CN112399708B - 一种印制电路板、支架和通流装置 - Google Patents

Abstract

一种PCB、支架和通流装置，所述PCB设置有至少两个多功能过孔，如电源属性过孔和地属性过孔；所述支架的金属外壳内设置导流结构，并设置至少两个电接口，所述电接口与所述多功能过孔配合，可以实现电源信号和地信号的连通；所述通流装置包括所述支架、PCB和安装件，所述PCB的电源信号可从一电接口流出到支架，经支架导流后再从另一电接口流回PCB的负载模块。

Description

一种印制电路板、支架和通流装置

技术领域

本发明涉及但不局限于印制电路板(PCB：Printed Circuit Board)和结构件设计通流领域，更具体地，涉及一种印制电路板(PCB：Printed Circuit Board)、支架和通流装置。

背景技术

随着芯片功耗的增加，核心工作电压的降低，工作电流可能达到几百甚至上千安培的级别，通过现有PCB设计技术在PCB层数方面满足如此大电流场景存在困难。PCB通流大电流占用PCB叠层布线空间，并且经过球状矩阵排列(BGA：ball grid array)过孔区域避让后无法满足特大电流通流需求。同时随着芯片功耗的增加，散热器外形尺寸加大，导致PCB配电网络电源模块(VRM：Voltage Regulator module)源端和接收端芯片距离超标，无法满足压降通流需求等情况。

另一方面，为了传输各种不同的信号，PCB上需要的过孔数量越来越多，空间上难以满足设计的要求。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供了一种PCB，所述PCB设置有至少两个多功能过孔，每一所述多功能过孔包括基于同一板通孔上制作的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔和第二过孔在所述板通孔内上下分离。

本发明实施例还提供了一种支架，包括导流结构，所述导流结构包括一管状的金属外壳，设置在所述金属外壳内的至少一导流体，及间隔设置的至少两个电接口，其中：所述电接口包括第一导电柱和从所述第一导电柱中穿过的第二导电柱，所述第一导电柱的第一端与所述导流体连接，第二端位于所述金属外壳外部，所述第二导电柱的第一端与所述金属外壳连接，第二端突出于所述第一导电柱的第二端之外；所述导流体和所述第一导电柱构成第一信号通路，所述金属外壳和所述第二导电柱构成第二信号通路，两个信号通路之间电气绝缘。

本发明实施例还提供了一种通流装置，包括本发明实施例所述的支架，本发明实施例所述的印制电路板PCB，以及用于将设备安装在所述支架上的安装件，所述支架上一个导流结构的至少两个电接口与所述PCB上的至少两个多功能过孔对应连接，其中：两个所述电接口的第一导电柱穿入对应的多功能过孔且与所述多功能过孔包含的两个过孔中的第一过孔接触，形成PCB上电源模块输出的电源信号从一个电接口流出，经所述支架的导流体后从另一电接口流回到PCB上负载模块的传输路径；两个所述电接口的第二导电柱穿过对应的多功能过孔后与所述安装件连接，所述安装件与所述多功能过孔包含的两个过孔中的第二过孔接触，实现所述安装件、所述支架的地属性网络及PCB的地属性网络间的连接。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

图1A是本发明示例性实施例PCB上多功能过孔的结构示意图。

图1B是图1A中多功能过孔的截面图；

图2是本发明示例性实施例散热器支架的俯视图。

图3是图2散热器支架的正视图。

图4是图2散热器支架的电接口部分的结构示意图。

图5是图2散热器支架的电接口部分的截面图。

图6是图2散热器支架的电接口部分的俯视图。

图7A、图7B和图7C分别是图2散热器支架的本体的3个示例的3种截面图。

图8是本发明一示例性实施例通流装置的安装示意图。

图9是图8中通流装置的俯视图。

图10是图8中通流装置电接口与安装件连接的示意图。

图11是图8中通流装置电接口、PCB及安装件连接的侧视图。

图12是本发明另一示例性实施例通流装置的安装示意图，使用两个电接口为一组，作为PCB电源信号的流出口或流回口。

图13是图12中通流装置的俯视图。

图14是本发明另一示例性实施例通流装置的安装示意图，支架在电源模块源端附近增加一加强段并设置一电接口。

图15是图14中通流装置的俯视图。

图16是本发明另一示例性实施例通流装置的安装示意图，支架分为两个相互绝缘的导流结构。

图17是图16中通流装置的俯视图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本发明一示例性实施例以散热器支架(也可称为散热器底座)、PCB和散热器依次连接的场景为例，通过设计一种夹心散热器支架和相应的PCB过孔结构，来增加电流通道。传统上散热器支架为固定散热器的金属物质组成，本实施例将其与PCB结合进行改良配合，提供一种既可以满足固定支撑作用又可以进行通流的一种设计装置。本实施例的散热器支架采用夹心饼干的结构即在金属外壳内设置导流体，在和PCB固定接触的地方采用多功能过孔同时实现电源、地的接触并实现电源和地的有效隔离，既保留了散热器接地和固定支撑的作用，又能运载一定电流的功能。

下面先分别描述本发明示例性实施例提供的PCB和支架的结构。

本发明一示例性实施例提出了一种PCB，设置有至少两个多功能过孔。每一所述多功能过孔包括基于同一板通孔上制作的两个过孔：第一过孔和第二过孔，所述第一过孔和第二过孔在所述板通孔内上下分离。在一个示例中，所述第一过孔将所述PCB的第一内层与第一外层连通，第二过孔将所述PCB的第二内层与第二外层连通。PCB的两个外层是PCB最外侧的两层，这两层也可以分别称之为底层和表层。本实施例的多功能过孔的结构充分挖掘和利用PCB设计和结构空间资源，节省了PCB的利用空间和设计成本。

本发明一示例性实施例中，所述第一过孔是电源属性过孔即用于传输电源信号的过孔，所述电源属性过孔将所述PCB的第一内层的电源平面连通到所述第一外层；所述第二过孔是地属性过孔即用于传输地信号的过孔，所述地属性过孔将所述PCB的第二内层的地平面连通到所述第二外层。

作为一个示例，所述电源属性过孔包括所述板通孔侧壁上的金属镀层、设置在所述第一外层的外层焊盘和设置在所述第一内层且与所述第一内层的电源平面连接的内层焊盘；所述地属性过孔包括所述板通孔侧壁上的金属镀层、设置在所述第二外层的外层焊盘和设置在所述第二内层且与所述第二内层的地平面连接的内层焊盘。需要说明的是，上述多功能过孔并不局限于包括电源属性过孔和地属性过孔，也可以包括与PCB其他层如信号层连接的其他属性的过孔。上述电源平面和地平面例如可以用电源层和地层的铜皮来实现。

图1A和图1B所示为PCB上一多功能过孔的结构，该多功能过孔包括基于一个板通孔304制作的上下分离的地属性过孔302和电源属性过孔303，这里说的上下分离是指两个过孔在板通孔304的轴向上是分离的。

地属性过孔302包括板通孔304侧壁上的第一金属镀层316、在PCB表层309设置的第一焊盘305及在PCB的第一内层311设置的第二焊盘306。第二焊盘306与第一内层311的地平面连接。第一焊盘305也可以与PCB表层309的地平面连接，表层309可以设置也可以不设置有地平面。表层309和第一内层311之间是第一介质层310，

电源属性过孔303包括板通孔304侧壁上的第二金属镀层317，在PCB底层315设置的第三焊盘308及在PCB的第二内层313设置的第四焊盘307。第四焊盘与PCB的第二内层313的电源平面连接，第三焊盘308也可以与PCB底层315的电源平面连接。底层315可以设置也可以不设置电源平面。底层315和第二内层313之间是第二介质层314。

在第一内层311和第二内层313之间是第三介质层312。第一介质层310、第二介质层314和第三介质层312可以包括物理上的一层或多层，可以传输电源信号、接地信号，也可以传输其他信号。

电源属性过孔和地属性过孔的直径可以根据通流能力设计，如可以大于等于3mm。上述第一金属镀层316和第二金属镀层317可以是板通孔304侧壁上的镀铜层，铜厚可以在18um以上。焊盘在1.5OZ厚度左右约1.8～2.3mil。

本申请实施例的多功能过孔在同一板通孔制作不同属性的两个过孔，用于分别传输两种信号如电源信号和地信号，可以大大减少PCB板上过孔的数量，提高PCB板的空间利用率和性能。

本发明实施例的PCB不仅可以用于散热器支架、PCB和散热器依次连接的场景，也可以用于其他需要在一个板通孔实现两种信号传输的场景。

本发明一示例性实施例中，提供了一种支架，包括导流结构，所述导流结构包括一管状的金属外壳，设置在所述金属外壳内的至少一导流体，及间隔设置的至少两个电接口，其中：所述电接口包括第一导电柱和穿过所述第一导电柱的第二导电柱，所述第一导电柱的第一端与所述导流体连接，第二端突出于所述金属外壳之外，所述第二导电柱的第一端与所述金属外壳连接，第二端突出于所述第一导电柱的第二端之外；所述导流体和所述第一导电柱构成第一信号通路，所述金属外壳和所述第二导电柱构成第二信号通路，两个信号通路之间电气绝缘。上述导流结构可以在一个支架上实现两种不同信号的传输，且可以在一个电接口实现两种不同信号的连接，使得支架具有了多种信号的传输能力，例如上述支架是与PCB(如本发明上述实施例中的PCB)配合安装的设备支架时，不仅能够用金属外壳传输地信号，还可以用导流体传输电源信号，这就为PCB的电源信号提供了一新的导流路径，可以用于满足PCB大电流的传输要求。

本发明一示例性实施例中，所述金属外壳具有一上壁，所述上壁的外表面为平面；所述第一导电柱包括中空的柱状部分和从所述柱状部分向周围延伸的环状部分，所述环状部分向外的表面与所述上壁的外表面平齐且与所述金属外壳之间电气绝缘，可通过隔离环或空隙等方式实现。所述柱状部分突出于所述外壳之外。但也可以与所述上壁的外表面平齐。上述环状部分可构成一电源平面，是支架电源属性网络的组成部分，可以与PCB外层相应位置上的电源平面接触实现电源信号的传输。

本发明一示例性实施例中，所述第二导电柱的第二端带有螺纹，用于与外部设备螺接，实现两者之间的固定。

本发明一示例性实施例中，所述金属外壳还具有一下壁，所述第二导电柱的第一端与所述下壁连接；所述导流体对应所述第二导电柱的位置上设有通孔，所述第二导电柱穿过所述通孔和第一导电柱，所述第二导电柱和导流体之间电气绝缘，可以通过绝缘套或空隙等方式实现。这种结构巧妙地实现了两种信号之间的交错，使得内部导流体传输的信号(如电源信号)通过套设在第二导电柱外的第一导电柱传输到外部设备，而通过金属外壳传输的信号通过套设在第一导电柱内的第二导电柱传输到外部设备，满足了外部设备的支架、PCB和外部设备依次连接时的固定要求和信号传输要求。

本发明一示例性实施例中，所述导流体在所述金属外壳的轴向上延伸，所述导流体在所述金属外壳之间通过绝缘支座或者包裹在所述导流体之外的绝缘层实现电气绝缘。在一个示例中，所述金属外壳的截面为矩形，根据空间和加工难道，所述导流体的截面可做成正方形、“十字”形或非正方形的矩形等等。本发明的金属外壳和导流体的截面也可以是其他形状，也可以实现信号传输。

本发明一示例性实施例中，所述导流结构包括4个以上的所述电接口；所述导流结构中包括一个所述导流体，所述导流体与所述导流结构中所有电接口的第一导电柱电连接。在该示例中，导流体可以设计为闭合结构如整体为矩形结构，在加工上更为便利。在另一示例中，所述导流结构中包括多个导流体，每一所述导流体将所述导流结构中的至少两个电接口的第一导电柱电连接。在该示例中，导流体分为多段，可以节约材料。

本发明一示例性实施例中，所述金属外壳包括依次连接的多个直线段，所述导流结构包括在M个连接点(直线段之间的连接点))处分别设置的M’个电接口，M≥M’≥2。例如，所述金属外壳为矩形，包括4个直线段，则可以在该矩形的4个角上分别设置4个电接口，当然也可以只在两个角上设置2个电接口，或在三个角上设备3个电接口。但电接口不一定要设在连接点下，也可以设置在直线段的中部等位置。

本发明另一示例性实施例中，所述金属外壳包括依次连接的多个直线段和至少一延长段，一所述延长段只连接到一个连接点(直线段之间的连接点)，所述导流结构包括在M个连接点处分别设置的M’个电接口，及在N个延长段上分别设置的N’个电接口，M≥M’≥2，N≥N’≥1。例如，金属外壳在矩形的基础上，从每一个角上有一直线段延伸出一个延长段(一个角也可以延伸出多个延长段)，在4个角上设置4个电接口，再在4个角的4个延长段上设置4个电接口，两两一组工作。单个过孔的通流能力有限，延长段可以增加过孔数量，提高通流能力。虽然图示的延长段是从一直线段直接延长，但本发明并不需要如此，延长段也可以与原直线段之间形成一个夹角。

本发明另一示例性实施例中，所述金属外壳包括依次连接的多个直线段和至少一加强段，一所述加强段连接到一所述直线段的中部(不要求在正中间)，所述导流结构包括在M个连接点处分别设置的M’个电接口，及在N个加强段上分别设置的N’个电接口，M≥M’≥2，N≥N’≥1。例如，金属外壳在矩形的基础上，从其中的一段的中部垂直延伸出一个加强段(一段的中部也可以延伸出多个加强段)，在4个角上设置4个电接口，在该加强段上设置1个电接口。通过加强段上电接口的设置，可以增加导流体的通流路径，提高支架的通流能力。

本发明一示例性实施例中，所述支架包括多个所述导流结构，所述多个导流结构之间通过绝缘件或空隙实现电气绝缘。多个导流结构可以用于将信号分为多路分别传输。

本发明上述实施例的支架采用夹心结构，可以传输两种信号，并通过电接口与外部连接，实现了支架的多信号通流和输入输出的能力。

本发明实施例的支架不仅可以用于散热器支架、PCB和散热器依次连接的场景，也可以用于其他需要使用支架提高通流能力的场景。

本发明一示例性实施例中，以与印制电路板配合安装的散热器支架为例对本发明实施例具有通流能力的支架进行说明。图2是该散热器支架的俯视图、图3是该散热器支架的主视图。在图示的示例中，支架本体401为框形的管状结构，在支架本体401的4个角上设置有4个电接口410。图7A示出了该示例支架本体401沿支架延伸方向的垂直方向截取的一截面图，支架本体401包括金属外壳404、在金属外壳407内设置的导流体409，以及设置在金属外壳407和导流体409之间的隔离环408。金属外壳407具有地属性，用于传输地信号。导流体409具有电源属性，用于传输电源信号。隔离环408采用绝缘材料制成，以保证金属外壳407和导流体409电气绝缘。

在图7A所示的示例中，金属外壳407截面的外轮廓是矩形的，导流体409截面为正方形(特殊的矩形)，隔离环408将导流体409整个包裹起来。但本发明不局限于此，在图7B、图7C所示的另两个示例中，导流体409’的截面为矩形，导流体409”的截面为“十字”形，等等。本申请对此不做限定。图7B、图7C中金属外壳407’、407”截面的外轮廓仍是矩形的，金属外壳407’、407”截面的内表面以及隔离环408’、408”的截面可以基于导流体409’、409”的截面变化而相应变化。虽然图7A、图7B和图7C的所示的金属外壳、隔离环和导流体之间是相互接触的，但是在其他示例中，金属外壳和隔离环之间，以及隔离环和导流体之间均可以具有空隙，此时可通过局部设置支座等方式实现相互的固定。

在上述示例性实施例中，金属外壳和导流体均是闭合式的结构，但本发明不局限于此，一个支架也可以包括开放式结构的金属外壳和导流体，导流体也可以分成几段，一段连接两个以上的电接口即可，并不要求导流体必须是一个整体。另外，金属外壳和导流体之间的电气绝缘并不一定要通过隔离环包裹来实现，也可以设置几个绝缘支座将导流体固定在金属外壳之处，不与金属外壳接触即可。

图4、图5和图6示出了一个示例性的电接口410的结构，为了表述简单，图4示出了电接口所在的支架角部的结构，略去了其余部分。图5为沿第一导电柱的轴线对该支架角部垂直截取得到的截面图，图6为该支架角部的俯视图。如图4所示，电接口410包括的第一导电柱为电源属性导电柱402，第二导电柱为地属性导电柱404。电源属性导电柱402包括中空的柱状部分和从所述柱状部分向周围延伸的环状部分，环状部分嵌入金属外壳401中，环状部分向外的表面与金属外壳401的上表面平齐，与金属外壳401之间通过绝缘环403实现电气绝缘，但也可以设置间隙来实现电气绝缘。柱状部分突出于金属外壳401之外。可以插入PCB的过孔之中。电源属性导电柱402与导流体406之间电连接，例如从导流体406上延伸出一根或几个立柱406a连接到电源属性导电柱402的下表面，立体406a可以与导流体406一体成形,也可以是独立的连接件。在其他示例中，立柱也可以用导线等其他方式代替，只要实现导电流406和电源属性导电柱402之间的电连接即可。地属性导电柱404从电源属性导电柱402中空的柱状部分中穿过。地属性导电柱404和电源属性导电柱402之间可通过间隙实现电气绝缘，也可以使用绝缘套。

地属性导电柱404包括柱状部分，该柱状部分可以是中空的，也可以是实心的。请参照图5，该图示的示例中，导流体406对应于地属性导电柱404的位置开有通孔，地属性导电柱404的下端穿过导流体406上的通孔，与金属外壳401的下壁相连接，和金属外壳401等一起组成支架的地属性网络.而地属性导电柱404的上端则穿出电源属性导电柱402的柱状部分。地属性导电柱404的上端可以设置螺纹以方便与外部设备螺接固定。地属性导电柱404与导流体406之间可以通过隔离套405b或间隙来实现电气绝缘。

通过上述结构，导流体406和电源属性导电柱402构成了支架的电源信号通道,是支架电源属性网络的组成部分，电源信号可以从一个电接口的电源属性导电柱402流出，流经导流体406后从另一电接口的电源属性导电柱402流回。而金属外壳401和地属性导电柱404构成支架地属性网络的组成部分，外部设备可以通过各个电接口的地属性导电柱404实现接地。

需要说明的是，上述示例中的导流体406整体上是一个封闭结构，因而在导流体406上开孔以让地属性导电柱404通过，如果导流体406设计为分段结构，在对应地属性导电柱404的位置并没有将地属性导电柱404与金属外壳401的下壁挡住，则无需在导流体406上开孔，地属性导电柱404也不需要从导流体406穿过。

本发明一示例性实施例提供了一种通流装置，包括上述本发明任一实施例所述的支架，上述本发明任一实施例所述的PCB，及用于将设备安装在所述支架上的安装件，所述支架上一个导流结构的至少两个电接口与所述PCB上的至少两个多功能过孔对应连接，其中：两个所述电接口的第一导电柱穿入对应的多功能过孔且与所述多功能过孔包含的两个过孔中的第一过孔接触，形成PCB上电源模块输出的电源信号从一个电接口流出，经所述支架的导流体后从另一电接口流回到PCB上负载模块的传输路径；两个所述电接口的第二导电柱穿过对应的多功能过孔后与所述安装件连接，所述安装件与所述多功能过孔包含的两个过孔中的第二过孔接触，实现所述安装件、所述支架的地属性网络及PCB的地属性网络间的连接。

PCB的电源属性网络由PCB上传输电源信号的各个部分组成，包括多功能过孔中的第一过孔(即电源属性过孔)，PCB的地属性网络由PCB上传输地信号的各个部分组成，包括包括多功能过孔中的第二过孔(即地属性过孔)。支架的电源属性网络由支架上传输电源信号的各个部分组成，包括导流体和各个电接口的第一导电柱(即电源属性导电柱)；支架的地属性网络由支架上传输地信号的各个部分组成，包括金属外壳和各个电接口的第二导电柱(即地属性导电柱)。

本发明一示例性实施例中，所述安装件包括紧固件(如螺丝)和连接件，所述第一过孔和第二过孔包括设置在所述PCB两个外层的焊盘(第一过孔包括一个外层的焊盘，第二过孔包括另一外层的焊盘)，所述第一导电柱包括与所述支架外表面平齐的环状部分；所述紧固件穿过所述连接件后与所述第二导电柱固定连接如螺接，将所述连接件与支架的地属性网络连接。螺接后，不仅能够将安装件、PCB和支架三者相对固定，还可以使所述连接件与PCB朝向所述安装件的一外层上的地属性网络(如第二过孔的外层焊盘)接触，从而将所述连接件与PCB的地属性网络连接；同时也使所述PCB朝向所述支架的另一外层上的电源属性网络(如第一过孔的外层焊盘)与所述第一导电柱的环状部分接触，以实现电源接号的流出或流回，即从PCB流出到支架，或从支架流回到PCB。

本发明一示例性实施例中，所述导流结构上设置至少四组电接口，每一组电接口包括一个电接口或相互靠近的两个以上的电接口；所述四组电接口与所述PCB上对应的多功能过孔分别连接，形成至少两条独立的电源信号的所述传输路径，每一所述传输路径以两组电接口分别作为PCB电源信号的流出口和流回口，从一组电接口流出，从另一组电接口流回。因为电接口需要使用过孔来通流，一组电接口包括两个以上电接口时，相应会有多个并联的过孔来通流，可以增加其作为的电源信号的流入口或流出口的通流能力。在此基础上，所述导流结构上还可以形成至少一条电源信号的附加传输路径，所述附加传输路径以一组电接口为PCB电源信号的流出口，并通过相应的导流体将电源信号传输到电源信号的其他传输路径，通过所述其他传输路径流回所述PCB。所述附加传输路径作为流出口的该组电接口比其他类型传输路径上作为流出口的电接口更接近于所述PCB上电源模块的源端。附加传输路径同样具有增加通流能力的功能。

本发明一示例性实施例中，所述支架包括至少两段相互绝缘的导流结构，每一所述导流结构上形成至少一条电源信号的所述传输路径，以用于传输不同的电源信号。

上述本发明实施例提出的通流装置在PCB上使用多功能过孔，充分挖掘利用PCB设计和结构空间资源，并通过借道夹心支架来增加电流通道，不需要专用的通流条和额外的固定点，可以有效改善PCB通流压降、温升等电源性能，有利于高速信号设计和减少PCB层数，使用此装置后可以有效减少过多的电源层铜皮，节省了PCB的空间，降低了PCB的设计难度。

图8和图9示出了本发明一示例性实施例的通流装置，该通流装置包括需要安装在一起的散热器支架、PCB和散热器(如风扇)的安装件。图8是散热器支架、PCB和散热器的安装件安装前的爆炸图，图9是散热器支架、PCB和散热器的安装件安装后的俯视图。如图所示，该散热器支架采用图2中的散热器支架，包括框形的金属外壳401和在4个角上设置的4个电接口410。PCB301上对应于4个电接口410的位置设置有4个多功能过孔，图中表示为第一多功能过孔30B、第二多功能过孔30D、第三多功能过孔30E和第四多功能过孔30G。PCB301上还包括大电流的负载芯片501和电源输出模块601。安装件包括散热器的固定耳朵102和螺丝201，用于将散热器隔着PCB固定在散热器支架上。如图10所示的示例中，固定耳朵101是一个L型的金属片中的一部分，该L型金属片的一个侧板上开设有通孔以容螺丝穿过与第二导电柱404螺接，固定耳朵101上还可以开设其他通孔以穿过螺丝来固定散热器。本示例的螺丝201为一空心螺丝，其下端的内表面具有螺纹。需要说明的是，这里的固定耳朵只是安装件的一个示例，安装件的结构完全可以与此不同。而大支架的种类不同时，可以设计相应类型的PCB过孔用于电源和地网络的连接。

本发明一示例性实施例中，通流装置的夹心支架中的导流体406使用铜作为材料，其横截面积可以按照如下公式估算：

横截面积计算公式Area[mils^2]＝(Current[Amps]/(k*(Temp_Rise[deg.C])^b))^(1/c)

宽度计算公式Width[mils]＝Area[mils^2]/(Thickness[oz]*1.378[mils/oz])

其中厚度Thickness[oz]根据空间容忍度进行最大化利用，其他参数为内层铜k＝0.024,b＝0.44,c＝0.725。

其中Area为横截面积，Current[Amps]是需要通过的电流大小，单位为安培。Temp_Rise[deg.C]为温升，单位为摄氏度。Thickness[oz]为铜厚的单位，为OZ，1OZ铜厚约等于1.4mil厚度。mil是长度单位，1mm(毫米)＝39.37mils。

如图8所示，并参见图10和图11。安装时，将散热器支架的4个电接口410对准PCB上的4个多功能过孔，然后将4个电接口410中电源属性的第一导电柱402穿入该4个多功能过孔，使4个电接口410中地属性的第二导电柱404从该4个多功能过孔中穿出。然后将螺丝201穿过固定耳朵101上的通孔，与第二导电柱404螺接。为了更清楚地显示螺丝201、固定耳朵101与第二导电柱404之间的连接关系，在图10中略去了支架和安装件之间的PCB。在图10所示的示例中，螺丝201是套在第二导电柱404之外实现螺接，但在其他示例中，螺丝201的螺纹也可以设置在其下端的外表面，而将第二导电柱404设计为内表面带有螺纹的空心柱体，通过将螺丝201拧入到第二导电柱404中而实现螺接。

请参见图11，将螺丝201锁附到第二导电柱404上，与第二导电柱404螺接紧固之后，即可将支架、PCB301和固定耳朵101固定在一起。此时，第二导电柱404作为支架地属性网络的组成部分，与螺丝201接触，而螺丝201与固定耳朵101接触，固定耳朵101的下表面则与PCB301朝向所述安装件的一外层的地属性网络接触，与固定耳朵101接触的PCB301上该外层的地属性网络可以包括地属性过孔302位于该外层的焊盘305，还可以包括该外层上的其他地属性铜皮等。如此就将PCB301的地属性网络、支架的地属性网络和固定耳朵101连接起来。将散热器通过所述固定耳朵101安装之后，可以实现散热器的可靠接地。在螺接紧固之后，也会使PCB301朝向支架的另一外层的电源属性网络与第一导电柱402的环状部分接触。与环状部分接触的PCB301另一外层的电源属性网络包括电源属性过孔303位于该另一外层的焊盘308，还可以包括该另一外层上的其他电源属性铜皮等。如此就实现了PCB的电源信号流出到支架及经导流体外再从支架流回到PCB的通路。

将4个螺丝201和4个第二导电柱404螺接紧固之后，保证上述接触充分可靠。而螺丝201拧入之后，会落入地属性导电柱404与电源属性导电柱402之间的安全间距内，以保证螺丝201不会与电源属性导电柱402接触发生短路。此外，第一导电柱402的柱状部分可以防止移动，也可以与电源属性过孔有部分接触，起接触功能的主要是环状部分402，螺丝201锁紧之后，环状部分自然与PCB301朝向支架的另一外层的电源属性网络就完全接触了。

在上述通流装置安装完成之后，即有常规通流路径，也有利用夹心支架加强的通流路径。如图9所示，B区域箭头所示为常规通流路径，电源信号(或称电流)从电源模块601输出，经PCB 301内的电源层传输到PCB上的负载模块(如用电芯片)501处。而A和C区域的箭头表示本发明实施例的通流加强部分，电源信号从电源模块601输出，分两路经PCB 301内层到达第一多功能过孔30B和第二多功能过孔30D，经对应电接口进入支架内部的导流体，一路从第一多功能过孔30B传输到第三多功能过孔30G，另一路从经第二多功能过孔30D传输到第四多功能过孔30E，再各自经对应电接口流回到PCB内的电源层，然后传输到负载模块501。

由此可知，上述本发明实施例的通流装置通过借道夹心支架增加电流通道，不需要专用的通流条和额外的固定点，可以有效改善PCB通流压降、温升等电源性能，也有利于高速信号设计和减少PCB层数，可以有效减少过多的电源层铜皮，节省了PCB的空间，降低了PCB的设计难度。

本发明另一示例性实施例中，提供了一种加强型的通流装置，如图12和图13所示。与图10、图11所示实施例不同的是，该实施例支架大致为框形，但在4个角上分别延长了一小段，称为延长段。除了在4个角上设置了4个电接口410外，还在4个延长段上分别设置了4个电接口410，总共8个电接口可以分成4组，每一组包括2个相互靠近的电接口。相应地，在PCB301的相应位置也设置8个多功能过孔。

本实施例除PCB内部的电源传输路径外，增加的流经支架的电源信号的传输路径仍然是两路，与图10、图11所示实施例不同之处在于每一路传输路径的电源信号的流出口和流回口均采用同一组的两个电接口实现。对每一传输路径而言，电源信号从电源模块601经PCB内电源层铜皮传输到同一组的两个电接口，从这两个电接口流出到支架内的导流体406，经导流体406传输到另一组两个电接口，从该另一组两个电接口流回到PCB301的负载模块501。在单个多功能过孔的通流能力有限时，通过在一个传输路径使用相当于并联的两个电接口和两个多功能过孔配合来通流，可以提高该通流装置的通流能力。

需要说明的是，本实施例设置在延长段上的电接口可以只用于电源信号的传输，不需参与接地，因而可以不与安装件配合锁附，通过4个角上的电接口与螺丝锁紧后也能保证延长段上电接口与PCB之间有可靠的电源连接。在另一示例性实施例中，除了4个角上使用本发明实施例的电接口和多功能过孔外，延长段的这4个电接口也可以只设置第一导电柱，而对应于延长段电接口的过孔也可以设置为只包括电源属性过孔，不需要设计为多功能过孔。

本发明另一示例性实施例中，提供了另一种加强型的通流装置，如图14和图15所示。与图10、图11所示实施例不同的是，该实施例支架大致为框形，但从其中一个直线段(图中所示为上面一段)延伸出一加强段，除了在4个角上设置了4个电接口410外，还在该加强段上设置了1个电接口410，总共5个电接口。在加强段上的电接口410相对其他电接口更接近于PCB上电源模块的源端。相应地，PCB301的相应位置也设置5个多功能过孔。

本实施例除PCB内部的电源传输路径外，增加的流经支架的电源信号的传输路径仍然包括图10、图11所示实施例中的两路，不同之处在于还增加了一个附加传输路径。该附加传输路径的流向是：电源信号从电源模块601经PCB内电源层铜皮传输到加强段的电接口，从该电接口流出到支架内的导流体406，经导流体406从两边分别汇入原有的两路传输路径，通过该两路传输路径流回PCB。该增加的辅助加传输路径可以提高该通流装置的通流能力，减少压降。

需要说明的是，本实施例设置在增强段上的电接口用于电源信号的传输，可以参与接地，也可以不参与接地。参与接地时，对应的PCB过孔为多功能过孔，安装时需要与螺丝配合锁附。不参与接地时，可以不与安装件配合锁附，通过4个角上的电接口与螺丝锁紧后也能保证增强段上电接口与PCB之间有可靠的电源连接。在另一示例性实施例中，增强段的电接口不参与接地，除了4个角上使用本发明实施例的电接口和多功能过孔外，增强段的电接口也可以只设置一个导电柱，而对应于增强段电接口的过孔也可以设置为只包括电源属性过孔，不需要设计为多功能过孔。

在图14、图15所示的实施例的基础上，也可以按照图12、图13所示实施例的方式，在每一个电接口附近增加一个电接口来提高通流能力。

本发明另一示例性实施例中，提供了另一种可传输不同电源信号的通流装置，如图16和图17所示。与图10、图11所示实施例不同的是，该实施例支架大致为框形，但是分为两个相互绝缘的导流结构，即左侧的导流结构和右侧的导流结构，两个导流结构之间通过两个中间绝缘体401a、401b实现电气绝缘。每一个导流结构包括在两个角部分别设置的两个电接口，可增加一路流经支架的电源信号的传输路径。因而本实施例增加的流经支架的电源信号传输路径与图10、图11所示实施例类似，只是两个传输路径可以传输从电源模块601上输出的两路不同类型的电源信号，实现双路供电，对每一路均有增强。

在本公开的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (16)

1.一种支架，其特征在于，包括导流结构，所述导流结构包括一管状的金属外壳，设置在所述金属外壳内的至少一导流体，及间隔设置的至少两个电接口，其中：

所述电接口包括第一导电柱和从所述第一导电柱中穿过的第二导电柱，所述第一导电柱的第一端与所述导流体连接，第二端位于所述金属外壳外部，所述第二导电柱的第一端与所述金属外壳连接，第二端突出于所述第一导电柱的第二端之外；

所述导流体和所述第一导电柱构成第一信号通路，所述金属外壳和所述第二导电柱构成第二信号通路，两个信号通路之间电气绝缘；

其中，所述金属外壳具有一上壁，所述上壁的外表面为平面；

所述第一导电柱包括中空的柱状部分和从所述柱状部分向周围延伸的环状部分，所述环状部分向外的表面与所述上壁的外表面平齐且与所述金属外壳之间电气绝缘，所述柱状部分突出于所述外壳之外；

其中，所述金属外壳还具有一下壁，所述第二导电柱的第一端与所述下壁连接。

2.如权利要求1所述的支架，其特征在于：

所述第二导电柱的第二端带有螺纹。

3.如权利要求1所述的支架，其特征在于：

所述导流体对应所述第二导电柱的位置上设有通孔，所述第二导电柱穿过所述通孔和第一导电柱，所述第二导电柱和导流体之间电气绝缘。

4.如权利要求1所述的支架，其特征在于：

所述导流体在所述金属外壳的轴向上延伸，所述导流体在所述金属外壳之间通过绝缘支座或者包裹在所述导流体之外的绝缘层实现电气绝缘。

5.如权利要求4所述的支架，其特征在于：

所述金属外壳的截面为矩形，所述导流体的截面为矩形或“十字”形。

6.如权利要求1所述的支架，其特征在于：

所述导流结构包括4个以上的所述电接口；

所述导流结构中包括一个所述导流体，所述导流体将所述导流结构中所有电接口的第一导电柱电连接；或者，所述导流结构中包括多个导流体，每一所述导流体将所述导流结构中的至少两个电接口的第一导电柱电连接。

7.如权利要求1所述的支架，其特征在于：

所述金属外壳包括依次连接的多个直线段，所述导流结构包括在M个连接点处分别设置的M’个电接口，其中，M≥M’≥2；或者

所述金属外壳包括依次连接的多个直线段和至少一延长段，一所述延长段只连接到一个连接点，所述导流结构包括在M个连接点处分别设置的M’个电接口，及在N个延长段上分别设置的N’个电接口，其中，M≥M’≥2，N≥N’≥1；或者

所述金属外壳包括依次连接的多个直线段和至少一加强段，一所述加强段连接到一所述直线段的中部，所述导流结构包括在M个连接点处分别设置的M’个电接口，及在N个加强段上分别设置的N’个电接口，其中，M≥M’≥2，N≥N’≥1。

8.如权利要求1所述的支架，其特征在于：

所述支架包括多个所述导流结构，多个所述导流结构之间通过绝缘件或空隙实现电气绝缘。

9.如权利要求1至8中任一所述的支架，其特征在于：

所述支架为与印制电路板配合安装的设备支架，所述第一信号通路为电源信号通路，所述第二信号通路为地信号通路。

10.一种通流装置，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一所述的支架，印制电路板PCB，以及用于将设备安装在所述支架上的安装件，所述支架上一个导流结构的至少两个电接口与所述PCB上的至少两个多功能过孔对应连接，其中：

两个所述电接口的第一导电柱穿入对应的多功能过孔且与所述多功能过孔包含的两个过孔中的第一过孔接触，形成PCB上电源模块输出的电源信号从一个电接口流出，经所述支架的导流体后从另一电接口流回到PCB上负载模块的传输路径；

两个所述电接口的第二导电柱穿过对应的多功能过孔后与所述安装件连接，所述安装件与所述多功能过孔包含的两个过孔中的第二过孔接触，实现所述安装件、所述支架的地属性网络及PCB的地属性网络间的连接；

其中，所述PCB设置有至少两个多功能过孔，每一所述多功能过孔包括基于同一板通孔上制作的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔和第二过孔在所述板通孔内上下分离。

11.如权利要求10所述的通流装置，其特征在于：

所述安装件包括紧固件和连接件，所述第一过孔和第二过孔包括设置在所述PCB两个外层的焊盘，所述第一导电柱包括与所述支架外表面平齐的环状部分；所述紧固件穿过所述连接件后与所述第二导电柱固定连接，使所述连接件与所述PCB朝向所述安装件的一外层上的地属性网络接触，使所述PCB朝向所述支架的另一外层上的电源属性网络与所述第一导电柱的环状部分接触。

12.如权利要求10或11所述的通流装置，其特征在于：

所述导流结构上设置至少四组电接口，每一组电接口包括一个电接口或相互靠近的两个以上的电接口；所述四组电接口与所述PCB上对应的多功能过孔分别连接，形成至少两条独立的电源信号的所述传输路径，每一所述传输路径以两组电接口分别作为PCB电源信号的流出口和流回口。

13.如权利要求12所述的通流装置，其特征在于：

所述导流结构上还形成至少一条电源信号的附加传输路径，所述附加传输路径以一组电接口为PCB电源信号的流出口，并通过相应的导流体将电源信号传输到电源信号的其他传输路径，通过所述其他传输路径流回所述PCB，所述附加传输路径作为流出口的该组电接口比其他类型传输路径上作为流出口的电接口更接近于所述PCB上电源模块的源端。

14.如权利要求10或11所述的通流装置，其特征在于：

所述支架包括至少两段相互绝缘的导流结构，每一所述导流结构上形成至少一条电源信号的所述传输路径，以用于传输不同的电源信号。

15.如权利要求10所述的通流装置，其特征在于：所述第一过孔将所述PCB的第一内层与第一外层连通，所述第二过孔将所述PCB的第二内层与第二外层连通。

16.如权利要求10所述的通流装置，其特征在于：所述第一过孔为电源属性过孔，所述电源属性过孔将所述PCB的第一内层的电源平面连通到第一外层；所述第二过孔为地属性过孔，所述地属性过孔将所述PCB的第二内层的地平面连通到第二外层。