductor of the contact and the back plate bonding pad through the inner conductor of the radio frequency contact with the axial floating function, and the inner conductor compresses the spring to provide proper positive pressure when retracting, thereby ensuring the reliable elastic contact; the elastic connection between the contact element outer shell and the back plate is realized through the elastic floating connection between the radio frequency fixing module and the back plate, and meanwhile, the radio frequency fixing module is also fixed with the back plate in a floating mode through the stud, so that the alignment precision of each radio frequency hole position and a back plate bonding pad is ensured, and sufficient locking force needs to be provided.)
技术领域
本发明属于连接器技术领域，具体涉及一种弹性免焊表贴射频模块、射频接触件以及集成化插座。
背景技术
用于背板的垂直表贴射频接触件，目前主要采用焊接和免焊硬连接的结构形式。焊接形式的表贴射频接触件采用SMT贴装技术，基于回流焊装配工艺，实现表贴射频接触件和背板的装配，表贴射频接触件的结构可参考CN 10106785740，该类表贴射频接触件和贴装技术较为常见，其射频性能稳定、具备一定的环境适应性，但装配工艺较为复杂化，背板组件的维修性较差；另外一类为免焊硬连接的表贴射频连接器，该类连接器通过外壳体件的法兰盘结构实现与背板的固定，内导体略突出尾部端面，采用法兰结构强行使内导体和焊盘接触。产品主要解决产品测试和模块互连，但如果背板较薄，当连接器较多或者较为密集的时候，背板表面容易发生平面度恶化，导致连接器的内外导体接触不良；另一方面，在不同环境应力下，内导体受力过大可能导致缩针现象，引发信号瞬断。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种弹性免焊表贴射频模块解决与背板的免焊互连，提高表贴射频接触件与背板端接的可靠性，同时可实现接触件的集成化、模块化应用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种弹性免焊表贴射频模块，包括表贴射频接触件和射频固定模块，其中所述射频固定模块与背板固定并能相对背板轴向弹性浮动，所述表贴射频接触件装配在射频固定模块的安装孔内并具有通过前端能够轴向浮动的浮动端与背板弹性连接的内导体。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的表贴射频模块，其中所述的射频固定模块包括设有用于与表贴射频接触件擒纵配合且前端限位的射频安装孔的固定壳体和固定在该固定壳体内且具有伸出固定壳体表面形成回弹高度的弹簧爪，通过该弹簧爪实现射频固定模块与背板之间的弹性接触和轴向浮动。
前述的表贴射频模块，还包括固定在背板上用于实现所述表贴射频接触件后端限位的定位壳体。
前述的表贴射频模块，其中所述的外壳体包括前后轴向对接的两部分，且前后端内周分别设有用于实现表贴射频接触件内绝缘子前端和后端限位的阶梯面。
前述的表贴射频模块，其中所述的外壳体通过其外周法兰盘与定位壳体的挡止配合实现轴向限位，且该法兰盘与定位壳体之间还设有用于缓冲的O型圈。
前述的表贴射频模块，其中所述的内导体尾部采用收口孔结构，前端通过装配在其腔体内的弹簧和前端伸出该腔体、后端滑动装配在腔体内且与腔体前端限位的触头实现轴向浮动。
前述的表贴射频模块，其中所述的表贴射频接触件还包括与射频固定模块固定装配的外壳体，该外壳体表贴端伸出射频固定模块的射频安装孔且装配有弹爪伸出该表贴端端面形成回弹高度从而实现射频固定模块与背板弹性接触和轴向浮动的弹簧爪。
前述的表贴射频模块，其中所述的背板为包括用于传输射频信号的射频层、用于传输高速信号的高速层以及用于传输光信号的光纤层的光电复合板，该表贴射频模块与该光电复合板的射频信号层弹性免焊固定。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种表贴射频接触件，其为上述的表贴射频接触件。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种集成化插座，其包括固定在具有用于传输射频信号的射频层、用于传输高速信号的高速层和用于传输光信号的光纤层的背板上的差分模块、射频模块以及光纤模块，其中所述射频模块为前述的表贴射频模块。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
本发明弹性表贴射频接触件内导体为弹簧针部件，触头与背板配合时回退压缩弹簧以提供适当的正压力，保证弹性接触可靠；射频固定模块采用螺柱与背板配合定位，同时采用垫圈、弹垫、螺母紧固件与背板安装固定，既要保证每路射频孔位与背板焊盘的对位精度，又需提供足够的锁紧力，以克服每路孔位的弹簧爪与背板焊盘弹性接触的反作用力。免焊接触的关键在于同时保证了内外壳体与背板的焊盘的弹性接触。
本发明突破了射频接触件与背板的弹性垂直免焊表贴技术，同时可实现模块化、高密度射频集成互连，提高了射频背板的维修性，同时降低了背板的研发风险和研发成本。
附图说明
图1为本发明实施例1弹性免焊表贴射频模块的接触件结构示意图；
图2为本发明实施例1弹性免焊表贴射频模块的射频固定块示意图；
图3为本发明实施例1弹性免焊表贴射频模块的背板焊盘结构示意图；
图4为本发明实施例1弹性免焊表贴射频模块的剖视图；
图5为图4的Ⅰ部分放大图；
图6为本发明实施例1弹性免焊表贴射频模块的分解图；
图7为本发明实施例1弹性免焊表贴模块组件的接触件部分剖视图；
图8为本发明实施例1接触件绝缘子结构示意图；
图9为本发明实施例1接触件内导体结构示意图；
图10为本发明实施例1弹性免焊表贴模块组件的射频固定模块结构示意图；
图11为图10的A-A剖视图；
图12为图11的Ⅰ部分放大图；
图13为本发明弹簧爪结构示意图；
图14为本发明弹簧爪侧视图；
图15为本发明实施例2弹性免焊表贴射频模块的接触件结构示意图；
图16为本发明实施例2弹性免焊表贴射频模块的射频固定模块结构示意图；
图17为本发明实施例2弹性免焊表贴射频模块的剖视图。
【主要元件符号说明】
1、射频接触件
11：内导体
111：弹性浮动端
112：收口孔结构
113：台阶变径
114：压缩弹簧
115：触头
1151：接触部
1152：滑动限位部
12：绝缘子
13：外壳体
131：前端外壳体
132：后端外壳体
14：内壳体
15：O型圈
2：射频固定模块
21：固定壳体
22：第二固定壳体
23：弹簧爪
231：弹爪
24：射频孔位
25：第一壳体
26：第二壳体
27：减重孔
3：背板
31：背板焊盘
4：定位壳体
5：紧固件
6：集成化连接器
具体实施方式
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弹性免焊表贴射频模块其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1-14，其为本发明实施例1弹性免焊表贴射频模块的各部分示意图，该射频模块包括射频接触件1和用于与背板固定的射频固定模块2，该射频固定模块2与射频接触件1擒纵配合实现射频接触件与背板的免焊垂直表贴。
本发明射频接触件1包括外壳体13以及固定在该外壳体内的绝缘子13，该绝缘子13内具有用于支撑固定内导体11的安装孔。其中所述内导体11前端为用于实现与焊盘弹性接触的弹性浮动端111，后端为用于实现与射频插孔接触件内导体的紧插合的标准界面的收口孔结构112，中间还设有用于卡装绝缘子12的台阶变径113。在本发明实施例中，所述内导体11前端的弹性浮动端111包括装配在该内导体前端腔体内的压缩弹簧114和触头115，该触头115前端为伸出内导体、用于与焊盘弹性接触的接触部1151，后端为滑动装配在内导体内且后端面与压缩弹簧接触限位，前端面与内导体腔体前端挡止限位的滑动限位部1152。
所述绝缘子12采用端面环槽结构，用于补偿阻抗不连续的影响，内部径向围绕内导体安装孔均布通孔，降低介质的等效介电常数，提高截止频率。
所述外壳体13后端面均采用开槽涨口结构，后端外周均设有沿轴向延伸的多个前端开口的通槽，可实现与对插件的可靠配合，前端采用收口孔结构，便于射频接触件装配固定时外壳体前端的向内收缩插入射频固定模块中。在本发明实施例中，所述外壳体13由前后两部分通过过盈强装或螺纹锁紧组装而成，且前端外壳体131内设有用于对绝缘子前端限位的阶梯面，所述后端外壳体132内设有用于对绝缘子后端限位的阶梯面，当前后外壳体装配完成时，即实现对绝缘子的固定。在本发明实施例中，所述外壳体13前后端面外周均设有凸起，且该凸起前后端面均为具有导向作用的面。
所述射频固定模块2通过螺柱21与背板3连接固定，并能够相对背板上下弹性浮动，同时通过其上的射频孔位24与射频接触件1配合连接。在本发明实施例中，所述射频固定模块2通过其固定壳体22内固定装配的弹簧爪23实现与背板3的弹性接触和浮动，该弹簧爪23的弹爪231高出固定壳体22的部分与背板焊盘31弹性接触，当射频固定模块与背板通过螺柱21连接固定式时，弹爪231高出固定壳体22的高度为h1，形成回弹高度，当因此该射频固定模块能够在外力作用下相对背板3在h1的高度范围内浮动，且弹爪始终为射频固定模块提供远离背板的力。
在本发明实施例中，所述弹簧爪23包括环状本体和围绕该本体内圈均布的弹爪231，根据不同使用频率确定弹爪数量，保证链路射频屏蔽性能，降低电磁耦合效应。在本发明实施例中，所述弹爪231向内侧倾斜延伸且该弹爪前段适当弯折，以降低对背板焊盘的摩擦损伤。射频固定模块与背板固定时，弹爪受力后回弹h1，此时弹爪前端面所在圆的直径φd3将有一定程度缩小，缩小后的直径需略大于背板反焊盘，以保证弹簧爪与焊盘接触的可靠性。
所述射频孔位24根据集成化连接器的孔位信息设定，每个孔位为标准界面(SMP或SMPM)的全擒纵结构，以实现与弹性接触件的擒纵配合。在本发明实施例中，所述弹簧爪23的环状本体被压紧夹持在第一壳体25和第二壳体26之间，并通过第二壳体26整体压入固定壳体内实现固定。压入后，弹簧爪高出第二壳体端面距离为h1，形成回弹高度。所述第一壳体25前端向内翻折形成用于与射频接触件1外壳体端面配合的环形面。
在本发明实施例中，所述射频固定模块的螺柱21分布在多个射频孔位24正中间，保证对周边射频孔位施力均匀。螺柱21根部直径为φd1的部分，用于与背板安装孔精准配合，实现定位；上端螺纹为M d2的部分与紧固件5配合，实现固定，其中d1大于d2，以便于安装需。其中所述螺柱21根部的长度等于背板厚度与弹簧爪高出固定壳体的高度h1的和。
在本发明实施例中，所述固定壳体22上还设有若干减重孔，但并不限定于此。
在本发明实施例中，所述插在射频固定模块2上的射频孔位内的射频接触件1通过其外壳体与背板固接的定位壳体4的挡止配合实现后端限位。在本发明实施例中，该定位壳体4为集成化连接器壳体，所述外壳体13通过其外周法兰盘与集成化连接器壳体的挡止配合实现后端限位，防止接触件脱出。较佳的，所述集成化连接器额壳体和外壳体13的法兰盘之间还设有用于起缓冲作用的O型圈，但并不限定于此。
请参阅图15-17，其为本发明实施例2的各部分结构示意图，在本发明实施例2中，弹性射频接触件内导体前端为弹性浮动端，外壳体表贴端(前端)采用弹簧爪结构，由接触件同时实现内外壳体弹性功能。具体的，所述弹簧爪23固定在外壳体13前端，具体的，所述弹簧爪23的环状本体被内壳体14前端面压紧在外壳体13前端的内翻沿上，从而实现圆弧外壳体之间的固定连接，且该弹簧爪23的弹爪高出外壳体13前端面形成回弹高度h1。在该实施例中，所述内壳体14后端面对绝缘子12前端面挡止限位。所述射频固定模块2的固定壳体22上设有用于与所述外壳体13固定装配的射频安装孔，较佳的，所述外壳体13与该射频安装孔过盈配合或螺纹配合实现固定装配。在该实施例中，所述外壳体前端还设有用于与所述固定壳体22前端面挡止限位的外翻沿。在该实施例中，当射频接触件采用螺纹结构时，其外壳体13外周面采用螺纹与固定壳体22配合，该外壳体13的底部可采用六角方盘结构，便于施力旋合安装；当采用过盈强装于固定壳体时，外壳体13与固定壳体配合处采用滚花结构。爱该实施例中，需要将弹性射频接触件与固定壳体装配一体后，通过紧固件5将射频固定模块安装于背板。在该实施例中，由于射频接触件与射频固定模块的装配方式为固定装配，因此定位壳体对射频接触件进行轴向定位。
在本发明另一实施例中，所述弹簧爪一体成型在外壳体13的表贴端，且其弹爪高出该外壳体13的端面形成回弹高度h1。在该实施例中，所述绝缘子12通过外壳体13固定定位，所述内导体11前端为能够轴向浮动的浮动端，该射频接触件与射频固定模块的固定壳体22固定装配组成射频模块后，通过穿过固定壳体的螺柱实现与背板的轴向浮动固定。
上述背板3为集成有光信号层、射频信号层和高速信号层的光电复合板，由此使得该光电复合板上连接的集成化插座集成有差分模块、射频模块和光纤模块。因此本发明还提供一种集成化插座连接器6，使其具有通过而弹性免焊固定在背板上的表贴射频模块。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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