CN102342191B - 具有泵加强电介质流体浸入冷却的电子模块 - Google Patents

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Abstract

提供了具有对电子器件的泵加强电介质流体浸入冷却的冷却电子模块及制造方法。所述冷却电子模块包括支撑待冷却的电子器件的基板。冷却装置耦接至所述基板并且包括外壳，所述外壳配置为至少部分地围绕所述电子器件且形成密封隔室。另外，所述冷却装置包括电介质流体以及安置于所述密封隔室内的一个或多个泵。所述电介质流体与所述电子器件直接接触，且所述泵是布置为朝向所述电子器件主动地泵送所述密封隔室内的电介质流体的冲射冷却浸入式泵。多个冷凝器翼片在所述密封隔室的上部中从所述外壳延伸至所述密封隔室中，且液冷式冷板或气冷式散热片耦接至所述外壳的顶部以冷却所述冷凝器翼片。

Description

具有泵加强电介质流体浸入冷却的电子模块
技术领域
本发明涉及热传递机制，具体地说，涉及用于移除由一个或多个电子器件产生的热的冷却装置、冷却电子模块及其制造方法。更具体地说，本发明涉及具有一个或多个生热电子器件的泵加强电介质流体浸入冷却的冷却装置和冷却电子模块。
背景技术
众所周知，工作的电子器件会产生热。应自器件移除此热以便使器件接面温度维持在期望限制内，未能有效地移除热将导致增大的器件温度，从而潜在导致热失控条件。电子工业中的若干趋势已组合为增加热管理(包括电子器件的热移除)的重要性，包括传统上并不太关注热管理的技术(如CMOS)。具体地说，对更快且更密集地封装的电路的需要已对热管理的重要性产生直接影响。首先，功率耗散，且因此的热产生，随着器件工作频率增大而增大。第二，增大的工作频率在较低器件接面温度下可为可能的。另外，随着愈来愈多的器件封装在单个芯片上，热通量(瓦特/平方厘米)增大，从而导致自给定大小的芯片或模块移除更多功率的需要。这些趋势已组合为产生其中仅藉由传统气冷式方法(例如，藉由使用具有热管或蒸气室的气冷式散热片)自现代器件移除热不再合乎需要的应用。此类气冷技术在其自具有高功率密度的电子器件吸取热的能力方面固有地受到限制。
冷却当前及未来的高热负载、高热通量电子器件的需要因此要求开发使用液体冷却的更有效的热管理技术。各种类型的液态冷却剂提供不同冷却能力。例如，与诸如水或其它含水流体之类的液体相比，诸如致冷剂或其它电介质液体(例如，碳氟化合物液体)之类的流体展现较低的热传导率及比热性质。然而，电介质液体具有一个优点，即可在无不利影响(诸如腐蚀电路或使电路短路)的情况下使电介质液体与电子器件及其互连直接物理接触。诸如水或其它含水流体之类的其它冷却液体与电介质流体相比展现极佳的热传导率及比热。然而，必须防止基于水的冷却剂与电子器件及互连物理接触，因为如果接触则很可能导致腐蚀及电短路问题。
发明内容
在第一方面中，本发明相应地提供一种冷却装置，所述冷却装置包括：外壳，其配置为至少部分地围绕待冷却的电子器件且形成密封隔室；电介质流体，其存放于所述密封隔室内，其中所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内；以及至少一个泵，其安置于所述密封隔室内以便朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体。
所述冷却装置还可包括在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却。优选地，所述多个冷凝器翼片自所述外壳的顶壁向下延伸至所述密封隔室中，并且其中所述外壳的顶壁耦接至用于冷却所述多个冷凝器翼片的液冷式冷板或气冷式散热片中的一个。所述冷却装置还可包括安置于所述密封隔室内的两个泵，所述两个泵用于朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送电介质流体，所述两个泵均为安置于所述密封隔室内的冲射冷却浸入式泵，每个冲射冷却浸入式泵朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送自所述密封隔室的下部区域抽取的电介质流体。所述冷却装置还可包括邻近于所述待冷却的电子器件的至少一侧而安置的至少部分地淹没的挡板，以促进将电介质流体蒸气导向所述密封隔室的上部，且使电介质流体蒸气远离所述密封隔室的下部中的被抽取至所述两个冲射冷却浸入式泵以便朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送的电介质流体。所述冷却装置还可包括在所述待冷却的电子器件上方的安置于所述密封隔室内的歧管结构，所述歧管结构包括具有喷射口的淹没式喷射冲射增压室，所述喷射口用于将电介质流体喷流导向所述待冷却的电子器件，其中所述至少一个泵在压力下将电介质流体主动地泵送至所述淹没式喷射冲射增压室中，以便通过所述喷射口作为导向所述待冷却的电子器件的电介质流体喷流而传输。所述冷却装置还可包括安置于所述密封隔室内且热耦接至所述待冷却的电子器件的流体沸腾散热片，所述流体沸腾散热片被安置为使得导引自所述淹没式喷射冲射增压室的电介质流体喷流冲射在所述流体沸腾散热片上，所述流体沸腾散热片包括远离所述待冷却的电子器件延伸的多个针式翼片，所述多个针式翼片部分地经由所述电介质流体的汽化而促进从所述待冷却的电子器件至所述电介质流体的热传递。优选地，所述至少一个泵与所述歧管结构集成并在所述密封隔室内水平地定向，并且其中所述淹没式喷射冲射增压室安置于耦接至所述待冷却的电子器件的所述流体沸腾散热片的上方。优选地，所述待冷却的电子器件包括集成电路芯片堆栈，并且其中所述冷却装置还包括用于促进对所述集成电路芯片堆栈的冷却的安置于所述密封隔室内的第一泵和第二泵，所述第一泵配置为朝向所述集成电路芯片堆栈的顶部主动地泵送电介质流体，而所述第二泵配置为将电介质流体主动地泵送至所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片之间的填隙空间中。所述冷却装置还可包括耦接至所述集成电路芯片堆栈的顶部的流体沸腾散热片，其中所述第一泵朝向耦接至所述集成电路芯片堆栈的顶部的所述流体沸腾散热片主动地泵送电介质流体，所述流体沸腾散热片包括远离所述集成电路芯片堆栈延伸的多个针式翼片，所述多个针式翼片部分地经由所述电介质流体的汽化而促进从所述集成电路芯片堆栈至所述电介质流体的热传递。所述冷却装置还可包括在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却，其中所述多个冷凝器翼片自所述外壳的顶壁向下延伸至所述密封隔室中，并且其中所述外壳的顶壁耦接至用于冷却所述多个冷凝器翼片的液冷式冷板或气冷式散热片中的一个。所述冷却装置还可包括邻近于所述集成电路芯片堆栈的至少一侧而安置于所述密封隔室中的至少部分地淹没的挡板，以促进将电介质流体蒸气导向所述密封隔室的上部，且使电介质流体蒸气远离所述密封隔室的下部中的被抽取至所述第一泵和所述第二泵中以便主动冷却所述集成电路芯片堆栈的电介质流体。所述冷却装置还可包括邻近所述集成电路芯片堆栈的一侧或多侧而安置的歧管结构，以便促进所述第二泵将电介质流体主动地泵送至所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片之间的填隙空间中。优选地，所述集成电路芯片堆栈中的至少一个集成电路芯片的背面包括通道，所述通道配置为充当电介质流体流道以促进对所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片的冷却，并且其中所述冷却装置还包括至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴耦接至所述第二泵的泵出口管且延伸至集成电路芯片之间的填隙空间中，以便将电介质流体直接传输至所述集成电路芯片堆栈内的填隙空间中。
在一个实施例中，可以提供一种冷却电子模块，所述冷却电子模块包括：基板和安置于所述基板上方的待冷却的电子器件；以及用于冷却所述电子器件的冷却装置，所述冷却装置包括：外壳，其配置为至少部分地围绕所述电子器件且形成不会泄漏流体的密封隔室；电介质流体，其存放于所述密封隔室内，其中所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内；以及至少一个泵，其安置于所述密封隔室内以便朝向所述电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体。优选地，所述外壳密封到所述基板或耦接至所述基板的结构中的一个以形成所述密封隔室，并且其中所述密封隔室部分地填充有是两相电介质流体的电介质流体，并且其中所述冷却装置还包括在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却，其中所述多个冷凝器翼片自所述外壳的顶壁向下延伸至所述密封隔室中，并且其中所述外壳的顶壁耦接至用于冷却所述多个冷凝器翼片的液冷式冷板或气冷式散热片中的一个，并且所述至少一个泵包括安置于所述密封隔室内的至少一个冲射冷却浸入式泵，所述冲射冷却浸入式泵用于朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送自所述密封隔室的下部区域抽取的电介质流体。优选地，所述冷却装置还包括在所述待冷却的电子器件上方的安置于所述密封隔室内的歧管结构，所述歧管结构包括具有喷射口的淹没式喷射冲射增压室，所述喷射口用于将电介质流体喷流导向所述待冷却的电子器件，其中所述至少一个泵在压力下将电介质流体主动地泵送至所述淹没式喷射冲射增压室中，以便通过所述喷射口作为导向所述待冷却的电子器件的电介质流体喷流而传输，并且其中所述冷却装置还包括安置于所述密封隔室内且耦接至所述待冷却的电子器件的流体沸腾散热片，所述流体沸腾散热片被安置为使得导引自所述淹没式喷射冲射增压室的电介质流体喷流冲射在所述流体沸腾散热片上，所述流体沸腾散热片包括远离所述待冷却的电子器件延伸的多个针式翼片，所述多个针式翼片部分地经由所述电介质流体的汽化而促进从所述电子器件至所述电介质流体的热传递。优选地，所述待冷却的电子器件包括集成电路芯片堆栈，并且其中所述冷却装置还包括用于促进对所述集成电路芯片堆栈的冷却的安置于所述密封隔室内的第一泵和第二泵，所述第一泵配置为朝向所述集成电路芯片堆栈的顶部主动地泵送电介质流体，而所述第二泵配置为将电介质流体主动地泵送至所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片之间的填隙空间中，并且其中所述冷却装置还包括耦接至所述集成电路芯片堆栈的顶部的流体沸腾散热片，其中所述第一泵配置为朝向耦接至所述集成电路芯片堆栈的顶部的所述流体沸腾散热片主动地泵送电介质流体，并且其中所述冷却装置还包括在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却，并且其中所述多个冷凝器翼片自所述外壳的顶壁向下延伸至所述密封隔室中，所述外壳的顶壁耦接至用于冷却所述多个冷凝器翼片的液冷式冷板或气冷式散热片中的一个。优选地，所述待冷却的电子器件包括集成电路芯片堆栈，并且其中所述冷却装置还包括用于促进对所述集成电路芯片堆栈的冷却的安置于所述密封隔室内的第一泵和第二泵，所述第一泵配置为朝向所述集成电路芯片堆栈的顶部主动地泵送电介质流体，而所述第二泵配置为将电介质流体主动地泵送至所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片之间的填隙空间中，并且其中所述集成电路芯片堆栈中的至少一个集成电路芯片的背面包括通道，所述通道配置为充当电介质流体流道以促进对所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片的冷却，并且其中所述冷却装置还包括至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴耦接至所述第二泵的泵出口管且延伸至集成电路芯片之间的填隙空间中，以便将电介质流体直接传输至所述集成电路芯片堆栈内的填隙空间中。
在第二方面中，提供了一种制造冷却装置的方法，所述方法包括以下步骤：将外壳配置为至少部分地围绕待冷却的电子器件且形成密封隔室；将电介质流体存放于所述密封隔室内，其中所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内；以及将至少一个泵安置于所述密封隔室内，所述至少一个泵用于朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体。
第二方面的方法可以体现在一种制造冷却电子模块的方法中，该方法包括：绕待冷却的电子器件紧固外壳，所述外壳配置为至少部分地围绕待所述冷却的电子器件且形成密封隔室；将电介质流体存放于所述密封隔室内，其中所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内；以及将至少一个泵安置于所述密封隔室内，所述至少一个泵用于朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体，其中所述至少一个泵包括至少一个冲射冷却浸入式泵，所述至少一个冲射冷却浸入式泵安置于所述密封隔室内，且配置为朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送自所述密封隔室的下部区域抽取的电介质流体；提供在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却；以及提供液冷式冷板或气冷式散热片中的一个，其耦接至与所述多个冷凝器翼片热接触的所述外壳的顶壁以便冷却所述多个冷凝器翼片。
因此，在一个方面中，通过提供一种用于促进对生热电子器件的冷却的冷却装置而克服了现有技术的缺点并提供了额外的优点。所述冷却装置包括配置为至少部分地围绕待冷却的电子器件且形成密封隔室的外壳。此外，将电介质流体存放于所述密封隔室内，并且所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内。还将至少一个泵安置于所述密封隔室内以便朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体以便促进所述电子器件的冷却。
在一个实施例中，提供了一种包括基板和安置于所述基板上方的待冷却的电子器件的冷却电子模块。所述模块还包括用于冷却所述电子器件的冷却装置。所述冷却装置包括：外壳，其配置为至少部分地围绕所述电子器件且形成密封隔室；电介质流体，其存放于所述密封隔室内，其中所述电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内。还将至少一个泵安置于所述密封隔室内以便朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体以便促进所述电子器件的冷却。
在另一实施例中，提供了一种制造冷却电子模块的方法。所述方法包括：绕待冷却的电子器件紧固外壳，所述外壳配置为至少部分地围绕待所述冷却的电子器件且形成密封隔室；将电介质流体存放于所述密封隔室内，其中所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内；以及将至少一个泵安置于所述密封隔室内，所述至少一个泵用于朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体以便促进所述电子器件的冷却，其中所述至少一个泵包括至少一个冲射冷却浸入式泵，所述至少一个冲射冷却浸入式泵安置于所述密封隔室内，且配置为朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送自所述密封隔室的下部区域抽取的电介质流体；提供在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却；以及提供液冷式冷板或气冷式散热片中的一个，其耦接至与所述多个冷凝器翼片热接触的所述外壳的顶壁以便冷却所述多个冷凝器翼片。
另外，可藉由本发明的技术实现额外特征和优点。本发明的其它实施例和方面在本文中予以详细描述。
附图说明
现在将仅通过实例的方式参考附图描述本发明的优选实施例，这些附图是：
图1描绘气冷式数据中心的常规高架地板布局的一个实施例；
图2描绘根据本发明的一个实施例的用于以液体冷却数据中心的一个或多个电子机柜的冷却剂分配单元的一个实施例；
图3为根据本发明的一个实施例的电子子系统布局的一个实施例的平面图，其示出用于冷却电子子系统的组件的气冷式和液冷式系统；
图4描绘根据本发明的一个实施例的部分组装后的电子子系统布局的一个详细实施例，其中电子子系统包括待冷却的八个生热电子器件，所述生热电子器件均具有与其关联的相应冷却装置；
图5为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的一个实施例的横截面正视图；
图6A与图6B为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的冲射冷却浸入式泵的一个实施例的透视图；
图7A与图7B为根据本发明的一个实施例的外壳的模块罩壳部分的一个实施例的透视图，所述外壳配置为至少部分地围绕待冷却的电子器件且形成密封隔室；
图8A与图8B为根据本发明的一个实施例的图5的外壳的顶壁部分的一个实施例的透视图；
图9A为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的一个实施例的部分分解透视图；
图9B为根据本发明的一个实施例的图9A的组装后的冷却电子模块的透视图；
图10为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的一个备选实施例的横截面正视图；
图11为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的另一备选实施例的横截面正视图；
图12为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的一个备选实施例的横截面正视图；
图13为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的一个备选实施例的横截面正视图，其中待冷却的电子器件包括集成电路芯片堆栈；
图14为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的另一备选实施例的横截面正视图，其中待冷却的电子器件包括集成电路芯片堆栈；
图15A为根据本发明的一个实施例的图13或图14的冷却电子模块的部分横截面正视图；
图15B为根据本发明的一个实施例的沿线15B-15B截取的图15A的冷却电子模块的横截面平面图；
图16A为根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的一个备选实施例的部分横截面正视图；及
图16B为根据本发明的一个实施例的沿线16B-16B截取的图16A的冷却电子模块的横截面平面图。
具体实施方式
如本文中所使用的，术语“电子机柜”、“机柜装配式电子设备”及“机柜单元”可互换使用，且除非另有规定，否则包括具有计算机系统或电子系统的一个或多个生热组件的任何外壳、框架、机柜、隔室、刀片服务器系统等，且可为(例如)具有高端处理能力、中端处理能力及低端处理能力的独立计算机处理器。在一个实施例中，电子机柜可包括多个电子子系统或抽屉，所述电子子系统或抽屉均具有安置于其中的需要冷却的一个或多个生热组件。“电子子系统”指其中安置有一个或多个生热电子器件的任何子外壳、刀片、书籍、抽屉、节点、隔室等。电子机柜的每个电子子系统相对于电子机柜可为活动的或固定的，其中机柜装配式电子抽屉及刀片中心系统的刀片为待冷却的电子机柜的子系统的两个实例。
“电子器件”指(例如)需要冷却的计算机系统或其它电子单元的任何生热电子器件。作为实例，电子器件可包括待冷却的一个或多个集成电路管芯(或芯片)和/或其它电子器件，包括一个或多个处理器芯片、存储器芯片及存储器支持芯片。作为另一实例，电子器件可包括一个或多个裸管芯或安置于共同载体上的一个或多个已封装管芯。如本文中所使用的，“主要生热组件”指电子子系统内的主要生热电子器件，而“次要生热组件”指电子子系统的与待冷却的主要生热组件相比产生较少热的电子器件。例如，“主要生热管芯”指生热电子器件内的包括主要及次要生热管芯的主要生热管芯或芯片(处理器管芯为一个实例)。“次要生热管芯”指多管芯电子器件的与其主要生热管芯相比产生较少热的管芯(存储器管芯及存储器支持管芯为待冷却的次要管芯的实例)。作为一个实例，生热电子器件可在共同载体上包括多个主要生热裸管芯和多个次要生热管芯。另外，术语“冷板”指其中形成有用于使冷却剂流动通过的一个或多个通道或过道的任何导热结构。此外，“冶金结合”在本文中通常指两个组件以任何手段熔接、铜焊或焊接在一起。
如本文中所使用的，“液液热交换器”可包括(例如)两个或两个以上冷却剂流路，所述冷却剂流路由彼此热接触或机械接触的导热管道(如铜管道或其它管道)形成。在不偏离本文中所揭示的本发明的范围的情况下，液液热交换器的大小、配置和构造可改变。另外，“数据中心”指含有待冷却的一个或多个电子机柜的计算机装备。作为一个特定实例，数据中心可包括一列或多列机柜装配式计算单元(如服务器单元)。
设施冷却剂和系统冷却剂的一个实例为水。然而，本文中所揭示的冷却概念可容易地适于在设施侧上和/或系统侧上与其它类型冷却剂一起使用。例如，所述冷却剂中的一个或多个可包括盐水、碳氟化合物液体、液态金属或其它类似冷却剂或致冷剂，同时仍保持本发明的优点和独特特征。
下文参考并未按比例绘制以便于理解的附图，其中贯穿不同图使用的相同标号指定相同或类似组件。
图1描绘现有技术中典型的气冷式数据中心100的高架地板布局，其中多个电子机柜110安置成一个或多个列。诸如描绘于图1中的数据中心可容纳数百或甚至数千个微处理器。在所说明的布置中，已冷却的空气自房间的高架地板140与底部地板或子地板165之间限定的供气增压室(plenum)145经由打孔的地板砖160进入计算机房。冷却空气经由电子机柜的空气入口侧120处的带有百叶窗板的罩吸入，且经由电子机柜背部(亦即，空气出口侧130)排出。每个电子机柜110可具有一个或多个空气移动设备(例如，风扇或吹风机)以提供强制的入口至出口的空气流，从而冷却机柜子系统内的电子器件。供气增压室145经由安置于计算机装备的“冷”走道(aisle)中的打孔地板砖160将调节并冷却后的空气提供给电子机柜的空气入口侧。藉由也安置于数据中心100内的一个或多个空气调节单元150将调节并冷却后的空气供给增压室145。在每个空气调节单元150的上部附近将室内空气吸取至空气调节单元150中。此室内空气可部分包括来自计算机装备的“热”走道的排出空气，所述“热”走道(例如)藉由电子机柜110的对置的空气出口侧130来限定。
由于通过电子机柜的不断增大的气流要求及典型数据中心装备内的空气分配的限制，正将液基冷却与常规空气冷却加以组合。图2至图4说明数据中心实施方式的一个实施例，所述数据中心实施方式使用液基冷却系统，所述冷却系统具有耦接至安置于电子机柜内的高生热电子器件的一个或多个冷板。
图2描绘数据中心的冷却剂分配单元200的一个实施例。冷却剂分配单元常规地为大型单元，其占用所称的整个电子框架。在冷却剂分配单元200内是电源/控制元件212、储集器/扩展箱213、热交换器214、泵215(通常附带有冗余的第二泵)、设施用水入口供应管216及出口供应管217、经由耦接件220和管线222将水或系统冷却剂供应给电子机柜110的供应歧管218，及经由管线223和耦接件221自电子机柜110接收水的回流歧管219。每个电子机柜包括(在一个实例中)电子机柜的电源/控制单元230、多个电子子系统240、系统冷却剂供应歧管250，以及系统冷却剂回流歧管260。如图所示，每个电子机柜110安置于数据中心的高架地板140上，其中管线222将系统冷却剂提供给系统冷却剂供应歧管250，且管线223促进系统冷却剂自系统冷却剂回流歧管260的回流，所述系统冷却剂回流歧管260安置于高架地板下方的供气增压室中。
在所说明的实施例中，系统冷却剂供应歧管250经由柔性软管连接251将系统冷却剂提供给电子子系统的冷却系统(更具体地说，提供给其液冷式冷板)，所述柔性软管连接251安置于供应歧管与机柜内的相应电子子系统之间。类似地，系统冷却剂回流歧管260经由柔性软管连接261耦接至电子子系统。在柔性软管251、261与单个电子子系统之间的接口处可使用快速连接耦接件。作为实例，这些快速连接耦接件可包括各种类型的市售耦接件，如可购自美国明尼苏达州圣保罗的Colder Products公司或美国俄亥俄州克利夫兰的Parker Hannifin公司的那些耦接件。
虽然未示出，但电子机柜110还可包括安置于其出气口侧处的气液热交换器，所述气液热交换器还接收来自系统冷却剂供应歧管250的系统冷却剂，并将系统冷却剂回流至系统冷却剂回流歧管260。
图3描绘电子子系统313的组件布局的一个实施例，其中一个或多个空气移动设备311提供强制空气流315以冷却电子子系统313内的多个组件312。冷空气经由子系统的前部331吸入，且经由后部333排出。待冷却的多个组件包括与(液基冷却系统的)液冷式冷板320耦接的多处理器模块，以及与气冷式散热片耦接的多个存储器模块330(例如，双列直插式存储器模块(DIMM))阵列及多列存储器支持模块332(例如，DIMM控制模块)。在所说明的实施例中，存储器模块330和存储器支持模块332部分排列于电子子系统313的前部331附近，且部分排列于电子子系统313的后部333附近。此外，在图3的实施例中，存储器模块330和存储器支持模块332由横越电子子系统的空气流315来冷却。
所说明的液基冷却系统还包括多个冷却剂运送管，所述管连接至液冷式冷板320且与液冷式冷板320流体连通。所述冷却剂运送管包括成组的冷却剂运送管，其中每个组包括(例如)冷却剂供应管340、桥接管341及冷却剂回流管342。在此实例中，每一组管将液态冷却剂提供给(耦接至一对处理器模块的)一对串联连接的冷板320。冷却剂经由冷却剂供应管340流动至每个对的第一冷板中，且自第一冷板经由桥接管或管线341流动至所述对中的第二冷板，所述桥接管或管线341可以导热也可以不导热。冷却剂自所述对中的第二冷板经由相应冷却剂回流管342回流。
图4更详细地描绘一种备选电子子系统布局，其包括八个处理器模块，每个处理器模块具有与之耦接的液基冷却系统的相应液冷式冷板。所述液基冷却系统示为还包括：关联的冷却剂运送管，所述冷却剂运送管用于促进液态冷却剂通过液冷式冷板；及集管子总成，所述集管子总成用于促进将液态冷却剂分配至液冷式冷板且自液冷式冷板回流液态冷却剂。作为特定实例，通过液基冷却子系统的液态冷却剂是被冷却且调节后的水。
图4是电子子系统或抽屉以及单体冷却系统的一个实施例的等角视图。所描绘的平面服务器总成包括多层印刷电路板，存储器DIMM插槽及各种待冷却的电子器件在物理上和电气上附接至所述多层印刷电路板。在所描绘的冷却系统中，提供供应集管以将液态冷却剂自单一入口分配至多个平行冷却剂流路中，且回流集管将排出的冷却剂自多个平行冷却剂流路收集至单一出口中。每个平行冷却剂流路包括呈串行流动排列的一个或多个冷板以促进冷却与冷板机械且热耦接的一个或多个电子器件。平行路径的数目及串联连接的液冷式冷板的数目取决于(例如)所需器件温度、可用冷却剂温度和冷却剂流动速率以及自每个电子器件耗散的总热负载。
更具体地说，图4描绘部分组装后的电子子系统413及耦接至待冷却的主要生热组件(例如，包括处理器管芯)的组装后的液基冷却系统415。在此实施例中，电子系统被配置用于(或配置为)电子机柜的电子抽屉，且包括(例如)支撑基板或平板405、多个存储器模块插槽410(未示出存储器模块(例如，双列直插式存储器模块))、多列存储器支持模块432(均耦接有气冷式散热片434)，以及安置于液基冷却系统415的液冷式冷板420以下的多处理器模块(未示出)。
除包括液冷式冷板420外，液基冷却系统415还包括多个冷却剂运送管，所述管包括与相应液冷式冷板420流体连通的冷却剂供应管440及冷却剂回流管442。冷却剂运送管440、442还连接至集管(或歧管)子总成450，所述集管(或歧管)子总成450促进液态冷却剂至冷却剂供应管的分配及液态冷却剂自冷却剂回流管442的回流。在此实施例中，耦接至与电子子系统413的前部431更靠近的存储器支持模块432的气冷式散热片434在高度上短于耦接至在电子子系统413的后部433附近的存储器支持模块432的气冷式散热片434′。此大小差异是为了容纳冷却剂运送管440、442，因为在此实施例中，集管子总成450在电子抽屉的前部431处，且多个液冷式冷板420在抽屉中间。
液基冷却系统415包括包含多个(预组装的)液冷式冷板420的预配置单体结构，所述液冷式冷板420被配置并以隔开的关系安置以与相应生热电子器件接合。在此实施例中，每个液冷式冷板420包括液态冷却剂入口和液态冷却剂出口以及附接子总成(即，冷板/负载臂总成)。每个附接子总成用于将其相应液冷式冷板420耦接至关联的电子器件以形成冷板及电子器件总成。在冷板的侧面上提供对准开口(即，通孔)以在组装过程期间容纳对准销或定位销钉。另外，连接器(或导销)包括在附接子总成内，其促进附接子总成的使用。
如图4中所示，集管子总成450包括两个液体歧管，即冷却剂供应集管452及冷却剂回流集管454，在一个实施例中，这两者经由支架耦接在一起。在图4的单体冷却结构中，冷却剂供应集管452以流体连通方式冶金结合至每个冷却剂供应管440，而冷却剂回流集管454以流体连通方式冶金结合至每个冷却剂回流管452。单个冷却剂入口451及单个冷却剂出口453自集管子总成延伸，以耦接至电子机柜的冷却剂供应及回流歧管(未示出)。
图4还描绘预配置的冷却剂运送管的一个实施例。除冷却剂供应管440及冷却剂回流管442之外，还提供桥接管或管线441以使(例如)一个液冷式冷板的液态冷却剂出口与另一液冷式冷板的液态冷却剂入口耦接，从而串联连接流过冷板的流体，其中所述一对冷板经由相应一组冷却剂供应管和回流管而接收和回流液态冷却剂。在一个实施例中，冷却剂供应管440、桥接管441及冷却剂回流管442均为预配置的由导热材料(如铜或铝)形成的半刚性管，且所述管分别以不泄漏流体的方式铜焊、焊接或熔接至集管子总成和/或液冷式冷板。所述管被预配置以用于特定电子系统，以促进以与所述电子系统接合的关系安装单体结构。
图5描绘泵加强浸入冷却电子模块500的一个实施例，泵加强浸入冷却电子模块500是生热电子器件510(如处理器或其它集成电路管芯)与液冷式冷板520(如图4的电子子系统的上述液冷式冷板420)之间的结构界面及热界面。冷却电子模块500包括形成外壳的一部分的模块罩壳530，所述外壳配置为至少部分地围绕待冷却的电子器件510且形成密封的不透流体的隔室531。如图所示，电介质冷却剂532以及两个冲射冷却浸入式泵535、536安置于密封隔室531内。每个冲射冷却浸入式泵535、536包括：入口泵管537，其安置为入口且在密封隔室的下部中以便将液态电介质流体抽取至泵中；及相应泵喷射嘴538，其用于将加压的电介质流体导向待冷却的电子器件，以促进对所述电子器件的冷却。作为特定实例，所述冲射冷却浸入式泵可均为由美国弗吉尼亚州汉普顿的Adaptiv Energy，LLC供给的LPD-125液体泵。
外壳为类似壳的组件，其使用螺栓或螺钉541及密封垫(或o形圈)542附接至(例如)印刷电路板540，所述密封垫542在外壳的下表面与所述印刷电路板的上表面之间或者在外壳的下表面与电子器件510直接耦接至的基板550上表面之间被压缩。如图所示，诸如C4连接之类的多个电连接将电子器件电耦接至基板550，在此实施例中，基板550自身经由另一组电连接电耦接至印刷电路板540。
如本文中所使用的，“基板”一词指任何基础支撑结构，例如，电子器件耦接至的以及外壳可被密封至以便绕电子器件形成密封隔室531的基板550或印刷电路板540。密封垫542使外壳的内隔室密封，且协助将电介质流体保持在密封隔室内。在此实施例中，两个冲射冷却浸入式泵535、536耦接至外壳的对置侧壁，且被定位、设定大小且配置为强制使加压后的电介质冷却剂朝向待冷却的生热电子器件(如生热电子器件的背面)。在一个实施例中，这经由直接布置在待冷却的电子器件的背面上方的两个独立式喷射嘴538来实现。在工作中，随着电介质流体吸收热，其经历自液相至气相的相变，且因此利用其潜热汽化用于冷却目的。所产生的电介质流体蒸气上升至密封隔室的上部，且在密封隔室的上部中形成电介质蒸气层560。蒸气上升，因为蒸气与周围电介质液体相比具有显著较低的密度。淹没式挡板(或蒸气障壁)580促进将电介质流体蒸气向上导引至密封隔室的上部。在密封隔室的最上部处，示出了包括气体(如空气)的薄的非冷凝气体层590，所述气体亦已离开液体且向上行进。这些气体可以以溶液形式驻留于电介质流体中，但一旦经由沸腾过程进行了除气，就不可经由冷却剂冷凝过程返回至溶液状态。
如所描绘，冷却电子模块500还包括多个冷凝器翼片570，所述冷凝器翼片570自外壳的顶壁571延伸至密封隔室中。在一个实施例中，这些冷凝器翼片在生热电子器件工作的情况下针对预期的电介质蒸气层560被适当设定大小以形成在密封隔室的上部中。在到达密封隔室的上部之后，电介质流体蒸气接触冷凝器翼片的冷表面，所述冷凝器翼片(例如)借助至液冷式冷板520(更具体地说，至经由入口521及出口522通过液冷式冷板的系统冷却剂)的导热耦接来冷却。借助与冷的垂直定向的冷凝器翼片表面接触，电介质流体蒸气经历自气态至液态的第二次相变过程，且液滴由于重力及它们与邻近蒸气区相比相对较高的密度而向下落下。作为实例，垂直定向的冷凝器翼片可包括针式翼片或板式翼片结构。在图5所示的实施例中，冷凝器翼片570的垂直长度改变，其中较靠近中心安置的冷凝器翼片长于周边冷凝器翼片。此配置提供众多优点。例如，通过较长翼片可提供增大的冷凝热传递区域，且冷凝物可被低温冷却以推进沸腾热传递。此外，模块的上部中的蒸气收集量减小至淹没式气泡在到达上部之前即已冷凝的程度。此配置还提供可用矩形模块体积的加强使用以促进冷却过程。
密封隔室的下部中的电介质液体经由入口泵管道537同时被抽取至浸入式泵535、536的低压力侧。要指出的是，淹没式挡板配置为用以将电子器件附近的富蒸气区与泵入口管开口附近的富液体(冷凝物)区部分地隔离。挡板580在其下部可包括开口以允许电介质流体在密封隔室内找到其自己的共同液位。只要沸腾与冷凝冷却过程平衡，且与由待冷却的电子器件产生的热相当，电子模块即可成功地将热从电子器件传送至冷板。
在电介质模块内使用的冷却剂为电介质流体，以便在电子器件及基板的各暴露部分上不引起电流短路。许多电介质流体可从市场购买，且可用在本文中所描述的冷却电子模块配置中。实例包括由3M公司制造的Novec流体(例如，FC-72、FC-86、HFE-7000及HFE-7200)。本领域技术人员应注意，除由于冲射电介质流体而自电子器件发生的冷却外，还存在自基板及机壳内的产生热的任何其它组件发生的热传递。还应注意，在单个泵失效的情况下，图5的冷却电子模块实施例使用两个浸入式泵用于冗余目的。其它配置可仅使用一个泵，或甚至两个以上的泵(在需要时)。
图6A与图6B描绘泵子总成600的一个实施例，所述泵子总成600包括附接至泵支撑结构620的可淹没微型泵610。表示图5所示的冲射冷却浸入式泵535、536的一个实施例的可淹没微型泵包括如图所示连接至泵外壳613的泵入口管611及泵出口管612。在此实施例中，喷射嘴630经由喷嘴支撑底座631与泵支撑结构620集成。泵支撑结构620进一步包括折迭侧621，所述折迭侧621促进将泵支撑结构按压装配在冷却装置的外壳内的适当位置。备选地，所述支撑结构可经由螺栓连接、焊接、铜焊、熔接、胶合等附接至外壳。
图6A与图6B示出自两个不同角度分别强调泵结构侧和支撑结构侧的相应视图。图6A中的箭头描绘在高压下离开喷嘴以冲射在(例如)待冷却的电子器件的背面上的电介质流体。图6B中的箭头描绘经由泵入口管611进入泵抽吸侧的冷凝后的电介质液体。这些图中还示出在一个实施例中用于将泵外壳附接至支撑结构的各种附接点，以及与支撑结构集成且在一侧附接至喷射嘴630(或与之集成)而在另一侧附接至泵出口管道612(或与之集成)的底座。
图7A与图7B描绘根据本发明的一个实施例的外壳的模块罩壳700部分的一个实施例。除模块罩壳700外，冷却电子模块的外壳还包括顶壁，所述顶壁跨越模块罩壳700中的较大矩形开口进行密封。如图7A与图7B中所示，提供被设定大小以容纳待冷却的电子器件的较小开口701，使得电子器件驻留于密封隔室内(如上文所描述)。提供带槽凹座702，所述带槽凹座702被定位及设定大小以容纳o形圈(参见图9A)以将外壳密封到支撑待冷却的电子器件的基板。支座703安置在模块罩壳700的拐角处，以确保o形圈定位在外壳与基板之间时的预定挤压深度。如图7B中所示，还针对顶部密封o形圈(参见图9A)提供凹座710，以确保外壳的模块罩壳与顶壁(图8A与图8B)之间的不泄漏流体的接合。孔711延伸穿过模块罩壳，以促进将外壳附接至(例如)支撑待冷却的生热电子器件的基板。图7A中还示出：孔(或进出口)720，其允许使用电介质流体填充密封隔室(及排出流体)；以及孔(或进出口)721，其被设定大小以用于导线的不泄漏流体的电馈通，从而为密封隔室内的泵供电并对其进行控制。如所指出的，较小矩形凹座或开口容纳用于插入密封隔室中的电子器件，而较大矩形凹座被设定大小以容纳具有延伸至密封隔室中的冷凝器翼片的顶壁冷凝器板。
图8A与图8B描绘顶壁冷凝器结构800的一个实施例，顶壁冷凝器结构800配置为促进对密封隔室的上部中的电介质流体蒸气的冷却。如所示出的，冷凝器结构包括板或顶壁810，所述板或顶壁810具有液冷式冷板或气冷式散热片可附接至的上表面。顶壁810的底表面包括多个正方形的垂直定向的针式翼片，或更一般地，冷凝器翼片820。在一个实施例中，一个或多个凹座830设于顶壁810的底表面中以容纳上述泵管道。拐角孔840促进将(包括顶壁及模块罩壳)的组装外壳附接至支撑待冷却的电子器件的基板。要指出的是，冷凝器翼片可采用任何所需的形状，其中所描绘的正方形的针式翼片提供用于热传递的加强表面区域。
图9A与图9B分别描绘根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的一个实施例的分解透视图及组装透视图。如所示出的，冷却电子模块装配(在一个实施例中)至板540，板540包括电耦接且机械耦接至其的基板550，诸如集成电路管芯510的电子器件位于基板550上。第一o形圈900位于基板550与模块罩壳700之间。如图所示，在模块罩壳700内限定了内腔室，所述内腔室被设定大小以容纳诸如上文所述的两个泵子总成600。如图9B中所示，第二o形圈901促进将顶壁冷凝器结构800密封至模块罩壳700。
图10描绘图5的冷却电子模块的修改后的版本。在此实施例中，歧管结构1000布置在待冷却的电子器件上方的密封隔室内。歧管结构1000充当淹没式喷射冲射增压室，且包括用于将电介质流体喷射冲射于沸腾散射片1020上的喷射口1010，沸腾散射片1020热耦接至电子器件。泵子总成被修改，使得泵出口管538在压力下将电介质流体馈送至歧管结构1000中。接着强制电介质流体通过多个喷射口1010作为冲击流体沸腾散热片结构的电介质流体喷流。结果是热经由两相对流热传递而移除。随着电介质液体吸收热，其经历自液相至气相的相变，且因此利用其汽化潜热用于冷却目的。如在上述实施例中，所产生的蒸气上升至密封隔室的上部，蒸气在此处遭遇冷凝器翼片570的冷表面。在图10的实施例中，冷凝器翼片570由诸如水冷式冷板之类的液冷式冷板520冷却，而在图11的实施例中，冷凝器翼片570由气冷式散热片1100冷却。如在图11中所示，气冷式散热片1100包括多个向上突出的翼片1110，流入的空气1101通过所述翼片1110，且作为热空气1102流出。
图12描绘图5、图10与图11的冷却电子模块结构的其它变型，其中使用单个水平安置的冲射冷却浸入式泵1200，其允许冷却电子模块利用显著较小的垂直高度，由此使得其从低轮廓服务器节点的服务器封装方面而言更为紧凑。示出了单个浸入式泵1200，其在密封隔室内被水平定向，且在一侧处经由泵附接托架1210而附接至模块罩壳530的内壁。泵入口管1201被定位，使得在密封隔室的下部中的入口开口吸入电介质液体，且泵出口管1202耦接至喷射冲射歧管1220，其示为与单个浸入式泵1200集成。浸入式泵的高压侧将电介质液体排出至喷射冲射歧管中，液体经由喷射口1221自喷射冲射歧管冲射在(在此实施例中)待冷却的电子器件510的背面上。要指出的是，通过水平地安置浸入式泵1200并将泵与喷射冲射歧管1220集成，可获得紧凑设计。另外，水平泵定向意味着与抽吸管道及排出管道相关的压头损失与结合图5、图10和图11所描述的实施例相比是较低的。
图13至图16B描绘根据本发明的一个实施例的关于冷却电子模块的额外变型。如所示出的，在这些实施例中的每个实施例中，电子器件包括集成电路芯片堆栈。
首先参看图13，描绘了泵加强浸入冷却电子模块的一个实施例，所述泵加强浸入冷却电子模块配置为包括集成电路芯片1301的堆栈1300的电子器件与液冷式冷板520之间的结构界面及热界面。除非另有描述，否则图13的冷却电子模块类似于上文(例如)结合图5所描述的冷却电子模块。
除提供集成电路芯片堆栈外，结构差异还包括使用热耦接至集成电路芯片堆栈的顶表面的流体沸腾散热片1320及歧管结构1330，歧管结构1330与淹没式挡板580一起形成与浸入式泵536的泵出口管1311流体连通的入口歧管。如由描绘电介质流体及电介质流体蒸气自集成电路芯片堆栈向上流动的箭头所示出的，来自泵出口管1311的电介质流体流在离开(例如)集成电路芯片堆栈的对置侧之前通过此入口增压室而流入集成电路芯片1301之间的填隙空间中。
浸入式泵535包括泵出口管1310，泵出口管1310被定位以将电介质流体流导引至流体沸腾散热片1320上，从而如上文所描述的那样部分地经由电介质流体的沸腾来冷却集成电路芯片堆栈。浸入式泵535、536均包括入口泵管1312(其入口在密封隔室的下部中以吸入液态电介质流体)，且均经由托架1340装配至模块罩壳530的内壁(在此实施例中)。
图14描绘诸如上文结合图13所描述的类似液冷式模块实施例(除图13的液冷式冷板520被诸如上文结合图11的实施例所描述的气冷式散热片1100替代之外)。在一个备选实施例中，气冷式散热片可被修改以具有与基础模块罩壳的占据面积(footprint)对应的占据面积。此外，模块罩壳在其上部中可进行修改以向外扩张，且允许具有扩大的占据面积(例如，类似于图14中所示的气冷式散热片的占据面积)的冷凝器区段。
图15A与图15B描绘上文结合图13与图14指出的填隙电介质流体传输方法的其它细节。在图15B中，箭头指示自环绕集成电路芯片1301的堆栈1300的第一侧1501和第二侧1502的入口增压室1500至环绕堆栈的第三侧1511和第四侧1512的出口增压室1510的电介质流体流动方向。电介质流体通过泵出口管1311传输至入口增压室1500，其中泵出口管1310将流体传输至上文所描述的流体沸腾散热片。如图所示，经由歧管结构1330及淹没式挡板580的一部分来限定入口增压室，出口泵管道1311通过淹没式挡板580的所述部分。本领域技术人员将注意到，填隙空间由在利用电连接集成电路芯片的互连结构阵列将集成电路芯片堆叠起来时产生的自由体积构成。由于互连仅构成芯片之间的体积的一小部分，因此存在开放体积，其产生可用于冷却集成电路芯片堆栈的流体通路。另外，本领域技术人员将注意到，在一个实施例中，出口增压室1510由淹没式挡板580的下部来限定，且对外壳的密封隔室的上部区开放。因此，离开填隙空间的电介质流体蒸气向上朝向外壳的冷凝器区自由行进。冷凝器翼片570′的一个实施例在图15B中示出，其中冷凝器翼片包括自外壳的顶壁向下悬垂的板翼片。
图16A与图16B描绘根据本发明的一个实施例的冷却电子模块的另一变型。如所示出的，此冷却电子模块包括集成电路芯片1601的堆栈1600，堆栈1600具有耦接至其上表面的沸腾散热片。此外，通道1602切入堆栈中的集成电路芯片中的一个或多个的背面中，以加强电介质流体通过邻接集成电路芯片之间的填隙空间的流动。在此实施例中，嵌入式喷嘴1610自泵出口管1311延伸至堆栈中的集成电路芯片之间的填隙空间中。如图16B中所示，一个或多个嵌入式喷嘴延伸至邻接芯片之间的填隙空间的中间，以在压力下将电介质流体流传输至填隙空间中。为了确保电介质流体在所有方向上基本上均匀地分散，所述嵌入式喷嘴配置为具有在其末端处的直角弯曲，以强制成90°地分配电介质流体液体，从而冲射至纵横交叉的通道中，所述纵横交叉的通道凹入至堆栈中的邻近芯片的背面中。所述通道被定位以对应于并未由耦接邻近集成电路芯片的任何互连结构接触的自由表面区域。这些通道产生供冷却剂流过芯片与堆栈之间的通路的实质上加强的自由体积。如由图16A中的箭头所示，集成电路芯片的背面内限定的通道促进电介质流体至堆栈的侧边缘中的任一侧边缘的向外流动，电介质流体自堆栈的侧边缘最终回流至密封隔室的上部。
虽然已在本文中详细地描绘并描述了各实施例，但是对本领域技术人员将显而易见的是，可在不偏离本发明的范围的情况下做出各种修改、添加、替代等。

Claims (15)

1.一种冷却装置，包括：
外壳，其配置为至少部分地围绕待冷却的电子器件且形成密封隔室；
电介质流体，其存放于所述密封隔室内，其中所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内；以及
至少一个泵，其安置于所述密封隔室内以便朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体，所述至少一个泵包括安置于所述密封隔室内的冲射冷却浸入式泵，所述冲射冷却浸入式泵用于朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送通过一个入口自所述密封隔室的下部区域抽取的电介质流体。
2.如权利要求1所述的冷却装置，还包括在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却。
3.如权利要求2所述的冷却装置，其中所述多个冷凝器翼片自所述外壳的顶壁向下延伸至所述密封隔室中，并且其中所述外壳的顶壁耦接至用于冷却所述多个冷凝器翼片的液冷式冷板或气冷式散热片中的一个。
4.如权利要求1所述的冷却装置，所述至少一个泵包括安置于所述密封隔室内的两个冲射冷却浸入式泵，每个冲射冷却浸入式泵朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送自所述密封隔室的下部区域抽取的电介质流体。
5.如权利要求4所述的冷却装置，还包括邻近于所述待冷却的电子器件的至少一侧而安置的至少部分地淹没的挡板，以促进将电介质流体蒸气导向所述密封隔室的上部，且使电介质流体蒸气远离所述密封隔室的下部中的被抽取至所述两个冲射冷却浸入式泵以便朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送的电介质流体。
6.如权利要求1所述的冷却装置，还包括在所述待冷却的电子器件上方的安置于所述密封隔室内的歧管结构，所述歧管结构包括具有喷射口的淹没式喷射冲射增压室，所述喷射口用于将电介质流体喷流导向所述待冷却的电子器件，其中所述至少一个泵在压力下将电介质流体主动地泵送至所述淹没式喷射冲射增压室中，以便通过所述喷射口作为导向所述待冷却的电子器件的电介质流体喷流而传输。
7.如权利要求6所述的冷却装置，还包括安置于所述密封隔室内且热耦接至所述待冷却的电子器件的流体沸腾散热片，所述流体沸腾散热片被安置为使得导引自所述淹没式喷射冲射增压室的电介质流体喷流冲射在所述流体沸腾散热片上，所述流体沸腾散热片包括远离所述待冷却的电子器件延伸的多个针式翼片，所述多个针式翼片部分地经由所述电介质流体的汽化而促进从所述待冷却的电子器件至所述电介质流体的热传递。
8.如权利要求7所述的冷却装置，其中所述至少一个泵与所述歧管结构集成并在所述密封隔室内水平地定向，并且其中所述淹没式喷射冲射增压室安置于耦接至所述待冷却的电子器件的所述流体沸腾散热片的上方。
9.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述待冷却的电子器件包括集成电路芯片堆栈，并且其中所述冷却装置还包括用于促进对所述集成电路芯片堆栈的冷却的安置于所述密封隔室内的第一泵和第二泵，所述第一泵配置为朝向所述集成电路芯片堆栈的顶部主动地泵送电介质流体，而所述第二泵配置为将电介质流体主动地泵送至所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片之间的填隙空间中。
10.如权利要求9所述的冷却装置，还包括耦接至所述集成电路芯片堆栈的顶部的流体沸腾散热片，其中所述第一泵朝向耦接至所述集成电路芯片堆栈的顶部的所述流体沸腾散热片主动地泵送电介质流体，所述流体沸腾散热片包括远离所述集成电路芯片堆栈延伸的多个针式翼片，所述多个针式翼片部分地经由所述电介质流体的汽化而促进从所述集成电路芯片堆栈至所述电介质流体的热传递。
11.如权利要求9所述的冷却装置，还包括在所述密封隔室的上部中的延伸至所述密封隔室内的多个冷凝器翼片，所述多个冷凝器翼片促进对上升至所述密封隔室的上部的电介质流体蒸气的冷却，其中所述多个冷凝器翼片自所述外壳的顶壁向下延伸至所述密封隔室中，并且其中所述外壳的顶壁耦接至用于冷却所述多个冷凝器翼片的液冷式冷板或气冷式散热片中的一个。
12.如权利要求11所述的冷却装置，还包括邻近于所述集成电路芯片堆栈的至少一侧而安置于所述密封隔室中的至少部分地淹没的挡板，以促进将电介质流体蒸气导向所述密封隔室的上部，且使电介质流体蒸气远离所述密封隔室的下部中的被抽取至所述第一泵和所述第二泵中以便主动冷却所述集成电路芯片堆栈的电介质流体。
13.如权利要求9所述的冷却装置，还包括邻近所述集成电路芯片堆栈的一侧或多侧而安置的歧管结构，以便促进所述第二泵将电介质流体主动地泵送至所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片之间的填隙空间中。
14.如权利要求9所述的冷却装置，其中所述集成电路芯片堆栈中的至少一个集成电路芯片的背面包括通道，所述通道配置为充当电介质流体流道以促进对所述集成电路芯片堆栈的集成电路芯片的冷却，并且其中所述冷却装置还包括至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴耦接至所述第二泵的泵出口管且延伸至集成电路芯片之间的填隙空间中，以便将电介质流体直接传输至所述集成电路芯片堆栈内的填隙空间中。
15.一种制造冷却装置的方法，所述方法包括以下步骤：
将外壳配置为至少部分地围绕待冷却的电子器件且形成密封隔室；
将电介质流体存放于所述密封隔室内，其中所述待冷却的电子器件至少部分地浸入所述电介质流体内；以及
将至少一个泵安置于所述密封隔室内，所述至少一个泵用于朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送存放于所述密封隔室内的电介质流体，其中，所述至少一个泵包括安置于所述密封隔室内的冲射冷却浸入式泵，所述冲射冷却浸入式泵配置为朝向所述待冷却的电子器件主动地泵送通过一个入口自所述密封隔室的下部区域抽取的电介质流体。
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