CN103780516A - 一种立体背板 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种立体背板，用以解决制作背板的印制电路板的层数随连接器数量成线性增长的问题。该立体背板包括：第一组连接器，第二组连接器，第一组印制电路板，和第二组印制电路板。第一组连接器和第二组连接器分别在第一组印制电路板和第二组印制电路板上。第一组印制电路板中的任意一个印制电路板与第二组印制电路板中的任意一个印制电路板连接。第一组连接器中的任意一个连接器与第二组连接器中的任意一个连接器连接。上述方案减少了每块印制电路板上的线路，从而减少了制作背板的印制电路板的层数。

Description

一种立体背板
技术领域
本发明涉及电气元件领域，尤其涉及一种立体背板。
背景技术
路由器和网络交换机等设备一般由位于线卡板(英语：line cardboard)上的线卡芯片(英语：line card circuit)和位于交换网板(英语：switched fabric board，简称为fabric board)上的交换网芯片(英语：switched fabric circuit，简称为fabric circuit)，例如交换网专用集成电路(英语：fabric application-specific integratedcircuit，简称为fabric ASIC)，组成。为了路由器或网络交换机中的线卡芯片和交换网芯片的无阻塞全交叉连接，线卡芯片与交换网芯片间需要全部互连。
通常的路由器和网络交换机，用一块背板实现上述线卡芯片和交换网芯片之间的互连。图1为实现线卡芯片与交换网芯片间全互连的背板的示意图。图1中的背板提供了3个连接到交换网芯片的连接器，即连接器S1、连接器S2和连接器S3，以及3个连接到线卡芯片的连接器，即连接器L1、连接器L2和连接器L3。该背板上的连接到交换网芯片的连接器中的任意一个都与所有的连接到线卡芯片的连接器相连。同样的，该背板上的连接到线卡芯片的连接器中的任意一个都与所有的连接到交换网芯片的连接器相连。该背板通常由印制电路板(英语：printed circuitboard，简称为PCB)制成。由于印制电路板上的线路不能交叉，通常的背板采用多层印制电路板实现线卡芯片与交换网芯片间全互连。
图1中的线卡芯片位于一块线卡板上，交换网芯片位于一块交换网板上，实际应用中也可能位于不同的板上。
随着需要提供的连接到线卡芯片和交换网芯片的连接器数量增大，制作背板的印制电路板的层数以及印制电路板的尺寸成线性增长。通常的印制电路板工艺可能无法满足提供大数量连接器的背板的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种立体背板，用以解决制作背板的印制电路板的层数随连接器数量成线性增长的问题。
本发明的第一方面提供一种立体背板，该立体背板包括：第一组连接器，第二组连接器，第一组印制电路板，和第二组印制电路板；所述第一组连接器包括至少两个连接器；所述第二组连接器包括至少两个连接器；所述第一组印制电路板包括至少两个印制电路板，或者，所述第二组印制电路板包括至少两个印制电路板；所述第一组连接器在所述第一组印制电路板上；所述第二组连接器在所述第二组印制电路板上；所述第一组印制电路板中的任意一个印制电路板与所述第二组印制电路板中的所有印制电路板连接；所述第二组印制电路板中的任意一个印制电路板与所述第一组印制电路板中的所有印制电路板连接；所述第一组连接器中的任意一个连接器，通过所述第一组印制电路板中所述连接器所在的印制电路板与第二组印制电路板中的所有印制电路板的所有连接，与所述第二组连接器中的所有连接器连接；所述第二组连接器中的任意一个连接器，通过所述第二组印制电路板中所述连接器所在的印制电路板与第一组印制电路板中的所有印制电路板的所有连接，与所述第一组连接器中的所有连接器连接。
本发明的第一方面的第一种实现方式中，所述第一组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行；所述第二组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行。
结合上述第一方面的第一种实现方式，本发明的第一方面的第二种实现方式中，所述第一组印制电路板与所述第二组印制电路板垂直。
结合上述第一方面，上述第一方面的第一种实现方式和上述第一方面的第二种实现方式，本发明的第一方面的第三种实现方式中，所述立体背板还包括固定板；所述第一组印制电路板和所述第二组印制电路板固定于所述固定板上；所述第一组印制电路板和所述第二组印制电路板通过所述固定板连接。
结合上述第一方面的第三种实现方式，本发明的第一方面的第四种实现方式中，所述第一组印制电路板和所述第二组印制电路板通过位于所述固定板上的第三组连接器连接；所述第一组连接器中的任意一个连接器通过所述第三组连接器与第二组连接器中的所有连接器连接；所述第二组连接器中的任意一个连接器通过所述第三组连接器与第一组连接器中的所有连接器连接。
结合上述第一方面，以及上述第一方面的第一种实现方式至第四种实现方式，本发明的第一方面的第五种实现方式中，所述第一组连接器位于所述第一组印制电路板的边缘。
结合上述第一方面，以及上述第一方面的第一种实现方式至第五种实现方式，本发明的第一方面的第六种实现方式中，所述第二组连接器位于所述第二组印制电路板的边缘。
上述方案将连接器分布在至少两个印制电路板上，减少了每块印制电路板上的线路，从而减少了制作背板的印制电路板的层数。
附图说明
图1为一种通常的背板的示意图；
图2为本发明实施例中的立体背板示意图；
图3为本发明实施例中的第一组印制电路板上的线路排布示意图；
图4为本发明实施例中的第二组印制电路板上的线路排布示意图；
图5为本发明实施例的一种可能的实现方式中的线路的物理布局；
图6为本发明实施例的另一种可能的实现方式中的立体背板的示意图。
具体实施方式
以下结合图2至图6说明本发明实施例：
图2为本发明实施例中的立体背板示意图。该立体背板包括所述立体背板包括：
第一组连接器，即连接器S1至连接器S6，第二组连接器，即连接器L1至连接器L8，第一组印制电路板，即印制电路板VB1和VB2，和第二组印制电路板，即印制电路板LB1和LB2。
第一组连接器包括至少两个连接器。第一组连接器连接一个或多个交换网板，第一组连接器中的连接器为连接到交换网芯片的连接器。第二组连接器包括至少两个连接器。第二组连接器连接一个或多个线卡板，第二组连接器中的连接器为连接到线卡芯片的连接器。
本发明实施例为了减少一块印制电路板上的线路，以减少制作背板的印制电路板的层数以及该印制电路板的尺寸，将连接器分布在至少两个印制电路板上。因此，第一组印制电路板包括至少两个印制电路板，或者，第二组印制电路板包括至少两个印制电路板。进一步的，第一组印制电路板和第二组印制电路板可以都包括两个或两个以上印制电路板，以进一步减少了制作背板的印制电路板的层数和尺寸。第一组印制电路板和第二组印制电路板可以包括不同数量的印制电路板，例如第一组印制电路板包括2个印制电路板并且第二组印制电路板包括4个印制电路板。
上述第一组连接器在上述第一组印制电路板上。在本发明实施例的一种可能实现中，第一组连接器中的连接器S1至连接器S3在第一组印制电路板中的印制电路板VB1上，第一组连接器中的连接器S4至连接器S6在第一组印制电路板中的印制电路板VB2上。本发明实施例中的第一组连接器可以位于第一组印制电路板的任意部位；在图2中，第一组连接器位于第一组印制电路板的边缘。
上述第二组连接器在上述第二组印制电路板上。在本发明实施例的一种具体实现中，第二组连接器中的连接器L1至连接器L4在第二组印制电路板中的印制电路板LB1上，第二组连接器中的连接器L5至连接器L8在第二组印制电路板中的印制电路板LB2上。本发明实施例中的第二组连接器可以位于第二组印制电路板的任意部位；在图2中，第二组连接器位于第二组印制电路板的边缘。
可选的，在第一组印制电路板包括至少两个印制电路板的情况下，上述第一组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行；在第二组印制电路板包括至少两个印制电路板的情况下，上述第二组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行。例如，如图2所示，印制电路板VB1与印制电路板VB2平行，印制电路板LB1与印制电路板LB2平行。
上述第一组印制电路板中的任意一个印制电路板与上述第二组印制电路板中的所有印制电路板连接；上述第二组印制电路板中的任意一个印制电路板与上述第一组印制电路板中的所有印制电路板连接。举例来说，上述第一组印制电路板中的印制电路板VB1与上述第二组印制电路板中的所有印制电路板，即印制电路板LB1和印制电路板LB2分别在图2中左上和左下的黑块处连接。上述第一组印制电路板与第二组印制电路板间的连接可以是印制电路板间的直接连接，也可以是间接连接，例如，通过额外的连接器连接，或者通过导线连接。
可选的，在第一组印制电路板和第二组印制电路板中的电路板数量较大的情况下，为了保证第一组印制电路板与第二组印制电路板的连接，相互平行的第一组印制电路板与相互平行的第二组印制电路板可以相互垂直。例如，如图2所示，印制电路板VB1与印制电路板VB2是竖直的，印制电路板LB1与印制电路板LB2是水平的。
上述第一组连接器中的任意一个连接器，通过上述第一组印制电路板中上述连接器所在的印制电路板与第二组印制电路板中的所有印制电路板的所有连接，与上述第二组连接器中的所有连接器连接；所述第二组连接器中的任意一个连接器，通过所述第二组印制电路板中所述连接器所在的印制电路板与第一组印制电路板中的所有印制电路板的所有连接，与第一组连接器中的所有连接器连接。上述连接器间的连接由印制电路板上的线路实现。印制电路板上具体的线路没有在图2中示出，请参见图3和图4。
图3为本发明实施例中的第一组印制电路板上的线路排布示意图。图4为本发明实施例中的第二组印制电路板上的线路排布示意图。
下面以连接器S1至连接器L4的连接为例，说明印制电路板上的线路排布方式。图3中，连接器S1在印制电路板V B1上的线路11S从连接器S1连接至印制电路板VB1与印制电路板LB1的连接处，即图3中上方黑块，也就是图2中左上的黑块处。图4中，连接器L4在印制电路板LB1上的线路41L从连接器L4连接至印制电路板LB1与印制电路板LB1的连接处，即图4中上方黑块，也就是图2中左上的黑块处。结合图3和图4，连接器S1，通过印制电路板VB1与印制电路板LB1的连接处，与连接器L4连接。同样的，连接器S1，通过印制电路板VB1与印制电路板LB1的连接处，与连接器L2至连接器L4连接；连接器S1，通过印制电路板VB1与印制电路板LB2的连接处，与连接器L5至连接器L8连接。也就是说，连接器S1，通过印制电路板VB1与第二组印制电路板中的所有印制电路板的所有连接，与连接器L1至连接器L8连接。
图3和图4中的各条线路，即图3中的线路11S至线路32S和图4中的线路11L至线路42L，仅表示逻辑上的连接关系，并非实际的物理布局。并且，图3和图4中的一条线路可以是多条实际线路的总合。举例来说，连接器S1至连接器L1和连接器L2的线路在印制电路板VB1上的布局，在图3中都表示为线路11S，实际上的物理布局可以分开布置，也可以是贴近的平行线路。
图5示出本发明实施例的一种可能的实现方式中的线路的物理布局。图5示出的物理布局为图3和图4中11S，21S以及11L至41L在靠近两组印制电路板的连接处的线路的物理布局。图5示出的物理布局采用贴近的平行线路的布局方式。其中，11S和21S分别由4条线路组成，11S和21S均位于印制电路板VB1上。组成11S的四条线路在通过两组印制电路板的连接处后分开为11L至41L。11L至41L分别由2条线路组成。除了来自11S的线路外，11L至41L中任意一组线路中的另一条线路来自21S。
可选的，如图2所示，本发明实施例的立体背板中可以进一步包括一个固定板FB1。该固定板用于稳固立体背板的结构，即将第一组印制电路板和第二组印制电路板固定于该固定板上。第一组印制电路板和第二组印制电路板通过该固定板连接。在本发明实施例的一种可能实现中，该固定板是垂直于第一组印制电路板并垂直于第二组印制电路板的一块板。该固定板可以不是印制电路板。结合上述可能实现，在本发明实施例的另一种可能实现中，该固定板上设置有第三组连接器。第一组印制电路板和第二组印制电路板通过该第三组连接器连接。第一组连接器中的任意一个连接器通过该第三组连接器与第二组连接器中的所有连接器连接。第二组连接器中的任意一个连接器通过该第三组连接器与第一组连接器中的所有连接器连接。第一组印制电路板和第二组印制电路板插在该固定板上以组成上述立体背板。在该可能实现中，第一组印制电路板和第二组印制电路板可以分别生产，以降低该立体背板的生产难度。本发明实施例中的立体背板也可以用其他方式一次生产完成，如采用三维打印(英语：3D printing)方式生产。
除了上述以固定板稳固立体背板的结构的方式外，也可以用其他方式稳固立体背板的结构。例如，在第一组印制电路板和第二组印制电路板外侧增加固定结构，例如箱体，以稳固立体背板的结构。
此外，还可以靠第一组印制电路板和第二组印制电路板自身的结构稳固立体背板。参见图6，图6为本发明实施例的另一种可能的实现方式中靠第一组印制电路板和第二组印制电路板自身的结构稳固的立体背板的示意图。
该实现方式中，第一组印制电路板和第二组印制电路板都包括至少两个印制电路板。
第一组印制电路板与第二组印制电路板相交，相交部分用于使该立体背板的结构稳固。为使该立体背板的结构稳固，相交部分长度要能够保证该立体背板结构的稳固，例如相交部分长度达到印制电路板的宽度，或者相交部分长度达到印制电路板的宽度的三分之一以上。图6中的第一组印制电路板中的印制电路板VB1和印制电路板VB2，与第二组印制电路板中的印制电路板LB1和印制电路板LB2完全相交叉，该立体背板依靠第一组印制电路板和第二组印制电路板的结构得以稳固。
可选的，第一组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行，第二组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行。
进一步的，可选的，为了保证第一组印制电路板与第二组印制电路板的连接，相互平行的第一组印制电路板与相互平行的第二组印制电路板可以相互垂直。
图6中第一组印制电路板上的线路以实线表示，第二组印制电路板上的线路以长虚线表示，第一组印制电路板和第二组印制电路板的结合部用短虚线表示。
图6所示本发明实施例的实现方式提供的立体背板，还有进一步减低布线难度的优点。由于第一组印制电路板和第二组印制电路板结合部较长，第一组印制电路板上的线路和第二组印制电路板上的线路的连接的物理位置可以在印制电路板上的多个连接器的中间，例如图6中VB1上的连接处在S1和S2之间，因此VB1上的线路逻辑上没有交叉。图6所示立体背板，可以将印制电路板上的线路的逻辑上的交叉数减少到与提供的连接器的数目为该实现方式的一半的图2所示立体背板相当。即图6所示立体背板可以进一步减少制作背板的印制电路板的层数。
本发明实施例将连接器分布在至少两个印制电路板上，减少了每块印制电路板上的线路，以减少制作背板的印制电路板的层数以及该印制电路板的尺寸。并且，本发明实施例的立体背板，充分利用了空间，减小了使用该立体背板的设备的体积。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种立体背板，其特征在于，所述立体背板包括：
第一组连接器，第二组连接器，第一组印制电路板，和第二组印制电路板；
所述第一组连接器包括至少两个连接器；
所述第二组连接器包括至少两个连接器；
所述第一组印制电路板包括至少两个印制电路板，或者，所述第二组印制电路板包括至少两个印制电路板；
所述第一组连接器在所述第一组印制电路板上；
所述第二组连接器在所述第二组印制电路板上；
所述第一组印制电路板中的任意一个印制电路板与所述第二组印制电路板中的所有印制电路板连接；
所述第二组印制电路板中的任意一个印制电路板与所述第一组印制电路板中的所有印制电路板连接；
所述第一组连接器中的任意一个连接器，通过所述第一组印制电路板中所述连接器所在的印制电路板与第二组印制电路板中的所有印制电路板的所有连接，与所述第二组连接器中的所有连接器连接；
所述第二组连接器中的任意一个连接器，通过所述第二组印制电路板中所述连接器所在的印制电路板与第一组印制电路板中的所有印制电路板的所有连接，与所述第一组连接器中的所有连接器连接。
2.根据权利要求1所述的立体背板，其特征在于，
第一组印制电路板包括至少两个印制电路板的情况下，所述第一组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行；
第二组印制电路板包括至少两个印制电路板的情况下，所述第二组印制电路板中的所有印制电路板相互之间平行。
3.根据权利要求2所述的立体背板，其特征在于，所述第一组印制电路板与所述第二组印制电路板垂直。
4.根据权利要求1至3任一项所述的立体背板，其特征在于，所述立体背板还包括固定板；
所述第一组印制电路板和所述第二组印制电路板固定于所述固定板上；
所述第一组印制电路板和所述第二组印制电路板通过所述固定板连接。
5.根据权利要求4所述的立体背板，其特征在于，
所述第一组印制电路板和所述第二组印制电路板通过位于所述固定板上的第三组连接器连接；
所述第一组连接器中的任意一个连接器通过所述第三组连接器与第二组连接器中的所有连接器连接；
所述第二组连接器中的任意一个连接器通过所述第三组连接器与第一组连接器中的所有连接器连接。
6.根据权利要求1至3任一项所述的立体背板，其特征在于，
所述第一组印制电路板包括至少两个印制电路板，并且，所述第二组印制电路板包括至少两个印制电路板；
所述第一组印制电路板与所述第二组印制电路板相交，并且相交部分用于使所述立体背板的结构稳固。
7.根据权利要求1至6任一项所述的立体背板，其特征在于，所述第一组连接器位于所述第一组印制电路板的边缘。
8.根据权利要求1至7任一项所述的立体背板，其特征在于，所述第二组连接器位于所述第二组印制电路板的边缘。
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