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集成电路系统、冷却集成电路的装置和方法

阅读:1071发布:2020-05-27

专利汇可以提供集成电路系统、冷却集成电路的装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且集成 电路 系统、冷却集成电路的装置和方法。所述液体冷却的集成电路系统包括两个印刷电路装配件,所述两个印刷电路装配件具有能够移除的 散热 器和涂覆有热 接口 材料的冷却管。所述两个印刷电路装配件相对地置于一起,使得每个印刷电路装配件上的 散热器 的顶表面与另一个印刷电路装配件的冷却管上的热接口材料 接触 ,并且与该热接口材料热耦联。以这种布置方式,每个印刷电路装配件由另一个印刷电路装配件冷却。,下面是集成电路系统、冷却集成电路的装置和方法专利的具体信息内容。

1.一种液体冷却的集成电路系统,所述液体冷却的集成电路系统包括:
两个印刷电路装配件,每个所述印刷电路装配件包括:
系统板,
平行地安装在所述系统板上的多个印刷电路板插座,和
多个冷却管,每个所述冷却管平行且邻接于所述印刷电路板插座中的对应的一个印刷电路板插座地安装在所述系统板上,所述冷却管中的每个冷却管具有在该冷却管的与所述系统板相对的一侧上粘附至所述冷却管的第一热接口材料层;以及多个集成电路模,每个所述集成电路模块包括:
印刷电路板,所述印刷电路板具有布置在所述印刷电路板插座中的一个印刷电路板插座中的连接侧;
安装在所述印刷电路板上的一个或多个集成电路,
第二热接口材料层,所述第二热接口材料层与所述集成电路热耦联,和能够移除的散热器,所述散热器与所述第二热接口材料层热耦联,所述散热器具有越过印刷电路板的与所述连接侧相对的侧延伸的顶表面;
其中,所述两个印刷电路装配件被相对地放置在一起,使得在所述印刷电路装配件中的每个印刷电路装配件上的散热器的顶表面与另一个印刷电路装配件的所述第一热接口材料层接触,并且与该第一热接口材料层热耦联。
2.如权利要求1所述的液体冷却的集成电路系统,所述液体冷却的集成电路系统进一步包括:
耦联至每个冷却管的第一端部的第一分流管;以及
耦联至每个冷却管的第二端部的第二分流管。
3.如权利要求1所述的液体冷却的集成电路系统,所述液体冷却的集成电路系统进一步包括:
定位于所述散热器的周围的能够移除的弹性夹,其中,当所述能够移除的弹性夹定位于所述散热器周围时,所述能够移除的弹性夹将所述散热器压靠在所述第二热接口材料层上。
4.如权利要求1所述的液体冷却的集成电路系统,其中,所述散热器包括:
与所述第二热接口材料层热耦联的两个侧板;
其中,所述侧板中的至少一个侧板限定所述散热器的顶表面。
5.如权利要求4所述的液体冷却的集成电路系统,其中,所述散热器进一步包括:
能够枢转地连接所述两个侧板的外部铰链
6.如权利要求4所述的液体冷却的集成电路系统,其中,所述散热器进一步包括:
能够枢转地连接所述两个侧板的内部铰链。
7.一种用于冷却集成电路的装置,所述装置包括:
两个印刷电路装配件,每个所述印刷电路装配件包括:
系统板,
所述系统板上的多个印刷电路板插座,
多个液体冷却管,每个所述液体冷却管邻接于所述印刷电路板插座中的一个印刷电路板插座地耦联至所述系统板,
连接至所述印刷电路板插座的多个集成电路模块,和
多个散热器,每个所述散热器与所述集成电路模块中的一个集成电路模块热耦联;
其中,所述印刷电路装配件彼此相对地布置,使得所述两个印刷电路装配件的集成电路模块彼此交错,并且所述印刷电路装配件中的每个印刷电路装配件的散热器的顶表面与另一个印刷电路装配件的液体冷却管热耦联。
8.如权利要求7所述的装置,所述装置进一步包括:
耦联至每个液体冷却管的第一端部的第一分流管;以及
耦联至每个液体冷却管的第二端部的第二分流管。
9.如权利要求8所述的装置,所述装置进一步包括:
冷却回路,所述冷却回路包括:
与所述第一分流管和第二分流管流体流通的
与所述第一分流管和第二分流管流体流通的热交换器,以及
与所述第一分流管和第二分流管流体流通的储液器。
10.如权利要求7所述的装置,所述装置进一步包括:
定位于每个散热器周围的能够移除的弹性夹。
11.如权利要求7所述的装置,其中,每个所述散热器包括:
两个侧板,其中,所述侧板中的至少一个侧板限定所述散热器的顶表面。
12.如权利要求11所述的装置,其中,所述散热器进一步包括:
能够枢转地连接所述两个侧板的外部铰链。
13.如权利要求11所述的装置,其中,所述散热器进一步包括:
能够枢转地连接所述两个侧板的内部铰链。
14.一种用于冷却集成电路的方法,所述方法包括:
提供两个印刷电路装配件,每个所述印刷电路装配件包括:
系统板,
在所述系统板上的多个印刷电路板插座,
多个液体冷却管,每个所述液体冷却管邻接于所述印刷电路板插座中的一个印刷电路板插座地耦联至所述系统板,
连接至所述印刷电路板插座的多个集成电路模块,和
多个散热器,每个所述散热器与所述集成电路模块中的一个集成电路模块热耦联;以及
将所述印刷电路装配件彼此相对地布置,使得所述两个印刷电路装配件的集成电路模块彼此交错,并且所述印刷电路装配件中的每个印刷电路装配件的散热器的顶表面与另一个印刷电路装配件的液体冷却管热耦联。
15.如权利要求14所述的方法,所述方法进一步包括:
将液体传送通过所述液体冷却管。
16.如权利要求15所述的方法,所述方法进一步包括:
将每个液体冷却管的第一端部耦联至第一分流管;
将每个液体冷却管的第二端部耦联至第二分流管;以及
将液体传送通过所述第一分流管、第二分流管和所述液体冷却管。
17.如权利要求14所述的方法,所述方法进一步包括:
对于所述集成电路模块中的每个集成电路模块,将能够移除的弹性夹放置于所述散热器的周围。
18.如权利要求14所述的方法,其中,所述散热器包括:
两个侧板,其中所述侧板中的至少一个侧板限定所述散热器的顶表面。
19.如权利要求18所述的方法,其中,所述散热器进一步包括:
能够枢转连接所述两个侧板的外部铰链。
20.如权利要求18所述的方法,其中,所述散热器进一步包括:
能够枢转连接所述两个侧板的内部铰链。

说明书全文

集成电路系统、冷却集成电路的装置和方法

技术领域

[0001] 本公开一般地涉及液体冷却的集成电路系统、用于冷却集成电路的装置以及用于冷却集成电路的方法。

背景技术

[0002] 现代计算机系统产生大量的热量。尽管所述热量中的一部分热量是由电源及类似物产生,所述热量中的大部分热量是由诸如处理器和存储芯片的集成电路产生的。为了合适地运行,这些计算机系统必须被保持在一定温度范围之内。因此,必须消散或以其他方式移除由这些处理器和存储芯片产生的热量。发明内容
[0003] 在一个方面中,本公开的实施方式提供一种液体冷却的集成电路系统,所述液体冷却的集成电路系统包括:两个印刷电路装配件,每个所述印刷电路装配件包括:系统板,平行地安装在所述系统板上的多个印刷电路板插座,和多个冷却管,每个所述冷却管平行且邻接于所述印刷电路板插座中的对应的一个印刷电路板插座地安装在所述系统板上,所述冷却管中的每个冷却管具有在该冷却管的与所述系统板相对的一侧上粘附至所述冷却管的第一热接口材料层;以及多个集成电路模,每个所述集成电路模块包括:印刷电路板,所述印刷电路板具有布置在所述印刷电路板插座中的一个印刷电路板插座中的连接侧;安装在所述印刷电路板上的一个或多个集成电路,第二热接口材料层,所述第二热接口材料层与所述集成电路热耦联,和能够移除的散热器,所述散热器与所述第二热接口材料层热耦联,所述散热器具有越过印刷电路板的与所述连接侧相对的侧延伸的顶表面;其中,所述两个印刷电路装配件被相对地放置在一起,使得在所述印刷电路装配件中的每个印刷电路装配件上的散热器的顶表面与另一个印刷电路装配件的所述第一热接口材料层接触,并且与该第一热接口材料层热耦联。
[0004] 在另一个方面中,本公开的实施方式提供一种用于冷却集成电路的装置,所述装置包括:两个印刷电路装配件,每个所述印刷电路装配件包括:系统板,所述系统板上的多个印刷电路板插座,多个液体冷却管,每个所述液体冷却管邻接于所述印刷电路板插座中的一个印刷电路板插座地耦联至所述系统板,连接至所述印刷电路板插座的多个集成电路模块,和多个散热器,每个所述散热器与所述集成电路模块中的一个集成电路模块热耦联;其中,所述印刷电路装配件彼此相对地布置,使得所述两个印刷电路装配件的集成电路模块彼此交错,并且所述印刷电路装配件中的每个印刷电路装配件的散热器的顶表面与另一个印刷电路装配件的液体冷却管热耦联。
[0005] 在又一个方面中,本公开的实施方式提供一种用于冷却集成电路的方法,所述方法包括:提供两个印刷电路装配件,每个所述印刷电路装配件包括:系统板,在所述系统板上的多个印刷电路板插座,多个液体冷却管,每个所述液体冷却管邻接于所述印刷电路板插座中的一个印刷电路板插座地耦联至所述系统板,连接至所述印刷电路板插座的多个集成电路模块,和多个散热器,每个所述散热器与所述集成电路模块中的一个集成电路模块热耦联;以及将所述印刷电路装配件彼此相对地布置,使得所述两个印刷电路装配件的集成电路模块彼此交错,并且所述印刷电路装配件中的每个印刷电路装配件的散热器的顶表面与另一个印刷电路装配件的液体冷却管热耦联。附图说明
[0006] 参考下列附图,根据一个或多个不同实施例详细描述了本公开。附图仅出于说明的目的提供,并且仅描绘典型或示例的实施例。
[0007] 图1是系统的关系图,在该系统中可以实施不同实施例。
[0008] 图2A和图2B示出了根据一个实施例的双列直插式存储模块(DIMM)组件。
[0009] 图3示出了图2A和图2B的双列直插式存储模块组件的一侧的视图。
[0010] 图4A示出了根据一个实施例的两个相同的印刷电路装配件。
[0011] 图4B示出了图4A的两个印刷电路装配件,所述两个印刷电路装配件相对地放置在一起,使得在所述印刷电路装配件中的每个印刷电路装配件上的散热器的顶表面与另一个印刷电路装配件上的热接口材料层接触,并且与所述热接口材料层热耦联。
[0012] 图5是移除了双列直插式存储模块组件的印刷电路装配件的透视图。
[0013] 图6是印刷电路装配件的透视图,包括已安装在印刷电路板插座中的双列直插式存储模块组件200并且包括已附接的分流管
[0014] 图7A和图7B示出了根据一个实施例的、特征在于外部铰链的双列直插式存储模块组件。
[0015] 图8A和图8B示出了根据一个实施例的、特征在于内部铰链的双列直插式存储模块组件。
[0016] 图9示出了根据一个实施例的流程。
[0017] 附图是非详尽的,并且不限制本公开至所公开的精确形式。

具体实施方式

[0018] 诸如双列直插式存储模块(DIMM)的集成电路产生大量的热量,特别是在高密度配置中。现有许多技术对集成电路进行冷却,但是存在许多与这些现有技术相关的缺点。空气冷却是嘈杂的,并且因此当靠近办公室人员/在工作环境中布置时是不期望的。当需要维护双列直插式存储模块时,液体浸入式冷却是杂乱的。另一种方法使用将双列直插式存储模块封装在散热器中的双列直插式存储模块组件,所述散热器热耦联至循环制冷液体的冷却管。
[0019] 所公开的实施例以两个系统板为一对,每个系统板具有在双列直插式存储模块之间交错的冷却管。当这些系统板相对地放置在一起时,每个系统板上的双列直插式存储模块由在另一个系统板上的冷却管冷却。相比于之前的方法,这种方法允许更高密度的双列直插式存储模块,同时仍然提供必要的冷却。这种方法也是安静的,并且由此可以靠近办公室员工放置。这种方法也允许容易的维护,而没有与液体浸入式冷却系统相关的溢出。尽管参考双列直插式存储模块描述了不同实施例,应当认识到的是,所公开的技术可以用于冷却任何集成电路或类似的一个或多个系统和系统中的一个或多个元素/部件。
[0020] 图1是系统100的关系图,在该系统中可以实施不同实施例。系统100包括计算部件120,所述计算部件包括处理器104和存储器106。存储器106包括多个双列直插式存储模块组件108。系统100还包括冷却回路。所述冷却回路包括110、热交换器112和储液器114。泵
110将冷却液体130提供给双列直插式存储模块组件108。由双列直插式存储模块组件108产生的热量被传送给液体,加热液体并且冷却双列直插式存储模块组件108。泵110将被加热的液体132从双列直插式存储模块组件108移除。热交换器112冷却被加热的液体132。储液器114适应液体体积的改变。
[0021] 图2A和图2B示出了根据一个实施例的双列直插式存储模块组件200。图2A是双列直插式存储模块组件200在其装配状态下的透视图。双列直插式存储模块组件200的分解图在图2B中示出。双列直插式存储模块组件200包括印刷电路板202,印刷电路板202上安装有一个或多个集成电路(一般地以204示出)。印刷电路板202一般是双侧的,集成电路204安装在印刷电路板202的两侧上。
[0022] 热接口材料206a、206b的层热耦联至集成电路204。一种常见的热接口材料是热间隙垫。然而,可以使用其他的热接口材料,例如,使用诸如导热膏及类似物。
[0023] 在所描绘的实施例中,具有一对侧板208a、208b的能够移除的散热器与热接口材料206a、206b的层物理接触,并且因此所述散热器热耦联至所述热接口材料206a、206b。侧板208a、208b可以由制成。然而,可以使用其他材料来形成侧板208a、208b,例如,使用诸如不锈或类似物来形成侧板。为了降低制造成本,侧板208a、208b可以是相同的。
[0024] 能够移除的一个或多个弹性夹210a、210b、210c、210d可以定位在侧板208a、208b周围,以将侧板压靠在热接口材料206a、206b上,以确保合适的热耦联。
[0025] 图3示出了图2的双列直插式存储模块组件200的一侧的视图。图3示出了印刷电路板202、集成电路204a、204b、热接口材料206a、206b的层、散热器板208a、208b以及弹性夹210a、210b、210c。所公开的技术的特别值得注意的特征包括散热器板208的顶表面302,所述顶表面由越过印刷电路板202的与连接侧304相对的侧延伸的一个或多个侧板208形成。
这些特征将在下面更详细地讨论。
[0026] 图4A示出了根据一个实施例的两个相同的印刷电路装配件400A和400B。印刷电路装配件400A和400B中的每个包括系统板402,多个印刷电路板插座平行地安装在系统板上,所述印刷电路板插座中的一个印刷电路板插座标记为404。冷却管406邻接地且平行于每个印刷电路板插座404地安装。热接口材料层408在冷却管的与系统板402相对的一侧布置在每个冷却管406上,并且热耦联至该冷却管406。多个双列直插式存储模块组件电耦联至系统板402,所述双列直插式存储模块组件中的一个双列直插式存储模块组件标记为200。特别地,每个双列直插式存储模块组件200的连接侧304布置在印刷电路板插座404中的一个印刷电路板插座中。
[0027] 当所述两个印刷电路装配件400A和400B相对地放置在一起,如图4B中所示出的那样,所述印刷电路装配件400中的每个印刷电路装配件上的散热器208a、208b的顶表面302与另一个印刷电路装配件400上的热接口材料层408接触,并且与该热接口材料层408热耦联,如在410A和410B处所指示的那样。在这种配置中,每个印刷电路装配件400上的双列直插式存储模块组件200由另一个印刷电路装配件400的冷却管406冷却。
[0028] 图5是移除了双列直插式存储模块组件200的印刷电路装配件400的透视图。参考图5,可以清楚地看到印刷电路板插座404、邻接并且平行的冷却管406以及布置在平行的冷却管406上的热接口材料层408。
[0029] 图6是带有已安装在印刷电路板插座404中的双列直插式存储模块组件200并且带有已附接的分流管的印刷电路装配件400的透视图。参考回图5,每个冷却管406的第一端部耦联至输入分流管606A,并且每个冷却管406的第二端部耦联至输出分流管606B。在操作中,冷却液体通过输入分流管606A进入各冷却管,并且被加热的液体通过输出分流管606B离开各冷却管。
[0030] 图7A和图7B示出了根据一个实施例的、特征在于外部铰链的双列直插式存储模块组件。图7B示出了分解图,而图7A示出了装配图。双列直插式存储模块组件700包括印刷电路板702,在印刷电路板702上安装有一个或多个集成电路(一般地以704示出)。印刷电路板702一般是双侧的,集成电路704安装在两侧上。
[0031] 热接口材料706的层热耦联至集成电路704。一种常见的热接口材料是热间隙垫。然而,可以使用其他热接口材料。
[0032] 在所描绘的实施例中,由通过外部铰链720连接的一对侧板708a、708b组成的、能够移除的散热器与热接口材料706a、706b的层物理接触,并且因此热耦联至热接口材料706a、706b。侧板708a、708b可以由铝制成。然而,可以使用其他材料形成侧板708a、708b。
[0033] 能够移除的一个或多个弹性夹710a、710b可定位于侧板708周围,以将侧板708压靠在热接口材料706上,以确保合适的热耦联。
[0034] 图8A和图8B示出了根据一个实施例的、特征在于内部铰链的双列直插式存储模块组件。图8B示出了分解图,而图8A示出了装配图。双列直插式存储模块组件800包括印刷电路板802,在印刷电路板802上安装有一个或多个集成电路(一般地在804处示出)。印刷电路板802一般是双侧的,集成电路804安装在两侧上。
[0035] 热接口材料806的层热耦联至集成电路804。一种常见的热接口材料是热间隙垫。然而,可以使用其他的热接口材料。
[0036] 在所描绘的实施例中,由通过内部铰链820连接的一对侧板808组成的、能够移除的散热器与热接口材料806的层物理接触,并且因此热耦联至热接口材料806。侧板808可以由铝制成。然而,可以使用其他材料来形成侧板808。
[0037] 能够移除的一个或多个弹性夹810可定位在侧板808周围,以将侧板808压靠在热接口材料806上,以确保合适的热耦联。
[0038] 图9示出了根据一个实施例的流程900。尽管流程的步骤以特定顺序示出,这些步骤的部分或全部可以以其他顺序执行、并行地执行或两者的组合。一些步骤可以被省略。参考图9,在902处,提供两个印刷电路装配件400。每个印刷电路装配件400包括:系统板402;平行地安装在系统板402上的多个印刷电路板插座404;和多个冷却管406,每个所述冷却管安装在系统板402上、平行且邻接于所述印刷电路板插座404中对应的一个印刷电路板插座
404,所述冷却管406中的每个冷却管406具有在冷却管406与系统板402相对的一侧上粘附至冷却管406的第一热接口材料层408。
[0039] 在904处,流程900包括提供多个集成电路模块。例如,集成电路模块可以包括一个或多个双列直插式存储模块组件200。每个集成电路模块包括:印刷电路板202,所述印刷电路板202具有布置在印刷电路板插座404中的一个印刷电路板插座中的连接侧304;安装在印刷电路板202上的一个或多个集成电路204;与集成电路204热耦联的第二热接口材料层206;以及与第二热接口材料层206热耦联的能够移除的散热器208,所述散热器208具有越过印刷电路板202的与连接侧304相对的侧延伸的顶表面302。
[0040] 在906处,将两个印刷电路装配件相对地放置在一起,使得所述印刷电路装配件400中的每个印刷电路装配件上的散热器208的顶表面302与另一个印刷电路装配件400上的第一热接口材料层408接触,并且与该第一热接口材料层408热耦联。
[0041] 在908处,流程900包括将每个冷却管406的第一端部耦联至第一分流管606A,以及将每个冷却管406的第二端部耦联至第二分流管606B。
[0042] 在910处,流程900包括将泵110、热交换器112和储液器114与第一分流管606A和第二分流管606B流体流通地耦联。
[0043] 流程900包括操作泵110以将液体传送通过各冷却管406。
[0044] 如本文所使用的,术语“或”可以解释为包含性或排除性的意义两者。此外,以单数形式对资源、操作或结构的描述不应解读为排除复数形式。其中,诸如“能够”、“可以”、“可能”、或“可”的条件语句,除非另有明确说明,或在所使用的上下文中另有理解,一般旨在传达某些实施例包含特定特征、元素和/或步骤,而其他实施例不包含这些特定特征、元素和/或步骤。
[0045] 除非另有特别说明,本文件中使用的术语和短语以及它们的变型应当被解释为开放的,而非限制性的。诸如“传统的”、“惯例的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”的形容词以及类似意义的术语不应解释为对于给定的时间周期所描述的物件或对于给定的时间可获得的物件的限制,而是应当被解读为包含现在或将来任何时间可获得的或已知的传统的、惯例的,正常的或标准的技术。在某些情况下,出现诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语的展宽词语或短语,不应被解读为意味着在这些展宽短语可能缺失的情形下就意图或需要更窄的情况。
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