相關(guān)申請
本申請主張于2015年1月11日提交的題為“molex通道”的在先美國臨時專利申請us62/102045、2015年1月11日提交的題為“molex通道”的在先美國臨時專利申請us62/102046、2015年1月11日提交的題為“molex通道”的在先美國臨時專利申請us62/102047、2015年1月11日提交的題為“芯片與旁路設(shè)于電路板的外部接口之間的高速數(shù)據(jù)傳輸通道”的在先美國臨時專利申請us62/102048、2015年5月4日提交的題為“自立式(free-standing)模塊端口以及采用其的旁路組件”的在先美國臨時專利申請us62/156602、2015年5月4日提交的題為“改進(jìn)的線纜-直接式連接器(cable-directconnector)”的在先美國臨時專利申請us62/156708、2015年5月4日提交的題為“用于模塊端口的led指示用光組件以及結(jié)合其的端口”的在先美國臨時專利申請us62/156587、2015年5月27日提交的題為“具有刮擦特征以及結(jié)合刮擦特征的旁路組件的線對板連接器”的在先美國臨時專利申請us62/167036以及2015年6月19日提交的題為“具有順從觸點(diǎn)(compliantcontact)以及結(jié)合順從觸點(diǎn)的旁路組件的線對板連接器”的在先美國臨時專利申請us62/182161的優(yōu)先權(quán),所有的這些臨時專利申請通過援引合并于本文。
本發(fā)明涉及高頻信號傳輸領(lǐng)域。
本發(fā)明概括而言涉及適合用于將高速信號從芯片或處理器等以低損耗傳輸至背板、母板以及其它電路板的高速數(shù)據(jù)信號傳輸線系統(tǒng),而更具體而言涉及一種組件,所述組件在不采用一電路板上的跡線的情況下將一設(shè)備的芯片封裝相互連接于入口/出口連接器、用于入口連接器和/或出口連接器的屏蔽的連接器端口、用于連接器端口的散熱器、用于屏蔽的連接器端口的線纜-直接式連接器以及與連接器和連接器端口一起使用的指示用光組件。
背景技術(shù):
電子設(shè)備(諸如路由器、服務(wù)器、交換機(jī)等)需要以高數(shù)據(jù)傳輸速度運(yùn)行,以滿足(serve)在許多終端用戶設(shè)備中的對帶寬和流式(streaming)音頻及視頻的傳送日益提高的需求。這些設(shè)備使用在安裝于所述設(shè)備的一印刷電路板(母板)上的一主芯片元件(諸如一asic、fpga等)與安裝于所述電路板的連接器之間延伸的信號傳輸線。這些傳輸線以所述母板上或內(nèi)的導(dǎo)電跡線形成并在所述芯片元件與所述設(shè)備的外部連接器或電路之間延伸。
典型的電路板通常由一便宜的材料(如公知的便宜的fr4)形成。雖然fr4便宜,但是熟知的是,fr4在以約6gbps及更高的速率(例如在高于3ghz信號傳輸頻率下)傳輸數(shù)據(jù)的高速信號傳輸線中將產(chǎn)生損耗。這些損耗隨著頻率增加而增大,且由此使得fr4材料用于約10ghz及以上的信號傳輸頻率下高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用是不令人滿意的(undesirable)。為了將fr4用作用于高頻率信號傳輸線的一電路板材料,設(shè)計(jì)者可能不得不采用放大器和均衡器,這增加了所述設(shè)備的最終成本(finalcost)。
信號傳輸線在fr4電路板中的總體長度能超過閾值長度(thresholdlengths)(約10英寸),且可包括能形成信號反射及噪聲問題以及另外損耗的彎曲(bends)和轉(zhuǎn)向(turns)。損耗有時能通過使用放大器、中繼器(repeater)以及均衡器來校正(corrected),但是這些元件也增加了制造電路板(finalcircuitboard)的最終成本。這使得電路板的布局復(fù)雜化,因?yàn)樾枰硗獾陌蹇臻g來收容這些放大器和中繼器。另外,信號傳輸線在fr-4材料中的路由可能要求多次轉(zhuǎn)向。這些轉(zhuǎn)向以及沿信號傳輸線發(fā)生在端接點(diǎn)處的轉(zhuǎn)變(transitions)可能負(fù)面地影響由信號傳輸線傳送的信號的完整性(integrity)。這隨后變得難于以獲得穿過傳輸線跡線的一致的阻抗和一低信號損耗的方式路由傳輸線跡線。定制(custom)材料(諸如megtron)可用于電路板結(jié)構(gòu),其降低了這種損耗,但這些材料的價(jià)格使得電路板以及由此使用它們的電子設(shè)備的成本急劇增加。
集成電路(常稱為芯片)是這些電子設(shè)備的心臟。這些芯片典型地包括一處理器(諸如一專用集成電路(asic)芯片),且這個asic芯片具有一晶粒(die),晶粒通過導(dǎo)電焊料凸點(diǎn)(solderbump)連接于一基板(基板的封裝(package))。所述封裝可以包括穿過基板延伸至焊料球的微導(dǎo)孔(micro-vias)或鍍覆的通孔。這些焊料球可包括一球柵格陣列(ballgridarray),所述封裝通過球柵格陣列安裝于母板。母板包括多條跡線,所述多條跡線被指定為限定包括用于差分信號對的傳輸線、與差分信號對相關(guān)聯(lián)的接地路徑以及用于電源、時鐘信號以及其它功能的各種低速傳輸線。這些跡線可包括從asic路由至所述設(shè)備的i/o連接器(外部連接器連接于i/o連接器)的跡線、以及從asic路由至背板連接器(背板連接器允許所述設(shè)備連接于一總體系統(tǒng)(諸如一網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等))的其它跡線、或依然還有的從所述asic路由至所述設(shè)備的母板或另一電路板上的器件和電路的其它跡線。
fr4電路板材料能處理10gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,但是這種處理帶有不足。在更長的跡線長度上傳輸這些信號需要功率(power)增加,由此設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)難于提供“綠色”設(shè)計(jì),因?yàn)榈凸β实男酒荒苡行У仳?qū)動針對這種長度下的信號。在這種長度上驅(qū)動高速信號所需的功率越大,所消耗的電能越多,且這還使得產(chǎn)生的必須散出的熱越多。相應(yīng)地,這些不足進(jìn)一步使得使用fr4作為用于電子設(shè)備的一母板材料變得復(fù)雜。采用更貴的且外來(exotic)的母板材料(諸如megtron)來以更能夠接受的損耗處理高速信號使得電子設(shè)備的總體成本增加。盡管采用這些貴的材料得到(experienced)低損耗,但是它們依然并導(dǎo)致(incurred)要求功率增加以傳輸它們的信號,且在長的板跡線設(shè)計(jì)中所要求的轉(zhuǎn)向和交叉(crossover)形成信號反射以及潛在的噪聲增加的區(qū)域。結(jié)果,某些人群會賞識進(jìn)一步的改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明,一種旁路線纜組件用于提供在一設(shè)備芯片或芯片組(chipset)與背板或電路板之間延伸的高速數(shù)據(jù)傳輸線。所述旁路線纜組件包括含有信號傳輸線的線纜,所述線纜避免了或回避了電路板結(jié)構(gòu)上的不足而不管結(jié)構(gòu)的材料如何,且所述線纜提供了獨(dú)立的信號路徑,該信號路徑具有阻止信號損耗并保持阻抗處于能夠接受的級別(levels)的一個一致的幾何形狀及結(jié)構(gòu)。
在這樣一種應(yīng)用中,具有一芯片(諸如一asic或fpga)形式的一集成電路作為一總體芯片封裝的一部分設(shè)置。所述芯片通過常規(guī)的焊料凸點(diǎn)等安裝于一封裝基板且可通過一密封(encapsulating)材料被包圍在所述基板內(nèi)并與所述基板成為一體,密封材料覆蓋(overlies)所述芯片和部分所述基板。所述封裝基板具有從所述芯片的底部上的所述焊料凸點(diǎn)延伸至所述基板上的端接區(qū)域之間的跡線或引線(leads)。在近端端接于基板的線纜用于將所述芯片的電路連接于采用所述芯片的設(shè)備的外部接口,諸如i/o連接器、背板連接器以及電路板的電路。
所述芯片封裝可包括多個焊料凸點(diǎn)形式的觸點(diǎn),所述多個觸點(diǎn)設(shè)置于芯片封裝的下側(cè),以用于提供從邏輯器、時鐘、電源以及低速器件以及高速信號電路到采用芯片封裝的一設(shè)備的母板上的跡線之間的連接。與芯片的高速信號電路相關(guān)聯(lián)的觸點(diǎn)從芯片封裝的底部移除,因?yàn)楦咚氽E線不再路由設(shè)置于芯片封裝的底部。芯片封裝的一些跡線(諸如時鐘信號、邏輯信號、低速信號和電源)可繼續(xù)路由設(shè)置于芯片封裝的底部。針對這些跡線的端接位置容易地路由設(shè)置在芯片封裝的基板的頂部上,在頂部這些端接位置以保持所述線纜信號傳輸線的幾何結(jié)構(gòu)的方式能被容易地連接于線纜。芯片封裝的高速信號跡線不再路由設(shè)置穿過鍍覆的通孔、微導(dǎo)孔、焊料凸點(diǎn)或一多層電路板。這樣一種旁路組件使得信號傳輸線從所述母板上移除(removed),這不僅減輕了針對上述說明的損耗和噪聲問題,而且釋放了母板上的大量的空間(即,基板表面(realestate)),同時允許低成本的電路板材料(諸如fr4)用于其構(gòu)造。
用于這種組件的線纜設(shè)計(jì)用于差分信號傳輸且優(yōu)選地為雙軸式線纜,所述雙軸式線纜采用包裹(encased)在介電包覆體內(nèi)的成對的信號導(dǎo)體(signalconductor),以形成兩條導(dǎo)線或一信號導(dǎo)線對。所述導(dǎo)線對可包括相關(guān)聯(lián)的加蔽線且各個這樣的信號導(dǎo)線對的三條組成導(dǎo)線可進(jìn)一步被包圍在一導(dǎo)電纏繞物(wrap)、編織(braided)屏蔽體等形式的一外屏蔽體內(nèi)。在一些情況下,兩個導(dǎo)體可被包裹在一單個的介電包覆體內(nèi)。構(gòu)成各個這樣的導(dǎo)線對的兩條導(dǎo)線的間隔和姿勢(orientation)能以這樣一種方式被容易地控制,即所述線纜提供與電路板分離并離開的且可在一芯片、芯片組、器件與電路板的一連接器位置之間或在電路板的兩個位置之間延伸的一傳輸線。作為信號傳輸線構(gòu)件的所述線纜的有序的幾何結(jié)構(gòu)極其容易地被保持且具有與電路板的信號傳輸線所遇到的困難相比能夠接受的損耗和噪聲且不管結(jié)構(gòu)的材料如何。
所述導(dǎo)線對的第一端典型地端接于相應(yīng)的芯片封裝而這些導(dǎo)線對的第二端直接端接于入口端口連接器或出口端口連接器(諸如i/o連接器和背板連接器)的端子。在至少針對一組連接器的端接中,導(dǎo)線對的第二端以仿效(emulate)所述線纜的有序的幾何結(jié)構(gòu)的一方式及間隔端接,從而在所述連接器位置將串?dāng)_和其它負(fù)面因素保持到一最低程度,且所有的連接器端子均具有相同的長度。所述信號端子對的自由端以一所需間隔布置且包括相關(guān)聯(lián)的接地件,從而與各導(dǎo)線對相關(guān)聯(lián)的接地件可端接于連接器的相應(yīng)接地體,以限定在線纜的整個長度及其連接器上延伸的一相關(guān)的接地。這種布置通過限定信號端子能夠以共模耦合而成對的信號端子能以差模耦合在一起的一接地面而將提供屏蔽并減少串?dāng)_。線纜導(dǎo)線與連接器的端接在這樣一種方式下進(jìn)行,即所述線纜的信號導(dǎo)體及接地導(dǎo)體的一具體所需的幾何結(jié)構(gòu)盡可能地(toextentpossible)保持穿過所述線纜的端接區(qū)域直到所述連接器。
一單個的芯片封裝可設(shè)置成包括安裝于一基板的一集成電路。所述基板具有雙軸線纜的第一端端接的端接區(qū)域。所述線纜的長度可變化,且長度將長得足以使一些線纜容易且可靠地端接于本發(fā)明的一單個或多個的i/o式連接器形式的第一外部接口(其為入口連接器和出口連接器的任一個或兩者的一外部連接器端口的部分)。這些連接器優(yōu)選以允許外部連接器(諸如插頭連接器或可插拔模塊)與其對接的方式安裝于所述主設(shè)備的一面板上。本發(fā)明所述的組件可具有在所述設(shè)備的入口連接器和作為一個一體化的構(gòu)件形成的芯片封裝之間延伸的線纜,或者所述組件還可包括在芯片封裝和所述設(shè)備的出口連接器之間延伸的另外的線纜。旁路線纜的第一端可設(shè)置成第一端可插入到芯片封裝上的連接器,從而具有“插入且活動(plugandplay)”的能力。在這種方式下,外部連接器端口能以單個部件或成組的部件(各部件包含一個或多個信號傳輸通道)插入主設(shè)備。所述芯片封裝可獨(dú)自(solely)或通過針對一低成本的低速母板的托腳(standoffs)或其它類似的連接件(attachments)支撐在所述設(shè)備的基座內(nèi)。
以這種方式從芯片到離開(offof)所述母板的外部連接器端口去除所述信號傳輸線釋放了所述母板上的空間,該空間能收容另外的功能構(gòu)件,以為所述設(shè)備提供附加的價(jià)值和功能,同時保持與采用母板用于信號傳輸線的設(shè)備相比低的成本。此外,將所述信號傳輸線結(jié)合到所述旁路組件的線纜中減少了從芯片封裝到外部連接器傳輸高速信號所需的功率的量,由此增加所述旁路組件的“綠色”價(jià)值并降低采用這種旁路組件的設(shè)備的運(yùn)行成本。
在本發(fā)明的連接器和芯片封裝之間延伸的線纜為包圍在一介電包覆體內(nèi)的“雙軸”式,同時兩條導(dǎo)線各具有沿該導(dǎo)線的縱向延伸的一信號導(dǎo)體。成對導(dǎo)線優(yōu)選在線纜的近端處端接于插座連接器而在線纜的遠(yuǎn)端處直接端接于芯片封裝。插座連接器優(yōu)選被包含在一端口結(jié)構(gòu)(諸如一罩體、轉(zhuǎn)接框架等)內(nèi)且與所述端口結(jié)構(gòu)配合以限定一被屏蔽的模塊殼體,模塊殼體設(shè)置成收容一外部連接器(諸如一可插拔模塊)。線纜導(dǎo)線的第二端直接端接于插座連接器的端子和接地件,且線纜優(yōu)選保持在薄片體狀的支撐件內(nèi),以限定在插座連接器的卡收容槽的相反兩側(cè)的端子排。線纜穿過所述端口結(jié)構(gòu)的后壁從所述端口結(jié)構(gòu)中出來。通過采用這種線纜的導(dǎo)線與插座連接器之間的直接連接,設(shè)計(jì)者能避免使用直角板連接器作為連接器,已知直角板連接器產(chǎn)生噪聲和阻抗問題。這種線纜-直接式連接器的信號端子和接地端子全部沿水平方向延伸且長度均相同。這顯著地消除了與包括不同長度的端子的直角連接器相關(guān)聯(lián)的信號完整性和阻抗不連續(xù)的問題。
因?yàn)椴遄B接器被整個包含在所述端口結(jié)構(gòu)內(nèi)且不直接連接于一電路板,所以殼體的底壁能在其完全密封殼體的底部的范圍內(nèi)連續(xù),這極大地提高了連接器端口的emi性能。也取消了采用壓配插針安裝連接器端口。薄片體形式的成對的連接元件設(shè)置成裝配到插座連接器的后部的一開口中。一主接地面設(shè)置在兩個連接元件之間,以阻止兩個連接元件的信號端子之間的信號干擾(諸如串?dāng)_)。相應(yīng)地,本發(fā)明的多個連接器端口可各自獨(dú)立地安裝于主設(shè)備的一面板或一壁,或甚至與其它端口相互連接以形成適于多個端口豎向或水平方向疊置的一個一體化的組件。此外,如果需要,連接器端口能定位在主設(shè)備內(nèi),以作為能支撐于一電路板上、支撐于托腳或其它支撐件上或獨(dú)自使用(standalone)的一內(nèi)部過渡的連接器。這種結(jié)構(gòu)將連接器端口限定為具有高速連接器,所述高速連接器形成適于10gbps或以上的且具有低損耗特性的高速數(shù)據(jù)應(yīng)用的信號傳輸線,所述高速連接器繞開了主設(shè)備的電路板上的電路的跡線。
采用上述組件的設(shè)備的運(yùn)行速度在高數(shù)據(jù)傳輸速度下運(yùn)行且相應(yīng)地,在數(shù)據(jù)傳輸過程中產(chǎn)生熱。本發(fā)明的屏蔽的連接器端口還可包括一散熱器組件,所述散熱器組件延伸到所述殼體的一內(nèi)部且設(shè)置成與插入所述殼體的對接模塊接觸。所述殼體包括多個壁,所述多個壁一起限定將一插座連接器收容于內(nèi)的所述內(nèi)部。因?yàn)檫@些殼體可經(jīng)常沿主設(shè)備的一面板安裝,所以一散熱器組件設(shè)置成包括:一熱傳遞部,與插入所述殼體的對接模塊接觸;以及一散熱部,與所述熱傳遞部連接,獨(dú)特地沿一水平方向與所述熱傳遞部間隔開。在這種方式下,散熱部在所述屏蔽的殼體的后方延伸且將包括面向下的多個散熱片。這種結(jié)構(gòu)利用所述殼體后方的敞開空間且可提供在主設(shè)備的整體高度上的降低。
為了設(shè)置供上述相關(guān)聯(lián)的采用前述散熱器的連接器端口使用的光指示器,可采用具有多個led的一光指示器布置,所述多個led或自立或以一光條形式匯集在一起,光條靠近主設(shè)備的面板或邊框安裝于連接器端口。led通過柔性導(dǎo)線連接于電路板中的電路,且所述導(dǎo)線允許將led靈活地連接于電路,而無需輔助如采用光導(dǎo)管的情況下的結(jié)構(gòu)支撐。光條可包括用于將散熱器的熱傳遞元件保持的一個或多個保持夾或保持臂,這通過將這兩個元件集成(integrating)在一起而節(jié)省了制造成本。
這種類型的連接允許空氣不受阻礙地流動穿過由所述殼體支撐的一相關(guān)聯(lián)的散熱器,進(jìn)一步釋放了電路板上的所述殼體后方的空間,并節(jié)省了路由設(shè)置母板的成本,因?yàn)閘ed不再定位在殼體的后方、下側(cè)或旁側(cè)。這種結(jié)構(gòu)的確取消了對安裝于罩體以支撐常規(guī)光導(dǎo)管的需要,且由此開放了連接器端口的上方和旁側(cè)的區(qū)域,從而多個連接器端口更容易能豎向或水平方向疊置。依然還有的是,這樣一種結(jié)構(gòu)允許連接器端口用作不由一電路板支撐的一自立式殼體,因?yàn)閮?nèi)部的插座連接器已直接連接于其端子,由此消除了通常與連接器端接于電路板相關(guān)聯(lián)的阻抗不連續(xù)性。不采用光導(dǎo)管或任何類型的細(xì)長的光傳輸元件來設(shè)置led也減少串?dāng)_發(fā)生的可能性。
所有的構(gòu)件能以這樣一種方式組合在一起,即線纜、線纜-直接式連接器、連接器殼體、熱傳遞元件以及指示光條全部一起形成一個一體化的組件,所述一體化的組件可直接連接于一芯片封裝,以限定不在一電路板采用損耗的跡線的一高速傳輸通道組件。這種傳輸通道組件還可包括位于芯片封裝內(nèi)的一預(yù)定芯片,從而在一主設(shè)備的主體已制造完成之后整個組件能插入該設(shè)備。采用一體化的組件(諸如本文所述的那些)減少組裝步驟的數(shù)量并降低主設(shè)備的制造成本。
附圖說明
本發(fā)明通過舉例示出但不限于附圖,在附圖中類似的附圖標(biāo)記表示類似的部件,且在附圖中:
圖1是一電子設(shè)備(諸如一交換機(jī)、路由器等)的一立體圖,其中電子設(shè)備的頂蓋被移除且示出該設(shè)備的構(gòu)件的總體布局且一旁路線纜組件就位于該設(shè)備內(nèi);
圖2是與圖1相同的視圖,其中為了清楚起見,旁路組件從該設(shè)備內(nèi)移出;
圖2a是圖2的僅旁路組件的一立體圖;
圖2b是與圖2a相同的視圖,但其中為了清楚起見,芯片封裝基板和/或密封體移除;
圖2c是用于圖1的旁路組件的一個芯片周圍的端接區(qū)域的一放大細(xì)節(jié)圖;
圖2d是用于本發(fā)明的旁路組件的一雙軸線纜的端部的一立體圖;
圖3a是一已知結(jié)構(gòu)的一示意剖視圖,該已知結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)用于在一電子設(shè)備(諸如一路由器、交換機(jī)等)內(nèi)通過路由穿過母板或路由設(shè)于母板上的跡線將一芯片封裝連接于一母板;
圖3b是一示意剖視圖,類似于圖1a,但示出如圖1所示的那樣的旁路組件的結(jié)構(gòu),其用于將一芯片封裝連接于圖1的設(shè)備的連接器端口或其它連接器,其采用線纜并由此在圖1的該設(shè)備中如圖所示地消除在母板上使用導(dǎo)電跡線作為信號傳輸線;
圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的一線纜-直接式連接器組件的一立體圖;
圖4a是圖4的連接器組件的沿其線a-a作出的一剖視圖;
圖5是一連接器殼體與圖4的線纜-直接式連接器組件的一分解圖;
圖5a是與圖5相同的視圖,但其中插座連接器就位于殼體內(nèi)且底部固定于殼體的側(cè)壁;
圖6是從圖5的連接器殼體的下方看到的一立體圖,其中底壁移除且連接器組件從殼體內(nèi)移出;
圖6a是與圖6相同的視圖,但其中連接器組件就位于連接器殼體內(nèi);
圖6b是與圖6a相同的視圖,但其中底壁就位成將線纜直接式連接器組件密封于連接器殼體內(nèi);
圖7是圖4的連接器組件的一部分分解圖;
圖8是圖7的連接器組件的一更徹底的分解圖;
圖8a是用于圖4的連接器組件的一個端子陣列、其相關(guān)聯(lián)的接地板以及一組相應(yīng)的線纜及導(dǎo)線的一分解圖;
圖8b是與圖8a相同的視圖,但示出其構(gòu)件處于一已組裝狀態(tài)以形成一基本的連接元件;
圖8c是兩個基本連接元件組裝在一起以形成一插座連接器端子陣列的一立體圖;
圖8d是一連接元件中的多條線纜中的兩條線纜的一放大細(xì)節(jié)圖,示出與其一起使用的升高的(elevated)接地板結(jié)構(gòu);
圖9是連接器殼體的一前視圖,示出一刀片卡的接觸連接器組件的端子的接觸部的部分;
圖10是一連接器殼體的后端處的底部的一放大細(xì)節(jié)圖,其中連接器組件就位;
圖11是本發(fā)明的一連接器殼體的一立體圖,連接器殼體用于本發(fā)明的旁路組件;
圖11a是圖11的連接器端口的沿其線a-a作出的一剖開圖;
圖11b是圖11a的一側(cè)視圖;
圖12是圖11的連接器端口的從相反側(cè)的后方看到的一立體圖;
圖13是圖6a的連接器端口的一仰視圖,其中為了清楚起見,底部移除;
圖13a是一空的連接器殼體的一剖開圖,內(nèi)部的連接器和熱傳遞元件未就位;
圖14是連接器殼體的一俯視圖,其中頂壁從殼體本體上移除且一刀片卡的一部接合內(nèi)部的連接器;
圖14a是與圖14相同的視圖,但在后蓋板下方的一高度處水平剖開,以示出內(nèi)部的連接器以及內(nèi)部的連接器接合連接器殼體的本體的方式;
圖14b是殼體本體的靠近內(nèi)部的連接器的前部作出的一豎向剖開圖,其中,為了清楚起見,內(nèi)部的連接器基座的一部分移除,以示出模塊殼體的中空內(nèi)部空間以及其內(nèi)部的肋部,肋部接觸連接元件并保持一emi吸收墊就位于模塊殼體內(nèi);
圖15是一對連接器殼體的一立體圖,其中,熱傳遞元件和光指示器按一豎向疊置布置在一電路板上;
圖15a是圖15的一分解圖;
圖16是三個模塊殼體以一水平方向排豎向布置在一設(shè)備的三個面板(faceplates)上的一立體圖;
圖16a是一豎向模塊殼體和面板安裝組件的一分解圖:
圖17是一模塊殼體的一立體圖,其中根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的一改進(jìn)的散熱器組件安裝于模塊殼體;
圖18是圖17的模塊殼體-散熱器組件的一部分分解圖,其中為了清楚起見,散熱器組件構(gòu)件從其和模塊殼體的頂部的接合移出;
圖18a是圖18的分解圖的一側(cè)視圖,其中在此示出的構(gòu)件沿圖17的線c-c剖開而給出;
圖19是圖17的模塊殼體-散熱器組件的沿其線3-3作出的一前視圖;
圖19a是圖17的模塊殼體-散熱器組件的沿其右側(cè)看到的一側(cè)視圖;
圖19b是圖17的模塊殼體-散熱器組件的一俯視圖;
圖19c是圖17的模塊殼體-散熱器組件沿其線c-c作出的一縱向剖視圖;
圖19d是沿圖17的線d-d在圖17的散熱器組件的熱傳遞部作出的取自模塊殼體-散熱器組件的一橫向剖視圖;
圖19e是與圖19d相同的視圖,但其中為了清楚起見,熱管從散熱器組件中移除而且其中一替代結(jié)構(gòu)的一對熱管以虛線示出;
圖19f是沿圖17的線f-f在圖17的散熱器組件的散熱部作出的取自模塊殼體-散熱器組件的從后方看到的一橫向剖視圖;
圖19g是沿圖17的線g-g在圖17的散熱器組件的散熱部作出的取自模塊殼體-散熱器組件的從后方看到的一橫向剖視圖,示出散熱片與連接器的導(dǎo)線之間的間隙;
圖20是本發(fā)明的一連接器端口的一立體圖,其中,一指示用光組件支撐于連接器端口上;
圖20a是圖20的組件的一分解圖;
圖20b是圖20的組件的一前視圖;
圖20c是圖20的組件的一俯視圖;
圖20d是圖20的組件的一側(cè)視圖;
圖21是圖20的指示用光組件的一立體圖,指示用光組件以像將安裝于一連接器端口一樣定向;
圖22是沿一豎向方向疊置在一起的一對連接器端口的一立體圖,其中兩個指示用光組件支撐于兩個連接器端口上;
圖23是沿一水平方向疊置在一起三個連接器端口以及相關(guān)聯(lián)的指示用光組件的一立體圖;
圖24是一指示用光組件就位在一連接器端口上的一立體圖,其中一熱傳遞元件使其散熱片位于端口的殼體部的頂部,示出光指示器的導(dǎo)線的路徑;以及
圖24a是圖24的組件的一分解圖。
具體實(shí)施方式
下面的具體說明描述示范性實(shí)施例且不意欲限制于這些明確公開的組合。由此,除非另有說明,本文所公開的特征可以組合在一起,以形成出于簡明目的未給出的另外的組合。
相應(yīng)地,本文提供了一種用于一連接器端口的改進(jìn)的連接器,所述連接器不是電路板上的跡線而是直接連接于線纜或?qū)Ь€,以限定從連接器且直接到主設(shè)備的芯片和處理器的信號傳輸線,這對于在10gbps及以上時的高速數(shù)據(jù)應(yīng)用是有益的且具有低損耗特性。相應(yīng)地,本發(fā)明由此面向連接器以及連接器組件,其適于用在自由直立式(free-standing)的外部連接器端口且不是采用電路板上的跡線而是通過線纜直接連接于設(shè)備構(gòu)件。所述連接器使端子和線纜長度相等,且端接于連接器的線纜避免使用電路板上的跡線并限定用于在10gbps及以上傳輸數(shù)據(jù)信號的高速傳輸線,所述連接器具有低損耗特性且直接連接于主設(shè)備的芯片及處理器。
由此,對一特征或方面的參考意欲說明本發(fā)明的一實(shí)施例的一特征或方面,并不暗含其每個實(shí)施例必須具有所說明的特征或方面。此外,應(yīng)注意的是,說明書列出了多個特征。盡管某些特征已組合在一起以說明可能的系統(tǒng)設(shè)計(jì),但是那些特征也可用于其它未明確公開的組合。因此,除非另有說明,所說明的組合不意欲為限制。
在圖所示出的實(shí)施例中,用于解釋本發(fā)明中各種部件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動的方向表示(諸如上、下、左、右、前和后)不是絕對的而是相對的。當(dāng)部件處于圖中所示的位置時,這些表示是恰當(dāng)?shù)?。然而,如果部件位置的說明發(fā)生變化,那么這些表示也將相應(yīng)地發(fā)生變化。
圖1是一主電子設(shè)備50(諸如一交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等)的一立體圖,而且其中主電子設(shè)備50的頂蓋移除。設(shè)備50由芯片52形式的一個或多個處理器或集成電路管理,芯片52可為一總的芯片封裝54的一部分。設(shè)備50具有一對側(cè)壁55、第一壁374以及第二壁57。多個外部連接器端口80設(shè)置于主電子設(shè)備50的第一壁374(其可以是一前壁),從而可插拔模塊等形式的相對的對接連接器可插入,以連接于設(shè)備50的電路。背板連接器30可設(shè)置于第二壁57(其可以是一后壁),以用于將設(shè)備50連接于一更大的設(shè)備(諸如一服務(wù)器等,包括用于這種設(shè)備的背板)。設(shè)備50包括一電源58和制冷組件59以及其上同時具有各種電子器件(諸如電容器、開關(guān)、更小的芯片等)的一母板62。
圖3a是用于常規(guī)設(shè)備的一現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)芯片封裝及母板組件的一剖視圖。芯片52可為一asic或任意另一類型的處理器或集成電路(諸如一fpga)且可為定位在一起的一個或多個獨(dú)立的集成電路。相應(yīng)地,術(shù)語芯片將在本文中用作用于任何合適的集成電路的通用(generic)術(shù)語。如圖3a所示,芯片52具有位于其下側(cè)的焊料凸點(diǎn)45形式的觸點(diǎn),焊料凸點(diǎn)45將芯片52連接于一支撐基板47的相關(guān)聯(lián)的接觸墊46。基板47典型地包括延伸穿過基板47的本體直達(dá)基板47的本體的下側(cè)的鍍覆的通孔、微導(dǎo)孔或跡線48。這些元件48與觸點(diǎn)49連接,觸點(diǎn)49設(shè)置于基板47的下側(cè)47a且這些觸點(diǎn)49典型地可采用一bga、pga或lga等的形式。芯片52、焊料凸點(diǎn)45、基板47以及觸點(diǎn)49一起配合限定一芯片封裝52-1。芯片封裝52-1通過一插座(socket)(未示出)對接于一母板52-2,母板52-2由fr4材料制成且用于一設(shè)備。母板52-2具有多個長的導(dǎo)電跡線52a-c,導(dǎo)電跡線52a-c從芯片封裝的觸點(diǎn)49穿過母板52-2延伸至該設(shè)備的其它連接器、構(gòu)件等。例如,一對導(dǎo)電跡線52a、52b被要求限定差分信號傳輸線,而一第三導(dǎo)電跡線52c提供跟隨所述信號傳輸線的路徑的一相關(guān)聯(lián)的接地。各條這樣的信號傳輸線路由穿設(shè)母板52-2或路由設(shè)于母板52-2上且這種路由具有某些不足。
fr4電路板材料損耗不斷增加且在10ghz頻率以上,這開始變成是個問題。另外,這些信號傳輸線跡線52a-c通常要求轉(zhuǎn)向、彎曲以及交叉,以將傳輸線從芯片封裝的觸點(diǎn)49路由至安裝于母板52-2上的連接器或其它構(gòu)件。跡線52a-c的這些方向變化會形成信號反射及噪聲問題以及另外的損耗。損耗有時能通過采用放大器、中繼器以及均衡器來校正,但是這些元件也增加了制造電路板52-2的最終成本。這使得電路板52-2的布局復(fù)雜化,因?yàn)閷⑿枰硗獾陌蹇臻g來收容這些放大器以及中繼器且這個另外的板空間在該設(shè)備的計(jì)劃尺寸(intendedsize)下可能是得不到的。降低這種損耗的用于電路板的定制材料是可得到的,但是這些材料的價(jià)格急劇地增加了電路板的成本以及由此使用它們的電子設(shè)備的成本。依然還有的是,長的電路跡線要求功率增加,以驅(qū)動流經(jīng)電路跡線的高速信號,且如此,它們阻礙設(shè)計(jì)者開發(fā)“綠色”(節(jié)能)設(shè)備的嘗試。
圖3b是圖1的設(shè)備50的芯片封裝54的一剖視圖。芯片52含有與芯片封裝的基板53連接的高速電路、低速電路、時鐘電路、邏輯電路、電源電路以及其它的電路。封裝54的跡線54-1通向(leadto)相關(guān)聯(lián)的觸點(diǎn)54-2,觸點(diǎn)54-2布置在端接區(qū)域54-3內(nèi),端接區(qū)域54-3優(yōu)選設(shè)置靠近或處于基板53的緣部54-4。芯片封裝54還可包括一密封體(encapsulant,諸如環(huán)氧樹脂)54-5,密封體54-5將芯片52固定就位于封裝54內(nèi)以連同相關(guān)聯(lián)的線纜連接器及其構(gòu)件作為一個一體組件。如圖所示,芯片封裝54部分通過焊料凸點(diǎn)49連接于母板62,但是這種連接手段不包括就位于母板62上的高速信號傳輸線。
線纜60通過合適的線對板連接器等端接于封裝接觸墊54-2,且這些線纜60優(yōu)選為雙軸結(jié)構(gòu),具有由一介電包覆體61-1圍繞的兩個信號導(dǎo)體61、一相關(guān)聯(lián)的加蔽線61-2、一外導(dǎo)電包覆體61-3以及一最終的外絕緣外皮(insulativeouterjacket)61-4(圖2d)。如上所述,線纜60及其信號導(dǎo)體對限定從芯片封裝54通至第一(入口)連接器80或第二(出口)連接器30的高速信號傳輸線。線纜60的有序的幾何結(jié)構(gòu)保持作為成對的信號導(dǎo)體61處于一預(yù)定的間隔,以控制穿過線纜的阻抗。采用線纜60作為信號傳輸線消除了在母板62上鋪設(shè)(laydown)跡線形式的高速信號傳輸線的需要,由此避免外來的板材料的高成本以及與更便宜的板材料(諸如fr4)相關(guān)聯(lián)的損耗。
如圖2至圖2c所示,線纜60具有:相反的第一端或近端163和第二端或遠(yuǎn)端164,分別連接于芯片封裝54和i/o連接器端口80或背板連接器30,以限定旁路設(shè)于母板的高速信號傳輸線。這些連接器可視為是主設(shè)備50的“入口”連接器和“出口”連接器,因?yàn)檫@些連接器為通過例如設(shè)備50的前部的i/o連接器端口80首先“進(jìn)入”所述設(shè)備的信號以及為通過示出處于所述設(shè)備50的后部的背板連接器30從所述設(shè)備50中“出來”的信號提供外部接口。線纜60在信號導(dǎo)體的經(jīng)由外部接口往來于(toandfrom)芯片的跨越(traverse)整個長度上保持信號導(dǎo)體的有序的幾何形狀。多條線纜60的有序的幾何形狀允許多條線纜60在其路徑上被轉(zhuǎn)向,被彎曲或交叉而不會在傳輸線中引入能發(fā)生在電路板的信號傳輸線中產(chǎn)生問題的信號反射或阻抗不連續(xù)。線纜60以第一組線纜和第二組線纜布置,其中,第一組線纜在入口連接器端口80與芯片封裝54之間延伸,而第二組線纜在芯片封裝54與設(shè)備的第二壁57上的出口連接器30之間延伸。線纜60的信號導(dǎo)體可端接于芯片基板的方式能夠變化。如圖2c所示,線纜60可通過線對板連接器66進(jìn)行端接,線對板連接器66對接芯片封裝基板54上的觸點(diǎn),線對板連接器66或在芯片封裝54的表面上或者在對接連接器中。散熱器71可如圖所示地安裝于芯片52的表面以進(jìn)行散熱,或可通過密封體一體化到所述組件中。
芯片、基板、散熱器以及線纜連接器66可通過一密封體一起成為一體或通過其它手段將它們保持在一起,以作為一單個組件,如圖2至圖2c所示。這種結(jié)構(gòu)允許一設(shè)備設(shè)計(jì)者充分利用母板62上可獲得的空間,以用于另外的構(gòu)件和電路,這增加了主設(shè)備50的價(jià)值而無需使得電路板的設(shè)計(jì)復(fù)雜化。這些一體化的組件能通過僅插入入口連接器和出口連接器而分別進(jìn)入相應(yīng)的主設(shè)備50的前壁374和后壁57上的開口中而插入設(shè)備??稍O(shè)置用于將芯片封裝54連接于設(shè)備的其它電路的輔助的連接器,如圖3b所示。組件可也可以其它形式設(shè)置,諸如例如:1)無芯片封裝,但有芯片封裝的基板;2)有芯片封裝且有入口連接器或出口連接器,在圖2a中分別以400、401標(biāo)出;以及3)具有布置成延伸至設(shè)備的前壁上的開口的入口連接器和出口連接器,在圖2中以402所標(biāo)示。在這種方式下,組件400、401、402均可插入一基本設(shè)備(basicdevice),以為該設(shè)備提供其功能性,而無需將這種功能性設(shè)計(jì)到主設(shè)備50的母板62。
參照圖4、圖7和圖8,根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的一內(nèi)部的連接器70收容于連接器端口80內(nèi)且包括一絕緣本體108,絕緣本體108包括一卡收容槽109,卡收容槽109開口于連接器70的前部及端口80的入口67。卡收容槽109位于一防呆(polarizing)通道110上方,防呆通道110由支撐端口80的底壁68上方的卡收容槽109的腿部110a、110b形成,并防止不正確定位的相對的對接連接器插入卡槽109。連接器本體108具有多個端子收容腔111,所述多個端子收容腔111在卡槽109的相反兩側(cè)上對齊并收容兩個連接元件104a、104b的懸臂式的端子115a、115b的接觸部。連接元件104a、104b支撐各自的單個排端子形式的端子115a、115b,如圖4a和圖8c所示。兩個連接元件104a、104b各具有薄片體狀結(jié)構(gòu)并從后方插入連接器本體108,以完成內(nèi)部的連接器的組裝。各連接元件104a、104b的端子陣列由此如圖所示地定位在卡收容槽109的相反兩側(cè)。
圖8a示出用于本發(fā)明的連接器70的一連接元件104的基本結(jié)構(gòu)。多條雙軸線纜60及常規(guī)的(regular)導(dǎo)線121以沿連接器70的橫向延伸的一陣列排列。導(dǎo)線121及線纜60的端部被剝開,以露出線纜60的信號導(dǎo)體61并限定導(dǎo)線及線纜的自由端121a、120a,自由端121a、120a分別用于端接于連接器端子115a、115b的相應(yīng)的尾部116(圖4a)。在所示出的實(shí)施例中,陣列的外側(cè)端定位有成對的雙軸線纜60,且雙軸線纜120的加蔽線61-2被簡單地向上彎折并隨后再彎折以平躺在加蔽線61-2相關(guān)聯(lián)的接地板125上。端子115a、115b通過一固持條124以它們自身間隔開的橫向陣列被保持在一起。這大大地保持了線纜在連接器端接時的幾何結(jié)構(gòu)。
插座連接器70具有一結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)提高穿過插座連接器70的數(shù)據(jù)信號的信號完整性并提供從旁路線纜導(dǎo)線對到一相對的對接連接器的一電路卡的電路之間的一阻抗轉(zhuǎn)變(transition)。這個轉(zhuǎn)變在一預(yù)定誤差級別內(nèi)為從85歐姆到100歐姆且以多階段或三個區(qū)段進(jìn)行,從而該轉(zhuǎn)變以從一進(jìn)入級別的阻抗轉(zhuǎn)變到一第一轉(zhuǎn)變阻抗、隨后轉(zhuǎn)變到一第二轉(zhuǎn)變阻抗且最終轉(zhuǎn)變到最終的或第三轉(zhuǎn)變阻抗的一漸變(gradual)的方式進(jìn)行。在這種方式下,阻抗轉(zhuǎn)變以稍微漸變的方式發(fā)生在插座連接器70的整個長度上而不是阻抗轉(zhuǎn)變發(fā)生在那個連接器的尾部或接觸部。
這個漸變轉(zhuǎn)變通過提供插座連接器的端子延伸穿過的三個不同的介電介質(zhì)來設(shè)置。第一區(qū)段介質(zhì)優(yōu)選一熱熔粘接劑,在熱熔粘接劑中阻抗由約85歐姆的輸入(incoming)阻抗升高約6歐姆,而第二區(qū)段介質(zhì)優(yōu)選包括lcp(液晶聚合物),在lcp中阻抗升高約另一6歐姆,而最后,第三區(qū)段介質(zhì)包括空氣,在空氣中阻抗升高至約105歐姆,由此阻抗的轉(zhuǎn)變在約5%的一誤差級別(tolerancelevel)下進(jìn)行。在周圍介質(zhì)上的變化也伴隨著端子的寬度的變化(寬度在不同的區(qū)段變寬或變窄)。端子與相關(guān)聯(lián)的接地面之間距離也能對這個選定的阻抗調(diào)節(jié)(tuning)作出貢獻(xiàn)。該轉(zhuǎn)變發(fā)生在連接器70的從尾部到接觸端的長度上,以呈現(xiàn)在一整體長度(unitlength)上的一漸變增加而不是僅在端子尾部或接觸部處的增加。
線纜120/導(dǎo)線121與端子115a、115b的端接區(qū)域處于一巢體(nest)或支架(cradle)130中,巢體130橫向延伸并由具有一所需介電常數(shù)的一絕緣材料形成(圖8a至圖8d)。端接巢體130具有一u型形狀且其定位于相鄰端子的固持條124。在這個區(qū)域,線纜60的加蔽線61-2結(jié)合于接地板125形式的母線條(bussbars),接地板125位于線纜60上方并與端子的尾部116豎向上間隔開且位于端子的尾部116上方。接地板125具有一板本體125a,板本體125a具有加蔽線61-2接觸的且加蔽線61-2可焊接的或以其它方式連接的至少一部分平坦的表面。
接觸腿部126作為接地板125的一部分設(shè)置,以形成接地板125的接觸部128,接觸部128優(yōu)選連接于連接器70的接地端子的尾部116。接觸腿部126豎向偏移,從而接地板125與信號導(dǎo)體61的至少一部分間隔開且延伸在所述至少一部分上,所述至少一部分端接于與一相應(yīng)的連接元件相關(guān)聯(lián)的一排端子中的信號端子的尾部。如圖8b至圖8d所示,各接地板125優(yōu)選包括三個腿部126,三個腿部126以任意兩個信號端子的尾部的旁側(cè)為兩個接觸腿部126的方式接觸連接器70的接地端子。從一阻抗角度看,這種布置允許信號端子之間的間隔與雙軸線纜60的信號導(dǎo)體大約一致(match)。在這種方式下,針對內(nèi)部的連接器70,在卡收容槽109的相反兩側(cè)的兩排端子內(nèi),保持端子115a、115b的一g-s-s-g圖案。
一矩形的框架132沿各連接元件104a、104b的后部設(shè)置且包括圍繞一底壁134結(jié)合在一起的四個壁133(圖8),以至少部分限定一中空內(nèi)部的凹部138??蚣?32的前后壁133如圖所示地穿設(shè)有多個開口135,所述多個開口135設(shè)置成在雙軸線纜120和低功率邏輯控制導(dǎo)線121穿過框架132的縱向范圍內(nèi)收容雙軸線纜120和低功率邏輯控制導(dǎo)線121??蚣?32經(jīng)由填充端接區(qū)域的一包覆成型(overmolded)部分沿支架130后面結(jié)合于支架130。連接元件的框架132由一導(dǎo)電材料(諸如金屬)形成,或者可具有一外導(dǎo)電覆層,從而當(dāng)就位于連接器端口80內(nèi)時,連接元件104a、104b與連接器端口80形成電接地接觸。連接元件的框架132定位成相鄰端接巢體(圖8c)并位于端接巢體的后面且可如后面所述地固定于端接巢體。
框架132的側(cè)壁133可如圖所示開槽有豎向凹槽136。這些凹槽136將接合連接器端口80的后開口或出口106的側(cè)壁106a、106b,且因?yàn)榭蚣?32是導(dǎo)電的,所以框架132也能減輕emi泄露出連接器端口80的后開口106。線纜及導(dǎo)線延伸穿過的連接元件的框架132的敞開的凹部138填充有一介電材料,諸如一液晶聚合物(“l(fā)cp”),介電材料將線纜/導(dǎo)線相對連接元件的框架132和也收容lcp的一部分的端接巢體固定就位于凹部138。在這種方式下,連接元件104a、104b的薄片體狀形狀被限定且這個整體結(jié)構(gòu)提供了雙軸線纜60的應(yīng)力釋放(strainrelief)的一手段(measure)。
兩個連接元件104a、104b的底壁134相互抵靠且可通過一柱體140與孔141接合方式如圖6所示地相互接合。在這種方式下,兩個連接元件104a、104b可插入連接器本體108的一后開口,從而端子的接觸部相互對齊并收容于連接器本體108的端子收容腔111,以形成一個一體化的連接器組件。如圖6所示,該連接器組件從下方壓入連接器端口60的中空內(nèi)部空間。一內(nèi)部的接地面(groundplane)142以一平坦的導(dǎo)電板形式設(shè)置,并位于兩個連接元件104a、104b之間。接地面142從連接元件的框架132的后端部延伸至端接巢體130的前緣。這個接地面142作為一主接地面用于阻止一個連接元件內(nèi)的信號導(dǎo)體對與另一連接元件內(nèi)的信號導(dǎo)體對之間的串?dāng)_。接地板125作為線纜120的信號導(dǎo)體及其與信號端子115a的端接部分的輔接地板或母線(busses)。
連接元件104a、104b的側(cè)壁上凹槽136接合連接器端口的后開口106的側(cè)壁106a、106b,而設(shè)置在連接器本體108的相反兩外側(cè)的兩個卡扣144收容于端口80的側(cè)壁64a、64b的開口146???44可在尺寸上大(oversized),以當(dāng)該連接器組件插入就位于殼體本體63內(nèi)時變形。凹槽136可在形狀上設(shè)有頂部(tip)148向內(nèi)指向或相互指向的弧形部(rounded),以確保與連接器端口80的可靠的接觸(圖10)。
兩個emi吸收墊102a、102b可在該連接器組件從下方被壓入端口80的內(nèi)部61之前設(shè)置于該連接器組件的連接元件104a、104b的兩相反的表面。如前所述,連接元件104a、104b豎向開凹槽,從而連接元件104a、104b能接合端口80的后壁開口106的側(cè)壁106a、106b,且由此該接觸與emi吸收墊配合提供了圍繞連接元件104a、104b的四側(cè)上的emi泄露防護(hù)。實(shí)際上,端口80的后壁和導(dǎo)電的連接元件104a、104b組合以形成防止emi泄露的一第五壁。墊102a、102b密封連接元件104a、104b與殼體本體63的相對的表面之間的空間。這些墊102a、102b占據(jù)連接元件104a、104b的上方和下方的敞開的空間(這兩個空間在常規(guī)端口中通常是留空的)。
emi墊102a、102b優(yōu)選對齊且位于連接元件的線纜導(dǎo)線端接于內(nèi)部的連接器70的端子的尾部的區(qū)域上方。底部墊102b保持在底壁68與底部的連接元件104b之間,而頂部墊102a保持就位在頂部的連接元件104a與模塊殼體的后蓋體90之間。這通過肋部103來實(shí)現(xiàn),肋部103形成在后蓋體90的底部上并向下延伸至與墊102a接觸,如圖13b所示。連接元件、emi吸收墊由此夾設(shè)在殼體本體的頂壁66與底壁68之間且墊102a、102b確保減少emi沿殼體本體后壁的開口106泄露。
在雙軸線纜60直接端接于連接器70的端子的情況下,端口80設(shè)置成用于離開一電路板安裝并安裝在一面板上或以成為一主設(shè)備內(nèi)的一自立式(free-standing)連接器的方式設(shè)置。端口80無需以一端接方式安裝于一電路板62,但能通過緊固件延伸穿過電路板62上的開口并進(jìn)入到帶螺孔凸臺(screwbosses)中來安裝于一電路板62。端口80的底部的密封(sealingoff)以及消除一直角連接器的需要不僅消除將連接器端口80安裝在母板62上的需要,而且便于以豎向和水平布置疊置端口80。
相應(yīng)地,連接器70的導(dǎo)線可直接連接于主設(shè)備50的構(gòu)件,諸如旁路電路板上的跡線設(shè)置的一處理器或一芯片封裝等。因?yàn)檫B接現(xiàn)在可為直接進(jìn)行,所以連接器70不必安裝于一電路板,但可包圍在一結(jié)構(gòu)(諸如所公開的連接器端口80以及安裝的面板)內(nèi)。連接器端口80可采用一轉(zhuǎn)接框架(adapterframe)、一屏蔽罩體或相似類型的殼體的形式。依然還有的是,連接器端口80可用作一內(nèi)部的連接套筒(connectingsleeve),以提供定位在主設(shè)備50內(nèi)并將一插頭式連接器收容的一內(nèi)部的連接器端口。連接器端口處的線纜在線纜的一端端接于連接元件的端子的尾部,從而線纜能在其另一端端接于主設(shè)備50的芯片封裝54或處理器。諸如這樣的一個一體化的旁路組件能作為一個一體件進(jìn)行安裝和移除或更換,其旁路設(shè)于電路板62并消除發(fā)生于fr4材料相關(guān)聯(lián)的損耗問題,由此簡化設(shè)計(jì)并降低電路板62的成本。
現(xiàn)在參照圖4至圖9,一連接器端口/殼體以附圖標(biāo)記80示出在圖5和圖5a中,其用作將主設(shè)備50的入口連接器收容的一外部接口。端口80設(shè)置于設(shè)備50的第一壁374并收容插頭連接器形式的相對的對接連接器(諸如可插拔電子模塊等)。連接器端口80包括一導(dǎo)電的殼體本體63,殼體本體63包括兩個側(cè)壁64a、64b、一后壁65以及頂壁66和底壁68。所有這些壁一起限定一中空內(nèi)部61,中空內(nèi)部61收容與一內(nèi)部的連接器70對接的一相應(yīng)的相對的外部對接連接器。端口80的所有的壁可以一轉(zhuǎn)接框架作為一個件來一起形成或端口80的所有的壁可采用結(jié)合在一起以形成一個一體化的組件的單獨(dú)的部件。連接器端口80可在本文中互換地稱為“模塊殼體”或“殼體”,但將理解的是,端口80在其操作上不限于僅收容可插拔模塊,而是將收容任何合適的連接器。
殼體的壁64-66和壁68均導(dǎo)電并提供在端口80內(nèi)作出的連接部分的屏蔽。就此,端口80設(shè)有一導(dǎo)電的底壁68,底壁68完全密封殼體本體63的底部,相反已知的罩體和框架在它們安裝于電路板上的底部處是敞開的。殼體80包含一內(nèi)部的線纜-直接式連接器70(圖4),內(nèi)部的線纜-直接式連接器70使導(dǎo)線直接進(jìn)行與其端子115a、115b的連接且由此不需端接于主設(shè)備50的母板62上的跡線。現(xiàn)有技術(shù)的由罩體或框架包圍的連接器為直角類型,這意味著連接器按一直角從其對接面延伸至電路板和連接器端接的跡線。端接于電路板的直角連接器由于端子的變化的長度和端子的彎曲而在高速運(yùn)行時產(chǎn)生信號完整性的問題,諸如電容在彎曲的拐角內(nèi)增加以及系統(tǒng)的特征阻抗在連接器及連接器的與電路板的接口處的上跳(jumps)或跌落(dips)。類似地,線纜60從殼體80的后壁出來消除需采用壓配插針(press-fitpins)作為將連接器端口安裝于電路板的手段,因?yàn)槠胀ò惭b孔能用于螺紋緊固件,由此簡化了一主設(shè)備的母板62的整體設(shè)計(jì)。內(nèi)部的連接器70端接于線纜60的導(dǎo)線并從殼體80的后壁65出來,由此避免了前述的問題。
如圖5至圖6b所示,殼體80的底壁68密封殼體80的底部。底壁68示出為由一片金屬片材形成,具有一底板72以及兩個側(cè)連接翼73,兩個側(cè)連接翼73分別沿殼體的側(cè)壁64a、64b的外表面延伸。連接翼73上的開口74接合位于側(cè)壁64a、64b上的卡扣或片體76并保持底板72就位。另外的連接的手段可包括內(nèi)翼75,兩個內(nèi)翼75也從底板72向上彎折但沿底板72的緣部定位成沿側(cè)壁64a、64b的內(nèi)表面延伸到內(nèi)部的中空空間61。兩個這樣的內(nèi)翼75示出在圖11和圖13a中且均包括接觸片體75a,兩個接觸片體75a向內(nèi)延伸,以用于接觸插入內(nèi)部通道61的一相反的連接器的相對側(cè)。兩個突沿或凸緣77a、77b還可分別設(shè)于底板72的相反兩端,相對底板72以一角度延伸,以接合殼體80的前壁和后壁65,以在這些部位形成導(dǎo)電接觸并提供emi屏蔽。采用一底壁68覆蓋整個底部顯著地減少了在這個區(qū)域的emi。如果需要,多個托腳(standoffs)69可形成于底壁68。底壁68與殼體本體63之間的多點(diǎn)接觸為內(nèi)部的連接器70提供了沿端口80的整個底部的一可靠的emi屏蔽墊片。
現(xiàn)在參照圖5,頂壁66優(yōu)選包括一進(jìn)入開口81,進(jìn)入開口81連通中空內(nèi)部61并與內(nèi)部的連接器70(主要是內(nèi)部的連接器70的前部的區(qū)域)對準(zhǔn)。示出為一帶散熱片的散熱器的一熱傳遞元件82可設(shè)置為具有一基部84,基部84至少部分延伸到進(jìn)入開口81內(nèi)?;?4具有一平坦的底部接觸表面85,底部接觸表面85接觸插入殼體內(nèi)部61的一模塊的一相對的表面。兩個保持件86示出為結(jié)合于頂壁66,且各保持件86具有一對預(yù)加載的接觸臂88,接觸臂88將一向下的保持力施加在散熱器82的一頂板87上。一emi墊片89設(shè)置成圍繞開口81的周邊延伸且夾設(shè)在頂壁66和熱傳遞元件82之間。
殼體80還包括一后蓋體部90,后蓋體部90延伸在內(nèi)部61的后部上,以遮蓋內(nèi)部的連接器70的一部分。一凹部91可形成于后蓋體90,以收容夾設(shè)在后蓋體90和頂壁66的相對的表面之間的一人字型(chevron-shaped)emi墊片92。可看到,后蓋體90包括一凹槽94形式的一開口。頂壁66(圖13a)可包括如圖所示的一接合鉤部95,接合鉤部95收容于凹槽94內(nèi),以頂壁66能向前滑動從而頂壁66的前緣部抵靠殼體80的前凸緣的方式使頂壁66接合于殼體本體63,殼體本體63可包括與其一起形成的一突出片體96,突出片體96接合頂壁66的一相應(yīng)的凹槽97(圖5a和圖13a)。螺釘99或其它緊固件可用于接合形成于殼體本體63支撐的帶螺孔凸臺100內(nèi)的螺紋孔而將頂壁66固定在殼體本體63上。在這種方式下,殼體本體63以顯著減少emi泄露的方式被密封。
因?yàn)閮?nèi)部的連接器70直接連接于線纜60,所以本發(fā)明的殼體80無需通過直接端接而安裝于母板62,但可通過延伸穿過電路板62的開口122并進(jìn)入帶螺孔凸臺100內(nèi)的緊固件120而安裝。殼體80的底部的密封以及消除一直角連接器不僅消除需要將殼體80安裝在母板62上而且便于以豎向和水平方向布置疊置殼體/端口80。圖15和圖16示出僅兩個不同的疊置的形式。圖15和圖15a示出一對殼體80,其中它們的入口67均水平方向定向且以一豎向疊置。兩個殼體80示出為通過底部的螺釘120以一向上方式穿過電路板62上的開口122以接合帶螺孔凸臺100而支撐于在一電路板62上。一組居間螺釘124設(shè)置成接合下方的殼體的帶螺孔凸臺100,且這些螺釘124具有帶螺紋的公端和帶螺紋的母端126。母端126接合延伸進(jìn)入上方的殼體的帶螺孔凸臺100的頂部的螺釘99、128。由此,本發(fā)明的多個殼體80可以這樣一種樣式疊置,而無需形成在電路板62上的且端接于內(nèi)部的連接器70的復(fù)雜的高速連接跡線。常規(guī)的疊置要求一雙連接器以直角端接于電路板,這將具有上面所述的信號完整性的問題。
圖16至圖16a示出可布置本發(fā)明的多個殼體80的另一方式。這種布置包括沿主設(shè)備50的前部豎立的但高出于(raisedoff)電路板62上的一水平對齊排的三個殼體。圖16a示出一安裝巢體130,安裝巢體130具有形成一凹部的一基部132以及兩個延伸側(cè)壁133,凹部收容一殼體80。安裝巢體130具有兩個連接凸緣134,兩個連接凸緣134能利用如圖所示的緊固件延伸穿過基部132上的開口135而安裝于一面板136。緊固件可用于將殼體80連接于巢體130,且緊固件延伸穿過基部的開口135并進(jìn)入到帶螺孔凸臺100內(nèi)。殼體80的頂壁66可利用上述的公-母端緊固件126安裝于殼體本體63,從而相鄰的殼體80可組裝成一個一體化的結(jié)構(gòu)(arrangement),并利用公緊固件延伸穿過巢體130的基部132進(jìn)入相對的緊固件的母端126或進(jìn)入殼體本體63的帶螺孔凸臺100。多個殼體80也可如圖14至圖15b所示的情況間隔緊密地設(shè)置在一起,因?yàn)闊醾鬟f元件82使得其散熱片如下所述地向殼體本體63的后方延伸。
相應(yīng)地,一自立式連接器端口/殼體設(shè)置成能安裝于一主設(shè)備的一外壁(諸如一面板或邊框)或安裝于一電路板,而無需任何端接跡線定位在模塊殼體下方。這樣的自立式端口不必安裝于一電路板,但可安裝于面板。連接器端口可采用一轉(zhuǎn)接框架、一屏蔽罩體或類似殼體類型的形式。依然還有的是,連接器端口可用作一內(nèi)部的連接套筒,以提供定位在主設(shè)備內(nèi)且將一插頭式連接器收容的一內(nèi)部的連接器端口。連接器端口的線纜在線纜的近端處端接于連接元件的端子的尾部,且線纜能在其遠(yuǎn)端處端接于主設(shè)備的芯片封裝或處理器。諸如這樣的一個一體化的旁路組件能作為一個一體件進(jìn)行安裝和移除或更換,其旁路設(shè)于電路板并消除發(fā)生于fr4材料相關(guān)聯(lián)的損耗問題,由此簡化設(shè)計(jì)并降低電路板的成本。
用于連接于i/o連接器的對接連接器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生熱,且這個熱必須被移除,以保持在運(yùn)行過程中信號的有效的傳輸和接收。高溫不僅能負(fù)面影響模塊的性能,而且能負(fù)面影響使用模塊的設(shè)備的性能,所以將這種運(yùn)行產(chǎn)生的熱移除是重要的。這種移除典型地通過采用散熱器來實(shí)現(xiàn),散熱器包括與模塊的選定的表面(典型為頂表面)接觸的實(shí)心(solid)基部。這些散熱器還具有從基部向上突伸到設(shè)備的內(nèi)部空間中的多個散熱片。所述多個散熱片相互間隔開,從而空氣能以將熱從散熱片散出到周圍的內(nèi)部的大氣中的方式在散熱片上并圍繞散熱片流動。所述多個散熱片安裝在散熱器和模塊的上方并向上延伸一規(guī)定高度,以獲得一所需程度的熱交換。然而,采用這種散熱器不允許設(shè)計(jì)者減少采用模塊的設(shè)備的高度,由此消減了(eliminating)降低這種設(shè)備的整體高度的可能性。
我們已開發(fā)了一種熱傳遞結(jié)構(gòu),其適合用于插入殼體和引導(dǎo)或轉(zhuǎn)接框架中的電子模塊和其它模塊。這樣一種結(jié)構(gòu)也可用于在處理器以及集成電路上的熱傳遞意圖。
就此,如圖17至圖19g所示,一散熱器組件240設(shè)置成包括一熱傳遞部241,熱傳遞部241具有一實(shí)心的基部242,實(shí)心的基部242下垂到模塊殼體/連接器端口222的內(nèi)部空間226中。熱傳遞部的基部242在形狀上與殼體222的開口232互補(bǔ),從而基部242可延伸穿過開口232并進(jìn)入內(nèi)部空間226中,以與插入殼體222的內(nèi)部艙體229的前開口230中的一模塊的頂表面或上表面熱接觸?;?42可還包括一裙部或唇部244,裙部244圍繞基部242的周邊的至少一主要(substantial)部分延伸且優(yōu)選圍繞基部242的整個周邊延伸。這個裙部244收容于一相應(yīng)的凹部246,凹部246形成于殼體222的頂表面233且優(yōu)選圍繞開口232形成。一導(dǎo)電emi環(huán)形的墊片247設(shè)置成裝配在凹部246內(nèi)并環(huán)繞開口232。墊片247具有多個彈性指部248,所述多個彈性指部248提供了熱傳遞部的裙部244與殼體的頂部的凹部246之間的一導(dǎo)電密封,以防止emi穿過開口232泄露。emi墊片247安放在凹部246內(nèi)并圍繞開口232,同時所述多個彈性指部248如圖所示地徑向向外延伸并與裙部244的底表面接觸。殼體222的頂部的開口232視為一接觸用開口,因?yàn)樗试S熱傳遞部241延伸進(jìn)入殼體222的內(nèi)部空間226中并通過一熱接觸表面250與插入內(nèi)部空間226內(nèi)的任意模塊熱傳遞接觸(圖19c)。
熱傳遞部241具有一實(shí)心的基部242,基部242優(yōu)選包括一平坦的熱接觸表面250(在基部242的底部),熱接觸表面250設(shè)置成進(jìn)入框架的接觸用開口并以有效且可靠的熱接觸的方式接觸插入艙體229內(nèi)的一模塊的頂表面。基部242可包括位于其接觸表面250上的一斜引導(dǎo)部,以便于一模塊的插入。散熱器組件240還包括一明顯不同的散熱部252,散熱部252將模塊產(chǎn)生的且通過熱接觸表面250與模塊的一相對的頂表面之間的接觸傳遞至熱傳遞部241的熱散出。如圖18所示,這個散熱部252明顯不同于熱傳遞部241并沿一縱向或水平方向與熱傳遞部241間隔開。
散熱部252包括一基部254,基部254以一懸臂式的樣式從熱傳遞部241沿一類似(similar)的縱向軸線延伸出。多個豎向散熱片256設(shè)置在基部254上并從散熱部的基部254豎向向下延伸。如圖所示,所述多個散熱片256沿縱向(水平方向)相互間隔開,以在所述多個散熱片256之間限定多個制冷通道258,所述多個制冷通道258縱向間隔遠(yuǎn)離熱傳遞部241并相對模塊進(jìn)一步縱向延伸。為了保持熱傳遞部241接觸一相應(yīng)的模塊且還抵抗(resist)因散熱部252的重量和/或長度可能發(fā)生的任何力矩(moment),示出多個保持件260。這些保持件260通過緊固件(諸如鉚釘262)的手段安裝于框架的頂表面233,緊固件可作為殼體222的一部分形成、本質(zhì)上為豎向柱體263,豎向柱體263收容于設(shè)置在保持件的基部265上的相應(yīng)的開口264中。這些柱體263的自由端可為“死頭(dead-headed)”或“蘑菇狀(mushroomed)”,以形成保持件260與裙部244之間的連接??吹降氖牵3旨?60具有與其相關(guān)聯(lián)的成對的懸臂式的彈性臂267,彈性臂267從基部265縱向延伸,如圖所示。彈性臂267為柔性且以具有一預(yù)先形成的向下的施壓力(bias)的帶彈力的彈性臂267形成。彈性臂267終止于自由端268且自由端268以一向下的角度延伸至接觸熱傳遞元件的裙部244。四個這種接觸點(diǎn)提供給散熱器組件240,如圖所示,且這四個接觸點(diǎn)當(dāng)通過虛線連接時將限定一四邊形圖。然而,彈性臂267的這些接觸點(diǎn)可在所示出的位置上根據(jù)散熱器元件240的裙部244上可獲得的空間范圍變化。
彈性臂267的彈性允許設(shè)計(jì)者通過構(gòu)造彈性臂267的長度、彈性臂267下垂到凹部246內(nèi)的深度以及將彈性臂267結(jié)合于保持件260的根部(stub)269的高度而獲得一所需的接觸壓力。保持件260緊固連接于裙板244消除在殼體222的側(cè)面形成并采用連接件(attachments),連接件將占用空間并影響殼體222之間的間隔。鉚釘262也具有一低高度,從而框架226不在任何方向(包括豎向方向)上過度地加大。彈性臂267在長度上相對短且由此在靠近其四個拐角處接觸熱傳遞部241,以將一可靠的接觸壓力施加在熱傳遞部241上,以保持熱傳遞部241與任何模塊的良好的熱傳遞接觸。
獨(dú)特地,所述多個散熱片256不與(remove)散熱器組件240的熱傳遞部241緊密(immediate)接觸。而是,所述多個散熱片256定位在散熱部252且從散熱部252向下延伸。所述多個散熱片256縱向間隔遠(yuǎn)離熱傳遞部241及其基部242。所述多個散熱片256還布置在一系列平面上,所述一系列平面示出為豎向平面f,豎向平面f與水平面h1(熱傳遞部的裙部沿水平面h1延伸)和水平面h2(熱接觸表面250沿水平面h2延伸)二者相交。如圖19c所示,不僅豎向平面f相交兩個平面h1、h2,而且所述多個散熱片256自身針對高度延伸以相交這兩個平面。此外,相鄰的散熱片256由空氣可循環(huán)穿過的居間的制冷通道或空氣通路隔開。所述多個散熱片256和所述多個制冷通道258垂直于散熱器組件240的一縱向軸線延伸。在這種方式下,所述多個散熱片256可占據(jù)殼體222的后方的且位于導(dǎo)線272上方的空間r,導(dǎo)線272與支撐于殼體222內(nèi)的插座連接器271端接。以這種方式定位所述多個散熱片256允許采用這種殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)備的整體高度減少大約通常將從殼體向上突出的散熱片的高度。希望的是使所述多個散熱片256在這個姿態(tài)(orientation)上不觸碰導(dǎo)線272。就此,散熱片256的高度優(yōu)選小于如圖所示的殼體222的高度。
熱傳遞部241和散熱部252示出為作為一個件而一體形成,以促進(jìn)從熱傳遞部241到散熱部252的熱傳遞。然而,可構(gòu)思的是,如果需要,兩個部241、252可獨(dú)立地形成并隨后結(jié)合在一起。為了進(jìn)一步提高從熱傳遞部241的熱的傳遞,一熱傳遞元件274設(shè)置成沿?zé)醾鬟f部241和散熱部252并接觸熱傳遞部241和散熱部252縱向延伸。這樣的傳遞元件274在圖中示出為一熱管275,熱管275具有一長方形的或橢圓形的橫截面形狀,該形狀包括限定這種形狀的長軸和短軸(圖19d)。長方形形狀的熱管275增加了熱管275與散熱器組件240的這兩個部241、252之間的接觸面積的量??刹捎闷渌菆A形結(jié)構(gòu)(諸如一矩形內(nèi)腔)或者均一(even)的圓筒形(cylindrical)。熱管275收容于一公共的溝槽278,溝槽278也沿散熱器組件240縱向延伸且跟隨這兩個部241、252的輪廓延伸。相應(yīng)地,熱管275具有一偏移的形狀,該形狀具有在散熱器組件240的不同的高度或水平處延伸的兩個明顯不同的部分279、280。
熱管275為具有由側(cè)壁283限定的內(nèi)腔282的一中空元件,內(nèi)腔282在其端部密封且在熱管275的內(nèi)腔282內(nèi)包含一兩相(例如可蒸發(fā)的)流體??纱嬖谟趦?nèi)腔282的實(shí)施例內(nèi)的兩相流體的例子包括凈化水、氟里昂等。熱管275及其壁283能由鋁、銅或其它導(dǎo)熱材料構(gòu)成。內(nèi)腔282優(yōu)選包括:一蒸發(fā)區(qū)279,位于相鄰熱傳遞部241;以及一冷凝區(qū)280,位于相鄰散熱部252。熱從熱傳遞部241傳遞穿過熱管275的底壁和側(cè)壁283進(jìn)入內(nèi)腔282,在內(nèi)腔282中能使得存在于蒸發(fā)區(qū)279的兩相流體蒸發(fā)。由此蒸汽能隨后在冷凝區(qū)280內(nèi)冷凝成液體。在所示出的實(shí)施例中,蒸汽隨著其冷凝而放熱,且該熱通過熱管275的壁283傳遞出內(nèi)腔282而進(jìn)入散熱部252的基部254及其相關(guān)聯(lián)的散熱片256。內(nèi)腔282可包括一吸液芯(wick)284,以便于冷凝的液體沿吸液芯284行進(jìn)返回至蒸發(fā)區(qū)280(圖19d)。吸液芯284可采用內(nèi)腔282的內(nèi)部的表面上的溝槽狀通道或一定程度(anextentof)的絲網(wǎng)等。
如所示出的,散熱器組件240的熱傳遞部241和散熱部252縱向延伸但在不同的高度水平(level)地延伸,其中散熱部252相對熱傳遞部241高出。在高度水平上的這種差異在某種程度上便于液體的蒸汽從熱傳遞部241向上移動到散熱部252,但是它的主要目的是在殼體222的高度水平范圍內(nèi)收容散熱部252,而不必?zé)o需修改殼體222以將散熱部252收容。如果希望在與熱傳遞部241相同的高度水平下使散熱部252延伸,則靠近它們的后壁224和頂表面233的一部分將需要修改。一溝槽或凹部可形成在這兩個壁224、233,以收容散熱器組件240的處于熱傳遞部241與散熱部252之間的區(qū)域。此外,盡管多數(shù)是一個熱管275進(jìn)行了說明,但是理解的是,多個熱管(諸如一對熱管290,如圖19e虛線所示)可路由設(shè)置在散熱器組件的溝槽278內(nèi)。在這種情況下,所述一對熱管290可密封在一介質(zhì)內(nèi),該介質(zhì)便于熱傳遞,以補(bǔ)償一對熱管與一如所示出的單個長方形的形狀的熱管之間在直接接觸上損失的量。導(dǎo)熱膏或其它化合物可設(shè)置于熱管,以提高熱傳遞。
這個散熱器組件熱接合模塊殼體且獨(dú)特地將熱傳遞至模塊殼體的后方的區(qū)域。采用這種結(jié)構(gòu)及其向下垂的散熱片,采用這種散熱器組件的設(shè)備可具有一減少的高度,以允許另外的設(shè)備存在于箱柜(closets)和箱體(stacks)內(nèi)。所述多個散熱片定位成所有散熱片之間的空間用于制冷,因?yàn)樗鼈冎袥]有任何一個具有光導(dǎo)管或延伸穿過它們的任何其它元件。散熱器的散熱部水平延伸但間隔在設(shè)備的母板的上方,從而設(shè)計(jì)者可采用這個開放的空間以用于另外的功能構(gòu)件,而不增加主設(shè)備的橫向尺寸和深度。具有與連接器端口一體化的散熱器組件240的連接器端口的方式的例子能布置并安裝用于圖15至圖16a所示的一主設(shè)備。
圖20至圖20c示出本發(fā)明的一連接器端口320,連接器端口320具有一殼體322以及一指示用光組件342。殼體322具有一中空內(nèi)部空間326,中空內(nèi)部空間326由多個相互連接的壁(諸如側(cè)壁323a、323b、后壁324、頂壁327以及底壁328)形成。殼體322具有一前端325,前端325包括連通中空內(nèi)部326的一入口328。底壁328優(yōu)選由片材金屬形成且可具有接合翼329,接合翼329形成為與形成在殼體322的側(cè)壁323a、323b上的接合凸耳329a接觸。底壁328密封殼體的底部。
殼體322獨(dú)立地收容一內(nèi)部的插座連接器330,插座連接器330具有一連接器殼體331,連接器殼體331包括一卡收容槽330a,多個導(dǎo)電的端子331a設(shè)置于收容槽330a(圖20b)。槽330a收容一相應(yīng)的插頭連接器的一對接的刀片型卡(bladecard)或刀片卡(edgecard)。連接器端口320用于以其入口326沿一面板或邊框374受支撐的方式安裝在一電子設(shè)備(諸如一交換機(jī)、服務(wù)器、路由器等)中。內(nèi)部的連接器330的端子331a通過包圍在延伸穿過殼體322的后壁324的導(dǎo)線332中的導(dǎo)體連接于主設(shè)備的各種電路和構(gòu)件。殼體322的前端325可包括夾設(shè)在殼體與面板374之間的一emi墊片。其它的emi墊片可支撐于入口328內(nèi)。
一細(xì)長的熱傳遞元件336示出為沿殼體322的縱向延伸。如上所述,熱傳遞元件336具有一基部338以及一懸臂式的后端339,后端339延伸超過殼體322的后壁324且包含沿模塊殼體322的橫向且向下延伸的多個散熱片340?;?38具有一平坦的底表面,該底表面將與一插入的模塊的一相對的表面接觸,以實(shí)現(xiàn)將熱從模塊傳遞至基部并通過所述多個散熱片340散出到空氣中。
多個殼體322及其相應(yīng)的內(nèi)部的連接器330被對接,以用于高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。各個殼體典型地當(dāng)安裝于一面板時限定用于一可插拔模塊的用作(serves)一個或多個數(shù)據(jù)傳輸線或通道的一連接器端口。為了指示這些通道的運(yùn)行狀態(tài),采用從前面板可視的指示光。如果一端口(及其相關(guān)聯(lián)的通道)被連接、活躍中(active)、斷開(down)等,則光能通過顏色或照度(illumination)進(jìn)行指示。這些指示光便于安裝數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備并允許一安裝人員來確認(rèn)端口和通道的正確運(yùn)行。
現(xiàn)有技術(shù)的指示系統(tǒng),諸如背景技術(shù)部分提及的美國專利us5876239已采用塑料管作為光傳輸管道。這通常涉及將一發(fā)光元件(諸如一發(fā)光二極管(led))安裝在設(shè)備的電路板上并使led與塑料管的一個端部接觸。該管的另一端部延伸至面板并伸入面板的一孔中。采用這樣的結(jié)構(gòu)的問題是光導(dǎo)管經(jīng)常必須采用一非線性路徑。轉(zhuǎn)向、彎曲以及偏移減少了所傳輸?shù)墓獾牧浚⑶耶?dāng)用于不同的通路的管定位成相互靠近時,一個管內(nèi)的顏色光可能影響相鄰管內(nèi)的光的顏色,由此形成視覺干擾并可能影響設(shè)備端口的正確運(yùn)行狀態(tài)的指示。
圖21示出根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的一指示用光組件342。在該組件342中,多個led344盡可能緊密地排列于與各連接器端口相關(guān)聯(lián)的指示用開口343中,而不采用任何塑料傳輸材料。這通過將一陣列的led344安裝在一基板346上來完成?;?46可為以在殼體322上方橫向延伸的一平板形式(horizontalbar)成形的一電路板,如圖20和圖20c所示。led344可包括安裝于基板上的基部345。當(dāng)一電路板用作基板346時,led344可利用基板的一端接區(qū)域處的端點(diǎn)端接于電路。在圖20a和圖20c中,示出一連接器347,連接器347優(yōu)選線對板式。為了將多個led344連接于它們相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行電路,典型地在設(shè)備的電路板上設(shè)置多條導(dǎo)線348且導(dǎo)線348的遠(yuǎn)端351端接于一第二連接器353,第二連接器353能對接安裝于設(shè)備的電路板上的一相應(yīng)的相對的連接器。
多個led344及它們的支撐的基板346限定靠近入口328和面板可安裝于模塊殼體的頂壁327的一光條,從而多個led344分別收容于面板374的多個指示用開口343內(nèi)(圖23)。導(dǎo)線348在其本質(zhì)上是非常柔性的,且由此設(shè)計(jì)者具有許多減少安裝組件320的空間的可能的方案。取消了對在模塊殼體后方或沿模塊殼體旁側(cè)從電路板延伸至前端325的塑料管的需要。此外,沒有由于導(dǎo)線348的彎曲和轉(zhuǎn)向?qū)е碌膫鬏敁p耗,因?yàn)閷?dǎo)線348僅將低功率信號傳輸至led344。實(shí)際上,指示光344產(chǎn)生的在面板374處且實(shí)際上消除了昏暗的光或減弱(muted)的光(通過光干擾)的可能性,這實(shí)現(xiàn)正確的運(yùn)行狀態(tài)指示。將光指示器定位在面板374或邊框附近釋放了電路板321上的殼體322后方和沿殼體322旁側(cè)的空間且便于降低設(shè)備的設(shè)計(jì)成本。
一支撐的托架349示出為用于支撐多個led344以及它們的基板346,且托架349具有一整體l形狀,l形狀具有一平坦的基部350和與基部350成一角度(在圖20a和圖20d中示出為向上)延伸的一個或多個凸緣352?;?50可具有接合柱體357的孔356,接合柱體357作為殼體的頂壁327的一部分形成且可為死頭以將托架349安裝于殼體322。凸緣352可包括用于將基板346安裝于托架349的鉚釘。由于其接近熱傳遞元件336,所以托架349可包括彈性形成的具有一預(yù)加載的彈性臂360形式的保持件,用于將一保持壓力施加在熱傳遞元件336上,以將熱傳遞元件336保持就位在模塊殼體322上并接觸插入的模塊。
托架的基部350可包括直立的片體362(圖20a),懸臂式的接觸臂364結(jié)合片體362并與片體362成一銳角從片體362向下延伸。接觸臂364終止于自由端366,自由端366以預(yù)先形成的向下偏置而形成,以優(yōu)選至少部分延伸到進(jìn)入開口334中,進(jìn)入開口334連通殼體322的將內(nèi)部的連接器330定位于內(nèi)的中空內(nèi)部。當(dāng)熱傳遞元件336接合殼體322時,熱傳遞元件336的基部338部分突出穿過進(jìn)入開口并接觸一插入的模塊。在這種情況下,基部338的頂表面由接觸臂的自由端366接觸,接觸臂的自由端366施加一向下的保持力在基部338的頂表面上。
采用如圖所示和上述的光條和柔性連接導(dǎo)線便于在電子設(shè)備上的設(shè)計(jì)。例如,如圖22所示,兩個或多個殼體322可均水平方向定向但在頂部相互豎向疊置在一起。因?yàn)闆]有與下方的殼體相關(guān)聯(lián)的光導(dǎo)管支撐結(jié)構(gòu),所以容易將兩個殼體322疊置在一起。這能通過緊固件(諸如螺釘370、371)收容于相應(yīng)的作為一部分殼體322形成的凸臺368來進(jìn)行。一組螺釘370可接合另一組螺釘371。圖23示出將殼體322疊置在一起的另一方式,其便于采用本發(fā)明的指示用光組件342。在圖中,多個模塊殼體322均豎向定向且水平方向疊置在一起。就此,安裝巢體376設(shè)置成具有一大體u形狀,u形狀具有旁側(cè)為兩個側(cè)壁380的一基部378。安裝巢體376的與緊固件用凸臺368對齊的開口381允許螺釘382用于保持圖23所示的三個模塊殼體322。led344的遠(yuǎn)端的連接器353可接合容易定位在電路板321上的其它連接器。
圖24至圖24a示出采用指示用光組件342,其中一殼體具有一熱傳遞元件384,熱傳遞元件384具有由居間的空氣流動的空間386分隔開的多個縱向的散熱片385。在該實(shí)施例中,與前述實(shí)施例一樣,多個led344和基板346可安裝于或形成有支撐托架349,以形成一個一體的單件組件。柔性連接導(dǎo)線348能沿所述多個散熱片385的旁側(cè)路由設(shè)置并通過支撐件(諸如導(dǎo)線梳齒388)保持就位。在這種方式下,散熱片385之間的所有空間386用于制冷,因?yàn)闆]有任何空間386收容光導(dǎo)管或光導(dǎo)管的支撐件。
在此提供的說明書借助其優(yōu)選且示例性的實(shí)施例說明了各個特征。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本說明書,將可在隨附權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)做出許多其它的實(shí)施例、修改和變形。