專利名稱：背板和交換機的制作方法
技術領域：
本發明實施例涉及通信設備中的背板，尤其涉及一種背板和交換機。
背景技術：
下一代網絡發展的趨勢是帶寬的迅速增長和速度的不斷提高，匯聚層、骨干層等 核心設備的交換容量也將會迅猛增長以高效承載各種數據、語音、圖像等滿足綜合電信業 務的需求，而各種功能的業務卡也應運而生，且功能越來越強大。例如以太網供電(Power Over Ethernet ；簡稱為P0E)技術的廣泛應用使得具備P0E功能的業務卡功能顯著增強， 功能的增強導致業務卡的功耗也隨之增加；另外，整機設備為了滿足各種功能的業務卡的 需求不得不擴展盡可能多的槽位，這也將增加整機設備的功耗。整機設備的各業務卡都是 通過背板來供電的，整機設備功耗的增加給背板的載流能力帶來了嚴峻的挑戰，背板需要 承載的電流將會越來越大。圖1為現有一種背板的結構示意圖，背板的基板10上設置有多個用于插接業務卡 的槽位11，圖1所示為具有十個槽位11的背板。每個槽位11除了數據控制信號的接口 15 之外，還包括電源插接件12，用于通過背板為業務卡供電。背板上還設置有供電接線區13， 所有電源插接件12與供電接線區13通過走線相連。一般采用銅皮作為走線材料。供電接 線區13與背板外設置的整機開關電源相連，由于需要為所有業務卡提供電源，所以對供電 接線區13的載流能力提出了很高要求。圖2為背板上走線連接的供電接線區與電源插接 件的示意圖，供電接線區13與電源插接件12之間通過銅皮走線14連接。為了提高銅皮走線的載流能力，即降低銅皮走線的電阻，可以采用縮短銅皮走線 長度和增加銅皮走線寬度的手段來解決。在現有技術中，由于背板面積和槽位布置的限制， 銅皮走線的長度和寬度都有一定制約。針對上述情況，現有技術提供的解決方案包括如下幾種一種解決方案是通過 增加背板的層數，通過增加電源層數來提高背板的載流能力，這種方法會顯著增加背板的 設計成本；另一種解決方案是將原來承載電流的銅皮厚度增加，通過增加銅層的橫截面 來提高背板的載流能力，但是這種方式會給背板的制作工藝帶來難度，同時還會影響背 板的成本和背板的可靠性；還有一種解決方案通過在表層走線涂覆錫膏以提高背板的載 流能力，該技術方案是變相增加銅層的橫截面，這種方案依賴于表面組裝技術(Surface MountedTechnology ；簡稱為SMT)中的回流焊工藝或者波峰焊工藝，這兩種焊接工藝對印 制電路的尺寸有一定要求，上述焊接工藝在背板上往往無法實現。因此，如何提高背板的載 流能力是有待解決的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種背板和交換機，用以提高背板的載流能力。本發明提供一種背板，包括基板，所述基板上設置有多個槽位，每個槽位包括電 源插接件，還包括安裝通孔，開設在所述基板上；
連接走線，連接在所述安裝通孔與所述電源插接件之間；金屬條，所述金屬條上形成有多個柱體，所述柱體表面包覆有導電連接層，所述柱 體插入所述安裝通孔中，所述導電連接層與所述連接走線電連接，各所述柱體的導電連接 層相互導通，與外部供電電源連接。本發明還提供一種交換機，包括本發明提供的背板。由上述技術方案可知，本發明采用在基板上開設安裝通孔、在金屬條上形成包覆 有導電連接層的柱體，并將柱體插入安裝通孔的技術手段，實現外部供電電源和背板上電 源插接件之間的電連接，進而實現向業務卡供電。由于采用的安裝通孔具有較大的直徑，使 得包覆在安裝通孔表面的導電連接層在傳遞電流的方向上的橫截面積和連接走線連接到 安裝通孔時的橫截面積較大，背板的導電電阻較小，進而提高背板的載流能力。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發 明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根 據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有一種背板的結構示意圖；圖2為背板上走線連接的供電接線區與電源插接件的示意圖；圖3a為本發明實施例一提供的背板的基板結構俯視圖；圖3b為本發明實施例一提供的金屬條的局部結構示意圖；圖3c為本發明實施例一提供的背板的局部剖視圖；圖4a為本發明實施例二提供的安裝通孔一種優選設置位置的示意圖；圖4b為本發明實施例二提供的安裝通孔的另一種優選設置位置的示意圖；圖5為本發明實施例三提供的背板上金屬條和柱體的一種結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一圖3a為本發明實施例一提供的背板的基板結構俯視圖；圖3b為本發明實施例一 提供的金屬條的局部結構示意圖，圖3a所示的背板的基板和圖3b所示的金屬條結合構成 本發明實施例一中的背板，基板與金屬條結合后的局部剖視圖，如圖3c所示。如圖3a和圖 3b所示，本實施例的背板包括基板10、基板10上開設有多個槽位11，每個槽位11包括多 個電源插接件12，背板還包括開設在基板10上的安裝通孔30，連接安裝通孔30和電源插 接件12的連接走線31，以及金屬條32。在金屬條32上形成有多個柱體33，柱體33的表 面包覆有導電連接層，柱體33對應插入基板10上的安裝通孔30中，其插入狀態如圖3c所 示，當金屬條32上的柱體33插入到基板10上的安裝通孔30時，將占據安裝通孔30，即圖3c中被剖開的柱體33占據了安裝通孔30的中間空間，故在示出被剖開的柱體33時，未示 出其所插入的安裝通孔30。需要說明的是，在本實施例中，圖3所示金屬條32與基板10之 間存在有間隙，但不是必需的，且該間隙的大小可以根據基本上元器件的情況在實際安裝 時自行設定。其中，安裝通孔30具有導電性，以實現連接走線31和插入安裝通孔30內的 柱體33之間的電連接，例如該安裝通孔30可以為電鍍通孔。具體的柱體33的導電連接 層與安裝通孔30的內壁接觸以與連接走線31電連接，且各柱體33的導電連接層通過金屬 條32相互導通，并與外部供電電源連接。本實施例背板向業務卡供電的工作原理如下當柱體33插入安裝通孔30后，背板上的金屬條32、每個柱體33表面包覆的導電 連接層、安裝通孔30的內壁、連接走線31和電源插接件12之間電連接，并形成一條通路； 當金屬條32與外部供電電源連接時，電流便會通過上述通路一直到電源插接件12，并通過 電源插接件12向插入槽位11的業務卡供電。本實施例的背板，在基板上開設安裝通孔、金屬條上形成包覆有導電連接層的柱 體，且包覆導電連接層的柱體插入安裝通孔內的技術手段實現外部電源和背板上電源接插 件之間的電連接，向業務卡供電。由于采用的安裝通孔具有較大的直徑，使得導電連接層在 電流方向上的橫截面積大，電阻值變小，且當連接走線連接安裝通孔時的橫截面積較大，其 電阻值也較小，使得由外部供電電源流向電源插接件的電流較大，提高了背板的載流能力； 同時，與現有具有多層結構的背板相比，本發明背板的結構、以及制作工藝相對簡單，因此， 可以降低背板的制作成本。本實施例中并不限制安裝通孔的設置位置，可以設置靠近電源插接件的空閑區 域，也可以設置在電源插接件的正下方等，由于安裝通孔與電源插接件之間的連接距離影 響基板的載流能力，且該連接距離越短基板的載流能力越強，因此，要求將安裝通孔設置在 使連接距離盡量小的位置。本實施例提供一種優選方式，即將安裝通孔設置在基板上兩個 槽位的電源插接件之間，例如兩個電源插接件之間的空閑區域。實施例二圖4a為本發明實施例二提供的安裝通孔一種優選設置位置的示意圖，如圖4a所 示，本實施例中的安裝通孔包括兩種用于分別連接電源正極和電源負極的安裝通孔30， 分別設置在電源插接件12右側的空閑區域，而不與其他元器件的位置發生沖突。并且安裝 通孔30應當設置在盡可能靠近電源插接件12的空閑區域上，以縮短安裝通孔30與電源插 接件12之間的連接距離，一方面可以方便的實現外部供電電源和各電源插接件12的互聯， 另一方面降低了外部供電電源和電源插接件12之間的壓降，保證各業務卡獲得足夠的電 壓值，提高背板的供電能力。進一步，本實施例還提供一種安裝通孔的設置方式，如圖4b所示，即將安裝通孔 30設置在背板上兩個電源插接件12之間、對應于兩個電源插接件12的空閑區域的中心位 置，且通過兩條連接走線31分別與兩個槽位中的電源插接件12電連接，即一個安裝通孔30 向兩個業務卡同時供電，可以減少背板上安裝通孔30的設置數量，簡化背板的設計和制作工藝。實施例三本實施例在實施例一的基礎上，具體提供幾種柱體的實現結構，并結合具體柱體結構對本發明技術方案做相應說明。第一種具體結構具體如圖5所示，圖5為本發明實施例三提供的背板上金屬條和 柱體的一種結構示意圖。本實施例的柱體33在朝向基板的方向依次包括插入段331和隔 離段332，其中插入段331用于插入安裝通孔，其直徑略小于安裝通孔的直徑，以便于順利 插入安裝通孔內，插入段331的長度L1與安裝通孔的厚度相同；隔離段332的直徑大于插 入段331 (或安裝通孔)的直徑，以保證柱體33底部不能進入到背板上相應的安裝通孔內。 其中，若安裝通孔為電鍍通孔時，隔離段332的直徑還可以小于電鍍通孔的外焊盤的直徑， 且隔離段332與外焊盤電連接，其中，電鍍通孔的外焊盤是指位于隔離段332 —側的外焊 盤。這樣柱體33的隔離段332的導電連接層、外焊盤和連接走線會形成一條新的電連接通 路。當外部供電電源向金屬條供電時，電流除了通過柱體33的導電連接層、安裝通孔的內 壁、連接走線與電源插接件這條通路向業務卡供電時，還可以通過上述通路向業務卡供電， 為提高背板的載流能力做出貢獻。由于金屬條32與連接外部供電電源直接連接，通過設置隔離段332實現金屬條32 與金屬條32所在背板一側的元器件之間的電隔離，減小金屬條32上的電流對元器件產生 的電磁影響。進一步，要求隔離段332的長度L2大于金屬條與背板之間的預設安全長度， 其中預設安全長度是指金屬條所在背板一側的元器件表面到背板的最大距離，保證金屬條 不觸及同側的元器件，以實現更好的隔離效果。通常情況下，安裝于背板上的元器件的高度 不會超過5mm，因此，本實施例中安全長度可以設置為5mm或者大于5mm。值得說明的是，本實施例的柱體可以通過焊接的方式固設在基板上。另外，還可以 通過螺合、鉚接或插接的方式將柱體固定在背板上，在該方式下要求本發明技術方案中的 插入段的長度要大于安裝通孔的厚度，以保證柱體可以通過螺合、鉚接或插接的方式固定 在背板上，即本實施例中第二種具體結構。第二種具體結構柱體穿過安裝通孔的一端形成有螺紋，柱體可通過螺紋與螺母 螺合而固定在基板上。這種結構可以基于第一種具體結構實現，其區別在于，柱體除了包括 隔離段和插入段外，在柱體穿出安裝通孔的一段還包括一螺紋段，該螺紋段露在安裝通孔 的外面，用于與螺母螺合以將柱體固定在基板上。另外，本實施例的柱體除了通過螺母螺合 的固定方式外，還可以通過鉚接的方式。其中，采用螺母、螺紋螺合的方式、或者插接的方式 將柱體固定在背板上時，整個金屬條可以方便的從背板上取下，為后續維修或維護操作帶 來方便。第三種具體結構柱體的側壁上設置有彈片，彈片沿插入方向的反向翹曲，以抵頂 安裝通孔的內壁，保證柱體的導電連接層與安裝通孔電連接。另外，彈片的結構還可以是其 他形式，例如彈片上還可以設置有凸起，并使彈片的凸起與安裝通孔的內壁有良好接觸， 以保證柱體的導電連接層與安裝通孔電連接。其中，彈片由導電金屬材料制成，優選的可以 采用與柱體表面包覆的導電連接層相同的金屬制成。彈片的設置要保證彈片內表面和導 電連接層接觸而電連接，彈片外表面和安裝通孔的內表面接觸而電連接，這樣通過彈片一 方面可以實現安裝通孔和金屬條之間的電連接，以便外部供電電源向插入槽位的業務卡供 電；另一方面通過彈片可以進一步提高柱體表面包覆的導電連接層與安裝通孔內壁電連接 的可靠性。進一步，側壁設有彈片的柱體結構可以在第一種具體結構的基礎上實施，則彈片設置在柱體的插入段，此時，插入段的直徑在設置有彈片后要能夠插入安裝通孔內，且與安 裝通孔密切接觸。第四種具體結構柱體可與金屬條一體成型，具體的可以采用以下制作工藝實現 選取導電率較高的金屬材料，例如銅，所選金屬材料的高度要大于背板上安裝通孔的厚度； 然后，根據背板上安裝通孔的設置，在金屬材料上刻蝕出與安裝通孔適應的柱體，例如該柱 體也可以包括隔離段和插入段，以及螺紋段。其中并不限制一體成型的具體實現工藝。該 結 構制作工藝簡單，可以降低背板的設計難度，節約背板制作過程中的工藝。由于柱體和金屬條一體成型，柱體本身是一種導電體，即通過柱體本身即可實現 金屬條和安裝通孔之間的電連接，因此，柱體表面可以不用再包覆導電連接層，從而進一步 節約了背板設計制作過程中的工序。進一步值得說明的是，導電柱體的載流能力由導電柱體的直徑和其材料共同決 定，所屬領域技術人員基于其具備的技術知識都可以根據具體背板的設計需要進行導電柱 體的材料和直徑值的選擇，以設計出滿足所需載流能力的導電柱體。本實施例所提供的柱體的具體結構均為優選實現方式，并不限于此，且上述各具 體結構相互之間可以任意組合，以獲得具有多種效果的柱體結構。實施例四在上述實施例的基礎上，本實施例提供一種背板結構可以解決現有背板的強度較 弱的問題。具體的，在本實施例的背板結構中，金屬條設置于背板上背離槽位的一面，可以 起到支撐背板的作用，進而加強背板的強度。為了提高業務卡在插拔過程中對背板強度的要求，現有技術通常采用較多的加強 金屬板和眾多的螺絲柱鎖死背板實現增強背板強度，這種方法一方面增加了產線工人的負 擔，另一方面也增加了金屬件開模制作的成本。而本實施例的背板結構簡單、且具有易于實 現、制作難度小等優點。通常對金屬條的材料不做限制，例如可以為銅、鋁或合金等，而為了進一步提高金 屬條對背板的支撐作用，可以優選硬度較高的合金材料。另外，本實施例中金屬條設置于背板上背離槽位的一面，與槽位中的電源插接件 相隔離，可避免金屬條上的電流與電源插接件之間產生干涉。實施例五本實施例提供一種交換機，本實施例的交換機包括本發明上述各實施例提供的背 板，即交換機通過本發明提供的背板給交換機的各電路或功能模塊進行供電。基于本發明 提供的背板具有更高的載流能力，本實施例的交換機可以具有更多的功能，支持更多的業 務卡。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和范圍。
權利要求
一種背板，包括基板，所述基板上設置有多個槽位，每個槽位包括電源插接件，其特征在于還包括安裝通孔，開設在所述基板上；連接走線，連接在所述安裝通孔與所述電源插接件之間；金屬條，所述金屬條上形成有多個柱體，所述柱體表面包覆有導電連接層，所述柱體插入所述安裝通孔中，所述導電連接層與所述連接走線電連接，各所述柱體的導電連接層相互導通，與外部供電電源連接。
2.根據權利要求1所述的背板，其特征在于所述柱體在朝向所述基板的方向上依次 包括插入段和隔離段，所述插入段插入所述安裝通孔中，所述隔離段的直徑大于所述安裝 通孔的直徑。
3.根據權利要求2所述的背板，其特征在于所述隔離段的長度大于設定安全長度，所 述設定安全長度為大于等于5mm。
4.根據權利要求2所述的背板，其特征在于，所述安裝通孔為電鍍通孔，且所述隔離段 的直徑小于所述電鍍通孔的外焊盤的直徑。
5.根據權利要求1所述的背板，其特征在于所述金屬條設置于所述基板上背離所述 槽位的一面。
6.根據權利要求1所述的背板，其特征在于所述柱體穿過所述安裝通孔的一端形成 有螺紋，所述柱體通過所述螺紋與螺母螺合固定在所述基板上。
7.根據權利要求1所述的背板，其特征在于所述柱體的側壁上設置有彈片，所述彈片 沿插入方向的反向翹曲，以抵頂所述安裝通孔的內壁。
8.根據權利要求1-7任一項所述的背板，其特征在于所述金屬條與所述柱體一體成型。
9.一種包括如權利要求1-8任一項所述的背板的交換機。
全文摘要
本發明提供一種背板和交換機，其中背板包括基板，所述基板上設置有多個槽位，每個槽位包括電源插接件，還包括安裝通孔，開設在所述基板上；連接走線，連接在所述安裝通孔與所述電源插接件之間；金屬條，所述金屬條上形成有多個柱體，所述柱體表面包覆有導電連接層，所述柱體插入所述安裝通孔中，所述導電連接層與所述連接走線電連接，各所述柱體的導電連接層相互導通，與外部供電電源連接。交換機包括本發明提供的背板。本發明提供的背板和交換機，可以提高背板的載流能力。
文檔編號H04L12/02GK101800650SQ20101012915
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月18日 優先權日2010年3月18日
發明者褚玉軍 申請人:福建星網銳捷網絡有限公司