CN113068303A - 用于电子组装件的自支持热管道系统 - Google Patents

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Abstract

本文所描述的各种实施例包括用于耗散由电子系统(例如包括密集的存储器模块的存储器系统)的电子部件产生的热量的系统、方法和/或装置。在一个方面，电子组装件包括第一电路板、柔性联接至所述第一电路板的第二电路板、联接至所述第二电路板的连接模块、以及紧固件。所述紧固件配置为将所述第一电路板联接至所述连接模块，以使得所述第一电路板和所述第二电路板基本平行且通过空间分隔开，其中所述空间形成通道的至少一部分，所述通道配置为引导气流通过所述第一电路板、第二电路板和连接模块之间的空间。

Description

用于电子组装件的自支持热管道系统
本申请是申请日为2015年2月26日的PCT国际专利申请PCT/US2015/017722的题为“用于电子组装件的自支持热管道系统”的中国国家阶段申请201580003541.2的分案申请。
技术领域
公开的实施例总体上涉及散热，且更具体的，涉及耗散由电子系统中的电子部件产生的热量。
背景技术
许多电子系统包括半导体存储模块，例如固态驱动器(SSD)、双列直插式存储模块(DIMM)以及小外形DIMM，所有这些都利用存储单元以将数据存储为电荷或电压。已通过使用增强的制造技术来增加每个单独的存储器部件上的存储器单元的密度实现了这些模块的存储密度的改善。此外，还通过使用先进的板级封装技术以使每个存储器装置或模块包括更多的存储器元件增加了这些模块的存储密度。然而，随着存储密度的增加，模块产生的总热量也增加。这些发热在刀片(blade)服务器系统中尤其成为问题，在刀片服务器系统中高密度SSD和DIMM被频繁地存取，用于存储器读取和写入操作。在缺乏有效的散热机构的情况下，该增加的热量可能最终导致单独的存储单元或整个模块的性能降低或故障。
为了耗散由紧密封装的存储器部件产生的热量，存储器模块可以使用耦接到半导体存储器装置或模块的热沉。热沉通常被安装在存储器装置或存储器模块的顶部。来自风扇的气流可以经由(routed)或通过热沉以帮助耗散热量。然而，鉴于存储器模块的渐增的紧凑的形状因数，热沉和气流的结合的散热效果通常是不充分的。因此，一般需要更大的冷却系统和/或以更高的速度运行其风扇，这导致了噪声大、效率低、且高成本的系统，其不能充分地解决贯穿每个存储器模块的非均匀散热问题。因此，期望提供一种能解决上述问题的冷却系统。
发明内容
发热电子装置，例如存储器模块、处理器等，通常被安装至电路板。如上文所述，已经使用了多种不同的技术以耗散来自这些电子装置的热量。例如，采用风扇在发热部件上吹动或抽吸空气以使部件保持冷却。管理这些部件上的气流(包括管理气流的速度和方向)可能是至关重要的，以确保气流能够移除足够的废热来将电子部件保持在合适的温度。小心地控制气流(以及确保气流被传输至正确的部件)的一种方式是使用导管以引导空气。例如，导管可以在存储器模块的热沉上引导强制空气(forced air)。
本文所描述的系统和方法使用电路板，发热部件被安装在电路板上作为气流通道的一个或多个壁。例如，作为提供导管以引导气流至电路板上的元件的替代，本申请描述了一个或多个电路板可以组装以形成通道，空气被强制通过该通道以冷却安装在该一个或多个电路板上的部件。此外，本文描述的组装件是自支持的(self-supporting)，避免了需要附加的安装导轨和支架以形成通道。
在一方面，一种电子组装件包括第一电路板、柔性联接至该第一电路板的第二电路板、联接至该第二电路板的连接模块、以及紧固件。该紧固件配置为将该第一电路板联接至该连接模块，以使得该第一电路板和该第二电路板基本平行且通过空间分隔开，其中该空间形成通道的至少一部分，该通道配置为引导气流通过该第一电路板、第二电路板和连接模块之间的该空间。
根据本说明书中的描述和附图，其他实施例和优点对于本领域技术人员来说将显而易见。
附图说明
为了使本公开可以被更详细地理解，可以参考各种实施例的特征来进行更特定的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，附图仅示出了本公开的更相关的特征，且因此不应被视为限制性的，因为该描述可以允许其他有效的特征。
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2A是根据一些实施例的形成自支持通道的示范性电子组装件的斜视图。
图2B-2D是根据一些实施例的形成自支持通道的示范性电子组装件的侧视图。
图3A是根据一些实施例的形成自支持通道的另一示范性电子组装件的斜视图。
图3B-3D是根据一些实施例的形成自支持通道的另一示范性电子组装件的侧视图。
图4A-4C是根据一些实施例的具有各种紧固件配置的示范性电子组装件的斜视图。
图5示出了根据一些实施例的用于组装电子组装件的方法的示范性流程图。
图6示出了根据一些实施例的用于耗散电子组装件中的热量的方法的示范性流程图。
图7是根据一些实施例的能量保持电容器电路的框图。
根据通常的做法，附图中示出的各种特征可能没有按比例绘制。相应的，为清楚起见，各种特征的尺寸可能被特意放大或缩小。此外，一些附图可能没有绘示给定系统、方法或装置的所有部件。最后，在整个说明书和附图中，相似的附图标记可以用来指代相似的特征。
具体实施方式
本文描述的各种实施例包括系统、方法和/或装置，其可以用于或集成在电子组装件中。特别的，本文描述的电子组装件以及由电子组装件形成的通道促进了耗散由电子系统中的电子部件产生的热量。
虽然下文描述的实施例主要描述了存储器系统，但本发明不限于此。事实上，本发明等同地应用于需要散热的电子系统，尤其是那些包括安装在一个或多个电路板上的多个发热部件的电子系统。
根据一些实施例，用于散热的电子组装件包括第一电路板、柔性耦接到该第一电路板的第二电路板、耦接到该第二电路板的连接模块、以及紧固件。该紧固件配置为将该第一电路板联接至该连接模块，以使得该第一电路板和该第二电路板基本平行且通过空间分隔开，其中该空间形成通道的至少一部分，该通道配置为引导气流通过该第一电路板、第二电路板和连接模块之间的该空间。
在一些实施例中，使用柔性互连体将第一电路板柔性耦接到第二电路板。在一些实施例中，柔性互连体将第一电路板电联接至第二电路板。在一些实施例中，通道的第一侧包括连接模块，且通道的第二侧包括柔性互连体。
在一些实施例中，使用一个或多个柔性互连体以及一个或多个附加的电路板将第一电路板柔性耦接到第二电路板。在一些实施例中，第二电路板柔性耦接到连接模块。在一些实施例中，使用柔性互连体将第二电路板柔性耦接至连接模块。在一些实施例中，柔性互连体将第二电路板电联接至连接模块。
在一些实施例中，将紧固件附接至第一电路板。在一些实施例中，将紧固件附接至连接模块。在一些实施例中，紧固件包括附接至第一电路板的第一子紧固件和附接至连接模块的第二子紧固件。在一些实施例中，第一子紧固件和第二子紧固件中的每一个包括一个或多个焊垫。
在一些实施例中，第一电路板包括在第一电路板的基板中的孔，且连接模块包括配置为与第一电路板中的孔配合的凸起。在一些实施例中，连接模块包括在连接模块的基板中的孔，且第一电路板包括配置为与连接模块中的孔配合的凸起。在一些实施例中，第一电路板包括在第一电路板的基板中的凹口，且连接模块包括配置为与第一电路板中的凹口配合的凸起。在一些实施例中，连接模块包括在连接模块的基板中的凹口，且第一电路板包括配置为与连接模块中的凹口配合的凸起。
在一些实施例中，紧固件配置为机械地和电气地将第一电路板联接至第二电路板。在一些实施例中，第二电路板包括配置为将第二电路板联接至基部板的一个或多个第二紧固件。
根据一些实施例，制造用于散热的电子组装件的方法包括提供电子组装件。该电子组装件包括第一电路板、柔性联接至该第一电路板的第二电路板、联接至该第二电路板的连接模块、以及紧固件。使用该紧固件将该第一电路板联接至该连接模块，从而该第一电路板和该第二电路板基本平行且通过空间分隔开，其中该空间形成通道的至少一部分，该通道配置为引导气流通过该第一电路板、第二电路板和连接模块之间的该空间。
在一些实施例中，方法还包括：在将第一电路板联接至连接模块之前，当第一电路板和第二电路板没有基本平行时，将第二电路板联接至基部电路板，并调整电子组装件以使得第一电路板设置为基本平行于第二电路板，其中调整电子组装件以使得第一电路板设置为基本平行于第二电路板造成联接第一电路板和第二电路板的第一柔性互连体的至少一部分变形。
在一些实施例中，连接模块柔性联接至第二电路板，且方法还包括：在调整第一电路板之前，调整电子组装件以使得连接模块设置为基本垂直于第二电路板，其中调整电子组装件造成将连接模块联接至第二电路板的第二柔性互连体的至少一部分变形。
一些实施例提供用于散热的电子组装件。该电子组装件包括第一电路板、柔性联接至该第一电路板的第二电路板、联接至该第二电路板的连接模块、以及紧固件。第一电路板、第二电路板以及连接模块中的至少一个包括以下三者中的一个或多个：(i)固态驱动器(SSD)，(ii)能量保持电容器电路，以及(iii)一个或多个三维(3D)存储器装置。紧固件配置为将第一电路板联接至连接模块，以使得第一电路板和第二电路板基本平行且通过空间分隔开。该空间配置为引导第一电路板、第二电路板和连接模块之间的气流。
本文描述了很多细节以提供对附图中示出的示例实施例的透彻理解。然而，一些实施例可以无需这些多个特定的细节来实施，且权利要求的范围仅由权利要求中具体列举的那些特征和方面来限制。此外，没有对公知的方法、部件和电路进行详尽的描述，以免不必要的混淆本文描述的实施例的更相关的方面。
图1是根据一些实施例的在典型的计算装置中的示范性系统模块100的框图。该计算装置中的系统模块100至少包括中央处理单元(CPU)102、用于存储程序、指令和数据的存储器模块104、输入/输出(I/O)控制器106、例如网络接口108的一个或多个通信接口、以及用于互连这些部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经由通用串行总线接口(或任何其他合适的有线或无线接口)与I/O装置(例如键盘、鼠标、触控板等)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，其每一个允许计算装置100与外部源(例如服务器或另一计算装置)交换数据。在一些实施例中，通信总线150包括电路(有时称为芯片组)，以互连和控制系统模块中包括的各种系统部件之间的通信。
在一些实施例中，存储器模块104包括高速随机存取存储器，例如DRAM、SRAM、DDRRAM或其他随机存取固态存储器装置，易失性存储器装置，例如动态随机存取存储器(“DRAM”)或静态随机存取存储器(“SRAM”)装置，非易失性存储器装置，例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”)、闪存存储器(其也可以视为EEPROM的子集)、铁电随机存取存储器(“FRAM”)、磁阻式随机存取存储器(“MRAM”)，以及其他能够存储信息的半导体元件。此外，每种类型的存储器装置可以具有不同的配置。例如，闪存存储器装置可以配置为NAND或NOR配置。
存储器装置可以由无源元件、有源元件或两者形成。作为非限定性示例，无源半导体存储器元件包括ReRAM装置元件，其在一些实施例中包括电阻开关储存元件(例如反熔丝、相变材料等)，以及可选的导引元件(例如二极管等)。作为进一步的非限定性示例，有源半导体存储器元件包括EEPROM和闪存存储器装置元件，其在一些实施例中包括包含电荷储存区域，例如浮栅、导电纳米颗粒或电荷储存电介质材料的元件。
多种存储元件可以配置为使得它们串联连接，或使得每个元件独立地可存取。作为非限定性示例，NAND装置包含串联连接的存储元件(例如包含电荷存储区域的装置)。例如，NAND存储器阵列可以配置为使得该阵列由存储器的多个串(string)组成，其中每个串由共享单个位线并作为组存取的多个存储器元件组成。与之相反，存储器元件可以配置为使得每个元件独立地可存取，例如NOR存储器阵列。本领域技术人员将认识到，NAND和NOR存储器配置是示范性的，且可以以其他方式配置存储器元件。
包含在单个装置中的半导体存储器元件(例如定位在相同的基板内和/或相同的基板上的存储器元件，或者在单个裸芯中的存储器元件)可以以二维或三维方式(例如二维(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，半导体存储器元件可以布置为单个平面或单个存储器装置级(level)。典型的，在二维存储器结构中，存储器元件定位在平面中(例如在x-z方向平面中)，该平面基本平行于支承存储器元件的基板的主表面延伸。基板可以是晶片，在该晶片上沉积存储器元件的材料层，和/或在该晶片中形成存储器元件，或者该基板可以是载体基板，在形成存储器元件后将该载体基板附接至存储器元件。
存储器元件可以布置为有序阵列，例如多行和/或多列的单个存储器装置级。然而，存储器元件可以布置为非规则或非正交配置，如本领域技术人员可理解的。每个存储器元件可以具有两个或更多个电极或接触线，包括位线和字线。
三维存储器阵列被组织为使得存储器元件占据多个平面或多个装置级，形成三维的结构(即，在x、y和z方向上，其中y方向基本垂直于基板的主表面，且x和z方向基本平行于基板的主表面)。
作为非限定性示例，三维存储器阵列结构中的每个平面可以物理地定位在具有多个二维存储器级的两个维度(一个存储器级)中，以形成三维存储器阵列结构。作为另一非限定性示例，三维存储器阵列可以物理地构造为多个垂直列(例如在y方向上基本垂直于基板的主表面延伸的列)，每个列中具有多个元件，且因此具有跨越存储器装置的若干垂直堆叠平面的元件。列可以布置为二维配置，例如在x-z平面上，由此产生存储器元件的三维布置。本领域人员将理解的是，存储器元件的在三个维度中的其他配置也将构成三维存储器阵列。
作为非限定性示例，在三维的NAND存储器阵列中，存储器元件可以被连接在一起以形成单个平面中的NAND串，为了便于讨论，有时将该平面称为水平(例如x-z)面。可替代的，存储器元件可以被连接在一起以通过多个平行平面延伸。可以设想其他的三维配置，其中一些NAND串包含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，而其他串包含通过多个平行平面(有时称为平行存储器级)延伸的存储器元件。三维存储器阵列也可以被设计为NOR配置和ReRAM配置。
在单片(monolithic)三维存储器阵列中，根据制造过程的序列，存储单元的多个平面(也称为多个存储器级)形成在单个基板(例如半导体晶片)上或单个基板内。在单片3D存储器阵列中，形成相应的存储器级的材料层(例如最顶部的存储器级)定位在形成下面的存储器级的材料层的顶部，但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，而在其他实施例中，相邻的存储器级具有将其分隔开的中间材料层。
与之相反，可以单独地形成二维存储器阵列，且随后将其集成在一起以形成混合方式的非单片3D存储器装置。例如，已通过在分离的基板上形成2D存储器级，并彼此叠置地将形成的2D存储器级集成，构造堆叠的存储器。在集成为3D存储器装置之前，每个2D存储器级的基板可以被薄化或移除。当单独的存储器级形成在分离的基板上时，产生的3D存储器阵列是非单片三维存储器阵列。
此外，选自2D存储器阵列和3D存储器阵列(单片或混合的)的多于一个存储器阵列可以单独地形成，且随后封装在一起以形成堆叠的芯片存储器装置。堆叠的芯片存储器装置包括存储器装置的多个平面或层，有时称为存储器级。
术语“三维存储器装置”(或3D存储器装置)在本文中被限定为意味着具有存储器元件的多个层或多个级(例如有时称为多个存储器级)的存储器装置，其包括以下任何一种：具有单片或非单片3D存储器阵列的存储器装置，上文已经描述了其中一些非限定性示例；或两个或更多个2D和/或3D存储器装置，封装在一起以形成堆叠的芯片存储器装置，上文已经描述了其中一些非限定性示例。
本领域技术人员将认识到的是，本文所描述和要求保护的发明不限于本文所描述的二维和三维示范性结构，而是覆盖适合于实施本文所描述的发明且如本领域技术人员所理解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，例如一个或多个磁盘存储装置、光盘存储装置、闪存存储装置、或其他非易失性固态存储装置。在一些实施例中，存储器模块104，或可替代的，在存储器模块104内的(多个)非易失性存储器装置，包括非临时性计算机可读存储介质。在一些实施例中，在系统模块100上保留存储器插槽以接收存储器模块104。一旦插入存储器插槽中，存储器模块104便集成在系统模块100中。
在许多实施例中，系统模块100还包括选自下述的一种或多种部件：
在计算装置中的存储器控制器110，控制CPU 102和包括存储器模块104的存储器部件之间的通信；
固态驱动器(SSD)112，应用集成电路组装件以在计算装置中存储数据，且在一些实施例中，固态驱动器112基于NAND或NOR存储器配置；
硬盘驱动器114，其为常规的数据存储装置，用于存储和检索(retrieving)基于机电磁盘的数字信息；
电力供给连接器116，其被电联接以接收外部电力供给；
电力管理集成电路(PMIS)118，其将接收的外部电力供给调制为其他期望的DC电压水平，例如5V、3.3V或1.8V，如计算装置内的各种部件和电路所需要的；
显卡120，其根据其期望的图像/视频格式生成至该一个或多个显示装置的输出图像的馈送；以及
声卡122，其在计算机程序的控制下促进往返于计算装置的音频信号的输入和输出。
应当注意的是，一个或多个通信总线150还互连和控制各种系统部件，包括部件110-122(以及未列出的其他部件)之间的通信。
此外，本领域技术人员将理解的是，可以使用其他非临时性计算机可读存储介质。特别的，随着新的数据存储技术的开发，这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、碳纳米管和单分子制造的那些存储介质，即使相应的数据存储技术目前尚在开发中且还未商业化。
前述部件中的一些(或其他未提及的部件)在正常运期间发热，且因此集成有热沉以降低相对应的部件的温度。例如，用于刀片服务器中的固态驱动器112可以具有安装在每个单独的双列直插式存储器模块(DIMM)的顶部上或安装在包含DIMM的电子组装件上的热沉。由DIMM中的电子部件产生的热量被引导至热沉，并通过由风扇产生的气流消散。然而，随着这些刀片服务器中的数据工作负荷增大以及DIMM的形状因数的减小(例如在存储器模块104中紧密设置的存储器插槽)，使得常规的热沉和高速风扇更加难以有效地引导和耗散热量。更普遍的，随着电子部件的尺寸的减小，且越来越多的电子部件被彼此邻近地设置在电路板上，使得更加难以保持电子部件充分的冷却。
为解决该问题，本文描述的各种实施例描述了一种电子组装件，该电子组装件形成自支持管或通道以引导该组装件的电子部件上的气流。特别的，通道结构有助于将空气流动限制于通道内的空间。因此，通过使空气穿过通道(例如通过对流、风扇或任何其他技术)，可以将热量从通道内的部件或以其他方式热联接至通道的部件(例如安装在通道的外部，但热耦合至通道内的热沉的部件)有效地移除。由于通道结构将气流限制在通道内的空间，对于给定的气流量，可以实现比其他可能的方式更好的冷却性能。
图2A示出了电子组装件200(“组装件200”)的实施例，其中组装件200形成自支持通道。特别的，组装件200包括第一电路板202、第二电路板204和连接模块206。第一电路板和第二电路板有时在本文简称为“板”。
在一些实施例中，连接模块206是第三电路板。在其他实施例中，连接模块206是机械结构，用于将第一电路板和第二电路板按照本文所述的方式彼此连接。在连接模块206是第三电路板的实施例中，第三电路板可以执行与第一电路板和第二电路板相同或不同的各种功能的任意一个。例如，第一、第二和第三电路板中的任意一个或多个可以包括一个或多个SSD。
在一些实施例中，第三电路板包括产生大量热量的部件，例如能量保持电容器电路，例如图7所示的电力存储和分配模块704。在一些实施方式中，电力存储和分配模块704包括用于监测、存储和分配用于存储装置的功率的电路，包括监测、控制、充电、和/或测试能量存储装置705。在一些实施例中，能量存储装置705包括一个或多个电容器。在其他实施例中，能量存储装置705包括一个或多个电感器，或存储能量的任何其他无源元件。在一些实施方式中，电力存储和分配模块704包括升压电路720、能量存储装置705、晶体管710和712、以及电压Vdd 702、Vholdup 706和Vswitched 708。在一些实施方式中，Vdd 702是由主系统供给的电压，并具有1.5伏或更小的目标值。在一些实施方式中，Vholdup 706是来自Vdd 702的升压电压，并具有5.7伏的目标值。在一些实施例中，Vholdup 706用于为能量存储装置705充电。在一些实施方式中，VSPD 704是供给用于串行存在检测(SPD)功能的电压，并具有3.3伏的目标值。此外，在一些实施方式中，在任意时间，仅晶体管710和712中的一个被启用。例如，每当晶体712被启用，晶体管710被禁用(断开状态)，从而确保来自能量存储装置705的电力不会漏(drain)入主系统。在一些实施方式中，两个晶体管710和712可以被同时禁用。在一些实施方式中，能量存储装置705包括使用一个或多个电容器来实施的电力保持电路。合适的电力存储和分配模块704的进一步细节可见于在2013年12月19日提交的名称为“PowerFailure Architecture and Verification”的美国申请No.14/135,386中，其全部内容通过引用结合于本文。
在热通道内的第三电路板上设置产生大量的热量的部件允许更稳健(robust)的散热和/或这些部件的冷却。此外，将发热部件设置在与其他部件(例如更加热敏感的部件)分离的板上，允许不同类型的部件之间的更好的热分离。
组装件200包括联接至板的一个或多个电子部件210。在一些实施例中，组装件200配置为机械地和/或电气地联接至基部板(例如图2B的基部板208)。在一些实施例中，基部板是计算机的主板。在一些实施例中，基部板是组装件200被配置为所耦接的任何电路板。在一些实施例中，组装件200是子板组装件。
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)存储器装置。
在一些实施例中，电子部件210是或包括存储器模块。在一些实施例中，电子部件210是或包括处理器。在一些实施例中，电子部件210是电子部件的组合(例如，图2A中的一个或多个电子部件210是存储器模块，而图2A中的一个或多个其他电子部件210是处理器，等等)。
第一电路板202、第二电路板204以及连接模块206经由一个或多个柔性互连体被机械地和/或电气地联接。例如，组装件200包括柔性互连体211，其将第一板202机械地和/或电气地联接至第二板204。组装件200还包括柔性互连体212，其将连接模块206机械地和/或电气地联接至第二板204。在一些实施例中，柔性互连体(例如柔性互连体211、212)是扁平(flat)的互连机构，用于电连接两个板(例如第一板202和第二板204)或其他电子部件或子组装件。柔性互连体可以是柔性板、柔性导线阵列、柔性PCB、柔性扁平电缆、带状电缆(例如柔性扁平带状电缆)，或它们的组合。柔性互连体可以在两个板(例如第一板202和第二板204)之间或在其他电子部件和子组装件之间运载电信号。然而，在一些实施例中，柔性互连体不在两个部件之间运载电信号。
应当理解的是，可以使用更多或更少的柔性互连体以根据本申请中的描述的要旨来联接电子组装件的板。例如，电子组装件可以由四个(或更多)板组成，其中使用柔性互连体来将四个(或更多)板彼此互连。本文参照图3A-3D描述了这样的组装件的一个示例。
回到图2A，板202、204、206已配置为使得通道214由第一板202、第二板204和连接模块206形成。空气可以随后被强制通过该通道(例如使用风扇、压缩空气、对流等)，以从电子部件210移除热量。特别的，经由一个或多个紧固件224联接第一板202和连接模块206。一个或多个紧固件224包括机械地和/或电气地联接第一板202和连接模块206的任何形状、部件、或装置。例如，一个或多个紧固件224可以是由以下组成的任何组：夹子、螺丝、螺栓、螺母、焊片和/或焊接连接、粘合剂、槽、孔、钉、凸起、或诸如此类(或前述项目的任何组合)。例如，如图2A所示，连接模块206包括两个凸起，其接收在第一板202的相应的凹陷中。在一些实施例中，凸起和凹陷包括焊片，从而第一板202可以被焊接至连接模块206，由此形成板202、206之间的至少机械连接。在一些实施例中，焊片还形成板202、206之间的电连接(例如用于电力和接地信号，或任何其他合适的电信号)。本文参考图4A-4C更详细地描述了紧固件224。
通过将连接模块206接合至第一板202，组装件200形成通道(例如通道214)，该通道的边界为第一板202、第二板204和第三板206，以及将板彼此联接的任何柔性互连体(例如互连体211、212)。因此，通道的形成无需外部支承、导轨、支架或其他硬件，减少了组装件200的成本和复杂性，同时仍提供了由这样的通道可能实现的增加的冷却量。特别的，由于可以通过接合第一板202和连接模块206来简单地形成通道214，组装件200可以比需要更复杂的安装硬件的结构更容易地制造。此外，由于整个组装件200可以被焊接在一起(例如，柔性互连体211、212可以被焊接至分别的板，且第一板202可以被焊接至连接模块206)，获得的组装件比使用较少的固定安装或附接技术的组装件更坚稳。特别的，焊接连接可以更加耐受计算机硬件中频繁出现的由加热和冷却循环导致的分离或松动。
如图2A所示，通过柔性互连体将通道214支承在一些位置。例如，柔性互连体211接合第一板202和第二板204，且当组装件形成为通道214时，柔性互连体211提供结构支承，以将第一板202和第二板204分离。类似的，尽管小于柔性互连体211，接合第二板204和连接模块206的柔性互连体212也支承组装件200，以维持通道214的结构完整性。当组装件完成时，尽管柔性互连体211、212的刚性足以维持第一板202和连接模块204的分离，但其柔性足以提供柔韧的接合，从而可以彼此相对地移动板而不会损坏连接。这允许彼此相对地调整(manipulate)板，以便于安装和组装。例如，当第一板202和连接模块206分离时，组装件200可以被安装至基部板(例如图2B的基部板208)。第一板202随后被折叠在第二板204上，从而第一板202、第二板204基本彼此平行。连接模块206随后被联接至第一板202以形成通道214。由此，柔性互连体211、212(以及根据本发明的理念可以用于接合组装件中的板的任何其他柔性互连体)的柔性足以容许板彼此相对地移动，但其刚性足以在正常操作和取向下支承通道214(例如使得通道214不会崩塌)。
在一些实施例中，多个组装件200被组合以形成基本连续的通道。例如，在一些实施例中，若干组装件200被联接至一个或多个基部板，以使得各自的通道214基本对准，由此允许空气通过各自的通道。在一些实施例中，多个组装件200形成单个通道，组装件200被彼此联接以形成基本连续的通道。例如，在一些实施例中，将支架、密封件、导轨、或任何其他合适的部件设置在两个相邻的组装件之间，以防止空气从通道溢出。
图2B是组装件200的侧视图。如图2B所示，已经设置第一板202、第二板204和连接模块206以形成通道214。图2B还示出了基部板208(例如主板)，组装件200机械地和/或电气地联接至基部板208。在一些实施例中，组装件200包括在第二板204中或联接至第二板204的一个或多个紧固件222，以促进这样的联接。例如，在一些实施例中，一个或多个紧固件222包括嵌入板204的一个或多个螺纹螺母，基部板208上的安装螺丝被拧入螺纹螺母以将组装件200联接至基部板208。在一些实施例中，一个或多个紧固件222选自下述构成的组：螺丝、螺母(例如PEM螺母)、螺栓、栅阵列(例如球栅阵列、引脚网格阵列等)、导线、引脚(例如双列直插式、四列直插式等)、支架(standoff)、夹子、柔性互连体、焊片、焊接接头和粘合剂。也可以使用其他合适的紧固件和紧固技术。
图2C是组装件200的侧视图，其中第一板202未被联接至连接模块206。图2D是组装件200的另一侧视图，其中第一板202未被联接至连接模块206，且第一板202相对于第二板204成钝角。该取向促进将组装件200安装至基部板208，这是由于第二板204的表面易于达到。特别的，当组装件200是封闭的并形成通道214时，将更难以达到第二板204的表面以促进安装。在一些实施例中，当第一板202和连接模块206已被联接以促进组装件的维持和移除之后，第一板202和连接模块206可以被分离。例如，组装件200可以被打开，从而由于通过通道214的气流而沉积的粉尘、颗粒或其他污染物可以被移除。在一些实施例中，一个或多个紧固件224(未在图2B-2D中示出)配置为允许第一板202和连接模块206分离，而不破坏组装件200(例如使用弹簧夹、螺丝等)。在一些实施例中，其中第一板202和连接模块206被焊接在一起(例如，紧固件224包括已被焊接在一起的焊垫)，可以通过将板解焊来将第一板202和连接模块206分离。
图3A示出了电子组装件300(“组装件300”)的实施例，其中组装件300形成自支持通道。组装件300包括和图2A-2D所示的组装件200相同的多个部件(例如电子部件210、第一板202、第二板204、连接模块206等)，且上文提供的用于这些部件的细节和解释通过引用并入至组装件300，且此处不再重复。
虽然组装件200(图2A)包括将第一板202机械地和/或电气地联接至第二板204的柔性互连体211，但组装件300(图3A)包括第四电路板216，其通过柔性互连体218和220被联接至第一板202和第二板204。第四板216的增加可以为组装件增加刚性程度，这在一些应用中可能是有利的。例如，在一些实施例中，在组装件200中的柔性互连体211的刚性不足以支承通道214。这可能发生在如果通道214太大，或第一板202太重，而无法由柔性互连体211支承时。此外，第四板216的增加提供了可以安装电子部件210的更多的表面面积。因此，可以提供更紧凑、密集封装的电子组装件，而不增加组装件的总尺寸。
虽然使用柔性互连体(分别为220和218)将第四板216联接至第一板202和第二板204两者，但在一些实施例中，这些联接中仅一个是柔性的。例如，第一板202和第四板216之间的联接或第二板204和第四板216之间的联接可以是刚性联接。可以使用任何合适的技术和使用任何合适的紧固件(例如上文参考图2A所述的紧固件，以及下文参考图4A-4C的紧固件)来实现第四板216和另一板之间的刚性联接。
图3B和3C是组装件300的侧视图。如图3B所示，第一板202、第二板204、连接模块206和第四板216已被设置为形成通道214。在图3C中，第一板202未联接至连接模块206。图3D是组装件300的另一侧视图，其中第一板202未连接至连接模块206，且第一板202相对于第二板204成钝角。该取向促进了将组装件300安装至基部板208，这是由于第二板204的表面易于达到。
图4A-4C示出了组装件200的实施例，用于将第一板202与连接模块206相联接的一个或多个紧固件224具有变化。例如，图4A示出了图2A所绘示的组装件200，其中第一板202包括孔402，且连接模块包括配置为与孔402配合(例如适配)的凸起404。孔402为任何合适的形状，包括圆形、正方形、矩形、椭圆形或诸如此类。
在一些实施例中，孔402包括焊片406，且凸起包括用于连接至焊片406的焊片408(应当认识到，孔或凸起上可以包括比图4A所示更多或更少的焊片)。在一些实施例中，当第一板202被联接至连接模块206时，焊片406、408被焊接在一起，以将第一板202牢固地联接至连接模块206。在一些实施例中，这还使得第一板202和连接模块206电联接。在一些实施例中，焊接使得第一板202电联接至第二板204(例如经由柔性互连体212)。
在一些实施例中，焊接仅用来将第一板202机械联接至连接模块206(例如没有电信号旨在经由焊片406、408在第一板202和连接模块206之间传输)。
虽然图4A示出了两个孔和两个相对应的凸起，但应当理解的是，这仅是示范性的，也可以使用更多或更少(例如3、4、5、10个等)的孔以及相对应的凸起。
图4B示出了组装件200，其中第一板202包括凹口412，且连接模块包括配置为与凹口412配合(或适配)的凸起414。凹口412为任何合适的形状，包括圆形、正方形、矩形、椭圆形或诸如此类。
在一些实施例中，凹口412包括焊片416，且凸起包括用于联接至焊片416的焊片418(应当认识到，孔或凸起上可以包括比图4B所示更多或更少的焊片)。焊片416和418类似于焊片406、408，且焊片406、408的结构和功能的说明等同地应用于焊片416和418，且此处将不再重复。
图4C示出了组装件200，其中第一板202包括槽422(例如延长的孔)，且连接模块包括配置为与槽422配合(例如适配)的凸起424。
在一些实施例中，槽422包括焊片426，且凸起包括用于联接至焊片426的焊片428(应当认识到，孔或凸起上可以包括比图4C所示更多或更少的焊片)。焊片422和426类似于焊片406、408，且焊片406、408的结构和功能的说明等同地应用于焊片416和418，且此处将不再重复。
在图4A-4C中，凸起、孔、槽、凹口和焊垫都被视为紧固件或紧固件的部件。此外，也可以使用未在图4A-4C中描述或示出的其他紧固件部件来帮助将第一板202联接至连接模块206(例如螺丝、按扣、夹子、粘合剂、支架、磁体等)。
图5示出了根据一些实施例的制造用于散热的电子组装件的方法500的示范性流程图。提供第一电子组装件(502)。电子组装件包括第一电路板(例如第一电路板202)、第二电路板(例如第二电路板204)、连接模块(例如第三电路板)和紧固件(例如一个或多个紧固件224)。
在一些实施例中，当第一电路板和第二电路板未基本平行时，第二电路板被联接至基部电路板(例如基部板208)(504)。电子组装件(例如第一电路板)随后被调整(例如通过机械或手)，以使得第一电路板设置为基本平行于第二电路板(506)。调整第一电路板以使得第一电路板设置为基本平行于第二电路板造成将第一电路板联接至第二电路板的第一柔性互连体的至少一部分(例如柔性互连体211)变形或弯曲。
在一些实施例中，连接模块被调整，以使得连接模块设置为基本垂直于第二电路板(例如，如图2A所示)，其中调整连接模块造成将连接模块联接至第二电路板的第二柔性互连体的至少一部分(例如柔性互连体212)变形(506)。
使用紧固件(例如一个或多个紧固件224)将第一电路板联接至连接模块，以使得第一电路板和第二电路板基本平行且通过空间分隔开，其中该空间形成通道(例如通道214)的至少一部分，该通道配置为引导气流通过第一电路板、第二电路板和连接模块(508)之间的空间。
图6示出了根据一些实施例的用于电子组装件中的散热的方法600的示范性流程图。提供如上文关于图1-4C描述的电子组装件(602)。在一些实施例中，电子组装件包括第一电路板、第二电路板和紧固件。第二电路板被柔性联接至第一电路板。连接模块被联接至第二电路板。紧固件将第一电路板联接至连接模块，以使得第一电路板和第二电路板基本平行且通过空间分隔开。
在一些实施例中，第一电路板和第二电路板至少之一包括一个或多个固态驱动器(SSD)。在一些实施例中，第一电路板和第二电路板至少之一包括一个或多个三维(3D)存储器装置。
在这之后，如上文所述，气流被引导(604)通过第一电路板、第二电路板和连接模块之间的空间以耗散热量，即空气通过通道。
本领域技术人员将认识到，本文所描述和要求保护的发明不限于本文所描述的二维和三维示范性结构，而是覆盖适合于实施本文所描述的发明且如本领域技术人员所理解的所有相关的存储器结构。
应当理解的是，尽管本文可能使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用来将元件彼此区分。例如，第一接触可以被称为第二接触，类似的，第二接触可以被称为第一接触，这改变了描述的含义，只要所有出现的“第一接触”都一致地重命名，且所有出现的“第二接触”都一致地重命名。第一接触和第二接触都是接触，但它们不是相同的接触。
本文所使用的术语集仅是为了描述特定的实施例，而非意在限定权利要求。如实施例的说明和随附的权利要求中所使用的，单数形式的“一”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文明确地指出。还应当理解的是，术语本文所使用的术语“和/或”是指且包含一个或多个相关列举项目的任何和所有可能的组合。还应当理解的是，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”规定了所陈述特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但并不排除附加的一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在。
如本文所使用的，取决于上下文，术语“如果”可以被解释为意味着“当”或“在”或“响应于决定”或“根据决定”或“响应于检测”，陈述的先决条件为真。类似的，取决于上下文，短语“如果决定了[陈述的先决条件为真]”或“如果[陈述的先决条件为真]”或“当[陈述的先决条件为真]”可以被解释为意味着“在决定时”或“响应于决定”或“根据决定”或“在检测时”或“响应于检测”，陈述的先决条件为真。
为了解释目的，已参考特定的实施例描述了前述说明。然而，以上说明性的讨论无意穷举或将本发明限定为所公开的精确形式。鉴于上文的教导，许多修改和变化是可能的。所选择和描述的实施例是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员最佳地利用本发明和具有各种修改的各种实施例，以适合于所设想的特定用途。

Claims (25)

1.一种用于散热的电子组装件，包括：
包括第一紧固件的第一电路板；
柔性联接至所述第一电路板的第二电路板；以及
连接模块，联接至所述第二电路板的且包括第二紧固件，其中所述第二紧固件与所述第一紧固件不同且配置为连接至所述第一紧固件；
其中所述第一紧固件和所述第二紧固件配置为将所述第一电路板联接至所述连接模块，使得所述第一电路板和所述第二电路板基本平行且通过空间分隔开，其中所述空间形成通道的至少一部分，所述通道配置为引导气流通过所述第一电路板、所述第二电路板和所述连接模块之间的所述空间，
其中所述连接模块电联接到所述第二电路板，并且
其中所述通道在没有外部支承、导轨、支架或其他硬件的情况下形成。
2.如权利要求1所述的电子组装件，其中使用柔性互连体将所述第一电路板柔性联接至所述第二电路板。
3.如权利要求2所述的电子组装件，其中所述柔性互连体将所述第一电路板电联接至所述第二电路板。
4.如权利要求1所述的电子组装件，其中所述通道的第一侧包括所述连接模块，且所述通道的第二侧包括所述柔性互连体。
5.如权利要求1所述的电子组装件，其中使用一个或多个所述柔性互连体以及一个或多个附加的电路板将所述第一电路板柔性联接至所述第二电路板。
6.如权利要求1所述的电子组装件，其中所述第二电路板柔性联接至所述连接模块。
7.如权利要求6所述的电子组装件，其中使用柔性互连体将所述第二电路板柔性联接至所述连接模块。
8.如权利要求7所述的电子组装件，其中所述柔性互连体将所述第二电路板电联接至所述连接模块。
9.如权利要求1所述的电子组装件，其中所述第一电路板和第二电路板至少之一包括一个或多个三维(3D)存储器装置。
10.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述第一电路板包括两个相反的表面，且多个电子部件设置在所述第一电路板的所述两个相反的表面上。
11.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述电子组装件安装至基部板，且所述第一电路板和所述第二电路板基本平行于所述基部板。
12.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述第一紧固件选自孔、凹口和槽组成的组。
13.如权利要求12所述的电子组装件，其中所述第一紧固件和第二紧固件中的每个包括一个或多个焊垫。
14.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述第一电路板包括在所述第一电路板的基板中的孔，且所述连接模块包括配置为与所述第一电路板中的孔相配合的凸起。
15.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述连接模块包括在所述连接模块的基板中的孔，且所述第一电路板包括配置为与所述连接模块中的所述孔相配合的凸起。
16.如权利要求1-13中任一项所述的电子组装件，其中所述第一电路板包括在所述第一电路板的基板中的凹口，且所述连接模块包括配置为与所述第一电路板中的所述凹口相配合的凸起。
17.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述连接模块包括在所述连接模块的基板中的凹口，且所述第一电路板包括配置为与所述连接模块中的凹口相配合的凸起。
18.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述紧固件配置为将所述第一电路板机械地和电气地联接至所述第二电路板。
19.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述第二电路板包括一个或多个第二紧固件，所述一个或多个第二紧固件配置为将所述第二电路板联接至基部板。
20.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述第一电路板、所述第二电路板和所述连接模块至少之一包括一个或多个固态驱动器(SSD)。
21.如权利要求1-9中任一项所述的电子组装件，其中所述第一电路板、所述第二电路板和所述连接模块至少之一包括能量保持电容器电路。
22.一种制造用于散热的电子组装件的方法，包括：
提供电子组装件，所述电子组装件包括：
第一电路板，包括第一紧固件；
柔性联接至所述第一电路板的第二电路板；以及
连接模块，联接至所述第二电路板且包括第二紧固件，其中所述第二紧固件与所述第一紧固件不同且配置为连接至所述第一紧固件；以及
使用所述第一紧固件和所述第二紧固件将所述第一电路板联接至所述连接模块，使得所述第一电路板和所述第二电路板基本平行且通过空间分隔开，其中所述空间形成通道的至少一部分，所述通道配置为引导气流通过所述第一电路板、所述第二电路板和所述连接模块之间的所述空间，
其中所述连接模块电联接到所述第二电路板，并且
其中所述通道在没有外部支承、导轨、支架或其他硬件的情况下形成。
23.如权利要求22所述的方法，还包括，在将所述第一电路板联接至所述连接模块之前：
当所述第一电路板和所述第二电路板没有基本平行时，将所述第二电路板联接至基部电路板；以及
调整所述电子组装件，以使得所述第一电路板设置为基本平行于所述第二电路板，其中调整所述电子组装件以使得所述第一电路板设置为基本平行于所述第二电路板造成联接所述第一电路板和所述第二电路板的第一柔性互连体的至少一部分变形。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述连接模块柔性联接至所述第二电路板，调整所述电子组装件包括调整所述电子组装件以使得所述连接模块设置为基本垂直于所述第二电路板，且调整所述电子组装件造成将所述连接模块联接至所述第二电路板的第二柔性互连体的至少一部分变形。
25.如权利要求22-23中任一项所述的方法，其中所述第一电路板和所述第二电路板至少之一包括一个或多个三维(3D)存储器装置、一个或多个固态驱动器(SSD)、或能量保持电容器电路。
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