DE112005003082T5

DE112005003082T5 - System zur Kühlung einer Mehrzahl von elektrischen Komponenten

Info

Publication number: DE112005003082T5
Application number: DE112005003082T
Authority: DE
Inventors: Barrett Olympia FANEUF; Tomm Olympia Aldridge
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-10-04
Also published as: CN101077041B; WO2006063277A2; CN101077041A; US7149086B2; US20150170233A1; TWI308049B; TW200626059A; US20060126294A1; WO2006063277A3

Abstract

System, welches folgendes umfaßt:
eine Kühlvorrichtung, die eine erste und eine zweite Kontaktfläche umfaßt, um Wärme auf ein Kühlmittel zu übertragen;
eine erste elektrische Komponente, welche gekoppelt ist, um Wärme auf die erste Kontaktfläche zu übertragen; und
eine zweite elektrische Komponente, welche gekoppelt ist, um Wärme auf die zweite Kontaktfläche zu übertragen.

Description

HINTERGRUND
Elektrische Vorrichtungen, wie etwa Computer, umfassen mehrere elektrische Komponenten (z. B. Prozessoren, Spannungsregler und/oder Speichervorrichtungen). Elektrische Komponenten strahlen üblicherweise ungenutzte elektrische Energie als Wärme ab, was die elektrischen Komponenten und/oder ihre Umgebung (z. B. andere elektrische Komponenten und/oder strukturelle Komponenten, wie etwa Verkleidungen, Gehäuse und/oder elektrische Verbindungen) beschädigen kann. Verschiedene Mittel, wie etwa Kühlkörper und Wärmeleitungen, sind verwendet worden, um Wärme von elektrischen Komponenten und ihrer Umgebung zu begrenzen und/oder zu entfernen.
Indem elektrische Vorrichtungen, wie etwa Personal-Digital-Assistant-Vorrichtungen (PDA) und sogar Computerserver jedoch in der Größe verringert werden, werden Raumbeschränkungen zu limitierenden Designfaktoren. Herkömmliche Wärmeverringerungsvorrichtungen nehmen beispielsweise beträchtliche Mengen an Raum innerhalb von elektrischen Vorrichtungen ein. Wenn diese elektrischen Vorrichtungen an Prozessorgeschwindigkeit und -leistung zunehmen, erzeugen ihre Komponenten sogar noch mehr Wärme, die entfernt werden muß. Herkömmliche Wärmeverringerungsvorrichtungen sind möglicherweise nicht geeignet, angemessene Mengen an Wärme von elektrischen Komponenten zu entfernen, insbesondere wenn Raum ein Problem darstellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems, nach einigen Ausführungen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Systems, nach einigen Ausführungen.
3 ist eine perspektivische Montageansicht eines Systems, nach einigen Ausführungen.
4 ist eine perspektivische Montageansicht eines Systems, nach einigen Ausführungen.
5 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Systems, nach einigen Ausführungen.
6 ist eine Seitenansicht eines Systems, nach einigen Ausführungen.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems, nach einigen Ausführungen.
8 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Systems, nach einigen Ausführungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Mit Bezug anfangs auf 1, wird ein Blockdiagramm eines Systems 100 nach einigen Ausführungen gezeigt. Das System 100 kann, nach einigen Ausführungen, eine Kühlvorrichtung 110 umfassen. Die Kühlvorrichtung 110 kann eine erste und zweite Kontaktfläche (nicht gezeigt in 1) umfassen, um Wärme auf ein Kühlmittel (nicht gezeigt) zu übertragen. Die erste Kontaktfläche der Kühlvorrichtung 110 kann beispielsweise an eine erste elektrische Komponente 130 gekoppelt sein, und die zweite Kontaktfläche kann an eine zweite elektrische Komponente 140 gekoppelt sein. In einigen Ausführungen kann das System 100 weniger oder mehr Komponenten umfassen, als in 1 gezeigt sind. Die verschiedenen hier beschriebenen Systeme sind nur zur Verwendung als Erläuterung, nicht jedoch als Beschränkung, der beschriebenen Ausführungen dargestellt. Andere Arten, Layouts, Mengenangaben und Konfigurationen jedes der hier beschriebenen Systeme können verwendet werden, ohne von dem Schutzumfang einiger der Ausführungen abzuweichen.
Nach einigen Ausführungen kann das System 100 ein Computer und/oder eine andere elektrische Vorrichtung sein oder diese umfassen. Die elektrischen Komponenten 130, 140 können beispielsweise jede Art oder Konfiguration von elektrischen Komponenten sein, die bekannt sind oder werden. In einigen Ausführungen können jede der elektrischen Komponenten 130, 140 oder beide einen oder mehrere Prozessoren, Spannungsregelmodul(VRM)-Vorrichtungen, Speichervorrichtungen und/oder andere elektrischen Komponenten umfassen. Die erste elektrische Komponente 130 kann beispielsweise ein Mikroprozessor sein und/oder die zweite elektrische Komponente 140 kann eine VRM-Vorrichtung sein (d. h., sie regelt die Spannungszufuhr an den Mikroprozessor 130).
In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 110 die beiden elektrischen Komponenten 130, 140 kühlen. Die Kühlvorrichtung 110 kann beispielsweise gleichzeitig Wärme von den beiden elektrischen Komponenten 130, 140 entfernen. Nach einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 110 mit jeder der elektrischen Komponenten 130, 140 gekoppelt sein, so daß Wärme von den elektrischen Komponenten 130, 140 durch die Kühlvorrichtung 110 entfernt werden kann. Die Kühlvorrichtung 110 kann beispielsweise zwischen den beiden elektrischen Komponenten 130, 140 angeordnet sein und/oder anderweitig zwei oder mehr Seiten und/oder Oberflächen der Kühlvorrichtung 110 verwenden, um Wärme von den elektrischen Komponenten 130, 140 zu entfernen. Auf eine solche Art kann beispielsweise eine einzelne Kühlvorrichtung 110 verwendet werden, um mehrere elektrische Komponenten 130, 140 zu kühlen.
Die Kühlvorrichtung 110 kann jede Art oder Konfiguration von Kühlvorrichtung sein oder umfassen, die bekannt oder praktikabel ist oder wird. Die Kühlvorrichtung 110 kann beispielsweise eine beliebige Anzahl von Kühltechniken anwenden, um Wärme von den zwei elektrischen Komponenten 130, 140 zu entfernen. In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 110 beispielsweise ein Schleifen-Thermosiphon und/oder andere Kühlkomponenten und/oder Vorrichtungen, wie etwa Kühlkörper, Wärmeleitungen und/oder thermoelektrische Kühlkomponenten, umfassen. Nach einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 110 ein Schleifen-Thermosiphon sein, das zwei oder mehr Seiten verwendet, um die beiden elektrischen Komponenten 130, 140 zu kühlen.
Mit detaillierterem Bezug auf 2 wird ein Blockdiagramm eines Systems 200 nach einigen Ausführungen gezeigt. In einigen Ausführungen kann das System 200 ähnlich wie das System 100 sein, wie es im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist. Das System 200 kann, nach einigen Ausführungen, eine Kühlvorrichtung 210, eine erste elektrische Komponente 230, eine zweite elektrische Komponente 240, einen Kondensator 250 und/oder einen Kühlmechanismus 260 aufweisen. Nach einigen Ausführungen können die Komponenten 210, 230, 240 des Systems 200 ähnlich in der Konfiguration und/oder Funktionalität zu den ähnlich bezeichneten Komponenten sein, die im Zusammenhang mit 1 beschrieben sind. In einigen Ausführungen können weniger oder mehr Komponenten, als in 2 gezeigt sind, in dem System 200 umfaßt sein.
Das System 200 kann, nach einigen Ausführungen, eine Computervorrichtung, wie etwa ein Personalcomputer (PC) oder ein Computerserver, sein oder umfassen. Die erste elektrische Komponente 230 kann beispielsweise ein Mikroprozessor sein oder umfassen und/oder die zweite elektrische Komponente 240 kann eine VRM-Vorrichtung (und oder ein zweiter Prozessor) sein oder umfassen. Nach einigen Ausführungen kann jede der elektrischen Komponenten 230, 240 Wärme erzeugen. In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 210 einige oder im wesentlichen die gesamte Wärme empfangen, die von den elektrischen Komponenten 230, 240 erzeugt wird. Die Kühlvorrichtung 210 kann beispielsweise zwei oder mehr Kontaktflächen umfassen (z. B. die Seiten der Kühlvorrichtung 210, die an die elektrischen Komponenten 230, 240 angrenzen), um Wärme von den elektrischen Komponenten 230, 240 zu empfangen. In einigen Ausführungen kann die Wärme über Wärmeleitung (z. B. Wärmeleitung durch Luft, eine andere Flüssigkeit und/oder die Kontaktflächen) empfangen werden.
Zum Beispiel können die elektrischen Komponenten 230, 240 Wärme erzeugen (z. B. dargestellt durch die gewellten gerichteten Linien in 2), die durch die Kontaktflächen der Kühlvorrichtung 210 geleitet wird, die beispielsweise mit den elektrischen Komponenten 230, 240 gekoppelt, befestigt und/oder ans sie angrenzend sind. Die Kontaktflächen können beispielsweise physisch und/oder thermisch gekoppelt sein, um Wärme von den elektrischen Komponenten 230, 240 zu empfangen. In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 210 eine Verdampfungskammer sein oder umfassen, welche die Wärme von den Kontaktflächen empfängt. Innerhalb der Verdampfungskammer (z. B. in einer Verdampfungshöhlung) kann ein Kühlmittel, wie etwa ein Arbeitsmittel (z. B. Wasser), gesiedet werden und/oder anderweitig einen Phasenübergang (z. B. von einer Flüssigkeit zu einem Gas oder Dampf) durchlaufen, in Antwort auf die empfangene Wärme. Nach einigen Ausführungen kann das erwärmte und/oder phasenveränderte Arbeitsmittel zu dem Kondensator 250 fortschreiten (z. B. über einen Kanal und/oder anderen Pfad).
Der Kondensator 250 kann beispielsweise eine Vorrichtung sein oder umfassen, die konfiguriert ist, um Wärme von dem Arbeitsmittel zu entfernen und/oder anderweitig das Arbeitsmittel zurück zu seiner ursprünglichen Phase (z. B. eine Flüssigkeit) zu verwandeln. In einigen Ausführungen kann der Kondensator 250 an einem kühleren Ort angeordnet sein, als derjenige der Kühlvorrichtung 210 (und/oder ihrer Verdampfungskammer). Der Kondensator 250 kann beispielsweise einer Kühlung durch den Kühlmechanismus 260 unterworfen sein. Nach einigen Ausführungen kann der Kühlmechanismus 260 jede Art oder Konfiguration von Kühlobjekt, -vorrchtung und/oder -system sein oder umfassen, das bekannt oder praktikabel ist oder wird. Der Kühlmechanismus 260 kann beispielsweise ein kühler Ort sein (z. B. relativ zu der Temperatur des erwärmten und/oder phasenveränderten Arbeitsmittels), eine thermoelektrische Kühlvorrichtung, eine Kühlfläche, ein Kühlkörper und/oder ein Ventilator.
In einigen Ausführungen kann der Kondensator 250 und/oder der Kühlmechanismus 260 bewirken, daß das Arbeitsmittel gekühlt und/oder zu der ursprünglichen Phase zurück verwandelt wird. Das Arbeitsmittel kann dann beispielsweise zurück zu der Kühlvorrichtung 210 laufen (z. B. über einen Kanal und/oder anderen Pfad). Sobald das gekühlte Arbeitsmittel zu der Kühlvorrichtung 210 zurück befördert ist, kann das Arbeitsmittel wieder erwärmt werden und/oder sich einem Phasenübergang unterziehen, um mit der Kühlung der elektrischen Komponenten 230, 240 fortzufahren. Die Kühlvorrichtung 210 und/oder der Kondensator 250 können beispielsweise ein einzelnes Schleifen-Thermosiphon umfassen, welches konfiguriert ist, um die beiden elektrischen Komponenten 230, 240 zu kühlen. Herkömmliche Kühl-Lösungen benötigen im Gegensatz dazu mehrere Kühl-Vorrichtungen 210 und/oder andere komplizierte und/oder teure Kühlstrategien, um die beiden der elektrischen Komponenten 230, 240 zu kühlen.
Betrachtet man nun die 3, so wird eine perspektivische Montageansicht des Systems 300 nach einigen Ausführungen gezeigt. In einigen Ausführungen kann das System 300 ähnlich sein wie die Systeme 100, 200, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1 und/oder 2 beschrieben sind. Das System 300 kann, nach einigen Ausführungen, eine Kühlvorrichtung 310 umfassen. Die Kühlvorrichtung 310 kann beispielsweise eine Verdampfungskammer 312, eine Verdampfungshöhlung 314, eine erste Kontaktfläche 316 und/oder eine zweite Kontaktfläche 318 umfassen. In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 310 weiter einen ersten Kanal 320, einen zweiten Kanal 322 und/oder eine Anti-Bruch-Vorrichtung 324 umfassen. Nach einigen Ausführungen können die Komponenten 310, 312, 316, 318, 320, 322 von dem System 300 ähnlich in der Konfiguration und/oder Funktionalität zu den ähnlich bezeichneten Komponenten sein, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1 und/oder 2 beschrieben sind. In einigen Ausführungen können weniger oder mehr Komponenten, als in 3 gezeigt sind, in dem System 300 vorgesehen sein.
In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 310 in der Lage sein, zwei oder mehr elektrische Komponenten (in 3 nicht gezeigt) zu kühlen. Die erste Kontaktfläche 316 kann beispielsweise gekoppelt sein, um Wärme von einer elektrischen Komponente empfangen und/oder die zweite Kontaktfläche 318 kann gekoppelt sein, um Wärme von einer anderen elektrischen Komponente zu empfangen. Die Kontaktflächen 316, 318 können, nach einigen Ausführungen, aus einem oder mehreren Materialien konstruiert werden, die geeignet sind, Wärme zu übertragen. Die Kontaktflächen 316, 318 können beispielsweise aus Kupfer und/oder im wesentlichen aus Kupfer konstruiert werden, um den Wärmetransfer von den elektrischen Vorrichtungen zu der Verdampfungskammer 312 zu fördern.
Nach einigen Ausführungen können die Kontaktflächen 316, 318 an der Verdampfungskammer 312 angebracht, befestigt und/oder anderweitig gekoppelt sein. Wie in 3 gezeigt ist, können die Kontaktflächen 316, 318 beispielsweise gegenüberliegende Seiten der Verdampfungskammer 312 umfassen. Das Anbringen der Kontaktflächen 316, 318 an die Verdampfungskammer 312 kann beispielsweise die eingeschlossene Verdampfungshöhlung 314 definieren. In einigen Ausführungen kann die Verdampfungshöhlung 314 ein Kühlmittel einschließen, welches beispielsweise ein oder mehrere Arbeitsmittel umfassen kann. Die Wärme, die von den Kontaktflächen 316, 318 in die Verdampfungshöhlung 314 übertragen wird, kann, nach einigen Ausführungen, das Arbeitsmittel erwärmen.
In einigen Ausführungen kann die Verdampfungshöhlung 314 mit einem Druck hergestellt werden, der das Sieden und/oder einen Phasenübergang des Arbeitsmittels ermöglicht. Der Druck innerhalb der Verdampfungshöhlung 314 kann beispielsweise so bestimmt werden, daß der Siedepunkt des Arbeitsmittels niedriger als die erwartete Arbeitstemperatur der elektrischen Komponenten ist. Mit anderen Worten kann der Druck so festgesetzt werden, daß die Wärme, welche von den elektrischen Komponenten (und z. B. über die Kontaktflächen 316, 318) empfangen wird, das Arbeitsmittel veranlaßt, zu sieden und/oder sich einem Phasenübergang zu unterziehen. Das Arbeitsmittel kann dann beispielsweise die Verdampfungshöhlung 314 über den ersten Kanal 320 verlassen. Der erste Kanal 320 kann, nach einigen Ausführungen, ein Rohr, eine Rohrleitung und/oder ein anderer Pfad zum Transportieren und/oder Evakuieren des erwärmten Arbeitsmittels sein. In einigen Ausführungen kann das erwärmte Arbeitsmittel zu einem Kondensator übertragen werden, wie etwa dem Kondensator 250, der im Zusammenhang mit 2 beschrieben ist.
Nach einigen Ausführungen kann das Arbeitsmittel gekühlt, kondensiert und/oder anderweitig zurück zu der ursprünglichen Phase umgewandelt werden. Das Arbeitsmittel kann dann beispielsweise zurück zu der Verdampfungshöhlung 314 über den zweiten Kanal 322 wandern. In einigen Ausführungen kann der erste Kanal 320 orientiert und/oder konfiguriert werden, um die Evakuierung von Gas, Dampf und/oder Wasserdampf aus der Verdampfungshöhlung 314 zu erleichtern. Der zweite Kanal 322 kann auch oder alternativ orientiert und/oder konfiguriert sein, um die Rückkehr der Flüssigkeit zu der Verdampfungshöhlung 314 zu erleichtern. In dem Fall, in dem das Arbeitsmittel Wasser ist, kann beispielsweise der erste Kanal Wasserdampf aus der Verdampfungshöhlung 314 evakuieren, während der zweite Kanal flüssiges Wasser zu der Verdampfungshöhlung 314 zurückführen kann.
In einigen Ausführungen kann, wie etwa in dem Fall, in dem die Verdampfungshöhlung 314 auf einem bestimmten Druck gehalten wird, um den Phasenübergang des Arbeitsmittels zu erleichtern, die Verdampfungskammer 312 die Anti-Bruch-Vorrichtung 324 umfassen. Die Anti-Bruch-Vorrichtung 324 kann beispielsweise eine Vorrichtung und/oder ein Objekt sein, das im wesentlichen den Zusammenbruch der Verdampfungskammer 312 verhindert. In dem Fall, in dem die Verdampfungshöhlung 314 auf einen niedrigeren Druck festgesetzt ist als derjenige der Außenumgebung der Verdampfungshöhlung 314, kann die Anti-Bruch-Vorrichtung 324 beispielsweise im wesentlichen verhindern, daß der Druckunterschied die Verdampfungskammer 312 beschädigt, kollabieren läßt, implodieren läßt und/oder anderweitig beschädigt.
Die Verdampfungskammer 312 (und oder die Kontaktflächen 316, 318) und/oder die Verdampfungshöhlung 314 können, nach einigen Ausführungen, auch oder alternativ eine oder mehrere Siedehilfen (nicht gezeigt) umfassen. Die Kontaktflächen 316, 318 und/oder die Innenflächen der Verdampfungskammer 312 (z. B. die strukturellen Begrenzungen der Verdampfungshöhlung 314) können beispielsweise gesintertes Grobpulver, verfilzte Fadenstrukturen, gefräste Gräben, aufgerauhte Oberflächen, Dochtoberflächen, andere Verbesserungen und/oder jede Kombination davon umfassen. Die Siedehilfen können in einigen Ausführungen den Phasenübergang des Arbeitsmittels erleichtern, so daß sogar bei relativ niedrigen Temperaturen (z. B. von den elektrischen Komponenten) die Kühlvorrichtung 310 fähig sein kann, Wärme von den elektrischen Komponenten zu entfernen.
Nun Bezug nehmend auf 4, wird eine perspektivische Montageansicht eines Systems 400 nach einigen Ausführungen gezeigt. In einigen Ausführungen kann das System 400 ähnlich sein wie die Systeme 100, 200, 300, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2 und/oder 3 beschrieben sind. Das System 400 kann, nach einigen Ausführungen, eine Kühlvorrichtung 410 umfassen. Die Kühlvorrichtung 410 kann beispielsweise eine Verdampfungskammer 412, eine erste Kontaktfläche 416 und/oder eine zweite Kontaktfläche 418 umfassen. In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 410 weiter einen ersten Kanal 420 und/oder einen zweiten Kanal 422 umfassen. Das System 400 kann auch oder alternativ eine erste elektrische Komponente 430, eine Tochterplatine 432, elektrische Verbindungen 434 und/oder eine zweite elektrische Komponente 440 umfassen.
Die erste elektrische Komponente 430 kann beispielsweise unterhalb und/oder auf der Rückseite der Tochterplatine 432 angeordnet sein (z. B. an der Seite der Tochterplatine 432, die am nächsten an der Kühlvorrichtung 410 liegt). In einigen Ausführungen kann das System 400 auch eine Hauptplatine 442 und/oder Paßflächen 444 umfassen. Nach einigen Ausführungen können die Komponenten 410, 412, 416, 418, 420, 422, 430, 440 des Systems 400 ähnlich in der Konfiguration und/oder Funktionalität zu den ähnlich bezeichneten Komponenten sein, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2 und/oder 3 beschrieben sind. In einigen Ausführungen können weniger oder mehr Komponenten, als in 4 gezeigt sind, in dem System 400 umfaßt sein.
Nach einigen Ausführungen kann die erste elektrische Komponente 430 eine VRM-Vorrichtung sein oder umfassen, welche die Zufuhr von Leistung an die zweite elektrische Komponente 440 regelt. Die zweite elektrische Komponente 440 kann beispielsweise ein Prozessor sein oder ihn umfassen. In einigen Ausführungen (wie etwa die, welche in 4 gezeigt ist) kann die erste elektrische Komponente 430 auf einer Tochterplatine 432 angeordnet sein und/oder diese anderweitig umfassen, die mit der Hauptplatine 442 über die elektrischen Verbindungen 434 verbunden ist. In einigen Ausführungen können die elektrischen Verbindungen 434 (z. B. mechanisch und/oder elektrisch) an die Hauptplatine 442 über die Paßflächen 444 gekoppelt sein. Nach einigen Ausführungen können die elektrischen Verbindungen 434 die Kühlung der elektrischen Komponenten 430, 440 erleichtern.
Die elektrischen Verbindungen 434 können beispielsweise als Abstandhalter und/oder Verbindungsstütze konfiguriert sein, was es erlaubt, daß die Kühlvorrichtung 410 zwischen der ersten elektrischen Komponente 430 (und oder der zugehörigen Tochterplatine 432) und der zweiten elektrischen Komponente 440 (und/oder der Hauptplatine 442) positioniert wird. In dem Fall, in dem die erste Kontaktfläche 416 der Kühlvorrichtung 410 mit der ersten elektrischen Komponente 430 gekoppelt ist und die zweite Kontaktfläche 418 mit der zweiten elektrischen Komponente 440 gekoppelt ist, kann beispielsweise die Kühlvorrichtung 410 zwischen den elektrischen Komponenten 430, 440 positioniert werden, um gleichzeitig beide elektrischen Komponenten 430, 440 zu kühlen. Eine solche Konfiguration kann beispielsweise Raumbeschränkungen auf der Hauptplatine 442 verringern, indem sie erlaubt, daß die zweite elektrische Komponente 430 von der Hauptplatine 442 weg und auf die Tochterplatine 432 bewegt wird (was die typische Anordnung der zweiten elektrischen Komponente 430 wäre). Nach einigen Ausführungen kann Raum auch oder alternativ innerhalb des Systems 400 gespart werden, indem beide elektrischen Komponenten 430, 440 mit der einzelnen Kühlvorrichtung 410 gekühlt werden.
In einigen Ausführungen kann das System 400 so montiert werden, daß die erste und die zweite Kontaktfläche 416, 418 der Kühlvorrichtung 410 in Kontakt mit der ersten bzw. der zweiten elektrischen Komponente 430, 440 liegen. Wärme, die von den elektrischen Komponenten 430, 440 erzeugt wird, kann beispielsweise durch die Kontaktflächen 416, 418 und in die Verdampfungskammer 412 der Kühlvorrichtung 410 übertragen werden. Die Wärme, die von den elektrischen Komponenten 430, 440 in die Verdampfungskammer 412 übertragen werden kann, nach einigen Ausführungen, einen Phasenübergang von einem Kühlmittel, wie etwa einem Arbeitsmittel, innerhalb der Verdampfungskammer 412 bewirken. Das Arbeitsmittel kann beispielsweise in ein Gas umgewandelt werden, das über den ersten Kanal 420 aus der Verdampfungskammer 412 evakuiert wird. Das Arbeitsmittel kann dann, nach einigen Ausführungen, zurück in eine Flüssigkeit umgewandelt werden (z.B. durch einen Kondensator und/oder eine andere Vorrichtung und/oder Mechanismus) und in die Verdampfungskammer 412 über den zweiten Kanal 422 zurückgeführt werden. Auf eine solche Art kann beispielsweise die Kühlvorrichtung 410 als ein Schleifen-Thermosiphon wirken, das fähig ist, Wärme von beiden elektrischen Komponenten 430, 440 zu entfernen.
Wendet man sich nun 5 zu, so wird eine perspektivische Schnittansicht eines Systems 500 nach einigen Ausführungen gezeigt. In einigen Ausführungen kann das System 500 ähnlich sein wie die Systeme 100, 200, 300, 400, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3 und/oder 4 beschrieben sind. Das System 500 kann, nach einigen Ausführungen, eine Kühlvorrichtung 510 umfassen. Die Kühlvorrichtung 510 kann beispielsweise eine Verdampfungskammer 512, eine erste Kontaktfläche 516, eine zweite Kontaktfläche 518, einen ersten Kanal 520 und/oder einen zweiten Kanal 522 umfassen. Das System 500 kann auch oder alternativ eine erste elektrische Komponente 530, eine Tochterplatine 532, elektrische Verbindungen 534, einen oder mehrere elektrischen Vorrichtungen 536 und/oder eine zweite elektrische Komponente 540 umfassen. In einigen Ausführungen kann das System 500 auch eine Hauptplatine 542 und/oder Paßflächen 544 umfassen. Nach einigen Ausführungen können die Komponenten 510, 512, 516, 518, 520, 522, 530, 532, 534, 540, 542, 544 des Systems 500 ähnlich in der Konfiguration und/oder Funktionalität zu den ähnlich bezeichneten Komponenten sein, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3 und/oder 4 beschrieben sind. In einigen Ausführungen können weniger oder mehr Komponenten, als in 5 gezeigt sind, in dem System 500 umfaßt sein.
Nach einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 510 ein Schleifen-Thermosiphon sein oder umfassen, welches fähig ist, Wärme von den elektrischen Komponenten 530, 540 über die Kontaktflächen 516, 518 zu empfangen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Verdampfungskammer 512 gelegen sind. Die Kühlvorrichtung 510 kann beispielsweise zwischen den elektrischen Komponenten 530, 540 positioniert sein. Mit anderen Worten kann, wie in 5 gezeigt ist, die Kühlvorrichtung 510 zwischen die elektrischen Komponenten 530, 540 eingeschoben sein, um Wärme (z. B. gleichzeitig) von den beiden elektrischen Komponenten 530, 540 zu empfangen. Die Verwendung der einzelnen Kühlvorrichtung 510, um die beiden elektrischen Komponenten 530, 540 zu kühlen, kann, nach einigen Ausführungen, die Raumbeschränkungen innerhalb des Systems 500 verringern.
Zum Beispiel kann die erste elektrische Komponente 530 einen oder mehrere elektrische Vorrichtungen 536 (z. B. Prozessoren, VRM-Vorrichtungen, Speichervorrichtungen, Transformatoren, Kondensatoren, Dioden und/oder andere elektrische oder elektronische Komponenten) umfassen, die üblicherweise auf der Hauptplatine 542 angrenzend an die zweite elektrische Komponente 540 liegen können. In herkömmlichen Systemen kann es nötig sein, die erste und die zweite elektrischen Komponente 530, 540 durch separate Kühlvorrichtungen 510 zu kühlen. In typischen Systemen, in denen eine einzelne Kühlvorrichtung 510 verwendet werden kann, um die elektrischen Komponenten 530, 540 zu kühlen, können die Toleranzen für die Koplanarität (d. h. Montage), die für die Kühllösungen gefordert werden, schwierig zu erhalten und/oder teuer zu implementieren sein. In dem typischen Fall, in dem die elektrischen Vorrichtungen 536 der ersten elektrischen Komponente 530 auf der Hauptplatine 542 liegen, kann beispielsweise eine gemeinsam genutzten Kühllösung komplizierte und/oder präzise Montage- und/oder Herstellungstoleranzen erfordern, um die thermischen und/oder physischen Kopplungen beizubehalten, die nötig sind, damit die Kühllösung in einer gemeinsam genutzten Weise funktioniert.
Nach einigen Ausführungen erlaubt es die Verwendung der doppelseitigen Kühlvorrichtung 510 für die Kühlung der beiden elektrischen Komponenten 530, 540 (und/oder der elektrischen Vorrichtungen 536), daß die elektrischen Vorrichtungen 536 der ersten Kühlvorrichtung 530 von der Hauptplatine 542 wegbewegt und auf der Tochterplatine 532 angeordnet werden. Auf eine solche Art kann beispielsweise auf der Hauptplatine 542 Raum gespart werden. Des weiteren kann das Anordnen der elektrischen Vorrichtungen 536 auf der Tochterplatine 532 die gemeinsam genutzte Kühllösung von einigen Ausführungen ermöglichen und/oder erleichtern. Zum Beispiel kann die elektrische Verbindungen 534 Feder- und/oder andere Vorspannungselemente (nicht gezeigt) umfassen, welche die Kühlvorrichtung 510 zwischen die elektrischen Komponenten 530, 540 zusammenpressen, was die Anforderung für strenge Montagetoleranzen verringert. Nach einigen Ausführungen können die Montagetoleranzen auch oder alternativ leicht und/oder billig erhalten werden, indem ein Standard-Clip und/oder eine federartiger Befestigungsgruppe (nicht gezeigt) zwischen den zwei unabhängigen Platinen 532, 542 verwendet wird.
Bezieht man sich nun auf 6, so wird eine Seitenansicht eines Systems 600 nach einigen Ausführungen gezeigt. In einigen Ausführungen kann das System 600 ähnlich wie die Systeme 100, 200, 300, 400, 500 sein, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3, 4 und/oder 5 beschrieben sind. Das System 600 kann, nach einigen Ausführungen, eine Kühlvorrichtung 610 umfassen. Die Kühlvorrichtung 610 kann beispielsweise eine Verdampfungskammer 612, eine erste Kontaktfläche 616, eine zweite Kontaktfläche 618, einen ersten Kanal 620 und/oder einen zweiten Kanal 622 umfassen. Das System 600 kann auch oder alternativ eine erste elektrische Komponente 630, eine Tochterplatine 632, elektrische Verbindungen 634, eine zweite elektrische Komponente 640 und/oder eine Hauptplatine 642 umfassen. Nach einigen Ausführungen können die Komponenten 610, 612, 616, 618, 620, 622, 630, 632, 634, 640, 642 des Systems 600 ähnlich in der Konfiguration und/oder Funktionalität zu den ähnlich bezeichneten Komponenten sein, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3, 4 und/oder 5 beschrieben sind. In einigen Ausführungen können weniger oder mehr Komponenten, als in 6 gezeigt sind, in dem System 600 umfaßt sein.
Nach einigen Ausführungen kann das System 600 eine Seitenansicht von irgendeinem der Systeme 100, 200, 300, 400, 500 sein, die hier beschrieben sind. Das System 600 kann beispielsweise eine Seiten- und/oder Kantenansicht einer Computerhauptplatine 642 sein, welche eine erste und eine zweite elektrische Komponente 630, 640 umfaßt. Die erste und die zweite elektrische Komponente 630, 640 können, in einigen Ausführungen, beide durch die Kühlvorrichtung 610 gekühlt werden. Wie in 6 gezeigt ist, kann beispielsweise die erste Kontaktfläche 616 der Kühlvorrichtung 610 mit der ersten elektrischen Komponente 630 gekoppelt sein und/oder die zweite Kontaktfläche 618 kann mit der zweiten elektrischen Komponente 640 gekoppelt sein.
In einigen Ausführungen kann die Tochterplatine 632 durch die elektrischen Verbindungen 634 an die Hauptplatine 642 (z. B. elektrisch und/oder physisch) angebracht sein. Die elektrischen Verbindungen 634 können beispielsweise veranlassen, daß die Tochterplatine 632 und/oder die erste elektrische Komponente 630 die Kühlvorrichtung 610 zwischen die elektrischen Komponenten 630, 640 preßt. In einigen Ausführungen können, wie etwa wenn eine clip- und/oder federartige Befestigungsgruppe (nicht gezeigt) verwendet wird, um die Kühlvorrichtung 610 zwischen die elektrischen Komponenten 630, 640 anzuordnen, je eine oder beide der Kontaktflächen 616, 618 der Kühlvorrichtung 610 nicht mit je einer oder beiden der elektrischen Komponenten 630, 640 physisch gekoppelt und/oder gänzlich physisch gekoppelt sein. In einigen Ausführungen kann mit anderen Worten ein Luftraum und/oder eine andere Vorrichtung oder Komponente (z. B. ein Abstandhalter und/oder ein Film) physisch die Kontaktflächen 616, 618 von den elektrischen Komponenten 630, 640 trennen. Die Kontaktflächen 616, 618 können beispielsweise gekoppelt sein (z. B. thermisch gekoppelt), um Wärme von den elektrischen Komponenten 630, 640 zu empfangen, ohne die elektrischen Komponenten 630, 640 physisch zu berühren.
In einigen Ausführungen können die Kontaktflächen 616, 618 vollständig und/oder durchgehend an die elektrischen Komponenten 630, 640 gekoppelt sein. Wie in 6 gezeigt ist, kann die erste elektrische Komponente 630 beispielsweise mehr als einen Teil, Anteil und/oder Segment umfassen. Jeder der Anteile der ersten elektrischen Komponente 630 kann, nach einigen Ausführungen, an die erste Kontaktfläche 616 gekoppelt sein, während Anteile und/oder Flächen der ersten Kontaktfläche 616 nicht an irgendeine elektrische Komponente 630, 640 gekoppelt sein können. Flächen von je einer oder beiden der Kontaktflächen 616, 618 können beispielsweise einem Luftraum ausgesetzt sein und/oder können anderenfalls nicht gekoppelt und/oder durchgängig an andere Vorrichtungen oder Komponenten gekoppelt sein.
Wendet man sich 7 zu, so wird eine perspektivische Ansicht eines Systems 700 nach einigen Ausführungen gezeigt. In einigen Ausführungen kann das System 700 die Systeme 100, 200, 300, 400, 500, 600 umfassen, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3, 4, 5 und/oder 6 beschrieben sind. Das System 700 kann, nach einigen Ausführungen, einen oder mehrere Server 702 umfassen. In einigen Ausführungen können irgendeiner oder alle der Server 702 mehrere elektrische Komponenten umfassen, die durch eine einzelne Kühlvorrichtung gekühlt werden, wie sie im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3, 4, 5 und/oder 6 hier beschrieben ist. Nach einigen Ausführungen kann die Verwendung von einer einzelnen Kühlvorrichtung, wie etwa eines doppelseitigen Schleifen-Thermosiphons, Platz innerhalb des Servers 702 sparen. Die Server 702 können beispielsweise Bladeserver und/oder andere Server mit kleinem Formfaktor (wie etwa einem „4U" Formfaktor) sein, die eine oder mehrere raumsparende Kühllösungen umfassen, wie sie hier beschrieben sind. In einigen Ausführungen können Anteile der Kühllösungen unter und/oder zwischen den Servern 702 geteilt werden. In dem Fall, in dem beispielsweise doppelseitige Schleifen-Thermosiphons innerhalb der Server 702 umfaßt werden, können die Server 702 Kondensatoren und/oder Kühlmechanismen (z. B. Ventilatoren) teilen, die als Teil der thermischen Schleife arbeiten.
Bezieht man sich nun auf 8, so wird eine perspektivische Schnittansicht eines Systems 800 nach einigen Ausführungen gezeigt. In einigen Ausführungen kann das System 800 ähnlich wie die Systeme 100, 200, 300, 400, 500, 600 sein, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3, 4, 5, 6 und/oder 7 beschrieben sind. Das System 800 kann, nach einigen Ausführungen, eine Kühlvorrichtung 810 umfassen. Die Kühlvorrichtung 810 kann beispielsweise eine Verdampfungskammer 812, eine erste Kontaktfläche 816, eine zweite Kontaktfläche 818, einen ersten Kanal 820 und/oder einen zweiten Kanal 822 umfassen. Das System 800 kann auch oder alternativ eine erste elektrische Komponente 830, eine Tochterplatine 832, elektrische Verbindungen 834, eine oder mehrere elektrische Vorrichtungen 836 und/oder eine zweite elektrische Komponente 840 umfassen. In einigen Ausführungen kann das System 800 auch eine Hauptplatine 842 und/oder Paßflächen 844 umfassen. Das System 800 kann auch oder alternativ eine Speichervorrichtung 870 umfassen. Nach einigen Ausführungen können die Komponenten 810, 812, 816, 818, 820, 822, 830, 832, 834, 840, 842, 844 des Systems 800 ähnlich in der Konfiguration und/oder Funktionalität wie die ähnlich bezeichneten Komponenten sein, die im Zusammenhang mit irgendeiner der 1, 2, 3, 4, 5, 6 und/oder 7 beschrieben sind. In einigen Ausführungen können weniger oder mehr Komponenten, als in 8 gezeigt sind, in dem System 800 umfaßt sein.
Das System 800 kann, nach einigen Ausführungen, eine Computervorrichtung, wie etwa ein Personalcomputer (PC), oder ein Bladeserver, wie etwa ein Intel^® Server Compute Blade SBXL52, sein oder diesen umfassen. Die erste elektrische Komponente 830 kann beispielsweise eine VRM-Vorrichtung sein, wie etwa eine VRM-Vorrichtung, die gemäß der „Voltage Regulator Module (VRM) and Enterprise Voltage Regulator-Down (EVRD) – Design Guidelines", Version 10.1, veröffentlicht durch Intel^® Corporation im Juni 2004, konfiguriert ist, und/oder die zweite elektrische Komponente 240 kann ein Mikroprozessor sein, wie etwa ein Intel^® Xeon^TM Prozessor MP. In einigen Ausführungen kann die VRM-Vorrichtung 830 die an den Prozessor 840 und/oder andere Prozessoren (nicht gezeigt) zugeführte Spannung regulieren.
Der Prozessor 840 kann eine beliebige Anzahl von Prozessoren sein oder umfassen, welche jede Art oder Konfiguration von Prozessor, Mikroprozessor und/oder Mikromotor umfassen, die bekannt oder verfügbar ist oder wird. Der Speicher 870 kann, nach einigen Ausführungen, eine oder mehrere Magnetspeichervorrichtungen, wie etwa Festplatten, eine oder mehrere optische Speichervorrichtungen und/oder Festkörperspeicher sein oder umfassen. Der Speicher 870 kann beispielsweise Anwendungen, Programme, Prozeduren und/oder Module speichern, die Befehle speichern, welche von dem Prozessor 840 ausgeführt werden. Der Speicher 870 kann, nach einigen Ausführungen, irgendeine Art von Speicher zum Speichern von Daten umfassen, wie etwa einen Arbeitsspeicher mit einfacher Datenrate (SDR-RAM), einen Arbeitsspeicher mit doppelter Datenrate (DDR-RAM) oder einen programmierbaren Festwertspeicher (PROM).
In einigen Ausführungen kann die Kühlvorrichtung 810 eine Verdampfungskammer mit Kontaktflächen 816, 818 auf zwei oder mehr Seiten (wie etwa die gegenüberliegenden Seiten, die in 8 gezeigt sind) umfassen. Die Kontaktflächen 816, 818 können, wie hier andernorts beschrieben ist, Wärme von der VRM-Vorrichtung 830 (und/oder den elektrischen Vorrichtungen 836, die mit der VRM-Vorrichtung 830 verknüpft sind und/oder diese umfassen) und dem Prozessor 840 empfangen. In einigen Ausführungen kann die Verwendung von zwei Seiten der einzelnen Kühlvorrichtung 810 zur Kühlung der beiden elektrischen Komponenten 830, 840 die Raumbeschränkungen innerhalb des Bladeservers 800 verringern und/oder die Herstellungs- und/oder Montagekosten, die mit der Kühlung der mehreren elektrischen Komponenten 830, 840 verbunden sind, verringern.
Die verschiedenen Ausführungen, die hier beschrieben sind, dienen nur dem Zweck der Beschreibung. Andere Ausführungen können mit Modifikationen und Änderungen angewendet werden, die nur durch die Ansprüche beschränkt sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Nach einigen Ausführungen kann eine Kühlvorrichtung eine erste und eine zweite Kontaktfläche umfassen, um Wärme auf ein Kühlmittel zu übertragen. Die Kühlvorrichtung kann weiter, nach einigen Ausführungen, eine erste elektrische Komponente umfassen, welche gekoppelt ist, um Wärme aus eine erste Kontaktfläche zu übertragen, und eine zweite elektrische Komponente umfassen, die gekoppelt ist, um Wärme an die zweite Kontaktfläche zu übertragen.

Claims

System, welches folgendes umfaßt: eine Kühlvorrichtung, die eine erste und eine zweite Kontaktfläche umfaßt, um Wärme auf ein Kühlmittel zu übertragen; eine erste elektrische Komponente, welche gekoppelt ist, um Wärme auf die erste Kontaktfläche zu übertragen; und eine zweite elektrische Komponente, welche gekoppelt ist, um Wärme auf die zweite Kontaktfläche zu übertragen.
System nach Anspruch 1, bei dem zumindest eine der ersten und der zweiten elektrischen Komponente zumindest einen Prozessor, einen Speicher, eine Leiterplatte, eine Stromversorgung, einen Spannungsregler und/oder einen elektrischen Pfad umfaßt.
System nach Anspruch 1, bei dem das Kühlmittel eine Flüssigkeit ist, wobei das System weiter umfaßt: einen ersten Kanal, der an die Kühlvorrichtung gekoppelt ist, wobei der erste Kanal die Flüssigkeit an die Kühlvorrichtung überträgt; und einen zweiten Kanal, der an die Kühlvorrichtung gekoppelt ist, wobei der zweite Kanal die Flüssigkeit aus der Kühlvorrichtung evakuiert.
System nach Anspruch 3, wobei der erste Kanal die Flüssigkeit an die Kühlvorrichtung in einem flüssigen Zustand überträgt und der zweite Kanal die Flüssigkeit in einem gasförmigen Zustand evakuiert.
System nach Anspruch 4, welches weiter umfaßt: einen Kondensator, um die Flüssigkeit von dem zweiten Kanal in dem gasförmigen Zustand zu empfangen und um die Flüssigkeit in den flüssigen Zustand umzuwandeln.
System nach Anspruch 5, welches weiter umfaßt: einen Kühlmechanismus, um das Entfernen von Wärme von dem Kondensator zu erleichtern.
System nach Anspruch 3, bei dem die Flüssigkeit Wasser umfaßt.
System nach Anspruch 1, bei dem die Kühlvorrichtung eine Verdampfungskammer umfaßt.
System nach Anspruch 8, bei dem die Verdampfungskammer eine Höhlung definiert, welche das Kühlmittel enthält und bei dem die Höhlung unter einen ersten Druck gesetzt wird.
System nach Anspruch 9, bei dem der erste Druck eine Umwandlung des Kühlmittels von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand unterstützt.
System nach Anspruch 9, bei dem der erste Druck sich von einem zweiten Druck außerhalb der Verdampfungskammer unterscheidet.
System nach Anspruch 11, bei dem die Verdampfungskammer weiter umfaßt: eine strukturelle Vorrichtung, um die Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck im wesentlichen davon abzuhalten, die Verdampfungskammer zu beschädigen.
System nach Anspruch 8, bei dem die Verdampfungskammer weiter umfaßt: zumindest eine Siedehilfe, die eine Umwandlung des Kühlmediums von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand unterstützt.
System nach Anspruch 13, bei dem die zumindest eine Siedehilfe zumindest eine aufgerauhte Oberfläche innerhalb der Verdampfungskammer und/oder eine Dochtoberfläche innerhalb der Verdampfungskammer umfaßt.
System nach Anspruch 1, bei dem zumindest eine der ersten und der zweiten Kontaktfläche im wesentlichen Kupfer umfaßt.
System nach Anspruch 1, bei dem die erste und die zweite Kontaktfläche gegenüberliegende Seiten der Kühlvorrichtung definieren.
Server, welcher folgendes umfaßt: eine erste Leiterplatte; eine zweite Leiterplatte, die mit der ersten Leiterplatte gekoppelt ist; eine erste elektrische Komponente, die mit der ersten Leiterplatte gekoppelt ist; eine zweite elektrische Komponente, die mit der zweiten Leiterplatte gekoppelt ist; und ein Schleifen-Thermosiphon, das gekoppelt ist, um Wärme von sowohl der ersten als auch der zweiten elektrischen Komponente abzuführen.
Server nach Anspruch 17, bei dem die erste elektrische Komponente einen Prozessor umfaßt und die zweite elektrische Komponente einen Spannungsregler umfaßt.
Server nach Anspruch 17, bei dem die erste Leiterplatte eine Hauptplatine umfaßt und die zweite Leiterplatte eine Tochterplatine umfaßt.
Server nach Anspruch 17, bei dem die zweite Leiterplatte mit der ersten Leiterplatte über eine oder mehrere Verbindungsstützen gekoppelt ist.
Server nach Anspruch 17, bei dem das Schleifen-Thermosiphon eine Verdampfungskammer umfaßt, die zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte angeordnet ist.
Server nach Anspruch 17, bei dem das Schleifen-Thermosiphon eine Verdampfungskammer aufweist, die folgendes umfaßt: eine erste Seite, die gekoppelt ist, um Wärme von der ersten elektrischen Komponente zu entfernen; und eine zweite Seite, die gekoppelt ist, um Wärme von der zweiten elektrischen Komponente zu entfernen.
Server nach Anspruch 22, bei dem die erste und die zweite Seite der Verdampfungskammer gegenüberliegende Seiten der Verdampfungskammer sind.
System, welches folgendes umfaßt: eine Kühlvorrichtung, die eine erste und eine zweite Kontaktfläche umfaßt, um Wärme auf ein Kühlmittel zu übertragen; einen Prozessor, der mit der ersten Kontaktfläche gekoppelt ist; eine elektrische Komponente, die mit der zweiten Kontaktfläche gekoppelt ist; und einen Speicher mit doppelter Datenrate, der mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei der Speicher Befehle speichert, die vom Prozessor ausgeführt werden.
System nach Anspruch 24, bei dem der Prozessor und die elektrische Komponente Wärme an die erste bzw. die zweite Kontaktfläche übertragen.
System von Anspruch 24, bei dem die elektrische Komponente einen Spannungsregler umfaßt.
System nach Anspruch 24, bei dem das System ein Bladeserver ist.