用於固定且可替換模塊結構的方法和裝置的製作方法
2023-12-08 10:52:11
專利名稱：用於固定且可替換模塊結構的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子系統，並且更具體地涉及這樣的電子系統可以與集成至該系統的至少另一部分或與該系統另一部分分離的至少一個子系統一起被實現。
背景技術：
現代電信系統中最大的機械設計挑戰之一在於創建這樣的多變體系統該系統的機械核心可以被再次使用並且所述變體利用微小、低成本的變化而被創建。達到所述目標將減少進入市場的時間以及多功能系統的成本和複雜度。
作為一個例子，如果對於小型邊緣服務路由器的需求在增長，則找出用於滿足不同用戶需求的有效技術成為不斷增長的挑戰。一些用戶想要低成本、固定埠、固定的解決方案，然而其他用戶想要中等成本、完全模塊化(例如可替換I/O模塊)、靈活的解決方案。典型地，滿足所述不同需求需要兩種完全不同的機械和電氣設計，包括用於固定埠解決方案的一個印刷電路板(PCB)和用於模塊化埠解決方案的另一個PCB。然而，針對產品的不同變體的不同設計的使用會極大地複雜化設計、生產、測試和產品支持。因此，需要一種用於在能夠提供一系列產品變體的同時最小化複雜度的解決方案。
同樣，如果提供模塊化埠解決方案，那麼，如果其能夠在不需要特殊部分和/或不幹擾配置中未涉及的模塊的情況下被配置(例如以初始配置被安裝或被重配置)，則其效用、實用性和便利性被增強。例如，兩個一埠模塊被一個二埠模塊替代，通常希望避免安裝或拆卸特殊部分這一需要。因此，需要允許用來支持幾種實現的簡單配置的解決方案。
通過參考附圖，本發明將得到更好的理解，並且其特徵對本領域的技術人員而言是顯而易見的。
-圖1是說明根據本發明至少一個實施例的方法的流程圖；-圖2是說明根據本發明至少一個實施例的方法的流程圖，其是針對電路板已被安裝時提供第一組用戶連接器而要被安裝時提供第一組中間連接器的情況；-圖3是說明根據本發明至少一個實施例的方法的流程圖，其是針對電路板已被安裝時提供第一組中間連接器而要被安裝時提供第一組用戶連接器的情況；-圖4是說明可以根據本發明至少一個實施例而提供的幾種配置的框圖；-圖5是說明根據本發明至少一個實施例的部件的幾種關係的框圖；-圖6是說明根據本發明至少一個實施例的系統的例子的平面圖；-圖7是說明根據本發明至少一個實施例的系統的例子的透視圖；-圖8是說明根據本發明至少一個實施例的系統的例子的投影圖；-圖9是說明根據本發明至少一個實施例的模塊導軌子系統的例子的截面圖；-圖10是說明根據本發明至少一個實施例的模塊導軌子系統的例子的投影圖；-圖11是說明根據本發明至少一個實施例的模塊導軌子系統的例子的平面圖；-圖12是說明根據本發明至少一個實施例的、包括可疊放模塊導軌子系統的系統的例子的透視圖；-圖13是說明根據本發明至少一個實施例的、包括可疊放模塊導軌子系統的系統的例子的投影圖。
在不同的圖中使用相同參考標記表示相似或相同的部分。
具體實施例方式
提供一種用於電氣系統結構的方法和裝置，該電氣系統結構能夠提供固定的或模塊化的部件，例如接口連接器。固定的部件能夠最小化產品成本。模塊化部件提供產品的靈活配置。根據本發明的至少一個實施例，能夠提供固定的或模塊化部件的電氣系統結構在能夠提供一系列產品變體的同時最小化了成本，例如設計、生產和用戶支持成本。
作為例子，本發明的至少一個實施例可以用於提供針對幾種接口埠而設計的電路板，例如印刷電路板(PCB)，所述接口埠例如是24個固定的10兆比特每秒/100兆比特每秒(10Mbps/100Mbps或10/100)乙太網接口埠、兩個固定的吉比特乙太網(GE)接口埠，或可選地幾個(例如四個)可插式模塊。
根據本發明的至少一個實施例，例如尺寸為15.45″×11.00″的單個PCB可以用於實現固定的或完全模塊化的接口系統。固定接口系統的一個例子包括安裝在PCB上的三個固定的2×6 RJ45連接器和兩個固定的GE小型可插式(SFP)接口埠。附加的金屬件(metal work)包住固定PCB部件，以提供低成本、物理上較小並且有吸引力的產品。
過去，根據所述產品設計提供模塊化版本典型地包括對PCB的完全重新設計。然而，根據本發明的至少一個實施例，通過拆卸(或不安裝)埠接口連接器(例如RJ45和SFP連接器)、添加模塊導軌以及將PCB包裝在不同的金屬包裝中，完全模塊化的產品變體可以以很短的進入市場時間而被提供。
根據本發明的至少一個實施例，提供了這樣的特徵其促進了用於固定的和模塊化配置的通用電路板的使用以及固定的和模塊化配置之間的轉化。作為例子，可以提供用於模塊的可拆卸卡導軌機制。作為另一例子，一種安裝技術可以用來保持通用電路板的垂直位置，以允許用於固定和模塊化配置二者的電路板和模塊上的空氣流動。作為另一例子，通用電路板可以被顛倒地安裝以防止安裝螺釘幹擾模塊的插入。
根據本發明的至少一個實施例，通用電路板設計可以用於包括固定和可替換I/O埠的各種I/O埠配置，由此減少設計成本。例如，如果在基於具有固定接口的產品的新產品中需要可替換/模塊化I/O埠，則通過允許針對多個配置的通用電路板的使用，可以針對具有新的I/O埠配置的實現而獲得更快的進入市場時間。
圖1是說明根據本發明至少一個實施例的方法的流程圖。在步驟101，製造未組裝的電路板。電路板典型地包括絕緣襯底，例如具有一層或多層例如金屬(例如銅)的導電材料的阻燃型4(FR4)玻璃纖維/環氧樹脂合成襯底。導電層可以在所述襯底的外表面和/或該襯底的內部被提供。導電材料可以選擇性地從一個或多個導電層的各部分被移除以形成導電圖形，該導電圖形可以稱作印刷電路。因此，所述電路板可以稱作印刷電路板(PCB)。印刷電路為可以安裝在PCB上的部件提供導電互連，其中所述部件例如是無源部件，例如電阻、電容和/或電感；有源部件，例如集成電路和/或電晶體；和/或其它部件，例如連接器、開關、輸入設備和/或輸出設備。在PCB上建立印刷電路之後，可以採取附加的步驟，例如在PCB中鑽孔，塗覆(例如電鍍)導電材料以為所述孔中的至少一個加內襯，從而導電地橋接PCB的不同導電層的各部分，在PCB的至少一個表面的至少一部分上塗覆至少一個阻焊層以保護導電材料並防止焊料與被保護區域接觸，和/或應用(例如絲印)印刷術語來標識部件位置。所述步驟的任一個或全部都可以被執行以製造未組裝的PCB，該PCB是還未通過部件被組裝的PCB(即部件還未被添加到該PCB)。
在步驟102，利用部件組裝所述電路板。步驟102可以包括步驟103、104、105、106、107和/或108。在步驟103，用這樣的部件組裝所述電路板其對於要以用戶連接器被組裝的電路板和要以中間連接器被組裝的電路板是共用的。在步驟104，進行判決，該判決是關於所述電路板是以用戶連接器(即這樣的連接器從電路板外殼外部可進入且適合用於該外殼外部的連接)被組裝，還是以中間連接器(即這樣的連接器從所述外殼內部可進入且適合用於至基本包含於該外殼內的接口模塊的連接，其中該接口模塊優選地提供用戶連接器)被組裝。
當在步驟104產生了以用戶連接器組裝所述電路板的判決時，所述過程在步驟105繼續進行。在步驟105，所述電路板被組裝以用戶連接器。在步驟106，所述電路板被組裝以接口電子器件以支持所述用戶連接器。所述接口電子器件優選地對著所述電路板的第一表面而被安裝在該電路板的第二表面(例如底面)上，其中所述第一表面是這樣的表面在已經產生了以中間連接器組裝所述電路板的判決的情況下中間連接器被安裝於其上的表面。所述第一表面優選地是第一二維表面，並且所述第二表面優選地是第二二維表面。
從步驟106，所述過程繼續進行到步驟109。在步驟109，所述電路板被安裝在與用戶連接器相匹配的外殼中。所述與用戶連接器相匹配的外殼限定了至少一個孔(aperture)以允許從所述與用戶連接器相匹配的外殼外部進入至少一個用戶連接器。步驟109之後，初始零選項(即例如模塊還未被安裝的選項)配置已完成。從109，所述過程繼續進行到步驟110。在步驟110，例如通過將在與用戶連接器相匹配的外殼外部的設備連接到至少一個用戶連接器，來使用所述產品。
當在步驟104產生了以中間連接器組裝所述電路板的判決時，所述過程繼續進行到步驟107。在步驟107，所述電路板被組裝以中間連接器。在步驟108，安裝所述模塊導軌。所述模塊導軌用於當模塊被插入和/或從與中間連接器相匹配的外殼移除時將模塊對準。例如，所述模塊導軌可以包括軌道，其中至少一個軌道優選地接合至少一個模塊的至少一個配對導軌，例如至少一個配對軌道。所述模塊導軌優選地至少部分上擴展到鄰近所述電路板的第一表面。所述模塊導軌還可以至少部分上擴展到鄰近至少另一個結構部件，例如襯底結構。所述模塊導軌優選地適於在距所述電路板的第一表面有一定間隔的位置定位接口模塊，以增強對流換熱。包括所述模塊導軌和配對導軌的導軌系統優選限定了用來增強對流換熱的穿孔。例如，可以在模塊導軌、配對導軌和/或在模塊導軌和配對導軌二者中提供穿孔，以增強對流換熱。
從步驟108，所述過程繼續進行到步驟111。在步驟111，所述電路板被安裝在與中間連接器相匹配的外殼中。所述與中間連接器相匹配的外殼優選地限定了至少一個孔，以允許從所述與中間連接器相匹配的外殼外部進入可安裝於所述與中間連接器相匹配的外殼內的一個或多個模塊。例如，可以限定一個孔，以提供從所述外殼外部到模塊的用戶連接器的進入，用於耦合到設備的電纜的連接，其中所述設備位於所述與中間連接器相匹配的外殼的外部。所述與中間連接器相匹配的外殼優選地具有電磁兼容特性，例如屏蔽、用於孔的墊圈和/或過濾。步驟111之後，最初的零選項配置已完成。
從步驟111，所述過程在步驟112繼續進行。在步驟112，至少一個模塊被安裝到所述與中間連接器相匹配的外殼中。至少一個模塊的至少一個配對中間連接器接合了安裝於所述與中間連接器相匹配外殼中的電路板的至少一個中間連接器。至少一個模塊優選地包括用於接合至少一個模塊導軌的至少一個配對導軌。
在步驟113，例如通過將位於所述與用戶連接器相匹配的外殼外部的設備連接到至少一個用戶連接器，來使用所述產品。可選地，在步驟114，至少一個模塊可以從所述與中間連接器相匹配的外殼拆卸(即移除)，由此從所述電路板的中間連接器斷開所述模塊的配對中間連接器。可選地，如果至少另一個模塊可以被安裝到所述與中間連接器相匹配的外殼中，則所述過程可能返回到步驟112。因此，適合用於電路板的模塊是可插入且可拆卸的。
圖2是說明根據本發明至少一個實施例的方法的流程圖，其是針對電路板已被組裝為提供第一組用戶連接器並且要被組裝為提供第一組中間連接器的情況。在步驟201，電路板從與用戶連接器相匹配的外殼被移除。在步驟202，第一組用戶連接器從所述電路板被移除。在步驟203，所述電路板被組裝以第一組中間連接器。在步驟204，導軌系統的模塊導軌被安裝到所述電路板上。在步驟205，所述電路板被安裝到與中間連接器相匹配的外殼中。所述與中間連接器相匹配的外殼與所述第一組中間連接器相匹配。例如，所述與中間連接器相匹配的外殼可以限定至少一個孔，從而可以通過這個孔從所述與中間連接器相匹配的外殼外部進入第二組用戶連接器，其中所述第二組用戶連接器是由連接到所述第一組中間連接器的至少一部分的至少一個模塊來提供的。
圖3是說明根據本發明至少一個實施例的方法的流程圖，其是針對電路板已被組裝為提供所述第一組中間連接器並且要被組裝為提供第一組用戶連接器的情況。在步驟301，電路板從與中間連接器相匹配的外殼移除。在步驟302，導軌系統的模塊導軌從所述電路板被移除。在步驟303，所述電路板被組裝以第一組用戶連接器。在步驟304，所述電路板被安裝到與用戶連接器相匹配的外殼中。所述與用戶連接器相匹配的外殼和所述第一組用戶連接器組相匹配。例如，所述與用戶連接器相匹配的外殼可以限定至少一個孔，其中可以通過該孔從所述與用戶連接器相匹配的外殼外部進入所述第一組用戶連接器。
圖4是說明根據本發明至少一個實施例所提供的幾種配置的框圖。配置的第一例子通過系統401來描述，其包括幾個(例如四個)模塊402、403、404和405。模塊402、403、404和405中的每一個分別提供一個用戶連接器，即用戶連接器406、407、408和409。配置的第二例子通過系統410來描述，其包括幾個(例如三個)模塊411、412和413。模塊411和412分別提供一個用戶連接器，即用戶連接器414和415，並且模塊413提供兩個用戶連接器，即用戶連接器416和417。
配置的第三例子通過系統418來描述，其包括幾個(例如兩個)模塊419和420。模塊419提供單個用戶連接器421，而模塊420提供三個用戶連接器，即用戶連接器422、423和424。配置的第四例子通過系統425來描述，其包括幾個(例如兩個)模塊426和427。模塊426提供兩個用戶連接器，即用戶連接器428和429，而模塊427提供兩個用戶連接器，即用戶連接器430和431。
配置的第五例子通過系統432來描述，其包括模塊433。模塊433提供幾個(例如四個)用戶連接器，即用戶連接器434、435、436和437。如可從上述例子中看到的，可以提供任意數量用戶連接器的任意數量模塊的任意組合。同樣，系統可以包括用於連接到任意數量模塊的任意數量的中間連接器。
圖5是說明根據本發明至少一個實施例的部件的幾種關係的框圖。第一例子被描述為這樣的系統，該系統包括核心501、中間連接器(例如模塊連接器)502、用戶接口(例如乙太網接口)503和用戶連接器(例如乙太網連接器)504。根據所述例子，核心501提供適合用戶接口503或適合可耦合到中間連接器502的模塊的信號。當模塊連接到中間連接器502時，用戶接口503優選地被禁止(或不出現在所述系統中)，這允許核心501經由連接到中間連接器502的模塊進行通信。除非期望所述系統保持準備接受至另一模塊的連接的與中間連接器相匹配的配置，否則，當模塊未連接到所述系統時，用戶接口503優選地被啟動(或被安裝並被啟動)，這允許核心501經由用戶接口503和用戶連接器504進行通信。
所述配置為有益時的情形的例子是當用戶接口503和用戶連接器504被實現在所述電路板上而所利用的電路類似於還可被實現在模塊中的電路時。在所述情形中，用戶接口503繞過中間連接器502(無需將中間連接器502安裝到所述電路板上)、經由所述電路板(例如PCB軌跡)的導體與核心501進行通信，但核心501和用戶接口503之間的通信可以利用相同的信號來實現，其中所述信號還用於核心501和連接到中間連接器502的模塊之間的通信。
第二例子被描述為核心505、中間接口(例如模塊接口)506、中間連接器(例如模塊連接器)507、標準用戶接口(例如乙太網接口)508、標準用戶連接器(例如乙太網連接器)509、標準用戶接口(例如乙太網接口)510、替換的用戶接口(例如其它接口)511以及替換的用戶連接器(例如其它連接器)512。根據所述例子，核心505耦合到中間接口506和/或用戶接口508，並為其提供信號。中間接口506如果存在則耦合到中間連接器507，其中可插式且可拆卸的模塊可以連接到所述中間連接器。用戶接口508如果存在則耦合到用戶連接器509。至用戶連接器509的進入可以從圍繞用戶連接器509的外殼外部提供。
然而，如果期望不同類型的接口和/或連接器，則可以提供轉換器來從用戶連接器509轉換到另一個(例如第二個)用戶連接器512。所述轉換器可以包括用戶接口510、其它用戶接口511和其它用戶連接器512。利用這種配置，用戶連接器509耦合到用戶接口510，該用戶接口510耦合到其它用戶接口511，其它用戶接口511耦合到其它用戶連接器512。其它用戶接口511和其它用戶連接器512可以提供並允許到任意類型的電氣、光學或其它通信接口的連接。如果用戶接口508經由另一路由(例如經由所述電路板的導電路徑)耦合到用戶接口510，則可以繞過用戶連接器509。如果核心505經由另一路由(例如經由所述電路板的導電路徑)耦合到其它用戶接口511，則可以繞過用戶接口508、用戶連接器509和用戶接口510。
圖6是說明根據本發明至少一個實施例的系統的例子的平面圖。所述系統包括與中間連接器相匹配的外殼601；電源602；電路板603；第一表面部件604；中間連接器605、606、607和608；用戶連接器焊墊(solderpad)609、610、611、612；模塊導軌613、614、615、616和617；以及襯底結構618。外殼601限定了孔619、620、621和622，用來允許從與中間連接器相匹配的外殼601外部進入可被安裝在與中間連接器相匹配的外殼601中的模塊。可選地，一個或多個孔可以被限定在孔619、620、621和622被限定的區域上。可以提供封板(blank plate)來填充所述孔中的任一個，用於當各個模塊未被安裝在與中間連接器相匹配的外殼601中時提供物理和電磁屏障。所述孔可以鄰近於與中間連接器相匹配的外殼601的第一(例如前)外殼端部而被限定。
襯底結構618優選地鄰近於與中間連接器相匹配的外殼601的第一端部而被定位。襯底結構618提供優選地與電路板603的第一表面共面的第一襯底表面。電路板603的第一(例如前)電路板端部優選地鄰近於與襯底結構618的第一襯底端部相對的襯底結構618的第二襯底端部而被定位，其中所述第一襯底端部優選地鄰近於與中間連接器相匹配的外殼601的第一外殼端部而被定位。與所述第一電路板端部相對的、電路板603的第二(例如後)電路板端部優選地鄰近於電源602的第一(例如前)電源端部而被定位。電源602的第二(例如後)電源端部優選地相對於所述第一電源端部且鄰近於與中間連接器相匹配的外殼601的第二(例如後)外殼端部而被定位，其中所述第二外殼端部優選地相對於所述第一外殼端部而被定位。通過超出電路板603的周界來定位電源602，電源602的大小不受電路板603大小的約束，這允許電路板603在與中間連接器相匹配的外殼601的第三(例如頂)端部和第四(例如底)端部之間所限定空間的任意部分上延伸，並且在與中間連接器相匹配的外殼601的第五(例如左)和第六(例如右)端部之間所限定空間的任意部分上延伸。
用戶連接器焊墊609、610、611和612優選地鄰近於所述第一電路板端部且遠離所述第二電路板端部而被定位。中間連接器605、606、607和608優選地位於用戶連接器焊墊609、610、611和612與第一電路板端部相對且與第二電路板端部相向的一側。中間連接器605、606、607和608優選地位於與第一電路板端部相比更靠近第二電路板端部的位置以最小化用於可耦合到中間連接器605、606、607和608的模塊的空間，而可以在電路板603上、在中間連接器605、606、607和608與所述第二電路板端部之間安裝第一表面部件604。優選地在電路板603上，在鄰近於第二電路板端部並遠離第一電路板端部的位置安裝第一表面部件604。通過將第一表面部件604安裝在電路板603的第一(例如頂側)表面上，第一表面部件604可以大致上與可連接到中間連接器605、606、607和608的任何模塊一樣高，這是因為在電路板603的第一表面和與中間連接器相匹配的外殼601的第三(例如頂)端部之間的距離，對於電路板603的第一表面上可安裝中間連接器605、606、607和608及第一表面部件604的區域而言基本上是相似的。因此，根據電路板603的第二(例如底側)表面和與中間連接器相匹配的外殼601的第四(例如底)端部之間的距離，可安裝於電路板603第一表面上的部件(例如第一表面部件604)的高度可能大於可安裝於電路板603第二表面上的部件的高度。然而，部件可以被安裝在電路板603的第二表面上，甚至是在第一電路板端部與中間連接器605、606、607和608之間的區域上，儘管該第一電路板端部與中間連接器605、606、607和608之間的區域，優選地對於任何部件保持暢通，其中所述部件具有足以幹擾可以鄰近該區域被安裝的任意模塊的高度。通過不在用戶連接器焊墊609、610、611和612上安裝用戶連接器，可以進一步避免或最小化與可被安裝的任意模塊的幹擾。
模塊導軌613、614、615、616和617優選地被安裝，以從鄰近於襯底結構618第一襯底端部的襯底結構618第一襯底表面延伸到鄰近於中間連接器605、606、607和608的電路板603的第一表面。模塊導軌613、614、615、616和617有助於限定路徑，其中可以通過該路徑插入模塊以連接到中間連接器605、606、607和608。例如，模塊導軌613和614輔助限定了這樣的路徑從孔619出發、通過襯底結構618、通過用戶連接器焊墊609以及電路板603的第一表面的一部分、到中間連接器605。作為另一例子，模塊導軌614和615輔助限定了這樣的路徑從孔620出發、通過襯底結構618、通過用戶連接器焊墊610以及電路板603的第一表面的一部分、到中間連接器606。作為另一例子，模塊導軌615和616輔助限定了這樣的路徑從孔621出發、通過襯底結構618、通過用戶連接器焊墊611以及電路板603的第一表面的一部分、到中間連接器607。作為又一例子，模塊導軌616和617輔助限定了這樣的路徑從孔622出發、通過襯底結構618、通過用戶連接器焊墊612以及電路板603的第一表面的一部分、到中間連接器608。由模塊導軌613、614、615、616和617所限定的路徑具有與限定那些路徑的模塊導軌平行的軸。
圖7是說明根據本發明至少一個實施例的系統的例子的透視圖。模塊導軌613和614連至襯底結構618和/或電路板603。模塊導軌613和614優選地提供這樣的線性軌跡該軌跡相互平行並且適於優選地、可滑動地接合配對導軌626和643。配對導軌626和643連至模塊電路板630。配對導軌626和643優選地提供這樣的線性軌跡該軌跡相互平行並且適於優選地、可滑動地接合模塊導軌613和614。模塊第一表面部件631、632、633和634被安裝在模塊電路板630的模塊第一表面上。因此，所述系統提供了模塊的安裝和拆卸，所述模塊包括模塊電路板630、配對導軌626和643以及模塊第一表面部件631、632、633和634。
圖8是說明根據本發明至少一個實施例的系統的例子的投影圖。所述系統包括與中間連接器相匹配的外殼601、電源602、電路板603、第一(例如頂側)表面部件604、中間連接器605、第二(例如底側)表面部件623、624和625、用戶連接器焊墊609、模塊導軌613、配對導軌626、襯底結構618、模塊電路板630、模塊第一(例如頂側)表面部件631、632、633和634、模塊第二(例如底側)表面部件635、636、637和638、模塊互連639、配對中間連接器640以及支架(standoff)641和642。包括模塊導軌613和配對導軌626的導軌系統限定了用以增強對流換熱的穿孔627、628和629。支架641和642將電路板603定位於距與中間連接器相匹配的外殼610第二端部的內部有一個支架距離的位置，以留出用於容納第二表面部件623、624和625的高度的空間並且促進對流換熱。
如所說明的，由於電源602優選地位於電路板603的第二端部和與中間連接器相匹配的外殼601的第二端部之間，因此電源602可以佔據從與中間連接器相匹配的外殼601第三端部內部到與中間連接器相匹配的外殼601第四端部內部的那些端部之間的整個空間或其任意部分。第一表面部件604優選地被安裝在電路板603的第一表面上，並且可以佔據中間連接器605和電路板603的第二端部之間的空間，其具有不大於從電路板603的第一表面到與中間連接器相匹配的外殼601的第三端部內部或其任意部分的距離的高度。
第二表面部件623、624和625優選地被安裝在電路板603的第二表面上，並且可以佔據電路板603的第二表面上(排除被支架641和642所佔據的任何空間)、在電路板603的第二表面和與中間連接器相匹配的外殼601的第四端部內部之間的空間。將第二表面部件623、624和625定位於電路板603的第二表面上，有助於減少對安裝於電路板603第一表面上的部件的需求，這最大化了電路板603的第一表面的平面(並且優選是裸露的)區域，其中模塊導軌613和配對導軌626可以被定位於該區域上。配對導軌626優選地、可滑動地接合模塊導軌613。配對導軌626耦合到模塊電路板630。模塊第一表面部件631、632、633和634被安裝在模塊電路板630的模塊第一(例如頂側)表面上。模塊第二表面部件635、636、637和638被安裝在模塊電路板630的模塊第二(例如底側)表面上。
模塊導軌613和配對導軌626將模塊電路板630定位在相距襯底結構618和電路板603有一定距離的位置，以增強對流換熱。模塊導軌613或配對導軌626可以定義穿孔627、628和629，或者模塊導軌613和配對導軌626二者都可以定義穿孔以增強對流換熱。給出由所述導軌系統所提供的間隔距離，模塊第二表面部件635、636、637和638可以佔據模塊電路板630的模塊第二表面上、在模塊電路板630的模塊第二表面與電路板603的第一表面和/或襯底結構618表面之間的空間，這是因為電路板603的第一表面和襯底結構618的表面優選地位於同一平面內。襯底結構618可以被連接以保持與電路板603的共面關係，例如通過將襯底結構618直接或通過例如與中間連接器相匹配的外殼的中間機械結構而連至支架641和642，其中所述支架可以耦合到襯底結構618和電路板603。模塊第一表面部件631、632、633和634可以佔據模塊電路板630的模塊第一表面上、在模塊電路板630的模塊第一表面和與中間連接器相匹配的外殼601的第一端部內部之間的空間。
為了供給由所述導軌系統提供的間隔距離，耦合到與中間連接器605配對的配對中間連接器640的模塊互連639可以被提供，以將模塊電路板630的導體耦合到配對中間連接器640並且跨越從模塊電路板630到中間連接器605之間的距離。模塊互連639優選地耦合到模塊電路板630的模塊第二表面。
圖9是說明根據本發明至少一個實施例的模塊導軌子系統的例子的截面圖。模塊導軌613和614優選地沿著相互平行的軸而被安裝在襯底結構618(和/或電路板603)上。配對導軌626和643優選地沿著相互平行的軸而被安裝到模塊電路板630上，並且優選地位於模塊電路板630的模塊第二表面上。配對導軌626優選地、可滑動地接合模塊導軌613。配對導軌643優選地、可滑動地接合模塊導軌614。例如模塊第一表面部件631的模塊第一表面部件可以被安裝在模塊電路板630的模塊第一表面上。例如模塊第二表面部件635的模塊第二表面部件可以被安裝在模塊電路板630的模塊第二表面上。包括模塊導軌613和614以及配對導軌626和643的導軌系統，將模塊電路板630保持在相距襯底結構618有一定距離的位置，其中所述距離優選地提供了充分的空氣通路(air duct)以增強對流換熱，從而為散發熱量的系統部件排熱。
圖10是說明根據本發明至少一個實施例的模塊導軌子系統的例子的投影圖。模塊導軌614被安裝在襯底結構和/或電路板603上，其優選地是共面的。例如，模塊導軌614可以提供用以滑動接合配對導軌626的線性軌跡。模塊包括模塊電路板630、配對導軌626和模塊第一表面部件631。配對導軌626被安裝在模塊電路板630上。模塊第一表面部件631被安裝在模塊電路板630的第一表面上。優選地，配對導軌626和/或模塊導軌614限定了穿孔627、628、629和644，所述穿孔允許穿越所述導軌系統的空氣流通，由此增強對流換熱。如所說明的，穿孔627、628、629和644可以被實現為拉長的穿孔，例如拉長的矩形穿孔。可選地，穿孔627、628、629和644可以被實現為一系列非拉長的穿孔，例如圓形或方形的穿孔。
圖11是說明根據本發明至少一個實施例的模塊導軌子系統的例子的平面圖。從這個角度看，模塊電路板630和模塊第一表面部件631是可見的，並且所述導軌子系統的特徵(feature)用虛線表示。所述模塊包括模塊電路板630和安裝於模塊電路板630的模塊第一表面上的模塊第一表面部件631。
圖12是說明根據本發明至少一個實施例的、包括可疊放模塊導軌子系統的系統的例子的透視圖。模塊導軌613和614連至電路板603的第一表面(並且可選地可在襯底結構618上延伸)。配對導軌626和643連至第一模塊的第一模塊第二表面，優選地是第一模塊電路板630。配對導軌626和643適於分別接合模塊導軌613和614。
模塊導軌646和647連至所述第一模塊的第一模塊第一表面，優選地是第一模塊電路板630。配對導軌648和649連至第二模塊的第二模塊第二表面，優選地是第二模塊電路板650。配對導軌648和649適於分別接合模塊導軌646和647。第二模塊第一表面部件651、652、653和654被安裝在第二模塊電路板650的第二模塊第一表面上。
與電路板603間隔一定距離的幾個中間連接器可以被提供，以接合和耦合去往和來自所述第一和第二模塊的信號，和/或附加的中間連接器可以在所述第一模塊上被提供，以耦合所述第二模塊(例如以菊花鏈的方式)。用於增強對流換熱的穿孔優選地被提供，用於包括模塊導軌613和614以及配對導軌626和643的第一導軌子系統，和包括模塊導軌646和647以及配對導軌648和649的第二導軌子系統。
圖13是說明根據本發明至少一個實施例的、包括可疊放模塊導軌子系統的系統的例子的投影圖。幾個模塊可以被安裝在關於電路板603的一個或多個層上。電路板603的模塊導軌適於與位於第一層的一個或多個模塊的配對導軌相耦合，其中所述模塊例如是模塊電路板630、655和656。位於關於電路板603的第二層的一個或多個模塊可以被安裝，所述模塊例如是模塊電路板657、658和659，以使得它們的配對導軌接合安裝於第一層的一個或多個模塊的一個或多個模塊導軌。位於關於電路板603的第三層的一個或多個模塊可以被安裝，所述模塊例如是模塊電路板660，以使得它們的配對導軌接合安裝於第二層的一個或多個模塊的一個或多個模塊導軌。
如從所說明的例子中可以看到的，可以安裝各種大小的模塊的各種組合。例如，所說明的例子描述了被安裝在第一層的兩個一埠模塊和一個二埠模塊、被安裝在第二層的一個二埠模塊和兩個一埠模塊，以及被安裝在第三層的一個四埠模塊。如所說明的，各種數量埠的各種數量模塊可以被安裝在幾個層中的一個或多個上，同時任一層上的模塊類型不會強加關於任何其它層上的模塊類型及其配置的限制。然而，對於任一給定層，足夠數量的模塊應當優選地被安裝在前一層上，以提供充分的機械穩定性。
如所說明的例子中所示，根據本發明至少一個實施例的導軌子系統的模塊導軌和配對導軌可以具有各種樣式的截面，例如接近字母形狀C或U、I或H、L或J、F、E等，其中模塊導軌的至少一部分接合配對導軌的至少一部分，以限定電路板與模塊之間或一層的模塊與後一層的模塊之間的機械關係。
因此，已經介紹了一種用於固定的且可替換的模塊結構數據路徑接口的方法和裝置。儘管已經利用特定的具體例子描述了本發明，然而本發明不限於所述幾個例子，這對於本領域的技術人員而言是顯而易見的。例如，儘管已經就連接器、模塊導軌等的特定例子描述了本發明，然而本發明可以用於具有其它類型的所述屬性的系統中，其可能具有例如其它類型的連接器和/或其它樣式的模塊導軌的其它特徵。利用本發明的創造性特徵的其它實施例對於本領域的技術人員而言是顯而易見的，並且包含於此。
權利要求
1.一種方法，其包括下列步驟製造未組裝的電路板；確定所述未組裝的電路板是被組裝為提供第一組用戶連接器還是提供第一組中間連接器；當所述電路板被組裝為提供所述第一組用戶連接器時，執行下列步驟以所述第一組用戶連接器組裝所述電路板；以接口電子器件組裝所述電路板，從而支持用於所述第一組用戶連接器的接口；以及將所述電路板安裝到匹配於所述第一組用戶連接器的、與用戶連接器相匹配的外殼中；當所述電路板被組裝為提供第一組中間連接器時，執行下列步驟以所述第一組中間連接器組裝所述電路板；在所述電路板上安裝導軌系統的模塊導軌；將所述電路板安裝到匹配於所述第一組中間連接器的、與中間連接器相匹配的外殼中。
2.根據權利要求1的方法，其還包括安裝模塊，其中所述模塊包括用於連接到所述電路板的至少一個中間連接器的配對連接器。
3.根據權利要求2的方法，其中，所述模塊提供用戶連接器，其中該用戶連接器適合經由通過所述與中間連接器相匹配的外殼所限定的孔而從外部進入。
4.根據權利要求2的方法，其還包括移除所述模塊；以及安裝替換的模塊。
5.根據權利要求2的方法，其還包括在所述模塊上提供所述導軌系統的配對導軌，其中該配對導軌適於接合所述模塊導軌中的至少一個。
6.根據權利要求5的方法，其中，所述導軌系統將模塊定位於與所述電路板間隔一定距離的位置，以增強對流換熱。
7.根據權利要求6的方法，其中，所述導軌系統限定了用來增強對流換熱的穿孔。
8.根據權利要求1的方法，其中，當所述電路板已被組裝為提供所述組第一用戶連接器並且要被組裝為提供所述第一組中間連接器時，執行下列步驟從所述與用戶連接器相匹配的外殼移除所述電路板；移除所述第一組用戶連接器；以所述第一組中間連接器組裝所述電路板；在所述電路板上安裝所述導軌系統的模塊導軌；將所述電路板安裝到匹配於所述第一組中間連接器的、與中間連接器相匹配的外殼中。
9.根據權利要求1的方法，其中，當所述電路板已被組裝為提供所述第一組中間連接器並且要被組裝為提供所述第一組用戶連接器時，執行下列步驟從所述與中間連接器相匹配的外殼移除所述電路板；從所述電路板移除所述導軌系統的模塊導軌；以所述第一組用戶連接器組裝所述電路板；將所述電路板安裝到所述與用戶連接器相匹配的外殼中。
10.一種裝置，其包括電路板，其具有用於第一電接口的第一組焊墊以及用於第二電接口的第二組焊墊，所述第一組焊墊被定位於遠離所述電路板前沿的位置，而所述第二組焊墊被定位於接近所述電路板前沿的位置，所述第一組焊墊適於允許第一組中間連接器的安裝，而所述第二組焊墊適於允許第一組用戶連接器的安裝，所述第一組中間連接器適於允許第一組接口模塊的安裝，所述第一組接口模塊適於允許第二組用戶連接器的提供。
11.根據權利要求10的裝置，其中，所述電路板適於允許模塊導軌的安裝，以引導所述第一組接口模塊插入所述第一組中間連接器中，其中，連同所述第一組中間連接器一起安裝所述模塊導軌。
12.根據權利要求11的裝置，其中，所述模塊導軌和所述第一組中間連接器鄰近於所述電路板的第一二維表面而被安裝。
13.根據權利要求12的裝置，其中，所述模塊導軌具有與在所述第一組焊墊和所述第二組焊墊之間的方向相平行的軸。
14.根據權利要求13的裝置，其中，所述模塊導軌適於將所述第一組接口模塊定位在與所述電路板的第一二維表面間隔一定距離的位置，以增強對流換熱。
15.根據權利要求14的裝置，其中，所述第一組接口模塊包括適於接合所述模塊導軌的配對導軌，其中，包括所述模塊導軌和配對導軌的導軌系統限定了用來增強對流換熱的穿孔。
16.根據權利要求11的裝置，其中，所述電路板還適於允許耦合到所述中間連接器的電子器件的安裝，其中所述電子器件鄰近於所述電路板的第二二維表面而被安裝，其中該第二二維表面對著所述第一二維表面。
17.根據權利要求10的裝置，其中，所述電路板還適於允許所述第一組用戶連接器在所述電路板的第一二維表面上的安裝。
18.根據權利要求17的裝置，其中，所述電路板還適於允許耦合到所述第一組用戶連接器的固定接口電路的安裝，以支持所述第二電接口。
19.根據權利要求18的裝置，其中，所述固定接口電子器件鄰近於所述電路板的第一二維表面、遠離於所述第一組用戶連接器而被安裝。
20.根據權利要求18的裝置，其中，所述固定接口電子器件鄰近於所述電路板的第二二維表面而被安裝，其中該電路板的第二二維表面對著該電路板的第一二維表面。
全文摘要
提供了一種用於電氣系統結構的方法和裝置，其中該電氣系統結構能夠提供例如接口連接器的固定的或模塊化部件。固定的部件允許最小化產品成本。模塊化部件提供了產品的靈活配置。根據本發明的至少一個實施例，能夠提供固定的或模塊化部件的電氣系統結構在能夠提供一系列產品變體的同時最小化成本，例如設計、生產和客戶支持成本。
文檔編號H04L29/00GK1953652SQ200610136369
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月17日 優先權日2005年10月17日
發明者S·J·戴維斯, D·J·金, D·派克, J·M·W·周, M·R·梅伽裡蒂 申請人:阿爾卡特公司