CN106415434A - 热隔离技术 - Google Patents

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Abstract

本文描述的各种实施例包括用于消散由电子系统(例如，包括紧密间隔的存储器模块的存储器系统)中的电子组件生成的热量的系统、方法和/或装置。在一个方面，电子装配件包括第一电路板,一个或多个热量生成组件耦合到该第一电路板。电子装配件还包括第二电路板，一个或多个热量敏感组件耦合到该第二电路板。电子装配件还包括热屏障互连。热屏障互连将第一电路板电耦合到第二电路板。在一些实施例中，热屏障互连为柔性互连，其具有比第一电路板和第二电路板更低的热导率。热屏障互连在第一电路板和第二电路板之间形成热屏障，该热屏障保护热量敏感组件免受热量生成组件的热量影响。

Description

热隔离技术
技术领域
所公开的实施例一般涉及热量管理，特别地，涉及消散由电子系统中的电子组件生成的热量。
背景技术
电子器件、诸如处理器或存储器在操作期间生成热量。如果不加抑制，该热量可能降低系统性能，甚至导致部分或完整的系统故障。因此，许多现有的技术试图通过使用散热器、冷却风扇等去除或消散热量。
虽然这些技术可以有效用于冷却不位于靠近其它热源的单个的电子部件，但是，当涉及到更复杂的系统和更高的密度系统时(诸如固态驱动器(SSD)、双列直插存储器模块(DIMM)和小型DIMM封装，这些所有都利用存储器单元将数据存储为电荷或电压)，这些技术达不到要求。
用于这样的系统的现有的冷却系统通常包括多个散热器和高速风扇。这些冷却系统是嘈杂的；对系统添加显著的费用；增加了这些系统的总能量消耗；并且降低系统的效率。此外，现有的冷却系统不总是减轻在系统内形成的局部的热点，这反过来缩短了系统内的个别的部件的寿命。
缺乏有效的热量消散机制，增加的热量可以最终导致存储器模块的个别的存储器单元或整个存储器模块的降低的性能或故障。
一些系统包括还对高温敏感的电路。例如，固态磁盘(SSD)驱动器通常包含支持电路，该支持电路在正常操作期间生成大量的热量。然而，在这些设计中使用的NAND闪存具有降低驱动器的寿命的温度敏感性。
用于从SSD中的NAND去除热量的一种常用技术是将散热器设计集成在用于驱动器的设计的壳体中。然而，当用于SSD的形式因素不包括壳体时(例如，PCI或使用PCBA(印刷电路板装配件)并且没有壳体的嵌入的SSD)，这产生了问题。换句话说，用于SSD的很多散热器是壳体设计的组成(integral)部分，并且当没有壳体时，通过在热量生成组件上通过大量空气来处理热量去除。然而，如上面提到的，这些冷却系统是嘈杂的；对系统增加显著的费用；增加了这些系统的总能量消耗；降低系统的效率，并且不总是减轻在系统内形成的局部的热点。
鉴于这些和其他问题，理想的是提供一种用于更有效地冷却电子组件、尤其是在包含多个热量生成组件的系统中发现的那些的系统和方法。
发明内容
根据一些实施例，提供了用于消散热量的一种电子装配件。电子装配件包括第一电路板，一个或多个热量生成组件耦合到所述第一电路板。电子装配件还包括第二电路板，一个或多个热量敏感组件耦合到所述第二电路板。电子装配件还包括热屏障互连(heatbarrier interconnect)。热屏障互连将第一电路板电耦合到第二电路板。在一些实施例中，热屏障互连为柔性互连，其具有比第一电路板和第二电路板更低的热导率。热屏障互连在第一电路板和第二电路板之间形成热屏障，该热屏障保护热量敏感组件免受热量敏感组件的热量影响。
其它实施例包括一种制造用于消散热量的电子装配件的方法。提供第一电路板，一个或多个热量生成组件耦合到所述第一电路板。还提供第二电路板，一个或多个热量敏感组件耦合到所述第二电路板。提供热屏障互连，其将第一电路板耦合到第二电路板，使得第一电路板和第二电路板彼此电耦合。
本文描述的实施例的一些优点如下。这些电子装配件提供在设计时期的温度差控制的手段(means)。它们还有助于减少单个装配件中所选择的装置上的热问题。柔性互连允许可变的形式因素、形状、设计和/或装配件。这些电子装配件允许具有不同温度敏感性的装置或组件的分离。他们通过增加来自较低的装置温度的数据保留来增加固态驱动器的寿命。例如，在较低的温度下运行的NAND闪存将具有更好的数据保留，因此需要较少的数据的回收并且加长驱动器(drive)的寿命。这些电子装配件更善于补偿在宽的温度范围内的热膨胀和收缩。
根据在本说明书中的描述和附图，其它实施例和优点对本领域技术人员可以是显而易见的。
附图说明
因此本公开可以更详细地理解，通过参考各种实施例的特征可能具有更特别的描述，其中一些在附图中说明。附图，然而，仅仅说明了本公开的更多相关特征，并且因此不应被认为是限制性的，因为该描述可能允许其它有效的特征。
图1是根据一些实施例的典型的计算装置中的示范性系统模块的框图。
图2是根据一些实施例的示范性电子装配件的侧视图。
图3A是根据一些实施例的另一个示范性电子装配件的侧视图。
图3B是根据一些实施例的图3A的示范性电子装配件的斜视图。
图4是根据一些实施例的另一个示范性电子装配件的侧视图。
图5示出了根据一些实施例的用于装配和使用电子装配件的方法的示范性流程图。
根据惯例，附图中说明的各种特征可能不按比例绘制。因此，各种特征的尺寸为了清楚可能任意扩大或缩小。此外，附图的一些可能未描述给定的系统、方法或器件的所有组件。最后，相同的附图标记可能用于表示贯穿说明书和附图的相同的特征。
具体实施方式
本文描述的各种实施例包括由电子装配件使用的或集成到电子装配件的系统、方法和/或装置。特别是，本文描述的电子系统、散热器和热量消散方法促进由电子系统中的电子组件生成的热量的消散。
本文描述的实施例允许热量敏感装置与PCBA(印刷电路板装配件)上的热量生成装置上的隔离。在一些实施例中，通过使用热屏障互连(诸如在两个刚性印刷电路板之间的柔性电路板)，形成热屏障。该热屏障被用来允许一个板在相对于其它板更低的温度下操作。例如，具有NAND闪速的板可以在相对于包含NAND闪存控制器和电源电子装置的板更低的温度下操作。在板之间的温度的差异可以高达20℃。这意味着在较低温度下运行的NAND闪存将具有更好的数据保持，因此需要数据较少的数据的回收(其为写入放大)，从而延长驱动器寿命。
传送信号的薄的柔性板不包含刚性的FR4(或其它类型的)基板(board)材料的热质量。这样，薄的柔性板在热屏障中产生。在一些实施例中，热屏障被进一步从铜平面的减少来增强，发现这些铜平面在刚性基板中供应电源和地。在一些实施例中，柔性材料由具有较低的热导率的聚酰亚胺或其它聚酰亚胺材料制成。
这样的电子系统的一个示例是通常集成在很多计算机和消费电子装置的存储器系统。存储器系统常常包括紧密放置的存储器模块，需要有效的热量消散，以确保正确的功能和寿命。一些实施例通用的电子系统的上下文中在本文进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到，本文所描述的实施例适合于在存储器系统以及任何其它适当的电子系统中使用，该任何其它适当的电子系统包括集成在有限的空间中的两个或多个电子模块并且要求生成的热量的有效的消散。
更具体地，根据一些实施例，提供了用于消散热量的电子装配件。电子装配件包括第一电路板，一个或多个热量生成组件耦合到该第一电路板。电子装配件还包括第二电路板，一个或多个热量敏感组件耦合到该第二电路板。电子装配件还包括热屏障互连。热屏障互连将第一电路板电耦合到第二电路板。
在一些实施例中，热屏障互连具有比第一电路板和第二电路板更低的热导率。
在一些实施例中，热屏障互连是柔性互连。在一些实施例中，柔性互连由聚酰亚胺材料制成。在一些实施例中，柔性互连由聚酰胺材料制成。
在一些实施例中，热屏障互连具有比第一电路板更低的热质量。
在一些实施例中，热屏障互连包括用于核心电压和I/O电压的电源平面。
在一些实施例中，热屏障互连不包括在第一电路板和第二电路板中发现的多个电源平面。
在一些实施例中，一个或多个热量生成组件包括一个或多个电源供应电子组件。
在一些实施例中，一个或多个热量生成组件包括NAND闪存控制器。
在一些实施例中，一个或多个热量敏感组件包括NAND闪存。
在一些实施例中，第一电路板、第二电路板在大体上公共平面上紧挨着彼此。
在一些实施例中，第一电路板在第一平面上，第二电路板在大体上平行于第一平面并且通过空间来分离的第二平面上。
一些实施例还包括配置为将第一电路板耦合到第二电路板的紧固件。紧固件、第一电路板、第二电路板和热屏障互连围绕空间，并且形成气流通道。
在一些实施例中，在操作中(in operation)，第一电路板具有第一温度，并且第二电路板具有比第一温度更低的第二温度。在一些实施例中，在操作中，第二温度比第一温度高20摄氏度。
在一些实施例中，电子装配件为固态磁盘驱动器。
在一些实施例中，电子装配件不包括壳体。
在一些实施例中，电子装配件不包括散热器。
发明的另一个方面包括一种制造用于消散热量的电子装配件的方法。提供第一电路板，一个或多个热量生成组件耦合到该第一电路板。还提供第二电路板，一个或多个热量敏感组件耦合到该第二电路板。提供热屏障互连，其将第一电路板耦合到第二电路板，使得第一电路板和第二电路板彼此电耦合。
本文描述许多细节，为了提供在附图中示出的示范性实施例的透彻理解。然而，一些实施例可以在没有很多具体细节的情况下实践，并且权利要求的范围仅由在权利要求中具体记载的那些特征和方面来限制。此外，已知的方法、组件和电路的详尽细节未被描述，以免不必要地模糊本文所描述的实施例的更多相关方面。
图1是根据一些实施例的典型的计算装置中的示范性系统模块100的框图。在计算装置中的系统模块100包括至少一个中央处理单元(CPU)102、用于存储程序的存储器模块104、指令和数据、输入/输出(I/O)控制器106、一个或多个通信接口(诸如网络接口108)以及用于互连这些组件的一个或多个通信总线150。在一些实施例中，I/O控制器106允许CPU102与I/O装置(例如，键盘、鼠标、触控板等等)经由通用串行总线接口(或任何其它合适的有线或无线接口)通信。在一些实施例中，网络接口108包括用于Wi-Fi、以太网、和/或蓝牙网络的一个或多个接口，每个接口允许计算装置100与外部资源(诸如服务器或另一个计算装置)交换数据。在一些实施例中，通信总线150包括互连和控制在系统模块中包括的各种系统组件之间的通信的电路(有时称为芯片组)。
在一些实施例中，存储器模块104包括易失性存储器器件、诸如动态随机存取存储器(“DRAM”)或静态随机存取存储器(“SRAM”)器件、非易失性存储器器件、诸如电阻式随机存取存储器(“ReRAM”)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、闪存(其也可以被认为是EEPROM的子集)、铁电随机存取存储器(“FRAM")和磁阻随机存取存储器(“MRAM”)、以及其它能够存储信息的半导体元件。此外，存储器器件的每种类型可以具有不同的配置。例如、闪存器件可以被配置在NAND或NOR配置中。
存储器器件可以由无源和/或有源元件以任何组合形成。通过非限制性的示例，无源半导体存储器元件包含ReRAM器件元素,在一些实施例中其包含电阻率转换存储元件，诸如反熔丝、相变材料等,并且可选择地包含导向元件，诸如二极管等。进一步通过非限制性的示例，有源半导体存储器元件包含EEPROM和闪存器件元件,在一些实施例中其包含含有电荷存储区域的元件，诸如浮置栅极、导电纳米粒子或电荷存储介电材料。
多个存储器元件可以被配置以使得它们串联连接或者使得每个元件单独访问。通过非限制性示例的方式，NAND器件包含串联连接的存储器元件(例如，包含电荷存储区域的器件)。例如，NAND存储器阵列可以被配置以便由存储器的多个串组成阵列，其中每个串由共享一位行的多个存储器元件组成并且作为组来访问。相比之下,存储器元件可以被配置以便每个元件单独访问，例如，NOR存储器阵列。本领域的技术人员将认识到，NAND和NOR存储器配置是示范性的，并且存储器元件可以以其它方式配置。
包括在单个装置中的半导体存储器元件、诸如位于相同的基板内和/或在相同的基板上或者在单个裸芯中的存储器元件，可以以二维或三维的方式(诸如二维(2D)存储器阵列结构或三维(3D)存储器阵列结构)分布。
在二维存储器结构中，半导体存储器元件被布置在单个平面或单个存储器器件级中。典型地,在二维存储器结构中，存储器元件位于大体上平行于支撑存储器元件的基板的主表面延伸的平面(例如,在x-z方向的平面)中。基板可以是晶片(wafer)，在晶片上沉积存储器元件的材料层和/或在晶片上形成存储器元件，或者基板可以是载体基板，在形成存储器元件之后载体基板被附接至存储器元件。
存储器元件可能以有序阵列被布置在诸如多个行和/或列的单个存储器器件级中。然而，存储器元件可以被布置成非规则(non-regular)或非正交的配置，如本领域中技术人员所理解的。每个存储器元件可以具有两个或多个电极或者包括位线和字线的接触线。
三维存储器阵列被组织以便存储器元件占据多个平面或多个器件级,从而形成三维的结构(即，在x、y和z方向,其中y方向大体上垂直于基板的主表面，且x方向和y方向大体上平行于基板的主表面)。
作为非限制性示例，在三维存储器阵列结构中的每个平面可以在物理上位于具有多个二维存储器级的二维(一个存储器级(level))中，以形成三维存储器阵列结构。作为另一个非限制性的示例，三维存储器阵列可以被物理构造成多个垂直列(例如，列大体上垂直于在y方向上的基板的主表面延伸),多个垂直列在每一列中具有多个元件，并且因此具有跨越存储器器件的若干垂直堆叠的平面的元件。列可以被布置在二维配置中，例如，在x-z平面中，从而导致存储器元件的三维布置。本领域的技术人员将理解，三维的存储元件的其它配置也将构成三维存储器阵列。
通过非限制性的示例，在三维NAND存储器阵列中，存储器元件可以连接在一起以形成在单个平面(为了易于讨论，有时称为水平(例如，x-z)平面)内的NAND串。可替代地，存储器元件可以连接在一起以穿过多个平行的平面延伸。可以设想其他的三维配置，其中一些NAND串包含在存储器元件的单个平面(有时称为存储器级)中的存储器元件，而其它串包含穿过多个平行的平面(有时称为平行的存储器级)延伸的存储器元件。三维存储器阵列也可以被设计在NOR配置中和ReRAM配置中。
根据制造操作的序列，单片三维存储器阵列是如下的一个，其中存储器元件的多个平面(也称为多个存储器级)形成在单个基板(诸如半导体晶片)上和/或在单个基板内。在单片3D存储器阵列中，形成各自的存储器级(诸如最顶层的存储器级)的材料层位于形成底层存储器级的材料层的顶部，但是在相同的单个基板上。在一些实施例中，单片3D存储器阵列的相邻的存储器级可选地共享至少一个材料层，而在其它实施例中，相邻的存储器级具有分离它们的中间材料层。
与此相反，二维存储器阵列可以单独形成,然后以混合的方式集成在一起以形成非单片3D存储器器件。例如,堆叠的存储器已经通过在单独的基板上形成2D存储器级，并且在彼此的顶上集成所形成的2D存储器级来构造。在将每个2D存储器级的基板集成到3D存储器器件中之前，该每个2D存储器级的基板可以减薄或移除。如在单独的基板上形成的个别的存储器级，所得的3D存储器阵列不是单片三维存储器阵列。
另外，从2D存储器阵列和3D存储器阵列(单片或混合的)选择的多于一个存储器阵列可以单独形成，然后封装在一起以形成堆叠芯片存储器器件。堆叠芯片存储器器件包括存储器器件的多个平面或层，有时称为存储器级。
术语“三维存储器器件”(或3D存储器器件)在本文中定义为指具有存储器元件的多个层或存储多个级(例如，有时称为多个存储器级)，其包括以下的任何一个：具有单片或非单片3D存储器阵列的存储器器件，其中一些非限制性示例在上面描述；或两个或多个2D和/或3D存储器器件，封装在一起以形成堆叠芯片存储器器件，其中一些非限制性示例在上面描述。
本领域的技术人员将认识到，发明或本文看出或要求保护的发明不限于本文描述的二维和三维的示范性结构，而是覆盖适用于实现发明或如本文描述的和如由本领域技术人员所理解的发明的所有相关的存储器结构。
在一些实施例中，存储器模块104包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储器件、光盘存储器件、闪存器件或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器模块104、或者可替代地存储器模块104内的非易失性存储器器件包括非临时性计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器插槽保留在系统模块100上，用于接收存储器模块104。一旦插入到存储器插槽中，存储器模块104被集成到系统模块100中。
在很多实施例中，系统模块100还包括从下面选择的一种或多种组件：
存储器控制器110，其控制CPU 102和在计算装置中的存储器组件、包括存储模块104之间的通信；
固态驱动器(SSD)112，其应用集成电路装配件以存储计算装置中的数据，并且在一些实施例中，其基于NAND或NOR存储器配置；
硬盘驱动器114，其是用于基于机电磁盘存储和检索数字信息的常规的数据存储器件；
电源连接器116，其被电耦合以接收外部电源；
电源管理集成电路(PMIC)118，其将所接收的外部电源调节到其它期望的DC电压电平，例如，5V、3.3V或1.8V，如计算装置内的各种组件或电路所要求的；
图形卡120，其根据它们期望的图像/视频格式生成输出图像的馈送(feed)到一个或多个显示装置；以及
声卡122，其在计算机程序的控制下促进音频信号输入到计算装置并且从计算装置输出音频信号。
应当注意的是，一个或多个通信总线150还互连和控制在各种系统组件(包括部件110-122)(以及其它未列出的组件)之间的通信。
此外，本领域的技术人员将理解，可以使用其它非临时性计算机可读存储介质。特别是，由于新的数据存储技术的发展，那些新的数据存储技术可以用于本文所描述的存储器模块中。这些新的非临时性计算机可读存储介质包括，但不限于，由生物材料、纳米线碳纳米管和单独分子制造的那些，尽管各自的数据存储技术目前正在开发并且尚未商业化。
在正常操作期间，一些上述组件(或者未提到的其它组件)产生热量。在一些情况下，它们可以与散热器集成，以减少对应的组件的温度。例如，刀片服务器中使用的固态驱动器112可以具有安装在每个单独的双列直插存储器模块(DIMM)或包含DIMM的电子装配件顶部的散热器。从DIMM中的电子组件生成的热量传导至散热器，并且由风扇生成的气流来消散。然而，随着这些刀片服务器中的数据工作量的增加和DIMM的形式因素(form factor)的降低(例如，在存储器模块104中紧密放置的存储器插槽)，常规的散热器和高速风扇更加难以有效地传导并消散热量。更一般地，随着电子组件的尺寸的减小，以及越来越多的电子组件被靠近彼此地放置在电路板上，变得更加难以保持电子组件充分地冷却。此外，固态磁盘驱动器的一些形式因素不包括壳体，因此散热器不能被集成到壳体的设计中。
为了解决该问题，本文描述的各种实施例描述了电子装配件，该电子装配件通过使用热屏障互连将热量生成组件与热量敏感组件分离。在一些实施例中，通过使用热屏障互连(诸如在两个刚性印刷电路板之间的柔性电路板)，形成热屏障。该热屏障被用来允许一个板在相对于其它板更低的温度下操作。例如，具有NAND闪速的板可以在相对于包含NAND闪存控制器和电源电子装置的板更低的温度下。该差异可以高达20℃。这意味着在较低温度下运行的NAND闪速将具有更好的数据保持，因此需要数据较少的数据的回收(其为写入放大)并且延长驱动器寿命。
此外，在一些实施例中，电子组件形成自支撑(self-support)管或通道，用于引导装配件的电子组件上的气流。特别是，通道结构有助于限制空气流至通道内的空间。因此，通过(例如，通过对流、风扇或任何其它技术)使空气通过通道，热量可以有效地从通道内的组件去除，或以其它方式热耦合到通道(例如，安装在通道外部但是被热耦合到通道内的散热器的组件)。因为通道结构限制气流至通道内的空间，与可能的其他方式相比，对于给定量的气流可以实现更好的冷却性能。
图2是根据一些实施例的示范性电子装配件的侧视图。图2示出了电子装配件200(“装配件200”)的实施例。特别是，装配件200包括第一电路板202和第二电路板204。(本文中，电路板有时被简单地称为“板”。)
第一电路板202包括与耦合到其的一个或多个热量生成组件206。第二电路板204包括耦合到其的一个或多个热量敏感组件210。在一些实施例中，一个或多个热量敏感组件210为、或包括存储器模块。在一些实施例中，一个或多个热量生成组件206为、或包括处理器、电源电子装置和/或闪存控制器。
在一些实施例中，第一电路板202和第二电路板204中的至少一个包括一个或多个固态驱动器(SSD)。在一些实施例中，第一电路板202和第二电路板204中的至少一个包括一个或多个三维(3D)存储器器件。
第一板202和第二板204经由热屏障互连211机械耦合和/或电耦合。热屏障互连211可以在两个板(例如，第一板202和第二板204)之间或其他电子组件或子装配件之间运送电信号。例如，装配件200包括将第一板202机械和/或电耦合到第二板204的热屏障互连211。
在各种实施例中，热屏障互连211是柔性板、柔性导线阵列、柔性PCB、柔性扁平电缆、带状电缆(例如，柔性扁平电缆)或它们的组合。在一些实施例中，柔性材料由具有较低的热导率的聚酰亚胺(Kapton)或其它聚酰亚胺(Polyimide)材料制成。
热屏障互连211不包含刚性的FR4(或其它类型的)板材料的热质量。这样，热屏障互连211在热屏障中产生。在一些实施例中，热屏障被进一步从铜平面的减少来增强，发现这些铜平面在刚性基板中供应电源和地(ground)。
应当理解的是，根据本申请所描述的想法，更多或更少的柔性互连可以被用于耦合电子装配件的板。例如，电子装配件还可以包括紧固件互连。本文参照图4描述这样的装配件的一个示例。
具体地，图2示出了以这样的方式构造的固态磁盘以将热量生成组件206(诸如电源和NAND控制器电子器件(温度区1))与更多温度敏感元件210(诸如NAND闪速(温度区2))热隔离。连接两个板的热屏障互连211(诸如柔性电路板)在它们之间提供电连接，使得例如其为NAND(在第二板204上)提供NAND电源和数据和控制信号(来自第一板202)。
它进一步指出，典型地，NAND仅使用两个电源连接，一个用于核心电压，一个用于I/O电压。这意味着由NAND闪存控制器使用的其他电源平面和来自NAND PCBA的支持电路不需要在热屏障互连211中。通过从NAND印刷电路板装配件去除不使用的电压平面，反过来去除了到主控制器板的某种量的热传导。
图3A和3B示出了固态磁盘驱动器形式因素。在一些实施例中，这种形式因素被用作更大的SSD集成平台上的子板(daughter board)装配件。在一些实施例中，所有的NAND闪速在外部板(例如，第二板204)上。与主控制器板相比，这允许更好地暴露于气流，为了NAND上更低的温度。
该配置连同适当的气流已经示出为比来自主控制器的NAND温度低20摄氏度。因为柔性电路板是标准的阻抗控制的PCB，当柔性电路板被用作热屏障互连时，到NAND闪速板的速度的信号强度没有损失。从电气角度看，该装配件是全一个板(all one board)，没有图示的限制。
图3A和3B示出了电子装配件200(“装配件200”)的另一个实施例。特别是，装配件200包括第一电路板202和第二电路板204。
第一电路板202包括有耦合到其的一个或多个热量生成组件206。第二电路板204包括有耦合到其的一个或多个热量敏感组件210。在一些实施例中，一个或多个热量敏感组件210为，或包括，存储器模块。在一些实施例中，一个或多个热量生成组件206、或包括处理器、电源电子装置和/或闪存控制器。在该实施例中，第一板在第一平面上，第二板(boars)在大体上平行于安装平面(fit plane)的第二平面上，并且通过空间214来分离。
在一些实施例中，装配件200配置为机械和/或电耦合到基板(例如，基板208)。在一些实施例中，基板是计算机的主板。在一些实施例中，基板是装配件200配置为耦合到的任何电路板。在一些实施例中，装配件200是子板装配件。
第一板202和第二板204经由热屏障互连211机械耦合和/或电耦合。例如，装配件200包括将第一板202机械和/或电耦合到第二板204的热屏障互连211。在各种实施例中，热屏障互连211是柔性板、柔性导线阵列、柔性PCB、柔性扁平电缆、带状电缆(例如，柔性扁平电缆)或它们的组合。热屏障互连211可以在两个板(例如，第一板202和第二板204)之间或其他电子组件或子装配件之间运送电信号。
应当理解的是，根据本申请所描述的想法，更多或更少的柔性互连可以被用于耦合电子装配件的板。例如，电子装配件还可以包括紧固件互连。本文参照图4描述这样的装配件的一个示例。
返回到图3A和3B，板202、204已经被配置，使得在第一板202、第二板204之间形成空间214。此外，第二板204进一步位于远离基板208。这些特征允许更好地暴露于气流，从而与第一板202相比，用于第二板204上更低的温度。
图4是根据一些实施例的另一个示范性电子装配件的侧视图。图4类似于图3A和3B的实施例，并且包括本文所描述的相同的元件。其另外包括至少一个紧固件224。紧固件配置为将第一电路板202耦合到第二电路板204，使得紧固件224、第一电路板202、第二电路板204以及热屏障互连211围绕空间214，并且形成气流通道216。
然后空气可以通过该通道216(例如，通过风扇、压缩空气、对流等)，以便于从电子组件(诸如，一个或多个热量生成组件206和一个或多个热量敏感组件210)去除热量。一个或多个紧固件224包括机械和/或电耦合第一板202和第二板204的任何结构、组件或装置。例如，一个或多个紧固件224可以是由以下组成的组中的任意：夹子、螺钉、螺栓、螺母、焊接头和/或焊接连接、粘合剂、槽、孔、销钉、突起等(或前述项的任意组合)。在一些实施例中，紧固件具有低的热导率或没有热导率。例如，它们可以由静电(ESD)放电塑料、静电可消散塑料、复合材料等制成。
应当注意的是，在一些实施例中，形成通道216，而无需外部支撑、导轨、支架或其它硬件，这降低了装配件200的成本和复杂性，同时还提供了增加的冷却能力，这样的通道使该增加的冷却能力成为可能。特别是，因为通道216可以简单地通过接合第一板202和第二板204来形成，装配件200可以比需要更复杂的安装硬件的结构更容易地制造。而且，因为整个装配件200可以被焊接在一起，所得到的装配件比使用较差安全性的安装或附接技术的装配件更坚固。具体地，焊接连接可以对通过加热和冷却频繁出现在计算机硬件中的循环引起的分离或松动更有抵抗力。
如图4所示，通道216由热屏障互连211(典型地位柔性互连，诸如柔性电路板)支撑在一侧上。例如，热屏障互连211接合第一板202和第二板204，并且，当装配件形成进通道216中时，热屏障互连211提供结构支撑，以保持第一板202与第二板204分离。虽然当完成装配件时，热屏障互连211足够刚性以维持第一板202和第二板204的分离，但是其足够柔性以提供柔韧接合，以便板可以相对于彼此移动，而不破坏连接。这允许板相对于彼此操纵，便于安装和装配。例如，装配件200可以被安装到基板(例如，基板208，图3A)。然后，第二板204通过一个或多个紧固件224耦合到第一板202，以形成通道216。从而，在一些实施例中，热屏障互连211足够柔性以允许板相对于彼此移动，但是在正常操作条件和取向下，其足够刚性以支撑通道216(例如，以便通道216不塌陷)。
在一些实施例中，多个装配件200被组合以形成大体上连续的通道216。例如，在一些实施例中，若干装配件200耦合到一个或多个基板，使得各自的通道216大体上对齐，从而允许空气通过各自的通道。在一些实施例中，其中多个装配件200形成单个通道，装配件200被耦合到彼此，以便于形成大体上连续的通道。例如，在一些实施例中，垫片、密封件、导轨或任何其它适当的组件位于两个相邻的装配件之间，为了防止空气逸出通道。
图5示出了根据一些实施例的用于制造和使用消散热量的电子装配件的方法的示范性流程图。提供第一电子装配件(502)。电子装配件包括第一电路板(例如，第一电路板202)、第二电路板(例如，在第二电路板204)以及热屏障互连(例如，热屏障互连211)。在一些实施例中，电子装配件还包括一个或多个紧固件(例如，一个或多个紧固件224)(504)。
然后第一电路板通过热屏障互连耦合到第二电路板(506)。在一些实施例中，第一电路板、第二电路板和热屏障互连在如图2所示的大体上公共平面上紧挨着彼此。
在一些实施例中，第二电路板耦合到基体电路板(base circuit board)(例如，基板208)(508)。
在一些实施例中，电子装配件(例如，第二电路板)随后(例如，通过机器或通过手)被操纵，以使第二电路板被定位在大体上平行于第一电路板的单独的平面中(510)。操纵第二电路板，以使第二电路板大体上平行于第一电路板定位，使得热屏障互连211的至少一部分将第一电路板耦合到第二电路板而变形，如图3A和3B所示。
在一些实施例中，第一电路板通过紧固件(例如，一个或多个紧固件224)耦合到第二电路板，使得第一电路板和第二电路板大体上平行，并且由空间214分离，其中该空间形成通道(例如，通道216)的至少一部分，该通道的至少一部分配置为引导气流通过第一电路板和第二电路板之间的空间，如图4所示(512)。
此后，气流被传递或引导(514)通过通道来消散热量，如上所述。
可以理解地是，虽然“第一”、“第二”等词语可能在本文使用以描述各自元件，这些元件不应该由这些词语限制。这些元件只是用来将一个元件与另一个元件区分。例如，第一接触可以叫做第二接触，并且，类似地，第二接触可以叫做第一接触，而没有改变描述的意义，只要“第一接触”的所有出现一致地改名，并且“第二接触”的所有出现一致地改名。第一接触和第二接触都是接触，但它们不是相同的接触。
本文使用的技术术语仅仅是为了描述特殊实施例的目的，不意在限制权利要求。如实施例和所附权利要求的描述中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意在同样包含复数形式，否则除非上下文清楚地指示。还可以理解地是，本文使用的词语“和/或”指的是和包含一个或多个相关联的列出的项目的任何或所有可能的组合。还可以理解地是，当在本说明书中使用词语“包括”和/或“包含”时，说明存在陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或它们的群组。
如本文所使用的，依赖于上下文，词语“如果”可能解释成意为“当”或者“根据”或者“响应于确定”或者“根据确定”或者“响应于检测”，陈述的先前条件是真实的。类似的，依赖于上下文，短语“如果确定[陈述的先前条件是真实的]”或者“如果[陈述的先前条件是真实的]”或者“当[陈述的先前条件是真实的]”可能解释成意为“根据确定”或者“响应于确定”或者“根据检测”或者“响应于检测”陈述的先前条件是真实的。
为了说明的目的，前面的描述已经参见具体的实施例描述。然而，上面说明性的讨论不意在详尽的或者限制权利要求公开的准确形式。鉴于上述教导，很多修改和变型是可能的。选择和描述实现例以便最好的说明操作原则和实际应用，从而使本领域的其他人员精通。

Claims (23)

1.一种用于消散热量的电子装配件，所述电子装配件包括：
一个或多个热量生成组件耦合到的第一电路板；
一个或多个热量敏感组件耦合到的第二电路板；以及
热屏障互连，所述热屏障互连将所述第一电路板电耦合到所述第二电路板。
2.如权利要求1所述的电子装配件，其中所述热屏障互连具有比所述第一电路板和所述第二电路板更低的热导率。
3.如权利要求1或2所述的电子装配件，其中所述热屏障互连是柔性互连。
4.如权利要求3所述的电子装配件，其中所述柔性互连由聚酰亚胺材料制成。
5.如权利要求3所述的电子装配件，其中所述柔性互连由聚酰胺材料制成。
6.如权利要求1-5的任一项所述的电子装配件，其中所述热屏障互连具有比所述第一电路板和所述第二电路板更低的热质量。
7.如权利要求1-6的任一项所述的电子装配件，其中所述热屏障互连包括用于核心电压和I/O电压的电源平面。
8.如权利要求7所述的电子装配件，其中所述热屏障互连不包括在所述第一电路板和所述第二电路板中发现的多个电源平面。
9.如权利要求1-8的任一项所述的电子装配件，其中所述一个或多个热量生成组件包括一个或多个电源供应电子组件。
10.如权利要求1-9的任一项所述的电子装配件，其中所述一个或多个热量生成组件包括NAND闪存控制器。
11.如权利要求1-10的任一项所述的电子装配件，其中所述一个或多个热量敏感组件包括NAND闪存。
12.如权利要求1-11的任一项所述的电子装配件，其中所述第一电路板、所述第二电路板被设置为在大体上公共的平面中紧挨着彼此。
13.如权利要求1-11的任一项所述的电子装配件，其中所述第一电路板在第一平面上，且所述第二电路板在大体上平行于所述第一平面的第二平面上，并且所述第一电路板和所述第二电路板通过空间分离。
14.如权利要求13所述的电子装配件，还包括紧固件，所述紧固件配置为将所述第一电路板耦合到所述第二电路板，其中所述紧固件、所述第一电路板、所述第二电路板和所述热屏障互连围绕所述空间，并且形成气流通道。
15.如权利要求1-14的任一项所述的电子装配件，其中，在操作中：
所述第一电路板具有第一温度；以及
所述第二电路板具有比所述第一温度更低的第二温度。
16.如权利要求15所述的电子装配件，其中，在操作中，所述第二温度比所述第一温度低5至20摄氏度。
17.如权利要求1-16的任一项所述的电子装配件，其中所述电子装配件不包括壳体或散热器。
18.如权利要求1-17的任一项所述的电子装配件，其中所述电子装配件为固态磁盘驱动器。
19.如权利要求1-18的任一项所述的电子装配件，其中所述第一电路板和所述第二电路板的至少一个包括一个或多个固态驱动器(SSD)或一个或多个三维(3D)存储器器件。
20.一种制造用于消散热量的电子装配件的方法，所述方法包括：
提供电子装配件，所述电子装配件包括：
一个或多个热量生成组件耦合到的第一电路板；
一个或多个热量敏感组件耦合到的第二电路板；和
热屏障互连；以及
通过所述热屏障互连将所述第一电路板耦合到所述第二电路板。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述电子装配件配置为操作，以便所述第二电路板在比所述第一板的所述温度低5至20摄氏度的温度下操作在稳态操作中。
22.如权利要求20-21的任一项所述的电子装配件，其中所述第一电路板和所述第二电路板的至少一个包括一个或多个固态驱动器(SSD)或一个或多个三维(3D)存储器器件。
23.一种用于消散来自电子装配件的热量的方法，所述方法包括：
提供电子装配件，所述电子装配件包括：
一个或多个热量生成组件耦合到的第一电路板；
一个或多个热量敏感组件耦合到的第二电路板；和
热屏障互连，其中所述第一电路板通过所述热屏障互连耦合到所述第二电路板；以及
引导气流通过在所述第一电路板和所述第二电路板之间形成的空间，以消散热量。
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