KR102468955B1 - 강제 흐름 냉각 온도 제어 방법, 시스템, 및 장치 - Google Patents

강제 흐름 냉각 온도 제어 방법, 시스템, 및 장치 Download PDF

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Abstract

회로카드 환경에서 강제 흐름 냉각을 제공하는 장치가 제공되는데, 이는 세로 방향으로 이격되고 대략 가로 세로 평면 내를 향하는 단일한 회로카드로 함께 연결되는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들을 포함한다. 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들은 서로 다른 제1 및 제2 작동온도들을 가진다. 하우징이 회로카드를 완전히 둘러싸는 하우징 내부 공간을 형성한다. 제1 온도제어 유체가 하우징 내부 공간 내의 제1 흐름 경로에서 제1 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로로 교차하도록 지향되어, 하우징 내부 공간 내의 제2 흐름 경로에서 제2 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로로 교차하도록 지향되어 제2 작동온도를 유발하는 제2 온도제어 유체와 동시에 제1 작동온도를 유발한다.

Description

강제 흐름 냉각 온도 제어 방법, 시스템, 및 장치
본 발명은 온도 제어 방법, 시스템, 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 회로카드(circuit card) 환경에 강제 흐름 냉각(forced flow cooling)을 제공하는 장치, 시스템, 및 방법에 관한 것이다.
회로카드는 복수의 집적회로("칩(chip)")들을 포함하는 전자기기의 조립체를 구축하기 위한 현재의 최첨단 기술이다. 이 조립체들은 복수의 방식으로 분류되는데: 유기(organic) 복층 적층(multilayer laminated) 인쇄배전판(printed wire board; PWB), 저온 동시소성 세라믹(low temperature co-fired ceramic; LTCC), 및 고온 동시소성 세라믹(high temperature co-fired ceramic; HTCC)들이다. 이 기법들의 각각을 사용하여 회로카드 조립체가 제작되어왔다.
초전도 슈퍼컴퓨터에서는, 다수의 작동하는 처리 집적회로("칩")들이 약 4 K로 냉각되는데, 메모리칩들의 일부는 그 대신 약 77 K의 더 뜨거운 작동온도를 가진다. 4 K의 냉각은 높은 원가의 행위이므로, 초전도 슈퍼컴퓨터 설계에서는 열 기생부하(thermal parasitic load)의 저감에 모든 노력을 하고 있다. 이 노력은 조립체를 (대류가 없는) 진공에 위치시키는 것과, 열복사를 감소시키도록 코팅 및 복층 절연을 사용하는 것과, 그리고 전체 조립체의 "고온측(hot side)"과 "저온측(cool side)" 간의 전도성 열부하를 제한하는 것을 포함한다.
대규모 응용분야에 있어서는, 현재의 기술은 대규모 중앙 냉각 플랜트를 사용함으로써 초전도 슈퍼컴퓨터의 희망(desired) 작동온도를 달성하는 문제를 해결하고 있다. 이러한 시스템은 액체 냉매(4 K에 헬륨, 77 K에 질소)를 공급한다. 각 온도 영역들에 대해 별도의 극저온용기(cryogenic vessel or dewar)들을 사용함으로써 열 기생부하가 최소화된다. 4 K 극저온용기는 액체 헬륨 내에 유지되고 77 K 극저온용기는 액체 질소 내에 수용된다. 두 온도측들 간의 신호들은 케이블 배선(cabling)으로 이뤄진다. 이 해법은 디지털 관점에서 긴 케이블을 요구하는데, 이는 4 K 와 77 K 영역들 사이에 상당한 지연시간(latency)으로 결과되어 4 K 스테이지에 더 많은 부품들을 요구할 수 있다. 이 추가적인 부품들은 상당한 전력을 소모하여 초전도 슈퍼컴퓨터의 어떤 설계들을 구현 불가능하게 할 수 있다.
소규모 응용분야에 있어서는, 극저온냉각기(cryocooler), 즉 밀폐식 냉각기(closed cycle refrigerator)가 양 온도들의 냉각을 제공하는 데 사용될 수 있다. 이 방법에 의하면, 극저온냉각기의 제1 스테이지가 77 K 플랫폼을 제공하는 한편, 극저온냉각기의 최종 스테이지가 4 K 스테이지를 제공한다. 두 영역들 간의 연결은 케이블 배선에 의해 이뤄진다. 이 접근 방법은 두 온도측을 더 가까이 위치시키지만, 극저온냉각기의 열 제거가 불충분하므로 이를 대형 응용분야로 확장 적용할 수(scalable) 없다.
한 실시예에서, 회로카드 환경에 강제 흐름 냉각을 제공하는 장치가 제시된다. 이 장치는 세로 방향으로(longitudinally) 이격되고 대략 한 가로세로 평면(lateral-longitudinal plane) 내를 향하는 단일한 회로카드로 함께 연결되는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(subassembly)들을 포함하는 적어도 하나의 회로카드를 포함한다. 제1 및 제2 하위 회로카드 조립체들은 제1 및 제2 하위 회로카드 조립체들에 대략 평행한 가로세로 평면 내를 향하는 가로 방향으로(laterally) 연장되는 카드 커넥터에 의해 함께 연결된다. 제1 및 제2 작동온도들은 서로 다르다. 하우징이 회로카드를 3차원적으로 완전히 둘러싸는 하우징 내부 공간(volume)을 형성한다(define). 제1 온도 유입구 커플링(inlet coupling)이 제1 온도제어 유체를 하우징 내로 전송(routing)하도록 구비된다. 제1 온도 유입구 커플링은 제1 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬된다. 제1 온도 유출구 커플링(outlet coupling)이 제1 온도제어 유체를 하우징 밖으로 전송하도록 구비된다. 제1 온도 유출구 커플링은 제1 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬되고 제1 온도 유입구 커플링으로부터 하우징 상에서 세로 방향으로 이격된다. 제2 온도 유입구 커플링이 제2 온도제어 유체를 하우징 내로 전송하도록 구비된다. 제2 온도 유입구 커플링은 제2 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬된다. 제2 온도 유출구 커플링이 제2 온도제어 유체를 하우징 밖으로 전송하도록 구비된다. 제2 온도 유출구 커플링은 제2 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬되고 제2 온도 유입구 커플링으로부터 하우징 상에서 세로 방향으로 이격된다. 제1 온도제어 유체는 하우징 내부 공간의 제1 흐름 경로 내에서 제1 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로 방향으로 교차하도록 지향되어, 하우징 내부 공간의 제2 흐름 경로 내에서 제2 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로 방향으로 교차하도록 지향되어 제2 작동온도를 유발시키는 제2 온도제어 유체와 동시에, 제1 작동온도를 유발한다.
한 실시예에서, 회로카드 환경 내에서 강제 흐름 냉각을 제공하는 방법이 제시된다. 한 장치가 제공되는데, 이 장치는 세로 방향으로 이격되고 대략 한 가로세로 평면 내를 향하는 단일한 회로카드로 함께 연결되는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들을 포함하는 적어도 하나의 회로카드를 포함한다. 제1 및 제2 하위 회로카드 조립체들은 제1 및 제2 하위 회로카드 조립체들에 평행한 가로세로 평면 내를 향하는 가로 방향으로 연장되는 카드 커넥터에 의해 함께 연결된다. 하우징이 하우징 내부 공간을 형성한다. 제1 온도 유입구 커플링은 제1 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬된다. 제1 온도 유출구 커플링은 제1 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬되고 제1 온도 유입구 커플링으로부터 하우징 상에서 세로 방향으로 이격된다. 제2 온도 유입구 커플링은 제2 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬된다. 제1 온도 유출구 커플링은 제2 회로카드 하위조립체와 가로 방향으로 정렬되고 제2 온도 유입구 커플링으로부터 하우징 상에서 세로 방향으로 이격된다. 제1 회로카드 하위조립체는 제1 작동온도에서 작동하도록 구성된다. 제2 회로카드 하위조립체는 제1 작동온도와 다른 제2 작동온도에서 작동하도록 구성된다. 회로카드는 하우징 내부 공간으로 완전히 둘러싸인다. 제1 온도제어 유체는 제1 온도 유입구 커플링을 통해 하우징 내로 전송된다. 제1 온도제어 유체는 제1 온도 유출구 커플링을 통해 하우징 밖으로 전송된다. 제2 온도제어 유체는 제2 온도 유입구 커플링을 통해 하우징 내로 전송된다. 제2 온도제어 유체는 제2 온도 유출구 커플링을 통해 하우징 밖으로 전송된다. 제1 온도제어 유체는 하우징 내부 공간 내의 제1 흐름 경로에서 제1 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로 방향으로 교차하도록 지향된다. 제2 온도제어 유체는 하우징 내부 공간 내의 제2 흐름 경로에서 제2 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로 방향으로 교차하도록 지향된다. 제1 작동온도가, 제2 흐름 경로를 통해 유발되는 제2 작동온도와 동시에, 제1 흐름 경로를 통해 유발된다.
더 잘 이해되도록 첨부된 도면들을 참조하는데, 도면에서:
도 1은 본 발명의 한 실시예를 보이는 개략 부분 정면도;
도 2는 도 1의 실시예의 한 구성요소의 분해 사시도;
도 3은 도 1의 실시예의 부분 평면도;
도 4는 도 1의 실시예의 부분 측면도;
도 5는 도 4의 상세 "5"의 확대도;
도 6은 도 1의 실시예의 분해 사시도;
도 7은 도 1의 실시예의 부분 분해 사시도;
도 8은 도 1의 실시예를 포함하는 시스템의 개략도; 및
도 9는 도 1의 실시예를 포함하는 예시적 방법의 흐름도이다.
본 발명(this technology)은 어떤 조합으로건 다음 특징들을 구비하거나, 이들로 구성되거나, 기본적으로 이들로 구성된다.
도 1은 회로카드 환경에서 강제 흐름 냉각을 제공하는 장치(100)를 도시한다. 이 장치(100)는 각각 세로 방향으로(longitudinally) 이격된 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)들을 포함하는 적어도 하나의 회로카드(102)를 포함한다. 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)는 도면의 사시를 위해 경사진 점을 제외하고는 대략 (직교 선 Lo 및 La로 도시된 바와 같은) 도 1의 페이지의 면과 어느 정도 일치하는 가로세로 평면(lateral-longitudinal plane) 내를 향하는 단일한 회로카드(102)로 함께 연결된다. 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)에 평행한 가로세로 평면 내를 향하는 가로 방향으로 연장되는 카드 커넥터(208)에 의해 함께 연결된다. 이 구조는 도 2에 도시되어 있다.
제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)는 도 2에 도시된 예에서와 같이, 단일한 지지(backing) 기판(212) 상에 장착된 세로 방향으로 이격된 두 IC 칩(210)들을 구비할 수 있는데, 각 "하위조립체(subassembly)"는 지지 기판(212) 표면의 소정 영역들로 규정될 수 있다. 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)와 카드 커넥터(208)가 일체적 구성(unitary construct)을 가지는 이 구조가 도면들과 해당 설명에서 예로 사용될 것이다("일체적 구성(unitary construct)"이라는 용어는 이 명세서에서 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)와 카드 커넥터(208)가 이 구성요소들 간의 구분(delineation)이 단일한 조각의 재질 상의 그 상대적 위치에 기준하도록 단일한 조각의 재질로부터 구성되는 것을 가리키는 데 사용되었다).
추가적으로 또는 대체적으로, 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)의 하나 또는 양자는 하위조립체 기판(도시 안 됨) 상에 장착된 적어도 하나의 IC 칩(210)을 구비할 수 있다. 이 하위조립체 기판은 (IC 칩(210)이 거기 장착되기 전이건 후건) 다시 지지 기판(212) 상에 장착되어 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)에 대해 원하는 세로 방향 간격을 이룰 수 있다.
적절한 화로카드(102)의 한 예는 2017년 5월 9일자로 부여된 "회로카드 조립체 및 이를 제공하는 방법("CIRCUIT CARD ASSEMBLY AND METHOD OF PROVIDING SAME)"이라는 명칭의 미국특허 제9,648,749호에 제시되는데, 이는 그 전체로서 이 명세서에 참고로 포함되어 있다. 회로카드(102) 또는 그 일부의 존재는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)의 IC 칩(210)들 간의 자기, 열, 및 복사의 세로 방향 전송(transmission)의 적어도 일부를 제한하는 데 도움이 된다. 예를 들어 지지 기판(212)은 열 차폐 및 전자방해(electro-magnetic interference; EMI) 차폐 능력을 수행한다(여기서 EMI 차폐는 이에 한정되지는 않지만 바람직한 고 투자율(magnetic permeability) 재질의 사용에 의하는 것 등의 DC 자기 차폐를 포함하는 것으로 이해되어야 한다).
달리 말해, 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)에 평행하거나 및/또는 일치하는 가로세로 평면 내를 향하는 가로 방향으로 연장되는 (이 명세서에서 지지 기판(212)으로 도시 및 설명되는) 카드 커넥터(104)에 의해 함께 연결될 수 있다. 적어도 도 1-2에 도시된 구조에서, 각 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)는 카드 커넥터(208)(여기서는 지지 기판; 212)로부터 전후 방향으로(transversely) 연장되는 복수의 IC 칩(210)들을 포함할 수 있다. (전후 방향(transverse)은 사시도를 위한 경사를 제외하고는, 대략 도 1의 방향에서 페이지의 평면을 들고나는 방향이다).
(예를 들어 지지 기판(212) 등의) 카드 커넥터(208)는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)가 조합된 표면보다 더 큰 표면적을 가진다. 이에 따라, 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)는 카드 커넥터(208)가 세로 방향으로 개재된 부분을 가지며 상대적 표면적의 이 차이(disparity) 덕분에 세로 방향으로 이격될 수 있다. 카드 커넥터(208)는 지지 기판(212)에서 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106) 중의 어느 것과 연계된 것보다 덜 전열성의(thermally conductive) 영역이 될 수 있는데, 이는 일부 사용 환경들에서 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106) 간의 기생 열전달(parasitic heat transfer)을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
단일한 회로카드(102) 상의 IC 칩(210)은 다른 온도 요구치들을 가질 수 있다. 예를 들어, (예를 들어 제1 회로카드 하위조립체(104)등의) IC 칩(210)들의 (도면의 방향에서) 세로 방향 최상위 어레이(array)는 약 77 K 등 약 75-79 K의 희망 작동온도를 가질 수 있다. 마찬가지로, (예를 들어 제2 회로카드 하위조립체(106)등의) IC 칩(210)들의 (도면의 방향에서) 세로 방향 최하위 어레이는 약 4 K 등 약 2-6 K의 희망 작동온도를 가질 수 있다. 후술할 바와 같이, 장치(100)는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)에 대해 원하는 온도차(temperature-differential) 환경을 제공하는 데 도움이 되며, 지지 기판(212)은 다른 에너지들 중에서도 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106) 간의 세로 방향 열에너지 전달을 차단함으로써 열효율에 도움이 된다.
달리 말해, 두 종방향으로 인접한 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)들이 (장치(100) 내의 포함을 통해), 이 명세서에 기재된 냉각 구조 및 설비와 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)들 간의 세로 방향 지지 기판(212)의 일부의 존재 중의 적어도 하나에 기인하여, 각각 다른 온도이고 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)들 간의 낮은 열 기생 열전달을 가지면서 서로 공간적 밀접성을 유지할 수 있다.
도 2는 장치(100)에 사용되도록 배치된 한 쌍의 대향하는(opposed) 회로카드(102)의 한 예시적 구조를 도시한다. (다른 점에 있어서는 대략 동일한) 이 회로카드(102)들은 연이어(back-to-back) 배치된다. 즉 전후 방향으로(transversely) 인접한 회로카드(102)들은 특정한 사용 환경에서 바람직한 대로, 이와 달리 다른 전후 방향을 엇갈려(alternately) 향할 수 있다. 이 연이은 배치는 패키지 밀도(packaging density), 지지 구성, 유체 흐름, 또는 다른 이유를 촉진하도록 제공된다. 전후 방향으로 인접하고 반대쪽에 대향되는 회로카드(102)의 쌍은 도 2에 도시된 바와 같이 표현될 때, 회로카드(102)가 지지가 필요할 정도로 충분히 얇을 때 구조적 지지를 위한 하나 이상의(둘이 도시됨) 프레임(214)의 존재에 의해 지지될 수 있다. 일부 사용 환경에서, 프레임(214)은 각 "쌍(pair)" 내의 회로카드(102)들 사이의 전후 방향 개방 공간을 거의 제거하도록 회로카드(102)들을 충분한 밀접 상태로 유지할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 장치(100)는 회로카드(102)를 3차원적으로 완전히 둘러싸는 하우징 내부 공간(volume)(118)을 형성하는 하우징(116) 역시 포함한다. 도면들에 도시된 바와 같이, 하우징(116)은 복수의 하위구성요소(subcomponent)들로부터 조립될 수 있다. 복수의 회로카드(102)들이 도시된 바와 같이 하우징 내부 공간(118) 내부에 위치할 수 있다. 많은 사용 환경들에서, 복수의 회로카드(102)들은 대략 도 1 및 3-4에 도시된 바와 같은 가로세로 평면 내를 향한다. 도 1 및 3-4에 또한 도시된 바와 같이, 복수의 회로카드(102)들은 가로 방향으로(laterally) 적층된(stacked) 행 구조 및 전후 방향으로(transversely) 적층된 열 구조 중의 적어도 하나로 배치될 수 있다. 이 방식의 "행들(rows)" 및 "열들(columns)" 양자가 도면들에 도시되고 이 명세서에 설명되는 장치(100) 내에 존재한다. 하우징 내부 공간(118)은 적어도 부분적으로 진공이 될 수 있는데, 그러면 하우징 내부 공간(118) 내의 원치 않는 열전달을 방지하는 데 도움이 되어 단열(thermal isolation)을 형성할 수 있다.
하우징(116)은 도면들에 도시된 바와 같이 내부 용기(inner container; 120)를 포함할 수 있다. 그러면 내부 용기(120)가 하우징 내부 공간(118)에 위치하여 회로카드(102)(들)를 하우징(118) 내의 구멍(aperture or port)들로부터 격리시키거나 및/또는 회로카드(102)(들) 둘레의 배기된(evacuated) 진공 주변 공간을 설정(및/또는 유지)하거나 또는 제한 없는 다른 목적 등의 어떤 바람직한 목적으로 회로카드(102)(들)를 완전히 둘러쌀 수 있다.
제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106)들은 전술한 바와 같이, 각각 제1 및 제2 작동온도를 가질 수 있다. 제1 및 제2 작동온도들은 서로 다르다, 제1 및 제2 작동온도의 유지를 지원하기 위해, 하우징(116)은 제1 온도 유입구 및 유출구 커플링(각각 122, 124)과, 제2 온도 유입구 및 유출구 커플링(각각 126, 128)을 포함한다. 더 구체적으로, 제1 온도 유입구 커플링(122)은 제1 온도제어 유체를 하우징으로 전송하도록 구비된다. 제1 온도 유입구 커플링(122)은 제1 회로카드 하위조립체(104)와 가로 방향으로 정렬된다("가로 방향으로 정렬된(laterally aligned with)"이라는 용어는 이 명세서에서 "가로 방향으로 정렬된" 구조들의 적어도 일부가 공통의 가로 방향을 향하는 선 상에 위치한다는 것을 가리키는 데 사용된다. 그러나 "가로 방향으로 정렬된" 구조들은 세로 방향 및/또는 전후 방향(transverse) 등의 다른 직교 방향으로 서로 이격될(offset) 수 있다). 제1 온도 유출구 커플링(124)은 제1 온도제어 유체를 하우징(116)밖으로 전송하도록 구비된다. 제1 온도 유출구 커플링(124)은 제1 회로카드 하위조립체(104)와 가로 방향으로 정렬되고 하우징 상에서 제1 온도 유입구 커플링(122)과 세로 방향으로 이격될 수 있다. 제2 온도 유입구 커플링(126)은 제2 온도제어 유체를 하우징으로 전송하도록 구비된다. 제2 온도 유입구 커플링(126)은 제2 회로카드 하위조립체(106)와 가로 방향으로 정렬된다. 제2 온도 유출구 커플링(128)은 제2 온도제어 유체를 하우징(116)밖으로 전송하도록 구비된다. 제2 온도 유출구 커플링(128)은 제2 회로카드 하위조립체(106)와 가로 방향으로 정렬되고 하우징 상에서 제2 온도 유입구 커플링(126)과 세로 방향으로 이격될 수 있다.
당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 장치(100)의 특정한 사용 환경에 대해 제1 온도 유입구 및 유출구 커플링(122, 124)들과 제2 온도 유입구 및 유출구 커플링(126, 128)의 적절한 위치, 구조, 및 다른 특성들을 제공할 수 있을 것이다. 예를 들어 도면들에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 온도 유입구 커플링(122 또는 126) 중의 선택된 하나는 하우징(116) 상에서 제1 및 제2 온도 유출구 커플링(122 또는 124)의 대응하는 것에 가로 방향 반대쪽에 위치할 수 있다. 제1 온도 유입구 및 유출구 커플링(122, 124)과 제2 온도 유입구 및 유출구 커플링(126, 128)의 어느 것이 하우징(116)과 일체로 형성되거나 별도로 구비된다고 고려된다. 또한 제1 온도 유입구 및 유출구 커플링(122, 124)과 제2 온도 유입구 및 유출구 커플링(126, 128)의 어느 것은 제1 또는 제2 온도제어 유체를 분배 및/또는 회수하기 위해, 또는 유체 동역학적 특성에 달리 영향을 미치기 위해 (도 3에 도시된 바와 같이) 확개(flared)되거나 다른 형상으로 구성될 수 있다(shaped). 어떤 바람직한 매니폴드(manifold)와 유체 제어 기구 또는 장치가 (이 명세서에) 기재된 유체 효과를 산출하도록 구비될 수 있다.
더 구체적으로, 제1 온도제어 유체는 제1 온도 유입구 커플링(122)로부터 하우징 내부 공간(118)에서 (130으로 개략적으로 도시된) 제1 흐름 경로에서 제1 회로카드 하위조립체(104)의 적어도 일부를 교차하도록 지향되어, 제2 온도 유입구 커플링(126)로부터 하우징 내부 공간(118)에서 (132로 개략적으로 도시된) 제2 흐름 경로에서 제2 회로카드 하위조립체(106)의 적어도 일부를 교차하도록 지향되어 제2 작동온도를 유발하는 제2 온도제어 유체와 동시에 제1 작동온도를 유발한다. 이와 같이 제1 및 제2 온도제어 유체들은 제1 및 제1 회로카드 하위조립체(104, 106)들을 각각 "세척(irrigate or bathe)"하여 회로카드(102)(들)의 IC 칩(210)들 및 다른 구조들로부터의 폐열(waste heat)을 제거하는 데 도움을 준다. 제1 및 제2 온도제어 유체들은 유출구 방향으로부터의 부압(negative pressure) 및/또는 유입구 방향으로부터의 정압(positive pressure)에 의해 하우징 내부 공간(118)을 통과하도록 강제된다(urged). 하우징 내부 공간(118) 내의 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들은 (장치(100) 외부의 압력인) 대기압보다 약간 낮거나 동일하거나 약간 높을 수 있다.
바람직한 제1 및 제2 작동온도를 달성하는 데 적절한 임의의 상(phase)(들)의 임의의 유체(들)가 제1 및/또는 제2 온도제어 유체로 사용될 수 있고, 임의의 바람직한 구조들이 장치(100)에 구비되어 특정 유체(들)의 사용을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 어떤 사용 환경들에 대해서는 제1 및 제2 온도제어 유체들 중의 선택된 하나가 액상이고 제1 및 제2 유체 중의 다른 하나가 기상일 수 있다(이 명세서에서 "액상(liquid)" 및 "증기상(vapor)" 또는 "기상(gaseous)"이 채널들을 통과하는 유체의 대부분을 가리키지만, "액상" 채널이 소량의 증기/기체를 포함할 수 있고, 그 역도 마찬가지라고 이해해야 할 것이다). 이러한 이중상(dual-phase) 냉각이 제공될 때, 제1 및 제2 온도제어 유체 중의 더 뜨거운 것(일반적으로 기상 또는 증기상 유체)은 열전달 효율 또는 다른 바람직한 이유로 하우징(116) 내에서 제1 및 제2 온도제어 유체 중의 더 차가운 것(일반적으로 액상 유체)의 흐름 경로보다 세로 방향으로 더 높이 위치한 흐름 경로를 가질 수 있다고 고려된다.
제1 및 제2 온도제어 유체들은 단일한 냉각 유체의 다른 상들이 될 수 있다. 예를 들어, 제1 작동온도가 약 77 K일 때 제1 온도제어 유체는 약 60 K의 온도의 기상 헬륨이고; 이에 따라 제2 작동온도가 약 4 K일 때, 제2 온도제어 유체는 약 4 K의 온도의 액상 헬륨이 될 수 있다. 어떤 사용 환경에서는 단일한 양(quantity)의 냉각 유체가 하우징(116)을 두 번 통과하는 것이 고려될 수 있는데 - 첫 번째로 제2 흐름 경로를 액체로 통과하고, 이 특정 유체가 (적어도 부분적으로 제2 흐름 경로로부터의 흡수 열에 기인할) 상변화를 겪은 다음 두 번째로 제1 흐름 경로를 증기/기체로 통과하는 것이다.
도 3-4에는 하우징(116)의 상세가 도시되어 있다. 하우징(116)은 도시된 바와 같이 별도의 하우징 몸체(334)와 하우징 엔드캡(endcap)(336) 부품들로부터 조립될 수 있다. 내부 용기(120)에 추가되거나 대체하여 하나 이상의 열 차폐판(thermal shied)(120)(들)이 구비되어 하우징 내부 공간(118)의 적어도 일부의 내부에 원하는 열 환경을 제공하는 것을 더 보조할 수 있다. 임의의 바람직한 플랜지(들), 시일(seal)(들) 및/또는 (단열성(non-conductive) 스페이서(340) 등의) 스페이서(340)들이 열 및 기계적의 어느 것 또는 양자의 목적(sense)으로 장치(100)의 조립 및/또는 작동을 보조하도록 구비될 수 있는데, 몇 개의 이러한 구성요소들이 도 6-7에 분해도로 도시되어 있다. 도 6-7에 도시된 바와 같이, 내부 용기(120)에 대해 어떤 구성요소들은 서로 부착된 복수의 하위구성요소들로 구성될 수 있는데 - 이 경우 이 하위구성요소들의 연결부(seam or join)들은 임의의 바람직한 방법으로 밀봉될 수 있고, (예를 들어 서로 이격(offset)되는 등) 원치 않는 잠재적 열 흐름 경로들을 감소시키도록 구성될 수 있다.
많은 사용 환경들에서, 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 거의 분리된다. "거의 분리된다(substantially separate)"는 용어는 제1 및 제2 온도제어 유체들의 하나 이상의 온도를 실질적으로 변화시키기에는 불충분한 최소(de minimis) 양만의 혼합이 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)의 경계에서 발생된다는 것을 의미한다. 이는 특히 제1 및 제2 온도제어 유체들이 다른 위상들을 가지는 경우에 해당한다. 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들은 서로 거의 분리될 때, 다시 도 1에 도시된 바와 같이 역시 거의 평행할 수 있다.
제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들의 어떤 원하는 분리는 하우징 내부 공간(118) 내의 유체 동역학적 구조에 의해 달성될 수 있다. 이와는 달리, 도 4-5에 상세히 도시한 열 장벽(thermal barrier; 442)이 카드 커넥터(208)의 적어도 일부에 전후 방향으로(transversely) 인접한 하우징 내부 공간(118) 내부에 위치할 수 있다. 열 장벽(442)이 구비되면 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106) 간의 세로 방향(longitudinally) 유체 흐름을 적어도 부분적으로 제한한다. 달리 말해, 열 장벽(442)은 (도 5에 정면(head-on)으로 개략 도시한 바와 같이) 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들을 세로 방향으로 거의 분리시킬 수 있다. 도 4-5에 도시된 바와 같이, 열 장벽(442)은 이를 통해 회로카드(102)가 연장될 슬롯(544)들을 포함하는 등, 회로카드(102)의 전후 방향으로 적층되는 열과 전후 방향으로 얽히도록(interdigitate) 하는 형상을 가질 수 있다(도시된 구조에서, 열 장벽(442)은 회로카드(102)의 가로 방향으로 인접한 열 간의 내부 용기(120) 내에서 전후 방향 크기의 전체에 걸치도록 구성되어, 유체 흐름의 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들 사이의 이동(travelling)을 방지한다). 도 5에서 명확한 바와 같이, 슬롯(544)들은 전후-세로 평면 단면에서 보았을 때 쐐기형이 될 수 있는데, 그러면 회로카드(102) 및 또는 이에 연계된 어떤 프레임(214)에 대해 밀봉 결합(sealing fit)을 제공하는 데 도움이 된다.
제1 및 제2 온도제어 유체들이 다른 유체들인 구성에서는, 제1 및 제2 온도제어 유체들을 완전히 분리시키는 데 도움이 되도록 열 장벽(442)이 기밀 밀봉(hermetic seal)(도시 안 됨)을 포함할 수 있다. 이에 반해 제1 및 제2 온도제어 유체가 (제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들에서 동일 또는 다른 상이 될 수 있는) 동일한 종류의 유체인 경우, 열 장벽(442)은 제1 흐름 경로(130)로부터 증발된 유체의 일부가 열 장벽(442)을 통해 제2 흐름 경로(132)로 직접 통과하도록 허용할 수 있다. 동일 유체 냉각의 이 경우, 제공이 값비쌀 수 있는 기밀 밀봉은 열 장벽(442)에 필요하지 않다.
도 7에서, (예를 들어 광섬유 데이터링크(746) 등의) 데이터링크(746)가 구비되어 장치(100) 내부의 또는 송수신(to/from) 전기 통신을 촉진할 수 있다. 복수의 회로카드(102)들의 데이터링크(746)는 원하는 대로 하우징(116)의 내부 또는 외부에 집적될(aggregated) 수 있다. 도 1에 개략 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 전기 접속배선(interconnect; 148)이 제1 및 제2 회로카드 하위조립체(104, 106) 중의 선택된 하나(또는 복수)로부터 하우징(116)을 통해 연장되어 선택된 회로카드 하위조립체(104 및/또는 106)가 하우징 외부(116)의 전기 장치(150)와 데이터, 전력, 또는 다른 어떤 원하는 전기 신호(들)를 교환하도록 전기 통신을 설정한다. 복수의 회로카드(102)로부터의 데이터링크(746)는 전술한 바와 같이 단일한 전기 접속배선(148)로 집적될 수 있다. 이 전기 접속배선(148)은 도 1에 유선 및 무선 통신(communication scheme) 양자를 포함하는 것으로 개략 도시되어 있는데, 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 특정한 사용 환경에 대해 장치(100)에 어떤 바람직한 유선 및/또는 무선 전기 통신 설비를 제공할 수 있을 것이다.
이제 도 8의 개략적 도시를 참조하면, 시스템(852)은 전술한 바와 같은 복수의 장치(100)들을 포함하도록 구성될 수 있다. 설명의 편의상, 장치(100)들은 도 8에서 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)로 축소되었다. 시스템(852)에서, 제1 온도제어 유체 공급원(source)(854)이 각 장치(100)의 적어도 하나의 제1 온도 유입구 커플링(122)과 유체 연통된다(fluid communication). (여기서는 액체 냉각 유체 탱크(856)인) 제2 온도제어 유체 공급원(856)이 각 장치(100)의 적어도 하나의 제2 온도 유입구 커플링(126)과 유체 연통된다. 냉각 시스템(858)이 액체 냉각 탱크(856) 내의 유체를 원하는 온도로 유지하도록 구비될 수 있다. 펌프(860)가 제1 및/또는 제2 온도제어 유체를 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)로 전송 및 지향시키는 것을 지원하도록 구비될 수 있다.
도 8에 도시된 시스템(852)에서, 단일한 냉각 유체의 액상을 제2 흐름 경로(132) 내의 제2 온도제어 유체로 사용한 다음, 동일한 냉각 유체의 기상/증기상을 제1 흐름 경로(130) 내의 제1 온도제어 유체로 사용하도록, 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들은 반대 방향을 향한다(run). 이에 따라, 각 장치(100)의 제2 온도 유출구 커플링(128)은 동일한 장치(100)의 제1 온도 유입구 커플링(122)에 직접 접속되는데, 이러한 접속(routing)은 제1 온도제어 유체 공급원(854)으로 기능한다. 도 8에 점선으로 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132) 간의 유체의 어떤 공급(routing)을 보충 또는 대체할 수 있도록 외부 온도제어 유체 공급원(854)이 구비될 수 있다. "사용된(used)" 제2 온도제어 유체는 제1 온도 유출구 커플링(124)으로부터 제2 온도제어 유체 공급원(856)으로 복귀되고 한번 재사용하기 위해 (예를 들어 열교환기(862)를 통해) 제1 온도제어 유체의 온도까지 냉각된다.
그러나 제1 및 제2 온도제어 유체들이 별도로 제공될 수 있는 도 8에 도시된 시스템(852) 대신에, 이 도면에 도시된 바와 같이 동일한 유체를 "두 번 사용(double-use)"하지 않고 제1 및 제2 온도제어 유체들이 두 분리된 냉각 공급원 또는 단일한 냉각 공급원의 다른 상들로부터 별도로 공급하는 것도 고려할 수 있다. 한 흐름 경로의 유출구 커플링과 (같거나 다른 장치(100) 상의 제1 및 제2 온도제어 유체의 같거나 다른 것에 대한) 다른 흐름 경로의 유입구 커플링 사이의 흐름 경로에 냉각 부스터 유닛(cooling booster unit)(도 8에 886으로 개략적 도시)이 구비되어, 동일한 장치(100) 및/또는 시스템(852) 내의 원하는 온도들의 달성을 보조하는 것도 추가적으로 또는 대체적으로 고려될 수 있다. 한 장치(100) 또는 장치(100)들의 시스템(852)을 사용하면 구성에 무관하게, 회로카드(102)들은 제1 및 제2 온도제어 유체들의 적용을 통해 이중 온도 연산 시스템(dual-temperature computing system)을 지원하기 위해 냉각될 수 있다.
도 9는 전술하고 도면들에 도시된 장치(100)를 사용하는 회로카드(102) 환경에서 강제 흐름 냉각을 제공하는 방법의 일부 예시적 단계들의 흐름도이다. 제1 동작 블록(action block)(964)에서, 장치(100)가 제공된다. 그러면 방법은 제2 동작블록(966)으로 이행되어, 제1 회로카드 하위조립체(104)가 제1 작동온도에서 작동하도록 구성된다. 제3 동작 블록(968)에서, 제2 회로카드 하위조립체(106)가 제1 작동온도와 다른 제2 작동온도에서 작동하도록 구성된다. 회로 카드(102)는 제4 동작 블록(970)에서 하우징 내부 공간(118)에 완전히 둘러싸인다.
제어는 이어서 제5 동작 블록(972)으로 진행되는데, 여기서 제1 온도제어 유체가 제1 온도 유입구 커플링(122)을 통해 하우징(116) 내부로 전송된다. 그러면 제1 온도제어 유체는 제6 동작 블록(974)에서 제1 온도 유출구 커플링(124)을 통해 하우징(116) 외부로 전송된다. 마찬가지로 제7 동작 블록(976)에서 제2 온도제어 유체가 제2 온도 유입구 커플링(126)을 통해 하우징(116) 내부로 전송된다. 그러면 제2 온도제어 유체는 제8 동작 블록(978)에서 제2 온도 유출구 커플링(128)을 통해 하우징(116) 외부로 전송된다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 온도제어 유체들 중의 선택된 하나는 액상으로 제공되고 제1 및 제2 온도제어 유체들 중의 나머지 하나는 기상/증기상으로 제공될 수 있다.
제9 동작 블록(980)에서, 제1 온도제어 유체는 하우징 내부 공간(118) 내부의 제1 흐름 경로(130)에서 제1 회로카드 하위조립체(104)의 적어도 일부를 가로 방향으로 교차하도록 지향된다. 제10 동작 블록(982)에서, 제2 온도제어 유체는 하우징 내부 공간(118) 내부의 제2 흐름 경로(132)에서 제2 회로카드 하위조립체(106)의 적어도 일부를 가로 방향으로 교차하도록 지향된다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들 간의 세로 방향 유체 흐름은 열 장벽(442) 또는 다른 물리적 흐름 장애물 등을 통해 적어도 부분적으로 제한된다.
도 9의 단계들은 어떤 원하는 순서, 타이밍, 및 구성으로 이뤄질 수 있지만, 제5 내지 제10 동작 블록(972-982)들은, 특정한 사용 환경에서 적절한 제1 및 제2 흐름 경로(130, 132)들을 제공하는 데 도움이 되도록 동시에 및/또는 연속적, 순환형(cycle-like) 방식으로 이뤄질 수 있음에 특히 주의해야 한다.
도 9의 예시적 방법을 완료하기 위해, 제11 동작 블록(984)에서 제2 흐름 경로를 통해 유발된 제2 작동온도와 동시에, 제1 흐름 경로를 통해 제1 작동온도가 유발된다. 결과적으로, 도 9의 방법은 장치(100) 및/또는 시스템(852)이 이중 온도 회로카드(102) 연산 환경에 대해 원하는 온도 제어 특성을 제공하도록 작동하는 데 사용될 수 있다.
한 요소가 다른 요소에 "위(on), "부착(attached)", "연결(connected)", "결합(coupled)", "접촉(contacting)" 등으로 언급될 때는 직접 위, 부착, 연결, 결합, 또는 접촉하거나 개재 요소들 역시 존재할 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 반면, 예를 들어 다른 요소에 "바로 위(directly on)", "직접 부착(directly attached)", "직접 연결(directly connected)", "직접 결합(directly coupled)", 또는 "직접 접촉(directly contacting)"한다고 언급될 때는 개재 요소가 존재하지 않는다. 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 다른 특징부에 "바로 인접(directly adjacent)"하여 위치하는 구조 또는 특징부의 기재는 인접 특징부에 중첩(overlap or underlie)되는 부분들을 가지는 반면, 다른 특징부에 "인접(adjacent)"하여 위치하는 구조 또는 특징부는 인접 특징부에 중첩되는 부분들을 가지지 않을 수 있다는 것 역시 이해할 것이다.
"under(밑)", "below(아래)", "하부(lower)", "위(over)", "상부(upper)" 등의 공간적인 상대 용어는 이 명세서에서 한 요소(들) 또는 특징부(들)의 다른 요소(들) 또는 특징부(들)의 도면들에 도시된 대로의 관계를 설명하는 설명의 편의상 사용되었을 수 있다. 공간적 상대 용어들은 도면들에 묘사된 방향들에 추가하여 사용 또는 작동중의 장치의 다른 방향들을 포괄할 수 있다. 예를 들어, 도면들의 장치가 뒤집히면, 다른 요소 또는 특징부들의 "밑(under) 또는 아래(beneath)"라고 기재된 요소들은 다른 요소 또는 특징부들의 "위(over)"를 향할 수 있을 것이다.
"제1(first), "제2(second)" 등의 용어들이 이 명세서에서 여러 요소들을 설명하는 데 사용되었지만, 이 요소들은 이 용어들로 제한되어서는 안 된다. 이에 따라 밑에서 "제1" 요소라고 논의된 요소는 본 발명의 교시내용을 벗어나지 않고도 "제2" 요소로도 명명될 수 있다. 작동(또는 단계)들의 순서는 특별히 달리 지시되지 않는 한 청구항들 또는 도면들에 표현된 순서로 제한되지 않는다.
본 발명의 국면(aspect)들이 위 예시적 실시예들을 참조하여 구체적으로 도시 및 설명되었지만, 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 다양한 추가적 실시예들을 고려할 수 있을 것으로 이해해야 할 것이다. 예를 들어, 장치를 사용하는 전술한 특정한 방법은 단순히 예시적이고; 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 전술한 장치 또는 그 구성요소들을 이 명세서에 도시 및 설명한 것과 거의 유사한 위치들에 거치시킬 임의 수의 툴들, 단계들의 순서, 또는 다른 수단/옵션들을 용이하게 결정할 수 있을 것이다. 이 명세서에서는 냉각이 온도 제어의 예로 사용되었지만, 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 이 명세서에 설명된 장치(100) 및/또는 시스템(852), 또는 이와 거의 유사한 구성들을 사용하여 가열을 제공할 수도 있을 것이다. 설명된 동작들 중의 어떤 것도 임의의 원하는 조합(들) 및 순서(들)로 일어날 수 있고, 장치(100)의 작동 동안 하나 이상의 동작들이 임의의 원하는 회수로 반복될 수 있다. 설명된 구조와 구성요소들의 어떤 것은 단일한 일체의(unitary or monolithic)의 부품으로 일체로 구성되거나 또는 분리된 하위구성요소들로 구성될 수 있고, 양 구성의 어느 것도 적절한 시판상품(stock) 또는 주문(bespoke) 구성요소 및/또는 어떤 적절한 재질 또는 재질들의 조합을 포함한다. 설명된 구조 및 구성요소들의 어는 것도 특정한 사용 환경에서 필요한 대로 일회용 또는 재사용할 수 있다. 어떤 구성요소도 그 구성요소에 관련된 재질, 구성, 적어도 하나의 치수 등을 나타내는 사용자 인식 가능한 마킹(marking)을 구비할 수 있는데, 사용자 인식 가능한 마킹은 사용자가 특정한 사용 환경에 대한 유사한 구성요소들의 집합(array)로부터 한 구성요소를 선택하는 것을 보조한다. "소정의(predetermined)" 상태는 그 구조들이 그 상태에 도달하여 실제 조작되기 전의 어떤 시간에 결정될 수 있고, "소정(predetermination)"은 그 구조가 소정 상태를 달성하기 바로 직전에 이뤄진다. 이 명세서에 기재된 어떤 구성요소들은 특정한 기하학적 형상을 가지는 것으로 도시되었지만, 본 발명의 모든 구조들은 특정한 을용(application)에 바람직한 대로 어떤 적절한 형상, 크기, 구성, 상대적 관계, 단면적, 또는 다른 어떤 물리적 특성들을 가질 수 있다. 모든 다른 실시예 및 구성들에 대해 논의된 모든 옵션들을 가지는 것으로 실시예와 구성들을 각각 이 명세서에 기재하는 것이 불가능하므로, 한 실시예 또는 구성을 참조하여 기재된 어떤 구조 또는 특징부들은 다른 실시예 또는 구성에 단독으로 또는 다른 구조 또는 특징부들과 조합하여 구비될 수 있다. 이 특징부들의 어는 것을 포함하는 장치 또는 방법은 이하의 청구항들과 그 어떤 등가물들에 기반하여 결정되는 본 발명의 범위 내에 포괄되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
다른 국면, 목적 및 이점들은 도면들과 명세서, 및 첨부된 청구항들을 검토하면 파악할 수 있을 것이다.

Claims (21)

  1. 회로카드 환경에 강제 흐름 냉각을 제공하는 장치로, 상기 장치가:
    세로 방향으로 이격되고 대략 가로 세로 평면 내를 향하는 단일한 회로카드로 함께 연결되는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들을 포함하는 적어도 하나의 회로카드로, 상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들이 상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들에 대해 평행한 가로 세로 평면 내를 향하는 가로 방향으로 연장되는 카드 커넥터에 의해 서로 연결되고, 상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들이 각각 제1 및 제2 작동온도를 가지며, 상기 제1 및 제2 작동온도들이 서로 다른 상기 적어도 하나의 회로카드와;
    상기 회로카드를 3차원적으로 완전히 둘러싸는 하우징 내부 공간을 형성하는 하우징과;
    제1 온도제어 유체를 상기 하우징으로 전송하는 제1 온도 유입구 커플링으로, 상기 제1 회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되는 상기 제1 온도 유입구 커플링과;
    상기 제1 온도제어 유체를 상기 하우징 밖으로 전송하는 제1 온도 유출구 커플링으로, 상기 제1 회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되고 상기 제1 온도 유입구 커플링과 세로 방향으로 이격되는 상기 제1 온도 유출구 커플링과;
    제2 온도제어 유체를 상기 하우징으로 전송하는 제2 온도 유입구 커플링으로, 상기 제2회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되는 상기 제2 온도 유입구 커플링과;
    상기 제2 온도제어 유체를 상기 하우징 밖으로 전송하는 제2 온도 유출구 커플링으로, 상기 제2 회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되고 상기 제2 온도 유입구 커플링과 세로 방향으로 이격되는 상기 제2 온도 유출구 커플링을 구비하고;
    상기 제1 온도제어 유체가 상기 하우징 내부 공간 내의 제1 흐름 경로에서 상기 제1 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로로 교차하도록 지향되어, 상기 하우징 내부 공간 내의 제2 흐름 경로에서 상기 제2 회로카드 하위조립체의 적어도 일부를 가로로 교차하도록 지향되어 상기 제2 작동온도를 유발하는 상기 제2 온도제어 유체와 동시에 상기 제1 작동온도를 유발하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부 공간 내부에 상기 카드 커넥터의 적어도 일부와 전후 방향으로 인접하여 위치하는 열 장벽으로, 상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체 들 간의 세로 방향 흐름을 적어도 부분적으로 제한하는 상기 열 장벽을 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부 공간 내부에 복수의 상기 회로카드들을 포함하고, 상기 복수의 회로카드들의 각각이 대략 가로 세로 평면 내를 향하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 회로카드들이 가로 방향으로 적층된 행 배치와 전후 방향으로 적층된 열 배치 중의 적어도 하나로 위치하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전후 방향으로 인접한 회로카드들이 다른 전후 방향들로 엇갈려 향하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들과 상기 카드 커넥터가 일체로 구성되는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부 공간이 적어도 부분적으로 진공인 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 온도 유입구 커플링들 중의 선택된 하나가 상기 제1 및 제2 온도 유출구 커플링들 중의 대응하는 것과 하우징 상에서 가로 방향으로 이격되어 위치하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 온도제어 유체들 중의 선택된 하나가 액상이고 상기 제1 및 제2 온도제어 유체들 중의 나머지 하나가 기상인 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 온도제어 유체들이 단일한 냉각 유체의 다른 상들인 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 흐름 경로가 서로 거의 분리되는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 흐름 경로들이 거의 평행한 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하우징 내부 공간 내부에 상기 카드 커넥터의 적어도 일부와 전후 방향으로 인접하여 위치하는 열 장벽으로, 상기 제1 및 제2 흐름 경로들을 세로 방향으로 분리하는 상기 열 장벽을 포함하는 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들 중의 선택된 하나로부터 상기 하우징을 통해 연장되어 상기 선택된 회로카드 하위조립체를 상기 하우징 외부의 전기 장치와 전기적 연통시키는 적어도 하나의 전기 접속배선을 포함하는 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 각 회로카드 하위조립체들이 상기 카드 커넥터와 하위조립체 기판을 포함하는 적어도 하나의 회로기판으로부터 전후로 연장되는 복수의 IC 칩들을 포함하고, 존재시 상기 각 하위조립체 기판들이 상기 카드 커넥터 상에 전후 방향으로 장착되며, 상기 카드 커넥터가 상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들의 하위조립체 기판들의 조합된 표면적보다 더 큰 표면적을 가지는 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유출구 커플링들 중의 선택된 것과 상기 제1 및 제2 유입구 커플링들 중의 선택된 것 사이의 흐름 경로에 냉각 부스터 유닛을 포함하는 장치.
  17. 복수의 청구항 1에 따른 장치들과;
    상기 각 장치의 제1 온도제어 유입구 커플링 중의 적어도 하나에 유체 연통되는 제1 온도제어 유체공급원과;
    상기 각 장치의 제2 온도제어 유입구 커플링 중의 적어도 하나에 유체 연통되는 제2 온도제어 유체공급원을
    포함하는 시스템.
  18. 회로카드 환경에 강제 흐름 냉각을 제공하는 방법으로, 상기 방법이:
    세로 방향으로 이격되고 대략 가로 세로 평면 내를 향하는 단일한 회로카드로 함께 연결되는 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들을 포함하는 적어도 하나의 회로카드로, 상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들이 상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들에 대해 평행한 가로 세로 평면 내를 향하는 가로 방향으로 연장되는 카드 커넥터에 의해 서로 연결되는 상기 적어도 하나의 회로카드와,
    하우징 내부 공간을 형성하는 하우징과,
    상기 제1 회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되는 제1 온도 유입구 커플링과,
    상기 제1 회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되고 상기 제1 온도 유입구 커플링과 세로 방향으로 이격되는 상기 제1 온도 유출구 커플링과,
    상기 제2회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되는 제2 온도 유입구 커플링과,
    상기 제2 회로카드 하위조립체에 가로 방향으로 정렬되고 상기 제2 온도 유입구 커플링과 세로 방향으로 이격되는 상기 제2 온도 유출구 커플링을 포함하는 장치를 제공하는 단계와;
    상기 제1 회로카드 하위조립체가 제1 작동온도에서 작동하도록 구성하는 단계와;
    상기 제2 회로카드 하위조립체가 상기 제1 작동온도와 다른 제2 작동온도에서 작동하도록 구성하는 단계와;
    상기 회로카드를 상기 하우징 내부 공간으로 완전히 둘러싸는 단계와;
    제1 온도제어 유체를 상기 제1 온도 유입구 커플링을 통해 상기 하우징 내로 전송하는 단계와;
    상기 제1 온도 유출구 커플링을 통해 상기 제1 온도제어 유체를 상기 하우징 밖으로 전송하는 단계와;
    제2 온도제어 유체를 상기 제2 온도 유입구 커플링을 통해 상기 하우징 내로 전송하는 단계와;
    상기 제2 온도 유출구 커플링을 통해 상기 제2 온도제어 유체를 상기 하우징 밖으로 전송하는 단계와;
    상기 제1 온도제어 유체를 상기 하우징 내의 제1 흐름 경로에서 상기 제1 회로카드 하위조립체의 적어도 일부와 가로 방향으로 교차하도록 지향시키는 단계와;
    상기 제2 온도제어 유체를 상기 하우징 내의 제2 흐름 경로에서 상기 제2 회로카드 하위조립체의 적어도 일부와 가로 방향으로 교차하도록 지향시키는 단계와; 및
    상기 제2 흐름 경로를 통한 상기 제2 작동온도의 유발과 동시에 상기 제1 흐름 경로를 통해 상기 제1 작동온도를 유발하는 단계를
    포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 회로카드 하위조립체들 간의 세로 방향의 유체 흐름을 적어도 부분적으로 제한하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 온도제어 유체들 중의 선택된 하나를 액상으로 제공하고 상기 제1 및 제2 온도제어 유체들 중의 다른 하나를 기상으로 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 장치를 제공하는 단계가:
    복수의 상기 회로카드들을 상기 하우징 내부 공간 내부에 위치시키는 단계와;
    상기 복수의 회로카드들의 각각을 대략 가로 세로 평면 내를 향하게 하는 단계와; 및
    상기 복수의 회로카드들을 상기 하우징 내부에, 가로 방향으로 적층된 행 구조와 전후 방향으로 적층된 열 구조 중의 적어도 하나로 위치시키는 단계를
    포함하는 방법.
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