固态驱动器的热管理制造技术

一种包括印刷电路板(PCB)的电子设备，其包括导热平面和至少一个安装在所述PCB上并连接到所述导热平面的热生成部件。框架连接到所述PCB以便在所述框架的至少一部分与所述至少一个热生成部件之间定义第一导热路径。电子设备进一步包括至少一个在所述框架和所述至少一个热生成部件之间的导热层，以便在所述框架的至少一部分与所述至少一个热生成部件之间定义第二导热路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
固态驱动器(SSD)是数据存储设备的一种类型，其使用非易失性固态存储器来存储数据，如闪速存储器。随着SSD性能要求的增长，功率需求普遍增长。此外，SSD的物理尺寸需求通常保持相同或变得更小。功率需求的增长而不相应增加物理尺寸，导致了要从SSD消散更多热量的挑战。此外，SSD的新标准规定SSD上减少的气流和更高的环境温度，这进一步阻碍热量的消散。附图说明根据下文结合附图时阐述的详细描述，本公开的实施例的特征和优点将变得更加显而易见。提供附图和相关的描述是为了说明本公开的实施例而不是要限制要求保护的范围。图1是根据实施例的固态驱动器(SSD)的截面图。图2是根据实施例的SSD的截面图。图3是根据实施例的SSD的截面图。图4A提供了根据实施例的SSD的外部的顶视图。图4B提供了根据实施例的图4A的SSD的外部的侧视图。图5A提供了根据实施例的SSD的外部的顶视图。图5B提供了根据实施例的图5A的SSD的外部的侧视图。图5C提供了根据实施例的图5A和5B的SSD的外部的不同的侧视图。图6A提供了根据实施例的SSD的外部的顶视图。图6B提供了根据实施例的图6A的SSD的外部的侧视图。图6C提供了根据实施例的图6A和6B的SSD的外部的不同的侧视图。具体实施方式在下面的详细描述中，阐述了大量具体细节以提供对本公开的全面理解。然而，对于本领域普通技术人员来说将显而易见的是，所公开的各种实施例可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实施。在其它实例中，公知的结构和技术没有详细示出，是为了避免不必要地使各个实施例难以理解。图1是根据一个实施例的固态驱动器(SSD)100的截面图。如将由那些本领域普通技术人员意识到的那样，图1至3的截面图并未按比例绘制以提供对本公开更加清晰的理解。如图1所示，SSD100包括具有上框部118和下框部142的框架，其具有印刷电路板(PCB)102安装在下框部142中或下框部142上。调整上框部118和下框部142的尺寸以符合针对SSD100的特定形状因子(formfactor)，如2.5英寸的形状因数。框部118和142可由导热材料构成以将热量从SSD100消散。这样的框架材料可以包括，例如，铝合金，诸如具有167W/mK导热率的6061-T6。片上系统(SOC)110与DDR104和闪速存储器108和114一起安装在PCB102的底侧。如图1所示，DDR113和闪速存储器106和116安装在PCB102的顶侧。尽管图1中示出了热生成部件的一种布置，但那些本领域普通技术人员将会意识到本公开并不限于PCB102上的部件的具体数量或特定布置。例如，其它实施例可以包括图1所示部件的更多或更少安装在PCB102的单侧。SOC110是能够充当用于管理SSD100中的数据的控制器的集成电路(IC)。DDR113和104是提供用于存储数据的易失性存储器的IC。DDR113和104可以包括，例如，双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM)，如DDRSDRAM，DDR2SDRAM，或DDR3SDRAM。在图1的示例中，闪速存储器106，108，120和122提供用于存储数据的非易失性存储器(NVM)，并且可以包括，例如，NAND闪速存储器。尽管图1的示例包括闪速存储器，但其它实施例可以包括任意类型的固态存储器。在这点上，这样的固态存储器可包括各种类型的存储设备中的一个或多个，如硫系RAM(C-RAM)，相变存储器(PC-RAM或PRAM)，可编程金属化单元RAM(PMC-RAM或PMCm)，双向通用存储器(OUM)，阻变RAM(RRAM)，NAND存储器(例如，单层单元(SLC)存储器，多层单元(MLC)存储器，或其任意组合)，NOR存储器，EEPROM，铁电存储器(FeRAM)，磁阻RAM(MRAM)，其它分立的NVM芯片，或其任意组合。SSD100还包括热界面材料(TIM)层112，114，116，117和119，其在一侧的框部与另一侧的安装在PCB102上的部件之间提供导热层。TIM层112，114，116，117和119可以包括用于导热的本领域已知的任意热界面材料或材料的组合，诸如相变金属合金(PCMA)，石墨烯，或硅基材料。在一个示例中，TIM层112，114，116，117和119可在通过TIM层的特定方向上具有1至6W/mK的导热率。此外，TIM层可以包括柔性材料或导热油脂以通过填充由于框部118和142上以及安装在PCB102上的部件上的表面不完整而产生的气隙来改善导热率。如图1所示，沿着下框部142的内表面的TIM层112通过可以包括空气的间隙115与TIM层117分离(即，没有直接接触)。分离TIM层的一个原因是减少SSD100中的较高的热生成部件向其它部件的热传递。在图1的示例中，TIM层112与TIM层117分离以减少从SOC110向DDR104以及闪速存储器108和114的热传递，这是因为这些部件易受过热的影响。此外，SOC110通常比DDR104以及闪速存储器108和114显著地产生更多的热量。例如，当使用外围部件互连交换(PCIe)标准时，相比于DDR104和113产生的近似300毫瓦特以及闪速存储器106，108，120和122产生的近似500毫瓦特，SOC110可以产生2到8瓦特。因此分离TIM层112和117以防止热量从SOC110传输至SSD100的其它部件。此外，沿着下框部142的内表面的TIM层114和117通过间隙105彼此分离，以减少可另外在DDR104与闪速存储器108和122之间传导的热量。类似地，沿着上框部118的内表面的TIM层116和119通过间隙107彼此分离。图1的示例还包括在上框部118与下框部142之间的石墨烯层123(即，石墨片)，其充当散热器以及在上框部118与下框部142之间的导热层。石墨烯层123通常实现上框部118与下框部142之间更好的热传递。由于石墨烯的高导热率(在平行的x-y平面大约1500瓦特/米-开尔文，而在垂直的z平面大约15瓦特/米-开尔文)，其还可用在TIM层112，114，116，117和119中。在其它实施例中，可以省略石墨烯层123以使得框部118和142彼此直接接触。在另外的其它实施例中，可以利用不同类型的导热层来替换石墨烯层123，如导热油脂。图2示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备，包括：印刷电路板(PCB)，其包括导热平面；至少一个热生成部件，其被安装在所述PCB上，并且连接到所述导热平面；框架，其连接到所述PCB，以便在所述框架的至少一部分与所述至少一个热生成部件之间定义第一导热路径；以及至少一个导热层，其在所述框架与所述至少一个热生成部件之间，以便在所述框架的至少一部分与所述至少一个热生成部件之间定义第二导热路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.12 US 61/811,577;2013.05.29 US 13/904,9921.一种电子设备，包括：
印刷电路板(PCB)，其包括导热平面；
至少一个热生成部件，其被安装在所述PCB上，并且连接到所述导热
平面；
框架，其连接到所述PCB，以便在所述框架的至少一部分与所述至少
一个热生成部件之间定义第一导热路径；以及
至少一个导热层，其在所述框架与所述至少一个热生成部件之间，以
便在所述框架的至少一部分与所述至少一个热生成部件之间定义第二导热
路径。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少一个导热层包括
石墨烯层。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少一个热生成部件
包括第一热生成部件和第二热生成部件，
其中，所述至少一个导热层包括在所述框架与所述第一热生成部件之
间的第一导热层以及在所述框架与所述第二热生成部件之间的第二导热
层，并且
其中，所述第一导热层不直接接触所述第二导热层，以便减少所述第
一热生成部件与所述第二热生成部件之间的热传递。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述PCB包括多个平面，
并且所述导热平面基于所述导热平面的位置、所述导热平面的尺寸、和/或
所述导热平面的材料成分而被预先处置以用于导热。
5.根据权利要求1所述的电子设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·马塔亚，T·坎贝尔，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US