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      連接器系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):12566720閱讀:155來(lái)源:國(guó)知局
      連接器系統(tǒng)的制作方法與工藝

      本申請(qǐng)要求于2015年8月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/206,598號(hào)的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容在此通過援引而被整體并入。

      技術(shù)領(lǐng)域

      本實(shí)用新型涉及電連接器的領(lǐng)域,更具體地涉及構(gòu)造成管理熱能的輸入/輸出(I/O)連接器的領(lǐng)域。



      背景技術(shù):

      輸入/輸出(I/O)連接器通常用于在計(jì)算機(jī)、路由器以及交換機(jī)的罩子(box)或機(jī)架(rack)之間提供連通性。通常使用的輸入/輸出(I/O)格式包括小型可插拔光模塊(Small form-factor pluggable,SFP)、四通道小型可插拔光模塊(Quad small form-factor pluggable,QSFP)、迷你SAS、迷你SAS HD以及PCIe 8x連接器等等。這些連接器包括插頭和插座,插頭和插座由標(biāo)準(zhǔn)體(standard body)限定,并且旨在提供可靠的性能而不考慮供應(yīng)商。

      典型的I/O連接器系統(tǒng)包括電纜組件和板安裝連接器。電纜組件(通常包括在電纜的相對(duì)端的一對(duì)插頭連接器)被構(gòu)造成在期望的距離上傳輸信號(hào)。板安裝連接器典型地為設(shè)置在平板中的插座,并且該插座構(gòu)造成接納插頭連接器且與該插頭連接器配合。

      隨著數(shù)據(jù)速率的提高,很難克服的一個(gè)問題是用于在插頭連接器之間傳輸信號(hào)的介質(zhì)的物理限制。例如,無(wú)源電纜對(duì)于短距離來(lái)說(shuō)具有成本效益,但是隨著信號(hào)頻率的增加,在距離方面趨于受限。有源銅和光纖電纜很適合于在較長(zhǎng)的距離上傳輸信號(hào),但是需要電力,并且因此如果連接器系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng),則可能產(chǎn)生熱的問題。有源電纜組件的使用的增加所具有的一個(gè)主要問題是使用放置在該系統(tǒng)上的這樣的組件造成熱負(fù)擔(dān)增加。嘗試?yán)鋮s放置在引導(dǎo)架或者引導(dǎo)罩內(nèi)的模塊相對(duì)具有挑戰(zhàn),尤其是對(duì)于具有許多相鄰排列的端口的情況來(lái)說(shuō)。因此,某些人員將理解,需要對(duì)I/O連接器中使用的插座系統(tǒng)中的熱管理進(jìn)行改進(jìn)。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      插座連接器包括罩,罩包括上部端口和下部端口,每個(gè)端口構(gòu)造成接納模塊。這些端口被布置成疊置的關(guān)系,并且板安裝連接器被定位在所述罩中,并且適合于與模塊對(duì)接。中間空間被限定在多個(gè)端口之間,并且包括設(shè)置在中間空間中的散熱器。散熱器包括平坦部,該平坦部延伸到下部端口,且構(gòu)造成在操作中當(dāng)模塊被插入到端口中時(shí)可滑動(dòng)地接合模塊。偏置元件用于將散熱器推向模塊,以便在散熱器與模塊之間保持連續(xù)的壓力。鰭片形成在散熱器上,以增加露出的表面積。在操作中,來(lái)自模塊的熱能從模塊傳遞到散熱器,并且熱能進(jìn)而從散熱器被傳遞到鰭片。連接器系統(tǒng)的罩構(gòu)造有孔,使得空氣流經(jīng)整個(gè)罩,并且跨過散熱器鰭片,因此使熱能能夠從連接器系統(tǒng)移除。因此,描繪的連接器系統(tǒng)適合在如機(jī)架系統(tǒng)等典型地將空氣從所述機(jī)架的一側(cè)引導(dǎo)到機(jī)架的另一側(cè)的架構(gòu)中使用。

      根據(jù)本實(shí)用新型的方案,提供一種連接器系統(tǒng),包括:罩,具有前表面、后表面以及在所述前表面與所述后表面之間延伸的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)部,所述罩包括中間部分,所述中間部分包括上壁和下壁,所述上壁和下壁幫助在所述罩中限定上部端口和下部端口,所述下壁包括在其中形成的孔,使得所述中間部分與所述下部端口連通;殼體,定位在所述罩中,所述殼體包括所述上部端口中的第一排懸臂式觸點(diǎn)以及所述下部端口中的第二排懸臂式觸點(diǎn);以及偏置散熱器,布置在所述上部端口與所述下部端口之間的中間部分中,所述偏置散熱器延伸穿過所述孔而進(jìn)入到所述下部端口。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),安裝支架被附接到所述散熱器。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述安裝支架包括一偏置元件,所述偏置元件將所述散熱器推入所述下部端口。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述偏置散熱器包括平表面,所述平表面被推入所述下部端口中。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述偏置散熱器包括多個(gè)鰭片,所述鰭片布置成多個(gè)柱。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述中間部分包括前部,并且多個(gè)孔設(shè)置在所述前部中。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述罩組件具有前半部和后半部,并且所述連接器被定位在所述后半部中,并且并不延伸到所述前半部。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),多個(gè)孔設(shè)置在所述罩的側(cè)部和后表面的至少一個(gè)上,并且所述多個(gè)孔中的大多數(shù)被定位在所述后半部中。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),大多數(shù)的所述孔被定位在所述散熱器與所述后表面之間。

      根據(jù)本發(fā)明的另一方案,提供一種連接器系統(tǒng),包括:罩,具有前表面、后表面以及在所述前表面與所述后表面之間延伸的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)部,所述兩個(gè)相對(duì)的側(cè)部幫助限定上部端口和下部端口;中間部分,被定位在所述罩中,所述中間部分包括幫助限定內(nèi)部空間的上壁和下壁,所述下壁限定所述下部端口的頂部,所述下壁包括在其中形成的孔,使得所述內(nèi)部空間與所述下部端口連通;殼體,被定位在所述罩中,所述殼體包括被定位在所述上部端口中的第一排懸臂式觸點(diǎn)以及被定位在所述下部端口中的第二排懸臂式觸點(diǎn);以及散熱器,被定位在所述內(nèi)部空間中,所述散熱器延伸穿過所述孔而進(jìn)入所述下部端口。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),一偏置元件將所述散熱器推入所述下部端口中。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述偏置元件被安裝到所述散熱器。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),設(shè)置在所述中間部分的前部上的孔與設(shè)置在所述罩的后表面上的孔連通。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述散熱器包括多個(gè)鰭片。

      根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng),所述罩在兩個(gè)側(cè)部上包括多個(gè)孔,使得在操作中,空氣能夠在所述兩個(gè)側(cè)部中的一個(gè)上的孔中流動(dòng),經(jīng)過所述鰭片,并且從所述兩個(gè)側(cè)部中的另一個(gè)上的孔離開。

      附圖說(shuō)明

      本實(shí)用新型經(jīng)由示例示出,且并不限于附圖,在附圖中相似的附圖標(biāo)記指代相似的元件,并且在附圖中:

      圖1示出了連接器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的立體圖;

      圖2示出了沿圖1中的線1-1截取的剖開的立體圖;

      圖3示出了圖1中描繪的實(shí)施例的立體分解圖;

      圖4示出了圖1中描繪的實(shí)施例的部分切除的立體圖;

      圖5示出了中間部分的實(shí)施例的平面圖;

      圖6示出了圖5中描繪的實(shí)施例的側(cè)視圖;

      圖7示出了與支撐一偏置元件的安裝支架結(jié)合的散熱器的實(shí)施例的立體圖;

      圖8示出了圖7中描繪的實(shí)施例的立體圖,其中安裝支架被移除;

      圖9示出了與支撐一偏置元件的安裝支架結(jié)合的散熱器的另一實(shí)施例的立體圖;

      圖10示出了圖9中描繪的實(shí)施例的立體圖,其中安裝支架被移除;

      圖11示出了如圖1中描述的實(shí)施例的操作的示意圖。

      具體實(shí)施方式

      圖1至圖11示出了能夠用于提供具有期望的冷卻的連接器的特征,并且應(yīng)理解,公開的實(shí)施例僅僅是示例性的,并且可具體表達(dá)為多種形式。本文公開的特定細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制性的,而是僅僅解釋為權(quán)利要求書的基礎(chǔ),并解釋為教示本領(lǐng)域技術(shù)人員和使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┑拇硇曰A(chǔ)。因此,除非另有說(shuō)明,本文公開的特征可結(jié)合在一起,以形成為了簡(jiǎn)潔的目的而沒有另外示出的額外的結(jié)合。

      多種構(gòu)造已經(jīng)用于管理I/O連接器,尤其是機(jī)架式安裝系統(tǒng)中的熱能。典型地,機(jī)架包括罩,該罩構(gòu)造有上部端口和下部端口。在這些布置中,上部端口稍微暴露于該機(jī)架的外部,而下部端口被定位成從外部不可見。在這些布置中,散熱器可容易地適合于接合位于上部端口中的模塊,但是不適合位于下部端口中的模塊。在這些例子中,其他熱管理結(jié)構(gòu)已經(jīng)被采用,如直接的空氣流以及其他傳熱方法,如熱傳導(dǎo)彈簧指,其適合于接合模塊并且將熱能引導(dǎo)到散熱器的外部。這些方法可能成本高,并且使用價(jià)值空間限制了相鄰定位I/O連接器(尤其是在高密度架構(gòu)中)的選擇。

      連接器系統(tǒng)1包括罩組件5,該罩組件限定前表面6和后表面7,并且包括能夠位于基板2(其可以是標(biāo)準(zhǔn)電路板或者其他期望的構(gòu)造)上的連接器120,并且包括上部端口10和下部端口20,該上部端口和下部端口均被構(gòu)造成接納對(duì)接的插頭模塊。如圖1和圖2中所示,連接器系統(tǒng)1包括一疊置連接器120,其具有多個(gè)橫向間隔開的薄片體,這些薄片體提供多排懸臂式觸點(diǎn)125(它們典型地被定位在卡槽中),并且至少一排懸臂式觸點(diǎn)125被定位在每個(gè)端口中。在優(yōu)選的實(shí)施例中,連接器120將鄰近后表面而與前表面間隔開,使得如果罩組件被分成前半部FH(在前表面?zhèn)?和后半部RH,那么連接器120將被定位在后半部RH中,并且一般不會(huì)延伸到前半部FH中。在典型的操作中,連接器系統(tǒng)1具有布置在連接器120周圍的罩組件5,并且固定到電路板,以便提供具有期望性能的外殼(enclosure)。散熱器100被布置在罩組件5中,并且被定位在中間部分70中。如描繪的,可選的一對(duì)光導(dǎo)管130也可設(shè)置在中間部分70中,并且在操作中,光導(dǎo)管130可提供對(duì)模塊(未示出)與連接器120之間的連接狀態(tài)的指示。

      如描繪的,罩組件5包括構(gòu)造成形成外殼的本體30、底蓋80以及后板90。當(dāng)組裝時(shí),罩組件5包括前部開口(與頂部端口關(guān)聯(lián))和底部開口。中間部分70被布置在該前部開口中,該前部開口限定上部端口10和下部端口20,如圖1中最佳示出的。該疊置連接器被定位為靠近后板90,并且與前部開口間隔開。襯墊40、50和60繞中間部分70的前部和前部開口被固定,以在連接器系統(tǒng)1安裝在機(jī)架中時(shí)提供電磁干擾(EMI)密封,同時(shí)襯墊40、50和60接合一框座(未示出)。如已知的,襯墊40、50和60可包括延伸到端口中的彈性的彈簧指以及遠(yuǎn)離端口延伸的彈簧指。如能夠理解的,延伸到端口中的彈簧指被構(gòu)造成接合插入到端口中的模塊的本體,而向外延伸的彈簧指被構(gòu)造成接合框座。

      如圖2-圖4中最佳示出的,中間部分70被布置在本體30中,并且?guī)椭薅ㄉ喜慷丝?0和下部端口20。中間部分70形成為包括上壁74和下壁73,上壁74和下壁73之間限定內(nèi)部空間79。如描繪的,中間部分70包括耳片(tab)77,該耳片突出到本體30中形成的槽中,并且當(dāng)二次成形時(shí),將中間部分70固定到本體30。自然地,將中間部分70緊固到本體的替代的方法,如粘結(jié)或者焊接或者其他已知的技術(shù),也將是合適的。中間部分70還包括前部71,前部中形成有多個(gè)孔71a,其中這些孔的尺寸可確定為提供合適的EMI保護(hù)。

      如圖7-圖8中所示,散熱器100由熱傳導(dǎo)材料形成,并且被定位在中間部分70的內(nèi)部空間79中。散熱器100具有本體101,該本體中包括上部101a,該上部中形成有多個(gè)鰭片105,并且鰭片105與下部101b之間限定對(duì)應(yīng)的通道104。散熱器100的下部101b包括位于鰭片105下方的平表面102。平表面102在鄰近連接器的開口的前部和位于靠近連接器120的后端均包括錐形邊緣106。如描述的,安裝支架110被布置在散熱器100上并且鄰接鰭片105。

      在優(yōu)選的實(shí)施例中,偏置元件將散熱器100推入下部端口20。如描述的,安裝支架110包括保持夾114,該保持夾將安裝支架110與散熱器100對(duì)齊。偏置元件112形成在安裝支架110中,并且遠(yuǎn)離散熱器100延伸。安裝支架和散熱器兩者都被插入到中間部分70中形成的內(nèi)部空間79中。如圖5和圖6中所示,散熱器100和安裝支架110設(shè)置在上壁74和下壁73之間,并且散熱器100的平表面102延伸穿過中間部分70的下壁73中形成的孔72。在該構(gòu)造中,偏置元件112接合上壁74,并且迫使散熱器100抵靠下壁73。定位耳片76形成在中間部分70的下壁73中,并且延伸到孔72中。凹口108形成在散熱器100中,并且對(duì)應(yīng)于定位耳片76。如描述的,第二定位耳片76形成在孔72的相對(duì)側(cè),并且與散熱器100中形成的相似的凹部108對(duì)接。耳片76和凹部108能夠橫跨散熱器100的中心線C偏移,以便幫助確保散熱器100被保持成對(duì)稱的樣式,可確定的是,這樣的對(duì)稱能夠幫助使散熱器能夠在操作中、模塊被插入到下部端口時(shí)非常一致地平移。

      雖然偏置元件的益處在于其幫助補(bǔ)償位置變化和其他公差,但是在替代的實(shí)施例中,散熱器能夠被定位成,使得其已經(jīng)用合適的公差控制正確地對(duì)齊,使得不需要偏置元件。在另一替代實(shí)施例中,偏置元件可設(shè)置在下部端口20的底板上。在又一替代實(shí)施例中,散熱器可包括熱傳導(dǎo)且可壓縮的材料,該材料用于吸收位置公差。自然地,調(diào)整公差的這些方法還可按照需要進(jìn)行結(jié)合(或者省略)。因此,除非另有說(shuō)明,不需要滿足公差的特定方法。

      如從圖4和圖5中能夠理解的,罩組件被定位在連接器120上,該連接器安裝在對(duì)應(yīng)的基板(其可以是印制電路板)上。罩5的底部形成的開口使連接器120能夠被布置在罩組件5的內(nèi)部,同時(shí)仍然與支撐電路板對(duì)接。如圖4中最佳示出的,上部端口10和下部端口20在由中間部分70部分限定的開口中形成。如從圖4中能夠理解的,平表面102延伸穿過下壁73,并且延伸到下部端口20中。罩本體30的側(cè)部中形成的孔32使空氣AF能夠流入和流出罩組件5。中間部分70和中間襯墊60的前部中形成的額外的孔71a、62分別使空氣流AF能夠進(jìn)入和離開罩組件5的該部分。如圖3中描繪的,后板90可包括孔92,上述孔使任選的空氣流AF能夠通過后板90而進(jìn)入或離開,以便提供用于熱能移除的額外路徑。在連接器構(gòu)造是成組的和堆疊的實(shí)施例中,可期望的是,通過后板90的空氣流AF將是更加重要的。應(yīng)注意到,在實(shí)施例中,罩的側(cè)部和后部中的孔的布局能夠被定位成使得大多數(shù)孔被定位在罩組件的后半部RH中,因?yàn)檫@能夠幫助改善散熱器上的氣流。在優(yōu)選的實(shí)施例中,大多數(shù)孔被定位在散熱器的后部,例如,在后表面7與散熱器100之間。

      所描繪的散熱器100與通常被稱為騎式散熱器(riding heat sink)的散熱器具有某些相似性。在操作中,模塊(未示出)被插入到下部端口20中,并且與連接器120對(duì)接。在操作中,模塊的頂表面鄰接錐形邊緣106,并且引起散熱器100向上位移/平移,使偏置元件112偏離,并且引起偏置元件112在散熱器100上提供向下的反作用力,該反作用力幫助保持模塊的頂部與散熱器100之間的恒定接觸。這使得散熱器100與插入的模塊之間的熱連接得以改進(jìn),使得被引導(dǎo)離開插入的模塊的熱能進(jìn)入散熱器,然后進(jìn)入鰭片??諝饬鰽F通過罩且通過通道,以便流經(jīng)鰭片。該空氣流(假定有溫差)幫助從鰭片移除熱能,并且?guī)椭褂赡K產(chǎn)生的熱能能夠從連接器組件耗散。如圖11中所示,其描繪了熱流動(dòng)的示意圖。在操作中,當(dāng)模塊被插入到罩中時(shí),由模塊產(chǎn)生的熱能基本上通過熱傳導(dǎo)而被傳遞到散熱器。然后,該熱能主要通過與經(jīng)過散熱器的流體(通常是空氣)的對(duì)流傳熱而被引導(dǎo)離開散熱器。如能夠理解的,空氣流的方向?qū)τ谠撓到y(tǒng)的效率并不重要,并且因此空氣能夠流入或流出連接器系統(tǒng)的前表面。然而,如能夠理解的,空氣流沿著一個(gè)表面進(jìn)入連接器系統(tǒng),然后從不同的表面離開。

      應(yīng)注意到的是,優(yōu)選地,雖然將偏置元件112直接附接到散熱器(如描繪的),因?yàn)槠溆兄诮M件并且提供某些制造益處,但是這樣的結(jié)構(gòu)是不需要的。例如,在替代的實(shí)施例中,偏置元件能夠被直接安裝在中間部分70上。因此,可使用任何期望的偏置元件構(gòu)造,并且偏置元件的構(gòu)造不旨在進(jìn)行限制,除非另有說(shuō)明。

      如果沒有另外的防止,當(dāng)模塊插入到底部端口中時(shí),散熱器100的前部將會(huì)首先接合,并且這可引起散熱器100的前部開始位移,同時(shí)散熱器的后部仍然處于原始位置處,充分地壓靠下壁73。在這種情況下,散熱器100可變成楔形的,并且不能順利移動(dòng),潛在地引起插入力的顯著且不期望的增大。為了幫助確保插入力被合適地管理,之前描述的耳片76和凹部108提供對(duì)齊特征,該對(duì)齊特征將保持散熱器100不傾斜,并且因此減小其變成楔形的機(jī)會(huì)。另外,耳片76和凹部108能夠幫助將散熱器保持就位,并且能夠幫助限制其在罩組件5的中間部分70中向前或向后運(yùn)動(dòng)。

      在實(shí)施例中,散熱器100可包括鰭片105的陣列,鰭片的陣列具有形成柱式布局的交叉通道104、104’,如圖9和圖10中描繪的。在該構(gòu)造中,空氣流AF不限于單個(gè)方向的路徑,而可以是多方向的,且繞這些柱流動(dòng),并且尋找最小阻力的流動(dòng)路徑,使停滯的可能性最小化,以及增加湍流和提高性能。該布局還幫助提供能夠暴露到空氣的鰭片/柱的增大的表面積,這趨于進(jìn)一步提高系統(tǒng)冷卻插入的模塊的能力。

      雖然考慮了多個(gè)實(shí)施例,但應(yīng)注意的是,模塊與環(huán)境之間的熱路徑的描繪的構(gòu)造是使得空氣流通過孔而進(jìn)入和離開,并且流經(jīng)通道,耗散被傳遞到散熱器的鰭片的熱能。流經(jīng)整個(gè)罩的氣流能夠被限定入口和出口的風(fēng)扇迫使。

      本文提供的公開內(nèi)容描述了關(guān)于本實(shí)用新型的優(yōu)選的示例性實(shí)施例的特征。權(quán)利要求書和本公開內(nèi)容的范圍和精神內(nèi)的許多其他實(shí)施例、改型和變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可能發(fā)生的。

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