TWI797413B

TWI797413B - 連接器組件

Info

Publication number: TWI797413B
Application number: TW109101310A
Authority: TW
Inventors: 彭冠霖; 楊喆元
Original assignee: 台灣莫仕股份有限公司; 美商莫仕有限公司
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2023-04-01
Also published as: TW202130255A

Abstract

一種連接器組件，包含屏蔽罩、液冷盤，以及熱耦合模組。屏蔽罩具有插置空間，以及連通插置空間的開窗。液冷盤用以供冷卻液體在內部循環流動。熱耦合模組包括熱耦合基座、導熱介面材料、連接栓以及彈性構件，熱耦合基座具有通過開窗伸入插置空間內的熱耦合部，導熱介面材料可壓縮且夾置於液冷盤與熱耦合基座之間，連接栓設置於液冷盤與熱耦合基座之間，以使熱耦合基座能相對於液冷盤遠離或靠近地連接於液冷盤，並使導熱介面材料受到預壓，彈性構件設置於液冷盤與熱耦合基座之間，並用以驅使熱耦合基座朝遠離液冷盤的方向移動。

Description

連接器組件

本發明是有關於一種連接器組件，特別是指一種具有液冷盤的連接器組件。

美國發明專利公告號US7,625,223公開了一種插座組件，其包括引導框架、散熱器及導電墊圈。引導框架包括頂壁並且限定了構造成容納配對連接器的內部腔室。頂壁限定連通內部腔室的開口。散熱器被保持在內部腔室中，使得當配對連接器插入內部腔室時，散熱器的上部通過開口且下部與配對連接器接合。導電墊圈被保持在引導框架與散熱器之間。散熱器包含一耦合部，當配對連接器插入內部腔室時，耦合部為配對連接器提供導熱路徑。導電墊圈被配置為在引導框架與散熱器之間壓縮，以使導電墊圈在散熱器與引導框架之間提供導電路徑。然而，此先前技術中所揭露的散熱器是一般具有散熱鰭片的金屬散熱器，其原理是通過流經散熱鰭片之間的空氣流將熱量帶出，在更高傳輸速度且發熱量更大連接器組件中，其散熱效能已略顯不足。

中國發明專利公開號CN110139534A(對應美國發明專利公開號US2019/0246523A1)公開一種冷卻裝置，其包括歧管及多個基座。所述歧管包括包圍內腔的殼體，內腔用以容納冷卻液體並供冷卻液體流動循環。每一基座單獨且柔性地通過用以密封且呈環狀的波紋管耦接至所述歧管的殼體。每一基座被配置為當所述內腔內存在流體壓力時從所述歧管的殼體的底表面朝外延伸。然而，此先前技術的波紋管僅提供基座與歧管之間的柔性連接，需要在歧管的內腔存在流體壓力時，基座才有足夠的力量從歧管的殼體的底表面朝外延伸。首先，波紋管作為基座與歧管之間的連接密封件，構造不但複雜且製造難度高；其次，由於基座需藉由流體壓力才能朝外延伸，因此當流體壓力不足或壓力不穩定時，容易造成基座相對於歧管的朝外突出量不夠，而使基座接觸於電氣模組的壓力不夠甚至無法接觸電氣模組，進而降低散熱效率。並且，當多個電氣模組需要同時與歧管上的各基座接觸時，在基座相對於歧管的朝外突出量不夠且基座相對於歧管的彈性回復力不足的情況下，容易因各個電氣模組的公差問題使各個電氣模組無法同時接觸歧管上的各基座。

因此，本發明之一目的，即在提供一種能改善上述先前技術中至少一問題的連接器組件。

於是，本發明連接器組件在一些實施態樣中，是包含屏蔽罩、液冷盤，以及熱耦合模組。所述屏蔽罩具有插置空間，以及連通所述插置空間的開窗。所述液冷盤用以供冷卻液體在內部循環流動。所述熱耦合模組包括熱耦合基座、導熱介面材料、連接栓以及彈性構件，所述熱耦合基座具有通過所述開窗伸入所述插置空間內的熱耦合部，所述導熱介面材料可壓縮且夾置於所述液冷盤與所述熱耦合基座之間，所述連接栓設置於所述液冷盤與所述熱耦合基座之間，以使所述熱耦合基座能相對於所述液冷盤遠離或靠近地連接於所述液冷盤，並使所述導熱介面材料受到預壓，所述彈性構件設置於所述液冷盤與所述熱耦合基座之間，並用以驅使所述熱耦合基座朝遠離所述液冷盤的方向移動。

在一些實施態樣中，所述屏蔽罩具有多個所述插置空間，以及分別對應所述插置空間的多個所述開窗，所述連接器組件包含分別對應所述插置空間的多個所述熱耦合模組，所述熱耦合模組連接於同一個所述液冷盤。

在一些實施態樣中，所述彈性構件為圈狀彈簧，且所述彈性構件套設於對應的所述連接栓。

在一些實施態樣中，所述液冷盤形成有第一連接孔，所述熱耦合基座形成有第二連接孔，所述連接栓穿伸於所述第一連接孔與所述第二連接孔，且所述連接栓具有第一限位塊以及第二限位塊，所述第一限位塊與所述第二限位塊限位所述熱耦合基座與所述液冷盤之間的最大間隔距離且允許所述熱耦合基座朝向所述液冷盤的方向移動，並使所述導熱介面材料受到預壓。

在一些實施態樣中，還包含設置於所述屏蔽罩的彈性扣具，所述彈性扣具以至少一個彈性扣具對應於一個熱耦合基座的方式壓抵於所述熱耦合基座，所述彈性扣具具有朝遠離所述液冷盤的方向壓抵於對應的所述熱耦合基座的彈性施壓部。

在一些實施態樣中，還包含設置於所述屏蔽罩的一彈性扣具，所述彈性扣具具有朝遠離所述液冷盤的方向分別壓抵多個所述熱耦合基座的多個彈性施壓部。

本發明連接器組件中的液冷盤相比一般的散熱器具有更佳的散熱性能，且導熱介面材料是通過連接栓而受到預壓地夾置於液冷盤與熱耦合基座之間，藉此使導熱介面材料能完整地接觸於液冷盤及熱耦合基座之間，以增加導熱介面材料的傳熱效果並提升液冷盤的散熱冷卻效果。另外，由於導熱介面材料被預壓，因此不需藉由導熱介面材料的厚度增加其變形行程量來保證構件之間的完整接觸，藉此能夠選用較薄的導熱介面材料來降低導熱介面材料的熱阻，以發揮更大的傳熱效果並提升液冷盤的散熱冷卻效果。再者，藉由連接栓及彈性構件能夠提升熱耦合模組的可壓縮性及彈性，且藉由各自的熱耦合模組的獨立運作，以吸收插入屏蔽罩的不同可插拔模組的公差，使每一個可插拔模組都能各自與對應的熱耦合模組有良好的接觸，而進一步地提升散熱效能。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1至圖4，本發明連接器組件100之一第一實施例，適用於罩設於多個插座連接器200，且適用於與可插拔模組300插接。該連接器組件100包含一屏蔽罩1、一液冷盤2，以及多個熱耦合模組3。需要說明的是，該屏蔽罩1在本實施例中具有彼此並排地組接的多個罩體11，每一罩體11對應其中一插座連接器200，但在其他實施態樣中，該屏蔽罩1也可以僅具有一個罩體11，且插座連接器200數量也可以依照需求對應調整。

該屏蔽罩1舉例來說可以為金屬材質。該屏蔽罩1的罩體11沿一前後方向D1延伸並具有一頂壁111、與該頂壁111沿一上下方向D2間隔相對的一底壁112、沿著一左右方向D3彼此間隔相對並分別連接於該頂壁111與該底壁112兩側的兩個側壁113，以及自該等側壁113朝下延伸並適用於固定在一電路板(圖未示)上及/或連接到接地軌跡的多個插腳115。該屏蔽罩1的罩體11還具有由該頂壁111、該底壁112與該兩側壁113共同界定且位於內部的一插置空間116、位於前端且連通於該插置空間116的一前端開口116a、形成於該頂壁111且連通該插置空間116的一開窗116b，以及位於該底壁112後側且連通該插置空間116的一底部開口116c。因為該屏蔽罩1具有多個罩體11，因此該屏蔽罩1具有多個插置空間116，以及分別對應該等插置空間116的多個所述開窗116b。需要說明的是，在一變化實施例中，該屏蔽罩1也可以是一體構造而成但由多個分隔壁(圖未示)分隔出多個插置空間116。每一插座連接器200設於對應的罩體11的插置空間116的後段，該插座連接器200具有絕緣的一殼體201，以及多個端子202，該殼體201具有朝向該前端開口116a且用以與該可插拔模組300對接的兩個插接槽201a，該等端子202位於該等插接槽201a內並電性且機械地連接於前述的電路板，詳細來說，該插座連接器200是機械性且電性地設置於該電路板，且通過該底部開口116c地以該屏蔽罩1的罩體11罩蓋，以使該插座連接器200設於該插置空間116，但不以此為限，例如該插座連接器200的各端子202可以不必連接到電路板，各端子202也可以是連接於線纜。

該插座連接器200的兩個插接槽201a是沿該上下方向D2彼此間隔地並排，該屏蔽罩1的罩體11的插置空間116設有一分隔構件117(圖中僅示出該分隔構件117的一接地襯墊117a)，該分隔構件117將該插置空間116分隔為沿上下方向D2排列的一第一模組通道116d與一第二模組通道116e，該第一模組通道116d與該第二模組通道116e分別對應於該插座連接器200的兩插接槽201a，當該可插拔模組300通過該前端開口116a地插入該第一模組通道116d與該第二模組通道116e，該可插拔模組300的對接部301末端所設的電路板302便可插入對應的插接槽201a以與該插座連接器200對接。其中，位於上方的該第一模組通道116d與該開窗116b相連通，需要說明的是，在其他實施態樣中，該屏蔽罩1的罩體11也可以不設有該分隔構件117，不以本第一實施例為限制。

該液冷盤2用以供冷卻液體在內部循環流動，該液冷盤2包括供冷卻液體在內部流動的一殼體21。所述冷卻液體舉例來說可以為水或其他冷卻液，該殼體21舉例來說材質為金屬(例如銅、鋁)且還具有位於後端且供冷卻液體流入或流出的一流入口211及一流出口212，以及位於內部且連通於該流入口211與該流出口212之間的一流道(圖未示)。該液冷盤2可以搭配液冷散熱系統(圖未示)的其他構件作使用，以使冷卻液體自該液冷盤2吸熱並離開後能通過所述構件散出熱量，所述構件舉例來說有流體導管、散熱排、散熱風扇、幫浦、水箱等等，上述構件可以是設於該屏蔽罩1外。該液冷盤2舉例來說可以被固定在一設備的機架(圖未示)上，使液冷盤2相對屏蔽罩1不動地被固定於屏蔽罩1上。

參閱圖2及圖4至圖7，該等熱耦合模組3分別對應於該屏蔽罩1的該等罩體11的插置空間116，且該等熱耦合模組3連接於同一個該液冷盤2。每一熱耦合模組3包括一熱耦合基座31、一導熱介面材料32(Thermal Interface Material, TIM)、多個連接栓33，以及多個彈性構件34。該熱耦合基座31舉例來說材質為金屬(例如銅、鋁)，且其在本第一實施例中概呈板狀，該熱耦合基座31具有朝下凸出且通過對應的開窗116b伸入對應的插置空間116的第一模組通道116d的一熱耦合部311。該導熱介面材料32舉例來說可以選自具有高導熱性、高柔韌性、可壓縮特性、彈性、絕緣性、耐磨性等的組合材料，且其在本第一實施例中概呈片狀。該導熱介面材料32可壓縮並夾置於該液冷盤2與該熱耦合基座31之間。

該等連接栓33設置於該液冷盤2與該熱耦合基座31之間，以使該熱耦合基座31能相對於該液冷盤2遠離或靠近地通過該等連接栓33連接於該液冷盤2，並使該導熱介面材料32受到預壓。詳細來說，在本第一實施例中，該液冷盤2的殼體21形成有多個第一連接孔213，該熱耦合基座31形成有多個第二連接孔312，每一連接栓33穿伸於對應的第一連接孔213與對應的第二連接孔312，且每一連接栓33具有一第一限位塊331以及一第二限位塊332，該第一限位塊331與該第二限位塊332分別供該液冷盤2的對應的第一連接孔213周圍處與該熱耦合基座31的對應的第二連接孔312周圍處靠抵，以限位所述熱耦合基座3與所述液冷盤2之間的最大間隔距離且允許所述熱耦合基座3朝向所述液冷盤2的方向移動，並使該導熱介面材料32受到預壓。也就是說，連接栓33限制了該熱耦合基座31與該液冷盤2之間的間隔距離，且使所述間隔距離恆小於該導熱介面材料32的厚度。另外，該第二限位塊332的底部的截面呈半圓形且每一連接栓33形成有自該第二限位塊332的底部朝上延伸的開縫333，以便使該第二限位塊332容易向下地穿過該第二連接孔312。

該等彈性構件34設置於該液冷盤2與該熱耦合基座31之間，並用以驅使該熱耦合基座31朝遠離該液冷盤2的方向移動。在本第一實施例中，該等彈性構件34為圈狀彈簧，且該等彈性構件34套設於對應的連接栓33，但該等彈性構件34也可以為其他種類的彈性元件，例如彈簧片，且其設置位置也可以不需要套在連接栓33，例如夾置在該液冷盤2與該熱耦合基座31之間。

參閱圖1至圖2及圖6至圖7，當可插拔模組300插設於該罩體11的插置空間116的第一模組通道116d時，該熱耦合基座31受到該可插拔模組300推頂以相對地朝向該液冷盤2的方向移動，此時該熱耦合基座31擠壓該等彈性構件34及導熱介面材料32，當可插拔模組300拔出後，該熱耦合基座31及導熱介面材料32能通過該等彈性構件34的彈性回復力朝遠離該液冷盤2的方向彈性地復位。進一步來說，該導熱介面材料32也可以同時具有彈性，以與該等彈性構件34共同提供使該熱耦合基座31復位的彈性力。本發明連接器組件100中的液冷盤2相比一般的散熱器具有更佳的散熱性能，且導熱介面材料32是通過連接栓33而受到預壓地夾置於液冷盤2與熱耦合基座31之間，藉此使導熱介面材料32能完整地接觸於液冷盤2及熱耦合基座31之間，以增加導熱介面材料32的傳熱效果並提升液冷盤2的散熱冷卻效果。另外，由於導熱介面材料32被預壓，因此不需藉由導熱介面材料32的厚度以增加其變形行程量來保證構件之間的完整接觸，藉此能夠選用較薄的導熱介面材料32來降低導熱介面材料32本身的熱阻，以發揮更大的傳熱效果並提升液冷盤2的散熱冷卻效果。再者，藉由連接栓33及彈性構件34能夠提升各熱耦合模組3的可壓縮性及彈性，且藉由各自的熱耦合模組3的獨立運作，以吸收插入屏蔽罩1的不同可插拔模組300的公差，使每一個可插拔模組300都能各自與對應的熱耦合模組3有良好的接觸，而進一步地提升散熱效能。

參閱圖8至圖10，本發明連接器組件之一第二實施例與該第一實施例不同之處在於，本第二實施例中，該連接器組件還包含設置於該屏蔽罩1的該等罩體11的多個彈性扣具4，該等彈性扣具4以兩個彈性扣具4對應於一個罩體11及一個熱耦合基座31的方式，扣接於對應的屏蔽罩1的罩體11且壓抵於對應的熱耦合基座31。需要說明的是，在一變化實施例中，對應於同一罩體11及同一熱耦合基座31的兩個彈性扣具4也可以不為兩件式而是一體構造而成的單件式，而在另一變化實施例中，對應於同一罩體11及同一熱耦合基座31也可以為三個以上，換句話說，所述彈性扣具4是以至少一個彈性扣具4對應於一個熱耦合基座31的方式壓抵於所述熱耦合基座31。

詳細來說，在本第二實施例中，對應於同一罩體11及同一熱耦合基座31的兩個彈性扣具4在該前後方向D1上彼此間隔並排，每一彈性扣具4具有沿該左右方向D3延伸且朝遠離該液冷盤2的方向壓抵於對應的熱耦合基座31的彈性施壓部41，以及自所述彈性施壓部41在該左右方向D3上的兩端朝下延伸並用以扣接於對應的屏蔽罩1的罩體11的側壁113(見圖1)的扣接部42。每一熱耦合基座31的頂面處形成有對應容置所述彈性施壓部41的兩個容置凹槽313，該兩容置凹槽313沿該左右方向D3延伸且沿該前後方向D1間隔地並排。藉由該等彈性扣具4能夠增加使該等熱耦合基座31朝遠離該液冷盤2的方向復位的彈性力。

參閱圖11至圖12，本發明連接器組件之一第三實施例與該第二實施例不同之處在於，本第三實施例中，設置於所述屏蔽罩1的罩體11的彈性扣具4的數量僅為一個，該彈性扣具4具有朝遠離該液冷盤2(見圖1)的方向分別壓抵該等熱耦合基座31的多個彈性施壓部41、連接於該等彈性施壓部41之間且用以設置於該屏蔽罩1頂部的多個連接部43，以及自該等彈性施壓部41中在左右方向D3上位於兩側者的外側朝下延伸並用以扣接於該屏蔽罩1位於外側的兩側壁113(見圖1)的兩扣接部44。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:屏蔽罩 11:罩體 111:頂壁 112:底壁 113:側壁 115:插腳 116:插置空間 116a:前端開口 116b:開窗 116c:底部開口 116d:第一模組通道 116e:第二模組通道 117:分隔構件 117a:接地襯墊 2:液冷盤 21:殼體 211:流入口 212:流出口 213:第一連接孔 3:熱耦合模組 31:熱耦合基座 311:熱耦合部 312:第二連接孔 313:容置凹槽 32:導熱介面材料 33:連接栓 331:第一限位塊 332:第二限位塊 333:開縫 34:彈性構件 4:彈性扣具 41:彈性施壓部 42:扣接部 43:連接部 44:扣接部 100:連接器組件 200:插座連接器 201:殼體 201a:插接槽 202:端子 300:可插拔模組 301:對接部 302:電路板 D1:前後方向 D2:上下方向 D3:左右方向

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明連接器組件的一第一實施例、插座連接器及可插拔模組的一立體圖；圖2是圖1的一剖視圖，圖中省略可插拔模組；圖3是圖1的一立體分解圖，圖中省略插座連接器；圖4是該第一實施例的液冷盤及熱耦合模組自底部觀看的一立體圖；圖5是該第一實施例的液冷盤及熱耦合模組的一俯視圖；圖6是沿圖5中A-A線所截取的一剖視圖；圖7是該第一實施例的液冷盤及熱耦合模組的一局部立體分解圖；圖8是本發明連接器組件的一第二實施例的液冷盤、熱耦合模組及彈性扣具的一局部仰視圖；圖9是沿圖8中B-B線所截取的一局部剖視圖；圖10是本發明連接器組件的一第二實施例的熱耦合模組及彈性扣具的一立體分解圖；圖11是本發明連接器組件的一第三實施例的熱耦合模組的熱耦合基座及彈性扣具的一立體圖；以及圖12是圖11的一立體分解圖。

2:液冷盤

21:殼體

213:第一連接孔

3:熱耦合模組

31:熱耦合基座

311:熱耦合部

312:第二連接孔

32:導熱介面材料

33:連接栓

331:第一限位塊

332:第二限位塊

333:開縫

34:彈性構件

100:連接器組件

D1:前後方向

D2:上下方向

D3:左右方向

Claims

一種連接器組件，包含：屏蔽罩，具有插置空間，以及連通所述插置空間的開窗；液冷盤，用以供冷卻液體在內部循環流動；以及熱耦合模組，包括熱耦合基座、導熱介面材料、連接栓以及彈性構件，所述熱耦合基座具有通過所述開窗伸入所述插置空間內的熱耦合部，所述導熱介面材料可壓縮且夾置於所述液冷盤與所述熱耦合基座之間，所述連接栓設置於所述液冷盤與所述熱耦合基座之間，以使所述熱耦合基座能相對於所述液冷盤遠離或靠近地連接於所述液冷盤，並使所述導熱介面材料受到預壓，所述彈性構件設置於所述液冷盤與所述熱耦合基座之間，並用以驅使所述熱耦合基座朝遠離所述液冷盤的方向移動。
如請求項1所述的連接器組件，其中，所述屏蔽罩具有多個所述插置空間，以及分別對應所述插置空間的多個所述開窗，所述連接器組件包含分別對應所述插置空間的多個所述熱耦合模組，所述熱耦合模組連接於同一個所述液冷盤。
如請求項1或2所述的連接器組件，其中，所述彈性構件為圈狀彈簧，且所述彈性構件套設於對應的所述連接栓。
如請求項3所述的連接器組件，其中，所述液冷盤形成有第一連接孔，所述熱耦合基座形成有第二連接孔，所述連接栓穿伸於所述第一連接孔與所述第二連接孔，且所述連接栓具有第一限位塊以及第二限位塊，所述第一限位塊與所述第二限位塊限位所述熱耦合基座與所述液冷盤之間的最大間隔距離且允許所述熱耦合基座朝向所述液冷盤的方向移動，並使所述導熱介面材料受到預壓。
如請求項1或2所述的連接器組件，還包含設置於所述屏蔽罩的彈性扣具，所述彈性扣具以至少一個彈性扣具對應於一個熱耦合基座的方式壓抵於所述熱耦合基座，所述彈性扣具具有朝遠離所述液冷盤的方向壓抵於對應的所述熱耦合基座的彈性施壓部。
如請求項2所述的連接器組件，還包含設置於所述屏蔽罩的一彈性扣具，所述彈性扣具具有朝遠離所述液冷盤的方向分別壓抵多個所述熱耦合基座的多個彈性施壓部。