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CN106252955A - 具有阶梯式表面的电连接器组件 - Google Patents

具有阶梯式表面的电连接器组件 Download PDF

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CN106252955A
CN106252955A CN201610403794.5A CN201610403794A CN106252955A CN 106252955 A CN106252955 A CN 106252955A CN 201610403794 A CN201610403794 A CN 201610403794A CN 106252955 A CN106252955 A CN 106252955A
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retainer component
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A.W.布赫
N.尚卡尔
E.D.布赖恩特
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Tyco Electronics Corp
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Abstract

一种电连接器组件，包括保持架构件(102)，所述保持架构件具有限定端口(110)的多个壁(108)，所述端口配置为通过所述保持架构件的前端(124)在其中接收可插拔模块(106)，其中所述可插拔模块的类型配置为在所述保持架构件的后端(126)电连接至容纳在所述保持架构件内的通信连接器(104)。所述多个壁由金属材料制造。所述多个壁包括侧壁(120，122)以及所述侧壁之间的顶壁(114)。所述顶壁是非平面的，且包括上阶梯(140)和下阶梯(142)。所述下阶梯在位于或接近所述后端处对准在所述通信连接器的上方，所述上阶梯在位于或接近所述前端处对准在所述可插拔模块的上方。

Description

具有阶梯式表面的电连接器组件
技术领域
本发明涉及用于高速光学和电气通信系统的电连接器组件。
背景技术
已知提供具有多个端口的金属保持架(cage)，由此收发器模块在其中可插拔。已经引入了若干可插拔模块设计和标准，其中可插拔模块插接到电连接至主机电路板的插座中。例如，由行业联盟所开发的众所周知类型的收发器被称为千兆位接口转换器(gigabitinterface converter，GBIC)或串口光学转换器(serial optical converter，SOC)，并提供计算机和数据通信网络(例如以太网或光纤网络)之间的接口。这些标准提供了已在业内受到好评的通常稳健设计。
期望增加网络连接的运行频率。在增加的运行速度下使用的电连接器系统呈现一些设计问题，尤其是在数据传输速率高(例如在高于10Gbps(千兆比特/秒)的范围中)的应用中。这样的系统的一个相关的问题是降低电磁干扰(EMI)辐射。另一个相关的问题是降低收发器的运行温度。
在常规的设计中，通过使用在围绕插座的屏蔽金属保持架的外部上方的气流和/或热沉来实现热冷却。然而，由常规设计提供的热冷却被证明是不充分的。一些保持架设计允许金属保持架内的气流；然而，保持架内的各种部件(例如插座连接器)阻挡或限制气流。
对于具有相较于已知的连接器组件的改善的热冷却的电连接器组件存在需求。
发明内容
根据本发明，电连接器组件包括保持架构件，该保持架构件具有限定端口的多个壁，该端口配置为通过该保持架构件的前端在其中接收可插拔模块，该可插拔模块配置为在该保持件构件的后端电连接至容纳在该保持架构件内的通信连接器。该多个壁由金属材料制造，并为该可插拔模块和该通信连接器提供电气屏蔽。该多个壁包括侧壁和侧壁之间的顶壁。该顶壁是非平面的且包括上阶梯和下阶梯。该下阶梯在位于或接近该后端处对准在该通信连接器的上方，该上阶梯在位于或接近该前端处对准在该可插拔模块的上方。
附图说明
图1是根据示范性实施例形成的电连接器组件的正面透视图。
图2是电连接器组件的背面透视图。
图3是根据示范性实施例形成的电连接器组件的通信连接器的正面透视图。
图4示出了用于电连接器组件的可插拔模块的示范性实施例。
图5示出了电连接器组件的一部分，移除了其保持架构件以示出配合至通信连接器的可插拔模块。
具体实施方式
图1是根据示范性实施例形成的电连接器组件100的正面透视图。图2是电连接器组件100的背面透视图。电连接器组件100包括保持架构件102以及接收在保持架构件102中的通信连接器104(在图1和图2中以虚线示出，也在图3和图5中示出)。可插拔模块106配置为装载至保持架构件102中，以配合通信连接器104。保持架构件102和通信连接器104旨在设置在电路板107(例如主板)上并电连接至电路板107。通信连接器104布置在保持架构件102内，以配合与可插拔模块106的接合。
保持架构件102是屏蔽的、冲压并形成的保持架构件，其包括限定用于接收可插拔模块106的多个端口100、112的多个屏蔽壁108。在示出的实施例中，保持架构件102构成堆叠的保持架构件，其具有成堆叠配置的端口110、112。端口110限定定位在端口112上方的上端口，且可以在下文被称为上端口110。端口112限定定位在端口110下方的下端口，且可以在下文中被称为下端口112。在可替代的实施例中，可以设置任何数量的端口。在示出的实施例中，保持架构件102包括布置为单列的端口110、112，然而，在可替代的实施例中，保持架构件102可以包括端口110、112的多个列(例如2X2、3X2、4X2、4X3等)。在其它可替代的实施例中，保持架构件102可以包括单个端口或可以包括布置为单个行(例如非堆叠的)的端口。
保持架构件102包括顶壁114、底壁116、后壁118和侧壁120、122，其共同限定保持架构件102的总体外壳和外周界。在示范性实施例中，顶壁114是非平面的。例如，顶壁114可以在后部向下成阶梯状，从而改善通过保持架构件102的气流。可选的，底壁116的至少一部分可以敞开，以允许通信连接器104与电路板107相接。保持架构件102在前端124和后端126之间延伸。通信连接器104可以定位为位于或接近保持架构件102的后端126处。可插拔模块106配置为通过前端124装载至端口110、112中。
在示范性实施例中，屏蔽壁108可以包括多个气流开口或通道，以允许气流在其中通过，例如从前面到后面、从后面到前面、和/或从侧面到侧面。气流开口有助于冷却屏蔽壁108、端口110、112、和/或可插拔模块106。气流开口可以具有任何尺寸或形状。在示范性实施例中，气流开口的尺寸、形状、间隔、和/或定位的选择可以兼顾热性能、屏蔽性能(例如电磁干扰(EMI)屏蔽)、电气性能、或其它设计考虑。可选的，顶壁114的阶梯部分可以包括气流开口。
保持架构件102被一个或多个端口分离器130再细分(subdivided)。在示出的实施例中，端口分离器130在侧壁120、122之间水平地延伸。端口分离器130将上端口110和下端口112分离开。在具有多列端口的实施例中，端口分离器可以设置在端口的列之间。在一些实施例中，端口分离器130可以是单个的、平面的壁。可替代的，端口分离器130可以是U型的，具有两个平行壁以及其之间的连接壁，并在两个平行壁之间具有通道，该通道允许上端口110和下端口112之间的气流，和/或用于布线光管或其它部件。
图3是根据示范性实施例的通信连接器104的正面透视图。通信连接器104包括由直立的本体部分202限定的外壳200，本体部分202具有侧面204、206，上表面207，配置为安装至电路板107(在图1中示出)的底面208，以及配合面210。上延伸部分212和下延伸部分214从本体部分202延伸以限定配合面210。在本体部分202的正面，凹陷面216限定在上延伸部分212和下延伸部分214之间。
电路卡接收槽220和222从相应的上延伸部分212和下延伸部分214中的每一个的配合面210向内延伸，并向内延伸至本体部分202。电路卡接收槽220、222配置为接收相对应的可插拔模块106(在图4中示出)的电路卡的卡边缘。多个触头224由外壳200保持，并暴露在电路卡接收槽220、222内，以配合相对应的可插拔模块106。触头224从底面208延伸，以端接至电路板107。例如，触头224的端部可以构成装载至主板的镀通孔中的针脚。可替代的，触头224可以按照另一方式端接至电路板107，例如通过表面安装至电路板107。
在可替代的实施例中，可以提供其它类型的通信连接器。例如，通信连接器可以具有不同的配合接口。外壳的形状可以不同。通信连接器可以具有不同类型的触头。例如，通信连接器可以具有配置为与另一类型的可插拔模块配合的触头，例如不包括电路卡的可插拔模块。可选的，当连接器组件具有单个端口而非堆叠的端口时，通信连接器仅包括单个配合接口。
图4示出了用于与电连接器组件100(在图1中示出)一起使用的可插拔模块106的示范性实施例。在示出的实施例中，可插拔模块106构成小形状因数可插拔(SFP)模块；然而，在可替代的实施例中，可以使用不同类型的可插拔模块或收发器。可插拔模块106包括在其配合端234保持电路卡232的金属本体或壳体230，以互连进入通信连接器104(在图3中示出)的槽220或222中的一个(在图3中示出)。可插拔模块106包括在模块内到端部236处的接口(该接口诸如是模块化插口形式的铜接口)、或到用于进一步连接的光纤连接器的电气互连部。可选的，线缆(例如电缆或光缆)，可以从端部236延伸。
壳体230具有顶部240、底部242、以及顶部240和底部242之间的侧部242、246。可选的，可插拔模块106可以包括热接口特征248，该热接口特征248配置为提供与保持架构件102(在图1中示出)的热接口，例如与保持架构件102直接热接触或连通。在示出的实施例中，热接口特征248是热耗散翅片，且可以在下文称为热耗散翅片248。热耗散翅片248可以从壳体230的任何部分延伸，例如顶部240、底部242和/或侧部244。在示范性实施例中，壳体230是导热的，例如是金属材料，热耗散翅片248耗散来自壳体230的热量。热耗散翅片248至少部分地在壳体230的配合端234和相反的端部236之间纵向地延伸。热耗散翅片248具有在热耗散翅片248之间的通道250，通道250允许沿壳体230和热耗散翅片248的气流，其冷却了可插拔模块106。热耗散翅片248具有外边缘252。可选的，一些热耗散翅片248或其一些部分的外边缘252可以被提高。外边缘252可以配置为当被装载至保持架构件102中时接合保持架构件102的部分。在可替代的实施例中，可插拔模块106可以不包括热耗散翅片。
可插拔模块可以包括闩锁特征，以将可插拔模块106固定在保持架构件102中。闩锁特征可以是可释放的，以用于可插拔模块106的抽出。在可替代的实施例中，可以采用其它类型的可插拔模块或收发器。
图5示出了电连接器组件100的一部分，保持架构件102(在图1中示出)被移除以示出配合至通信连接器104的可插拔模块106。可插拔模块106的配合端234配合至外壳200的配合面210。上延伸部分212和下延伸部分214(在图3中示出)接收在可插拔模块106的配合端234中，从而电路卡232(在图4中示出)与通信连接器104的相对应的触头224(在图3中示出)配合。
在示范性实施例中，上表面207以一竖直高度定位在上端口110中的可插拔模块106的至少一部分的下方。例如，热耗散翅片248可以以一竖直高度定位在通信连接器104的上方。提供热耗散翅片248的下方的上表面207和相对应的气流通道250，可以允许沿热耗散翅片248的更有效的气流，这是由于通信连接器104不会阻挡该气流。
回到图1和图2，顶壁114是阶梯式的以适应可插拔模块106和通信连接器104(图5)。例如，由于可插拔模块106包括热耗散翅片248，在上端口110中的可插拔模块106在通信连接器104的顶部之上延伸。顶部114在可插拔模块106的区域中向上成阶梯状，以容纳热耗散翅片248。上端口110允许沿可插拔模块106的顶部的气流，例如沿顶壁114的内侧(例如在顶壁114和可插拔模块106的顶部240之间)。
顶壁114沿通信连接器104向下成阶梯状。顶壁114可以接合上表面207(在图3中示出)，这在将电连接器组件100安装至电路板107时是有用的。例如，顶壁114可以被向下压合以将电连接器组件100安装至电路板107。向下的压力可以直接传递至通信连接器104，以将通信连接器104压合在电路板107上。例如，通信连接器104的针脚或尾部可以被压合进入电路板107的过孔中。
顶壁114包括上阶梯140和下阶梯142，以及其之间的竖立壁(riser wall)114。可选的，上阶梯140和下阶梯142可以在前端124和后端126之间的保持架构件102的整个长度上延伸。例如，在示出的实施例中，上阶梯140在长度的大约前60％上延伸，而下阶梯142在长度的大约后40％上延伸；然而，在可替代的实施例中，上阶梯140可以更长或更短，和/或下阶梯142可以更长或更短。在可替代的实施例中，可以提供额外的阶梯，其跨越保持架构件102的长度的部分。
下阶梯142在位于或接近后端126处对准在通信连接器104的上方。可选的，下阶梯142可以至少部分地在可插拔模块106上延伸。例如，下阶梯142可以延伸至位于或接近热耗散翅片248的端部的区域。上阶梯140在位于或接近前端124处对准在可插拔模块106的上方。上阶梯140可以接合接收在上端口110中的可插拔模块106的上表面，例如沿外边缘252。因此，热传递可以通过热耗散翅片248和顶壁114之间的直接连接发生。可选的，上阶梯140可以至少部分地在通信连接器104上延伸。竖立壁144在上阶梯140和下阶梯142之间竖直地延伸。在示范性实施例中，上阶梯140和下阶梯142、以及竖立壁144在侧壁120、122之间的保持架构件102的整个宽度上延伸。
保持架构件102被安装至电路板107，从而上阶梯140定位为距离电路板107第一距离，限定保持架构件102的第一高度。第一距离和第一高度由附图标记150代表。下阶梯142定位为距离电路板107第二距离，限定保持架构件102的第二高度。第二距离和第二高度由附图标记152代表。第二距离/高度152小于第一距离/高度150。可选的，下阶梯142以一竖直高度152定位在上端口110中的可插拔模块106的一部分的下面。例如，热耗散翅片248可以以一竖直高度定位在第二高度152的上面。因此，下阶梯142被视为定位在热耗散翅片248的下面。将下阶梯142设置在热耗散翅片248的下方可以允许沿热耗散翅片248通过保持架构件102的更有效的气流。例如，通过保持架构件102从前端124至竖立壁144的气流长度相比于不包括阶梯式顶壁114、并且将具有从前端124到后端126的气流的系统来说更短。通信连接器104和保持架构件102不阻挡或限制沿电连接器组件100的这样的长度或部分的气流。
在示范性实施例中，竖立壁144具有至少一个气流开口160以允许气流在其中通过。气流开口160限定用于保持架构件102的空气入口或空气出口。气流系统可以设置为使得空气从保持架构件102的前端流动至保持架构件102的后端。在这样的实施例中，空气入口162设置在保持架构件102的前端124处，而空气出口164设置在位于或接近保持架构件102的后端126处。例如，在这样的实施例中，气流开口160可以限定用于上端口110的空气出口164。可选的，可以设置用于下端口112的其它空气出口164，例如，沿在后壁118处的通信连接器104的侧面。然而，气流系统可以设置为使得空气在相反的方向上从保持架构件102的后端126流动至保持架构件102的前端124。在这样的实施例中，气流开口160可以限定用于上端口110的空气入口162。可选的，保持架构件102可以具有在气流开口160处的EMI减少器(reducer)。例如，保持架构件102可以包括跨越气流开口160的交叉构件(crossmember)，以减少在气流开口160处的开口的尺寸。
在使用期间，可插拔模块106产生热量。期望移除由可插拔模块106产生的热量，使得可插拔模块106可以以较高的性能水平运行。由可插拔模块106产生的热量热传递至保持架构件102。例如，在示范性实施例中，保持架构件102的各个壁配置为与上端口110和下端口112中的可插拔模块106直接热接触或连通。具有与可插拔模块106热连通的多个壁允许从可插拔模块106有效的热耗散，这是由于热量可以传递至任何或所有的壁，该壁可以随后由经过壁的气流来冷却。沿壁108和/或通过端口110、112的气流冷却保持架构件102，允许从可插拔模块106更多的热传递。可以例如通过风扇或邻近保持架构件102安装的其它部件来驱动通过保持架构件102的气流。气流有助于降低可插拔模块106的温度。
保持架构件102的热效率，以及因此从特定的端口110、112的热传递的量，至少部分地取决于通过保持架构件102的气流的量。提供通过端口110、112的气流(例如在可插拔模块106的上面)，增加了从可插拔模块106的热传递的量。通过缩短沿保持架构件102的顶部的流动路径(例如，通过在后端126处使顶壁阶梯状向下)，可以发生更多的热耗散。可选的，侧壁120、122可以包括允许气流在其中通过的开口或通风口。

Claims (8)

1.一种电连接器组件，包括保持架构件(102)，所述保持架构件具有限定端口(110)的多个壁(108)，所述端口配置为通过所述保持架构件的前端(124)在其中接收可插拔模块(106)，所述可插拔模块配置为在所述保持架构件的后端(126)电连接至容纳在所述保持架构件内的通信连接器(104)，所述多个壁由金属材料制造，并为所述可插拔模块和所述通信连接器提供电气屏蔽，所述多个壁包括侧壁(120，122)以及所述侧壁之间的顶壁(114)，其特征在于：
所述顶壁是非平面的，且包括上阶梯(140)和下阶梯(142)，所述下阶梯在位于或接近所述后端处对准在所述通信连接器的上方，所述上阶梯在位于或接近所述前端处对准在所述可插拔模块的上方。
2.如权利要求1所述的电连接器组件，其中所述保持架构件(102)具有沿所述上阶梯(140)的第一高度(150)和沿所述下阶梯(142)的第二高度(152)，所述第二高度小于所述第一高度。
3.如权利要求1所述的电连接器组件，其中所述保持架构件(102)配置为安装至电路板(107)，所述上阶梯(140)定位为距离所述电路板第一距离(150)，所述下阶梯(142)定位为距离所述电路板第二距离(152)，所述第二距离小于所述第一距离。
4.如权利要求1所述的电连接器组件，其中所述上阶梯(140)在所述侧壁(120，122)之间延伸，且其中所述下阶梯(142)在所述侧壁之间延伸。
5.如权利要求1所述的电连接器组件，其中竖立壁(144)在所述上阶梯(140)和所述下阶梯(142)之间竖直地延伸，所述竖立壁具有至少一个开口(160)以允许气流在其中通过。
6.如权利要求1所述的电连接器组件，其中所述上阶梯(140)和所述下阶梯(142)在所述前端(124)和所述后端(126)之间的整个长度上延伸。
7.如权利要求1所述的电连接器组件，其中所述下阶梯(142)配置为以一竖直高度(152)定位于所述可插拔模块(106)的至少一部分的下面。
8.如权利要求1所述的电连接器组件，其中所述下阶梯(142)配置为接合所述通信连接器(104)的上表面(207)，且其中所述上阶梯(140)配置为接合所述可插拔模块(106)的上表面(252)。
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