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TWI891131B - 可插拔收發模組 - Google Patents

可插拔收發模組

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Publication number
TWI891131B
TWI891131B TW112145518A TW112145518A TWI891131B TW I891131 B TWI891131 B TW I891131B TW 112145518 A TW112145518 A TW 112145518A TW 112145518 A TW112145518 A TW 112145518A TW I891131 B TWI891131 B TW I891131B
Authority
TW
Taiwan
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upper housing
vapor chamber
housing
transceiver module
recessed area
Prior art date
Application number
TW112145518A
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English (en)
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TW202437834A (zh
Inventor
張韜略
那不韓舒爾 薩塔拉
薩義德穆哈穆德哈桑 阿里
裴若茲 安利席
Original Assignee
美商莫仕有限公司
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Publication date
Application filed by 美商莫仕有限公司 filed Critical 美商莫仕有限公司
Publication of TW202437834A publication Critical patent/TW202437834A/zh
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Abstract

說明用於可插拔收發模組的熱交換增強的模組殼體的多個方面。在一個示例中，一種可插拔收發模組包括一模組殼體。所述模組殼體包括一上殼體以及一下殼體。所述上殼體包括一平坦的內表面以及形成到所述平坦的內表面內的一凹入區域。所述可插拔收發模組還包括：一印刷電路板；一晶片，安裝在所述印刷電路板上；以及一均溫板，緊固在所述凹入區域內，在所述上殼體和所述晶片之間。所述均溫板能為一熱管、一蒸汽腔體或一有關的熱擴散結構。所述均溫板幫助將熱從所述晶片橫跨所述可插拔收發模組的上殼體的一較大的區域傳遞。所述熱能更有效地傳遞至用於所述可插拔收發模組的一對接連接器或罩體的一散熱器。

Description

可插拔收發模組
本發明是有關於一種收發模組，特別是指一種熱交換增強的可插拔收發模組。
由電腦、計算系統以及計算環境處理的資料的量持續增加。例如，資料中心能包括利用光纖纜、銅線纜及各種連接器、線纜組件和它們之間的端接結構互連的幾百個的計算系統和網路系統。這些互連資料的輸送量是高的且一直在增加。作為示例，許多資料中心包含10十億位元乙太網(10GbE)網路介面、25GbE網路介面、50GbE網路介面以及100GbE網路介面以及互連的一組合。200GbE、400GbE以及800GbE互連技術也正在開發和部署。其它互連解決方案依靠56十億位元每秒(Gb/s)網路介面以及112Gb/s網路介面和互連，而224Gb/s互連技術正在開發。一系列的線纜組件可用於資料互連。針對各線纜組件，依賴於使用連接器的資料通訊環境的要求，存在各種設計。
小型可插拔(SFP)模組格式是用於資料互連的一緊湊 的可熱插拔的網路介面模組格式。在一計算或網路系統上的一SFP介面是用於諸如一光纖或一銅線纜的一介質專用收發器(media-specific transceiver)的一模組化的插槽。線纜組件能包括在一銅線纜、光纖或其它類型的互連線纜的一端或兩端處的SFP可插拔收發模組。SFP可插拔收發模組能插入用於資料互連的SFP介面中。四通道小型可插拔(QSFP)模組格式是一高密度SFP線纜互連系統的一個示例。QSFP線纜組件設計成滿足高性能資料中心互連應用。
說明用於可插拔收發模組的熱交換增強的模組殼體的多個方面。在一個示例中，一種可插拔收發模組包括一模組殼體。所述模組殼體包括一上殼體以及一下殼體。所述上殼體包括一平坦的內表面以及形成到所述平坦的內表面內的一凹入區域。所述模組還包括：一印刷電路板；一半導體晶片，安裝在所述印刷電路板上；以及一均溫板，緊固在所述凹入區域內，在所述上殼體和所述半導體晶片之間。在一些情況下，一導熱墊位於所述半導體晶片和所述均溫板之間。所述均溫板能具體表現為一熱管或一蒸汽腔體以及有關類型的均溫板。
在一個示例中，所述均溫板焊接於所述上殼體。在另一 示例中，均溫板利用銀燒結晶粒貼裝而燒結於所述上殼體。在另一情況下，所述模組殼體包括一壓鑄上殼體，以及所述均溫板為所述壓鑄上殼體中的一壓鑄嵌件。在仍然的另一示例中，所述均溫板包括一互鎖突緣，以及所述上殼體通過與所述互鎖突緣機械干涉將所述均溫板緊固在所述凹入區域內。所述均溫板能緊固在所述凹入區域內，且所述均溫板的一表面與所述上殼體的平坦的內表面大體共面。
在其它多個方面，所述均溫板包括一定位棘爪，所述上殼體包括一凹入的凹口，以及所述均溫板通過所述定位棘爪延伸進入到所述凹入的凹口中而緊固在所述凹入區域內。在一些情況下，所述模組還能包括：一絕緣片，在所述均溫板的至少一部分上延伸。在其它多個方面，所述均溫板在長度上沿所述上殼體的一縱軸在所述上殼體的一長度的至少一半上延伸。所述凹入區域包括一凹入內表面；以及所述凹入內表面與所述上殼體的一平坦的外表面大體共面。
在另一實施例中，一種收發模組包括：一模組殼體，包括一平坦的內表面以及形成到所述平坦的內表面內的一凹入區域；一半導體晶片，安裝在一印刷電路板上；以及一均溫板，緊固在所述凹入區域內，在所述模組殼體和所述半導體晶片之間。所述均溫板能緊固在所述凹入區域內，且所述均溫板的一表面與所述模組殼 體的平坦的內表面大體共面。
在一個方面，所述均溫板焊接在所述模組殼體的凹入區域內。在其它情況下，所述均溫板利用銀燒結晶粒貼裝而燒結在所述模組殼體的凹入區域內。在另一情況下，所述模組殼體包括一壓鑄模組殼體，以及所述均溫板為所述壓鑄模組殼體中的一壓鑄嵌件。在仍然的另一示例中，所述均溫板包括一互鎖突緣，以及所述模組殼體通過與所述互鎖突緣機械干涉將所述均溫板緊固在所述凹入區域內。
在其它多個方面，所述均溫板包括一定位棘爪，所述模組殼體包括一凹入的凹口，以及所述均溫板通過所述定位棘爪延伸進入到所述凹入的凹口中而緊固在所述凹入區域內。在一些情況下，所述模組還能包括：一絕緣片，在所述均溫板的至少一部分上延伸。在其它多個方面，所述均溫板在長度上沿所述模組殼體的一縱軸在所述模組殼體的一長度的至少一半上延伸。
10:互連組件
100:線纜組件
102:模組
104:線纜
112:上殼體
112A:頂外表面
112B:底內表面
113:區域
114:下殼體
116:區域
120:PCB
122:晶片
124:屏蔽線纜
128:導熱墊
160:罩體
162:金屬外殼
164:開口
166:連接器
168:交界
170:散熱器
180:扣具
212:上殼體
212A:頂外表面
212B:底內表面
213:上殼體
216:區域
218:區域
220:凹入區域
222:底凹入內表面
223:漸縮端
224:漸縮端
226:互鎖突緣
227:互鎖突緣
300:熱管
300B:熱管
302:底表面
304:頂表面
306:側表面
310:漸縮端
312:漸縮端
314:互鎖突緣
315:互鎖突緣
340:絕緣片
400:蒸汽腔體
400B:蒸汽腔體
402:底表面
404:頂表面
406:側表面
412:上殼體
412B:底內表面
413:上殼體
414:互鎖突緣
415:互鎖突緣
420:凹入區域
422:底凹入內表面
424:凹入的凹口
425:定位棘爪
426:互鎖突緣
427:互鎖突緣
H:熱
L:縱軸
L1:長度
L2:長度
L3:長度
L4:長度
Lh:長度
Lr:長度
Lr1:長度
Lv:長度
W:寬度
Wh:寬度
Wr:寬度
Wr1:寬度
Wv:寬度
Dh:深度
Dv:深度
參照以下圖示能更好地理解本發明的許多方面。圖示中的構件不一定是按比例的，而是重點處於清楚地示出本發明的原理。此外，在圖示中，遍佈若干視圖的類似的圖示標記表示對應的部件： 圖1示出根據本發明的各種實施例的一互連組件的一立體圖；圖2示出根據本發明的各種實施例的圖1所示的互連組件的一立體圖，其中，散熱器省略；圖3示出根據本發明的多個方面的圖1所示的線纜組件的一立體圖；圖4示出根據本發明的多個方面的沿圖1的線纜組件的I-I線作出的剖視圖；圖5示出根據本發明的多個方面的圖3所示的一模組的一上殼體的一仰視圖；圖6A示出根據本發明的各種實施例的另一線纜組件的一上殼體的一仰視圖；圖6B示出根據本發明的各種實施例的圖6A所示的上殼體帶有一熱管；圖7示出根據本發明的各種實施例的一熱管；圖8示出根據本發明的多個方面的包括圖6B所示的上殼體和熱管的一線纜組件的一剖視圖；圖9A示出根據本發明的多個方面的沿圖6B的上殼體和熱管的II-II線作出的剖視圖；圖9B示出根據本發明的多個方面的另一上殼體和熱管的一剖視圖； 圖10A示出根據本發明的各種實施例的另一線纜組件的一上殼體的一仰視圖；圖10B示出根據本發明的各種實施例的圖10A所示的上殼體帶有一蒸汽腔體；圖11示出根據本發明的各種實施例的一蒸汽腔體；圖12示出根據本發明的多個方面的包括圖10B所示的上殼體和熱管的一線纜組件的一剖視圖；圖13A示出根據本發明的多個方面的沿圖10B的上殼體和熱管的III-III線作出的剖視圖；圖13B示出根據本發明的多個方面的另一上殼體和熱管的一剖視圖。
由電腦、計算系統以及計算環境處理的資料的量持續增加。例如，資料中心能包括利用光纖纜、銅線纜及各種連接器、線纜組件和它們之間的端接結構互連的幾百個的計算系統和網路系統。小型可插拔(SFP)模組格式是用於資料互連的一緊湊的可熱插拔的網路介面模組格式。在一計算或網路系統上的一SFP介面是用於諸如一光纖或一銅線纜的一介質專用收發器的一模組化的插槽。線纜組件能包括在一銅線纜、光纖或其它類型的互連線纜的 一端或兩端處的SFP可插拔收發模組。SFP可插拔收發模組能插入用於資料互連的SFP介面中。
當前可用包括小型可插拔雙密度(SFP-DD)、緊湊的小型可插拔(cSFP)、SFP+、四通道小型可插拔(QSFP)、四通道小型可插拔雙密度(QSFP-DD)等等的一系列的SFP可插拔收發模組。SFP可插拔收發模組經常包括一個或多個封裝的半導體電路器件或晶片。例如，帶有SFP可插拔收發模組的一有源的電線纜(AEC)組件能包括用於訊號重新定時的一封裝的半導體晶片。AEC組件半導體晶片能針對資料訊號重新設定損耗以及定時平面、去除雜訊並提高訊號完整性以及其它功能。例如，帶有SFP可插拔收發模組的一有源的光纖纜(AOC)組件能包括用於將光訊號轉換成電訊號的一封裝的半導體晶片。AOC中的半導體晶片能包括配置成接收由發射光子組件(TOSA)發射的光訊號的接收光子組件(ROSA)。所述ROSA配置成將光訊號轉換回電訊號。
SFP可插拔收發模組中的半導體晶片消耗電力並散出熱。因為新近的線纜組件設計成以更高的速率傳輸資料，所以，半導體晶片能消耗更多的電力、散出更多的熱或二者兼而有之，而且將熱從所述半導體晶片散出以保護半導體晶片免受失效將是重要的。用於SFP可插拔收發模組的許多連接器和罩體包括將熱從所述模組移出並散出的散熱器(heat sink)以及其它手段。然而，SFP 模組未必針對從所述模組內的半導體晶片到SFP連接器和罩體上的散熱器的熱的傳遞進行優化。
在上面說明的章節中，說明用於可插拔收發模組的熱交換增強的模組殼體的多個方面。在一個示例中，一種可插拔收發模組包括一模組殼體。所述模組殼體包括一上殼體以及一下殼體。所述上殼體包括一平坦的內表面以及與形成到所述平坦的內表面內的一凹入區域。所述模組還包括：一印刷電路板；一半導體晶片或器件，安裝在所述印刷電路板上；以及一均溫板(heat spreader)，緊固在所述凹入區域內，在所述上殼體和所述半導體晶片之間。所述均溫板能為一熱管(heat pipe)、一蒸汽腔體(vapor chamber)或一有關的熱擴散結構(spreading structure)。所述均溫板幫助將熱從所述半導體晶片橫跨所述模組的上殼體的一較大的區域傳遞。所述熱能更有效地傳遞至用於所述可插拔收發模組的一對接連接器或罩體的一散熱器。
轉向圖示，圖1示出根據本發明的各種實施例的一示例互連組件10的一立體圖。互連組件10包括一線纜組件100和一罩體160。罩體160包括一金屬外殼162、一散熱器170(也稱為均溫板)以及將散熱器170緊固在罩體160上的一扣具180以及其它構件。扣具180與罩體160的兩側壁接合以將散熱器170緊固在罩體160上。線纜組件100包括在一線纜104的一端處的一可插拔收發模組102 (也稱為模組102或是收發模組102)。罩體160的金屬外殼162包圍將在後面進一步詳細說明的模組102能插入的一開口空間。散熱器170可包括允許散熱的多個彼此間隔開的豎直定向的鰭片。
互連組件10是代表性的，未按任何特殊的比例繪製，且示出為給具有帶有用於增強的熱交換的特徵的模組殼體的可插拔收發模組的構思提供背景。線纜組件100不意欲限制到任何特殊類型的線纜或線纜組件，且線纜104能具體表現為一光纖、銅或其它的類型的線纜。由此，線纜組件100是一AEC、AOC或有關類型的線纜的一示例。在後面將進一步詳細說明的模組102也是代表性的，且本文說明的構思能應用於包括SFP、SFP-DD、cSFP、SFP+、QSFP、QSFP-DD以及有關類型的可插拔模組的一系列的可插拔模組。罩體160能安裝於一計算系統、網路系統或有關的系統的一印刷電路板(PCB)(未示出)。依賴於模組102的類型、樣式以及尺寸，罩體160能相對所示出地在尺寸和樣式上變化。罩體160內的一連接器設計成當模組102完成插入在罩體160內時與模組102的末端處的一PCB樣式末端對接，如圖1所示。
圖2示出圖1所示的互連組件10的一立體圖，其中，散熱器170省略。圖3示出圖1所示的分離掉罩體160的線纜組件100的一立體圖。罩體160的金屬外殼162包括一開口164，如圖2所示。模組102包括一模組殼體，所述模組殼體圍住諸如一PCB、安裝在 PCB上的一個或多個半導體晶片以及其它構件的許多構件。模組102的模組殼體包括上殼體112、一下殼體114以及其它構件。如圖2和圖3所示，上殼體112的一區域113經由金屬外殼162上的開口164露出，從而上殼體112的一頂外表面112A經由開口164露出。在所示出的示例中，頂外表面112A是平坦的，尤其是在經由開口164露出之處。
模組102的上殼體112和下殼體114能具體表現為一金屬或金屬合金或由一金屬或金屬合金形成。在一個示例中，上殼體112和下殼體114能具體表現為一壓鑄鋅、鋅合金或其它金屬或金屬合金。在一些情況下，上殼體112和下殼體114能在外表面上鍍覆有諸如一個或多個銅層、鎳層或其它鍍覆層。然而，形成模組102的模組殼體的材料不受限制，且模組殼體能由一系列的材料和製造技術形成。
模組102中的所述一個或多個半導體晶片消耗電力並散出熱。熱至少部分經由模組102的上殼體112被傳導。散熱器170的一底表面穿過金屬外殼162的頂部上的開口164接觸上殼體112的頂外表面112A。扣具180與罩體160的兩側壁接合以將散熱器170緊固在罩體160上，其中，散熱器170的底表面與上殼體112的頂外表面112A平面接觸。由此，散熱器170定位成從模組102的上殼體112吸取並散出熱。
圖4示出沿圖1的線纜組件的I-I線作出的剖視圖。如圖4所示，模組102包括一PCB 120。一半導體晶片122(也稱為晶片122)安裝在PCB 120之上並電連結於PCB 120上的金屬跡線。諸如屏蔽線纜124的許多屏蔽線纜具有電連結並端接於PCB 120的導體。在所示出的示例中，PCB 120還包括在模組102的末端處的一PCB樣式末端，所述PCB樣式末端插入金屬外殼162內的連接器166中。一導熱墊128位於半導體晶片122和上殼體112之間，且導熱墊128將熱H從半導體晶片122傳導至上殼體112。散熱器170的一底表面與模組102的上殼體112的頂表面在它們之間的交界168上接觸。在一些情況下，導熱墊128能省略，且半導體晶片122的頂表面能直接接觸上殼體112的底內表面。可替代地，一導熱膏能鋪設在半導體晶片122的頂表面和上殼體112的底內表面之間，且其它佈置方式也在本實施例的範圍內。
半導體晶片122消耗電力並散出熱H。熱H至少部分地經由導熱墊128傳導至上殼體112、穿過上殼體112並傳導至散熱器170的底表面。散熱器170定位成從模組102的上殼體112吸取並散出熱H。針對模組102的操作，從模組102抽出並散出熱H將是重要的。然而，諸如模組102的許多可插拔收發模組針對到SFP罩體上的散熱器的熱的傳遞未被優化。例如，儘管熱H從模組102內的半導體晶片122、穿過上殼體112並傳遞至散熱器170，但上殼體112 未必優化來傳遞熱H。如可以認識到的，儘管本文針對代表性的半導體晶片122說明各種實施例，但是理解的是，針對產生熱H的其它晶片或處理線路，可採用同樣的原理。
圖5示出圖3所示的模組102的上殼體112的一仰視圖。上殼體112沿上殼體112的一縱軸L延伸一長度L1。上殼體112包括平坦的一底內表面112B。底內表面112B能在與上殼體112的頂外表面112A(參見圖3)延伸的一平面平行的一平面內延伸。底內表面112B沿縱軸L延伸一長度L2並延伸與縱軸L垂直測量的一寬度W。在所示出的示例中，底內表面112B的長度L2延伸小於上殼體112的全長度L1的一半。在模組102中，上殼體112位於半導體晶片122的上方。底內表面112B的區域116是表示當模組102組裝時位於半導體晶片122之上或上方的一區域。
根據多個方面的實施例，可插拔收發模組的殼體、上殼體或其它外殼的通過包含諸如熱管、蒸汽腔體或其它形式的均溫板的均溫板來改進。均溫板提供橫跨可插拔收發模組的模組殼體或外殼的一較大的區域將熱從可插拔收發模組內的半導體晶片或器件更有效地傳遞的一手段。進而，模組殼體在殼體的外表面的一較大的面積上傳導並傳遞熱，以提高或增強的熱從模組傳遞出。
圖6A示出根據本發明的各種實施例的另一線纜組件的一上殼體212的一仰視圖，而圖6B示出圖6A所示的上殼體212帶有 一熱管300。熱管300是一均溫板的一個示例，根據本文說明的構思，均溫板能與一可插拔收發模組的一上殼體合成在一起。熱管300是代表性的，未按比例繪製，且能相對所示出地在形狀、尺寸或在形狀和尺寸上變化。另外，上殼體212也是代表性的，未按比例繪製，且能相對所示出地在形狀、尺寸或在形狀和尺寸上變化。與圖2所示且如上說明的模組102的上殼體112類似，能依靠上殼體212作為一可插拔收發模組的一模組殼體的一部分。
上殼體212能具體表現為一金屬或金屬合金或由一金屬或金屬合金形成。在一個示例中，上殼體212能具體表現為一壓鑄鋅、鋅合金或其它金屬或金屬合金。在一些情況下，上殼體212能在外表面上鍍覆有諸如一個或多個銅層、鎳層或其它鍍覆層。然而，形成上殼體212的材料不受限制，且上殼體212能由一系列的材料和鑄造、增材、減材以及有關的製造技術形成。
參照圖6A和圖6B之間，上殼體212沿上殼體212的一縱軸L延伸一長度L1。上殼體212包括平坦的一底內表面212B。底內表面212B能在與上殼體212的一頂外表面延伸的一平面平行的一平面內延伸。底內表面212B沿縱軸L延伸一長度L3且延伸與縱軸L垂直測量的一寬度W。在所示出的示例中，底內表面212B的長度L3延伸超過上殼體212的全長度L1的一半。然而，在圖6A和圖6B中，底內表面212B的長度L3以一示例示出，且底內表面212B能 形成為其它長度、寬度和有關的尺寸。在其它情況下，底內表面212B的長度L3能延伸超過上殼體212的全長度L1的35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%或70%，但是更小比例和更大比例的長度L3尺寸也能是可信賴的。底內表面212B的長度L3能優選形成為盡可能地長以適應如後面說明的一較大的凹入區域。
上殼體212包括一凹入區域220。凹入區域220在深度或高度上從底內表面212B處的一開口延伸到凹入區域220的一底凹入內表面222。在一個示例中，上殼體212的底內表面212B和凹入區域220的底凹入內表面222與上殼體212的頂外表面212A大體共面。凹入區域220包括在凹入區域220的相反的遠端處的兩漸縮端223、224。凹入區域220沿縱軸L延伸一長度Lr且延伸與縱軸L垂直測量的一寬度Wr。凹入區域220的長度Lr、寬度Wr和深度的尺寸能在大小上適應熱管300，其中，在一些情況下它們之間具有一最小空隙。在其它情況下，上殼體212能與如後面說明的熱管300的一個或多個互鎖突緣互鎖並機械地干涉。凹入區域220的長度Lr尺寸能優選在底內表面212B的長度L3的一相當大的部分上延伸。作為示例，長度Lr能在底內表面212B的長度L3的95%、90%、85%或80%上延伸，但在一些情況下長度Lr能更短。
如圖6B所示，熱管300緊固在凹入區域220內。當緊固在凹入區域220內時，熱管300的一底表面302與上殼體212的底內 表面212B大體共面。熱管300能以許多不同的方式被緊固在上殼體212的凹入區域220內。例如，熱管300能焊接(welded)或錫接(soldered)在上殼體212的凹入區域220內。例如，熱管300還能利用一銀燒結晶粒貼裝(silver sinter die attach)或另外的晶粒貼裝(die attach)或燒結晶粒貼裝(sintering die attach)而燒結於上殼體212。在其它情況下，一導熱膏能位於凹入區域220的底凹入內表面222和熱管300之間，且導熱膏能將熱管300黏接於底凹入內表面222。在其它一些情況下，上殼體212能包括一壓鑄模組殼體，且熱管300能為上殼體212中的一壓鑄嵌件。
當組裝到一可插拔收發模組中時，上殼體212能位於與圖4所示的半導體晶片122類似的一半導體晶片的上方。圖6B所示的區域216代表當上殼體212組裝到一可插拔收發模組中時位於半導體晶片之上或上方的一區域。如所示出地，區域216橫跨上殼體212的底內表面212B和熱管300的底表面302延伸。由此，熱能從半導體晶片傳遞至熱管300。
在一些情況下，一絕緣片340還能橫跨上殼體212的底內表面212B和熱管300的底表面302的至少一部分並放置在上殼體212的底內表面212B和熱管300的底表面302的所述至少一部分上。除其他好處外，絕緣片340還有助於將模組內的組件與熱管300散發的熱量進行電氣和熱隔離。絕緣片340的形狀和尺寸能變化， 但絕緣片340不會延伸在區域216上。
圖7示出根據本發明的各種實施例的圖6B所示的熱管300。熱管300包括一底表面302、一頂表面304、一側表面306以及兩漸縮端310、312。在所示出的示例中，熱管300是扁平的管道(pipe)或管子(tube)的一類型。熱管300沿縱軸L延伸一長度Lh且延伸與縱軸L垂直測量的一寬度Wh。熱管300還具有一深度Dh。熱管300的示例尺寸能取自在長度上在40-100mm之間、在寬度上在4-10mm之間以及在深度上在1.5-5mm之間的範圍。在一個特定的示例中，熱管300能為在長度上約70mm、在寬度上約5.4mm以及在深度上約2mm，但熱管300能形成為其它尺寸。
熱管300能具體表現為由與被圍在熱管300內的一工作流體相容的一金屬製成的一封閉管道或管子。作為示例，熱管300的封閉管道能由銅或鋁形成，但其它金屬或金屬合金也能採用。在熱管300內的工作流體能為處於熱管300內的一真空下的水、氨水或其它的工作流體。與封閉管道的內表面接觸的工作流體能通過從封閉管道內的更熱的內表面吸收熱而轉變成一蒸汽。蒸汽能隨後在熱管300內行進到一更冷的內部交界或表面區域並冷凝回到一液體，這便於熱的傳遞。例如，工作液體能隨後通過毛細作用返回至熱的交界。因對於沸騰和冷凝的相對高的熱傳遞係數，故熱管300是一有效的導熱體。總體上，與單獨上殼體212相比，熱管300在熱 的傳遞上更有效且更有效率。
圖8示出圖6B所示的包括上殼體212和熱管300的一線纜組件的一剖視圖。一導熱墊128位於半導體晶片122和置於上殼體212的凹處中的熱管300之間。導熱墊128將熱H從半導體晶片122傳導至熱管300。在一些情況下，導熱墊128能省略，且半導體晶片122的頂表面能直接接觸熱管300的底表面302。可替代地，一導熱膏能鋪設在半導體晶片122的頂表面和熱管300之間，且其它佈置方式也在本實施例的範圍內。
半導體晶片122消耗電力並散出熱H。熱H經由導熱墊128傳導至熱管300和上殼體212、穿過熱管300和上殼體212並傳導至散熱器170的底表面。散熱器170定位成沿散熱器170和上殼體212之間的交界168從上殼體212吸取並散出熱H。然而，與圖4所示的示例相比，相對上殼體112，上殼體212因熱管300而更有效地從半導體晶片122傳遞熱H。熱管300的導熱係數顯著大於上殼體212(以及上殼體112)，且上殼體212的總的熱傳遞係數顯著大於上殼體112的總的熱傳遞係數。另外，熱管300沿交界168的長度的一大的部分延伸，這說明將熱H更快地且有效地移動至散熱器170。
圖9A示出根據本發明的多個方面的沿圖6B的上殼體212和熱管300的II-II線作出的剖視圖。如所示出地，熱管300的底表面302與上殼體212的底內表面212B大體共面。另外，上殼體212 的僅一相對小的區域218保留在凹入區域220的底凹入內表面222和上殼體212的頂外表面212A之間。上殼體212的區域218能做得足夠小，以允許熱H從熱管300傳遞至散熱器170。然而，區域218應優選足夠大，以維持上殼體212的結構整體性，同時也維持模組外殼的尺寸規格。在某種程度上，基於區域218的一最小厚度，熱管300的深度Dh(也參見圖7)可由此限定或確定。
圖9B示出根據本發明的多個方面的另一種的上殼體213和熱管300B的一剖視圖。在所示出的示例中，上殼體213包括兩互鎖突緣226、227，而熱管300B包括兩互鎖突緣314、315。上殼體213的兩互鎖突緣226、227分別與熱管300的兩互鎖突緣314、315互鎖並機械地干涉。圖9B所示的組裝技術能通過以一壓鑄模組殼體形成上殼體213來實現。在用於形成上殼體213的金屬合金流入到模具中之前，熱管300B能插入到用於形成上殼體213的一模具中。在所示出的示例中，熱管300B為在上殼體213中的一類型的壓鑄嵌件。該嵌件鑄造技術能最小化在熱管300B和上殼體213之間的任何自由的空間並還能緊固熱管300B。
圖10A示出根據本發明的各種實施例的另一線纜組件的一上殼體412的一仰視圖，而圖10B示出圖10A所示的上殼體412帶有一蒸汽腔體400。蒸汽腔體400是一均溫板的一個示例，根據本文說明的構思，均溫板能與一可插拔收發模組的一上殼體合成在一 起。蒸汽腔體400是代表性的，未按比例繪製，且能相對所示出地在形狀、尺寸或在形狀和尺寸上變化。另外，上殼體412也是代表性的，未按比例繪製，且能相對所示出地在形狀、尺寸或在形狀和尺寸上變化。與圖2所示地且如上述說明的模組102的上殼體112類似，能依靠上殼體412作為一可插拔收發模組的一模組殼體的一部分。
上殼體412能具體表現為一金屬或金屬合金或由一金屬或金屬合金形成。在一個示例中，上殼體412能具體表現為一壓鑄鋅、鋅合金或其它金屬或金屬合金。在一些情況下，上殼體412能在外表面上鍍覆有諸如一個或多個銅層、鎳層或其它鍍覆層。然而，形成的上殼體412材料不受限制，且上殼體412能由一系列的材料和鑄造、增材、減材以及有關的製造技術形成。
參照圖10A和圖10B之間，上殼體412沿上殼體412的一縱軸L延伸一長度L1。上殼體412包括平坦的一底內表面412B。底內表面412B能在與上殼體412的一頂外表面延伸的一平面平行的一平面內延伸。底內表面412B沿縱軸L延伸一長度L4且延伸與縱軸L垂直測量的一寬度W。在所示出的示例中，底內表面412B的長度L4延伸超過上殼體412的全長度L1的一半。然而，在圖10A和圖10B中，底內表面412B的長度L4以一示例示出，且底內表面412B能形成為其它長度、寬度以及有關的尺寸。在其它情況下，底 內表面412B的長度L4能延伸超過上殼體412的全長度L1的35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%或70%，但是更小比例和更大比例的長度L4尺寸也能是可信賴的。底內表面412B的長度L4能優選形成盡可能地長，以適應如後面說明的一較大的凹入區域。
上殼體412包括一凹入區域420。凹入區域420在深度或高度上從底內表面412B處的一開口延伸到凹入區域420的一底凹入內表面422。凹入區域420包括一凹入的凹口424，如後面說明地，凹入的凹口424能用於幫助定位並緊固蒸汽腔體400。凹入區域420沿縱軸L延伸一長度Lr1且延伸與縱軸L垂直測量的一寬度Wr1。凹入區域420的長度Lr1、寬度Wr1以及深度尺寸能在大小上適應蒸汽腔體400，其中，在一些情況下它們之間具有一最小空隙。在其它情況下，上殼體412能與如後面說明的蒸汽腔體400的一個或多個互鎖突緣互鎖並機械地干涉。凹入區域420的長度Lr1尺寸能優選在底內表面412B的長度L4的一顯著部分上延伸。作為示例，長度Lr1能在底內表面412B的長度L4的95%、90%、85%或80%上延伸，但在一些情況下長度Lr1能更短。
如圖10B所示，蒸汽腔體400緊固在凹入區域420內。當緊固在凹入區域420內時，蒸汽腔體400的一底表面402與上殼體412的底內表面412B大體共面。蒸汽腔體400能以許多不同的方式被緊固在上殼體412的凹入區域420內。例如，蒸汽腔體400能焊接 或錫接在上殼體412的凹入區域420內。例如，蒸汽腔體400還能利用一銀燒結晶粒貼裝或另外的晶粒貼裝或燒結晶粒貼裝而燒結於上殼體412。在其它情況下，一導熱膏能位於凹入區域420的底凹入內表面422和蒸汽腔體400之間，且導熱膏能將蒸汽腔體400黏接於底凹入內表面422。在仍有的其它情況下，上殼體412能包括一壓鑄模組殼體，且蒸汽腔體400能為上殼體412中的一壓鑄嵌件。
當組裝到一可插拔收發模組中時，上殼體412能位於與圖4所示的半導體晶片122類似的一半導體晶片的上方。圖10B所示的區域216代表當上殼體412組裝到一可插拔收發模組中時位於半導體晶片之上或上方的一區域。如所示出地，區域216在蒸汽腔體400的底表面402之上延伸。由此，熱能從半導體晶片傳遞至蒸汽腔體400。
在一些情況下，一絕緣片340還能橫跨上殼體412的底內表面412B和蒸汽腔體400的底表面402的至少一部分且放置在上殼體412的底內表面412B和蒸汽腔體400的底表面402的所述至少一部分上。除其他好處外，絕緣片340還有助於將模組內的組件與蒸汽腔體400散發的熱量進行電氣和熱隔離。絕緣片340的形狀和尺寸能變化，但絕緣片340不會延伸在區域216上。
圖11示出根據本發明的各種實施例的圖10B所示的蒸汽腔體400。蒸汽腔體400包括一底表面402、一頂表面404以及一 側表面406。蒸汽腔體400還包括一定位棘爪425。定位棘爪425能裝配凹入區域420的凹入的凹口424中，以幫助將蒸汽腔體400定位並緊固在上殼體412的凹入區域420內，如圖10B所示。
蒸汽腔體400沿縱軸L延伸一長度Lv且延伸與縱軸L垂直測量的一寬度Wv。蒸汽腔體400還具有一深度Dv。蒸汽腔體400的示例尺寸能取自在長度上在30-100mm之間、在寬度上在8-12mm之間以及在深度上在1-3mm之間的範圍。在一個特定的示例中，蒸汽腔體400能在長度上約35mm、在寬度上約10mm以及在深度上約1mm，但蒸汽腔體400能形成為其它尺寸。
蒸汽腔體400能具體表現為由與被圍在蒸汽腔體400內的一工作流體相容的一金屬製成的一扁平的腔室。作為示例，蒸汽腔體400的封閉腔室能由銅或鋁形成，但其它金屬或金屬合金也能採用。蒸汽腔體400內的工作流體能為處於蒸汽腔體400內的一真空下的水、氨水或其它的工作流體。與封閉腔室的內表面接觸的工作流體能通過從封閉腔室內的更熱的內表面吸收熱而轉變成一蒸汽。蒸汽能隨後在蒸汽腔體400內行進至一更冷的內部交界或表面區域並冷凝回到一液體，這便於熱的傳遞。例如，工作液體能隨後通過毛細作用返回至熱的交界。因對於沸騰和冷凝的相對高的熱傳遞係數，故蒸汽腔體400是一有效的導熱體。總體上，與單獨上殼體412相比，蒸汽腔體400在熱的傳遞上更有效且更有效率。
圖12示出的圖10B所示的包括上殼體412和蒸汽腔體400的一線纜組件的一剖視圖。一導熱墊128位於半導體晶片122和置於上殼體412的凹處中的蒸汽腔體400之間。導熱墊128將熱H從半導體晶片122傳導至蒸汽腔體400。在一些情況下，導熱墊128能省略，且半導體晶片122的頂表面能直接接觸蒸汽腔體400的底表面402。可替代地，一導熱膏能鋪設在半導體晶片122的頂表面和蒸汽腔體400之間，且其它佈置方式也在本實施例的範圍內。
半導體晶片122消耗電力並散出熱H。熱H經由導熱墊128傳導至蒸汽腔體400、穿過蒸汽腔體400和上殼體412並傳導至散熱器170的底表面。散熱器170定位成沿散熱器170和上殼體412之間的交界168從上殼體412吸取並散出熱H。然而，與圖4所示的示例的相比，相對上殼體112，上殼體412因蒸汽腔體400而更有效地將從半導體晶片122傳遞熱。蒸汽腔體400的導熱係數顯著大於上殼體412(以及上殼體112)，且上殼體412的總的熱傳遞係數顯著大於上殼體112的總的熱傳遞係數。另外，蒸汽腔體400沿交界168的長度的一大的部分延伸，這說明將熱H更快地有效地移動至散熱器170。
圖13A示出根據本發明的多個方面的沿圖10B的上殼體412和蒸汽腔體400的III-III線作出的剖視圖。如所示出地，蒸汽腔體400的底表面402與上殼體412的底內表面412B大體共面。圖 13B示出根據本發明的其它多個方面的另一種的上殼體413和蒸汽腔體400B的一剖視圖。在所示出的示例中，上殼體413包括兩互鎖突緣426、427，而蒸汽腔體400B包括兩互鎖突緣414、415。上殼體413的兩互鎖突緣426、427分別與蒸汽腔體400B的互鎖突緣414、415互鎖並機械地干涉。圖13B所示的組裝技術能通過以一壓鑄模組殼體形成上殼體413來實現。在用於形成上殼體413的金屬合金流入到中模具之前，蒸汽腔體400B能插入到用於形成上殼體413的一模具中。在所示出的示例中，蒸汽腔體400B為上殼體413中的一類型的壓鑄嵌件。該嵌件鑄造技術能最小化在蒸汽腔體400B和上殼體413之間的自由空間並還能緊固蒸汽腔體400B。
諸如“頂”、“底”、“側”、“前”、“後”、“右”和“左”的術語並意欲提供絕對的參照系。相反，這些術語是相對的，並且旨在識別彼此相關的某些特徵，因為本文說明的結構的姿勢能夠變化。術語“包括”、“包含”、“具有”等是同義詞，以開放的方式使用，並且不排除另外的元素、特徵、行為、操作等。此外，術語“或”是在其包容性意義上被使用，而不是在其排他性意義上被使用，因此，例如，當用於連接元素清單時，術語“或”表示列表中的一個、一些或所有的元素。
除非另有說明，否則諸如“X、Y和Z中的至少一個”或“X、Z或Y中的至少之一”的組合語言一般用於識別其中的一 個、任意兩個的組合或全部三個(如果識別出較大的組，則為更多)，諸如X和僅X、Y和僅Y以及Z和僅Z、X和Y、X和Z的組合以及Y和Z的組合以及X、Y和Z的全部。除非另有說明，這種組合語言一般不意欲識別或要求包括X中的至少一個、Y中的至少一個和Z中的至少一個。
術語“大約”和“大體”，除非本文中另有定義為與偏差的特定的範圍、百分比或相關度量相關，否則至少考慮理論設計與製造產品或組件之間的一些製造公差，例如美國機械工程師學會(ASME®)Y14.5和相關的國際標準組織(ISO®)標準中說明的幾何尺寸和公差標準。如本領域普通技術人員能理解地，儘管“大約”、“大體”或相關術語沒有被明確指明，即使與理論術語的使用有關，例如幾何術語“垂直”、“正交”、“頂點”、“共線”、“共面”和其它術語，但這種製造公差也仍然要考慮。
本發明的上述實施例僅僅是實施的示例，以提供對本發明的原理的清楚理解。在本質上不脫離本發明的精神和原理的情況下，可以對上述實施例進行許多變型和修改。另外，針對一個實施例說明的構件和特徵可以包括在另一實施例中。所有這樣的修改和變型旨在本文中包括在本發明的範圍內。
10:互連組件
100:線纜組件
102:模組
104:線纜
160:罩體
162:金屬外殼
170:散熱器
180:扣具

Claims (20)

  1. 一種可插拔收發模組，包括： 一模組殼體，所述模組殼體包括一上殼體以及一下殼體，所述上殼體包括一平坦的內表面以及形成到所述平坦的內表面內的一凹入區域； 一印刷電路板； 一晶片，安裝在所述印刷電路板上：以及 一均溫板，緊固在所述凹入區域內，在所述上殼體和所述晶片之間。
  2. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，還包括： 一導熱墊，位於所述晶片和所述均溫板之間。
  3. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板緊固在所述凹入區域內，且所述均溫板的一表面與所述上殼體的平坦的內表面大體共面。
  4. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板焊接於所述上殼體。
  5. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板利用銀燒結晶粒貼裝而燒結於所述上殼體。
  6. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述上殼體包括一壓鑄上殼體；以及 所述均溫板為所述壓鑄上殼體中的一壓鑄嵌件。
  7. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板包括一互鎖突緣；以及 所述上殼體通過與所述互鎖突緣機械干涉將所述均溫板緊固在所述凹入區域內。
  8. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板包括一定位棘爪； 所述上殼體包括一凹入的凹口；以及 所述均溫板通過所述定位棘爪延伸進入到所述凹入的凹口中而緊固在所述凹入區域內。
  9. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，還包括： 一絕緣片，在所述均溫板的至少一部分上延伸。
  10. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板在長度上沿所述上殼體的一縱軸在所述上殼體的一長度的至少一半上延伸。
  11. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板包括一熱管。
  12. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述均溫板包括一蒸汽腔體。
  13. 根據請求項1所述的可插拔收發模組，其中， 所述凹入區域包括一凹入內表面；以及 所述凹入內表面與所述上殼體的一平坦的外表面大體共面。
  14. 一種收發模組，包括： 一模組殼體，包括一平坦的內表面以及形成到所述平坦的內表面內的一凹入區域； 一晶片，安裝在一印刷電路板上；以及 一均溫板，緊固在所述凹入區域內，在所述模組殼體和所述晶片之間。
  15. 根據請求項14所述的收發模組，其中， 所述均溫板緊固在所述凹入區域內，且所述均溫板的一表面與所述模組殼體的平坦的內表面大體共面。
  16. 根據請求項14所述的收發模組，其中， 所述均溫板焊接在所述模組殼體的凹入區域內。
  17. 根據請求項14所述的收發模組，其中， 所述均溫板利用銀燒結晶粒貼裝而燒結在所述模組殼體的凹入區域內。
  18. 根據請求項14所述的收發模組，其中， 所述模組殼體包括一壓鑄模組殼體；以及 所述均溫板為所述壓鑄模組殼體中的一壓鑄嵌件。
  19. 根據請求項14所述的收發模組，其中， 所述均溫板包括一互鎖突緣；以及 所述模組殼體通過與所述互鎖突緣機械干涉將所述均溫板緊固在所述凹入區域內。
  20. 根據請求項14所述的收發模組，其中， 所述均溫板包括一定位棘爪； 所述模組殼體包括一凹入的凹口；以及 所述均溫板通過所述定位棘爪延伸進入到所述凹入的凹口中而緊固在所述凹入區域內。
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