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Einige Elektroniksysteme verwenden mehrere gedruckte Schaltungsplatinen mit vielen unterschiedlichen Elektronikkomponenten, die mit den Schaltungsplatinen verbunden sind. Mit abnehmender Größe dieser Elektroniksysteme und einem Leistungsanstieg werden Packungsdichte, Wärmedissipation und Leistungsverteilungsarchitektur immer wichtiger.
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Eine Art und Weise, die Packungsdichte zu erhöhen und die tatsächliche Größe einer Elektronikvorrichtung zu reduzieren, besteht darin, die elektrischen Komponenten näher aneinander zu positionieren. Elektrische Komponenten innerhalb einer Schaltungsplatine jedoch sind allgemein schon eng begrenzt und zusätzlicher Raum ist unter Umständen nicht ohne Weiteres verfügbar. Wenn jedoch elektrische Komponenten positioniert werden können, um die Gesamtgröße der Elektronikvorrichtung zu reduzieren, können wesentliche Einsparungen und Vorteile erzielt werden.
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Da elektrische Komponenten dichter zusammengepackt werden und da eine Leistung dieser Komponenten zunimmt, kann eine Wärmedissipation in vielen Elektroniksystemen ein wesentlicherer Faktor werden. Schaltungsplatinen könnten eine Mehrzahl von wärmeerzeugenden Vorrichtungen umfassen, die gekühlt werden müssen, um innerhalb einer spezifizierten Betriebstemperatur zu arbeiten. Wenn diese wärmeerzeugenden Vorrichtungen nicht ausreichend gekühlt werden, können diese Vorrichtungen einen Leistungsrückgang oder sogar einen dauerhaften Ausfall zeigen. Ferner könnte, wenn die wärmeerzeugenden Vorrichtungen eng zusammengepackt sind, Wärme von einer Vorrichtung die Leistung einer benachbarten Vorrichtung beeinflussen.
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Der Entwurf und das Layout von Komponenten einer gedruckten Schaltungsplatine können ziemlich komplex und herausfordernd sein. Entwerfer müssen viele Faktoren, wie z. B. Packungsdichte und Wärmedissipation, um nur einige Beispiele zu nennen, berücksichtigen. Verbesserungen in diesen Bereichen können wesentliche Vorteile für Elektroniksysteme und -vorrichtungen realisieren.
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US-2004/022 58 21 A1 beschreibt ein Modul mit einer Prozessorplatine und einer Leistungsplatine. Die Leistungsplatine weist Löcher auf, die von Kühlsockeln durchsetzt sind. Zwischen der Prozessorplatine und der Leistungsplatine ist ein Rahmen angeordnet. Bei dem Rahmen handelt es sich nicht um eine Schaltungsplatine.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Elektronikmodul, eine Elektronikanordnung und ein Verfahren zu schaffen, die eine hohe Packungsdichte von elektronischen Komponenten ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Elektronikmodul gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 10 oder eine Elektronikanordnung gemäß Anspruch 17 gelöst.
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Ausführungsbeispiele umfassen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme, die ein Mehrchipmodul mit einem Leistungssystem und Durchgangslöchern aufweisen. Ein exemplarisches Elektronikmodul umfasst einen ersten Abschnitt, der eine erste gedruckte Schaltungsplatine (PCB) mit einem Speicher und mehreren Prozessoren aufweist. Ein zweiter Abschnitt weist ein Leistungssystem und eine Wärmedissipationsvorrichtung auf. Die Wärmedissipationsvorrichtung weist mehrere Erweiterungen auf und das Leistungssystem weist mehrere Durchgangslöcher auf. Der erste Abschnitt stellt eine elektrische Kopplung zu dem zweiten Abschnitt her, um das Elektronikmodul zu bilden, wenn sich die mehreren Erweiterungen durch die mehreren Durchgangslöcher des Leistungssystems und durch mehrere Durchgangslöcher einer zweiten PCB, die zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt angeordnet ist, erstrecken.
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Bei einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist ein Verfahren ein Verbinden eines Speichers und mehrerer separater Prozessoren mit einer ersten Schaltungsplatine; ein Stapeln einer zweiten Schaltungsplatine zwischen eine Leistungssystemplatine und die erste Schaltungsplatine; ein Erweitern eines Abschnitts einer Wärmedissipationsvorrichtung durch Durchgangslöcher in sowohl der zweiten Schaltungsplatine als auch der Leistungssystemplatine; und ein Dissipieren von Wärme weg von der Leistungssystemplatine und weg von den mehreren separaten Prozessoren mit der Wärmedissipationsvorrichtung auf.
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Weitere Ausführungsbeispiele und Variationen dieser Ausführungsbeispiele sind in den beigefügten Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung gezeigt und gelehrt. Es zeigen:
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1 eine auseinandergezogene Seitenansicht eines Blockdiagramms einer Elektronikanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Seitenansicht der Elektronikanordnung aus 1, wobei die Elektronikanordnung zusammengebaut ist;
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3 eine Endansicht von 2;
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4 eine Seitenansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Elektronikanordnung, die zusammengebaut ist;
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5 eine Endansicht von 4;
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6A eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Wärmedissipationsvorrichtung mit einem Leistungssystem und einer PCB mit Durchgangslöchern;
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6B eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Wärmedissipationsvorrichtung mit einem Leistungssystem und einer PCB mit Durchgangslöchern;
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6C eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Wärmedissipationsvorrichtung mit einem Leistungssystem und einer PCB mit Durchgangslöchern;
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7A ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Wärmedissipationsvorrichtung;
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7B ein weiteres exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Wärmedissipationsvorrichtung;
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7C ein weiteres exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Wärmedissipationsvorrichtung; und
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7D ein weiteres exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Wärmedissipationsvorrichtung.
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Die 1 bis 3 zeigen ein Elektroniksystem oder eine -anordnung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Elektronikanordnung 100 umfasst zwei gedruckte Schaltungsplatinen (PCBs) oder gedruckte Verdrahtungsplatinen (PWBs) 102 und 104. Die PCBs 102 und 104 können eine Vielzahl von Konfigurationen auweisen und dennoch innerhalb von Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung sein. Beispielhaft können die PCBs Leistungsmodulschaltungsplatinen, Spannungsregulierungsmodul-(VRM-)Schaltungsplatinen, Steuerungsplatinen (wie z. B. ein spezieller Typ von Erweiterungsplatine, der eine Steuerung für ein Peripheriegerät enthält), Erweiterungsplatinen (wie z. B. jede Platine, die in einen Erweiterungsschlitz eines Computers eingesteckt wird) oder -Module umfassen. Als weiteres Beispiel kann die PCB 102 eine Hauptplatine sein und die PCB 104 kann eine Tochterplatine sein.
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Eine Hauptplatine ist eine gedruckte Schaltungsplatine, die in einem Personalcomputer, einem Server oder einer anderen Elektronikvorrichtung verwendet werden kann. Die Hauptplatine (auch als Hauptleiterplatte oder Systemplatine bekannt) kann Befestigungspunkte für Prozessoren, Graphikkarten, Sound-Karten, Steuerungen, Speicher, integrierte Schaltungen (ICs), Module, PCBs und viele andere Elektronikkomponenten und -vorrichtungen in einem Rechensystem liefern. Die Tochterplatine kann als eine Erweiterung der Hauptplatine oder eine andere Karte oder Platine eingesetzt werden. Die Tochterplatine kann Stecker, Sockel, Anschlussstifte, Verbindungselemente oder andere Anbringungen für die Hauptplatine oder andere Platinen aufweisen. Verbindungselemente 106A und 106B z. B. können verwendet werden, um die PCB 102 elektrisch mit der PCB 104 zu koppeln. Verbindungselemente 106 liefern eine mechanische und elektrische Schnittstelle oder Verbindung zwischen den PCBs und könnten z. B. einen entfernbar verbindbaren Stecker (männlich) und einen Sockel (weiblich) umfassen. Alternativ kann ein einzelnes Verbindungselement verwendet werden, um die PCBs 102 und 104 zu verbinden. Ferner kann ein Verbindungsmechanismus zwischen den PCBs 102 und 104 an verschiedenen Positionen angeordnet sein, wie z. B., jedoch nicht ausschließlich, an den Seiten und/oder Enden der PCBs. Weiter kann ein Löten anstelle von oder in Verbindung mit einer beliebigen Verbindung verwendet werden.
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Die PCBs 102 und 104 umfassen eine Mehrzahl von Elektronikkomponenten oder -vorrichtungen. Die PCB 104 umfasst z. B. eine Mehrzahl von wärmeerzeugenden Komponenten oder Vorrichtungen 110. Diese wärmeerzeugenden Vorrichtungen umfassen jede Elektronikkomponente, die während ihres Betriebs Wärme erzeugt. Wärmeerzeugende Vorrichtungen umfassen z. B., jedoch nicht ausschließlich, elektronische Leistungsschaltungen, integrierte Schaltungen (ICs) oder Chips, digitale Speicherchips, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Prozessoren (wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder einen Digitalsignalprozessor (DSP)), diskrete Elektronikvorrichtungen (wie z. B. Feldeffekttransistoren (FETs), andere Typen von Transistoren oder Vorrichtungen, die es erforderlich machen, dass Wärme thermisch von der Vorrichtung dissipiert wird, damit die Vorrichtung ordnungsgemäß arbeitet, oder innerhalb eines spezifizierten Temperaturbereichs. Eine ASIC kann eine integrierte Schaltung oder einen Chip aufweisen, die/der eine Funktionalität aufweist, die für einen bestimmten Zweck oder eine Anwendung spezifisch ist. Die PCBs 102 und 104 und/oder das Leistungssystem 130 können auch eine Mehrzahl von Elektronikkomponenten oder -vorrichtungen umfassen, die Wärme erzeugen könnten oder auch nicht, die geringe oder unwesentliche Wärmemengen erzeugen könnten, oder die Wärme erzeugen könnten, es jedoch nicht erforderlich machen, dass die erzeugte Wärme thermisch von der Vorrichtung dissipiert werden muss, damit die Vorrichtung ordnungsgemäß arbeitet, oder innerhalb eines spezifizierten Temperaturbereichs. Beispiele derartiger Vorrichtungen umfassen Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, Dioden, Speicher, usw., sind jedoch nicht darauf beschränkt.
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Die Elektronikanordnung 100 umfasst zumindest eine Thermolösung oder Wärmedissipationsvorrichtung 120. Wärmedissipationsvorrichtungen umfassen Wärmeverteiler, Kühlplatten oder Wärmeversteiferplatten, Kühlungs-(Verdampfungskühl-)Platten, Wärmerohre, mechanische Zwischenraumfüller (wie z. B. eine Mehrzahl von Stäben, Stiften, usw.), Wärmeanschlussflächen oder andere Vorrichtungen, die zur Dissipation von Wärme angepasst sind. Ferner umfassen Wärmedissipationsvorrichtungen Wärmeverbindungen und Wärmeschnittstellenmaterial, die verwendet werden können, um eine wärmeleitende Schicht auf einem Substrat zu bilden, zwischen Elektronikkomponenten oder innerhalb einer fertigen Komponente. Wärmeleitende Harze, Bänder, geformte thermoplastische Verbindungen, Haftmittel, Zwischenraumanschlussflächen und Schmiermittel z. B. können zwischen einer wärmeerzeugenden Vorrichtung und einer wärmedissipierenden Vorrichtung verwendet werden, um eine Wärmedissipation und/oder Wärmeübertragung zu verbessern. Ferner umfassen Wärmedissipationsvorrichtungen Wärmesenken. Eine Wärmesenke ist eine Komponente, die entworfen ist, um die Temperatur einer wärmeerzeugenden Vorrichtung oder Komponente, wie z. B. von wärmeerzeugenden Komponenten 110, zu reduzieren. Eine Wärmesenke z. B. kann Wärme in einem direkten oder indirekten Wärmeaustausch mit den Elektronikkomponenten dissipieren, wobei die Wärme in Umgebungsluft oder eine umliegende Umgebung dissipiert wird. Zahlreiche Typen von Wärmesenken können mit Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Ausführungsbeispiele können z. B. Wärmesenken ohne Lüfter (passive Wärmesenken) oder Wärmesenken mit einem Lüfter (aktive Wärmesenken) umfassen. Weitere Beispiele von Wärmesenken umfassen extrudierte Wärmesenken, Faltrippenwärmesenken, kaltverformte Wärmesenken, verbundene/hergestellte Wärmesenken und Spaltrippenwärmesenken. Ferner kann die Wärmedissipationsvorrichtung, einschließlich Wärmesenken, Flüssigkeiten oder ein Phasenveränderungsmaterial verwenden. Die Wärmedissipationsvorrichtung kann z. B. Wärme von wärmeerzeugenden Vorrichtungen zu einer Wärmesenke leiten, die flüssig oder luftgekühlt ist. Ferner können Flüssigkeitsrohre oder Flüssigkeitsschleifen verwendet werden, um Wärme von der Wärmedissipationsvorrichtung oder dem -modul zu einem externen Ort zu evakuieren oder zu übertragen, der entfernt von der Wärmedissipationsvorrichtung oder dem -modul ist.
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Die Elektronikanordnung 100 umfasst außerdem zumindest ein Leistungsversorgungs- oder Leistungssystem 130. Elektrische Verbindungselemente oder Leistungskopplungsvorrichtungen 114 verbinden das jeweilige Leistungssystem 130 mit der PCB 104. Die 1 bis 3 zeigen ein Verbindungselement 140, das sich an einem Ende oder einer Ecke der PCB 104 und/oder des Leistungssystems 130 befindet. Obwohl ein Verbindungselement 140 gezeigt ist, sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung auf keine bestimmte Anzahl oder einen Ort von Verbindungselementen eingeschränkt. Mehrere Verbindungselemente können z. B. verwendet werden, um das Leistungssystem 130 mit der PCB 104 zu koppeln. Alternativ können die Verbindungselemente an verschiedenen Positionen angeordnet sein, wie z. B., jedoch nicht ausschließlich, den Seiten, der Mitte und/oder den Enden der PCB 104 und/oder des Leistungssystems 130. Weiter können derartige Verbindungselemente durch ein Loch oder eine Öffnung in der PCB 102 laufen, um eine Verbindung zwischen der PCB 104 und dem Leistungssystem 130 einzurichten. Ferner können eines oder mehrere Verbindungselemente verwendet werden, um die PCB 102 mit dem Leistungssystem 130 zu koppeln.
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Das Leistungssystem 130 kann zahlreiche Ausführungsbeispiele zum Bereitstellen einer Leistung an Elektronikkomponenten (wie z. B. wärmeerzeugende Komponenten 110) und/oder PCBs (wie z. B. die PCB 104) innerhalb der Elektronikanordnung 100 umfassen. Das Leistungssystem kann z. B. ein faktorisiertes Leistungsarchitektur-(FPA-)Modul, ein Leistungswandler, wie z. B. ein Gleichstrom-(DC-)Wandler oder ein DC-DC-Wandler, ein DC-Linearregulierer, ein AC-DC-Wandler, ein DC-Schaltregler oder eine DC-Ladungspumpe sein.
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Das Leistungssystem 130 kann als PCBs, Leistungsmodulanordnungen, Leistungsschaltungskarten/-platinen und/oder Leistungsmodul-PCBs konfiguriert sein. Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist das Leistungssystem 130 in einer parallelen und vertikal gestapelten Beziehung zu der Wärmedissipationsvorrichtung 120 und den PCBs 102 und 104 angeordnet.
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Das Leistungssystem 130 und die PCB 102 umfassen eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 150. Die Durchgangslöcher sind Löcher oder Öffnungen, die sich durch etwas hindurch erstrecken (z. B. das Leistungssystem 130 oder die PCB 102). Jedes Durchgangsloch 150 ist angepasst oder geformt, um einen Abschnitt der Wärmedissipationsvorrichtung 120 aufzunehmen, wie z. B. den Abschnitt, der sich durch das Loch oder die Öffnung hindurch erstreckt.
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Wie am besten in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Wärmedissipationsvorrichtung 120 eine Mehrzahl von Erweiterungen oder Vorsprüngen 160, die sich von einem Körper oder einer Basis 162 der Wärmedissipationsvorrichtung 120 nach außen erstrecken. Die Erweiterungen 160 sind angepasst und geformt, um durch entsprechende Durchgangslöcher 150 von sowohl dem Leistungssystem 130 als auch der PCB 102 zu passen und eine obere Außenoberfläche von wärmeerzeugenden Vorrichtungen 110 zu berühren, an dieselben anzugrenzen oder in unmittelbare Nähe zu denselben zu kommen.
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Darstellend umfassen das Leistungssystem 130 und die PCB 102 jeweils mehrere separate Durchgangslöcher 150. Wenn das Leistungssystem 130 und die PCB 102 in einer vertikal gestapelten Konfiguration sind (z. B. eines ist oberhalb oder unterhalb des anderen), richten sich die Durchgangslöcher in dem Leistungssystem 130 mit den Durchgangslöchern in der PCB 102 aus. Anders ausgedrückt sind die Durchgangslöcher in dem Leistungssystem 130 konzentrisch d. h. haben eine gemeinsame Mitte oder Achse) zu den Durchgangslöchern in der PCB 102. In dieser vertikal gestapelten Konfiguration laufen die mehreren Erweiterungen 160 durch die Durchgangslöcher 150 von sowohl dem Leistungssystem 130 als auch der PCB 102, um die obere Oberfläche der wärmeerzeugenden Komponenten 110 zu erreichen oder zu berühren.
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Das Leistungssystem 130 könnte modular oder austauschbar sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist das Leistungssystem 130 eine unabhängig betreibbare Einheit oder ein Modul, die/das mit standardisierten Einheiten oder Abmessungen für eine Flexibilität und Austauschbarkeit zur Verwendung in der Elektronikanordnung 100 aufgebaut sein kann. Ferner kann das Leistungssystem 130 mit der Elektronikanordnung (z. B. der PCB 104) verbunden werden oder aus derselben entfernt werden, ohne andere Komponenten in der Elektronikanordnung 100 (z. B. die wärmeerzeugenden Komponenten 110) zu verbinden, zu entfernen oder auszutauschen. So kann das Leistungssystem 130 unabhängig von der PCB 102 oder der PCB 104 und/oder den wärmeerzeugenden Komponenten 110 gewartet werden (z. B. ausgetauscht oder repariert). Zur Darstellung wird z. B. angenommen, dass das Leistungssystem 130 ausfällt oder anderweitig ausgetauscht oder aufgerüstet werden muss. Das Leistungssystem 130 kann von der PCB 104 getrennt oder aus derselben entfernt werden, ohne die wärmeerzeugenden Komponenten 110 und/oder die PCBs 102 oder 104 zu entfernen oder auszutauschen. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120 könnte gleichzeitig mit dem Leistungssystem 130 entfernt werden. Alternativ könnte die Wärmedissipationsvorrichtung 120 zuerst separat aus dem Leistungssystem 130 entfernt werden und dann könnte das Leistungssystem aus der PCB 104 entfernt oder von derselben getrennt werden.
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Die PCB 104 könnte modular und austauschbar sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die PCB 104 eine unabhängig betreibbare Einheit oder ein Modul, die/das mit standardisierten Einheiten oder Abmessungen für eine Flexibilität und Austauschbarkeit zur Verwendung in der Elektronikanordnung 100 aufgebaut sein kann. Ferner kann die PCB 104 mit der Elektronikanordnung (z. B. der PCB 102 und/oder dem Leistungssystem 130) verbunden oder aus derselben entfernt werden, ohne andere Komponenten in der Elektronikanordnung 100 (z. B. das Leistungssystem 130) zu verbinden, zu entfernen oder auszutauschen. So kann die PCB 104 unabhängig von der PCB 102 oder dem Leistungssystem 130 und/oder der Wärmedissipationsvorrichtung 120 gewartet werden (z. B. ausgetauscht oder repariert). Zur Darstellung wird z. B. angenommen, dass die PCB 104 ausfällt oder anderweitig ausgetauscht oder aufgerüstet werden muss. Die PCB 104 kann von der PCB 102 und/oder dem Leistungssystem 130 getrennt und aus denselben entfernt werden, während das Leistungssystem 130 und die Wärmedissipationsvorrichtung 120 mit der PCB 102 verbunden bleiben. Sobald die PCB 104 entfernt ist, könnten die wärmeerzeugenden Komponenten 110 z. B. repariert oder ausgetauscht werden und die PCB 104 könnte dann wieder an der PCB 102 und dem Leistungssystem 130 angebracht oder wieder mit denselben verbunden werden.
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Sobald die PCB 102 verbunden ist, ist diese sandwichartig zwischen der PCB 104 und dem Leistungssystem 130 angeordnet. Ferner sind die PCBs 102 und 104 und das Leistungssystem 130 parallel voneinander beabstandet und mechanisch und elektrisch verbunden, um eine vertikale gestapelte Konfiguration zu bilden. Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, weist die Elektronikanordnung 100 zumindest drei unterschiedliche vertikal gestapelte Schichten auf, wobei jede Schicht von den anderen Schichten getrennt ist. Eine erste oder obere Schicht umfasst die PCB 104; eine zweite oder mittlere Schicht umfasst die PCB 102; und eine dritte oder untere Schicht umfasst das Leistungssystem 130. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120 ist benachbart zu der dritten Schicht angeordnet. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel füllt die Wärmedissipationsvorrichtung 120 im Wesentlichen ein Volumen an Raum aus, der sich oberhalb einer oberen Oberfläche der wärmeerzeugenden Komponenten 110 erstreckt. Wie z. B. in den 1 und 2 gezeigt ist, erstreckt sich ein Abschnitt der Oberseite 166 der Wärmedissipationsvorrichtung 120 entlang der gesamten oder im Wesentlichen der gesamten Oberflächenfläche (Länge x Breite) einer Unterseite 168 des Leistungssystems 130.
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Obwohl die 1 bis 3 die PCB 104, das Leistungssystem 130 und die Wärmedissipationsvorrichtung 120 als einstückig darstellen, sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung nicht darauf eingeschränkt, einstückig, integriert gebildet oder dergleichen zu sein. Die PCB 104, das Leistungssystem 130 und die Wärmedissipationsvorrichtung können als separate unterschiedliche Einheiten oder Stücke gebildet sein, die z. B. miteinander gekoppelt sind oder die elektrisch und/oder mechanisch miteinander kommunizieren.
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Die Wärmedissipationsvorrichtung 120 kann direkt oder indirekt an verschiedenen Schichten und/oder Elektronikkomponenten (wie z. B. dem Leistungssystem 130, den wärmeerzeugenden Komponenten 110 und/oder den PCBs 102 und 104) anbringen oder berühren. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120 kann z. b. direkt das Leistungssystem 130 berühren, um so direkt Wärme weg von dem Leistungssystem zu übertragen oder zu dissipieren. Ferner kann die Wärmedissipationsvorrichtung 120 direkt die wärmeerzeugenden Komponenten 110 berühren, um so direkt Wärme von den wärmeerzeugenden Komponenten weg zu übertragen oder zu dissipieren.
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Wärme kann durch mehrere Schichten und/oder mehrere Module geleitet oder ausgetauscht werden. Diese Wärme kann von einem gemeinsamen Austrittsort oder einer gemeinsamen Oberflächenfläche evakuiert oder dissipiert werden. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, kann die durch die wärmeerzeugenden Komponenten 110 erzeugte Wärme vertikal durch die Durchgangslöcher 150 von sowohl der PCB 102 als auch des Leistungssystems 130 geleitet oder übertragen werden und danach in die Luft oder Umgebung an einer oberen Oberfläche der Elektronikanordnung dissipiert werden. Wenn z. B. Wärme von wärmeerzeugenden Komponenten 110 erzeugt wird, wird die erzeugte Wärme von einer oberen Oberfläche der wärmeerzeugenden Komponenten 110 zu Erweiterungen 160 der Wärmedissipationsvorrichtung 120 übertragen. Diese Wärme bewegt sich durch die Erweiterungen 160, in den Körper 162, und tritt an einer Oberfläche 170 der Wärmedissipationsvorrichtung 120 aus. Auf diese Weise wird Wärme von einem Ende oder einer Seite der Elektronikanordnung 100 zu einem anderen Ende oder einer anderen Seite der Elektronikanordnung übertragen.
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Die Oberfläche 170 der Wärmedissipationsvorrichtung 120 kann verbessert werden, um eine Wärmedissipation und/oder einen Wärmeaustausch zu erleichtern. Die Oberfläche 170 kann z. B. Rippen, Stäbe, Stifte oder weitere Merkmale umfassen. Weiter kann die Oberfläche 170 oder jede andere Oberfläche einer Wärmedissipationsvorrichtung als ein separater Körper oder eine Einheit gebildet sein, der/die an dem Körper 162 der Wärmedissipationsvorrichtung 120 angebracht ist.
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Obwohl die 1 und 2 eine Wärmeleitung oder einen direkten Wärmeaustausch zur Dissipierung von Wärme darstellen (wärme wird z. B. von den wärmeerzeugenden Komponenten 110 übertragen, vertikal durch die PCB 102 und das Leistungssystem 130 und tritt durch eine Oberfläche der Wärmedissipationsvorrichtung aus), kann Wärme auch auf andere Weisen dissipiert werden. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120 z. B. kann eine aktive Vorrichtung sein, die einen Luftstrom erzeugt. Lediglich zu Darstellungszwecken ist die Elektronikanordnung 100 mit einer Luftstromrichtung gezeigt, wie in den 1 bis 3 mit Pfeilen angezeigt ist (in den 1 und 2 ist der Luftstrom in die Seite hinein und mit einem Kreis und „X” angezeigt). Der Luftstrom kann z. B. mit einem Lüfter oder einer anderen Vorrichtung bereitgestellt werden, die innerhalb der Elektronikanordnung 100 oder innerhalb oder nahe an der Wärmedissipationsvorrichtung 120 positioniert ist. Der Luftstrom kann z. B. von einem Systemlüfter erzeugt werde. Der Luftstrom ist in einem Weg gerichtet, der parallel zu den PCBs 102 und 104 und dem Leistungssystem 130 ist. Ein primärer Luftstrom kann so auf, über oder unter die PCBs 102 und 104, die wärmeerzeugenden Komponenten 110, das Leistungssystem 130 und/oder die Wärmedissipationsvorrichtung 120 gerichtet sein. Der Luftstrom jedoch ist auf keine bestimmte Richtung eingeschränkt. Bei einigen Ausführungsbeispielen z. B. kann der Luftstrom in einer senkrechten Richtung in Bezug auf die PCB 102, die PCB 104, das Leistungssystem 130 und/oder die wärmeerzeugenden Komponenten 110 gerichtet sein. Ferner kann der primäre Luftstrom gleichzeitig auf mehrere unterschiedliche Komponenten/Schichten (wie z. B. die PCBs 102 und 104, die wärmeerzeugenden Komponenten 110, das Leistungssystem 130 und/oder die Wärmedissipationsvorrichtung 120) oder ausschließlich auf einzelne Komponenten/Schichten gerichtet sein. So kann der gleiche Luftstrom verwendet werden, um Wärme gleichzeitig von mehreren Schichten und/oder Komponenten oder einzig von einer Schicht und/oder Komponente zu kühlen oder zu dissipieren.
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Der Luftstrom kann verwendet werden, um eine Wärmedissipation zu unterstützen oder zu erhöhen. Diesbezüglich kann die Elektronikanordnung 100 Wärmeleitung und/oder einen Luftstromweg zur Wärmedissipation verwenden. Die Kombinationen von Wärmeleitung und Luftstrom zur Wärmedissipation sind zahlreich. Zur Darstellung kann die Wärmedissipationsvorrichtung 120 direkt die wärmeerzeugenden Komponenten 110 berühren, um Wärme weg von diesen Komponenten zu leiten. Gleichzeitig könnte die Wärmedissipationsvorrichtung einen Luftstrom, der auf sowohl die PCB 102 als auch die Wärmedissipationsvorrichtung 120 gerichtet ist, erzeugen oder diesem ausgesetzt werden. Dieser Luftstrom z. B. könnte verwendet werden, um die PCB 102 und die Wärmedissipationsvorrichtung 120 zu kühlen, wenn die Wärmedissipationsvorrichtung Wärme weg von den wärmeerzeugenden Komponenten 110 leitet und dissipiert. So dissipiert die gleiche Wärmedissipationsvorrichtung 120 gleichzeitig Wärme weg von den PCBs 102 und 104, den wärmeerzeugenden Komponenten 110 und dem Leistungssystem 130.
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Verschiedene unterschiedliche Elektronikkomponenten, Schichten und PCBs können in unterschiedliche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung kombiniert werden. Die 4 und 5 stellen ein derartiges exemplarisches Ausführungsbeispiel als eine Elektronikanordnung 400 dar. In dieser Figur kann die Prozessorschaltungsplatine (unter anderen elektrischen Komponenten) Prozessoren, Speicher und ASICs umfassen. Die Prozessorschaltungsplatine z. B. kann zahlreiche elektronische wärmeerzeugende Komponenten aufweisen, wie z. B. mehrere Prozessoren, eine ASIC und einen Speicher, um nur einige Beispiele zu nennen. Die Prozessorschaltungsplatine ist über ein Verbindungselement mit einer Systemplatine gekoppelt. Die Systemplatine ist sandwichartig zwischen einer Leitungsplatine und der Prozessorschaltungsplatine in einer vertikalen gestapelten Konfiguration angeordnet. Eine Thermolösung ist direkt oberhalb einer Oberfläche der Leistungsplatine positioniert, um Wärme weg von der Leistungsplatine zu dissipieren. Die Thermolösung weist eine Mehrzahl von Füßen oder Erweiterungen auf, die sich durch Durchgangslöcher in sowohl der System- als auch der Leistungsplatine hindurch erstrecken. Diese Füße berühren die Prozessoren, die ASIC und einen Speicher, um Wärme über einen direkten Wärmeaustausch von den Prozessoren, der ASIC und dem Speicher wegzuleiten und zu dissipieren. Ein Leistungsverbindungselement erstreckt sich durch einen Durchgang in der Systemplatine, um die Leistungsplatine mit der Prozessorschaltungsplatine zu verbinden. Die Leistungsplatine kann Leistungssteuerungen umfassen, die z. B. eine Leistungssteuerfunktionalität für die Leistungsplatine bereitstellen können.
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Die Wärmedissipationsvorrichtungen können einen Fernwärmeaustauscher (RHE) einsetzen. Ein RHE ermöglicht es, dass die Wärmedissipationsvorrichtung entfernt von der wärmeerzeugenden Vorrichtung (wie z. B. der PCB 104, der wärmeerzeugenden Komponenten 110 und/oder dem Leistungssystem 130) sein kann. Wärme kann z. B. von der wärmeerzeugenden Vorrichtung an einen Befestigungsblock übertragen werden, der ein Wärmerohr aufweist. Ferner kann das Wärmerohr einstückig mit dem Modul oder einem Abschnitt des Elektroniksystems (z. B. der Wärmedissipationsvorrichtung) sein und sich von dem Elektroniksystem nach Außen zu einer entfernten Wärmesenke erstrecken. Alternativ kann das Wärmerohr an einer Oberfläche des Moduls oder Systems (z. B. einer Oberfläche einer Wärmedissipationsvorrichtung) angebracht sein und sich dann zu einer entfernten Wärmesenke erstrecken. Das Wärmerohr z. B. kann ein hohles Kupferrohr sein, das ein Fluid und ein Dochtwirkungsmaterial enthält. Durch einen Vorgang von Verdampfung und Rekondensation bewegt sich Wärme durch das Wärmerohr zu einem Wärmeaustauscher, wie z. B. einer mit Rippen versehenen Wärmesenke. Ein lokalisierter Luftstrom kann zum Evakuieren der Wärme in die Umgebung verwendet werden.
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Wenn die 4 und 5 als Beispiele betrachtet werden, könnte die Thermolösung eine Kühlplatte sein und/oder eine Wärmedissipation über Wärmeröhren oder Flüssigkeiten einsetzen. Der „Ein-” und der „Aus-”Pfeil bedeuten Flüssigkeit ein bzw. Flüssigkeit aus. So kann die Thermolösung mit einer Pumpe und/oder einem Wärmeaustauscher gekoppelt sein, um eine Kühlflüssigkeit durch die Thermolösung zu zirkulieren, um eine von oder eine Kombination von PCBs, wärmeerzeugenden Komponenten, Leistungssystem, usw. zu kühlen. Die Thermolösung, die in Verbindung mit den 4 und 5 erläutert ist, kann in Verbindung mit einer oder beiden der Wärmeleitungs- und/oder Luftstromkühltechnik, die in Verbindung mit den 1 bis 3 erläutert sind, eingesetzt werden. Als ein Beispiel kann die Wärmedissipationsvorrichtung 120 der 1 bis 3 ein separates Stück oder eine Einheit auf der oberen Oberfläche 170 umfassen (wie z. B. die Thermolösung, die in Verbindung mit den 4 und 5 erläutert ist). Dieses separate Stück könnte eine Flüssigkeitskühlplatte, ein Verdampfer, ein Kühlgerät, eine Wärmesenke oder eine weitere Vorrichtung oder Technologie, die in der Technik bekannt ist, sein. So können die Ausführungsbeispiele in den 4 und 5 in Verbindung mit einem beliebigen der hierin erläuterten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden.
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Wie am besten in den 1 und 2 gezeigt ist, weist die Wärmedissipationsvorrichtung 120 ein unitäres oder einzelnes Bauteil auf. Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung können jedoch eine breite Vielzahl von Typen und eine Anzahl von Wärmedissipationsvorrichtungen einsetzen. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120 kann z. B. eine Mehrzahl einzelner separater Bauteile aufweisen. Einige Beispiele verschiedener Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit der Elektronikanordnung 100 eingesetzt werden können, sind in den 6A bis 6C gezeigt.
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Bezug nehmend auf 6A ist ein Leistungssystem 130A zwischen einer PCB 102A und einer Wärmedissipationsvorrichtung 120A angeordnet. Die PCB 102A und das Leistungssystem 130A weisen jeweils mehrere (drei gezeigt) Durchgangslöcher 150A auf. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120A weist mehrere (drei gezeigt) Erweiterungen 160A auf. Die Durchgangslöcher 150A sind geformt und dimensioniert, um die Erweiterungen 160A derart aufzunehmen, dass die Erweiterungen durch das Leistungssystem 130A und die PCB 102A gelangen können, um wärmeerzeugende Komponenten zu berühren (in 1 bis 3 gezeigt). Wie gezeigt ist, entsprechen die Anzahl, Größe und Form der Erweiterungen 160A der Anzahl, Größe und Form der Durchgangslöcher 150A. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können eine Erweiterung 160A und ein entsprechendes Durchgangsloch 150A für jede wärmeerzeugende Vorrichtung vorgesehen sein (z. B. jede wärmeerzeugende Vorrichtung 110 auf der PCB 104, in den 1 bis 3 gezeigt).
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Bezug nehmend auf 6B ist ein Leistungssystem 130E zwischen einer PCB 102B und einer Wärmedissipationsvorrichtung 120B angeordnet. Die PCB 102B und das Leistungssystem 130B weisen jeweils mehrere (vier gezeigt) Durchgangslöcher 150B auf. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120B weist mehrere (vier gezeigt) Erweiterungen 160B auf. Die Erweiterungen 160B sind von einem Körperabschnitt 180B der Wärmedissipationsvorrichtung 120B getrennt und aus demselben entfernbar. Die Durchgangslöcher 150E sind geformt und dimensioniert, um die Erweiterungen 160B derart aufzunehmen, dass die Erweiterungen durch das Leistungssystem 130B und die PCB 102B gelangen können, um wärmeerzeugende Komponenten zu berühren (in den 1 bis 3 gezeigt). Wie gezeigt ist, entsprechen die Anzahl, Größe und Form der Erweiterungen 160B der Anzahl, Größe und Form von Durchgangslöchern 150B. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können eine Erweiterung 160B und ein entsprechendes Durchgangsloch 150B für jede wärmeerzeugende Vorrichtung vorgesehen sein (z. B. jede wärmeerzeugende Vorrichtung 110 auf der PCB 104, in den 1 bis 3 gezeigt).
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Bezug nehmend auf 6C ist ein Leistungssystem 130C zwischen einer PCB 102C und einer Wärmedissipationsvorrichtung 120C angeordnet. Die PCB 102C und das Leistungssystem 130C weisen jeweils ein einzelnes Durchgangsloch 150C auf. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120C weist eine einzelne Erweiterung 160C auf. Die Erweiterung 160C könnte einstückig mit einem Körperabschnitt 180C oder von dem Körperabschnitt 180C der Wärmedissipationsvorrichtung 120C getrennt und aus demselben entfernbar sein. Das Durchgangsloch 150C ist geformt und dimensioniert, um die Erweiterung 160C derart aufzunehmen, dass die Erweiterung durch das Leistungssystem 130C und die PCB 102C laufen kann, um wärmeerzeugende Komponenten zu berühren (in den 1 bis 3 gezeigt). Wie gezeigt ist, entsprechen die Anzahl, Größe und Form der Erweiterung 160C der Anzahl, Größe und Form der Durchgangslöcher 150C. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können eine Erweiterung 160C und ein entsprechendes Durchgangsloch 150C ausreichend groß sein, um mehrere benachbarte wärmeerzeugende Vorrichtungen abzudecken (z. B. mehrere wärmeerzeugende Vorrichtungen 110 auf der PCB 104, in den 1 bis 3 gezeigt).
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Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf einen spezifische Art, eine Anzahl, Größe oder Form von Durchgangslöchern eingeschränkt. Die Durchgangslöcher können z. B. an einer Peripherie oder Kante einer PBC oder eines Leistungssystems vorgesehen sein.
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Wie die Wärmedissipationsvorrichtung hierin erläutert wird, kann dieselbe zahlreiche unterschiedliche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung aufweisen. Die 7A bis 7D stellen weitere Beispiele von Wärmedissipationsvorrichtungen dar, die in Verbindung mit der Elektronikanordnung 100 eingesetzt werden können. Diese Beispiele stellen einen einzelnen Luftstrom dar, mehrere Luftströme mit verschiedenen Richtungen befinden sich jedoch innerhalb der Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung.
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7A zeigt eine Wärmedissipationsvorrichtung 700A, die eine Mehrzahl von Öffnungen 710A aufweist. Die Öffnungen 710A erstrecken sich durch sowohl einen Basisabschnitt 720A als auch mehrere Erweiterungen 730A. Ferner können die Öffnungen 710A eine Vielzahl von Konfigurationen und/oder Formen aufweisen und umfassen Schlitze, Löcher, usw. und können aus benachbarten Stiften, Stäben, Rippen usw. gebildet sein. Die Öffnungen 710A erlauben den Durchgang eines Luftstroms (der Luftstrom ist in die Seite hinein und mit einem Kreis und „X” angezeigt) durch die Wärmedissipationsvorrichtung 700A.
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7B zeigt ein weiteres Beispiel einer Wärmedissipationsvorrichtung 700B, die eine Mehrzahl von Öffnungen 710B aufweist. Die Öffnungen erstrecken sich durch sowohl einen Basisabschnitt 720B als auch mehrere Erweiterungen 730B. Wie gezeigt ist, sind die Erweiterungen 730B getrennt von dem Basisabschnitt 720B und aus demselben entfernbar. Ferner können die Öffnungen 710B eine Vielzahl von Konfigurationen und/oder Formen aufweisen und umfassen Schlitze, Löcher, usw. und können aus benachbarten Stiften, Stäben, Rippen, usw. gebildet sein. Die Öffnungen 710B erlauben den Durchgang eines Luftstroms (der Luftstrom ist in die Seite hinein und mit einem Kreis und „X” angezeigt) durch die Wärmedissipationsvorrichtung 700B.
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7C zeigt ein weiteres Beispiel einer Wärmedissipationsvorrichtung 700C, die eine Mehrzahl von Öffnungen 710C aufweist. Erweiterungen 730C erstrecken sich von einem Basisabschnitt 720C nach oben. Ferner können die Öffnungen 710C eine Vielzahl von Konfigurationen und/oder Formen aufweisen und umfassen Schlitze, Löcher, usw. und können aus benachbarten Stiften, Stäben, Rippen, usw. gebildet sein. Die Öffnungen 710C ermöglichen den Durchgang eines Luftstroms (der Luftstrom ist in die Seite hinein und mit einem Kreis und „X” angezeigt) durch die Wärmedissipationsvorrichtung 700C.
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7D zeigt ein weiteres Beispiel einer Wärmedissipationsvorrichtung 700D, die eine Mehrzahl von Öffnungen 710D aufweist. Erweiterungen 730D sind getrennt von einem Basisabschnitt 720D und aus demselben entfernbar. Diese Erweiterungen 730D erstrecken sich durch Löcher oder Öffnungen 740D in dem Basisabschnitt 720D. Die Öffnungen 710D können eine Vielzahl von Konfigurationen und/oder Formen aufweisen und umfassen Schlitze, Löcher, usw. und können aus benachbarten Stiften, Stäben, Rippen, usw. gebildet sein. Die Öffnungen 710D erlauben den Durchgang eines Luftstroms (der Luftstrom ist in die Seite hinein und mit einem Kreis und „X” angezeigt) durch die Wärmedissipationsvorrichtung 700D.
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Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung können eine modulare verbindende Architektur einsetzen. Wenn eine bestimmte Elektronikkomponenten (einschließlich PCBs) oder eine Vorrichtung ausfällt oder anderweitig ausgetauscht werden muss, kann die Elektronikkomponente aus dem Modul oder der Elektronikanordnung entfernt werden und durch eine neue und/oder unterschiedliche Komponente ersetzt werden. So können die Elektronikanordnungen mit standardisierten Elektronikkomponenten und/oder Abmessungen aufgebaut werden, um eine Flexibilität und Vielzahl an Verwendung und Austausch von Komponenten zu ermöglichen. Unter Betrachtung der 4 und 5 als ein Beispiel kann, wenn die Thermolösung ausfällt oder ausgetauscht werden muss, die Thermolösung getrennt von der Leistungsplatine und/oder aus derselben entfernt werden. Danach kann eine neue und/oder unterschiedliche Thermolösung mit der Leistungsplatine verbunden werden. Als ein weiteres Beispiel kann, wenn die Leistungsplatine ausfällt oder ausgetauscht werden muss, die Leistungsplatine von dem Leistungsverbindungselement getrennt oder entkoppelt und aus der Elektronikanordnung 400 entfernt werden, während die Prozessorschaltungsplatine und die Systemplatine mechanisch verbunden bleiben. Eine neue und/oder unterschiedliche Leistungsschaltungsplatine kann danach mit dem Leistungsverbindungselement verbunden und mit der Elektronikanordnung 400 verwendet werden. So können teure wärmeerzeugende Komponenten (wie z. B. Prozessoren, Speicher, ASICs, usw.) unverändert bleiben und müssen nicht entfernt oder ausgetauscht werden.
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Wie der Ausdruck „Modul” hierin verwendet wird, bedeutet er eine Einheit, einen Baustein oder eine Funktionsanordnung von Elektronikkomponenten zur Verwendung mit anderen Elektronikanordnungen oder Elektronikkomponenten. Ein Modul könnte eine unabhängig betreibbare Einheit sein, die Teil einer gesamten oder größeren Elektronikstruktur oder -vorrichtung ist. Ferner könnte das Modul unabhängig verbindbar und unabhängig aus der gesamten oder größeren Elektronikstruktur entfernbar sein.
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Die Konfiguration oder Anordnung von Elektronikkomponenten, Schichten und/oder Modulen, die in den Figuren gezeigt sind, spart Gewicht, Raum und Kosten, da die Komponenten und/oder Schichten effizient beabstandet sind und keine zusätzlichen Wärmedissipationsvorrichtungen benötigt werden. Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung können z. B. eine Vielzahl von Modulen einsetzen. Unter Betrachtung der 1 bis 3 kann die PCB 104 ein Prozessormodul sein, das wärmeerzeugende Komponenten 110 umfasst (wie z. B. mehrere separate Prozessoren, eine ASIC und einen Speicher, alle auf der gleichen Platine oder Karte). Als weiteres Beispiel kann das Leistungssystem 130 ein Leistungssystemmodul bilden. Das Leistungssystemmodul kann vertikal gestapelt und über ein Verbindungselement 140 mit der PCB 104 verbunden oder gekoppelt sein. Die Wärmedissipationsvorrichtung 120 kann auf einer Oberfläche des Leistungssystems 130 angeordnet sein. Zusammen bilden das Leistungssystemmodul, das Verbindungselement, das Prozessormodul und die Wärmedissipationsvorrichtung ein Prozessor-/Leistungsmodul, das entfernbar mit z. B. der PCB 102 verbunden werden kann. Die 2 und 3 zeigen z. B. ein derartiges Prozessor-/Leistungsmodul, das über Verbindungselemente 106A und 106E mit der PCB 102 verbunden ist. Ferner kann das Leistungssystem 130 eine Leistungsquelle bereitstellen, die proximal nahe an der Last (z. B. der PCB 104) ist, um ein Rauschen zu minimieren und eine Schrittlastleistung zu optimieren.
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Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Prozessor-/Leistungsmodul zwei Hälften aufweisen, die mechanisch und elektrisch verbunden oder miteinander gekoppelt sind. Eine erste Hälfte umfasst das Leistungssystemmodul. Das Leistungssystemmodul kann das Leistungssystem 130 mit oder ohne die Wärmedissipationsvorrichtung 120 umfassen. Eine zweite Hälfte umfasst das Prozessormodul. Das Prozessormodul umfasst die wärmeerzeugenden Komponenten 110. Um das Prozessor-/Leistungsmodul zusammenzubauen, wird die erste Hälfte (d. h. das Leistungssystemmodul) mit einer ersten Seite der PCB 102 gekoppelt oder verbunden. Eine zweite Hälfte (d. h. das Prozessormodul) wird mit einer zweiten Seite (gegenüber der ersten Seite) der PCB 102 gekoppelt oder verbunden. Verschiedene Verbindungselemente können verwendet werden, um die erste und die zweite Hälfte mit der PCB 102 zu koppeln. Wie am Besten in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist die PCB 102 sandwichartig zwischen dem Prozessor-/Leistungsmodul angeordnet. Ferner sind, wie gezeigt ist, wenn das Prozessor-/Leistungsmodul zusammengebaut ist, die wärmeerzeugenden Komponenten 110 innerhalb eines Gehäuses des Moduls selbst positioniert. Diese Konfiguration erhöht die Packungsdichte des Moduls.
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Das Prozessor-/Leistungsmodul kann verschiedene Konfigurationen aufweisen. Zu Darstellungszwecken (wie in den 1 bis 3 gezeigt ist) weist das Prozessor-/Leistungsmodul eine allgemeine rechteckige Konfiguration auf. Eine obere Oberfläche ist aus einer Außenoberfläche der PCB 104 gebildet und eine untere Oberfläche ist aus einer Außenoberfläche der Wärmedissipationsvorrichtung 120 gebildet. Das Verbindungselement 140 bildet ein Ende des Moduls, während die Verbindungselemente 106A, 106E und ein Endabschnitt der Wärmedissipationsvorrichtung 120 ein weiteres Ende des Moduls bilden.
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Um eine Modularität innerhalb der Elektronikanordnung zu ermöglichen, können verschiedene entfernbare Verbindungen zwischen Elektronikkomponenten eingesetzt werden. Beispielhaft umfassen derartige Verbindungen Anschlussbereichsgitterarrays (LGAs), Anschlussstiftgitterarrays (PGAs), Stecker (z. B. männlich), Sockel (z. B. weiblich), Anschlussstifte, Verbindungselemente, Löten oder weitere entfernbare oder trennbare Anbringungen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
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Ein Modul kann eine Vielzahl unterschiedlicher Wärmeaustausch- oder Wärmeübertragungsschnittstellen umfassen (wie z. B. die Schnittstelle zwischen zwei Wärmedissipationsvorrichtungen oder die Schnittstelle zwischen einer Wärmedissipations- und einer PCB oder einer wärmeerzeugenden Komponente). Diese Schnittstellen können angepasst sein, um eine Wärmeleitung oder einen Wärmeaustausch zu verbessern. Die Schnittstellen können z. B. leitfähige Harze, Bänder, Haftmittel, Zwischenraumanschlussflächen, Schmiermittel oder jede andere Vorrichtung oder Komponente umfassen, die eine Wärmeleitung ermöglicht oder verbessert.
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Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung können in einer breiten Vielzahl unterschiedlicher Verfahren und Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung können z. B. Ausführungsbeispiele nutzen, die in der US-Patentanmeldung Seriennummer 10/600,837, eingereicht am 15. März 2004, mit dem Titel „Multi-Processor Modul” gelehrt sind und hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind. Als weiteres Beispiel kann ein exemplarisches Verfahren ein Verbinden mehrerer wärmeerzeugender Komponenten mit einer ersten Schaltungsplatine aufweisen. Die wärmeerzeugenden Komponenten können mehrere separate Prozessoren (z. B. Prozessoren, die auf separaten Chips gebildet sind), ASICs, Speicher und weitere Vorrichtungen umfassen. Ein Leistungssystem kann in einer vertikalen gestapelten Konfiguration mit der ersten Schaltungsplatine verbunden sein. Eines oder mehrere Leistungsverbindungselemente können das Leistungssystem mit der ersten Schaltungsplatine koppeln. Eine Wärmedissipationsvorrichtung ist oberhalb oder entlang einer Oberfläche des Leistungssystems angeordnet. Die Wärmedissipationsvorrichtung dissipiert Wärme thermisch weg von sowohl der ersten Schaltungsplatine (einschließlich der wärmeerzeugenden Komponenten) als auch dem Leistungssystem. Die Wärmedissipationsvorrichtung kann gleichzeitig Wärme (z. B. über einen Direktwärmeaustausch) von sowohl der ersten Schaltungsplatine (einschließlich der wärmeerzeugenden Komponenten) als auch dem Leistungssystem dissipieren. Zusätzlich kann die Wärmedissipationsvorrichtung einen Strom von Luft in einem Luftstromweg aufweisen, verwenden oder erzeugen. Der Luftstromweg kann auf eines von oder jede Kombination der ersten Schaltungsplatine, des Leistungssystems, der Wärmedissipationsvorrichtung und/oder der wärmeerzeugenden Komponenten gerichtet sein. Zusammen bilden das Leistungssystem, die erste Schaltungsplatine, die Wärmedissipationsvorrichtung und wärmeerzeugende Komponenten ein Prozessor-/Leistungsmodul. Dieses Modul kann mit einer zweiten Schaltungsplatine (wie z. B. einer Systemplatine oder Hauptplatine) verbunden und z. B. in einer vertikal gestapelten Konfiguration angeordnet sein. Eine erste Hälfte des Prozessor-/Leistungsmoduls z. B. kann mit einer Seite der zweiten Schaltungsplatine verbunden oder gekoppelt sein und eine zweite Hälfte des Prozessor-/Leistungsmoduls kann mit einer zweiten Seite (gegenüber der ersten Seite) der zweiten Schaltungsplatine verbunden oder gekoppelt sein. Das Prozessor-/Leistungsmodul ist entfernbar mit der zweiten Schaltungsplatine verbindbar. Die Komponenten innerhalb des Prozessor-/Leistungsmoduls (wie z. B. die Wärmedissipationsvorrichtung, die PCB, die Prozessoren, der Speicher, die ASIC und/oder das Leistungssystem) können einzeln oder zusammen repariert oder ausgetauscht werden. Das überarbeitete Leistungs-/Prozessormodul kann dann wieder mit der zweiten Schaltungsplatine verbunden werden.
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Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird erkennen, dass eine Erläuterung verschiedener Verfahren nicht als Schritte aufgefasst werden soll, die in einer bestimmten Reihenfolge ablaufen müssen. Zusätzliche Schritte könnten hinzugefügt werden, einige Schritte entfernt oder die Reihenfolge der Schritte verändert oder anderweitig geändert werden.
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Während die Erfindung in Bezug auf eine eingeschränkte Anzahl von Ausführungsbeispielen offenbart wurde, werden Fachleute auf diesem Gebiet nach einem Lesen dieser Beschreibung zahlreiche Modifizierungen und Variationen erkennen. Es ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche derartige Modifizierungen und Variationen abdecken und in die wahre Wesensart und den wahren Schutzbereich der Erfindung fallen.
