CN114071869A - 金手指电路板、金手指连接器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种金手指电路板、金手指连接器及电子设备。金手指电路板包括主电路板，设置于所述主电路板上方、且与所述主电路板间隔设置的至少一个从电路板；所述主电路板上设有主连接区，至少一个所述从电路板上设有从连接区，所述主连接区和各所述从连接区配合形成所述金手指电路板的金手指连接区，且主连接区与各从连接区与主电路板上的同一个外接电路电连接。本申请中的金手指电路板能够提升通流面积，从提升的金手指电路板及与其连接的金手指连接器的通流能力，降低单位加工成本。

Description

金手指电路板、金手指连接器及电子设备

技术领域

本申请涉及电路板技术领域，尤其涉及到一种金手指电路板、金手指连接器及电子设备。

背景技术

目前，在能源领域中，使用金手指PCB(printed circuit board，印刷电路板)将设备之间进行互连的方式应用的越来越广泛。使用此类互连方式，设备之间可以节约一个连接器，可以使成本降低。在能源领域，许多大功率的传递也是通过金手指PCB实现大通流的互连，随着电源模块的功率提升，大通流产生的热耗越来越大，而由于进行互连的金手指PCB宽度不变，导致金手指PCB超温失效。

解决上述问题的主要方式有：对金手指PCB采样埋铜等特殊工艺设计，增加板级内通流能力；或，在金手指连接器采用双层金手指接触簧片设计，增加接触面积，进而提升通流能力；这两种方法都可以在一定程度上提升通流能力，但是提升效果有限，一般只能将通流能力提升10～15％左右，仍然无法满足未来功率成倍的增加需求，且金手指PCB及金手指连接器需要进行特殊工艺设计，会导致其加工难度增加，单位成本升高。

发明内容

本申请提供了一种金手指电路板，能够提升通流面积，从而提升金手指电路板及与其连接的金手指连接器的通流能力，降低单位加工成本。

本申请提供了一种金手指电路板，包括主电路板和设置于主电路板上方的至少一个从电路板，主电路板与从电路板间隔设置，主电路板上设有外接电路和主连接区，各从电路板上设有从连接区，且主连接区与各从连接区与主电路板上的同一个外接电路电连接；当金手指电路板与金手指连接器连接时，一个金手指连接器同时与主连接区和至少一个从连接区配合形成的金手指连接区连接，这样，金手指连接器同时与至少两个电路板连接，从而可以增加金手指连接器上接触簧片的数量；且从电路板的设置，在空间上可以扩展金手指电路板内流通宽度，以减小金手指电路板内通流网络以及接触簧片处电流的大小，降低单位体积内通流密度及通流网络所带来的损耗；另外，至少一个从电路板与主电路板间隔设置，使大通流网络在空间上的散热面积增加，可以提高散热性能，在同等功率转接下，该金手指电路板所带来的温度更低。

需要说明的是，设置于主电路板上方的从电路板的数量可以为一个、两个或者三个等。在具体设置从电路板时，从电路板上的从连接区可以与主电路板上的主连接区对应设置，以使在主电路板的投影中，从连接区与主连接区重合，另外，从连接区和主连接区相对应设置，可以使从连接区和主连接区配合形成的金手指连接区为对称的结构，当一个金手指连接器与金手指连接区连接时的便捷性更高。

在上述的方案中，从电路板与主电路板之间设置有互连件，互连件用于将主电路板和从电路板电连接。互连件具体可以包括至少两列排针，两列排针的一端与从电路板连接，两列排针的另一端连接在主电路朝向从电路板的一侧；其中，至少两列排针可以平行设置，至少两列排针也可以呈锐角设置；当排针与从电路板连接时，从电路板上可设置有用于排针穿过的插槽，插槽的设置可以对排针起到限位的作用，以提高从电路板与主电路板之间连接的便捷性。

在上述的方案中，从电路板与主电路板之间还设有支撑件，支撑件的一端与主电路板朝向从电路板的一侧连接，支撑件的另一端向从电路板所在的一侧延伸，并与从电路板连接，以使从电路板稳定的设置于主电路板的上方；具体地，支撑件可以包括至少两个支撑柱，从电路板和主电路板中的至少一个位置可调的安装于两个支撑柱上，至少两个支撑柱可以平行设置，至少两个支撑柱也可以不平行的设置，且每个支撑柱的外侧还设有限位结构，限位结构用于调节从电路板和主电路板之间的位置关系。

其中，限位结构可以包括设置于支撑柱上的多个限位孔，及与限位孔配合的限位块，当主电路板相对于支撑柱位置固定，从电路板位置可调的设置于支撑柱上时，限位块的一端设置于一个限位孔中，限位块的另一端位于从电路板的下方，以使从电路板的位置固定；当主电路板位置可调地连接于支撑柱上时，也可以通过设置于支撑柱上的限位孔及限位块限定主电路板的位置，进而使主电路板和从电路板之间的距离在设定的范围内，以减小从电路板与金手指连接器连接时的公差，使金手指连接器与从电路板上的从连接区连接时，接触更良好。

另外，限位结构还可以包括设置于支撑柱外侧的滑槽和滑块，滑槽的延伸方向与支撑柱的高度方向相同，滑块位置可调的设置于滑槽中，当需要调节从电路板和/或主电路板在支撑柱上的位置时，先将从电路板和/或主电路板移动至预定的位置，再调节滑块的位置，使从电路板和主电路板的下方均设有滑块，此时，设置于从电路板和主电路板下方的滑块的位置相对于滑槽固定，这样可以使主电路板和从电路板之间的距离在设定的范围内，以减小从电路板与金手指连接器连接时的公差，使金手指连接器与从电路板上的从连接区连接时，接触更良好。

在上述的方案中，在主连接区内可以设有正极走线，在从连接区内可以设有负极走线；或，在主连接区内可以设有负极走线，在从连接区内可以设有正极走线；或，在主连接区内可以设有正极走线和负极走线，在从连接区内也可以设有正极走线和负极走线；而主连接区和从连接区内走线的布设，需要根据具体的需求进行调整。

本申请实施例还提供一种金手指连接器，该连接器包括有与金手指电路板上主电路板连接的第一连接部，与从电路板连接的第二连接部，第一连接部和第二连接部远离金手指电路板的一端相互连接，以提高金手指连接器的交换容量。

本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括了上述的金手指连接器和金手指电路板，可以提高电子设备的通流能力，降低电子设备的成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种金手指电路板的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种金手指电路板的俯视图；

图3为本申请实施例提供的一种金手指电路板的侧视图；

图4为本申请实施例提供的又一种金手指电路板的俯视图；

图5为本申请实施例提供的又一种金手指电路板的侧视图；

图6为本申请实施例提供的金手指连接器的结构示意图。

附图标记：

10-主电路板；11-主连接区；20-从电路板；21-从连接区；30-排针；40-支撑柱；

50-支撑板；60-第一连接部；70-第二连接部。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

随着5G的到来，数据交换速率提升，所需要的电源功率也将大幅提升，而大通流产生的热将大幅超过PCB降额规范要求的温度，导致了目前的金手指宽度已经不能满足在之前在平台上实现大功率的互连。如果使用独立连接器实现大功率互连，将带来成本上升及平台不兼容问题。

基于此，本申请实施例提供一种金手指电路板，在提升通流宽度的前提下，还可以使PCB降额规范达到要求的温度。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

图1为本申请实施例提供的一种金手指电路板的结构示意图；参照图1，该金手指电路板包括主电路板10，与主电路板10电连接的至少一个从电路板20，主电路板10和至少一个从电路板20间隔设置，从电路板20在空间上位于主电路板10的上方；其中，主电路板10上设有外接电路和主连接区11，从电路板20上设有从连接区21，主连接区11和各个从连接区21与主电路板10上的同一个外接电路电连接，且主连接区11和各个从连接区21中的至少一个配合形成金手指连接区；当金手指连接区在与金手指连接器连接时，同一个金手指连接器会与主连接区11和至少一个从连接区21连接，即主连接区11和从连接区21均会与金手指连接器上的接触簧片(图1中未示出)连接，进而通过增加接触簧片的数量，可以减小经过每个接触簧片及金手指连接区内通流网络电流的大小，降低单位体积内通流密度及通流网络所带来的损耗，另外从连接区21的设置也可以增加金手指连接区内的通流宽度，提升通流的能力；另外，由于至少一个从电路板20设置于主电路板10的上方，且主电路板10和各个从电路板20间隔设置，因此还可以提高金手指连接区的散热效果，在同等功率转接下，采用此种方式设置的金手指连接区的散热效果更好，温度也更低，内部的通流宽度也得到增加。

需要说明的是，从电路板20可以为一个、两个、或者三个等；图2为本申请实施例提供的一种金手指电路板的俯视图；请参照图2，当从电路板20为一个时，从电路板20可以与主电路板10平行设置，且从电路板20上的从连接区21在主电路板10上的投影与主电路板10上的主连接区(图中未示出)可以完全重合，此时，从连接区21的形状和大小与主连接区的形状和大小相同，当金手指连接器与该从连接区21和该主连接区形成的金手指连接区连接时，连接的难度较小，便于操作。

在具体设置时，从电路板上的从连接区在主电路板上的投影也可与主连接区部分重合，或者是从电路板上的从连接区在主电路板上的投影与主电路板上的主连接区不重合；另外，从连接区与主连接区之间的大小也可以不相同，具体如何设置根据实际的需要进行调节，此处不再进行列举。

图3为本申请实施例提供的一种金手指电路板的侧视图；参照图3，当从电路板20设置为两个时，两个从电路板20可以沿竖直方向依次排列，每个从电路板20上均设有从连接区，每个从连接区和主电路板10上的主连接区与主电路板10上的同一个外接电路电连接，以使每个从连接区均可以与主电路板10上的主连接区配合形成一个金手指连接区；当两个从电路板20上的两个从连接区的面积不相同，两个从连接区与主连接区配合形成的两个金手指连接区的面积也不相同时，两个金手指连接区可以对应两个不同的金手指连接器，从而增加金手指电路板的适用性；当两个从连接区的面积相同时，两个从连接区与主连接区配合形成的两个金手指连接区的面积也相同，由于两个从电路板20距离主电路板上的主连接区的间距不同，在将金手指连接器在与金手指电路板连接时，可以根据金手指连接器上用于和主连接区和从连接区连接的接触簧片的位置，选择与两个从连接区中的一个连接，以提高金手指连接器与金手指连接区连接的便捷性。

图4为本申请实施例提供的又一种金手指电路板的俯视图；参照图4，从电路板20设置为两个时，两个从电路板20可以在同一平面上，且该平面可以与主电路板10所在的平面平行，此时，两个从电路板20上的两个从连接区21可以与主电路板10的主连接区11共同形成一个金手指连接区，也可以分别与主电路板10上的主连接区11形成金手指连接区，即可形成两个金手指连接区；当共同形成一个金手指连接区时，金手指连接器可以分别与两个从电路板20上的从连接区21连接，当其中一个从电路板20损坏时，金手指连接器与金手指连接区之间依然能够实现连接；当形成两个金手指连接区时，在将金手指连接器与金手指连接区连接时，可以依据装配的简便性进行选择连接。

请继续参照图1，在上述的方案中，在从电路板20与主电路板10之间还设有用于将主电路板10与从电路板20电连接的互连件，互连件可以为金属材质，以使主电路板10和从电路板20之间可以有电流通过；其中，在具体设置互连件时，互连件可以为排针30，排针30的一端可与从电路板20通过波峰焊连接，焊接后可以将从电路板20与排针30作为一个整体的部件，将排针30的另一端与主电路板10通过波峰焊连接，以使主电路板10和从电路板20连接；或者，排针30可以包括公端和母端，公端可以固定连接于主电路板10上，母端固定连接在从电路板20上与公端相对应的位置，在将主电路板10和从电路板20连接时，将排针30的公端和排针的母端插接即可；或者，公端可以固定连接于从电路板20上，母端固定连接在主电路板10上与公端相对应的位置，在将主电路板10和从电路板20连接时，将排针30的公端和排针30的母端插接即可。

另外，排针30的数量可以为两列，两列排针30可以平行设置，此时，在从电路板20上可以设置有两个用于排针30穿过的插槽，插槽可以起到限位的作用，以使排针30与从电路板20连接时，可以直接将排针30插接到插槽中，然后再将排针30与从电路板20固定连接；其中，两列排针30也可以不平行设置，此时，两列排针30将主电路板10和从电路板20连接的形式与两列排针30平行时连接的方式相同，也可以不相同，只要能够将主电路板10和从电路板20连接并能够导电即可。

需要说明的是，当从电路板为两个、且两个从电路板在同一平面时，每列排针可以同时将两个从电路板与主电路板电连接；或者，每一个从电路板与主电路板之间设有用于将该从电路板与主电路板电连接的排针；其中，当两个从电路板不在同一平面时，排针的设置形式与在两个从电路板在同一平面时设置的形式可以相同。

请继续参照图1，在上述的方案中，从电路板20与主电路板10之间还可以设有支撑件，支撑件用于为从电路板20提供支撑，以使从电路板20与主电路板10之间的连接更加稳定；其中，支撑件可以为至少两个支撑柱40，至少两个支撑柱40可以设置于互连件背离主连接区11和从连接区21一侧，或者也可以设置于互连件与金手指连接之间，支撑柱40的一端可以固定连接于主电路板10上，另一端可以穿设于从电路板20，且支撑柱40的周侧可以设有限位结构，限位结构包括沿支撑柱40的延伸方向设置的多个限位孔(未在图中示出)及与限位孔配合的限位块，多个限位孔可呈阵列的方式排列在支撑柱40上，当需要调节从电路板20与主电路板10之间的相对位置时，将从电路板20沿支撑柱40的延伸方向移动至预设的位置后，限位块的一端插入到与该位置对应的限位孔中，限位块的另一端位于支撑柱40的周侧，并与从电路板20抵接，从而可以将从电路板20的位置固定，另外，通过限位块的调节方式，也可以调节从电路板20的与主电路板10之间的安装公差，以使金手指连接器在与主电路板10上的主连接区11和从电路板20上的从连接区21连接时，设置于金手指连接器上的簧片能够与主连接区11和从连接区21连接的更加稳定，以降低由于主电路板10和从电路板20的间距大于或者小于金手指连接器接触簧片的间距，导致接触不良或者过紧的风险。

当支撑件包括至少两个支撑柱40时，至少两个支撑柱40可以平行设置，且两个支撑柱40与主电路板10所在的平面垂直，或者，至少两个支撑柱40也可以不平行设置，只要能够对从电路板20起到支撑的作用，又能够调节主电路板10和从电路板20之间的位置关系即可；另外，设置于支撑柱40上的限位孔可以包括多组，多组限位孔可呈阵列分布(平行间隔设置)，且每组限位孔也可以呈螺旋状分布于支撑柱40上，这样，限位块的一端在与支撑柱40上的限位孔插接，以对从电路板20的位置进行调时，可以实现更高的调节精度，使金手指连接器与主连接区11和从连接区21连接时，不会产生接触不良和过紧的问题。

需要说明的是，主电路板和从电路板也可均相对于支撑柱移动，再通过限位孔和支撑块的方式固定；另外，限位结构的形式还可以为：包括设置于支撑柱周侧的滑槽和设置于滑槽内的滑块，当主电路板或者从电路板移动到预定的位置后，将滑块滑动至主电路或者从电路板下方，并固定于该位置即可。

图5为本申请实施例提供的又一种金手指电路板的侧视图；请参照图5，支撑件还可以为支撑板50，支撑板50可设置于互连件背离主连接区11和从连接区21的一侧、并与互连件平行设置。支撑板50固定设置于主电路板10朝向从电路板20的一侧，沿支撑板50的高度方向，支撑板50的一侧可以设有多个定位槽，多个定位槽平行设置，且定位槽的长度可以与支撑板50的宽度相同，以保证从电路板20在与支撑板50连接时，从电路板20可以插接在定位槽中，定位槽可以起到对从电路板20限位和支撑的作用，支撑板50的另一侧可以设置有与定位槽一一对应的多个开槽，且开槽对延伸方向与定位槽对延伸方向相同，在需要对设置于该定位槽中的从电路板20的位置进行微调时，调节件从开槽中插入到定位槽，调节从电路板20的与主电路板10之间的安装公差，以使金手指连接器在与主电路板10上的主连接区11和从电路板20上的从连接区21连接时，设置于金手指连接器上的簧片能够与主连接区11和从连接区21连接的更加稳定，降低主电路板10和从电路板20随着板厚、PCBA(printed circuit board assembly，装配印刷电路板)加工等公差影响，导致与金手指连接器上的簧片接触不良或者过紧问题产生的几率。

需要说明的是，在利用支撑件将从电路板支撑于主电路板上方时，支撑件可以选用导电材料，以将从电路板与主电路板电连接，此时，支撑件即能够起到支撑从电路板的作用，还可以实现将主电路板与从电路板电连接的作用，因此，主电路板与从电路板之间也可以只设置有支撑件。

对本申请实施例中的金手指电路板进行制备时，可以在不改变主电路板中主连接区的输出宽度的条件下，直接在主电路板(即现有技术中的金手指电路板)上方设有从电路板，只要是保证从电路板上的从连接区与主电路板上的主连接区电连接，即可以实现功率传递增加的平滑升级，减少金手指电路板的加工难度及单位成本。

在上述的方案中，至少一个从电路板和主电路板内均布设有走线，从电路板和主电路板内正负极走线布设的形式可以为多种，如：在主连接区内设有正极走线和负极走线，在从连接区内也设有正极走线和负极走线，此时，通流网络中的一部分电流在主连接区内流通，另一部分在从连接区内流通，由于主连接区和从连接区配合形成有金手指连接区，金手指连接器与金手指连接区连接时，金手指连接器即将主连接区和从连接区上的电流汇合，从而实现大通流的转接，另外，当通流网络中电流通过金手指连接区时，电流被主连接区和从连接区分流，从而减少了通流损耗，且主电路板和从电路板为间隔的设置方式，也增加了金手指连接区的散热能力。此种走线的布设形式，可以将模块转接功率提升一倍左右，且在制作的过程中，主电路板的结构形式可以不进行调整，当需要配送当前功率的时候，将一个金手指连接器与主电路板上的主连接区连接，即可实现当前功率的配送，而当配送功率增加一倍时，金手指连接器则要与主电路板上的主连接区和从电路板上的从连接区同时连接使用。

从电路板和主电路板内正负极走线布设的形式还可以为：在主连接区内设有正极走线，在从连接区内设有负极走线，这样，通流网络的电流至主连接区与从连接区形成的金手指连接区时，通流网络的电流在空间上实现分流，即正极网络走主连接区，负极网络走从连接区，从而可以减小大电流网络在同一面上损耗重叠，并且还可以提高散热能力，提升功率输出能力。采用此种的布线形式，在设计此种金手指电路板时，不用设计为长短手金手指或者分级金手指已达到上电时序问题(虑安全及可靠性，一般要求电源网络负极首先接触上电，而正极网络需要后上电)，属于负极网络设计为长手指，先接触通电，而正极网络与信号网络同时设计为短手指，而此种金手指电路板，主电路板和从电路板在竖直方向间隔设置，进而可以将此类特殊的设计分开，以避免金手指电路板采用特殊工艺。

从电路板和主电路板内正负极走线布设的形式还可以为：在主连接区内设有负极走线，在从连接区内设有正极走线，这样，通流网络的电流至主连接区与从连接区形成的金手指连接区时，通流网络的电流在空间上实现分流，即正极网络走从连接区，负极网络走主连接区，从而可以减小大电流网络在同一面上损耗重叠，并且还可以提高散热能力，提升功率输出能力。

在上述的方案中，当信号经过至少一个从电路板上的从连接区及主电路板上的主连接区形成的金手指连接区时，信号中的一部分经过从连接区传递至金手指连接器，另一部分经过主连接区传递至金手指连接器，而由于主连接区和从连接区在空间上叠加，因此可以提升信号转换的转接密度。

图6为本申请实施例提供的金手指连接器的结构示意图。请参照图6，本申请实施例提供的一种金手指连接器，该金手指连接器与金手指电路板的金手指连接区连接，金手指连接器包括第一连接部60和第二连接部70，其中，第一连接部60的一端用于与主电路板10上的主连接区11连接，第二连接部70的一端与从电路板20上的从连接区21连接，第一连接部60的另一端和第二连接部70的另一端相互连接，这样，金手指连接器与金手指电路板的交换容量可以得到增加，例如，当从连接区21与主连接区11的宽度相同时，金手指连接器与金手指电路板的转接功率可增加一倍。

本申请实施例还提供一种电子设备，电子设备可以为基站或数据中心；该电子设备中可以包括前述实施例中金手指连接器和与金手指连接器连接的金手指电路板，采用该种金手指连接器和金手指电路板的设置方式，可以使电子设备的通流能力提升，降低单位体积内通流密度及通流网络所带来的损耗，且金手指电路板和金手指连接器在制备的过程中可以不采用特殊工艺，因此还能降低电子设备的成本。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种金手指电路板，其特征在于，包括主电路板，设置于所述主电路板上方、且与所述主电路板间隔设置的至少一个从电路板；

所述主电路板上设有外接电路和主连接区，至少一个所述从电路板上设有从连接区，所述主连接区和各所述从连接区配合形成所述金手指电路板的金手指连接区，且所述主连接区和各所述从连接区与所述主电路板上的同一个外接电路电连接。

2.根据权利要求1所述的金手指电路板，其特征在于，所述从连接区在所述主电路板上的投影与所述主连接区重合。

3.根据权利要求1或2所述的金手指电路板，其特征在于，还包括互连件，所述互连件的一端与所述主电路板连接，所述互连件的另一端与所述从电路板连接。

4.根据权利要求3所述的金手指电路板，其特征在于，所述互连件包括至少两列排针，至少两个列所述排针平行间隔设置，且每个所述排针穿过所述从电路板。

5.根据权利要求1～4任一项所述的金手指电路板，其特征在于，还包括支撑件，所述支撑件的一端固定设置于所述主电路板上，所述支撑件的另一端与所述从电路板连接。

6.根据权利要求5所述的金手指电路板，其特征在于，所述支撑件包括至少两个支撑柱，至少两个所述支撑柱穿设所述从电路板。

7.根据权利要求6所述的金手指电路板，其特征在于，所述支撑件还包括限位结构，所述限位结构设置于所述支撑柱的周侧，所述限位结构用于调节所述从电路板与所述主电路板之间的距离。

8.根据权利要求2～7任一项所述的金手指电路板，其特征在于，所述主连接区内设有正极走线，所述从连接区内设有负极走线；

或，所述主连接区内设有负极走线，所述从连接区内设有正极走线。

9.根据权利要求2～7任一项所述的金手指电路板，其特征在于，所述主连接区内设有正极和负极走线，所述从连接区内设有正极和负极走线。

10.一种金手指连接器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的金手指电路板，还包括用于主连接区连接的第一连接部即及用于与从连接区连接的第二连接部。

11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的金手指连接器。

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