电气部件的热桥的制作方法

1.本文的主题总体上涉及电气部件的散热。


背景技术：

2.可能需要将热能(或热量)从系统或装置的指定部件传递出去。一些系统使用电气部件，例如电连接器，以从和向不同的系统和装置传输数据和/或电力。一些系统使用电气部件，例如可插拔模块，以通过通信电缆以光信号和/或电信号的形式传输数据信号。一些系统使用电气部件(例如集成电路)来控制系统。电气部件限定了系统的内的发热源。
3.电气系统的开发者面临的共同挑战是热量管理。系统内的电气部件产生的热能会降低性能，甚至损坏系统的部件。为了散逸热能，系统包括热部件，例如热沉，它接合热源，从热源吸收热能，并将热能传递出去。热沉通常在另一个热接口处热耦合到另一个热部件。部件在每个热接口处丧失效率。另外，由于表面的有限的热接口面积和变化，例如由于接口表面的表面平坦度，难以在接口处实现高效的热耦合。
4.因此，需要一种热传递组件，该热传递组件能够高效地将热能从电气部件传递出去。


技术实现要素：

5.根据本发明，提供了一种热桥。热桥包括上部桥组件，其包括布置成上部板堆叠体的多个上部板。每个上部板具有前端和后端。每个上部板在前端和后端之间具有侧面。每个上部板具有内端和外端。热桥包括下部桥组件，其包括布置成下部板堆叠体的多个下部板。每个下部板具有前端和后端。每个下部板在前端和后端之间具有侧面。每个下部板具有内端和外端。下部板的外端配置为面向并且热耦合到电气部件。下部板的侧面面向上部板的侧面，以将下部板与上部板热对接。热桥包括从对应的上部板的内端延伸的上部弹簧元件。每个上部弹簧元件包括上部配合接口，其接合下部桥组件以在大致远离下部桥组件的第一偏置方向上偏置上部板。热桥包括从对应的下部板的内端延伸的下部弹簧元件。每个下部弹簧元件包括下部配合接口，其接合上部桥组件以在大致远离上部桥组件的第二偏置方向上偏置下部板。
附图说明
6.图1是根据示例性实施例的通信系统和热桥的正视透视图。
7.图2是根据示例性实施例的热桥的分解图。
8.图3是根据示例性实施例的热桥的截面图。
9.图4是根据示例性实施例的热桥的截面图，示出了处于膨胀状态的热桥。
10.图5是根据示例性实施例的热桥的截面图，示出了处于压缩状态的热桥。
11.图6是根据示例性实施例的热桥的截面图，示出了处于膨胀状态的热桥。
12.图7是根据示例性实施例的热桥的截面图，示出了处于压缩状态的热桥。
13.图8是根据示例性实施例的热桥的截面图。
14.图9是根据示例性实施例的热桥的截面图。
15.图10是根据示例性实施例的热桥的截面图。
16.图11是根据示例性实施例的热桥的截面图。
具体实施方式
17.图1是根据示例性实施例的通信系统100和热桥200的正视透视图，热桥200用于从通信系统100的至少一个电气部件102消散热量。热桥200配置为在热桥200的底部的下部热接口104热耦合至电气部件102。在示例性实施例中，提供传热装置106以从热桥200消散热量。例如，热桥200配置为在上部热接口108处热耦合至传热装置106。热桥200在电气部件102和传热装置106之间形成热接口。传热装置106可以是热沉，例如带鳍片的热沉，其配置为通过将热量传递给通过的气流而被空气冷却。在其他各种实施例中，传热装置106可以是散热器、具有液体冷却的冷却板，等等。在替代实施例中，通信系统100可以不设置有单独的传热装置，而是依赖将热量直接散逸到外部环境中的热桥200。
18.在示例性实施例中，热桥200在电气部件102和传热装置106之间是可压缩的。在示例性实施例中，下部热接口104顺应于电气部件102的形状，且上部热接口108顺应于传热装置106的形状，以在它们之间进行高效的热传递。
19.在示例性实施例中，电气部件102被安装到电路板110。在各种实施例中，电气部件102可以是通信连接器，例如插座连接器、插头连接器、插塞连接器，或其他类型的通信连接器。在在其他各种实施例中，电气部件102可以是电子封装体，例如集成电路或asic。在其他各种实施例中，电气部件102可以是可插拔模块，例如i/o收发器模块。在替代实施例中，可以提供其他类型的电气部件。
20.在示例性实施例中，热桥200包括上部桥组件202和下部桥组件204，它们联接在一起以形成热桥200。下部桥组件204配置为热接合电气部件102。上部桥组件202配置为将热量散逸到外部环境中和/或到传热装置106。上部桥组件202与下部桥组件204热连通，并将热量从下部桥组件204散逸，以冷却电气部件102。在示例性实施例中，热桥200在上部桥组件202和下部桥组件204之间包括弹簧组件206(如图2所示)以将上部桥组件202和下部桥组件204压开，例如与电气部件102和传热装置106热接合。在示例性实施例中，热桥200包括桥框架208，用于将上部桥组件202和下部桥组件204保持在一起。桥框架208为上部桥组件202和下部桥组件204提供内部支撑。内部支撑消除了对外部框架的需要，这提供了更大的表面积用于散热和/或用于与传热装置106的热接口。
21.上部桥组件202和下部桥组件204相对于彼此是可压缩的。例如，上部桥组件202和下部桥组件204在电气部件102和传热装置106之间是可压缩的。弹簧组件206用于将上部桥组件202和下部桥组件204偏置开。在示例性实施例中，弹簧组件206在第一偏置方向上(例如，向上)按压上部桥组件202抵靠桥框架208，并且弹簧组件206在第二偏置方向上(例如，向下)按压下部桥组件204抵靠桥框架208。上部桥组件202和下部桥组件204可以通过桥框架208保持，从而允许上部桥组件202和下部桥组件204相对于桥框架208的有限量的浮动运动。
22.图2是根据示例性实施例的热桥200的分解图，示出了上部桥组件202和下部桥组
件204的部分。图3是根据示例性实施例的热桥200的截面图。热桥200包括上部桥组件202和下部桥组件204。弹簧组件206位于上部桥组件202和下部桥组件204之间。桥框架208配置为保持上部桥组件202和下部桥组件204。
23.在示例性实施例中，热桥200是平行六面体(例如，大致为箱形)。例如，热桥200包括顶部270、底部272、前部274、后部276、第一侧280和第二侧282。顶部270可以是大致平面的。底部272可以是大致平面的。前部274可以是大致平面的。后部276可以是大致平面的。第一侧280可以是大致平面的。第二侧282可以是大致平面的。在替代实施例中，热桥200可以具有其他形状，而不是所示实施例中所示的平行六面体形状。在各种实施例中，顶部270和/或底部272可以分别顺应于传热装置106或电气部件102的形状。例如，上部桥组件202可以相对于下部桥组件204浮动，且弹簧组件206可以允许上部桥组件202和下部桥组件204的浮动运动。在示例性实施例中，用于将热桥200保持在一起的框架结构由桥框架208限定，其延伸穿过上部桥组件202和下部桥组件204。桥框架208为热桥200提供了大量可用的外表面积。在替代实施例中，可以使用其他类型的框架组件，例外外部或外周框架结构。在示例性实施例中，桥框架208包括第一侧板222和第二侧板224，它们布置在第一侧280和第二侧282，以包含上部桥组件202和下部桥组件204并将上部桥组件202和下部桥组件204夹在它们之间。桥框架208包括连接元件220，其在侧板222、224之间延伸穿过上部桥组件202和下部桥组件204。连接元件220保持第一侧板222和第二侧板224，上部桥组件202和下部桥组件204在它们之间。
24.在示例性实施例中，桥组件202、204各自包括多个板，多个板布置在一起成为堆叠体。板彼此交织以用于上部桥组件202和下部桥组件204之间的热连通。单独的板可相对于彼此移动，使得板可被单独地铰接以顺应于电气部件102和/或传热装置106。例如，单独的板可以在下部热接口104顺应于电气部件102，以改善热桥200和电气部件102之间的接触和/或接近度，和/或单独的板可以在上部热接口108顺应于传热装置106，以改善热桥200和传热装置106之间的接触和/或接近度。间隙或空间可以设置在桥组件202、204的板之间，以允许桥组件202、204之间的压缩运动。弹簧组件206跨过桥组件202、204之间的间隙。
25.在示例性实施例中，上部桥组件202包括布置成上部板堆叠体232的多个上部板230(仅两个上部板230在图2中示出；然而，可以根据上部桥组件202的宽度使用任何数量的上部板230)。每个上部板230具有在上部板230的内端236和外端238之间延伸的侧面234。内端236面向下部桥组件204。外端238面向外，例如朝向传热装置106。可选地，各个上部板230可以具有不同的形状，例如不同的高度和/或内端236和外端238之间的不同的特征。
26.在示例性实施例中，上部板230包括上部桥板240和上部间隔板242。上部间隔板242位于上部桥板240之间。每个上部桥板240在内端236处包括重叠区域312、314，其配置为与下部桥组件204的相邻的下部板重叠。在所示的实施例中，上部桥板240的形状大致为矩形；然而，在替代实施例中，上部桥板240可以具有其他形状。在示例性实施例中，上部桥板240包括接收桥框架208的槽310。在示例性实施例中，槽310是长形的，例如在竖直方向上，以允许上部桥板240相对于桥框架208的竖直运动。
27.每个上部间隔板242在内端236和外端238之间延伸。在所示的实施例中，上部间隔板242大致为矩形形状；然而，在替代实施例中，上部间隔板242可以具有其他形状。在各种实施例中，下部间隔板短于下部桥板260。在示例性实施例中，上部间隔板242配置为与下部
桥组件204的对应的下部板对准。在组装时，上部间隔板242的底边缘可以接合弹簧组件206。在示例性实施例中，上部间隔板242包括接收桥框架208的槽360。在示例性实施例中，槽360是长形的，例如在竖直方向上，以允许上部间隔板242相对于桥框架208的竖直运动。
28.在示例性实施例中，下部桥组件204包括布置成下部板堆叠体252的多个下部板250(仅两个下部板250在图2中示出；然而，可以根据下部桥组件204的宽度使用任何数量的下部板250)。每个下部板250具有在下部板250的内端256和外端258之间延伸的侧面254。内端256面向上部桥组件202。外端258面向外，例如朝向电气部件102(如图1所示)。可选地，各个下部板250可以具有不同的形状和/或内端256和外端258之间的高度。
29.在示例性实施例中，下部板250包括下部桥板260和下部间隔板262。下部间隔板262位于下部桥板260之间。在所示的实施例中，下部桥板260是矩形的；然而，在替代实施例中，下部桥板260可以具有其他形状。每个下部桥板260在内端256处包括重叠区域412、414，其配置为与上部桥组件202的相邻的上部板230重叠。例如，重叠区域412、414与上部桥板240的重叠区域312、314重叠。重叠区域412、414提供配置为热耦合至上部桥板240的大表面积。重叠区域412、414配置为重叠区域312、314重叠一定重叠距离，该重叠距离足以允许在下部板250和上部板230之间进行高效的热传递。板的侧面可相对于彼此滑动，以允许在上部板230和下部板250之间移动并改变重叠距离。在示例性实施例中，下部桥板260包括接收桥框架208的槽410。在示例性实施例中，槽410是长形的，例如在竖直方向上，以允许下部桥板260相对于桥框架208的竖直运动。
30.每个下部间隔板262在内端256和外端258之间延伸。在所示的实施例中，下部间隔板262是矩形的；然而，在替代实施例中，下部间隔板262可以具有其他形状。在各种实施例中，下部间隔板短于下部桥板260。在示例性实施例中，下部间隔板262配置为与对应的上部桥板240对准。在组装时，下部间隔板262的顶边缘可以接合弹簧组件206。在示例性实施例中，下部间隔板262包括接收上部桥板240的槽460。在示例性实施例中，槽460是长形的，例如在竖直方向上，以允许下部间隔板262相对于桥框架208的竖直运动。
31.在示例性实施例中，弹簧组件206位于上部桥组件202和下部桥组件204之间。例如，弹簧组件206包括上部弹簧元件212和下部弹簧元件214。在所示的实施例中，上部弹簧元件212包括弹簧臂216，且下部弹簧元件214包括弹簧臂218。在示例性实施例中，上部弹簧元件212与对应的上部板230共面，且下部弹簧元件214与对应的下部板250共面。例如，上部弹簧元件212在上部弹簧元件212的侧面之间具有上部弹簧宽度，其被包含在侧面234之间的上部板230的宽度内，且下部弹簧元件214在下部弹簧元件214的侧面之间具有下部弹簧宽度，其被包含在侧面254之间的下部板250的宽度内。
32.在示例性实施例中，弹簧组件206与上部板230和下部板250成一体。例如，上部弹簧元件212从上部桥板240和/或上部间隔板242延伸，且下部弹簧元件214从下部桥板260和/或下部间隔板262延伸。上部弹簧元件212可以与对应的上部板230冲压成形，且下部弹簧元件214可以与对应的下部板250冲压成形。在替代实施例中，弹簧元件212、214可以分别与上部板230和下部板250分离且分立。弹簧元件212、214可以联接到上部板230和下部板250。在各种实施例中，弹簧元件212、214可以由与上部板230和下部板250不同的材料制成。弹簧元件212、214是柔性的且可以在偏转时被压缩，形成内部弹簧偏压力，其分别压靠相对的板250、230。
33.桥框架208的连接元件220在内部延伸穿过上部桥组件202和下部桥组件204。连接元件220配置为联接到上部板230和下部板250，将上部板230固定在上部板堆叠体232且将下部板250固定在下部板堆叠体252中。在示例性实施例中，连接元件220包括一个或多个上部连接元件和一个或多个下部连接元件。上部连接元件220分别接收在上部桥板240和上部间隔板242的上部槽310、360中。下部连接元件220接收在下部桥板260和下部间隔板262的下部槽410、460中。连接元件220在第一侧板222和第二侧板224之间延伸。例如，连接元件220可以分别穿过侧板222、225中的开口226、228。在各种实施例中，连接元件220可以与第一侧板222和/或第二侧板224一体地形成。例如，侧板222、224和连接元件220可以由金属片冲压成形。在替代实施例中，连接元件220可以与侧板222、224分开，且可以与其固定，例如通过焊接、压接、闩锁、铆钉连接、夹子连接，使用紧固件或将连接元件220固定至侧板222、224的其他方式。在其他替代实施例中，可以在不使用侧板222、224的情况下将连接元件220固定至热桥200。例如，连接元件220可以直接固定至上部桥组件202和/或下部桥组件204的板。
34.在示例性实施例中，连接元件220是销或柱。例如，连接元件220可以包括头部和从头部延伸到末端的圆柱形轴。在替代实施例中，连接元件220可以具有其他形状。例如，连接元件220可以是扁平的、平坦的杆，其配置为穿过上部板230和下部板250。例如，连接元件220可以由金属片冲压成形。
35.图4是根据示例性实施例的穿过上部桥板240之一和下部间隔板262之一截取的热桥200的截面图，示出了处于膨胀状态的热桥200。图5是根据示例性实施例的穿过上部桥板240和下部间隔板262之一截取的热桥200的截面图，示出了处于压缩状态的热桥200。
36.当组装时，下部间隔板262与上部桥板240对准。弹簧组件206位于上部桥板240和下部间隔板262之间。在所示的实施例中，弹簧组件206包括上部板230和下部板250之间的上部弹簧元件212。上部弹簧元件212在向上偏置方向上按压上部板230和/或在向下偏置方向上按压下部板250。上部弹簧元件212趋于将上部板230与下部板250分离，以按压上部桥板240与传热装置106热接合并按压下部间隔板262与电气部件102热接合。上部桥板240和下部间隔板262可相对于彼此且相对于相邻的上部板230和下部板250独立移动。
37.上部弹簧元件212包括弹簧臂216。在示例性实施例中，弹簧臂216与上部板230成一体。例如，弹簧臂216可以与上部板230冲压成形。弹簧臂216可在上部板230和下部板250之间被压缩。在示例性实施例中，弹簧臂216在近端290和远端292之间延伸。弹簧臂216相对于偏置方向以横向角度延伸。弹簧臂216相对于内端236横向地成角度。弹簧臂216在远端292处或附近包括上部配合接口294。上部配合接口294配置为接合下部板250以在大致远离下部板250的第一偏置方向上偏置上部板230。在替代实施例中，上部配合接口294可以远离远端292，例如近似居中在远端290和近端292之间。在这样的实施例中，远端292可以接合上部板230的内端236，使得弹簧臂216在两端被上部板230支撑。
38.桥框架208穿过上部桥板240和下部间隔板262。例如，连接元件220穿过槽310和槽460。在膨胀状态下，连接元件220位于槽310、460的内边缘处或附近。在压缩状态下，连接元件220位于槽310、460的外边缘处或附近。
39.图6是根据示例性实施例的穿过上部间隔板242之一和下部桥板260之一截取的热桥200的截面图，示出了处于膨胀状态的热桥200。图7是根据示例性实施例的穿过上部间隔
板242和下部桥板260之一截取的热桥200的截面图，示出了处于压缩状态的热桥200。
40.当组装时，上部间隔板242与下部桥板260对准。弹簧组件206位于上部板230和下部板250之间。在所示的实施例中，弹簧组件206包括上部板230和下部板250之间的下部弹簧元件214。下部弹簧元件214在向上偏置方向上按压上部板230且在向下偏置方向上按压下部板250。下部弹簧元件214趋于将上部板230与下部板250分离，以按压上间隔桥板242与传热装置106热接合并按下部桥板260与电气部件102热接合。上部间隔板242和下部桥板260可相对于彼此且相对于相邻的上部板230和下部板250独立移动。
41.下部弹簧元件214包括弹簧臂218。在示例性实施例中，弹簧臂218与下部板250成一体。例如，弹簧臂218可以与下部板250冲压成形。弹簧臂218可在上部板230和下部板250之间被压缩。在示例性实施例中，弹簧臂218在近端291和远端293之间延伸。弹簧臂218相对于偏置方向以横向角度延伸。弹簧臂218相对于内端256横向地成角度。弹簧臂218在远端293处包括下部配合接口295。下部配合接口295配置为接合上部板230以在大致远离上部板230的第二偏置方向上偏置下部板250。在替代实施例中，下部配合接口295可以远离远端293，例如近似居中在远端291和近端293之间。在这样的实施例中，远端293可以接合下部板250的内端256，使得弹簧臂218在两端被下部板250支撑。
42.桥框架208穿过上部间隔板242和下部桥板260。例如，连接元件220穿过槽360和槽410。在膨胀状态下，连接元件220位于槽360、410的内边缘处或附近。在压缩状态下，连接元件220位于槽360、410的外边缘处或附近。
43.图8是根据示例性实施例的穿过上部桥板240之一和下部间隔板262之一截取的热桥200的截面图。图9是根据示例性实施例的穿过上部间隔板242之一和下部桥板260之一截取的热桥200的截面图。
44.弹簧组件206位于上部板230和下部板250之间。在所示的实施例中，弹簧组件206包括一对上部弹簧元件212和一对下部弹簧元件214。上部弹簧元件212与上部板230成一体，例如与上部板230冲压成形。上部弹簧元件212的近端290近似地沿着内端236居中，且上部弹簧元件212的远端292位于热桥200的前部274和后部276附近。在替代实施例中，其他取向是可能的。下部弹簧元件214与下部板250成一体，例如与下部板250冲压成形。下部弹簧元件214的近端291近似地沿着内端256居中，且下部弹簧元件214的远端293位于热桥200的前部274和后部276附近。在替代实施例中，其他取向是可能的。
45.图10是根据示例性实施例的穿过上部桥板240之一和下部间隔板262之一截取的热桥200的截面图。图11是根据示例性实施例的穿过上部间隔板242之一和下部桥板260之一截取的热桥200的截面图。
46.弹簧组件206位于上部板230和下部板250之间。在所示的实施例中，上部弹簧元件212包括基部215和一对弹簧臂216，且下部弹簧元件214包括基部217和一对弹簧臂218。在所示的实施例中，上部弹簧元件212与上部板230分离且分立，且下部弹簧元件214与下部板250分离且分立，而不是与上部板230和下部板250成一体(例如，图8和图9)。
47.弹簧臂216与基部215成一体。基部215与上部板230分立且配置为联接到上部板230，例如在内端236处联接到槽237。例如，基部215可以焊接至上部板230或通过粘合剂来附接。基部215可以通过基部215的燕尾或其他固定特征固定到上部板230。在所示的实施例中，基座215近似地沿着内端236居中，使弹簧臂216从基部215向前和向后延伸。在替代实施
例中，其他位置是可能的。在替代实施例中，上部弹簧元件212可以包括单个弹簧臂216。在示例性实施例中，上部板230可以由第一材料制成，且上部弹簧元件212可以由不同于第一材料的第二材料制成。例如，上部板230可以由高导热材料制成，例如金属板、铝、铜、钢等。上部弹簧元件212可以由具有良好的弹簧特性的材料制成，例如金属、塑料等。
48.弹簧臂218与基部217成一体。基部217与下部板230分立且配置为联接到下部板250，例如在内端256处联接到槽257。例如，基部217可以焊接至下部板250或通过粘合剂来附接。基部217可以通过基部217的燕尾或其他固定特征固定到下部板250。在所示的实施例中，基座217近似地沿着内端256居中，使弹簧臂218从基部217向前和向后延伸。在替代实施例中，其他位置是可能的。在替代实施例中，下部弹簧元件214可以包括单个弹簧臂218。在示例性实施例中，下部板250可以由第一材料制成，且下部弹簧元件214可以由不同于第一材料的第二材料制成。例如，下部板250可以由高导热材料，使得制成，例如金属板、铝、铜、钢等。下部弹簧元件214可以由具有良好的弹簧特性的材料制成，例如金属、塑料等。