专利名称：具有散热组件的可插接电子插座的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子收发器组件，尤其是涉及一种用于可插接于插座模块的收发器的散热组件。
背景技术：
已知有多种类型的可在电子主机设备与外围装置之间进行通信的基于光纤和铜的收发器(fiber optic and copper based transceivers)。这些收发器可以容纳在模块中，所述模块可插接地连接于主机设备以给系统配置提供灵活性。该模块根据各种尺寸和兼容性标准制造，其中一个标准就是小外形可插拔(SEP)模块标准。
将SFP模块插入到安装在主机设备的电路板上的插座内。插座包括伸长的导框或者笼栅(cage)，其具有向内部空间开放的前部，以及设置在内部空间之内笼栅尾部的电连接器。连接器和导框都被机械并电连接到电路板上，并在SFP模块插入到插座时，其也被机械并电连接到电路板上。传统的SFP模块和插座以高达每秒2.5千兆(Gbs)的速率令人满意地传送数据信号。
目前用于下一代SFP模块的正处在研究中的标准，被称为XFP的标准，其要求收发器模块要以高至10Gbs的速率传送数据信号。为了使得电子元件相较于以前的模块标准寿命更长，收发器模块应遵从XFP标准且周边电路将产生更多更大量需要被移除的热量。
2003年3月5日提交的申请序列号为No.10/382208的美国申请，名为“具有散热片的可插接电子模块及插座”直接给出了一种插座组件，所述插座包括具有顶部、底部和侧壁的导框，所述顶部、底部和侧壁连接形成配置用于接收电子模块的内腔。顶部、底部和侧壁其中一个具有贯通的开口，并且将散热片安装在开口之上。散热片具有位于接近导框内腔的啮合表面，并且散热片的啮合表面配置成在装入内腔时物理接触电子模块。连接一个夹片用以偏置散热片使其和电子模块相啮合。散热片耗散在模块中产生的热从而有助于通过组件的10Gbs的数据传输速率。
已知为了容纳多路收发器模块将多路插座安装在一块电路板上。迄今为止，将每个插座安装成独立的单元，每一单元具有单独的散热片和散热片夹。这些插座可以被安装成彼此非常靠近，但是为了容纳沿着每个插座侧壁贴附的散热片夹，在邻近的插座之间必须留出一些空间。由于一直倾向于减少电子设备的尺寸，因此需要一种允许多路插座可以紧凑结构并排安装的组件。
发明内容
一种插座组件包括多个导框。每一导框具有顶壁、底壁和侧壁，它们限定一个配置用于接收电子模块的内腔。每个顶壁具有向内腔打开的散热片开口。将各自的散热片安装在每个导框上。每个散热片具有延伸通过其各自散热片开口并位于接近其各自的内腔的啮合表面。单个散热片夹跨过多个导框并连接以促成将每个散热片和安装在每一内腔中的各自的电子模块相啮合。
图1是已知模块组件和插座组件的分解透视图；图2是如图1所示的散热片的仰视透视图；图3是如图1所示的组件一部分组件的装配透视图，示出了在插座组件中位于锁紧位置的模块组件；图4是将如图1所示的散热片组件附在插座组件上并部分剖开的侧视图；图5是根据本发明所形成的插座组件的典型实施例的一部分的透视图；图6是插座组件的典型实施例的分解透视图，示出了将典型的散热片组件附着到如图5所示的插座组件的一部分；图7是散热片夹的透视图；图8是和如图7所示的散热片夹一起使用的簧件的透视图；图9是散热片组件和如图6所示插座组件的装配透视图。
具体实施例方式
图1图示了公知的电子收发器组件100，其包括配置用于可插接地插入到插座组件104中的模块组件102，目的是为了更好理解以下所要说明的本发明的主题。模块组件102能够以诸如10Gbs的速率传送数据并遵从XFP标准。然而，要明白的是本发明可以和遵从其它标准和规范的其它类型的电子模块一起使用。因此下面的说明仅是用于示出本发明的目的，而并不是意于将本发明的应用限定于任何特定的模块或者连接器。
如图1所示，将插座组件104安装在主机电路板106上，再依次将其安装在诸如路由器或服务器(未示出)的主机系统上。典型地，主机系统包括具有前盖108的导电底板，前盖108包括贯通并实质上和各自的插座组件104对准的开口109。将模块组件102经前盖开口109插入到插座组件104中，且插座组件104电连接到前盖108。
在用于说明的实施例中，模块组件102包括具有固定在一起以形成对电路板(图1未示出)进行保护的保护性外壳的基座112和上盖114的壳体110，电路板设置在壳体110内。电路板承载以公知方式实施收发器功能的电子电路和装置。电路板边缘经壳体110的后端116露出，且电路板边缘可如下所述地插接于插座组件104中。模块组件102适于被安装在插座组件104内，使得模块组件102的前端118从其延伸。
模块组件102被配置成插入插座组件104中。一般而言，模块组件102和插座组件104可以用于任何一种在主机系统和电或光信号之间需要设置接口的应用。模块组件102通过插座组件104经由位于插座导框122之内的插座连接器120连接到主机系统，导框也可称作笼栅。模块组件102经在模块组件102的前端部118处的连接器接口124接触到光纤或者电缆(未示出)。优选地，连接器接口124包括与光纤或者电缆组件协作的机构，以将光纤或者电缆组件固定于模块组件102。合适的连接器接口124是公知的且包括用于由Tyco电子公司(Harrisburg，Pa)出售的LC型光连接器和HSSDC2铜连接器的适配器。
模块组件102和插座组件104通过一个或者几个减少EMI的零件来减少EMI发射，所述减少EMI的零件包括导框122、耦合于导框122的前端部的密封组件125以及中间和尾端密封组件123、125，所述导框和前盖108连接。减少EMI的零件详细描述在2003年3月5日提交的序列号为No.10/382208的美国申请中，其在这里被引用作为参考。
如图1所图示的，导框122包括模压及成型的金属主体126，其确定了具有顶壁128、底壁130和侧壁132、134的壳体。每个顶壁、底壁和侧壁128-134的前边沿都成型为法兰，其环绕前部开口136进入导框122。顶壁128、底壁130和侧壁132、134确定腔室138，其间通过位于导框122的前端部的开口136用于接收模块组件102。底壁130具有底部开口用于接收插座连接器120。导框122具有前挡块140，所述挡块啮合模块组件102的表面以防止模块组件102通过导框122向后部穿过太远。当将模块组件102插入插座组件104时，导框122在其所有的侧面上都设置导电壁。导框122的底壁130包括容纳在主板106的通孔144之内的顺服性(compliant)带销导片142，且在插座组件104安装在其内时为设备底板提供一条接地导电路径。主板106包括设置在其上的导电表面146并成形为支承插座组件104的片状以增强电磁干扰屏蔽。
插座连接器120和导框122一起被安装在主机设备的电路板106上，但是和主板106的导电表面146分离。例如，插座连接器120可以是由Tyco电子公司出售的零件号码为788862-1的产品。插座连接器120包括在将模块组件102完全安装在导框122内时容纳由模块组件102承载的电路板边缘的槽，从而将模块组件102电连接到主机设备。
导框122的顶壁128具有处在腔体138上容纳散热片150的大开口194。设置散热片150以在将模块组件102装入插座组件104内时和模块组件102物理接触。在散热片150上安装夹子152并将其固定于导框122。夹子152确保散热片150抵着模块组件102装入，以利于从模块组件102到散热片150的热传导。散热片150包括面对并靠近导框122的内腔138设置的啮合表面(下面将说明)。散热片150的啮合表面配置成在安装于腔体138内时物理接触且紧靠模块组件102。
在导框122的每一侧壁132、134上面形成保持接头154。保持接头154啮合依次将散热片150保持在导框122上的夹子152。夹子152可靠啮合导框122以将散热片150保持在导框122上。夹子152包括固定在散热片150之上的弹性弹簧部件155。弹簧部件155弯曲以在安装了模块组件102时允许散热片150离开导框122向外移动。弹簧部件155向散热片150施加预定力以保持预定的对接接口从而促进热传导和从模块组件102的散热。夹子152进一步包括紧压在导框122的侧壁132、134之上的侧轨156。侧轨156通过越过(snap over)散热片150并弹性地啮合的弹簧部件155连接到另一侧轨。
图2图示了散热片150的仰视透视图，其包括外表面160和模块啮合表面162，所述模块啮合表面相对于外表面160阶跃以伸入导框122的内腔138。外表面160环绕其外围或者周边163上的啮合表面162，且外表面160相对于通过啮合表面162延伸的平面内凹。在一个实施例中，啮合表面162在外表面160之内大概居中设置，并且倾斜过渡部分164在每个啮合表面162的导引边缘168延伸。在散热片150的纵向侧壁内形成切口或者去除部分170以在将散热片150装入时容纳夹子152(在图1中示出)。
散热片150的啮合表面162以和模块组件102的安装路径发生干涉的标准置于导框122的内腔138之内。正如下面进一步说明的，当安装模块组件102以在散热片150和模块组件102之间提供对接接口时，散热片150由模块组件102向外移动。
返回参见图1，当移除模块组件102时，散热片150的啮合表面162以和模块组件102的安装路径发生干涉的标准置于导框122的内腔138之内。当安装了模块组件102时散热片150由模块组件102向外移动，以在散热片150和模块组件102之间提供对接接口。散热片150的啮合表面162是平的而且是光滑的，从而可以在安装模块组件102时沿着模块组件102的匹配表面滑动。
图3是装设在主板106上并接收模块组件102的插座组件104的透视图，为了更清楚移除了散热片150和夹子152。同样，在图3中也没有示出前盖108。
模块组件102示出在锁紧位置上，在该位置可防止其从导框122移除。在锁紧时，以箭头A的方向在模块组件102的前端部118上的轴向拉力对于移除模块组件102是无效的。在锁紧位置，模块组件102的前端部118从在使用中设置成和前盖108(图1中示出)的内表面(图3中未示出)紧密接触的EMI密封环231延伸或者向外突出一段指定距离。前盖108包括永久扣紧于其的垫圈(未示出)，并且将环231和屏蔽EMI的垫圈接触设置。垫圈和环231在专利号为No.10/382208的美国申请中被更加详细地说明。
导框122的顶壁128包括前部186、尾部188以及确定了开口194周长的对置侧部190、192。当把散热片150安装在开口194之上时顶壁128的部分186-192支承散热片150。从每一各自的侧壁132、134冲压并向外弯曲保持接头154。当将散热片150附着在导框122上时，保持接头154和夹子152中的侧轨156(图4中示出)中的匹配开口198啮合。尽管意识到也可以应用其它保持接头154的形状，但是保持接头154为三角形，这样可以限制夹子152在垂直和水平方向上相对于导框122的移动。
顶壁128的尾部包括前挡块140，其形成为向下延伸的接头，所述接头向内稍微突出进入开口194并向下突出进入腔体138。挡块140啮合模块组件102的尾部表面以避免模块组件102经导框122向后移动超过指定距离。
图4图示了耦接于导框122并将模块组件102插入其内的散热片组件350。将散热片150安装在导框122内的腔体138之上，且将导框122的侧壁132、134内的接头154被容纳在夹子152的侧轨156内的孔198内。夹子152定位模块组件102通路内的散热片150的较低的啮合表面162。如图4的移除部分所示(也在图2中示出)，在一示例性实施例中，基座304包括环绕啮合表面162的较低的外表面160。外表面160相对于包含啮合表面162的平面内凹，或者换言之，啮合表面162从外表面160朝向模块组件102的顶表面384向外延伸。没有安装模块组件102时，导框122的顶壁128上的对置侧部186、188、190、192(图3中示出)支承散热片150的外表面160。
当将模块组件102插入到导框122的腔体138内时，模块组件102的顶表面384抵着夹子152的偏压向上移置散热片150的啮合表面162。因此，夹子152经弹簧部件155可提供向下的偏置或者压力，从而使得两个表面162、384保持在它们之间具有最优热交换的相互接触。倾斜过渡部分164在散热片啮合表面162和外表面160之间延伸，以促进在从插座组件104安装或者移除期间散热片啮合表面162和模块组件102的顶表面384之间的平滑啮合。此外，啮合表面162是平的且光滑的，有利于促进模块组件102的滑动插入。当通过模块顶表面384和散热片啮合表面162的金属与金属的接触以实现在散热片150和模块组件102之间的热交换时，需要理解的是热接触面材料可以结合于另外和/或可代替的实施例中，以增强或者改变热交换关系。
图5示出根据本发明的典型实施例形成的插座组件400的典型实施例的一部分。插座组件400包括多个插座组件单元，例如其可以是插座组件104(在图1和3-4中示出)。插座组件104配置成和例如模块组件102(在图1和3-4中示出)的多个收发器相匹配。通常，模块组件102和插座组件104可以用在任何在主机系统和电或者光信号之间需要设置接口的应用中。插座组件400适用于寻址，其中对以高速率比如10Gbs的数据传输速率传输数据信号的元件进行散热和电磁屏蔽。然而，应理解的是本发明的好处和有益效果是可以产生等于其它的数据传输的速率且兼容各种系统和标准。
在说明性的实施例中，正如图5所示，插座组件400包括四个插座组件104，它们扣紧在主板106上，从而将插座组件104彼此之间相对固定。然而，应该理解的是，本发明的好处和有益效果是可以用更多或者更少数量的插座组件104而产生，且可以是各种不同的插座组件104，包括但非限定于XFP标准和SFP模块标准。
在说明性的实施例中，插座组件400包括内插座组件410和外插座组件412。每一外插座组件412包括如下面所描述的和散热片夹侧轨相啮合的外侧壁414。每一外侧壁414包括保持接头416，例如前面所述的保持接头154。每一插座组件104以肩并肩紧靠相邻插座组件104的方式基本上对准且设置在电路板106上，这样使得在电路板106上所占用的总空间最小化，且这种插座组件104具有从外插座组件412的外侧壁414到对置的外插座组件412的另一外侧壁414的横跨长度418。
图6是插座组件400的分解透视图，所述插座组件400包括和各自的插座组件104相邻近设置的散热片150，相应的插入弹簧部件450以及其上的散热片夹430。每个插座组件104的导框122的顶壁128具有一个大开口194，所述开口处在容纳诸如图2中所示的散热片150的散热片的腔体138之上。每个散热片150被定位成在将模块组件102装入插座组件104的时候和相应的模块组件102(未示出)物理接触。散热片夹430延伸越过所有的散热片150并且与它们相互作用，以及跨越了导框的长度，且经每个外插座组件412的外侧壁414上的保持接头416固定于外插座组件412。通过对多个插座组件和散热片150应用单个夹子430，相对于每个插座组件采用它自己的散热片夹，可将插座组件更加靠近的安装在一起。由此减少了在主板106上组件400占用的空间数量。
正如下面所描述的，插座组件400还包括插入弹簧部件450，其和散热片150啮合并且由散热片夹430致动。散热片夹430和插入弹簧组件450确保每一散热片150都通过向散热片150上施加向下的法向力抵着模块组件102(未示出)被装入，从而利于从每一模块组件102到各自散热片150的热交换。每一散热片150包括啮合表面，其面对并靠近每一导框122的内腔138设置。散热片150的啮合表面配置成在被装入内腔138时物理接触并紧靠模块组件102。
图7是散热片夹430的典型实施例的透视图，其经如图6所示的插入弹簧部件450将散热片150连接到导框122。散热片夹430包括对置的侧轨432，所述侧轨由从侧轨432的上边缘436延伸的保持横梁434连接。每一侧轨432包括和每一外插座组件412的外侧壁414内的保持接头416(在图5和6示出)相啮合的啮合开口438。保持横梁434具有和多个插座组件104的长度418相应的长度444，正如图5所示，从而使侧轨432摩擦啮合外插座组件412的外侧壁414。每一侧轨432进一步包括有助于工具插入的释放孔440，所述工具比如是螺丝刀，从而将散热片夹430从每一外插座组件412的外侧壁414移除。可以将螺丝刀或者其它工具插入释放孔440，以允许侧轨432的撬动从导框122移开，从而将轨道432从保持接头416下面释放并允许散热片夹430从导框122移除。侧轨432进一步包括外展的较低边缘442以利于散热片夹430在散热片150和每一外插座组件412的外侧壁414上的插入。
图8是如图6所示的插入弹簧部件450的典型实施例的透视图。插入弹簧部件450成形为和相应的散热片150以及散热片夹430都啮合，并且配置成施加一个抵住散热片150的预定夹紧力，从而保持一个希望的对接接口，正如后面所描述的。每个插入弹簧部件450具有直线形的中心体452和曲线形的多个臂454，所述臂垂直于中心体452延伸。在安装时，插入弹簧部件的臂454基本上和散热片夹430的保持横梁434对准并位于其下。每个插入弹簧部件的臂454具有一个接点456，其是在插入弹簧部件450和各自的散热片150之间的接触点。插入弹簧部件450的接点456设置成和中心体452有一个垂直距离458，且是插入弹簧部件的臂454距中心体452最远的垂直点。在安装时散热片夹430驱动插入弹簧部件450，引起插入弹簧部件450压缩，这减少了在接点456和中心体452之间的垂直距离458。插入弹簧部件450施加抵着散热片150的预定夹紧力，以保持预定的对接接口，从而促进热交换和从模块组件102的散热；然而，插入弹簧部件450弯曲以允许散热片150在安装模块组件102时从导框122向外移动。
返回图6，插座组件104借助于顺服性带销端子的方式被扣紧在主电路板106上，且将散热片150放置在导框122内的开口194之上。将插入弹簧部件450插入到散热片150上，且散热片夹430被安装在插入弹簧部件450上。散热片夹430和每个插入弹簧部件450相互作用以将每个散热片150以预定的夹紧力固定。侧轨432被设置成装配于最外侧的散热片150的凹口或者切除部分中。每个插座组件412的外侧壁414上的保持接头416啮合散热片夹430上的啮合开口438以保持住散热片夹430，这最终保持了导框122上的散热片150。在安装散热片夹430之后，散热片夹430将导框122相互固定。散热片夹430进一步包括横跨过外插座组件412的外侧壁414的侧轨432。
在典型实施例中，散热片夹430的保持横梁434和每个插入弹簧部件450啮合以将相应的散热片150保持在相应的导框122上。如上所述，插入弹簧部件450包括中心体452和多个插入弹簧部件的臂454。中心体452基本上垂直于散热片夹430的保持横梁434延伸，且其长度小于散热片150的长度。插入弹簧部件的臂454从中心体452的相对侧延伸且和插入弹簧部件中心体452垂直。插入弹簧部件的臂454基本上平行于保持横梁434且基本和它对准。在说明性的实施例中，插入弹簧部件450每一个都具有6个插入弹簧部件的臂454，其中三个插入弹簧部件的臂454从每个中间体452的相对侧延伸。所述六个插入弹簧部件的臂454被直接设置在散热片夹430的三个保持横梁434之下并和它们平行。在将散热片夹430装入到插座组件104之上时，每个插入弹簧部件450的中间体452和保持横梁434啮合并保持到位。在安装散热片夹430时，插入弹簧部件的臂454和散热片150在接点456啮合。散热片150具有凹口或者切除部分173，以容纳插入弹簧部件450。插入弹簧部件450弯曲以允许在安装模块组件102时将散热片150从导框122向外移动。插入弹簧部件450施加抵着散热片150的预定力，以保持一个预定的对接接口，从而促进热交换和从模块组件102散热。在典型实施例中，插入弹簧部件450施加抵着散热片150的至少一磅的力。
图9示出插座组件400在组装状态的典型实施例。插座组件400包括至少两个插座组件104。散热片150设置在导框122的顶壁128上，且由散热片夹430固定，所述散热片夹430放置在最外侧的散热片150的凹口部分170中。保持横梁434被放置在散热片的切除部分172中的插入弹簧部件450(未示出)的顶上。散热片夹430经和散热片夹430中的啮合开口438相啮合的保持零件416被固定到导框122。
同样，插座组件400设置多个具有配置成在安装时和收发器模块物理接触的散热片的插座组件，同时还将主电路板上的空间占用率最小化。散热片耗散模块中产生的热，并且利于通过组件的10Gbs的数据传输速率。
权利要求
1.一种插座组件，包括多个导框，所述每一导框具有顶壁、底壁以及侧壁，它们确定了一个配置用于容纳电子模块的内腔，每个所述顶壁具有向所述内腔打开的散热片开口，并且每个独立的散热片安装在每一所述导框上，每个所述散热片具有延伸通过其各自所述散热片开口并位于接近其各自的所述内腔的啮合表面，其特征在于单个散热片夹跨过所述多个导框并连接以助于将所述每个散热片和安装在所述每一内腔中的各自所述电子模块相啮合。
2.如权利要求1所述的插座组件，进一步包括多个插入弹簧部件，每个都被固定在所述的散热片夹和各自的其中一个所述的散热片之间。
3.如权利要求1所述的插座组件，其中每个所述的插入弹簧部件包括主体和从所述主体的相对侧延伸的弹簧部件臂，所述散热片夹包括侧轨，其越过(snap over)所述多个导框的所述侧壁的最远的几个，且所述侧轨由与各自的所述弹簧部件臂部对垂直对准的保持横梁来连接。
全文摘要
一种插座组件，包括多个导框，所述每一导框具有顶壁、底壁以及侧壁，它们确定了一个配置用于容纳电子模块的内腔。每个顶壁具有向内腔打开的散热片开口，并且每个独立的散热片安装在每一所述导框上。每个散热片具有延伸通过其各自所述散热片开口并位于接近其各自内腔的啮合表面。单个散热片夹跨过多个导框并连接以助于将所述每个散热片和安装在每一内腔中的各自电子模块相啮合。
文档编号H01R13/46GK1674360SQ20051006567
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月3日 优先权日2004年3月3日
发明者爱德华·J·布赖特 申请人:蒂科电子公司