CN104254199A - 电子板卡系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子板卡系统及电子设备，涉及电子设备领域，为能够提高板卡的插拔精度而发明。所述电子板卡系统包括电路基板，所述电路基板的表面上通过连接器并排插置有多个单板，单个所述单板由至少两个子单板连接组成，且子单板以能够在连接器的排列方向上与辅助承载件进行相对运动的方式安装在该辅助承载件上。所述电子设备包括壳体，所述壳体内设有所述的电子板卡系统。本发明用于电子板卡系统用于在电子设备内部或在电子设备与外部设备之间传递信号，以使电子设备完成一定的功能。

Description

电子板卡系统及电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备，尤其涉及一种电子板卡系统及应用该电子板卡系统的电子设备。

背景技术

目前，随着电气化的普及，在很多电子设备尤其是大型的电子设备中都具有由多个电路板连接形成电子板卡系统，这些电子板卡系统可以用于在电子设备内部或在电子设备与外部设备之间传递信号，以使该电子设备完成一定的操作并实现相应的功能。

例如，在信息通信技术领域，随着ICT(Information CommunicationTechnology，信息通信技术，信息技术与通信技术的融合)的快速发展，消费者、企业、大型数据中心对网络传输的速率及流量要求越来越高，因此使得ICT设备的集成度越来越高、容量越来越大，并由此出现了柜级的大容量ICT设备。

在这些柜级ICT设备带来大容量数据传输业务的同时，也使得设备内部电路板等板卡的尺寸越来越大。如图1所示，该电子板卡系统采用正交架构，在电路基板11的左侧及右侧均设有多个单板12、13。可以看到，在保持设备的占地面积不变的情况下，为了实现大容量势必需要将设备的高度越做越大，这样就使得电路基板11右侧的单板12的高度也越做越大。但是目前单板的加工能力有限，当不需要在单板上进行SMT(Surface Mounted Technology，表面贴装技术)工艺时可加工的单板高度为1200毫米，而当需要在单板上进行SMT工艺时可加工的单板高度仅为850毫米。

为避免挑战单板的加工能力，出现了图2所示的电子板卡系统。在图2中，电路基板11右侧的单板由两个子板121、122通过工装刚性连接组成，然后再通过连接器14插入在电路基板11上，由于子板121、122的尺寸较小，因此加工方便。其中，两个子板121、122之间的通信通过线缆15进行。

但是在上述的电子板卡系统中，发明人发现仍至少存在如下问题：

由两个子板刚性连接形成的单板需要多个连接器插入在电路基板上，然而连接器配合的容差较小，单板的高度越大，所使用的连接器就越多，这样连接器的公差链尺寸就越长，因此容易造成公差累积，累积形成的较大公差使得电路基板上的连接器与单板上的连接器产生较大错位而无法配合，从而使得插拔精度降低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电子板卡系统及电子设备，能够提高板卡的插拔精度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种电子板卡系统，该电子板卡系统包括电路基板，所述电路基板的表面上通过连接器并排插置有多个单板，单个所述单板由至少两个子单板连接组成，且所述子单板以能够在连接器的排列方向上与辅助承载件进行相对运动的方式安装在所述辅助承载件上。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述辅助承载件为承载板，所述子单板上设有通孔，连接所述子单板和所述承载板的连接件伸入到通孔中并固定在所述承载板上，且在所述连接器的排列方向上所述通孔的尺寸大于所述连接件的尺寸。

结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述连接件的长度大于所述子单板的厚度，和/或，在与所述连接器的排列方向垂直的方向上所述通孔的尺寸大于所述连接件的尺寸。

在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述辅助承载件为承载板，在所述承载板上设有成对的滑槽，所述子单板沿与所述连接器的排列方向相垂直的方向滑动地设在成对的两相对滑槽内，且所述成对的两相对滑槽之间的距离大于所述子单板在与所述连接器的排列方向相垂直的方向上的尺寸。

结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述滑槽的高度大于所述子单板的厚度。

在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述辅助承载件为成对的导槽，所述子单板沿与所述连接器的排列方向相垂直的方向滑动地设在成对的两相对导槽内，且所述成对的两相对导槽之间的距离大于所述子单板在与所述连接器的排列方向相垂直的方向上的尺寸。

结合第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述导槽的高度大于所述子单板的厚度。

结合第一方面或第一方面的第一至第六任一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，组成单个所述单板的各子单板之间通过柔性电路板连接。

结合第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述柔性电路板包括多个相互独立的部分柔性电路板，每个部分柔性电路板完成两个所述子单板之间的部分连接，或者所述柔性电路板为完成两个所述子单板之间全部连接的完整柔性电路板，在该完整柔性电路板上设有孔。

结合第一方面或第一方面的第一至第六任一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，每个所述子单板上均设有一对插拔所述子单板的扳手。

结合第一方面或第一方面的第一至第六任一种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，每个所述子单板上均设有导套，所述电路基板上设有与导套配合的导销。

结合第十种可能的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，每个所述子单板上设置的导套的数目为至少两个。

本发明的第二方面，提供一种电子设备，该电子设备包括壳体，所述壳体内设有本发明第一方面的任一种可能实现方式中的电子板卡系统。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述壳体内部的上表面和下表面上设有对应配合的滑道，所述电子板卡系统中的承载板可滑动地设在所述滑道内。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述电子设备为交换机、路由器、服务器和计算机中的一种，所述电子板卡系统中的电路基板为背板、单板为网板或业务板。

本发明实施例提供的电子板卡系统及电子设备，其中的单个所述单板由至少两个子单板连接组成，且子单板以能够在连接器的排列方向上与辅助承载件进行相对运动的方式安装在该辅助承载件上，因此子单板能够在连接器的排列方向上移动。这样，在将子单板插入到电路基板上时，可以在连接器的排列方向上移动子单板，以使子单板上的连接器与电路基板上的连接器相互对齐，从而消除累积公差对单板上的连接器和电路基板上的连接器位置配合的影响，提高了板卡的插拔精度。

附图说明

图1为现有技术中一种电子板卡系统的结构示意图；

图2为现有技术中另一种电子板卡系统的结构示意图；

图3为本发明实施例一种电子板卡系统的结构示意图；

图4为本发明实施例另一种电子板卡系统的结构示意图；

图5为本发明实施例再一种电子板卡系统的结构示意图；

图6为本发明实施例电子板卡系统中柔性电路板的示意图；

图7为本发明实施例电子设备的结构示意图；

图8为图7所示电子设备中单板插拔过程的示意图；

图9为本发明实施例电子设备的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例电子板卡系统及电子设备进行详细描述。

本发明的实施例提供了一种电子板卡系统，该电子板卡系统包括电路基板，电路基板的表面上通过连接器并排插置有多个单板，单个所述单板由至少两个子单板连接组成，且所述子单板以能够在连接器的排列方向上与辅助承载件进行相对运动的方式安装在该辅助承载件上，这样，子单板就能够在连接器的排列方向上进行移动。因此在将子单板插入到电路基板上时，可以在连接器的排列方向上移动子单板，以使子单板上的连接器与电路基板上的连接器相互对齐，从而消除累积公差对单板上的连接器和电路基板上的连接器位置配合的影响，提高了板卡的插拔精度。

图3为本发明实施例中一种电子板卡系统的结构示意图，在图3所示的实施例中，所述辅助承载件为承载板。如图3所示，该电子板卡系统包括电路基板31，电路基板31右侧的表面上设有多个单板32(由于遮挡，图3中仅可见一个单板32)，单板32上的连接器321与电路基板31上的连接器311连接，从而实现单板32与电路基板31的连接。其中，单个单板32由两个子单板连接组成。在图3所示的状态下，可以看到单板32的后方设有承载板33，子单板上设有通孔322，连接子单板和承载板33的连接件34伸入到通孔322中并固定在承载板33上，且在连接器321的排列方向上通孔322的尺寸大于连接件34的尺寸，这样子单板就能够在连接器321的排列方向(即Y方向)上与承载板33进行相对运动。在将承载板33固定后，可以在连接器321的排列方向上移动子单板，以使子单板上的连接器321与电路基板上的连接器311相互对齐，以便单板上的连接器321与电路基板上的连接器311插入配合。

其中，连接件34可以是螺钉，将螺钉穿过子单板上的通孔322并旋入承载板33上的螺纹孔中，并且在子单板上设置垫片以防止螺钉从通孔322中脱出，这样就可以将子单板浮动地安装在承载板33上，“浮动地安装”是指子单板能够相对于承载板移动而又不能脱离承载板。或者，连接件34可以是从承载板33上凸起的柱子，将该柱子穿过子单板上的通孔322，并在该柱子的端部设置螺母、铆钉头、垫片等阻挡部以防止柱子从通孔322中脱离，这样也可以将子单板浮动地安装在承载板上。

需要说明的是：第一，可以使用三个或三个以上的子单板相互连接来组成该单个单板，组成单个单板的子单板的数目越多，越容易消除连接器的累积公差；第二，电路基板31左侧的表面上也可以设置多个单板。其中，电路基板31左侧的单个单板的设置结构可以与其右侧的单个单板的设置结构相同，即左侧的单个单板也可以由至少两个子单板连接组成，且子单板以能够在连接器的排列方向上与承载板进行相对运动的方式安装在承载板上。当然，电路基板31左侧的单个单板的设置结构也可以与其右侧的单个单板的设置结构不同，即左侧的单板为整体结构，而不是由至少两个子单板连接组成。其中，电路基板31左侧的单板与其右侧的单板可以形成正交架构，也可以形成平行架构。

如图3所示，还可以对本发明实施例中的电子板卡系统做如下改进：

其一，在与连接器321的排列方向垂直的方向(X方向)上通孔322的尺寸大于连接件34的尺寸，也就是在与连接器的排列方向垂直的方向上子单板能够相对于承载板移动，因此在将各子单板插入电路基板31时，可以先将承载板33推入设备的壳体中并对承载板33进行安装固定，此时各子单板仍然能够相对于承载板移动，因此可以首先将子单板上的连接器321与电路基板上的连接器311对齐，然后再将各子单板推入实现子单板与电路基板的配合。在将各子单板从电路基板31拔出时的过程与上述插入过程相反，可以先将各子单板从电路基板上拔出，然后再将承载板从设备壳体内移出。

其二，连接件的长度大于子单板的厚度，也就是在Z方向上子单板能够相对于承载板33移动。这样，可以调节子单板在Z方向上的倾斜程度，以便使子单板上的连接器321能够更好地与电路基板上的连接器311配合。

由以上描述可知，相对于承载板而言，子单板能够在X、Y、Z三个方向上进行移动，从而能够在这三个方向上对子单板的位置进行调整，更好地实现子单板的插拔。

需要说明的是，根据不同的设计，各子单板可以仅能够在Y方向上相对于承载板移动，或者能够在Y、X方向上和Y、Z方向上相对于承载板移动。

其中，将子单板以能够在连接器的排列方向上与承载板进行相对运动的方式安装在承载板上的具体实现并不局限于通孔，还可以是其他的形式。

例如，如图4所示，在承载板33上设有成对的滑槽331，单个子单板32沿与连接器321的排列方向(Y方向)相垂直的方向(X方向)滑动地设在成对的两相对滑槽331内，且该成对的两相对滑槽331之间的距离大于子单板32在与连接器321的排列方向相垂直的方向上的尺寸。这样子单板就能够在连接器321的排列方向上与承载板33进行相对运动。在将承载板33固定后，可以在连接器321的排列方向上移动子单板，以使子单板上的连接器321与电路基板上的连接器311相互对齐，以便单板上的连接器321与电路基板上的连接器311插入配合。

此外，如图4所示，滑槽331的高度大于子单板32的厚度，因此子单板32能够在Z方向上相对于承载板33移动。又由于子单板32能够在X方向上沿滑槽331滑动，因此可以实现子单板在X、Y、Z三个方向上进行移动，从而能够对子单板的位置进行调整，更好地实现子单板的插拔。

如图5所示，所述辅助承载件为成对的导槽4，子单板32沿与连接器321的排列方向(Y方向)相垂直的方向(X方向)滑动地设在成对的两相对导槽4内，且该成对的两相对导槽4之间的距离大于子单板32在与连接器321的排列方向相垂直的方向上的尺寸。这样子单板就能够在连接器321的排列方向上与导槽4进行相对运动。在将导槽4固定后，可以在连接器321的排列方向上移动子单板，以使子单板上的连接器321与电路基板上的连接器311相互对齐，以便单板上的连接器321与电路基板上的连接器311插入配合。

此外，如图5所示，导槽4的高度大于子单板32的厚度，因此子单板32能够在Z方向上相对于导槽4移动。又由于子单板32能够在X方向上沿导槽4滑动，因此可以实现子单板在X、Y、Z三个方向上进行移动，从而能够对子单板的位置进行调整，更好地实现子单板的插拔。

如图3、图4或图5所示，组成单个单板32的各子单板之间通过柔性电路板35连接。与通过线缆连接各子单板不同，通过柔性线路板35连接各子单板时，柔性线路板35能够设置在两个相邻的子单板之间的间隙中，并不占用容纳该电子板卡系统的设备壳体的深度空间(即图3至图5所示的单板32右侧的空间)，因此有利于集群部署。

其中，柔性电路板35包括如图3至图5所示的多个相互独立的部分柔性电路板，每个部分柔性电路板完成两个子单板之间的部分连接，这样通过多个部分柔性电路板就可以完成两个子单板之间的全部连接。由于相互独立的部分柔性电路板面积较小、且彼此之间相互分离，因此单个的部分柔性电路板相比于一大块整体的柔性电路板而言更容易发生变形，这样有利于子单板相对于承载板移动。其中，这些相互独立的部分柔性电路板可以间隔设置，也可以连续并排设置，当间隔设置时部分柔性电路板的变形空间更大，因此子单板的移动也更容易。

或者，如图6所示，柔性电路板35为完成两个子单板之间全部连接的完整柔性电路板，在该完整柔性电路板上设有孔351。在完整柔性电路板上设置孔351之后，其抵抗变形的能力降低，因此更容易发生变形，从而有利于子单板相对于承载板移动。其中，图6所示的孔为长形孔，该长形孔占用的柔性电路板面积小，避免破坏柔性电路板上的电路结构。

再次如图3、图4或图5所示，每个子单板上均设有一对插拔子单板的扳手36。一般情况下，在由多个子单板刚性连接形成的单板上通常仅设置一对扳手，由于多个子单板连接形成的单板较大，因此仅设置一对扳手时插拔力大，不便操作。而本实施例中由于各个子单板较小，因此使用各个子单板上的扳手36插拔相应的子单板时，所使用的插拔力较小，容易操作。

如图3、图4或图5所示，每个子单板上均设有导套323，电路基板31上设有与导套323配合的导销312。导套323和导销312能够在子单板与电路基板接触前起到导向作用，使得子单板上的连接器与电路基板上的连接器能够更好地对齐。其中，每个子单板上设置的导套323的数目为至少两个，与通过一个导套对子单板进行导向相比，通过至少两个导套对子单板进行导向时的导向作用更好。

第二方面，本发明实施例还提供一种电子设备。如图7所示，该电子设备包括壳体5，壳体5内设有前述任一个实施例中的电子板卡系统，因此所述电子板卡系统的结构和功能与上述实施例中电子板卡系统的结构和功能相同，此处不再详述。

为了方便图3和图4所示的电子板卡系统在壳体5内的安装，在壳体5内部的上表面和下表面上设有对应配合的滑道51，所述电子板卡系统中的承载板可滑动地设在滑道51内，这样在进行单板的插拔时，可以使承载板沿滑道51滑动，并通过滑道对承载板进行对正，方便了承载板的安装。

如图8所示，电子板卡系统在电子设备壳体内的安装过程如下：

a、将其上浮动地安装有多个子单板的承载板沿滑道推入到电子设备的壳体中，直到子单板上的导套与电路基板上的导销接触、导正；

b、在各子单板上的连接器与电路基板上的连接器接触之前，将承载板与电子设备的壳体固定，此时各子单板可以相对于承载板(或者电子设备的壳体)进行相对移动；

c、通过各子单板上的扳手分别将相应的子单板推入，使得各子单板上的连接器与电路基板上的连接器配合，从而完成电子板卡系统在电子设备壳体内的安装。

如图8所示，电子板卡系统从电子设备壳体内拆卸的过程与上述安装的过程相反，具体的拆卸过程如下：

A、通过各子单板上的扳手分别将相应的子单板拔出，使得各子单板上的连接器与电路基板上的连接器脱离配合；

B、解除承载板与电子设备壳体的固定；

C、将承载板沿滑道从电子设备的壳体内拔出，从而完成电子板卡系统从电子设备壳体内的拆卸。

举例而言，所述电子设备可以为交换机、路由器、服务器和计算机中的一种，则所述电子板卡系统中的电路基板可以为背板、单板可以为网板或业务板。图9为交换机的示意图。如图9所示，该交换机包括背板91，背板91可以是一整块的电路板，也可以由多块电路板组成。设在背板91右侧的单板为业务板92，业务板用来接收和发送数据；设在背板91左侧的单板为交换网板93，交换网板用于交换机内部的数据交换。业务板92为一整块的电路板，交换网板93由两块子网板组成，两块子网板之间通过柔性电路板连接以实现两块子网板之间的通信。各交换网板93浮动地安装在承载板94上，承载板94可以为交换机内的防火板，或者是为能够浮动地安装各子网板而设计的固定框架。其中，业务板92和交换网板93为正交架构。

在如图9所示的交换机中，各子网板能够相对于承载板进行相对移动，因此在将子网板插入到背板上时，可以移动各子网板，以使子网板上的连接器与电路基板上的连接器相互对齐，从而提高子网板的插拔精度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种电子板卡系统，其特征在于，包括电路基板，所述电路基板的表面上通过连接器并排插置有多个单板，单个所述单板由至少两个子单板连接组成，且所述子单板以能够在连接器的排列方向上与辅助承载件进行相对运动的方式安装在所述辅助承载件上。

2.根据权利要求1所述的电子板卡系统，其特征在于，所述辅助承载件为承载板，所述子单板上设有通孔，连接所述子单板和所述承载板的连接件伸入到通孔中并固定在所述承载板上，且在所述连接器的排列方向上所述通孔的尺寸大于所述连接件的尺寸。

3.根据权利要求2所述的电子板卡系统，其特征在于，所述连接件的长度大于所述子单板的厚度，和/或，在与所述连接器的排列方向垂直的方向上所述通孔的尺寸大于所述连接件的尺寸。

4.根据权利要求1所述的电子板卡系统，其特征在于，所述辅助承载件为承载板，在所述承载板上设有成对的滑槽，所述子单板沿与所述连接器的排列方向相垂直的方向滑动地设在成对的两相对滑槽内，且所述成对的两相对滑槽之间的距离大于所述子单板在与所述连接器的排列方向相垂直的方向上的尺寸。

5.根据权利要求4所述的电子板卡系统，其特征在于，所述滑槽的高度大于所述子单板的厚度。

6.根据权利要求1所述的电子板卡系统，其特征在于，所述辅助承载件为成对的导槽，所述子单板沿与所述连接器的排列方向相垂直的方向滑动地设在成对的两相对导槽内，且所述成对的两相对导槽之间的距离大于所述子单板在与所述连接器的排列方向相垂直的方向上的尺寸。

7.根据权利要求6所述的电子板卡系统，其特征在于，所述导槽的高度大于所述子单板的厚度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电子板卡系统，其特征在于，组成单个所述单板的各子单板之间通过柔性电路板连接。

9.根据权利要求8所述的电子板卡系统，其特征在于，所述柔性电路板包括多个相互独立的部分柔性电路板，每个部分柔性电路板完成两个所述子单板之间的部分连接，或者所述柔性电路板为完成两个所述子单板之间全部连接的完整柔性电路板，在该完整柔性电路板上设有孔。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的电子板卡系统，其特征在于，每个所述子单板上均设有一对插拔所述子单板的扳手。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的电子板卡系统，其特征在于，每个所述子单板上均设有导套，所述电路基板上设有与导套配合的导销。

12.根据权利要求11所述的电子板卡系统，其特征在于，每个所述子单板上设置的导套的数目为至少两个。

13.一种电子设备，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设有权利要求1-12任一项所述的电子板卡系统。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述壳体内部的上表面和下表面上设有对应配合的滑道，所述电子板卡系统中的承载板可滑动地设在所述滑道内。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为交换机、路由器、服务器和计算机中的一种，所述电子板卡系统中的电路基板为背板、单板为网板或业务板。