本申請(qǐng)要求于2015年8月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/206,598號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)援引而被整體并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電連接器的領(lǐng)域，更具體地涉及構(gòu)造成管理熱能的輸入/輸出(I/O)連接器的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

輸入/輸出(I/O)連接器通常用于在計(jì)算機(jī)、路由器以及交換機(jī)的罩子(box)或機(jī)架(rack)之間提供連通性。通常使用的輸入/輸出(I/O)格式包括小型可插拔光模塊(Small form-factor pluggable，SFP)、四通道小型可插拔光模塊(Quad small form-factor pluggable，QSFP)、迷你SAS、迷你SAS HD以及PCIe 8x連接器等等。這些連接器包括插頭和插座，插頭和插座由標(biāo)準(zhǔn)體(standard body)限定，并且旨在提供可靠的性能而不考慮供應(yīng)商。

典型的I/O連接器系統(tǒng)包括電纜組件和板安裝連接器。電纜組件(通常包括在電纜的相對(duì)端的一對(duì)插頭連接器)被構(gòu)造成在期望的距離上傳輸信號(hào)。板安裝連接器典型地為設(shè)置在平板中的插座，并且該插座構(gòu)造成接納插頭連接器且與該插頭連接器配合。

隨著數(shù)據(jù)速率的提高，很難克服的一個(gè)問(wèn)題是用于在插頭連接器之間傳輸信號(hào)的介質(zhì)的物理限制。例如，無(wú)源電纜對(duì)于短距離來(lái)說(shuō)具有成本效益，但是隨著信號(hào)頻率的增加，在距離方面趨于受限。有源銅和光纖電纜很適合于在較長(zhǎng)的距離上傳輸信號(hào)，但是需要電力，并且因此如果連接器系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，則可能產(chǎn)生熱的問(wèn)題。有源電纜組件的使用的增加所具有的一個(gè)主要問(wèn)題是使用放置在該系統(tǒng)上的這樣的組件造成熱負(fù)擔(dān)增加。嘗試?yán)鋮s放置在引導(dǎo)架或者引導(dǎo)罩內(nèi)的模塊相對(duì)具有挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)于具有許多相鄰排列的端口的情況來(lái)說(shuō)。因此，某些人員將理解，需要對(duì)I/O連接器中使用的插座系統(tǒng)中的熱管理進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

插座連接器包括罩，罩包括上部端口和下部端口，每個(gè)端口構(gòu)造成接納模塊。這些端口被布置成疊置的關(guān)系，并且板安裝連接器被定位在所述罩中，并且適合于與模塊對(duì)接。中間空間被限定在多個(gè)端口之間，并且包括設(shè)置在中間空間中的散熱器。散熱器包括平坦部，該平坦部延伸到下部端口，且構(gòu)造成在操作中當(dāng)模塊被插入到端口中時(shí)可滑動(dòng)地接合模塊。偏置元件用于將散熱器推向模塊，以便在散熱器與模塊之間保持連續(xù)的壓力。鰭片形成在散熱器上，以增加露出的表面積。在操作中，來(lái)自模塊的熱能從模塊傳遞到散熱器，并且熱能進(jìn)而從散熱器被傳遞到鰭片。連接器系統(tǒng)的罩構(gòu)造有孔，使得空氣流經(jīng)整個(gè)罩，并且跨過(guò)散熱器鰭片，因此使熱能能夠從連接器系統(tǒng)移除。因此，描繪的連接器系統(tǒng)適合在如機(jī)架系統(tǒng)等典型地將空氣從所述機(jī)架的一側(cè)引導(dǎo)到機(jī)架的另一側(cè)的架構(gòu)中使用。

根據(jù)本實(shí)用新型的方案，提供一種連接器系統(tǒng)，包括：罩，具有前表面、后表面以及在所述前表面與所述后表面之間延伸的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)部，所述罩包括中間部分，所述中間部分包括上壁和下壁，所述上壁和下壁幫助在所述罩中限定上部端口和下部端口，所述下壁包括在其中形成的孔，使得所述中間部分與所述下部端口連通；殼體，定位在所述罩中，所述殼體包括所述上部端口中的第一排懸臂式觸點(diǎn)以及所述下部端口中的第二排懸臂式觸點(diǎn)；以及偏置散熱器，布置在所述上部端口與所述下部端口之間的中間部分中，所述偏置散熱器延伸穿過(guò)所述孔而進(jìn)入到所述下部端口。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，安裝支架被附接到所述散熱器。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述安裝支架包括一偏置元件，所述偏置元件將所述散熱器推入所述下部端口。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述偏置散熱器包括平表面，所述平表面被推入所述下部端口中。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述偏置散熱器包括多個(gè)鰭片，所述鰭片布置成多個(gè)柱。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述中間部分包括前部，并且多個(gè)孔設(shè)置在所述前部中。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述罩組件具有前半部和后半部，并且所述連接器被定位在所述后半部中，并且并不延伸到所述前半部。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，多個(gè)孔設(shè)置在所述罩的側(cè)部和后表面的至少一個(gè)上，并且所述多個(gè)孔中的大多數(shù)被定位在所述后半部中。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，大多數(shù)的所述孔被定位在所述散熱器與所述后表面之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種連接器系統(tǒng)，包括：罩，具有前表面、后表面以及在所述前表面與所述后表面之間延伸的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)部，所述兩個(gè)相對(duì)的側(cè)部幫助限定上部端口和下部端口；中間部分，被定位在所述罩中，所述中間部分包括幫助限定內(nèi)部空間的上壁和下壁，所述下壁限定所述下部端口的頂部，所述下壁包括在其中形成的孔，使得所述內(nèi)部空間與所述下部端口連通；殼體，被定位在所述罩中，所述殼體包括被定位在所述上部端口中的第一排懸臂式觸點(diǎn)以及被定位在所述下部端口中的第二排懸臂式觸點(diǎn)；以及散熱器，被定位在所述內(nèi)部空間中，所述散熱器延伸穿過(guò)所述孔而進(jìn)入所述下部端口。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，一偏置元件將所述散熱器推入所述下部端口中。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述偏置元件被安裝到所述散熱器。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，設(shè)置在所述中間部分的前部上的孔與設(shè)置在所述罩的后表面上的孔連通。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述散熱器包括多個(gè)鰭片。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接器系統(tǒng)，所述罩在兩個(gè)側(cè)部上包括多個(gè)孔，使得在操作中，空氣能夠在所述兩個(gè)側(cè)部中的一個(gè)上的孔中流動(dòng)，經(jīng)過(guò)所述鰭片，并且從所述兩個(gè)側(cè)部中的另一個(gè)上的孔離開(kāi)。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型經(jīng)由示例示出，且并不限于附圖，在附圖中相似的附圖標(biāo)記指代相似的元件，并且在附圖中：

圖1示出了連接器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的立體圖；

圖2示出了沿圖1中的線(xiàn)1-1截取的剖開(kāi)的立體圖；

圖3示出了圖1中描繪的實(shí)施例的立體分解圖；

圖4示出了圖1中描繪的實(shí)施例的部分切除的立體圖；

圖5示出了中間部分的實(shí)施例的平面圖；

圖6示出了圖5中描繪的實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖7示出了與支撐一偏置元件的安裝支架結(jié)合的散熱器的實(shí)施例的立體圖；

圖8示出了圖7中描繪的實(shí)施例的立體圖，其中安裝支架被移除；

圖9示出了與支撐一偏置元件的安裝支架結(jié)合的散熱器的另一實(shí)施例的立體圖；

圖10示出了圖9中描繪的實(shí)施例的立體圖，其中安裝支架被移除；

圖11示出了如圖1中描述的實(shí)施例的操作的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1至圖11示出了能夠用于提供具有期望的冷卻的連接器的特征，并且應(yīng)理解，公開(kāi)的實(shí)施例僅僅是示例性的，并且可具體表達(dá)為多種形式。本文公開(kāi)的特定細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制性的，而是僅僅解釋為權(quán)利要求書(shū)的基礎(chǔ)，并解釋為教示本領(lǐng)域技術(shù)人員和使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┑拇硇曰A(chǔ)。因此，除非另有說(shuō)明，本文公開(kāi)的特征可結(jié)合在一起，以形成為了簡(jiǎn)潔的目的而沒(méi)有另外示出的額外的結(jié)合。

多種構(gòu)造已經(jīng)用于管理I/O連接器，尤其是機(jī)架式安裝系統(tǒng)中的熱能。典型地，機(jī)架包括罩，該罩構(gòu)造有上部端口和下部端口。在這些布置中，上部端口稍微暴露于該機(jī)架的外部，而下部端口被定位成從外部不可見(jiàn)。在這些布置中，散熱器可容易地適合于接合位于上部端口中的模塊，但是不適合位于下部端口中的模塊。在這些例子中，其他熱管理結(jié)構(gòu)已經(jīng)被采用，如直接的空氣流以及其他傳熱方法，如熱傳導(dǎo)彈簧指，其適合于接合模塊并且將熱能引導(dǎo)到散熱器的外部。這些方法可能成本高，并且使用價(jià)值空間限制了相鄰定位I/O連接器(尤其是在高密度架構(gòu)中)的選擇。

連接器系統(tǒng)1包括罩組件5，該罩組件限定前表面6和后表面7，并且包括能夠位于基板2(其可以是標(biāo)準(zhǔn)電路板或者其他期望的構(gòu)造)上的連接器120，并且包括上部端口10和下部端口20，該上部端口和下部端口均被構(gòu)造成接納對(duì)接的插頭模塊。如圖1和圖2中所示，連接器系統(tǒng)1包括一疊置連接器120，其具有多個(gè)橫向間隔開(kāi)的薄片體，這些薄片體提供多排懸臂式觸點(diǎn)125(它們典型地被定位在卡槽中)，并且至少一排懸臂式觸點(diǎn)125被定位在每個(gè)端口中。在優(yōu)選的實(shí)施例中，連接器120將鄰近后表面而與前表面間隔開(kāi)，使得如果罩組件被分成前半部FH(在前表面?zhèn)?和后半部RH，那么連接器120將被定位在后半部RH中，并且一般不會(huì)延伸到前半部FH中。在典型的操作中，連接器系統(tǒng)1具有布置在連接器120周?chē)恼纸M件5，并且固定到電路板，以便提供具有期望性能的外殼(enclosure)。散熱器100被布置在罩組件5中，并且被定位在中間部分70中。如描繪的，可選的一對(duì)光導(dǎo)管130也可設(shè)置在中間部分70中，并且在操作中，光導(dǎo)管130可提供對(duì)模塊(未示出)與連接器120之間的連接狀態(tài)的指示。

如描繪的，罩組件5包括構(gòu)造成形成外殼的本體30、底蓋80以及后板90。當(dāng)組裝時(shí)，罩組件5包括前部開(kāi)口(與頂部端口關(guān)聯(lián))和底部開(kāi)口。中間部分70被布置在該前部開(kāi)口中，該前部開(kāi)口限定上部端口10和下部端口20，如圖1中最佳示出的。該疊置連接器被定位為靠近后板90，并且與前部開(kāi)口間隔開(kāi)。襯墊40、50和60繞中間部分70的前部和前部開(kāi)口被固定，以在連接器系統(tǒng)1安裝在機(jī)架中時(shí)提供電磁干擾(EMI)密封，同時(shí)襯墊40、50和60接合一框座(未示出)。如已知的，襯墊40、50和60可包括延伸到端口中的彈性的彈簧指以及遠(yuǎn)離端口延伸的彈簧指。如能夠理解的，延伸到端口中的彈簧指被構(gòu)造成接合插入到端口中的模塊的本體，而向外延伸的彈簧指被構(gòu)造成接合框座。

如圖2-圖4中最佳示出的，中間部分70被布置在本體30中，并且?guī)椭薅ㄉ喜慷丝?0和下部端口20。中間部分70形成為包括上壁74和下壁73，上壁74和下壁73之間限定內(nèi)部空間79。如描繪的，中間部分70包括耳片(tab)77，該耳片突出到本體30中形成的槽中，并且當(dāng)二次成形時(shí)，將中間部分70固定到本體30。自然地，將中間部分70緊固到本體的替代的方法，如粘結(jié)或者焊接或者其他已知的技術(shù)，也將是合適的。中間部分70還包括前部71，前部中形成有多個(gè)孔71a，其中這些孔的尺寸可確定為提供合適的EMI保護(hù)。

如圖7-圖8中所示，散熱器100由熱傳導(dǎo)材料形成，并且被定位在中間部分70的內(nèi)部空間79中。散熱器100具有本體101，該本體中包括上部101a，該上部中形成有多個(gè)鰭片105，并且鰭片105與下部101b之間限定對(duì)應(yīng)的通道104。散熱器100的下部101b包括位于鰭片105下方的平表面102。平表面102在鄰近連接器的開(kāi)口的前部和位于靠近連接器120的后端均包括錐形邊緣106。如描述的，安裝支架110被布置在散熱器100上并且鄰接鰭片105。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，偏置元件將散熱器100推入下部端口20。如描述的，安裝支架110包括保持夾114，該保持夾將安裝支架110與散熱器100對(duì)齊。偏置元件112形成在安裝支架110中，并且遠(yuǎn)離散熱器100延伸。安裝支架和散熱器兩者都被插入到中間部分70中形成的內(nèi)部空間79中。如圖5和圖6中所示，散熱器100和安裝支架110設(shè)置在上壁74和下壁73之間，并且散熱器100的平表面102延伸穿過(guò)中間部分70的下壁73中形成的孔72。在該構(gòu)造中，偏置元件112接合上壁74，并且迫使散熱器100抵靠下壁73。定位耳片76形成在中間部分70的下壁73中，并且延伸到孔72中。凹口108形成在散熱器100中，并且對(duì)應(yīng)于定位耳片76。如描述的，第二定位耳片76形成在孔72的相對(duì)側(cè)，并且與散熱器100中形成的相似的凹部108對(duì)接。耳片76和凹部108能夠橫跨散熱器100的中心線(xiàn)C偏移，以便幫助確保散熱器100被保持成對(duì)稱(chēng)的樣式，可確定的是，這樣的對(duì)稱(chēng)能夠幫助使散熱器能夠在操作中、模塊被插入到下部端口時(shí)非常一致地平移。

雖然偏置元件的益處在于其幫助補(bǔ)償位置變化和其他公差，但是在替代的實(shí)施例中，散熱器能夠被定位成，使得其已經(jīng)用合適的公差控制正確地對(duì)齊，使得不需要偏置元件。在另一替代實(shí)施例中，偏置元件可設(shè)置在下部端口20的底板上。在又一替代實(shí)施例中，散熱器可包括熱傳導(dǎo)且可壓縮的材料，該材料用于吸收位置公差。自然地，調(diào)整公差的這些方法還可按照需要進(jìn)行結(jié)合(或者省略)。因此，除非另有說(shuō)明，不需要滿(mǎn)足公差的特定方法。

如從圖4和圖5中能夠理解的，罩組件被定位在連接器120上，該連接器安裝在對(duì)應(yīng)的基板(其可以是印制電路板)上。罩5的底部形成的開(kāi)口使連接器120能夠被布置在罩組件5的內(nèi)部，同時(shí)仍然與支撐電路板對(duì)接。如圖4中最佳示出的，上部端口10和下部端口20在由中間部分70部分限定的開(kāi)口中形成。如從圖4中能夠理解的，平表面102延伸穿過(guò)下壁73，并且延伸到下部端口20中。罩本體30的側(cè)部中形成的孔32使空氣AF能夠流入和流出罩組件5。中間部分70和中間襯墊60的前部中形成的額外的孔71a、62分別使空氣流AF能夠進(jìn)入和離開(kāi)罩組件5的該部分。如圖3中描繪的，后板90可包括孔92，上述孔使任選的空氣流AF能夠通過(guò)后板90而進(jìn)入或離開(kāi)，以便提供用于熱能移除的額外路徑。在連接器構(gòu)造是成組的和堆疊的實(shí)施例中，可期望的是，通過(guò)后板90的空氣流AF將是更加重要的。應(yīng)注意到，在實(shí)施例中，罩的側(cè)部和后部中的孔的布局能夠被定位成使得大多數(shù)孔被定位在罩組件的后半部RH中，因?yàn)檫@能夠幫助改善散熱器上的氣流。在優(yōu)選的實(shí)施例中，大多數(shù)孔被定位在散熱器的后部，例如，在后表面7與散熱器100之間。

所描繪的散熱器100與通常被稱(chēng)為騎式散熱器(riding heat sink)的散熱器具有某些相似性。在操作中，模塊(未示出)被插入到下部端口20中，并且與連接器120對(duì)接。在操作中，模塊的頂表面鄰接錐形邊緣106，并且引起散熱器100向上位移/平移，使偏置元件112偏離，并且引起偏置元件112在散熱器100上提供向下的反作用力，該反作用力幫助保持模塊的頂部與散熱器100之間的恒定接觸。這使得散熱器100與插入的模塊之間的熱連接得以改進(jìn)，使得被引導(dǎo)離開(kāi)插入的模塊的熱能進(jìn)入散熱器，然后進(jìn)入鰭片?？諝饬鰽F通過(guò)罩且通過(guò)通道，以便流經(jīng)鰭片。該空氣流(假定有溫差)幫助從鰭片移除熱能，并且?guī)椭褂赡K產(chǎn)生的熱能能夠從連接器組件耗散。如圖11中所示，其描繪了熱流動(dòng)的示意圖。在操作中，當(dāng)模塊被插入到罩中時(shí)，由模塊產(chǎn)生的熱能基本上通過(guò)熱傳導(dǎo)而被傳遞到散熱器。然后，該熱能主要通過(guò)與經(jīng)過(guò)散熱器的流體(通常是空氣)的對(duì)流傳熱而被引導(dǎo)離開(kāi)散熱器。如能夠理解的，空氣流的方向?qū)τ谠撓到y(tǒng)的效率并不重要，并且因此空氣能夠流入或流出連接器系統(tǒng)的前表面。然而，如能夠理解的，空氣流沿著一個(gè)表面進(jìn)入連接器系統(tǒng)，然后從不同的表面離開(kāi)。

應(yīng)注意到的是，優(yōu)選地，雖然將偏置元件112直接附接到散熱器(如描繪的)，因?yàn)槠溆兄诮M件并且提供某些制造益處，但是這樣的結(jié)構(gòu)是不需要的。例如，在替代的實(shí)施例中，偏置元件能夠被直接安裝在中間部分70上。因此，可使用任何期望的偏置元件構(gòu)造，并且偏置元件的構(gòu)造不旨在進(jìn)行限制，除非另有說(shuō)明。

如果沒(méi)有另外的防止，當(dāng)模塊插入到底部端口中時(shí)，散熱器100的前部將會(huì)首先接合，并且這可引起散熱器100的前部開(kāi)始位移，同時(shí)散熱器的后部仍然處于原始位置處，充分地壓靠下壁73。在這種情況下，散熱器100可變成楔形的，并且不能順利移動(dòng)，潛在地引起插入力的顯著且不期望的增大。為了幫助確保插入力被合適地管理，之前描述的耳片76和凹部108提供對(duì)齊特征，該對(duì)齊特征將保持散熱器100不傾斜，并且因此減小其變成楔形的機(jī)會(huì)。另外，耳片76和凹部108能夠幫助將散熱器保持就位，并且能夠幫助限制其在罩組件5的中間部分70中向前或向后運(yùn)動(dòng)。

在實(shí)施例中，散熱器100可包括鰭片105的陣列，鰭片的陣列具有形成柱式布局的交叉通道104、104’，如圖9和圖10中描繪的。在該構(gòu)造中，空氣流AF不限于單個(gè)方向的路徑，而可以是多方向的，且繞這些柱流動(dòng)，并且尋找最小阻力的流動(dòng)路徑，使停滯的可能性最小化，以及增加湍流和提高性能。該布局還幫助提供能夠暴露到空氣的鰭片/柱的增大的表面積，這趨于進(jìn)一步提高系統(tǒng)冷卻插入的模塊的能力。

雖然考慮了多個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)注意的是，模塊與環(huán)境之間的熱路徑的描繪的構(gòu)造是使得空氣流通過(guò)孔而進(jìn)入和離開(kāi)，并且流經(jīng)通道，耗散被傳遞到散熱器的鰭片的熱能。流經(jīng)整個(gè)罩的氣流能夠被限定入口和出口的風(fēng)扇迫使。

本文提供的公開(kāi)內(nèi)容描述了關(guān)于本實(shí)用新型的優(yōu)選的示例性實(shí)施例的特征。權(quán)利要求書(shū)和本公開(kāi)內(nèi)容的范圍和精神內(nèi)的許多其他實(shí)施例、改型和變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可能發(fā)生的。