CN103094764B - 连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接器，包括：一罩体，所述罩体限定一端口；一壳体，所述壳体位于所述端口中，并包括一卡槽；一传热板，所述传热板具有一主壁和一侧壁；一弹性指状部载板，所述弹性指状部载板被安装在所述侧壁上并且支撑多个弹性指状部，所述弹性指状部被设置为接合被插入到所述端口中的一模块。本发明的插座连接器限定一端口。该端口设有弹性指状部，弹性指状部被设置为接合一对接模块。弹性指状部热偶接到传热板，该传热板能够被设置为提供限定端口的罩体的一部分。鳍片能够被安装在传热板上。在工作时，模块的热能从模块传递到弹性指状部，然后热能依次从弹性指状部传递到传热板，之后传递到鳍片（如果有的话）。

Description

连接器

相关申请的交叉引用

本申请主张2011年11月8日提交的美国临时申请第61/556,890号以及2012年5月1日提交的美国临时申请第61/640,786号的优先权，这两者通过援引全文而并入到本文中。

技术领域

本发明涉及电连接器领域，更具体地涉及输入/输出（I/O）连接器领域。

背景技术

典型的I/O连接器系统包括一电缆组件和一安装在电路板上的连接器。电缆组件通常包括在一电缆的相对端上的一对插头连接器，其被设置为在一期望的距离上传输信号。安装在电路板上的连接器典型地是位于一面板中的一插座，该插座被设置为收容插头连接器并与插头连接器对接。

随着数据传输率的增大，一个难以克服的问题是用于在插头连接器之间的用于传输信号的介质的物理限制。例如，无源电缆对于较短距离而言具有成本效益，但是随着信号频率的提升倾向于受到距离的限制。有源铜电缆和光纤电缆非常适合在较长距离上传输信号，但是需要能源，因此如果连接器系统未被适当地设计则易于产生散热的问题。一个解决方案是在插座上使用一跨接散热器（riding heat sink），虽然现有解决方案有些效果，但是在提供足够的散热处理能力上仍存在困难。因此，进一步改进其热管理将会得到某些人的欣赏。

发明内容

有鉴于现有技术的上述问题，本发明提供一种能够改进热管理的连接器。

为此，本发明提供一种连接器，包括：一罩体，所述罩体限定一端口；一壳体，所述壳体位于所述端口中，并包括一卡槽；一传热板，所述传热板具有一主壁和一侧壁；一弹性指状部载板，所述弹性指状部载板被安装在所述侧壁上并且支撑多个弹性指状部，所述弹性指状部被设置为接合被插入到所述端口中的一模块。

优选地，所述主壁支撑多个鳍片。

优选地，所述端口是一第一端口，所述罩体还限定一第二端口，所述第一端口和第二端口竖直叠置，其中所述主壁沿所述每一个第一端口和每一个第二端口的一第一侧竖直延伸，并且所述侧壁是沿所述第一端口的一第二侧延伸的一第一侧壁，所述传热板还包括沿所述第二端口的一第三侧延伸的一第二侧壁。

优选地，所述弹性指状部载板是一第一弹性指状部载板，并且在所述第二侧壁上设置一第二弹性指状部载板。

优选地，所述第一侧壁和第二侧壁分别位于各自的端口的两相对侧。

优选地，所述侧壁是一第一侧壁，所述弹性指状部载板是一第一弹性指状部载板，所述传热板还包括一第二侧壁，所述第二侧壁支撑一第二弹性指状部载板。

优选地，所述第一弹性指状部载板和第二弹性指状部载板均支撑有多个弹性指状部，所述第一弹性指状部载板的弹性指状部与所述第二弹性指状部载板的弹性指状部被设置为当一模块被插入到所述端口中时分别沿相反的方向偏转。

优选地，所述多个弹性指状部形成为多个列。

优选地，每一个弹性指状部均包括一尾部，并且所述侧壁包括被设置为用于收容所述尾部的多个位移区域。

优选地，所述位移区域是实质上穿透所述侧壁的多个通道。

优选地，所述位移区域是不延伸通过所述侧壁的多个凹槽。

优选地，所述弹性指状部载板被焊接到所述侧壁。

优选地，所述弹性指状部载板通过一导热粘合剂被粘接到所述侧壁。

优选地，所述侧壁是一第一侧壁，并且所述传热板包括一第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁以及所述主壁形成一U形结构。

插座连接器包括设置为用以收容一对接模块的一端口。该端口设有多个被设置为接合该对接模块的弹性指状部。弹性指状部与一传热板热连通，该传热板被设置为用以提供限定该端口的壁的一部分。鳍片能够被安装在传热板上。在运行时，模块的热能从模块传递到弹性指状部，并且其热能依次从弹性指状部传递到传热板，然后到鳍片（如果包括的话）。连接器系统能够被设置为使得空气从前向后流动，因此所描绘的连接器系统适于用在例如通常将空气从托架的一侧（例如，前侧或后侧）引导到托架的另一侧的托架系统的结构中。

通过使用本发明，能够改进现有技术中连接器的散热问题，而且具有较佳的散热效果。

附图说明

本发明经由示例示出但不限于附图，附图中相同的附图标记指代相同元件，其中：

图1示出了一连接器组件的一实施例的一立体图。

图2示出了图1中描绘的连接器组件的一立体分解图。

图3示出了一叠置的插座连接器的一实施例的一立体图。

图4示出了图3中描绘的叠置的插座连接器的一局部立体分解图。

图5示出了图3中描绘的叠置的插座连接器的另一局部立体分解图。

图6示出了沿图1中的线6-6截取的一部分插座连接器系统的一实施例的一立体截面图。

图7示出了一插座连接器的一端口的一实施例的一截面的局部侧视图。

图8示出了沿图1中的线8-8截取的一部分插座连接器系统的一立体截面图。

图9示出了一热管理系统的一实施例的一立体分解图。

图10示出了从一模块传热的一流程图。

具体实施方式

以下的详细说明描述了多个示意性实施例，且并非旨在限制于这些明白地公开的组合。因此，除非另外说明，本文中公开的特征可组合在一起，以构成出于简明的目的而未另外示出的其它组合。

如能够从图中理解的，一插座连接器10通常被安装在一挡板20（描绘了部分挡板20）的后面。如果挡板被认为位于插座的一前面并且其相对端被认为是一后面，则一系统构造可允许空气从前向后流动。如果该系统构造被设置为允许空气从前向后流动，那么挡板20可以包括进气口25，进气口25能够由挡板上的一个或多个期望形状的孔形成。如能够理解的，孔的大小以及这些孔的排布主要由冷却该系统所需要的期望的气流所决定，因此本领域技术人员将能够基于系统要求来确定期望的进气口25的构造。

一连接器系统1包括位于一电路板5上的一连接器10，并包括位于挡板20的多个开口22中的多个端口30，端口30被设置为用于收容对接的插头连接器。如所描绘的，该设计允许空气穿过挡板20。一EMI密封件26和一垫片28有助于将连接器10密封于挡板20。

如所描绘的，一屏蔽组件50包括将一第一、第二插座90结合在一起的顶盖51。如所描绘的，可选择的顶盖51包括一孔40，该孔40能够用来引导气流离开电路板5，同时还要使两个相邻的插座连接器结合在一起。因为顶盖51在两个罩体组件100之间延伸，所以顶盖还倾向形成能够被设置为从前向后引导空气的一后通路42。

如所描绘的，每个插座90均包括罩体组件100，该罩体组件100包括一主体部100b和一后部100a，并且还包括安装到该主体部100b的壁105的两传热板125、125’。一中央导接件110位于传热板125、125’之间，并且包括能够支撑传热板125的一表面111。如能够理解的，该表面能够是阶梯状的，进而为传热板125提供充足的空间。当然，应注意，所描述的插座90提供有叠置的两端口30。具有单个端口的插座连接器的一较低的外形形式也是合适的，并且能够省略可选择的中央导接件110，而且具有单个传热板125。还应注意的是，虽然所描绘的系统包括可以考虑设置在端口30的顶侧和底侧的两弹性指状部载板151、152，但是也可以考虑其它构造。对于具有较低散热问题的构造，例如，可使用单个弹性指状部载板。弹性指状部载板和传热板也可被设置为当一传热区域位于模块的上方或下方（而不是如图所示的侧面）时接合一模块的一侧或两侧（而不是一模块的顶部和底部）。

每个罩体组件100包围一插座200，该插座200包括支撑两鼻部215、215’的一壳体210。每个鼻部215、215’分别支撑一槽220、220’，该槽设置为用于收容来自对接模块的一插卡。一前罩体壁230包括有助于限定围绕壳体210的一导电壁的多个尾部232。如所描绘的，多个光导管245可定位并设置为在两鼻部215、215’之间向前延伸。

如果期望的话，传热板能够竖直地延伸超过单个端口。例如，图9中描绘的传热板125可被设置为使得一主壁（main wall）C竖直地延伸两个端口的高度，每个侧壁A、B均接合插入到对应端口中的一插头的一单侧（侧壁B接合顶侧，侧壁A接合底侧）。还应注意，如果期望的话，传热板不需要是一件，而可以由多件所构成。如能够理解的，这就允许传热板具有沿两个叠置端口竖直延伸的一主壁，同时还提供用于接合被插入的一插头连接器的两个表面的多个侧壁。如能够进一步理解的，主壁C将沿着一个（或多个）端口的一第一侧30a，侧壁A将沿着端口的一侧面30b，并且侧壁B将沿着端口的一侧面30c。应注意的是，侧面30b、30c能够是相同端口的两相对侧面，或者是两个不同端口的两个不同侧面。还应进一步注意的是，尽管所描绘的传热板被绘制为具有一U形的设计，但是可以去除其一侧，以提供更像一L形的形状。还可以将弹性指状部直接设置在主壁上，但这种构造趋向于减少能够被移除的热能的数量。

另外，如果期望更复杂的一传热板，则传热板可具有由一蒸汽腔（vaporchamber）或者具有比一铜板的热阻更低的一些其它系统来构成主壁。然而，对于大多数的应用而言，由铜板构成的传热板将足够了。另外还应注意的是，鳍片300无需设置在连接器之间的侧面上（如图所示）。这种系统提供了某些益处，但是如果该系统被设计为得益于连接器上方的气流，那么可能更期望的是，传热板将热能向上引导到连接器的上方，并且鳍片300（或者其它的期望的热能传递系统，例如可以采用液体冷却等）被定位在连接器10的上方。

如能够理解的，所描绘的构造有益地具有容许叠置构造的能力，并且还利用矩形模块（例如SFP型模块）在顶面和底面上所具有的增大的表面积来最小化热阻的优点。另外，在两相对侧上提供弹性指状部载板有助于提供一个机械平衡系统，因为两相对的弹性指状部易于使模块对中。应当注意的是，每个弹性指状部161所提供的接触力能够根据期望的热阻（增大接触力将易于改善导热）和期望的模块插入力（增大接触力将易于增大需要的插入力）而变化。因此，能够按需要调整外形和接触力，以满足系统要求，其中该接触力可以是在但不限于每个弹性指状部约100到400克力的范围。

如所描绘的，传热板125包括多个通道130。所描绘的通道130延伸通过传热板125，并且当弹性指状部161、161’的触点162、162’接合到插入的模块上时，通道130为弹性指状部161、161’的尾部163、163’提供位移区域。因此，当对接模块沿一第一方向166插入时，弹性指状部161、161’分别沿一第二方向164和一第三方向165平移，并且第二方向164和第三方向165彼此相反。如能够理解的是在可选实施例中，通道提供的功能也可由传热板125中未延伸通过传热板的多个凹陷或多个凹槽来提供。因此，传热板125中的位移区域可以是不延伸穿过传热板的凹陷或通道。

每个弹性指状部载板151、152、153、154包括多个弹性指状部161，每个弹性指状部均包括接触表面162、162’和尾部163、163’。如所描绘的，弹性指状部161排成多个列160，每列包括多个弹性指状部161。应注意，所描绘的多个列的样式使其笔直向前，以使传热板125中的通道130与尾部163、163’对齐，从而当模块被插入到端口30中时，尾部163、163’能够移位到通道130中。然而，多个列的使用可以是不需要的，也可以按照期望设置为其它样式。

弹性指状部161被设置为接合一个被插入的模块，以便给被插入的模块提供多个热触点。与趋向于使用单个板来接合模块的现有设计相比，这种设计的有益之处在于，多个弹性指状部161能够单独地接合模块的表面，因此更适合于应对模块的表面平整度的变化。尽管总的表面积（与通常和跨接散热器设计一起使用的大板相比）已经减小，但是已经确定使用多个弹性指状部实际上非常有效，并且实际上能够有些出人意料地在模块与弹性指状部载板之间提供比通常在模块与具有一平面的一浮动散热器之间提供的热阻更低的热阻。

热阻能够通过增大与每个弹性指状部相关联的弹簧力以及通过改变弹性指状部的数量来加以管理。总的来说，对弹簧力和弹性指状部数量的限制将基于可接受的最大插入力和需要从待插入的模块移除的热能。

弹性指状部载板能够被安装在传热板125上，以便最小化两个结构之间的热阻。例如，在一实施例中，弹性指状部载板能够用一回流焊工艺被焊接到传热板。在一实施例中，回流焊工艺能够结合鳍片300到传热板的安装来进行，以便提供一高效率的制造工艺。当然，也可使用其它的安装方法（例如使用一导热粘合剂或诸如此类）。虽然焊接连接方法能够提供非常低的热阻，但是使用导热粘合剂（当保持得薄时）也是适合的，因为其总表面积足以在两个对接结构之间提供低热阻。应注意，在一实施例中，传热板与弹性指状部载板可以组合成一单体结构，然而这种结构对大规模生产更具有挑战性，因此认为两件式结构提供了更低的总成本。

鳍片300被设置为提供一增大的表面积，以便改进从插座向流经插座的空气的热传递。如所描绘的，鳍片300被设置为给从前向后流动的空气提供良好的传热（或反之亦然）。然而，鳍片300的形状能够变化，以便适合期望的气流方向，因此所描绘的形状仅为示意性的。应当注意的是，鳍片是可选的，也可以使用传热板的表面来代替鳍片。另外，为液体冷却而设置的系统可提供搁置在传热板上并设置为使热量传导离开传热板的一导管。另外，如果期望使用鳍片，则鳍片可形成为传热板的一部分。然而，如能够理解的，与传热板分开来形成鳍片的一个优点是，鳍片能被设计为用于特殊的气流构造并位于期望的方位（例如，在连接器的侧面上、在连接器的上方等），因此为连接器的设计提供了相当多的灵活性。

如能够从图8理解的，鳍片300可在两个叠置的连接器200之间占据相当大的空间。因此，如在此讨论的可以改变鳍片300的大小和位置以允许减小端口30之间的间隔。

因此，一般来说，模块的热能被传递到弹性指状部（并因此被传递到弹性指状部载板）。如果弹性指状部载板被焊接到传热板，则弹性指状部载板与传热板之间的热阻能够是最小的。类似地，如果可选的鳍片被焊接到传热板，则热阻能够最小化。因此，参照图10中所示的热能路径，可以使模块与鳍片之间的温差小于15℃，而在某些实施例中约为10℃。一般来说，最大的温度下降（除了鳍片与流经鳍片的任何外部空气之间的温度下降之外）将存在模块与弹性指状部载板之间，而在一实施例中，模块与弹性指状部之间的温差能够基本上大于其它部件之间的温差。

尽管预期有多种多样的实施例，但是应注意的是，所描绘的模块与鳍片之间的热通路设置使得通道能够与预期的热通路对齐，并因此仅对热阻有最小影响。

如能够从图10中理解的，在步骤400中，当一模块插入连接器时，由模块产生热能。接下来，在步骤410中，热能通过弹性指状部被引导离开该模块。然后在步骤420中，热能被传递到传热板。最后，在步骤430中，热能被传递到一系统以引导热能离开该系统（步骤430，例如但没有限制能够由鳍片300执行）。然而，应当注意的是在某些系统中能够省略鳍片（或任何特殊的传热系统），因为引导热能离开模块的改进性能已经足以冷却该系统。然而在许多应用中，模块增加的功率输出可使得具有某些传热系统是较为理想的。

本文提供的公开内容描述了优选实施例和示意性实施例的多个特征。本领域技术人员将意识到在权利要求书和公开内容的范围和精神内还有许多其它的实施例、更改和变型。

Claims (14)

1.一种连接器，包括：

一罩体，所述罩体限定一端口；

一壳体，所述壳体位于所述端口中，并包括一卡槽；

一传热板，所述传热板具有一主壁和一侧壁，所述主壁沿所述端口的第一侧延伸，所述侧壁与所述主壁一起构成L形结构，所述侧壁沿所述端口的顶侧和底侧之一延伸；

一弹性指状部载板，所述弹性指状部载板被安装在所述侧壁上并且支撑多个弹性指状部，所述弹性指状部被设置为接合被插入到所述端口中的一模块。

2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述主壁支撑多个鳍片。

3.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述端口是一第一端口，所述罩体还限定一第二端口，所述第一端口和第二端口竖直叠置，其中所述主壁沿每一个第一端口和每一个第二端口的第一侧竖直延伸，并且所述侧壁是沿所述第一端口的一第二侧延伸的一第一侧壁，所述传热板还包括沿所述第二端口的一第三侧延伸的一第二侧壁。

4.如权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述弹性指状部载板是一第一弹性指状部载板，并且在所述第二侧壁上设置一第二弹性指状部载板。

5.如权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述第一侧壁和第二侧壁分别位于各自的端口的两相对侧。

6.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述侧壁是一第一侧壁，所述弹性指状部载板是一第一弹性指状部载板，所述传热板还包括一第二侧壁，所述第二侧壁支撑一第二弹性指状部载板。

7.如权利要求6所述的连接器，其特征在于，所述第一弹性指状部载板和第二弹性指状部载板均支撑有多个弹性指状部，所述第一弹性指状部载板的弹性指状部与所述第二弹性指状部载板的弹性指状部被设置为当一模块被插入到所述端口中时分别沿相反的方向偏转。

8.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述多个弹性指状部形成为多个列。

9.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，每一个弹性指状部均包括一尾部，并且所述侧壁包括被设置为用于收容所述尾部的多个位移区域。

10.如权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述位移区域是实质上穿透所述侧壁的多个通道。

11.如权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述位移区域是不延伸通过所述侧壁的多个凹槽。

12.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述弹性指状部载板被焊接到所述侧壁。

13.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述弹性指状部载板通过一导热粘合剂被粘接到所述侧壁。

14.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述侧壁是一第一侧壁，并且所述传热板包括一第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁以及所述主壁形成一U形结构。