CN115243502A - 热传递组件、计算子组件和计算系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及热传递组件、计算子组件和计算系统。集成在套中的一个或多个活动弹性件对需要冷却的PCA部件施加压缩力。压缩力产生并且维持热接触，热量通过热接触从PCA部件传导出并且进入套中。套将热量(直接或间接)传导至液体冷却式冷板，该液体冷却式冷板被配置为围绕一个或多个带有套的PCA的冷却框架。套可选地通过中间热传递装置(比如散热器或热管)将热量从PCA上的部件传递到冷却框架。流动通过冷却框架的内部通道的液体将热量从电子装置对流出。由包括沿着内部通道的弯曲部和形状变化部的湍流增强部所促进的湍流提高了对流的效率。

Description

热传递组件、计算子组件和计算系统

背景技术

许多电子部件被设计为在温度规格中所定义的温度范围内工作。更具体地，操作温度影响计算装置的可操作性和效率。过多的热量通常使电子部件的实时性能劣化。随着时间的推移，这种热量还可能使部件材料疲劳，这进而可能缩短硬件的使用寿命。因此，在可能具有高密度的发热电子部件的大型或强大的计算装置中，这些电子部件的热量处理和冷却是受关注的领域。随着技术的进步，电子装置继续以更大数量和更大密度配置。这种类型的实施方式通常可能加剧对将操作温度维持在设计规格范围内的担忧(和困难)。

附图说明

通过参考以下结合附图进行的描述，可以理解当前公开的技术，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是用于印刷电路组件的液体冷却系统的分解透视装配视图。

图2是在图1的系统中使用的散热机构在沿图1中的线2-2截取的部分截面中的示意图。

图3是沿图1中的线3-3截取的印刷电路组件和第一印刷电路板的截面端视图，并且示出为PCA套设置厚度约束的部件的机械间隙。

图4A是带有套(jacket)的PCA的透视装配视图，该带有套的PCA包括满足图 3中确定的厚度约束的单层热传递套。

图4B是如图4A中的热传递套中的一对PCA的端视图，该对PCA安置在主机板的相邻电子插座中。

图4C是热装置的可能实施方式的端视图，作为示例，该端视图将是相对于数个间隔非常紧密的带有套的PCA的、比如图4A中的线A-A的截面而截取的，该数个间隔非常紧密的带有套的PCA将通过相邻的带有套的PCA的热传递套散热。

图4D是热装置的可能的第二实施方式的端视图，作为示例，该端视图是相对于较高功率的带有套的PCA的、比如图4A中线A-A的截面而截取的，该较高功率的带有套的PCA用于将热量传递到外部热传递装置。

图4E是热装置的可能的第三实施方式的端视图，作为示例，该端视图是相对于具有高部件的高功率PCA的、比如图4A中的线A-A的截面而截取的，该高功率PCA 用于将热量传递到具有不均匀厚度的散热器。

图5A是图4A的热传递套与下方的PCA部件之间的热接触区域的侧视图。

图5B是图4A的热传递套与外部散热器或相邻套之间的热接触区域的侧视图。

图6A是如图1中示出的、形成有活动弹性件的热传递套的盖区段的底部边缘的一部分的透视放大视图，这些活动弹性件被图示为在两个端部处被束缚。

图6B是如图1中示出的、形成有活动弹性件的热传递套的盖区段的底部边缘的一部分的透视放大视图，这些活动弹性件被图示为最初在底部端部处是自由的，然后通过塞进到折边中而固定。

图7是图1中示出的冷却框架的透视放大视图，具有增强湍流并且提高冷却效率的导管形状变化部和弯曲部的细节。

图8A至图8D图示了冷却剂通道的弯曲部和截面的选定特性。

图9A是图7的冷却框架中的湍流增强的端块导管的示例的透视剖面视图。

图9B是图7的冷却框架中的湍流增强的端块导管的另一示例的透视剖面视图。

图10A是当导管制成L形弯曲部但没有U形弯曲部或形状变化部时，套或散热器与冷却框架槽之间的接触区域的剖面侧视图。

图10B是当导管制成L形弯曲部、U形弯曲部和形状变化部时，套或散热器与冷却框架槽之间的接触区域的剖面侧视图。

图11是能够冷却两排间隔紧密的PCA的图7的冷却框架的双重版本的透视图(具有流线图叠加)。

图12是用于计算系统的主机板的俯视图，该计算系统具有与图11的双重冷却框架兼容的多排PCA插座。

图13A是用于单个高功率的PCA的冷却框架和套的俯视装配视图。

图13B是用于没有热传递装置的一排适度高功率的、间隔紧密的带有套的PCA的冷却框架的俯视装配视图。

图13C是用于一排较低功率的、间隔非常紧密的、PCA的冷却框架和套的俯视装配视图。

图14A是图1的热传递装置的侧视图。

图14B是为实心散热器的热传递装置的一个示例的截面视图(通过图14A的截面D-D)。

图14C是为中空散热器的热传递装置的一个示例的截面视图(通过图14A的截面D-D)。

图14D是为均热板散热器的热传递装置的一个示例的截面视图(通过图14A的截面D-D)。

图15A至图15C是针对图1的冷却系统的热模型结果的数据图表，该冷却系统在一个特定示例中具有图14A至图14C的三个可选热传递装置。

虽然在此公开的技术易于作出各种修改和替代形式，但是附图图示了本文以举例方式详细描述的特定示例。然而，应当理解的是，本文对具体示例的描述并不旨在将所公开的技术限制于所公开的特定形式，而相反本发明要涵盖落在所附权利要求的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

公开了以下所要求保护的主题的说明性示例。为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。将理解的是，在任何这样的实际实施方式的开发中，可以做出许多特定于实施方式的决策以实现开发人员的特定目标，比如符合系统相关约束和业务相关约束，这些约束将因实施方式而不同。此外，将理解的是，这种开发工作虽然复杂且耗时，但对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言将是常规任务。

如本文所使用的，冠词“一”旨在具有其在专利领域中的普通含义，即“一个或多个”。在本文中，术语“约”当被应用于某个值时通常意指在被用于产生所述值的设备的公差范围内，或者在一些示例中，除非另有明确指定，否则意指加或减10％、或者加或减5％、或者加或减1％。进一步地，如本文所用的术语“基本上”意指例如大部分、或几乎全部、或全部、或在约51％至约100％范围内的量。此外，本文中的示例旨在仅是说明性的，以及出于讨论目的而不是通过限制的方式给出。

市场需求继续推动能力提高且尺寸减小的电子装置的发展。能力的提高可以由比先前的集成电路(“IC”)消耗更多功率的IC提供，使得它们同时执行更多的高速功能。尺寸的减小可以通过将多个IC更紧密地一起封装在印刷电路组件(“PCA”)上、以及通过将相邻的PCA更紧密地一起定位在装置壳体或封壳内来实现。尺寸的这种减小和更紧密的取向都是部件密度增加的示例。由于更高的功率消耗和更紧密的间距中的每一者，在操作期间产生的热量可能增加。

热量可以借助于通过固体或流体的传导、通过流体(即，液体或气体)的对流、或者热辐射从不期望的位置传递出去。可替代地，热量可以被吸热化学反应(比如某些相变)吸收。使用这些原理(单独地或相互协作)，已经尝试并且继续开发许多用于计算系统的冷却和热量处理的途径。

一般地，针对有问题的热量集中的移除布置至少占据一些空间。在当今的计算系统中，(例如，由于上文提到的部件密度的普遍增加)空间越来越短缺。除了PCA周围的可用空间总量之外，该空间的位置和形状也可能提出挑战。未被IC或其他电子部件占据的PCA空间大部分可能被保留作为一个或多个“禁区”。一般地，禁区可以用于容纳紧固件、壳体的加固特征、卡线缆的布线、移动部分的运动范围、针对测试探针的间隙、以及可能与温度控制措施竞争空间的其他设计目标。因此，随着电子装置变化，先前的温度控制途径可能变得无效或过时，从而在该领域中需要新进展。

本公开描述了冷却系统的示例，这些冷却系统将固态传导与流体对流相结合，以冷却安装到PCA的间隔紧密的部件(IC和其他部件，比如电感器)，这些部件本身可以被布置成高密度组。在一些公开的示例中，薄的单层导热套(jacket)围绕每个PCA。一个或多个活动弹性件可以被部分地集成在套中，以在期望冷却的情况下在PCA部件上施加压缩力。压缩力可以产生并且维持热接触，通过热接触，热量可以从PCA部件传导出去并且进入套中。于是，套可以将热量(直接地或间接地)传导至配置为冷却框架的液体冷却式冷板。在一些示例中，该冷却框架围绕带有套的PCA中的一个或多个。

于是，套(任选地，通过中间热传递装置，比如散热器或热管)可以将热量从PCA 上的部件传递到冷却框架。然后，流过冷却框架的内部通道的液体可以帮助将热量从电子装置传递出去。在一些系统中，冷却剂可以在流体中以最小湍流流动。然而，在所公开的实施方式中，可以通过使用“湍流增强部”(或称湍流增强部)来促进或增强湍流。如本文所提及的，湍流增强部(turbulence enhancing artifacts)是沿着内部通道的“有意设计的”弯曲部和形状变化部。已经发现，这种增加的湍流可以提高对流的效率。

在一些示例中，热传递组件包括热传递套和冷却框架，热传递套与冷却框架机械接合，并且热传递套热耦接至冷却框架。冷却框架限定内部框架空间，热传递套的至少一部分设置在该内部框架空间中。内部框架空间还可以限定冷却剂通道，该冷却剂通道包括湍流增强部，以有意地通过冷却剂通道将湍流引入液体流中。

在其他示例中，计算子组件包括印刷电路组件和热传递组件。印刷电路组件包括印刷电路板和安装到印刷电路板的多个电子部件。热传递组件包括热传递套和冷却框架。热传递套包封并且机械接合印刷电路组件，并且热耦接至印刷电路组件。热传递套还被机械接合到冷却框架。冷却框架也热耦接至热传递套和印刷电路组件。此外，冷却框架限定了内部框架空间和冷却剂通道，热传递套的至少一部分设置在该内部框架空间中，该冷却剂通道包括湍流增强部，这些湍流增强部被设计为有意地通过冷却剂通道将湍流引入液体流中。

在又一些其他示例中，计算系统包括第一印刷电路板和计算子组件。计算子组件包括安装到第一印刷电路板的冷却框架。冷却框架限定了内部框架空间和冷却剂通道，冷却剂通道包括湍流增强部，以有意地通过冷却剂通道将湍流引入液体流中。计算子组件进一步包括多个带有套的印刷电路组件。每个带有套的印刷组件被至少部分地设置在内部框架空间中；被机械地和电子地接合到内部框架空间内的第一印刷电路板；并且热耦接至冷却剂通道。

现在转到附图，图1是在计算系统100的一部分的范畴中用于印刷电路组件(“PCA”)的液体冷却系统的分解透视装配视图。计算系统100本身可以是计算机或者可以是计算机的一部分。如本文所使用的，“计算机”是包括处理器并且能够执行包括机器可读指令的程序的任何电子装置，例如包括服务器、融合设施(或超融合设施)、机架级系统、一些存储阵列等。

计算系统100包括第一印刷电路板(“PCB”)101和至少一个电子插座102(在图3中最佳示出)，该电子插座的功能将在下文进一步讨论。计算系统100还包括由冷却框架140和一个或多个带有套的印刷电路组件(“PCA”)105组成的计算子组件。在所图示的示例中，一个带有套的PCA 105以分解图示出，其本身从计算系统100的其余部分拆卸。附加的带有套的PCA 105(未单独指示)被示出为组装到计算系统100 中。

受益于本公开的本领域人员将理解，计算系统100可以包括除了所示出的以外的许多其他部件和特征。例如，计算系统100可以包括用于提供功率的功率子系统、输送和接收冷却剂的冷却子系统、以及用于各种目的的基于处理器的控制器、和/或其他部件。这些其他部件和特征为清楚起见而被省略，以免模糊以下所要求保护的主题。

带有套的PCA 105包括由第二印刷电路板111组成的PCA 110，多个电子部件112、113安装在该第二印刷电路板上。在所图示的示例中，PCA 110是存储器板，并且电子部件112、113分别是存储器模块和电容器。更具体地，存储器模块112是双列直插式存储器模块(“DIMM”)。在其他示例中，存储器模块应可以是除DIMM之外的某种存储器模块。除了存储器模块112和电容器113之外或代替存储器模块和电容器， PCA 110还可以包括其他种类的电子部件。

例如，PCA 110还可以包括电感器(未示出)、电压调节器(也未示出)、控制器(同样未示出)等。在一些示例中，PCA 110可以是处理器板。在这些示例中，电子部件可以是处理器或用于实现处理器板的功能的其他种类的电子部件。采用多个带有套的PCA 105的一些示例可以包括其中构成PCA 110执行不同功能的带有套的PCA 105。在这样的示例中，带有套的PCA 105中的一个或多个可以包括作为存储器板的 PCA 110，并且带有套的PCA 105中的一个或多个可以包括作为处理器板的PCA 110。

此外，带有套的PCA 105包括热传递套，在所图示的示例中，该热传递套包括第一覆盖件121和第二覆盖件122。第一覆盖件121和第二覆盖件122各自包括多个活动弹性件123，这些活动弹性件的形式和功能将在下文参考图4A至图6B更全面地描述。在所图示的示例中，第一覆盖件121和第二覆盖件122各自由具有至少350W/m/K 的热导率和至多0.25mm的厚度的单层材料形成。然而，其他示例可以使用多于一层的材料(条件是满足间距规格)、具有不同热导率的材料、以及具有不同厚度的材料。

第一覆盖件121和第二覆盖件122彼此相对，以下文更全面描述的方式机械接合以包封PCA 110。于是，第一覆盖件121覆盖PCA 110的第一侧的至少第一部分，并且第二覆盖件122覆盖PCA 110的第二侧的至少第二部分。当包封PCA 110时，热传递套与PCA 110机械接合并且热耦接至该PCA。

如本文所使用的，“热耦接”两个物体意味着在这些物体之间提供允许热量在这些物体之间传导的导热路径。如果以下项中的任何一项为真，则可以认为两个物体是热耦接的：(1)两个物体相互接触(要么直接接触、要么经由热界面材料(“TIM”) 接触)，(2)两个物体都热耦接至热传递装置(或者热耦接至经热耦接的热传递装置链)，或者(3)两个物体之间的热传递系数为10W·m^-2·K^-1或更大。TIM可以是相对薄的、导热的、且柔性的(易变形的)材料，该材料在两个装置的热界面处放置在两个装置之间以通过填充气隙改进热传递率，否则气隙会由于表面粗糙度和/或未对准而出现在装置之间。TIM的常见示例包括热间隙垫、热油脂、热胶。

图1的示例还包括可选的一对热传递装置130。当使用时，热传递装置130有助于从带有套的PCA 105到冷却框架140的热传递。下文参考图14A至图14D提供了关于热传递装置130的附加细节。在所图示的示例中，热传递装置130是散热器，但是在其他示例中可以使用其他种类的热传递装置。一些示例可以完全省略热传递装置。下文讨论数个这样的示例。

如下文将进一步详细描述的，热传递装置130与带有套的PCA 105热耦接并且机械接合，而不机械地紧固或以其他方式附连到带有套的PCA 105。在使用热传递装置 130的示例中，冷却框架140为热传递装置130和(多个)带有套的PCA 105限定相应的安装槽，不过这未在图1中示出。然而，这在图13C中示出并且参考该图进行讨论。

“热传递装置”可以是任何导热的装置，该装置被配置为经由传导(接触)从一个固体接收热量，并且经由传导(接触)将热量传递到第二固体。热传递装置的示例包括但不限于热管、均热板、散热器(比如实心的金属棒或金属条带)、冷却管等。“热管”是指特定类型的热传递装置，该热传递装置包括具有壁的外壳(容器)，这些壁围绕包含工作流体和芯的密封内部通道，使得流体通过蒸发和冷凝的循环在装置的不同区之间传递热量。

返回到图1，计算系统100还包括冷却框架140。冷却框架140机械接合第一印刷电路板101。第一印刷电路板101可以被称为“主机板”，从这种意义上说该板“载有”带有套的PCA 105。冷却框架110与第一印刷电路板101的机械接合可以使用本领域已知的任何合适的技术来实现。一些示例可以使用如螺钉等紧固件(未示出)将冷却框架140附连到第一印刷电路板101。其他示例可以通过结合或粘附将冷却框架 140附连到第一印刷电路板101。又一些其他示例可以使用其他技术。

冷却框架140限定了至少一个PCA槽120和内部框架空间141。在所图示的示例中，内部框架空间141的形状与冷却框架140大致为矩形。未图示的其他示例可以对冷却框架140和内部框架空间141的外部轮廓采用其他几何形状。类似地，在一些示例中，冷却框架140的外部轮廓的几何形状可以不同于内部框架空间141的几何形状。内部框架空间141包围第一印刷电路板101上的电子插座102。电子插座102是(多个)PCA槽120的一部分，如下文进一步讨论的，并且带有套的PCA 105与PCA槽 120中的(多个)电子插座102对准。

冷却框架140还限定了冷却剂通道，该冷却剂通道包括湍流增强部，这些湍流增强部有意地通过冷却剂通道将湍流引入液体流中。冷却剂通道未在图1中示出，并且将在下文参考图2、图7以及图9A和图9B更详细地讨论。在图1的示例中，存在第一接头142和第二接头147，液体冷却剂分别通过第一接头和第二接头进入和离开冷却剂通道。在所图示的示例中，第一接头142装配到入口(未示出)，并且第二接头 147装配到出口(也未示出)。然而，在其他示例(未示出)中，入口和出口的功能可以反过来设置。标识为入口和出口可以基于特定于实施方式的考量来确定。因此，在未示出的示例中，第一接头142可以装配到出口，并且第二接头147可以装配到入口。

热传递装置130、第一覆盖件121、第二覆盖件122和冷却框架140中的每一者由一种或多种导热材料制造。第一覆盖件121和第二覆盖件122由导热材料制造。为了本公开的目的，如果以下项中的任何一项为真，则物体、装置、或组件(其可以包括经热耦接的、并且可以包括多种不同材料的多个不同本体)在两个热界面之间是“导热的”：(1)热界面之间的热传递系数在0℃与100℃之间的任何温度下为10W·m^-2·K^-1或更大，(2)物体是一片连续的材料，该材料在0℃与100℃之间的任何温度下在两个界面之间的热导率(通常表示k、λ或κ)为1W·m^-1·K^-1或更大，(3)物体是热管、均热板、连续的铜本体、或连续的铝本体。热导率在0℃与100℃之间大于1W·m^-1·K^-1的材料的示例包括几乎所有的金属及其合金(例如，铜、铝、金等)、一些塑料(例如，

TC化合物、

D系列导热塑料)、以及许多其他材料。

热传递装置130、第一覆盖件121、第二覆盖件122和冷却框架140全部可以由相同的材料或不同的材料制造。例如，冷却框架140可以通过导热塑料的注射模制来制造，同时热传递装置130、第一覆盖件121和第二覆盖件122可以由金属或金属合金 (比如铜)的片材冲压而成。选择材料时可能考虑如成本和重量等因素。

典型地，将期望这些部件中的至少一些(比如热传递装置130、第一覆盖件121 和第二覆盖件122)由一种或多种不仅导热而且是高导热的材料制造。如果以下项中的任何一项为真，则物体、装置、或组件(其可以包括经热耦接的、并且可以包括多种不同材料的多个不同本体)在两个热界面之间是如本文所使用的术语“高导热的”： (1)热界面之间的热传递系数在0℃与100℃之间的任何温度下为1000W·m^-2·K^-1或更大，(2)物体是一片连续的材料，该材料在0℃与100℃之间的任何温度下在两个界面之间的热导率(通常表示k、λ或κ)为100W·m^-1·K^-1或更大，(3)物体是热管、均热板、连续的铜本体、或连续的铝本体。热导率在0℃与100℃之间为100W·m^-1·K^-1或更大的材料的示例包括某些类型的铜、铝、银和金。

图2是在图1的系统中使用的散热机构200的示意表示图，其中，相同的部分具有相同的标号。图2是沿着图1中的线2-2截取的俯视局部截面视图。计算系统100 的一些部分(包括图1中示出的一些部分)为了清楚起见仍然没有示出，以便不模糊参考图2讨论的内容。一个这样的部分是冷却框架140。代替冷却框架140，示出了由冷却框架140限定的冷却剂通道的示意表示200。

带有套的PCA 105(仅指示一个)已经使用电子插座102(也在图1中示出)安装到第一印刷电路板101(在图1中示出)。如在此可以看到的，每个热传递套235(仅指示一个)通过与电子部件112、113(仅指示每者中的一个)中的一个或多个直接物理接触而机械接合PCA110(仅指示一个)。物理接触还在PCA 110与热传递套235 之间建立了直接热耦接。

还请注意带有套的PCA 105与热传递装置130(仅指示一个)之间的关系，这些热传递装置以下文进一步描述的方式安装到冷却框架140(图1中示出)。在所图示的示例中，热传递装置130仅被定位在带有套的PCA 105之间，而不定位在带有套的 PCA 105与冷却框架140之间。如示出的，热传递装置130物理地接触热传递套235。再有，这种物理接触在热传递装置130与热传递套235之间建立机械接合，而且还建立了热耦接。类似地，热传递装置130与冷却框架140(图1中示出)之间的直接物理接触也将热传递装置130热耦接至冷却框架140。然而，在本文示出的示例中，热传递装置130不以任何方式附连或附接到带有套的PCA105。

因此，带有套的PCA 105的电子部件112、113通过热传递套235和/或热传递装置130热耦接至冷却框架140(图1中示出)。冷却剂流动通过冷却剂通道，如由宽箭头208所指示。因为冷却框架140由导热材料制造，所以它将热量从电子部件112、 113传递到冷却剂中。注意，由于与冷却剂通道的壁直接物理接触，所以当冷却剂循环通过冷却剂通道时，冷却框架140热耦接至冷却剂。

更具体地，在带有套的PCA 105机械接合冷却框架104的情况下，来自电子部件112、113的热量通过由热传递套235和冷却框架140提供的热耦接而传递到冷却剂中，如箭头210所指示。在带有套的PCA 105物理地接合热传递装置130的情况下，热量通过由热传递套235提供的热耦接而从电子部件112、113的热传递到热传递装置130 中，如箭头212所指示。所传递的热量然后通过热传递装置130迁移到端部，在这些端部处热传递装置机械接合和热耦接至冷却框架140。热量然后通过冷却框架传递到冷却剂中，如箭头214所指示。

冷却剂在来自闭环冷却子系统(未示出)的压力下循环通过冷却剂通道。冷却剂在其循环通过冷却剂通道时被加热、循环离开要冷却的计算系统100、且然后再次循环到计算机系统100。由此，由电子部件112、113产生的热量被管理和消散，允许计算系统100在规格内操作以提高计算系统100的可操作性和效率。

现在将描述带有套的PCA 105与第一印刷电路板101的机械接合、以及PCA 105 定位的数个方面。图3是沿着图1中的线3-3截取的印刷电路组件和第一印刷电路板的截面端视图。图3还示出了在该特定示例中为热传递套设置厚度约束的部件的机械间隙中的一些。再次注意，为了清楚起见，在图3中省略了计算系统100的一些方面。例如，没有示出热传递装置130。

电子插座102以本领域已知的任何合适的方式附连到第一印刷电路板101。第二印刷电路板111包括多个边缘连接器300，比如金手指连接器。其他示例(未示出) 可以使用其他种类的连接器。边缘连接器300是电子电路(未示出)的一部分，该电子电路包括电子部件112、113以及PCA 110的其他部件，PCA 110通过这些其他部件执行其预期功能。为此，如先前讨论的，PCA 110可以包括除了已经讨论的那些之外的电子装置，比如电感器305和晶闸管310。电子电路可以使用例如第一印刷电路板 101的表面迹线和/或导电层来实施。类似地，电子插座102是第一印刷电路101的电子电路的一部分，该部分可以使用表面迹线和/或导电层(未示出)来实施。

通过将边缘连接器300插入到电子插座102中，将PCA 110以及因此带有套的PCA105安装到第一印刷电路板101。这种插入将带有套的PCA 105的电子电路(未示出) 电连接到第一印刷电路板101的电子电路。如上文公开的，电子插座102被定位在首先在图1中示出的内部框架空间141内。因此，当以这种方式组装时，带有套的PCA 105 至少部分地设置在内部框架空间141内。如下文将讨论的，将带有套的PCA 105插入到电子插座102中的过程伴随着插入到由冷却框架140限定的冷却框架槽(尚未示出) 中。

附加的带有套的PCA 105以虚线示出以反映与第一印刷电路板101的组装，以图示该组装的某些尺寸特征。间隔紧密的PCA阵列(比如DIMM组)对温度控制措施的设计施加多重约束。PCA之间的空间、以及主机板上的PCA阵列与相邻装置之间的空间可能随着技术的每次换代(例如，随着密度增加)而减小。除了尺寸小之外，这些空间可能被不便利地成形。尺寸或形状约束可能妨碍现有温度控制途径的适应性。

仍然参考图3，用于PCA 110的插座在主机板上具有中心到中心的间距S_cc。S_cc可以小于9mm，或小于8mm、7mm或6mm。例如，S_cc可以标称为7.5+/-0.2mm。 PCA 110上的部件112的高度将占据S_cc分配的一些空间。第一印刷电路板111可以具有例如0.78mm、1.57mm或2.36mm的厚度。PCA 110的每一侧也可以具有高部件，该高部件增加H_t>2.5mm至PCA 110的宽度。高部件的示例包括如功率管理IC (“PMIC”)等一些集成电路(“IC”)、以及如电容器和电感器等一些非芯片电气部件。如果高部件安装在PCA 110的彼此正对面的两侧上，则当PCA 110安置在插座 102中时，PCA 110的外表面之间的最小间隙C₂可能小于2mm、或者甚至小于1.5mm。

如果温度控制措施是使用与部件112热接触的固态元件，则高部件不是唯一限制温度控制设计的部件。固态温度控制元件(比如热传递装置)也可以优选地与高度H_s <1.2mm的短部件(例如，某些类型的存储器芯片)和中等高度H_m～1.2-2.5mm的部件(比如各种小轮廓IC)进行热接触并且维持热接触。部件112的不同高度造成在PCA 110的外表面之间的空间中的不同位置处不同的间隙C₁(最大)、C₂(最小)、以及一个或多个中间间隙C₃(取决于设计)。

间隙及其位置的变化可能排除一些温度控制设计途径。例如，如果最小间隙C₂出现在PCA的底部(最靠近插座接口)处，而最大间隙C₁出现在顶部处，则要单独组装并且向下推动到(多个)PCA 110上的紧配合的传导套可能易于设计和实施。相反，如果存在“悬伸”(较高的部件在较短的部件上方)，则“向下推动”式套设计可能受到需要与PCA上较低的短部件进行热接触同时避免在安置期间对PCA上较高的高部件施加应力的限制。替代方案(比如铰接式蛤壳和将热传递元件从PCA的相反侧横向引入的两件式套)可能针对悬伸式PCA更可靠执行，因为短部件的紧配合区段将永远不会被推动或拉动到高部件上。

图4A至图4E更详细地示出了带有套的PCA 400的一个示例的各个方面，以及如何修改活动弹性件423以适应变化的设计约束。现在参考图4A，注意在图4A中示出了上文参考图3讨论的并且限定印刷电路组件接口408的边缘连接器300。热传递套 420包括卡扣式封闭件404，该卡扣式封闭件确保第一覆盖件421和第二覆盖件422在被图4A中的热传递套420遮蔽的PCA周围的机械接合。卡扣式封闭件404包括形成在第一覆盖件421的唇部406(图4C中示出)上的一对凸片404a，该对凸片在第一覆盖件421和第二覆盖件422被连结在一起时卡扣到第二覆盖件422的唇部407中的一对槽404b中。这样使得唇部407与唇部406重叠，如图4C中所示。

仍然参考图4A，带有套的PCA 400还包括可选的多个拉式凸片424，该多个拉式凸片附连到第二覆盖件422的唇部407。拉式凸片424可以用于一旦以图4B中示出的方式插入到电子插座402中，从第一印刷电路板401和冷却框架拆卸带有套的PCA 400。拉式凸片424可以由柔性材料制造，使得它们可以弯折。例如，它们可以在计算系统被设置在托盘(未示出)中并且被插入到机架(也未示出)或其他封壳中时弯曲。一些示例(比如图1的示例)可以省略拉式凸片424。

同样如图4A中最佳示出的，带有套的PCA 400包括多个活动弹性件423。在一些示例(未示出)中，第一覆盖件421和第二覆盖件422中只有一者包括多个活动弹性件423。然而，在此示出的示例中，第一覆盖件421和第二覆盖件422各自包括多个活动弹性件423。这可以在图4B至图4E中看到，其中每个活动弹性件423与第一覆盖件421或第二覆盖件422是一体的，从这种意义上说活动弹性件与第一覆盖件或第二覆盖件由单件形成。第一覆盖件421和第二覆盖件422中的每一者由具有至少350 W/m/K的热导率和至多0.25mm的厚度的单层材料制造。然而，其他示例可以使用具有不同热导率的材料和具有不同厚度的材料。

返回到图4B，在第一配置中图示了如图4A中的热传递套420(仅指示一个)中的一对带有套的PCA 411(仅指示一个)。更具体地，带有套的PCA 400安置在第一印刷电路板401的相邻电子插座402中。第一印刷电路板402可以被称为“主机板”，从这种意义上说该板“载有”带有套的PCA 400。注意，在两个带有套的PCA 400之间使用散热器430。带有套的PCA400是相对于重力竖直地定向的，并且第一印刷电路板401是水平地定向的。这是它们在操作中的标称取向，不过其他示例可以使用不同的取向。

当带有套的PCA 400被插入到电子插座402中时，活动弹性件423被周围的部件相对于每个带有套的PCA 400的中心线418向内压缩。在图4B的示例中，活动弹性件423的压缩是由热传递套420与热传递装置430的机械接合、以及两个带有套的PCA 400之间的距离引起的。注意，在没有热传递装置430的示例中，这种压缩可以类似地由与相邻带有套的PCA400、热传递装置或冷却框架的机械接合以及相关联的距离引起。这种示例在图13A至图13C中示出，并且在下文进一步讨论。

更技术性地，当插入带有套的PCA 400时，活动弹性件423从其静止位置弹性地移位。如本文所使用的，如果活动弹性件响应于其接触表面向内移位最高达(a)2mm、或者(b)移位到其与平面部分(活动弹性件从其延伸的部分)齐平的点而弹性地变形，则活动弹性件能够“弹性地移位”。如果由位移引起的变形不是永久性的，并且活动弹性件在导致位移的力被移除时基本上返回到其原始构型，则活动弹性件“弹性地变形”。

如上文描述的压缩允许带有套的PCA 400“挤压”到由冷却框架140(图1中示出)、热传递装置430、和如上文参考图3所讨论的其他带有套的PCA 400限定的可用空间中。一旦带有套的PCA 400如图4B中所示安置，经压缩的活动弹性件423就施加至少约45N的压缩力Fs，如图4C和图4D中的箭头所表示的。如本文使用的术语“约”是承认由于制造中的公差和误差、材料性能随时间的变化、以及其他类似的考量，关于值的精确度可能难以达到。

活动弹性件423在带有套的PCA 400被插入到电子插座402中时的压缩、以及上文参考图3描述的间隙有助于建立大部分前述的热耦接。例如，压缩确保了电子部件 412、413与热传递套420之间的物理接合，并因此确保了热耦接。上文描述的间隙确保活动弹性件423被压缩，并且热传递套420物理地接合相邻的冷却框架140(图1 中示出)、热传递装置430、和/或带有套的PCA 400，这视情况而定。再有，这种物理接合也在热传递组件和整个计算系统的所有这些部分之间建立热耦接。

活动弹性件423的设计可以被修改以适应带有套的PCA 400的配置和布置的不同设计。图4C是热装置的可能实施方式的端视图，作为示例，该端视图将是相对于数个间隔非常紧密的带有套的PCA 400的、比如图4A中的线A-A的截面而截取的，该数个间隔非常紧密的带有套的PCA将通过相邻的带有套的PCA的热传递套散热。图4D 是热装置的可能的第二实施方式的端视图，作为示例，该端视图将是相对于较高功率的带有套的PCA 400的、比如图4A中线A-A的截面而截取的，该较高功率的带有套的PCA用于将热量传递到外部热传递装置。图4E是热装置的可能的第三实施方式的端视图，作为示例，该端视图将是相对于具有高部件的高功率带有套的PCA 400的、比如图4A中的线A-A的截面而截取的，该高功率PCA用于将热量传递到具有不均匀厚度的散热器。

图5A是图4A的热传递套420与PCA 410的下方的电子部件412、413之间的热接触区域516的侧视图。电子部件412、413以虚线示出，并且热接触区域以阴影指示。图5B是图4A的热传递套与外部散热器(未示出)或相邻热传递套(也未在图5B中示出)之间的热接触区域535的侧视图。再有，热接触区域以阴影指示。

返回到图4A，第一覆盖件421限定第一对凸片481，并且第二覆盖件422限定第二对凸片482(仅示出一个)。当第一覆盖件421和第二覆盖件422闭合并且卡扣在一起时，这两对凸片限定一对凸片583，该对凸片中的一个在图5A和图5B中示出。当带有套的PCA 400被插入到电子插座402中时，凸片583滑入冷却框架的冷却框架槽中，如将在下文参考图13C进行讨论的。注意，在该示例中，凸片482中的一个装配在凸片481中的一个之上。这种关系是上文描述的卡扣配合的一部分，其中第一覆盖件421和第二覆盖件422卡扣配合在一起以形成热传递套420。然而，在一些示例中，这可能被省略。

现在转向活动弹性件123，图6A和图6B示出了首先在图1中描绘的活动弹性件 123的构造的选定细节。图6A是首先在图1中示出的、形成有活动弹性件123的热传递套135的第一覆盖件121的底部边缘600的一部分的透视放大视图，这些活动弹性件在两个端部处被束缚。活动弹性件135是通过在将成为活动弹性件123的每一侧从第一覆盖件121移除材料而产生的。然后产生挠曲部626和开口627。图6B是如图1 中示出的、形成有活动弹性件123的热传递套的盖区段的底部边缘的一部分的透视放大视图，这些活动弹性件最初在底部端部600处是自由的，然后通过塞进到可选的折边629中而固定。

如上文提及的，在所图示的示例中，活动弹性件123施加至少45N的弹性力F_s。图6A和图6B图示了图1中首先示出的活动弹性件123的两种实施方式。形成在第二覆盖件622a中的图6A中的活动弹性件623a包括在其底部的挠曲部626、并且在其中限定开口627。第二覆盖件622a的厚度T_j至多为0.25mm。在图6B中，第二覆盖件 622b中的活动弹性件623b也包括挠性部626。然而，活动弹性件623b还包括从挠曲部626延伸的下凸片628，该下凸片在制造期间被塞进折边629中。

所施加的弹性力的量可以通过管理任何给定示例的实施具体细节来控制。例如，共同地参考图6A和图6B，比如材料选择、材料厚度T_j、活动弹性件623的长度、开口627的总长度和宽度、相对于活动弹性件623的长度和宽度开口627的长度和宽度等细节可能影响弹性力F_s的强度。在一些示例中，不同的活动弹性件623可以施加不同的弹性力F_s。例如，各种活动弹性件可以被设定不同的尺寸或者限定具有不同尺寸的开口以适应所施加的弹性力F_s。其他示例可以包括全部施加大致相同弹性力F_s的活动弹性件。

因此，所要求保护的主题的各种示例可以采用施加变化的弹性力F_s的活动弹性件123，并且不限于至少约45N的弹性力F_s。因此，一些示例可以实施施加在约55N到约65N的范围内的某个弹性力F_s的活动弹性件123。又一些其他示例可以实施施加在约45N到75N的更宽范围内的某个弹性力F_s的活动弹性件123。

此外，通过举例和图示，本文公开的活动弹性件123只是用于将PCA的电子部件热耦接至外部热传递结构的一种手段。这种外部热传递结构可以包括例如冷却框架140、热传递装置130、以及如本文公开的其他带有套的PCA 105。未示出的其他示例可以采用等同于执行所述功能的活动弹性件123的结构。

现在转到首先在图1中示出的冷却框架140的细节，图7是在热传递组件700的背景下冷却框架140的透视放大视图。图7图示了有意设计的湍流增强部的细节，这些湍流增强部包括增强湍流并提高冷却效率的形状变化部和弯曲部。冷却框架140包括由第一侧轨744和第二侧轨746连结的第一端块(end block)743和第二端块745。如上文所提及的，冷却框架140可以被制造成单个件，或者可以被制造成多个件并且然后被组装。

同样如上文所讨论的，冷却剂流动通过冷却剂通道的方向性对于热传递组件700的功能性而言并不重要。为了方便起见，冷却框架140的一些部分将被称为“入口”或“入口侧”或类似部分，而其他部分将被称为“出口”或“出口侧”或类似部分。然而，所图示的示例表现出关于线702的双边对称，使得该入口/出口功能可以反转。因此，应理解的是，这仅是为了方便，并且在其他示例中、甚至在那些具有相同结构的示例中，标记也可以反过来。另一方面，并不是所有的示例都必然表现出如所图示的示例那样的双边对称性。

第一端块743、第一侧轨744、第二端块745和第二侧轨746协作以限定冷却剂通道。图7中示出了冷却剂通道的三个部分。由第一端块743限定的端块引入导管753 在截面7A中示出，并且侧轨引出导管704在断面图7B中示出。第一端块743还限定形状类似于端块引入导管753的端块引出导管(未示出)。第二侧轨746限定类似的侧轨引入导管(未示出)，并且第二端块745可以限定类似的第二端块导管(也未示出)，不过它们在其他示例中可以不同。在所图示的示例中，侧轨引出导管具有与侧轨引入导管704相同的设计和特性。然而，第二端块导管(未示出)是从侧轨引入导管到侧轨引出导管704的直线延伸部。第二端块导管755的一部分以虚线示出。

湍流发生在冷板和类似结构中的冷却剂流中，并且传统上，试图设计冷却剂可以流动通过以最小化和/或减轻湍流量的通道和导管。然而，已经发现，冷却剂流中的湍流可以改善热传递，甚至很好地阻碍流动。因此，当前所要求保护的主题的示例是促进或增强流体流中的湍流的湍流增强部。所图示的示例包括两种不同的湍流增强部，即导管形状变化部和弯曲部。

更具体地，在所图示的示例中，入口705和出口706像第一接头142和第二接头 147一样具有圆形横截面，比如沿着线A-A通过第二接头147截取的截面708。第二端块导管(尽管未示出)也具有圆形横截面，比如截面708。侧轨引入导管(未示出) 和侧轨引出导管704具有椭圆形横截面，比如截面709。因此，冷却剂流从圆形端块引入导管753转变到椭圆形侧轨引入导管、转变到圆形第二端块导管、转变到椭圆形侧轨引出导管704、并且转变到圆形端块引出导管(end block conduit)757。从圆形横截面到椭圆形横截面以及从椭圆形横截面到圆形横截面的每次转变有意地将湍流引入冷却剂流中。

所图示的示例还使用数个湍流增强部，这些湍流增强部包括冷却剂导管中的弯曲部以增强湍流。在所图示的示例中，对弯曲部及其增强的相关联湍流的讨论将集中在图7中首先示出的U形弯曲部751和L形弯曲部752上，并且在图8A和图8B中更详细地单独示出。然而，这些原理也可以外推至冷却剂通道的其他位置中的其他弯曲部。当液体导管弯曲时，所引起的湍流的引入部分地取决于弯曲部半径与导管直径的比率。在相同的输入流率下，更急的弯曲部导致更多的湍流。如果圆形入口具有直径 D，则图8A中示出的U形弯曲部751的U形弯曲部半径R_u小于1.5D，并且图8C中示出的L形弯曲部752的L形弯曲部半径R_l小于1.2D。这些是相对急的弯曲部，且因此增强了湍流。

如图8A至图8C中所见，在端块进入导管853中，U形弯曲部851处于第一平面，而L形弯曲部处于与第一平面正交的第二平面。与U形弯曲部851和L形弯曲部852 处于同一平面的情况相比，由连贯的正交弯曲部引起的湍流更均匀地分布在导管上。在两个正交方向上在导管上的对流分布可能是冷却效率显著提高的原因。然而，一旦冷却剂经过弯曲部，湍流随着距最后一个弯曲部的距离而减小。因此，如果来自两个弯曲部的湍流模式相加地相互作用，则弯曲部应靠近在一起。在一个模型化的示例中，图8A中示出的在两个弯曲部852、853之间的距离S_B大致是导管直径D的2.5x。一般认为的是，更期望两个弯曲部852、853更接近而非更远。在各种实施例中，两个弯曲部852、853之间的距离S_B约是直径D的两到三倍。

在一个示例中，第一侧轨744和第二侧轨746通过展平8mm铜管直到图8D中示出的纵横比h/w大致为三来制造。圆形入口705、出口706、端块引入导管753和端块引出导管757各自具有直径D＝8mm。因此，尽管导管的形状从圆形变为椭圆形，但是该导管的截面面积仍然大致相同：

其中L＝h-w，如图8D中所示。在整个形状变化过程中保持截面面积可以减轻可能由弯曲部增强的湍流引起的液体压力和速度的不期望的下降。

图9A和图9B更详细地图示了图7的第一端块743、端块引入导管753和端块引出导管757的两种不同实施方式。在图9A和图9B中的每一个中，冷却剂920接合在腔室900中的数个弯曲部中，这些弯曲部不是如以上参考图8A至图8C所讨论的严格地由导管的壁限定的。正如图8A至图8C中所示的冷却剂导管的设计一样，这些弯曲部也增强了冷却剂的流中的湍流。

图9A是图7的冷却框架中的湍流增强的端块导管的示例的透视剖面视图。第一端块743a在引入侧和引出侧两者限定腔室900，在该腔室中设置一对引导件905，该对引导件界定入口705a、并进而限定顶部通道910和底部通道915。术语“顶部”和“底部”是当冷却框架140a处于其标称使用取向(这在图9A和图9B中示出)时相对于重力场来定义的。

由箭头920(仅指示两个)表示的冷却剂在压力下通过入口705a进入腔室900，并且如箭头920所指示的那样流动。更具体地，冷却剂920的流动被腔室900的后部重引导进入顶部通道910和底部通道915，随之该冷却剂流入侧轨引入导管925。在循环通过第一侧轨744、第二端块745和第二侧轨746(它们全部在图7中示出)之后，冷却剂920返回到第一端块743a。冷却剂920然后通过顶部通道910和底部通道915 进入引出腔室900，随之该冷却剂被重引导到出口708a中。

图9B是图7的冷却框架中的湍流增强的端块导管的另一示例的透视剖面视图。在该示例中，与图9A中的入口705a相比，入口705b位于第一端块743b上相对较低的下方。再有，第一端块743b在端块743b的引入侧和引出侧两者限定腔室900。多个引导件905设置在腔室900中，以限定多个通道925。数量比图9A中更多的引导件 905在该示例中并不界定入口705b。

冷却剂920在压力下通过入口705b进入流入腔室900，并且被重引导并如箭头920所指示的那样流动。冷却剂920被腔室900的后部重引导到由引导件905限定的通道 915中，随之冷却剂流入侧轨引入导管925中。在循环通过第一侧轨744、第二端块 745和第二侧轨746(它们全部在图7中示出)之后，冷却剂920返回到第一端块743b。冷却剂920然后通过通道930(仅指示一个)进入引出腔室900，随之冷却剂被重引导到出口708b中。

现在返回到图7，第一端块743和第二端块745均分别限定多个冷却框架槽748、749。冷却框架槽748、749和电子插座402(图4B中示出)限定PCA槽，比如图1 中的PCA槽120。一个或多个带有套的PCA 400被插入到电子插座402中，图4B中示出，这些电子插座被设置在如上所讨论的、但未在图7中示出的内部框架空间741 中。这种插入包括将图5A和图5B中示出的凸片583插入到冷却框架740的冷却框架槽748、749中。带有套的PCA 400与冷却框架740之间的机械接合和热耦接由此在插入到冷却框架槽748、749中的点处建立。在热传递装置(比如图4C至图4E中的热传递装置430)的情况下，这些热传递装置可以被插入到带有套的PCA 400与相应端块743、745的结构之间的单独的冷却框架槽中，如将参考图13C讨论的。

湍流增强部导致湍流增加，这进而提高进入冷却剂的热传递效率，并且由此为实现相同的热传递而相对于层流减小热接触区域。图10A和图10B各自示出了被插入到电子插座1002和冷却框架插座1048中的带有套的PCA 1005和热传递装置1030，该电子插座安装到第一印刷电路板1001。图10A是当导管制成L形弯曲部、但没有U 形弯曲部或形状变化部时，套或热传递装置1030与冷却框架槽1048之间的热接触区域A_L的剖面侧视图。图10B是当导管制成L形弯曲部、U形弯曲部和形状变化部时，套或热传递装置1030与冷却框架槽1048之间的热接触区域A_T的剖面侧视图。注意两者之间的热接触区域的差异。

图11图示了背靠背形成两个冷却框架和热传递组件的另一示例。更具体地，图 11是能够冷却两排间隔紧密的PCA的图7的冷却框架740的双重版本的透视图(具有流线图叠加)。冷却框架1140包括第一端块1143a、1143b和中间块1145。中间块1145 一般可以被认为是两个结合的第二端块1145a、1145b。注意冷却剂流动路径1150的单个中间块导管1107部分，其流动由来自两侧1140a、1140b的箭头1107表示的冷却剂在该部分中流动。第一端块1143a、1143b中的每一个通过相应的第一接头1142a、1142b 接收冷却剂，并且通过相应的第二接头1147a、1147b排放冷却剂。

冷却框架1140被示出为安装到第一印刷电路板1101。每个冷却框架侧1140a、1140b限定如以上参考图1的冷却框架140所讨论的相应内部框架空间1141a、1141b。尽管为了清楚起见而没有示出，但是多个电子插座(比如图4B中示出的电子插座402) 安装到内部框架空间1141a、1141b内的第一印刷电路板1101。

端块1143a、1143b中的每一个还限定相应的多个冷却框架槽1149a、1149b，中间块1145也是如此，也如以上参考图7中的冷却框架740所讨论的。然后，如图4中所示的带有套的PCA 400等带有套的PCA可以被插入到冷却框架插座1149a、1149b和电子插座(未示出)中，其中，在操作中，它们如上文所描述的被冷却。注意，端块 1143a、1143b和中间块1145都没有限定用于插入热传递装置的槽。因此，图11的示例未采用热传递装置。

图12是用于计算系统的主机板1200的俯视图，该计算系统具有与图11的双重冷却框架兼容的多排PCA插座。更具体地，除了冷却框架1140之外，用作主机板的第一印刷电路板1201包括PCA插座阵列1271的数个阵列(仅指示一个)。请注意设置在冷却框架1100的内部框架空间内的插座阵列1271。此外，第一印刷电路板包括处理器插座1272、电压调节器插座1273、存储插座1274、和扩展插座1275。注意，这些特征中的许多是特定于实施方式的，并且其他示例可以包括除了所示出的那些之外的、或者代替所示出的那些的其他结构。

图13A至图13C描绘了具有不同数量的带有套的PCA和热传递装置的数个示例。冷却框架1340a、1340b、1340c中的每一个限定以虚线示出的相应冷却剂通道1350a、 1350b、1350c。还示出了第二端块导管1370a、1370b、1370c。由相应第一端块1343a、 1343b、1343c限定的冷却剂通道1350a、1350b、1350c的部分可以包括比如关于图9A 和图9B所讨论的腔室、引导件和通道，尽管这些未示出。还注意，冷却框架1340a、 1340b、1340c的侧轨中的台阶1355，这些台阶也增强冷却剂流中的湍流。

图13A是用于单个高功率的PCA 1310a的冷却框架1340a和热传递套1320的俯视装配视图。第一端块1343a限定第一冷却框架槽1348a，并且第二端块1345a限定第二冷却框架槽1349a，PCA 1310a和热传递套1320被插入到这些冷却框架槽中。在PCA 1310a消耗大量功率、并且因此产生相对较大的功率量，从而需要专用的热传递组件的情况下，此示例是特别有用的。注意，鉴于带有套的PCA 1310a的直接热耦接而不存在热传递装置。

图13B是用于没有热传递装置的一排适度高功率的、间隔紧密的带有套的PCA1305b的冷却框架1340b的俯视装配视图。第一端块1343b限定多个第一冷却框架槽 1348b(仅指示一个)，并且第二端块1345b限定多个第二冷却框架槽1349b(仅指示一个)，PCA1310b和热传递套1320被插入这些冷却框架槽中。再次注意，不存在任何热传递装置。

图13C是用于一排较低功率、但间隔非常紧密的PCA 1310c的冷却框架1340c和带有套的PCA 1305c的俯视装配视图。第一端块1343c限定多个第一冷却框架槽1348c (仅指示一个)，并且第二端块1345c限定多个第二冷却框架槽1349c(仅指示一个)。在该示例中，PCA 1310c和热传递套1320没有被插入到冷却框架槽1348c、1349c中。 PCA 1310c仅被插入到插座(未示出)中。代替地，如示出的，热传递装置1330被插入到冷却框架槽1348c、1349c中。

此外还注意，在图13C的示例中存在热传递装置1330。将热传递装置1330插入到冷却框架槽1353、1354(标识每者中的仅一个)建立与带有套的PCA 1305c的物理接合和热耦接。这种插入还在热传递装置1330与冷却框架1340c之间建立物理接合和热耦接。因此，插入将PCA 1035c热耦接至第一端块1343c和第二端块1345c。

受益于本公开的本领域人员将理解的是，在可以随如本文公开的冷却框架配置的带有套的PCA的数量、热传递装置的数量、及其组合的方面仍有进一步的变化。这些数量和配置将是特定于实施方式的，这取决于由带有套的PCA产生的热量以及用于减轻或处理该热量的设计约束。因此，下文所要求保护的主题的各种示例不限于所图示的示例中示出的带有套的PCA和热传递装置的数量，也不限于所示出的配置。

在使用热传递装置的情况下，各种示例可以顺应热传递装置的设计的变化。放置在带有套的PCA之间的散热器可以执行热功能和机械功能这两者。在热方面，这些散热器使从相邻PCA部件通过热传递套输送的热扩散。在机械方面，这些散热器将热传递套的活动弹性件抵靠PCA部件压缩。

主机板上的插座间距、结合PCA基板厚度以及PCA部件的位置和高度，对散热器厚度设置上限(例如，参见图3的讨论)。该上限可以在散热器的长度和宽度上随位置而变化。同时，可用的散热器材料的范围受到在有限厚度内要消散的热量的量的约束。最后，散热器必须足够硬，以在多年的使用寿命内维持活动弹性件的压缩而不变形；这可能会对厚度施加下限。

图14A是图1的热传递装置1430的侧视图。热传递装置1430在该示例中是散热器。热传递装置1430包括切口或凹口1431以适应热传递装置1430要物理地接合和热耦接至的带有套的PCA(也未示出)的某些电子部件(未示出)的轮廓。热传递装置 1430还包括端部锥部1432和端部凸片1433，热传递装置1430通过该端部凸片接合冷却框架(也未示出)的冷却框架槽(未示出)。

图14B是针对为实心散热器的热传递装置1430b的一个示例的通过图14A的截面D-D的截面视图。更具体地，热传递装置1430是实心散热器，并且仍更具体地，是图 14A的散热器的实心铜示例。注意，仅示出热传递装置1430b的一部分。热传递装置 1430b具有实心本体，该实心本体在端部凸片1433和端部锥部1432(未示出)中具有 T_T厚度，并且在这两者之间具有T_B厚度。

消散足够的热量并为可靠的均匀弹性加载提供足够的刚度的本体厚度T_B可以是2-5mm，例如3.5mm。在一些示例中，该厚度可能太宽而无法配合在相邻带有套的 PCA上的高部件之间。如果仅PCA上的有限区域(例如，小于50％或小于25％)被高部件占据，则最紧的空间可以由凹部(比如，图14A上的切口或凹口1431)或台阶 (比如，端部凸片1433)容纳，使得整体散热和刚度被最小程度地损害。

例如，凸片厚度T_T可以薄至0.1-0.2mm，但是它可能仅占散热器的总面积的一小部分。另外或替代性地，凹部或凸片可以定位成靠近冷却框架槽，在此该凹部或凸片的刚度被槽壁加强，并且任何热量积聚被流动通过冷却块的液体对流走。然而，如果期望的凹部或凸片占散热器的面积的比例太大，或者处于不利于热量积聚的位置，则具有更高传导性的材料(或者更复杂的结构，比如均热板)可以以更小的本体厚度T_B提供期望的散热和刚度。

图14C是通过图14A的散热器的中空示例的截面D-D的截面视图。在该示例中，在端部凸片1433与端部锥部(未示出)之间的热传递装置1430c的本体限定了气穴或空间1436。气穴1435通过热传递装置1430c的底部通向周围大气。

因为中空内部1436是空气、气体或真空，而不是高导热材料，所以该散热器的重量小于图14A的实心散热器。如果中空示例的制造成本没有完全抵消对材料的节省，则中空散热器的成本也可能比其实心对应件花费更少。围绕中空内部1436的壁的厚度 T_W,H优选地足以提供必要的刚度和散热。

图14D是为均热板散热器的热传递装置1430d的一个示例的(通过图14A的截面 D-D的)截面视图。在该示例中，均热板起扁平化热管的作用。更具体地，在端部锥部(未示出)与端部凸片1433之间，热传递装置1430d的本体限定了包括汽芯1437 和芯吸层1438的均热板。均热板是封闭的，并且与周围大气隔离。

汽芯1437(其可以可选地延伸到变薄的区域(比如凸片)中)填充有热相变材料，并且衬有非常薄(<0.2mm)的芯吸层1438。相变材料在“热的界面”(套与散热器之间的热接触区域，图5B上的区域535)变成气体。气体膨胀并且行进通过芯1437 到达“冷的界面”(冷却框架与散热器之间的热接触区域，图10A上的区域A_L或图 10B上的区域A_T)。在此，气体凝结回液体，并且沿着芯吸层1438行进回到热的界面。

均热板的有效热导率部分地取决于其尺寸，但是在类似于本文所述的散热器的尺寸下，可以等于或超过10kW/m/K。相比之下，铜壁的热导率为0.3-0.4kW/m/K；因此，芯1437中的相变材料完成大部分散热。铜壁仅需要提供足够的刚度，以便将活动弹性件装载入相邻热传递套中。围绕均热板芯1437的铜壁的厚度T_W,V可以是0.4-0.6 mm，例如0.5mm。

图14B至图14D中图示的三个散热器在用于紧密封装的PCA阵列的温度控制系统的热模型中进行比较。该系统包括冷却框架和带有套的PCA以及散热器。对于模型化的散热器，壁材料是铜，本体厚度T_B是3.5mm，并且凸片厚度T_T是0.15mm。

受益于本公开的本领域普通技术人员将理解的是，除了本文图示的那些之外，还可以实现所要求保护的主题的热传递装置的其他变化。此外，对于变化的选择将是特定于实施方式的，这取决于由带有套的PCA产生的热量以及用于减轻或处理该热量的设计约束。如性能、成本、制造性等其他约束也可能影响选择。

图15A至图15C是针对图1的冷却系统的热模型结果的数据图表，该冷却系统在一个特定示例中具有图14A至图14C的三个可选热传递装置。如上文所提及的，所图示的示例是装载有DIMM的存储器板。每个数据图表表示了DIMM功率消耗与DIMM 操作热裕量的关系。点1563A、1563B和1563C代表设计操作点。区1561A、1561B 和1561C是操作接近保持在规格内的极限的操作区。区1562A、1562B和1562C是操作超出保持在规格内的极限的区。

详细描述已结束。以上披露的具体实例仅是说明性的，因为本文公开的技术可以按受益于本文传授内容的本领域技术人员显而易知的不同但是等效的方式来修改和实施。此外，除了在所附权利要求中描述的之外，不旨在对本文所示的构造或设计的细节施加限制。因此明显的是，可以改变或修改上面公开的特定示例，并且所有这些变化都被认为在所附权利要求的范围和精神内。因此，本文寻求对于权利要求所述内容的保护。

Claims (20)

1.一种热传递组件，包括：

热传递套；以及

冷却框架，所述热传递套与所述冷却框架机械接合，并且所述热传递套热耦接至所述冷却框架，所述冷却框架限定：

内部框架空间，所述热传递套的至少一部分布置到所述内部框架空间中；以及

冷却剂通道，所述冷却剂通道包括至少一个湍流增强部，用于有意增强穿过所述冷却剂通道进入到液体流中的湍流。

2.如权利要求1所述的热传递组件，其中，所述冷却剂通道包括：

入口，所述入口具有圆形横截面；

出口，所述出口具有圆形横截面；以及

在所述入口与所述出口之间并且具有椭圆形横截面的部段。

3.如权利要求2所述的热传递组件，其中，

所述冷却剂通道在所述入口与所述出口之间的部段包括所述冷却剂通道的至少一个湍流增强部；并且

所述至少一个湍流增强部还包括弯曲部和形状变化部，用于进一步增强穿过所述冷却剂通道的所述液体流的湍流。

4.如权利要求2所述的热传递组件，其中，所述冷却剂通道在所述入口与所述出口之间的部段包括：

引入端块通道，所述引入端块通道流体连接至所述入口；

引出端块通道，所述引出端块通道流体连接至所述出口；

第二端块通道；

引入侧轨通道，所述引入侧轨通道与所述引入端块通道和所述第二块通道流体连通；以及

引出侧轨通道，所述引出侧轨通道与所述第二端块通道和所述引出端块通道流体连通。

5.如权利要求1所述的热传递组件，其中，所述热传递套包括：

第一覆盖件，所述第一覆盖件限定第一对凸片，所述热传递套通过所述第一对凸片机械接合并且热耦接至所述冷却框架；

第二覆盖件，所述第二覆盖件与所述第一覆盖件相对并且与所述第一覆盖件机械接合，所述第二覆盖件限定第二对凸片，所述热传递套通过所述第二对凸片机械接合并且热耦接至所述冷却框架；以及

第一活动弹性件，所述第一活动弹性件与所述第一覆盖件成一体。

6.如权利要求5所述的热传递组件，其中，所述热传递套还包括第二活动弹性件，所述第二活动弹性件与所述第二覆盖件成一体。

7.如权利要求1所述的热传递组件，其中，所述热传递组件还包括热耦接至所述热传递套并且热耦接至所述冷却框架的热传递装置。

8.如权利要求7所述的热传递组件，其中，所述热传递装置是散热器。

9.一种计算子组件，包括：

印刷电路组件，所述印刷电路组件包括：

印刷电路板；以及

安装至所述印刷电路板的多个电子部件；

热传递组件，所述热传递组件包括：

热传递套，所述热传递套包封并且机械接合所述印刷电路组件，并且所述热传递套热耦接至所述印刷电路组件；以及

冷却框架，所述热传递套与所述冷却框架机械接合，并且所述热传递套和所述印刷电路组件热耦接至所述冷却框架，所述冷却框架限定：

内部框架空间，所述热传递套的至少一部分布置到所述内部框架空间中；以及

冷却剂通道，所述冷却剂通道包括至少一个湍流增强部，用于有意地将湍流引入到穿过所述冷却剂通道的液体流中。

10.如权利要求9所述的计算子组件，其中，所述印刷电路组件是存储器板。

11.如权利要求9所述的计算子组件，其中，所述电子部件包括多个双列直插式存储器模块(DIMM)。

12.如权利要求9所述的计算子组件，其中，所述冷却剂通道包括：

入口，所述入口具有圆形横截面；

出口，所述出口具有圆形横截面；以及

在所述入口与所述出口之间并且具有椭圆形横截面的部段。

13.如权利要求12所述的计算子组件，其中，

所述部段包括所述冷却剂通道的湍流增强部，并且

所述湍流增强部包括弯曲部和形状变化部，用于增强穿过所述冷却剂通道的液体流的湍流。

14.如权利要求9所述的计算子组件，其中，所述热传递套包括：

第一覆盖件，所述第一覆盖件：

限定第一对凸片，所述热传递套通过所述第一对凸片机械接合并且热耦接至所述冷却框架；

将所述印刷电路组件热耦接至所述冷却框架；并且

覆盖至少所述印刷电路组件的第一侧的第一部分；

第二覆盖件，所述第二覆盖件与所述第一覆盖件相对并且与所述第一覆盖件机械接合，并且所述第二覆盖件：

限定第二对凸片，所述热传递套通过所述第二对凸片机械接合并且热耦接至所述冷却框架；

将所述印刷电路组件热耦接至所述冷却框架；并且

覆盖至少所述印刷电路组件的第二侧的第二部分；以及

第一活动弹性件，所述第一活动弹性件与所述第一覆盖件成一体，所述第一活动弹性件通过所述第一覆盖件和所述第二覆盖件的接合而抵靠安装到所述印刷电路组件的所述多个电子部件中的第一部件压缩，以将所述第一覆盖件与所述印刷电路组件机械接合，以便：

将所述热传递套与所述印刷电路组件机械接合；以及

将所述印刷电路组件热耦接至所述热传递套和所述冷却框架。

15.如权利要求9所述的计算子组件，其中，所述计算子组件还包括热耦接至所述热传递套且热耦接至所述冷却框架的热传递装置。

16.如权利要求15所述的计算子组件，其中，所述热传递装置通过机械接合而热耦接至所述热传递套。

17.如权利要求15所述的计算子组件，其中，所述热传递装置是散热器。

18.一种计算系统，包括：

第一印刷电路板；以及

计算子组件，所述计算子组件包括：

冷却框架，所述冷却框架安装到所述第一印刷电路板并且限定：

内部框架空间；以及

冷却剂通道，所述冷却剂通道包括湍流增强部，用于有意地将湍流引入到穿过所述冷却剂通道的液体流中；

多个带有套的印刷电路组件，所述带有套的印刷组件分别：

至少部分地布置在所述内部框架空间中；

机械和电气地接合至所述内部框架空间内的所述第一印刷电路板；并且

热耦接至所述冷却剂通道。

19.如权利要求18所述的计算系统，其中，所述冷却剂通道包括：

入口，所述入口具有圆形横截面；

出口，所述出口具有圆形横截面；以及

在所述入口与所述出口之间并且具有椭圆形横截面的部段。

20.如权利要求19所述的计算系统，其中，

所述部段包括所述冷却剂通道的湍流增强部，并且

所述湍流增强部包括弯曲部和形状变化部，用于增强穿过所述冷却剂通道的液体流的湍流。

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