带有集成蒸汽腔的冷板制造技术

本公开总体涉及带有集成蒸汽腔的冷板。带有集成蒸汽腔的冷板允许集成电路组件中的集成电路管芯间的改善的温度均衡。冷板包括第一腔和蒸汽腔，它们共享共同的内壁。冷板附着到集成电路组件，该组件的位置与蒸汽腔相邻。由集成电路管芯生成的热量被传递到蒸汽腔，在蒸汽腔中它作为潜在热量被两相工作流体吸收。通过使冷却液体流经冷板来从蒸汽腔移除热量，该冷板在工作流体凝结时吸收从其排出的热量。加热的冷却液体在流体出口离开冷板。带有集成蒸汽腔的冷板可以被用于以类似的方式均衡多个集成电路组件间的温度。集成电路组件间的温度。集成电路组件间的温度。

【技术实现步骤摘要】
带有集成蒸汽腔的冷板


[0001]本公开总体涉及带有集成蒸汽腔的冷板。

技术介绍

[0002]集成电路组件可以由附接到该集成电路组件的冷板进行液体冷却。冷却液体在流体输入端处进入冷板，在其流经冷板时吸收由集成电路组件生成的热量，并且在流体输出端处作为加热的冷却液体离开冷板。

技术实现思路

[0003]根据本公开的第一实施例，提供了一种计算系统，包括：冷板，包括：包括顶壁和底壁的外壳；内壁；流体输入端；流体输出端；与所述流体输入端和所述流体输出端连接的第一腔，所述第一腔被所述顶壁和所述内壁部分地包围；以及包括两相流体的蒸汽腔，所述蒸汽腔被所述内壁和所述底壁部分地包围；以及附着到所述冷板的底壁的集成电路组件，所述集成电路组件包括多个集成电路管芯。
[0004]根据本公开的第二实施例，提供了一种冷板，包括：包括顶壁和底壁的外壳；内壁；流体输入端；流体输出端；与所述流体输入端和所述流体输出端连接的第一腔，所述第一腔被所述顶壁和所述内壁部分地包围；以及包括两相流体的蒸汽腔，所述蒸汽腔被所述内壁和所述底壁部分地包围。
[0005]根据本公开的第三实施例，提供了一种方法，包括：在第一功率消耗水平下操作多个集成电路管芯中的第一集成电路管芯；并且在第二功率消耗水平下操作所述集成电路管芯中的第二集成电路管芯，所述集成电路管芯位于附着到冷板的集成电路组件内，所述冷板包括：包括顶壁和底壁的外壳，所述集成电路组件附着到所述底壁；内壁；流体输入端；流体输出端；与所述流体输入端和所述流体输出端连接的第一腔，所述第一腔被所述顶壁和所述内壁部分地包围；以及包括两相流体的蒸汽腔，所述蒸汽腔被所述内壁和所述底壁部分地包围。
附图说明
[0006]图1A图示了附着到集成电路组件的带有集成蒸汽腔的示例冷板的截面视图。
[0007]图1B图示了图1A的带有集成蒸汽腔的示例冷板和集成电路组件的顶视图。
[0008]图2是图示出在操作状态下并且附着到两种不同类型的冷板的集成电路管芯的示例温度的图线。
[0009]图3A图示了附着到多个集成电路组件的带有集成蒸汽腔的示例冷板的截面视图。
[0010]图3B图示了图3A的带有集成蒸汽腔的示例冷板和集成电路组件的顶视图。
[0011]图4是操作包括集成电路组件和热管理解决方案的计算系统的示例方法，该热管理解决方案包括带有集成蒸汽腔的冷板。
[0012]图5是其中可以实现本文描述的技术的示例性计算系统的框图。
[0013]图6是可以执行指令作为实现本文描述的技术的一部分的示例性处理器单元的框图。
具体实施方式
[0014]经由冷板对集成电路组件进行液体冷却可能导致位于集成电路组件内的集成电路管芯的不均匀冷却。随着冷却液体流经冷板，它吸收由集成电路组件内的集成电路管芯生成的热量。位于来自集成电路组件中的其他管芯的冷却液体流动的方向的下游的管芯被位于上游的管芯预热过的冷却液体进行冷却，导致冷却液体冷却下游管芯的能力下降。这种冷却液体预热可能导致在操作期间集成电路组件中的集成电路管芯间的温度分布不均，其中下游管芯的温度高于上游管芯。下游管芯因此可以限制集成电路组件的热设计功率(thermal design power，TDP)。类似地，当多个集成电路组件被串联地进行液体冷却时，下游组件由被上游组件预热过的冷却液体进行冷却。因此，下游的集成电路组件可以限制计算系统的TDP限制器。
[0015]本文所公开的带有集成蒸汽腔的冷板(cold plates with integrated vapor chamber，CPVC)——本文可以被替换性地称为冷却装置——包括集成蒸汽腔，它可以在被液体冷却的组件(例如，集成电路组件内的多个集成电路管芯，多个集成电路组件)间提供更均衡的温度分布。集成电路组件生成的热量作为潜在热量被位于蒸汽腔中的蒸发两相工作流体所捕捉。蒸发的工作流体在第一腔和蒸汽腔之间的界面处凝结，并且流经第一腔的冷却液体从工作流体吸收热量。本文描述的带有集成蒸汽腔的冷板可以在上游和下游集成电路管芯或组件之间提供更均衡的温度分布，因为管芯或组件生成的热量通过占据蒸汽腔的两相流体的蒸发而被捕捉，该蒸汽腔的横向边界包围被冷却的元件的外部边界，而不是将生成的热量直接传递到流经冷板的冷却液体。
[0016]本文公开的CPVC可以提供至少以下优势。首先，它们可以在上游和下游集成电路管芯(或集成电路组件)之间提供改善的温度均衡，从而降低可能限制集成电路组件(或计算系统)的TDP的管芯(或组件)的温度，并且允许集成电路组件(或计算系统)更冷地运行。第二，采用所公开的CPVC的计算设备可能不受到必须避免将被液体冷却的集成电路管芯或组件放置为位于彼此下游的物理设计约束。消除这些阴影的物理设计约束可能给集成电路组件和计算系统设计者带来更多的灵活性。第三，本文公开的CPVC可以与现有的液体冷却基础设施一起使用。
[0017]在下面的描述中，阐述了具体的细节，但本文描述的技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实现。没有详细示出公知的电路、结构和技术，以避免模糊对本说明书的理解。诸如“一实施例”、“各种实施例”、“一些实施例”等之类的短语可以包括特征、结构或特性，但不是每一个实施例都一定包括该特定特征、结构或特性。
[0018]一些实施例可以具有针对其他实施例描述的特征中的一些、全部或者不具有这些特征。“第一”、“第二”、“第三”等描述了共同的对象，并且表明相似对象的不同实例被提及。这样的形容词并不意味着这样描述的对象必须在一个给定的序列中，无论是在时间上还是在空间上，在排名上，或者任何其他方式。“连接”可表明元素彼此之间有直接的物理或者电气接触，而“耦合”可表明元素与彼此合作或交互，但它们可能有也可能没有发生直接的物理或电气接触。此外，对于本公开的实施例使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等等，是同义
的。由“基本上”一词修饰的术语包括与未修饰的术语的含义略有不同的布置、取向、间距或者位置。例如，提及具有基本上均衡的温度的集成电路管芯或集成电路组件包括具有在彼此的几度以内的温度的集成电路管芯或集成电路组件。
[0019]现在参考不一定按比例绘制的附图，其中相似或相同的标号可以被用于指定不同附图中的相同或相似的部分。在不同附图中使用相似或相同的标号并不意味着包括相似或相同标号的所有附图构成单个或同一个实施例。具有不同字母后缀的相似标号可以表示相似组件的不同实例。附图概括地以示例方式而非限制方式图示了本文档中论述的各种实施例。
[0020]在接下来的描述中，出于说明目的，记载了许多具体细节以提供对其的透彻理解。然而，可以明显看出，没有这些具体细节也可以实现新颖的实施例。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备以促进对其的描述。意图是要覆盖在权利要求的范围内的所有修改、等同和替换。
[0021]图1A图示了附着到集成电路组件的带有集成蒸汽腔的示例冷板的截面视图。CPVC 100包括外壳104、流体输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算系统，包括：冷板，包括：包括顶壁和底壁的外壳；内壁；流体输入端；流体输出端；与所述流体输入端和所述流体输出端连接的第一腔，所述第一腔被所述顶壁和所述内壁部分地包围；以及包括两相流体的蒸汽腔，所述蒸汽腔被所述内壁和所述底壁部分地包围；以及附着到所述冷板的底壁的集成电路组件，所述集成电路组件包括多个集成电路管芯。2.如权利要求1所述的计算系统，其中，所述集成电路管芯是沿着从所述流体输入端延伸到所述流体输出端的轴线排列的，所述集成电路管芯中的第一集成电路管芯的位置比所述集成电路管芯中的第二集成电路管芯沿着所述轴线更远离所述流体输入端。3.如权利要求1或2所述的计算系统，其中，所述蒸汽腔包括位于所述蒸汽腔的一个或多个面上的一个或多个引流芯。4.如权利要求1或2所述的计算系统，其中，所述蒸汽腔的横向边界包围所述集成电路管芯中的个体集成电路管芯的外部边界。5.如权利要求1或2所述的计算系统，其中，所述第一腔的横向边界包围所述集成电路管芯中的个体集成电路管芯的外部边界。6.如权利要求1或2所述的计算系统，其中，所述计算系统还包括一个或多个无源电子组件，并且所述蒸汽腔的横向边界包围所述无源电子组件中的个体无源电子组件和所述集成电路组件中的个体集成电路组件的外部边界。7.如权利要求1或2所述的计算系统，其中，所述集成电路组件是第一集成电路组件并且所述集成电路管芯是第一集成电路管芯，所述计算系统还包括附着到所述冷板的底壁的第二集成电路组件，所述第二集成电路组件包括多个第二集成电路管芯。8.如权利要求7所述的计算系统，其中，所述蒸汽腔的横向边界包围所述第一集成电路管芯中的个体第一集成电路管芯和所述第二集成电路管芯中的个体第二集成电路管芯的外部边界。9.如权利要求1或2所述的计算系统，还包括：印刷电路板，所述集成电路组件实体地耦合到所述印刷电路板。10.如权利要求1或2所述的计算系统，还包括：热交换器；一个或多个导管，被布置为创建包括所述热交换器和所述冷板的环路；以及泵，用于使冷却液体循环经过所述环路。11.如权利要求10所述的计算系统，还包括：壳体，该壳体容纳所述集成电路组件、所述冷板、所述热交换器、以及所述泵。12.如权利要求10所述的计算系统，还包括：壳体，其中，所述集成电路组件和所述冷板被容纳在所述壳体内，并且所述热交换器和所述泵位于所述壳体外部。13.一种冷板，包括：
包括顶壁和底壁的外壳；内壁；流体输入端；流体输出端；与所述流体输入端和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿美谷，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：