CN112310013A - 用于存储器模块的管状散热器及并入有管状散热器的存储器模块 - Google Patents

用于存储器模块的管状散热器及并入有管状散热器的存储器模块 Download PDF

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Abstract

本申请涉及用于存储器模块的管状散热器及并入有所述管状散热器的存储器模块。举例来说，存储器模块可具有：具有边缘连接器的印刷电路板PCB；安置于所述PCB的表面上的多个存储器装置；及沿着与所述边缘连接器相对的所述PCB的边缘安置的管状散热器。所述管状散热器可包括管状部分，所述管状部分在其两端开放以允许冷却气体流过；及两个平面元件，其远离所述管状部分平行地延伸并且经配置以提供与所述存储器模块的摩擦配合。所述平面元件中的每一个可经配置以将热能从所述存储器模块传送到所述管状部分。

Description

用于存储器模块的管状散热器及并入有管状散热器的存储器 模块
技术领域
本公开大体上涉及半导体存储器模块，且更具体来说，涉及用于存储器模块的管状散热器及并入有管状散热器的存储器模块。
背景技术
通常在例如双列直插式存储器模块的存储器模块中提供半导体存储器以用于系统应用中。根据工业标准，这些模块共享共同物理形状因数(例如，尺寸、引脚、连接器形状)。随着存储器装置具有更大的容量及更快的性能，所产生的热量对存储器模块设计提出了挑战。需要将热量从存储器装置(及其它发热组件，例如寄存时钟驱动器(RCD)、其它半导体装置、集成电路元件等)传送到可通过例如强制风冷冷却的散热结构。由于存储器模块的尺寸受到例如双列直插式存储器模块(DIMM，例如DDR4及DDR5 RDIMM及LRDIMM)的JEDEC规范的行业标准规范限制，因此此热结构的可用空间受到限制并且热管理解决方案的执行经常不能令人满意。
发明内容
在一个方面中，本申请提供一种设备，其包括：印刷电路板(PCB)，其具有边缘连接器；多个存储器装置，其安置于所述PCB的表面上；及管状散热器，其沿着与所述边缘连接器相对的所述PCB的边缘安置。
在另一方面中，本申请提供一种双列直插式存储器模块(DIMM)，其包括：印刷电路板(PCB)，其具有边缘连接器；第一多个DRAM装置，其安置于所述PCB的第一表面上；第二多个DRAM装置，其安置于所述PCB的第二表面上；及管状散热器，其沿着与所述边缘连接器相对的所述PCB的边缘安置，所述管状散热器具有与所述第一及第二多个DRAM装置的热连接。
在另一方面中，本申请提供一种管状散热器，其包括：管状部分，所述管状部分在其两端开放以允许冷却气体流过；及两个平面元件，其远离所述管状部分平行地延伸并且经配置以提供与所述存储器模块的摩擦配合，其中所述平面元件中的每一个经配置以将热能从所述存储器模块传送到所述管状部分。
附图说明
图1是根据本发明技术的实施例的包含管状散热器的存储器模块的简化侧视图。
图2A-2C是根据本发明技术的各种实施例的包含管状散热器的存储器模块的端视图。
图3是根据本发明技术的另一实施例的包含管状散热器的存储器模块的端视图。
图4是根据本发明技术的实施例的包含管状散热器的存储器模块的端视图。
具体实施方式
如上文所论述，存储器模块的热管理提出了挑战，特别是考虑到工业标准模块尺寸的空间限制及更高容量及更高带宽的存储器装置产生的高热量。举例来说，存储器模块可包含具有边缘连接器的印刷电路板(PCB)、多个存储器装置(例如，DRAM装置)及注册时钟驱动器(RCD)。为了在操作期间将热能从存储器装置及RCD传送出来，可提供各种导热结构。举例来说，散热器可安置于存储器模块上。散热器可包括金属或其它导热结构，其经配置以增加可用于散热/允许与冷却气体进行热交换的表面积(例如，在比存储器装置及其它发热组件的外表面的表面积大的表面积上)。散热器可包含与存储器装置的外表面介接(例如，进行热接触)以将热量从存储器装置传递到散热器的平面元件，及接合平面元件的上部部分。可通过摩擦配合、热粘合剂或通过本领域技术人员已知的其它方法将散热器保持在存储器模块上。
在空间非常宝贵的许多系统(例如，服务器机架)中，存储器模块顶部上方的间隙可能很小，从而为暴露于冷却气体流的热交换结构留出极少空间。因此，常规散热器的性能可能受到限制。本发明技术的几个实施例可通过为存储器模块提供高度减小的印刷电路板(PCB)及与模块的边缘连接器相对的管状散热器来提供对存储器模块的改进的热管理，而不会超出由工业标准施加的模块高度限制。举例来说，本发明技术的一些实施例涉及存储器模块，其包括具有边缘连接器的PCB；安置于PCB的表面上的多个存储器装置；及沿着与边缘连接器相对的PCB的边缘安置的管状散热器。本发明技术的其它实施例涉及用于存储器模块的管状散热器，其包括管状部分，所述管状部分在其两端开放以允许冷却气体流过；及两个平面元件，其远离管状部分平行地延伸并且经配置以提供与存储器模块的摩擦配合，其中平面元件中的每一个经配置以将热能从存储器模块传送到管状部分。
图1是根据本发明技术的实施例的包含管状散热器的存储器模块的简化侧视图。存储器模块100包含具有边缘连接器102的PCB 101、多个存储器装置103(例如，DRAM装置)及RCD 104。为了为管状散热器110提供更多空间，当与常规存储器模块相比时，PCB 101可具有减小的高度。举例来说，在存储器模块100是DDR4 RDIMM而不是31mm高的传统PCB的实施例中，PCB 101可具有小于27mm的高度以为4mm高的管状散热器110留出空间。在其它实施例中，也可使用具有不同尺寸的管状散热器及存储器模块(例如，散热器的高度大于或小于4mm，及/或存储器模块符合其它工业标准规范)。管状散热器110沿着PCB 101的上边缘(例如，与边缘连接器102相对)设置并且经配置以提供与沿着存储器模块100的长轴引导的冷却气体的高效热交换。图2A说明存储器模块100的端视图，其中可看出管状散热器110的末端111开放，因此冷却气体可穿过管状散热器110的内部部分。
根据本发明技术的一个实施例，由于通过金属挤压形成的构造，管状散热器110可具有恒定截面(例如，图2A所示的直线管状截面)。用于挤出导热散热器的合适金属可包含铜、铝、银、金、其合金等。在本发明技术的其它实施例中，管状散热器110可以本领域技术人员已知的其它方式形成(例如，折叠平面金属结构等)。
尽管为了便于在图1及2A中说明，展示不具有与存储器装置103或RCD 104的可见热连接的管状散热器110，但是根据本发明技术的方面，可采用在管状散热器110与存储器模块的发热组件之间提供热连接的各种方法。举例来说，图2B说明在本发明技术的实施例中的存储器模块，其中护罩112设置成围绕管状散热器110的管状部分110并且延伸到存储器模块的任一侧上的存储器装置。护罩可包括金属或其它导热材料，所述金属或其它导热材料提供与管状散热器110(例如，其管状部分)及存储器模块(例如，存储器装置103、RCD104等)的发热组件两者的热连接。举例来说，护罩可包括弯曲成“U”形截面的大体上平面结构，从而在管状散热器110的管状部分的外表面与发热组件的最外部平面表面之间提供广泛的热接触。或者，可通过金属挤压，或本领域技术人员已知的其它金属制造及形成技术提供护罩112的截面形状。护罩112可经由摩擦配合(例如，在其上部部分中具有弹簧张力，从而在护罩112的平面元件与存储器装置103之间提供摩擦)附接到存储器模块。
在替代实施例中，管状散热器可设置有用于提供与存储器模块上的发热装置的热连接的集成平面元件。举例来说，图2C是根据本发明技术的实施例的包含管状散热器的存储器模块100的端视图。管状散热器包括管状部分113a(例如，具有大体上直线的截面及开放端)及集成平面元件，例如平面元件113b，其经配置以在存储器模块的发热元件与管状部分113a之间提供热路径。根据本发明技术的一个方面，管状部分113a及集成平面元件113b的截面形状可通过金属挤压或本领域技术人员已知的其它金属制造和成形技术来提供。根据本发明技术的一个方面，集成平面元件113b可允许管状散热器经由摩擦配合附接到存储器模块。在其它实施例中，管状散热器可通过其它方法(例如，平面元件113b与发热组件之间的热粘合剂、焊料连接等)附接到存储器模块。
尽管在前述实例实施例中，已经参考直线截面管状部分说明及描述管状散热器，但是在本发明技术的其它实施例中，可使用其它管状截面轮廓。举例来说，图3说明根据本发明技术的另一实施例的包含管状散热器的存储器模块300，所述管状散热器具有带有椭圆截面的管状部分313a。管状散热器可进一步包含集成平面元件，例如平面元件313b，用于在存储器模块的发热元件与散热器的管状部分313a之间提供热路径。
尽管在前述实例实施例中，已通过用于接触存储器模块的发热装置的平面元件说明及描述管状散热器，但是在本发明技术的其它实施例中，可使用其它方法来提供存储器模块上的发热装置与其上边缘处的管状散热器之间的热路径。举例来说，图4是根据本发明技术的实施例的包含管状散热器的存储器模块的端视图，其中存储器模块包含在模块的衬底401与发热组件(例如，存储器装置403)之间的集成热分布层406。热分布层406可包括与存储器装置403接触并且经配置以将热能从存储器装置传送到管状散热器的导热材料(例如，石墨烯、金属等)。管状散热器包含管状部分413a(例如，具有直线截面形状及开放端以允许冷却气体流过)及平面元件413b，其用于提供热分布层406与管状部分413a之间的热连接。平面元件413b可为集成平面元件(例如，如图4中所说明)，或替代地可由围绕管状部分413a及延伸到热分布层406的护罩(例如，如上文更详细地阐述)提供。
尽管在前述实例实施例中，已经相对于DIMM描述及说明存储器模块，但是在本发明技术的其它实施例中，其它存储器模块格式也可采用如上文更详细地阐述的管状散热器。此外，尽管已经用特定数目的存储器装置及专用RCD裸片描述及说明DIMM，但是在其它实施例中，可包含其它数目的存储器裸片，并且RCD裸片(及/或其它集成电路裸片，例如存储控制器、处理器等)可或可不包含在存储器模块中。
尽管在前述实例实施例中，已经描述及说明具有安置于存储器模块的两侧的存储器裸片的存储器模块，但是在其它实施例中，可在仅一侧具有集成电路裸片的存储器模块上设置管状散热器。在此实施例中，管状散热器可通过单个平面元件或经由模块内部的导热层等热连接到集成电路裸片。
应注意，上文描述的方法描述了可能的实施方案，且操作及步骤可重新布置或以其它方式加以修改，且其它实施方案是可能的。此外，可组合来自所述方法中的两个或更多个的实施例。
下文描述半导体装置的若干实施例的具体细节。术语“半导体装置”通常是指包含半导体材料的固态装置。半导体装置可包含例如从晶片或衬底单体化的半导体衬底、晶片或裸片。在整个本公开中，通常在半导体裸片的上下文中描述半导体装置；然而，半导体装置不限于半导体裸片。
术语“半导体装置封装”可指一或多个半导体装置并入到共同封装中的布置。半导体封装可包含部分地或完全地包封至少一个半导体装置的外壳或壳体。半导体装置封装还可包含承载一或多个半导体装置且附接到壳体或以其它方式并入到壳体中的插入式衬底。术语“半导体装置组合件”可指一或多个半导体装置、半导体装置封装及/或衬底(例如，插入式、支撑式或其它合适的衬底)的组合件。半导体装置组合件可例如以离散封装形式、条带或矩阵形式，及/或晶片面板形式制造。如本文中所使用，术语“竖直”、“横向”、“上部”及“下部”可指半导体装置或装置组合件中的特征鉴于图中所示的定向的相对方向或位置。举例来说，“上部”或“最上部”可分别指相比另一特征或同一特征的部分定位成更接近或最接近页面顶部的特征。然而，这些术语应广泛地理解为包含具有其它定向的半导体装置，所述定向例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、上面/下面、上方/下方、向上/向下，及左侧/右侧可取决于定向而互换。
本文中所论述的包含存储器装置的装置可形成于半导体衬底或裸片，例如硅、锗、硅锗合金、砷化镓、氮化镓等上。在一些情况下，衬底是半导体晶片。在其它情况下，衬底可为绝缘体上硅(SOI)衬底，例如玻璃上硅(SOG)或蓝宝石上硅(SOP)，或另一衬底上的半导体材料的外延层。可通过使用包含但不限于磷、硼或砷的各种化学物质的掺杂来控制衬底或衬底的子区的导电性。可在衬底的初始形成或生长期间，通过离子植入或通过任何其它掺杂方式来进行掺杂。
本文中所描述的功能可以硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合来实施。其它实例及实施方案在本公开及所附权利要求书的范围内。实施功能的特征也可物理上位于各个位置处，包含经分布以使得功能的各部分在不同物理位置处实施。
如本文中所使用，包含在权利要求书中，项目的列表(例如，以例如“中的至少一个”或“中的一或多个”等短语开始的项目的列表)中所使用的“或”指示包含性列表，使得例如A、B或C中的至少一个的列表表示A或B或C，或者AB或AC或BC，或者ABC(即，A及B及C)。此外，如本文所使用，短语“基于”不应理解为参考封闭条件集。举例来说，在不脱离本公开的范围的情况下，描述为“基于条件A”的示例性步骤可基于条件A及条件B两者。换句话说，如本文中所使用，短语“基于”应同样地解释为短语“至少部分地基于”。
从上文中将了解，本文中已经出于说明的目的描述本发明的具体实施例，但是可在不偏离本发明的范围的情况下进行各种修改。相反，在以上描述中，论述了众多具体细节以提供对本发明技术的实施例的透彻及启发性描述。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在并无具体细节中的一或多个的情况下实践本公开。在其它情况下，未展示或未详细地描述通常与存储器系统及装置相关联的众所周知的结构或操作，以避免混淆技术的其它方面。一般来说，应理解，除了本文中所公开的那些具体实施例之外的各种其它装置、系统及方法可在本发明技术的范围内。

Claims (20)

1.一种设备，其包括：
印刷电路板PCB，其具有边缘连接器；
多个存储器装置，其安置于所述PCB的表面上；及
管状散热器，其沿着与所述边缘连接器相对的所述PCB的边缘安置。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述管状散热器包括金属材料。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述管状散热器具有直线管状截面。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述管状散热器具有椭圆形管状截面。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述管状散热器在其两端开放以允许冷却气体流过所述管状散热器。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述PCB及所述管状散热器的总高度小于或等于31mm。
7.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括围绕所述管状散热器及接触所述多个存储器装置的护罩，所述护罩经配置以将热能从所述存储器装置传送出来。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括在所述多个存储器装置与所述PCB之间的导热层，并且其中所述管状散热器包括至少一个平面元件，其接触所述导热层并且经配置以将热能从所述存储器装置传送出来。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述管状散热器包括至少一个平面元件，其接触所述多个存储器装置并且经配置以将热能从所述存储器装置传送出来。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述管状散热器通过所述平面元件与所述多个存储器装置之间的摩擦配合附接到所述PCB。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述管状散热器通过一或多个焊料连接附接到所述PCB。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述管状散热器通过粘合剂附接到所述PCB。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是双列直插式存储器模块DIMM，并且其中所述多个存储器装置包括多个DRAM装置。
14.一种双列直插式存储器模块DIMM，其包括：
印刷电路板PCB，其具有边缘连接器；
第一多个DRAM装置，其安置于所述PCB的第一表面上；
第二多个DRAM装置，其安置于所述PCB的第二表面上；及
管状散热器，其沿着与所述边缘连接器相对的所述PCB的边缘安置，所述管状散热器具有与所述第一及第二多个DRAM装置的热连接。
15.根据权利要求14所述的DIMM，其中所述热连接包括围绕所述管状散热器及接触所述第一及第二多个DRAM装置的护罩。
16.根据权利要求14所述的DIMM，其中所述热连接包括第一及第二集成平面元件，每一个从所述管状散热器的管状部分延伸到所述第一及第二多个DRAM装置中的对应一个。
17.根据权利要求14所述的DIMM，其中所述管状散热器在其两端开放以允许冷却气体流过所述管状散热器。
18.一种管状散热器，其包括：
管状部分，所述管状部分在其两端开放以允许冷却气体流过；及
两个平面元件，其远离所述管状部分平行地延伸并且经配置以提供与所述存储器模块的摩擦配合，
其中所述平面元件中的每一个经配置以将热能从所述存储器模块传送到所述管状部分。
19.根据权利要求18所述的管状散热器，其进一步包括围绕所述管状部分及包括所述两个平面元件的护罩。
20.根据权利要求18所述的管状散热器，其中所述两个平面元件经由金属挤压与所述管状部分整体地形成。
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