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技術 取りはずし可能な噴霧冷却サブ・モジュールを有する噴霧冷却モジュール

出願人 サン・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド
発明者 ハイルマン,ヴィンス・ピイ
出願日 1999年9月21日 (21年5ヶ月経過) 出願番号 2000-576691
公開日 2002年8月27日 (18年5ヶ月経過) 公開番号 2002-527713
状態 拒絶査定
技術分野 冷凍機械と関連しない装置 電気装置の冷却等 半導体又は固体装置の冷却等 半導体または固体装置の冷却等
主要キーワード 電子コネクタ 熱シンク 電子アセンブリ 流体コネクタ 一方向バルブ 結合温度 体コネクタ 流体ライン
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年8月27日)のものです。
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図面 (5)

課題・解決手段

電子カードモジュール電気的に接続され、流体的に連通された電子カード・サブ・モジュールを備えた電子ステム。電子カード・モジュールは、マザーボードに嵌合され、冷却流体をモジュールに供給する冷却システムのマニホールドと結合される。冷却流体は、モジュール内に位置する集積回路または集積回路パッケージ上を直接流れることができる。各モジュールは、サブ・モジュールがモジュールに差し込まれ、工具またはハードウェアを使用することなくモジュールがマザーボードおよびマニホールドに差し込むことができる電気コネクタおよび流体コネクタを有する。

概要

背景

概要

電子カードモジュール電気的に接続され、流体的に連通された電子カード・サブ・モジュールを備えた電子ステム。電子カード・モジュールは、マザーボードに嵌合され、冷却流体をモジュールに供給する冷却システムのマニホールドと結合される。冷却流体は、モジュール内に位置する集積回路または集積回路パッケージ上を直接流れることができる。各モジュールは、サブ・モジュールがモジュールに差し込まれ、工具またはハードウェアを使用することなくモジュールがマザーボードおよびマニホールドに差し込むことができる電気コネクタおよび流体コネクタを有する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

マニホールドと、マザーボードと、前記マザーボードと電気的に接続されることができ、前記マニホールドと流体的に連通するように前記マニホールドと結合される電子カードモジュールと、前記電子カード・モジュールと電気的に接続されることができ、前記マニホールドと流体的に連通するように前記マニホールドと結合される電子カード・サブ・モジュールとを備える電子アセンブリ

請求項2

前記電子カード・サブ・モジュールが、前記電子カード・モジュールの電気コネクタと嵌合する電子コネクタを備える請求項1に記載のアセンブリ

請求項3

前記電子カード・サブ・モジュールが、前記電子カード・モジュールの流体コネクタと嵌合する流体コネクタを有する請求項1に記載のアセンブリ。

請求項4

前記電子カード・サブ・モジュールが、基板に取り付けられた集積回路パッケージを囲むハウジングを備え、前記基板が前記電気コネクタを取り付けている請求項2に記載のアセンブリ。

請求項5

前記電子カード・モジュールが、基板に取り付けられた集積回路パッケージを囲むハウジングを備え、前記基板が前記電気コネクタを取り付けている請求項4に記載のアセンブリ。

請求項6

前記電子カード・モジュール・ハウジングが、前記電子カード・サブ・モジュールを受ける開口部を備える請求項5に記載のアセンブリ。

請求項7

前記電子カード・モジュール・ハウジングが、くぼみを備える請求項5に記載のアセンブリ。

請求項8

前記電子カード・サブ・モジュール・ハウジングが、くぼみを備える請求項4に記載のアセンブリ。

請求項9

前記電子カード・モジュールおよび前記電子カード・サブ・モジュールに冷却流体を提供する冷却システムをさらに備える請求項1に記載のアセンブリ。

請求項10

集積回路パッケージを囲むハウジングを備える電子カード・モジュールと、集積回路パッケージを囲むハウジングを備え、前記電子カード・モジュールと流体的に連通している電子カード・サブ・モジュールと、前記電子カード・モジュールと流体的に連通している熱交換器と、前記電子カード・モジュールと、前記電子カード・サブ・モジュールと、前記熱交換器を通して冷却流体を送るポンプとを備える電子アセンブリ。

請求項11

前記電子カード・サブ・モジュールが、前記電子カード・モジュールの電気コネクタと嵌合する電気コネクタを備える請求項10に記載のアセンブリ。

請求項12

前記電子カード・サブ・モジュールが、前記電子カード・モジュールの流体コネクタと嵌合する流体コネクタを有する請求項10に記載のアセンブリ。

請求項13

前記電子カード・モジュール・ハウジングが、前記電子カード・サブ・モジュールを受ける開口部を備える請求項10に記載のアセンブリ。

請求項14

前記電子カード・モジュール・ハウジングが、くぼみを備える請求項10に記載のアセンブリ。

請求項15

前記電子カード・サブ・モジュール・ハウジングが、くぼみを備える請求項10に記載のアセンブリ。

請求項16

電子カード・サブ・モジュールを電子カード・モジュールに差しこむステップと、電子カード・モジュールをマザーボードおよびマニホールドに差しこむステップとを備える電子アセンブリを組立てる方法。

請求項17

電子カード・モジュールおよび電子カード・サブ・モジュールを通して冷却流体を送るステップをさらに備える請求項16に記載の方法。

0001

(発明の背景
1.発明の分野
本発明は、モジュール冷却流体を提供する冷却システムに結合された電子カード・モジュールおよび電子カード・サブ・モジュールを有する電子アセンブリに関する。
2.背景情報

0002

集積回路は、通常プリント回路基板はんだ付けされるパッケージへと組み立てられる。プリント回路基板マザーボードの嵌合コネクタへ差し込まれる電子カードの基板であることもある。

0003

作動中に集積回路は熱を発生する。回路結合温度が望ましくない値を超過しないことを保証するために熱を除去する必要がある。いくつかの電子カードは、回路からの熱の除去を促進する熱スラグおよび熱シンクが組み込まれている。熱は強制または自然対流により熱シンク/スラグからの周囲の大気へ流入する可能性がある。

0004

マイクロプロセッサ等の集積回路は、従来型の熱シンク/対流冷却システムで有効に除去できない熱を生成する可能性がある。集積回路から熱を伝達させて追い出す熱パイプを組み込んだ電子システムが開発されている。熱パイプもまた熱的な制限を有し、従来型の熱シンクよりも高価である。

0005

集積回路または集積回路のパッケージ上に冷却液を直接噴霧するノズルを組み込む電子システムも開発された。これらのシステムは、コンプレッサポンプおよび熱交換器を含む冷却システムにノズルを結合するための配管ハードウェアを通常必要とする。

0006

電子システム・カード交換できることが望ましい。直接冷却型の電子システムは通常、カードがシステムから取り外される前に配管ハードウェアを分解しなければならないように構築されている。分解には、フィッティングシール等を分離する工具が必要かもしれない。工具または組立てハードウェアの使用の必要なしに、電子カードを結合したりシステムから取りはずしたりできる直接冷却システムを提供することが望まれるであろう。それに加えて、工具またはハードウェアを使用せずに、個々のパッケージまたは集積回路を直接冷却システム内の電子カードから取り外すこともまた望まれる。
(発明の概要

0007

本発明の一実施態様は、電子カード・モジュールと電気的に接続され、かつ流体的に連通する電子カード・サブ・モジュールを備える電子システムである。電子カード・モジュールは、マザーボードと嵌合され、またモジュールへ冷却流体を提供する冷却システムのマニホールドに結合される。
(詳細な説明)

0008

本発明の一実施形態は、電子カード・モジュールと電気的に接続され、流体的に連通する電子カード・サブ・モジュールを含む電子システムである。電子カード・モジュールは、マザーボードと嵌合され、またモジュールへ冷却流体を供給する冷却システムのマニホールドに結合されることが可能である。冷却流体は、モジュール内に位置する集積回路または集積回路パッケージ上を直接流れることが可能である。各モジュールは、工具またはハードウェアを使用せずに、サブ・モジュールをモジュールへ差し込むこと、ならびにモジュールをマザーボードおよびマニホールドに差し込むことを可能にする電気コネクタおよび流体コネクタを有することもある。

0009

特に参照番号により図面を参照して、図lは、本発明の電子システム10の一実施形態を示す。システム10は、電子カード・モジュール16および/または電子カード・サブ・モジュール18に冷却流体14を供給する冷却システム12を含んでいる。

0010

冷却システム12は、流体14を貯蔵所22からモジュール/サブ・モジュール16、18へ送るポンプ20を含む。モジュール/サブ・モジュール16、18は、流体14を霧状にするノズル24をも含む。霧状化された流体14は、集積回路26上に向けられている。集積回路26は、流体14へ伝達される熱を生成する。熱の伝達により流体は気相へ変化する。

0011

気化した流体14は、モジュール/サブ・モジュール16、18から熱交換器28へと流れる。冷却システム12は、熱交換器28を横切る空気の流れを発生させて流体14から熱を除去するファン30を備えている。流体14は、貯蔵部22へ流れ戻りサイクルを完成させる。

0012

図2は、電子カード・モジュール16および電子カード・サブ・モジュール18の一実施形態を示す。モジュール16は、基板36に取り付けられた1つまたは複数の集積回路パッケージ34を囲むハウジング32を含んでいる。集積回路パッケージ34は各々1つまたは複数の集積回路を備えているであろう(図示されない)。パッケージが図示され、説明されているが、モジュール16が基板36に直接取り付けられる集積回路を含むこともあることを理解されたい。

0013

基板36は、マザーボード電気コネクタ38およびサブ・モジュール電気コネクタ40が取り付けられたプリント回路基板を備えることもある。マザーボード電気コネクタ38はマザーボード44に取り付けられたコネクタ42に嵌合される。

0014

サブ・モジュール18は、同様に、基板50に取り付けられた1つまたは複数の集積回路パッケージ48を囲むハウジング46を備えることもある。集積回路パッケージ48は、各々1つまたは複数の集積回路(示されていない)を備えている。パッケージは図示され、説明されているが、モジュール18が基板50に直接取り付けられた集積回路を含むこともあることを理解されたい。

0015

サブ・モジュール18内の集積回路は、モジュール16の集積回路に結合されたマイクロプロセッサであってもよい。分離可能なサブ・モジュール18を用いることにより、オペレータがシステムのマイクロプロセッサを容易に設置、取り替えることが可能になる。

0016

サブ・モジュールの基板50は電気コネクタ52が取り付けられたプリント回路基板である。電気コネクタ52は、モジュール16の電気コネクタ40へ差し込むことができる。電気コネクタ38、40、42および52、ならびに基板36および50は、集積回路パッケージ34および48を互いへおよびマザーボード44へ電気的に接続する。

0017

モジュール16は、マニホールド62の対応する流体コネクタ58および60に差しこむことが可能な流入口流体コネクタ54および流出口流体コネクタ56を備えている。マニホールド62は、図1に示される冷却システム12のポンプ20と熱交換機28に結合される。

0018

図3で示されるように、マニホールド62の流体コネクタ58および60は、各々、常時バルブ64を閉じるように付勢されたばねを備えている。モジュール16の対応する流体コネクタ54または56がマニホールド62の流体コネクタ58または60に挿入されると、バルブ64が開かれる。バルブ64が開くと、冷却流体はマニホールド62からモジュール16へ流れることができる。モジュール16がマニホールド62から分離されると、流体がコネクタ58または60を通り流れないように、バルブ64は閉位置へ戻る。この一方向バルブ64がモジュール16をマニホールド62およびマザーボード44と閉鎖的に嵌合させる手段となっている。

0019

図2を参照すると、サブ・モジュール18は、モジュール16の嵌合流体コネクタ70および72に差しこむことができる一対の流体コネクタ66および68を備えている。流体コネクタ70および72は、各々サブ・モジュール18がモジュール16へ差し込まれた場合に開かれるようにばねで付勢された常時閉バルブ(示されていない)を備えることがある。バルブは開位置にあっては流体がサブ・モジュール18に流入するのを可能にし、閉位置にあっては流体がモジュール16から流出するのを妨げる。モジュール16は、コネクタ70および72と流入口54および流出口56コネクタをそれぞれ接続し、マニホールド62とサブ・モジュール18との間の直接の流体の通り路となる一対の流体ライン(示されていない)を備えることがある。電気コネクタ34、および流体コネクタ70および72は、サブ・モジュール18を受けることができる開口部74内に位置している。

0020

図4に示すように、開口部74の深さは、サブ・モジュール18がモジュール16に差し込まれたとき、サブ・モジュールの上面76がモジュールの上面78と同じ高さとなることが望ましい。開口部74は、このようにモジュール/サブ・モジュール・アセンブリの形状を最小化する。

0021

モジュール・ハウジング32は、オペレータが指を挿入し、またサブ・モジュール18をモジュール16からより容易に分離させることができる一対のくぼみ80を有してもよい。同様に、サブ・モジュール・ハウジング46はサブ・モジュール18をモジュール16からの取り除くのを助ける一対のくぼみ82を有することがある。

0022

システムは、サブ・モジュール18をモジュール16に差し込み、その後モジュール16をマザーボード44およびマニホールド62に差し込むことにより組み立てられる。代わりに、モジュール16をマザーボード44およびマニホールド62に差しこんだ後に、サブ・モジュール18はモジュール16に差し込むこともできる。本発明は、工具またはハードウェアを使用せずに、モジュール16およびサブ・モジュール18の両方を直接冷却式冷却システムに差し込むことができる電子システムを提供する。

0023

典型的な実施形態が付随する図面で説明され示されてきたが、このような実施形態は、単に説明的であり、広い発明を制限するものではなく、他の様々な改良が通常の当業者に生じるので、本発明は図示され説明された特定の構造および配置に制限されないことを理解されたい。

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