CN107041101B - 散热通信系统 - Google Patents

散热通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107041101B
CN107041101B CN201611126106.1A CN201611126106A CN107041101B CN 107041101 B CN107041101 B CN 107041101B CN 201611126106 A CN201611126106 A CN 201611126106A CN 107041101 B CN107041101 B CN 107041101B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit board
pluggable module
port
receptacle cage
communication system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611126106.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107041101A (zh
Inventor
C.W.摩根
N.L.里泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Corp
Original Assignee
TE Connectivity Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TE Connectivity Corp filed Critical TE Connectivity Corp
Publication of CN107041101A publication Critical patent/CN107041101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107041101B publication Critical patent/CN107041101B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/18Packaging or power distribution
    • G06F1/181Enclosures
    • G06F1/182Enclosures with special features, e.g. for use in industrial environments; grounding or shielding against radio frequency interference [RFI] or electromagnetical interference [EMI]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/18Packaging or power distribution
    • G06F1/181Enclosures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/20Cooling means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4266Thermal aspects, temperature control or temperature monitoring
    • G02B6/4268Cooling
    • G02B6/4269Cooling with heat sinks or radiation fins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70Coupling devices
    • H01R12/71Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/72Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/722Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits
    • H01R12/724Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits containing contact members forming a right angle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

一种通信系统,包括电路板(102),电路板具有顶面(124)和相反的底面(126)。插座笼(108)安装在顶面上。插座笼具有限定端口(120)的多个壁(114),端口配置为接收可插拔模块(106)。插座笼容纳通信连接器(142),通信连接器配置为电连接至可插拔模块。电路板在与插座笼的端口(120)对准的端口安装区域(150)中限定至少一个开口(148),使得接收在端口中的可插拔模块设置在该至少一个开口的上方。该至少一个开口配置为接收导热散热鳍片(152),导热散热鳍片将热量从可插拔模块传递至电路板的底面之外的冷却流体(154)。

Description

散热通信系统
技术领域
本发明涉及一种通信系统,其包含安装在电路板上的插座组件。
背景技术
至少一些已知的通信系统包含插座组件,诸如输入/输出(I/O)连接器组件,其配置为接收可插拔模块,并在可插拔模块与插座组件的电连接器之间建立通信连接。作为一个示例,已知的插座组件包含插座外壳,其安装至电路板且配置为接收小形状因数(SFP)可插拔收发器。插座组件包含长形的腔体,该腔体在腔体的开口与设置在腔体内并安装至电路板的电连接器之间延伸。可插拔模块通过开口被插入,并在腔体中朝向电连接器前进。可插拔模块和电连接器具有相应的电触头,其彼此接合以建立通信连接。
在可插拔模块和插座组件的设计中经常遇到的一个挑战是在通信系统的操作期间产生的热量,这对系统可靠性和电气性能造成负面影响。通常,热量由可拔插模块内的内部电路板上的部件产生,并且热量通过可拔插模块的金属本体从内部电路板抽走。在一些情况下,使用热沉将热量从可插拔模块耗散到流过并围绕插座组件的空气中。由于空间限制、以及缺少围绕插座外壳和/或可插拔模块的其他部分流动的空气(其至少部分地归因于印刷电路板),热沉沿着插座外壳的顶部设置或沿着可插拔模块的金属本体的顶部设置。但是,在典型的可插拔模块中,内部电路板设置在或接近金属本体的底壁,从而来自内部电路板的热量在底壁处被金属本体吸收。热量从底壁沿着金属本体的侧面传递,然后在到达热沉之前沿着金属本体的顶部传递,这是长的热阻路径,其导致热传递能力降低。随着可插拔模块的数据吞吐速度的增加,产生了更多的热量。常规设计被证明不足以满足所需的热传递。
相应地,需要改进来自通信系统中的可插拔模块的热传递。
发明内容
根据本发明,一种通信系统包括电路板,电路板具有顶面和相反的底面。插座笼安装在顶面上。插座笼具有限定端口的多个壁,端口配置为通过插座笼的前端接收可插拔模块。插座笼容纳接近插座笼的后端的通信连接器。通信连接器配置为电连接至接收在端口中的可插拔模块。通信连接器安装在顶面上并电连接至电路板。电路板在与插座笼的端口对准的端口安装区域中限定通过电路板的至少一个开口,使得接收在端口中的可插拔模块设置在至少一个开口的上方。至少一个开口配置为接收导热散热鳍片,导热散热鳍片将热量从可插拔模块传递至电路板的底面之外的冷却流体。
附图说明
图1是根据实施例的通信系统的透视图。
图2是通信系统的分解透视图,没有示出可插拔模块或通信连接器。
图3是根据实施例的通信系统的侧视截面图,示出了载入端口并电连接至通信连接器的可插拔模块。
图4是根据替代实施例的图3所示的通信系统的截面图的特写部分。
图5是通信系统的替代实施例的透视图。
图6是在可插拔模块载入插座笼的情况下的、图5所示的通信系统的实施例的端部截面图。
图7是根据替代实施例的通信系统的插座笼的透视图。
具体实施方式
本文阐述的实施例包含通信系统,其显著地促进其部件的散热或热传递。通信系统的各种实施例提供了以下热传递:从通信系统的可插拔本体,通过通信系统的电路板,沿着电路板的与面向可插拔本体的侧面相反的一侧耗散热量。
可插拔模块内的发热电气部件通常布置为接近可插拔模块的底部。常规的通信系统利用可插拔模块的壳体,沿着壳体的侧面将可插拔模块内产生的热量引导至壳体的顶部,壳体在其顶部暴露至一些冷却气流,与常规的通信系统不同,本文阐述的实施例将来自可插拔模块的底部的热量通过电路板引导至电路板的相反侧或面上的冷却气流。例如,本文描述的通信系统的实施例包含与可插拔模块热接合的散热鳍片,其延伸通过电路板中的开口以将热量传递至沿着电路板的相反侧的冷却流体。与常规系统相比,可以耗散更多的热量,这是由于,与沿着可插拔模块的壳体的侧面和顶部引导热的常规系统相比,散热鳍片限定了从可插拔模块内的发热部件至冷却流体的较短(因此较小热阻)的通路。
图1是根据实施例的通信系统100的透视图。通信系统100包含电路板102、安装至电路板102的插座组件104、以及可插拔模块连接器106(在本文中称为可插拔模块106),可插拔模块106配置为通信地接合插座组件104。通信系统100相对于配合或插入轴线191、俯仰轴线192和横向轴线193取向。轴线191-193互相垂直。尽管在图1中俯仰轴线192看起来在平行于重力的竖直方向上延伸,但是应当理解,轴线191-193不需要相对于重力具有任何特定的取向。
通信系统100可以是电信和/或数据通信系统或装置的一部分,或与其一起使用。通信系统100可以是以下装置的部分或者包含以下装置:交换机、路由器、服务器、集线器、网络接口卡或存储系统。电路板102可以是子卡或主板。电路板包含嵌入一个或多个电介质基板层中的导电迹线(未示出)。电路板102包含顶面124和相反的底面126。
可插拔模块106可以是输入/输出(I/O)模块,其配置为插入插座组件104或从插座组件104被移除。在示出的实施例中,可插拔模块106配置为以电信号和/或光信号的形式传输数据信号。例如,可插拔模块106可以配置为接收电数据信号,并将电数据信号转换为光数据信号,或者反之。在一些实施例中,可插拔模块106是小形状因数可插拔(SFP)收发器或者四通道小形状因数可插拔(QSFP)收发器。可插拔模块106可以满足SFP或QSFP收发器的某些技术规范,诸如小形状因数(SFF)-8431。在一些实施例中,可插拔模块106配置为以高至2.5千兆比特每秒(Gbps)、高至5.0Gbps、高至10.0Gbps、高至25.0Gbps、或更高的速率传输数据信号。举例来说,插座组件104和可插拔模块106可以分别类似于插座笼和收发器,它们是泰科电子(TE Connectivity)提供的SFP+产品系列的一部分。在其他实施例中,可插拔模块106可以满足用于其它形状因数的技术协议和规范,例如microQSFP等。
插座组件104包含安装至电路板102的插座笼108。插座笼108也可以称为插座外壳。插座笼108可以定位在电信和/或数据通信系统或装置的机壳(未示出)的框板或面板109处,使得插座笼108在机壳和相对应的面板109的内部。可插拔模块106可以从机壳和相对应的面板109的外侧或外部载入插座笼108中。
插座笼108包含前端110和相反的后端112。前端110可以设置在面板109中的开口处,并至少部分地延伸通过所述开口。插座笼108的前端110位于或接近电路板102的前边缘140。配合轴线191可以在前端110和后端112之间延伸。相对或空间术语例如“前”、“后”、“第一”、“第二”、“顶部”或“底部”仅用于区分通信系统100中的参考元件,并不一定需要相对于通信系统100的周围环境的特定位置或取向。例如,前端110可以面向或位于更大的电信和/或数据通信系统的后部。在一些应用中,当用户将可插拔模块106插入插座组件104时,插座笼108的前端110对用户是可见的。
插座笼108配置为在配合操作期间引导可插拔模块106并抑制或阻挡电磁干扰(EMI)。为此,插座笼108包含多个壁114,其彼此互连以形成插座笼108。壁114限定端口120,端口120配置为在其中接收可插拔模块106。端口120在插座笼108的前端110处从端口开口122朝向后端112延伸。在示出的实施例中,壁114包含顶壁116和侧壁118。每个侧壁118从顶壁116向下延伸至电路板102。每个侧壁118固定至电路板102的顶面124。端口120可以横向地限定在侧壁118之间,且竖向地限定在顶壁116与电路板102的顶面124之间。
壁114可以由导电和导热材料形成,诸如金属片和/或具有导电颗粒的聚合物。在示出的实施例中,壁114由金属材料冲压并形成,诸如金属片。可选地,插座笼108可以配置为促进一些气流通过插座笼108,以传递热量(或热能)远离插座组件104和可插拔模块106。
尽管未在图1中示出,插座组件104包含容纳在插座笼108内的通信连接器142(在图3中示出),其至少接近插座笼108的后端112。通信连接器142安装在电路板102上并电连接至电路板102。通信连接器142配置为与接收在端口120中的可插拔模块106配合,以将可插拔模块106电连接至电路板102。从而,通信连接器142在可插拔模块106和电路板102之间提供导电信号路径。插座笼108的金属壁114为其中的可插拔模块106和通信连接器142提供EMI屏蔽。
在替代实施例中,插座笼108限定多个端口,其并排地布置和/或竖直地堆叠。每个端口配置为接收一个可插拔模块106。在这样的实施例中,插座组件104可以具有多个通信连接器142(在图3中示出),其每一个具有一个或多个配合接口,以分别电连接至一个或多个可插拔模块。
可插拔模块106具有壳体或本体130。壳体130包含配合端部132和相反的电缆端部134。电缆136在电缆端部134处联接至壳体130。在图1中,配合端部132配置为通过端口120插入插座笼108的端口开口122,并沿着配合轴线191在配合方向上前进。壳体130限定腔体138(在图3中示出),在腔体138中设置一个或多个发热部件并将它们保持在位。壳体130由导热材料构成,以便为腔体138内的发热部件提供热传递,如下文参考图3更详细地描述的。壳体130包含顶部144和底部146。当可插拔模块106载入端口120时,底部146面向电路板102的顶面124。
在示范性实施例中,电路板102限定通过电路板102的至少一个开口148。至少一个开口148在顶面124和底面126之间延伸通过电路板102。至少一个开口148位于电路板102的端口安装区域150中。当插座笼108安装在电路板102上时,端口安装区域150与插座笼108的端口120对准。例如,当可插拔模块106接收在端口120中时,可插拔模块106设置在电路板102中的至少一个开口148的上方。至少一个开口148的尺寸、形状、位置和取向设定为通过其接收导热散热鳍片152。如图所示,散热鳍片152延伸通过至少一个开口148,并突出超出电路板102的底面126。例如,电路板102可以限定单个开口148,通过其接收所有的散热鳍片152,或者电路板102可以限定多个开口148,其每一个接收一个或多个散热鳍片152。
尽管未在图1中示出,散热鳍片152配置为沿着电路板102的顶面124热耦合至可插拔模块106的底部146。如本文所使用的,诸如“热耦合”和“热接合”的术语表示:由于两个部件之间的直接机械接合,或经由中间导热层或构件的间接机械接合,使得导热通路在两个(或更多个)部件之间延伸。因此,散热鳍片152配置为将热量从可插拔模块106通过电路板102中的至少一个开口148传递至沿着和/或在电路板102的底面126的下方的冷却流体154。冷却流体154可以是气流。风扇或其它气动装置可用于增加沿着电路板102的底面126的气流。
作为以下的替代:将可插拔模块106的底部146附近产生的热量围绕壳体130的侧面引导至壳体130的顶部144和/或插座笼108的顶壁116,以便接近用于吸热的冷却流体,如常规系统中所做的,本文所述的实施例将热量从可插拔模块106的底部146通过电路板102中的至少一个开口148引导为接近沿着电路板102的底面126的冷却流体154。在电路板102是并排地堆叠并安装到公共主板的多个子卡之一的实施例中,冷却流体154可以在使相邻的子卡分离的间隙中流动。
图2是通信系统100的分解透视图,没有示出可插拔模块106(在图1中示出)或通信连接器142(图3)。电路板102的顶面124在图2中可见。插座笼108浮在电路板102上方。在示范性实施例中,通信系统100还包含热沉构件156。热沉构件156包含图1所示的散热鳍片152。热沉构件156配置为在由插座笼108和电路板102限定的端口120(在图1中示出)内安装到电路板102的顶面124。热沉构件156的鳍片152延伸通过电路板102中的多个开口148并超出其底面126。
热沉构件156包含基部板158,其包含接口表面160和相反的鳍片表面162。在示出的实施例中,基部板158的接口表面160和鳍片表面162是平坦的,且彼此平行地延伸。散热鳍片152从基部板158的鳍片表面162突出。散热鳍片152沿着鳍片表面162布置为阵列。热沉构件156由导热材料形成,诸如金属或者具有嵌入其中的金属薄片或其他颗粒的聚合物。可以形成热沉构件156的一些示例性金属是铜和铝,每个是单独的或者合金的形式。在实施例中,热沉构件156具有一体式单一构造,使得鳍片152一体地附接至基部板158。至少部分地取决于所使用的导热材料,热沉构件156可以由如下工艺形成:铸造工艺、挤出、机加工工艺、成型工艺等。在替代实施例中,鳍片152可以不与基部板158一体,使得鳍片152在通过焊接、激光焊接、或者其他熔融或接合工艺形成之后附接至基部板158。
在示出的实施例中,热沉构件156的散热鳍片152是销鳍片164的阵列。销鳍片164是柱或杆。销鳍片164被示出为具有圆柱形状,但在其他实施例中,销鳍片164可以具有其他形状。销鳍片164可以具有相对于彼此相同或至少相似的形状和尺寸。销鳍片164还可以在相同的方向上从基部板158延伸,使得销鳍片164彼此平行。例如,销鳍片164可以垂直于平坦的鳍片表面162延伸。为了容纳销鳍片164,电路板102中的开口148是互补的销孔166。例如,每个销孔166的尺寸和位置设定为接收一个(且仅一个)相对应的销鳍片164。销孔166可以是圆形的或具有其他圆的形状。每个销孔166的尺寸可以设定为具有一截面面积,所述截面面积至少稍微大于接收在孔166中的相对应的销鳍片164的截面面积,使得电路板102不机械接合销鳍片164。这样的机械接合可能提供从销鳍片164到电路板102的导热通路,其可能潜在地将一些热量转移到电路板,而不是将热量耗散到冷却流体154(在图1中示出)。尽管在图2中示出了销鳍片164,但在其他实施例中,鳍片152可以具有其他形状,诸如下面的图5所示的长形的刀片。
电路板102的销孔166布置在端口安装区域150中。电路板102的端口安装区域150还可以沿着端口安装区域150的周界包含过孔或通孔168。通孔168配置为接收插座笼108的安装尾部170,以将插座笼108安装至电路板102。安装尾部170可以从插座笼108的侧壁118的面板边缘172延伸。可选地,安装尾部170可以经由通孔168电连接至电路板102,诸如提供插座笼108和电路板102之间的接地通路。如图3所示,插座笼108还可以包含后壁174,且后壁174可以包含至少一个安装尾部170,安装尾部170配置为接收在相对应的通孔168中。除了端口安装区域150以外,电路板102还限定在端口安装区域150的后面的连接器安装区域176。连接器安装区域176包含过孔或接触垫中的至少一者,以将通信连接器142(在图3中示出)电连接至电路板102。在示出的实施例中,电路板102在连接器安装区域176中限定过孔178。
图3是根据实施例的通信系统100的侧视截面图,其示出了载入端口120并电连接至通信连接器142的可插拔模块106。在实施例中,可插拔模块106的壳体130由第一壳体构件180和第二壳体构件182形成,两者在接缝184处彼此接合。第一壳体构件180可以限定壳体130的顶部144,且第二壳体构件182可以限定壳体130的底部146。第一壳体构件180在下文中被称为上部壳体构件180,且第二壳体构件182在下文中被称为下部壳体构件182。上部壳体构件180和下部壳体构件182两者在壳体130的长度上延伸,并限定配合端部132和电缆端部134的相应的部分。壳体构件180、182在其之间限定腔体138。
可插拔模块106具有保持在壳体130的腔体138中的内部电路卡186。内部电路卡186包含设置在其上的一个或多个电气部件188。电气部件188在使用期间产生热量。壳体130由导热材料形成,以便从内部电路卡186吸收热量,并将热量传递至壳体130的底部146。例如,上部壳体构件180和/或下部壳体构件182可以由导热金属形成,诸如铝、铜等。替代地,上部壳体构件180和/或下部壳体构件182可以由导热聚合物复合物形成,其包含具有嵌入其中的金属薄片或其他颗粒的介电材料。在示出的实施例中,内部电路卡186被保持在下部壳体构件182的平台190上。下部壳体构件182经由平台190与内部电路卡186的底侧195之间的机械接合而热耦合至内部电路卡186。
内部电路卡186的配合区段194突出超出平台190,进入由壳体130限定的容座196。平台190限定容座196的后壁。配合区段194可以包含接触垫(未示出)或者配置为接合并电连接至通信连接器142的配合接口202的电触头200的其他电触头。如示出的实施例中所示,电触头200可以配置为接合内部电路卡186的顶侧198和底侧195两者。当可插拔模块106完全载入端口120时,配合接口202接收在容座196中。
内部电路卡186的电缆区段204在电缆136的端部208处电连接至电线206。可以通过焊接、通过使用一个或多个连接器(未示出)等方式,将电线206端接至内部电路卡186。替代地,内部电路卡186可以光学地连接至电缆136的光纤(未示出)。经由中间通信连接器142,通信系统100提供从电路板102延伸至内部电路卡186的通信路径(或甚至超出电路卡186至电缆136),反之亦然。
内部电路卡186的一个或多个电气部件188沿着内部电路卡186的顶侧198设置。每个电气部件188可以是或者包含光电集成电路(其将电信号转换为光信号和/或反之)、电阻器、电容器、晶体管、电感器、集成电路、LED等。在图3中示出了两个电气部件188。电气部件188在使用期间产生热量。但是,电气部件188被包封在可插拔模块106的腔体138内,可插拔模块106本身在插座笼108内。为了从可插拔模块106散热以避免与热相关的性能下降,内部电路板186与壳体130的下部壳体构件182热耦合,且下部壳体构件182热耦合至热沉构件156。
热沉构件156安装在电路板102上,使得基部板158位于电路板102与可插拔模块106的壳体130之间。接口表面160接合并热耦合至由下部壳体构件182限定的壳体130的底部146。由下部壳体构件182吸收的来自内部电路卡186的热量经由壳体130的底部146与接口表面160之间的接合传递至热沉构件156。由热沉构件156吸收的热量从基部板158传递至延伸通过电路板102的销鳍片164。销鳍片164的远侧末端210突出超出电路板102的底面126,并且暴露于由箭头154表示的冷却流体。冷却流体154从销鳍片164的远端末端210吸取热量,从而冷却远端末端210,并且建立温度梯度,其将热量从相对热的基部板158通过销鳍片164吸引(draw)到相对较冷的远端末端210。
在实施例中,为了促进可插拔模块106的壳体130与热沉构件156的基板158之间的热耦合,插座笼108在端口120内包含一个或多个偏置构件212。一个或多个偏置构件212配置为在朝向电路板102的方向上推压壳体130(或更具体地,朝向电路板102和壳体130之间的基部板158)。从而,当可插拔模块106接收在端口120中时,一个或多个偏置构件212在壳体130上施加法向力,其推压壳体130的底部146形成与基部板158的接口表面160的持续的机械接合。持续的机械接合确保了壳体130和热沉构件156之间的充分的热耦合。在示出的实施例中,一个或多个偏置构件212是从插座笼108的顶壁116突出进入端口120的多个斜坡212。斜坡212接合壳体130的顶部144,并朝向热沉构件156向下引导壳体130。在其他实施例中,作为斜坡的替代,偏置构件212可以是沿着顶壁116的可挠曲梁或其他突起、沿着插座笼108的侧壁118(在图1中示出)向下引导壳体130的导轨、当与壳体130接合时迫使壳体130向下的可旋转凸轮、等等。
作为一个或多个偏置构件212的替代或附加,热接口材料(未示出)可以设置在壳体130的底部146与基部板158的接口表面160之间,以维持可插拔模块106和热沉构件156之间的接合和热耦合。热接口材料可以是薄膜、垫、脂(grease)、等等。热接口材料是导热的,以在壳体130和基部板158之间提供热通路。
图4是根据替代实施例的图3所示的通信系统100的截面图的特写部分。作为插座笼108(图3)上的图3所示的一个或多个偏置构件212的替代或附加,通信系统100可以包含在电路板102的顶面124与热沉构件156的鳍片表面162之间延伸的可压缩层216。可压缩层216可以横向地围绕销鳍片164延伸。可压缩层216配置为,当可插拔模块106接收在端口120(在图3中示出)时竖直地被压缩,以允许可插拔模块106接收在端口120中、在基部板158与插座笼108的顶壁116(在图3中示出)之间。在压缩状态,可压缩层216配置为在朝向可插拔模块106的壳体130的向上方向218上在热沉构件156上施加偏置力。可压缩层216在向上方向218上压迫基部板158,以确保接口表面160与壳体130的底部146之间的接合和热耦合。可压缩层216可以由可压缩的橡胶状聚合物材料、一个或多个弹簧等形成。可压缩层216可以是但不必是导热的,这是由于热通路在沿着和/或超出电路板102的底面126排到(reject)外部环境之前,从基部板158延伸至销鳍片164。
图5是通信系统100的替代实施例的透视图。与图204所示的实施例不同,图5所示的实施例不包含分立的热沉构件156(在图2中示出)。在示出的实施例中,散热鳍片152直接联接至可插拔模块106的壳体130,并从壳体130的底部146延伸。散热鳍片152是长形的刀片230,其在配合端部132和电缆端部134之间沿着配合轴线191纵向地延伸壳体130的长度的至少一部分。刀片230可以基本上在壳体130的整个长度上延伸。在实施例中,刀片230沿着刀片230的长度彼此平行地延伸。刀片230沿着横向轴线193彼此间隔开,并在相邻的刀片230之间限定通道232。刀片230可选地垂直于壳体130的底部146取向。刀片230的形状和数量是可选择的。刀片230可以与壳体130的下部壳体构件182一体地形成,或替代地,可以经由焊接、激光焊接等方式固定至下部壳体构件182。在替代实施例中,散热鳍片152可以是销鳍片,诸如图2所示的销鳍片164,其直接连接至壳体130。
在示出的实施例中,电路板102中的至少一个开口148是大块开口(bulk opening)234,其配置为在其中接收可插拔模块106的所有的散热鳍片152(例如,刀片230)。大块开口234沿着配合轴线191从电路板102的前边缘140向后延伸。大块开口234与插座笼108的端口120对准,并朝向通信连接器142(在图3中示出)延伸,而不延伸进入连接器安装区域176(图2)。大块开口148沿着横向轴线193的宽度可以窄于插座笼108的宽度。例如,电路板102的边缘区段236(其限定大块开口148的横向边缘238)朝向端口120的横向中心横向地突出超过笼108的相对应的侧壁118。端口120内的可插拔模块106由边缘区段236支承,边缘区段236接合壳体130的底部146。当可插拔模块106在沿着从插座笼108的前端110朝向后端112的配合轴线191的配合方向上被加载到端口120中时,刀片230接收在电路板102的大块开口234中。
在替代实施例中,作为大块开口234的替代,至少一个开口148可以是多个槽,其沿着配合轴线191从前边缘140向后彼此平行地延伸。槽通过电路板102的悬臂指彼此分离,悬臂指具有限定前边缘140的部分的自由端。
图6是在可插拔模块106载入插座笼108的端口120的情况下的、图5所示的通信系统100的实施例的端部截面图。当可插拔模块106接收在端口120中时,长形的刀片230共同地接收在电路板102的大块开口234中。在外部刀片230的横向外部,边缘区段236直接地或经由热接口材料间接地接合壳体130的底部146。
刀片230的远端末端240突出超出电路板102的底面126,以便将热量从可插拔模块106通过电路板102传递至底面126之外的冷却流体(例如,空气)。例如,内部电路卡186以及其上的发热电气部件188位于限定在上部壳体构件180和下部壳体构件182之间的腔体138内。下部壳体构件182包含平台190,其接合并热耦合至内部电路卡186。下部壳体构件182还包含刀片230,其从下部壳体构件182的底部146延伸。因此,下部壳体构件182提供了从内部电路卡186至电路板102的底面126的外部的冷却流体的直接导热通路。结果,来自内部电路卡186的热量由下部壳体构件182吸收,并通过下部壳体构件182内部地传递到刀片230的远端末端240,在此处,热量被排放到电路板102的底面126之外的冷却流体。
图7是根据替代实施例的通信系统100(在图1中示出)的插座笼302的透视图。插座笼302包含顶壁304、底壁306、以及从顶壁304延伸至底壁306的侧壁308。在示出的实施例中,底壁306包含散热鳍片152,其配置为延伸通过电路板102(图1)的开口148(在图1中示出)。鳍片152从底壁306的鳍片表面310延伸,该鳍片表面邻接电路板102的顶面124(图1)。接收在插座笼302的端口120中的可插拔模块106(图1)的底部146接合并热耦合至底壁306的与鳍片表面310相反的接口表面312。可选地,插座笼302可以由金属片或金属板冲压并形成。鳍片152可以通过以下方式形成:在底壁306中冲压鳍片152的轮廓,并随后将鳍片152弯曲到底壁306的平面之外,沿着底壁306限定窗口314。鳍片152可以大致垂直于底壁306延伸。图示的插座笼302可以用于通信系统中,代替图2所示的热沉构件156,或者图5所示的具有刀片230的可插拔模块106。

Claims (8)

1.一种通信系统(100),包括电路板(102),所述电路板具有顶面(124)和相反的底面(126),插座笼(108)安装在所述顶面上,所述插座笼具有限定端口(120)的多个壁(114),所述端口配置为通过所述插座笼的前端(110)接收可插拔模块(106),所述插座笼容纳接近所述插座笼的后端(112)的通信连接器(142),所述通信连接器配置为电连接至接收在所述端口中的可插拔模块,所述通信连接器安装在所述顶面上并电连接至所述电路板,其特征在于:
所述通信系统还在所述插座笼(108)的端口(120)内包括热沉构件(156),所述热沉构件包含基部板(158),所述基部板具有接口表面(160)和相反的鳍片表面(162),所述热沉构件具有从所述鳍片表面突出的多个散热鳍片(152);
所述电路板在与所述插座笼的端口对准的端口安装区域(150)中限定通过所述电路板的多个开口(148),使得接收在所述端口中的所述可插拔模块设置在所述多个开口的上方,所述多个开口配置为接收所述多个散热鳍片(152),所述散热鳍片将热量从所述可插拔模块传递至所述电路板的底面之外的冷却流体(154)。
2.如权利要求1所述的通信系统,其中所述插座笼(108)的壁(114)由金属材料制造,并为所述可插拔模块(106)和所述通信连接器(142)提供电屏蔽。
3.如权利要求1所述的通信系统,所述热沉构件安装至所述电路板(102)的顶面(124),使得所述散热鳍片延伸通过所述电路板的所述多个开口(148)且超出所述电路板的底面(126),所述接口表面接合并热耦合至接收在所述端口中的所述可插拔模块(106)的底部(146)。
4.如权利要求3所述的通信系统,其中所述热沉构件(156)的散热鳍片(152)是销鳍片(164)的阵列,且所述电路板(102)中的所述多个开口(148)是容纳所述销鳍片的销孔(166)的互补的阵列,使得每个所述销鳍片接收在相对应的一个所述销孔中。
5.如权利要求1所述的通信系统,其中所述插座笼(108)的壁(114)包含顶壁(116)、以及从所述顶壁延伸至所述电路板(102)的顶面(124)的侧壁(118),所述插座笼包含沿着所述顶壁或所述侧壁中的至少一者在所述端口(120)内的偏置构件(212),所述偏置构件朝向所述电路板的顶面推压接收在所述端口中的所述可插拔模块(106),以促进所述可插拔模块的底部(146)与所述散热鳍片(152)之间的接合和热耦合。
6.如权利要求1所述的通信系统,其中所述壁(114)包含顶壁(304)、沿着所述电路板(102)的顶面(124)的底壁(306)、以及从所述顶壁延伸至所述底壁的侧壁(308),所述底壁具有从邻接所述电路板的顶面的所述底壁的鳍片表面(310)突出的散热鳍片(152),所述散热鳍片延伸通过所述电路板的所述多个开口(148)并超出所述电路板的底面(126),接收在所述端口(120)中的所述可插拔模块(106)的底部(146)接合并热耦合至所述底壁的与所述鳍片表面相反的接口表面(312)。
7.如权利要求1所述的通信系统,其中所述电路板(102)在所述端口安装区域(150)的后面限定连接器安装区域(176),所述连接器安装区域包含过孔(178)或接触垫中的至少一者,以将所述通信连接器(142)电连接至所述电路板。
8.如权利要求1所述的通信系统,还包括接收在所述插座笼(108)的端口(120)中的可插拔模块(106),所述可插拔模块具有保持在导热壳体(130)中的内部电路卡(186),所述内部电路卡包含设置在其上的产生热量的一个或多个电气部件(188),所述壳体配置为从所述内部电路卡吸收热量,并将所述热量传递至所述壳体的底部(146)。
CN201611126106.1A 2015-12-08 2016-12-08 散热通信系统 Active CN107041101B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/961,977 US9869837B2 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Heat dissipating communication system
US14/961,977 2015-12-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107041101A CN107041101A (zh) 2017-08-11
CN107041101B true CN107041101B (zh) 2020-09-08

Family

ID=58799343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611126106.1A Active CN107041101B (zh) 2015-12-08 2016-12-08 散热通信系统

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9869837B2 (zh)
CN (1) CN107041101B (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10965333B2 (en) 2016-07-26 2021-03-30 Laird Technologies, Inc. Thermal management assemblies suitable for use with transceivers and other devices
US10389397B2 (en) * 2016-07-26 2019-08-20 Laird Technologies, Inc. Small form-factor pluggable (SFP) transceivers
CN109728467A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 泰科电子(上海)有限公司 连接器组件和连接座
CN108390834A (zh) * 2018-05-04 2018-08-10 苏州柯谱瑞欣通信科技有限公司 一种易于固定安装的光载无线交换机
US11088715B2 (en) * 2018-08-31 2021-08-10 TE Connectivity Services Gmbh Communication system having a receptacle cage with an airflow channel
US10763193B2 (en) 2018-10-30 2020-09-01 Hamilton Sundstrand Corporation Power control modules
US10539753B1 (en) * 2018-10-31 2020-01-21 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Liquid-cooled assembly
US10874032B2 (en) 2018-10-31 2020-12-22 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Rotatable cold plate assembly for cooling pluggable modules
EP3874564A4 (en) * 2018-11-01 2022-07-27 Smiths Interconnect Canada Inc. HEAT DISSIPATION FROM ACTIVE DEVICES CONNECTED TO CONNECTORS
CN109524032A (zh) * 2018-11-01 2019-03-26 合肥享淘科技有限公司 一种计算机硬盘散热外壳
US10856055B2 (en) * 2019-03-20 2020-12-01 Mellanox Technologies, Ltd. Apparatuses for improved thermal performance of dynamic network connections
US10754111B1 (en) * 2019-04-22 2020-08-25 The Boeing Company Method for modifying small form factor pluggable transceiver for avionics applications
CN113314481B (zh) * 2020-02-27 2023-01-24 光宝电子(广州)有限公司 晶体管散热模块及其组装方法
US20210325616A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Adtran, Inc. Pluggable optical module cage for fixed heat sink
CN113676784B (zh) * 2020-06-15 2023-05-26 江苏富联通讯技术股份有限公司 一种外接式5g通信模块组件及其使用方法
US20220095485A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Arris Enterprises Llc Method and system for small scale structures to improve thermal efficiency
US11579668B2 (en) * 2020-09-24 2023-02-14 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Multipoint contact conduction cooling of a removable device
CN214412924U (zh) * 2020-11-20 2021-10-15 京东方科技集团股份有限公司 一种网络适配器以及终端设备
US11450980B2 (en) 2021-01-04 2022-09-20 Te Connectivity Solutions Gmbh Receptacle cage for a receptacle connector assembly
EP4285170A1 (en) * 2021-01-27 2023-12-06 Cisco Technology, Inc. Pluggable optical modules with blind mate optical connectors
US11614578B2 (en) * 2021-01-27 2023-03-28 Cisco Technology, Inc. Pluggable optical modules with blind mate optical connectors and particular opto-electronic configuration
US20220330414A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 International Business Machines Corporation Heat sinks with beyond-board fins
TWI768917B (zh) * 2021-05-21 2022-06-21 緯創資通股份有限公司 插座組件及包含其之介面卡與電子裝置
US20230418009A1 (en) * 2022-06-26 2023-12-28 International Business Machines Corporation Thermal management of computer hardware modules
US20240098878A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 Raytheon Technologies Corporation Pin-fin cooling for printed circuit boards (pcbs)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1647322A (zh) * 2002-03-06 2005-07-27 蒂科电子公司 收发器模块组件的顶推器机构
TW201223003A (en) * 2010-06-15 2012-06-01 Molex Inc Cage, receptacle and system for use therewith

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5256080A (en) * 1992-06-12 1993-10-26 The Whitaker Corporation Bail actuated ZIF socket
US7529094B2 (en) * 2006-04-28 2009-05-05 Tyco Electronics Corporation Integrated heat sink and light pipe mounting assembly
US7539018B2 (en) * 2007-10-31 2009-05-26 Tyco Electronics Corporation Heat sink retaining clip for an electrical connector assembly
US7621773B2 (en) * 2008-04-11 2009-11-24 Tyco Electronics Corporation Receptacle assembly including a light pipe structure
US20110294313A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 Tyco Electronics Corporation Receptacle connector
US8328565B2 (en) * 2010-07-23 2012-12-11 Tyco Electronics Corporation Transceiver assembly having an improved receptacle connector
US20120250735A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Cisco Technology, Inc. X2 Form Factor 10GBASE-T Transceiver Module
US8467190B2 (en) * 2011-04-11 2013-06-18 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Balanced cooling system and method for high-density stacked cages
US8979558B2 (en) * 2012-03-12 2015-03-17 Fci Americas Technology Llc Interposer assembly
US8535096B1 (en) * 2012-03-27 2013-09-17 Tyco Electronics Corporation Die cast cage for a receptacle assembly
CN203839574U (zh) * 2014-05-21 2014-09-17 泰科电子(上海)有限公司 连接器、连接器组件和设备
US9389368B1 (en) * 2015-04-07 2016-07-12 Tyco Electronics Corporation Receptacle assembly and set of receptacle assemblies for a communication system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1647322A (zh) * 2002-03-06 2005-07-27 蒂科电子公司 收发器模块组件的顶推器机构
TW201223003A (en) * 2010-06-15 2012-06-01 Molex Inc Cage, receptacle and system for use therewith

Also Published As

Publication number Publication date
CN107041101A (zh) 2017-08-11
US9869837B2 (en) 2018-01-16
US20170164518A1 (en) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107041101B (zh) 散热通信系统
CN108738278B (zh) 用于电连接器组件的散热器
CN105811154B (zh) 用于通信系统的可插接模块
US11650383B2 (en) Rack-mountable equipment with a high-heat-dissipation module, and transceiver receptacle with increased cooling
CN105811155B (zh) 用于通信系统的可插接模块
TWI791533B (zh) 具有固定散熱器及浮動收發器之收發器總成陣列
US9653829B2 (en) Pluggable module for a communication system
CN108281831B (zh) 插座组件和传热组件
US9668379B1 (en) Heat spreader for a caged electrical connector assembly
US9391407B1 (en) Electrical connector assembly having stepped surface
CN110690616B (zh) 用于电连接器的热沉组件
US9389368B1 (en) Receptacle assembly and set of receptacle assemblies for a communication system
US10993352B2 (en) Thermal transfer device for a pluggable module assembly
US9673570B2 (en) Stacked cage having different size ports
TWI481204B (zh) 用於收發器之直接冷卻系統及方法
CN110896176A (zh) 高性能堆叠式连接器
CN105811156B (zh) 用于通信系统的可插接模块
US11444404B2 (en) High performance stacked connector
US9572285B2 (en) Pluggable module for a communication system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: American Pennsylvania

Applicant after: Tailian Corporation

Address before: American Pennsylvania

Applicant before: Tyco Electronics Corp.

SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant