(57)【要約】種々の実施形態は、一次カバーと、二次カバーと、一次カバーと二次カバーとの間に狭入される回路基板とを含む、回路基板モジュールを提供する。第１のセットのフィンまたはチャネルが、一次カバーの表面上に提供されてもよい。第１のセットのフィンまたはチャネルは、一次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導する。第２のセットのフィンまたはチャネルが、二次カバーの表面上に提供されてもよい。第２のセットのフィンまたはチャネルは、二次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導する。第２のセットのフィンまたはチャネルは、第１のセットのフィンまたはチャネルと相互噛合し、回路基板を封入する密閉されたケーシングを形成する。密閉されたケーシングは、ファラデー箱を形成し、回路基板を電磁干渉から保護する。
2015536578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板モジュールであって、前記回路基板モジュールは、
一次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導するための複数のフィンまたはチャネルを含む、一次カバーと、
二次カバーと、
前記一次カバーの周縁に沿って提供されたガスケットシールと、
前記一次カバーと前記二次カバーとの間に狭入された回路基板と
を備え、
前記一次カバーおよび前記二次カバーは、連結し、前記回路基板を封入する密閉されたケーシングを形成する、回路基板モジュール。
【請求項２】
前記回路基板によって生成される熱を前記一次カバーに伝達するための、前記一次カバーと前記回路基板との間に提供された高熱伝導性プレートをさらに備える、請求項１に記載の回路基板モジュール。
【請求項３】
前記二次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導するための、前記二次カバーの表面上に提供された複数のフィンまたはチャネルをさらに備える、請求項１に記載の回路基板モジュール。
【請求項４】
前記密閉されたケーシングは、ファラデー箱を形成し、前記回路基板を電磁干渉から保護する、請求項１に記載の回路基板モジュール。
【請求項５】
前記複数のフィンまたはチャネルは、前記一次カバーの表面の一部に沿って延在する、請求項１に記載の回路基板モジュール。
【請求項６】
前記複数のフィンまたはチャネルは、前記一次カバーの表面全体に沿って延在する、請求項１に記載の回路基板モジュール。
【請求項７】
前記回路基板モジュールをバックボードに連結するための、前記密閉されたケーシングから突出している複数のコネクタをさらに備える、請求項１に記載の回路基板モジュール。
【請求項８】
システムであって、前記システムは、
複数の回路基板モジュールであって、各回路基板モジュールは、
前記一次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導するための複数のフィンまたはチャネルを含む、一次カバーと、
二次カバーと、
前記一次カバーの周縁に沿って提供されたガスケットシールと、
前記一次カバーと前記二次カバーとの間に狭入された回路基板と
を含み、
前記一次カバーおよび前記二次カバーは、連結し、前記回路基板を封入する密閉されたケーシングを形成する、回路基板モジュールと、
バックプレーンであって、前記複数の回路基板モジュールは、前記バックプレーンに連結されている、バックプレーンと、
前記バックプレーンに連結されたバックプレーンカバープレートであって、前記バックプレーンカバープレートは、前記バックプレーンと前記バックプレーンに連結された複数のモジュールとの間に提供されている、バックプレーンカバープレートと
を備える、システム。
【請求項９】
前記バックプレーンカバープレートに連結されたバックプレーンガスケットをさらに備え、前記バックプレーンガスケットは、前記バックプレーンカバープレートと前記バックプレーンに連結された１つ以上のモジュールとの間に提供されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
各回路基板モジュールはさらに、前記回路基板モジュールを前記バックプレーンから分断するための１つ以上のエジェクタを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記密閉されたケーシングは、ファラデー箱を形成し、前記回路基板を電磁干渉から保護する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の回路基板モジュールの第１の回路基板モジュールの一次カバーと、前記複数の回路基板モジュールの第２の回路基板モジュールの二次カバーとの間に提供されている空隙をさらに備え、前記第２の回路基板モジュールは、前記第１の回路基板モジュールに隣接している、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記空隙は、幅０．０５インチ未満である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の回路基板モジュールのうちの１つの前記二次カバーの表面上に提供された複数のフィンまたはチャネルをさらに備え、
前記二次カバーの複数のフィンまたはチャネルは、前記二次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
回路基板ケーシングであって、前記回路基板ケーシングは、
一次カバーと、
前記一次カバーの表面上に提供された第１のセットのフィンまたはチャネルであって、前記第１のセットのフィンまたはチャネルは、前記一次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導する、第１のセットのフィンまたはチャネルと、
二次カバーと、
前記二次カバーの表面上に提供された第２のセットのフィンまたはチャネルであって、前記第２のセットのフィンまたはチャネルは、前記二次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導する、第２のセットのフィンまたはチャネルと
を備え、
前記二次カバーは、前記一次カバーと相互噛合し、密閉されたケーシングを形成する、回路基板ケーシング。
【請求項１６】
前記一次カバーと前記二次カバーとの間に狭入された回路基板と、
前記回路基板によって生成される熱を前記一次カバーに伝達するための、前記一次カバーと前記回路基板との間に提供された高熱伝導性プレートと
をさらに備える、請求項１５に記載の回路基板ケーシング。
【請求項１７】
前記一次カバーの周縁に沿って提供されたガスケットシールをさらに備える、請求項１５に記載の回路基板ケーシング。
【請求項１８】
回路基板は、前記密閉されたケーシング内に提供され、前記密閉されたケーシングは、ファラデー箱を形成し、前記回路基板を電磁干渉から保護する、請求項１５に記載の回路基板ケーシング。
【請求項１９】
前記第１のセットのフィンまたはチャネルは、前記一次カバーの表面の少なくとも一部に沿って延在する、請求項１５に記載の回路基板ケーシング。
【請求項２０】
前記密閉されたケーシング内に提供された回路基板をバックボードに連結するための、前記密閉されたケーシングから突出している複数のコネクタをさらに備える、請求項１５に記載の回路基板ケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１２年１２月３日に出願された米国仮出願（特許出願）第６１／７３２，７９４号に対して優先権を主張する。上記文献の内容は、参照することによって本明細書において援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、デジタルデータ処理モジュールと、デジタルデータ処理モジュール、無線周波数処理モジュール、および／またはマイクロ波処理モジュールを冷却するための方法に関し、より具体的には、通過気流冷却技術を使用して冷却されることができる、回路基板アセンブリを形成するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
高性能処理モジュールは、その最大能力を果たすために、適正な冷却を要求する。回路基板モジュールを冷却するための既存の冷却技術は、空冷、伝導冷却、液体冷却、および貫流気流による冷却を含む。これらの技術は、モジュールを冷却するために使用されるが、粉塵または砂の多い環境等の過酷な環境のために設計されていない。具体的には、従来の空冷方法は、冷却空気が、使用の前にフィルタ処理されることを要求する。
【０００４】
過酷な環境において使用される回路基板モジュールの場合、常時、使用に先立って、空気をフィルタ処理することが不可能である場合がある。故に、より高い冷却パワー率および構成要素に及ぼすより低い温度影響を提供する、代替冷却技法が、過酷な環境において使用される回路基板モジュールのために開発されなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要約）
種々の実施形態によると、回路基板モジュールが、提供される。回路基板モジュールは、一次カバーと、二次カバーと、一次カバーと二次カバーとの間に狭入される回路基板とを含む。一次カバーは、一次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導するための複数のフィンまたはチャネルを含む。回路基板モジュールは、一次カバーの周縁に沿って提供されるガスケットシールを含む。一次カバーおよび二次カバーは、連結し、回路基板を封入する密閉されたケーシングを形成する。
【０００６】
いくつかの実施形態では、複数の回路基板モジュールを備える、システムが、提供される。各回路基板モジュールは、一次カバーと、二次カバーと、一次カバーと二次カバーとの間に狭入される回路基板とを含む。一次カバーは、一次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導するための複数のフィンまたはチャネルを含む。各回路基板モジュールはさらに、一次カバーの周縁に沿って提供されるガスケットシールを含む。一次カバーおよび二次カバーは、連結し、回路基板を封入する密閉されたケーシングを形成する。システムはさらに、バックプレーンと、バックプレーンに連結されるバックプレーンカバープレートとを含む。複数の回路基板モジュールは、バックプレーンに連結される。バックプレーンカバープレートは、バックプレーンとバックプレーンに連結される複数のモジュールとの間に提供される。
【０００７】
種々の実施形態は、一次カバーと、二次カバーとを備える、回路基板ケーシングを提供する。第１のセットのフィンまたはチャネルは、一次カバーの表面上に提供される。第１のセットのフィンまたはチャネルは、一次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導する。第２のセットのフィンまたはチャネルは、二次カバーの表面上に提供される。第２のセットのフィンまたはチャネルは、二次カバーの表面上を流動する冷却空気を誘導する。二次カバーは、一次カバーと相互噛合し、密閉されたケーシングを形成する。
【０００８】
本明細書内に組み込まれ、その一部を構成する、付随の図面は、本明細書に説明される１つ以上の実施形態を図示し、発明を実施するための形態とともに、これらの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の種々の実施形態による、例示的回路基板モジュールを図示する。
【図２】図２は、図１に示される例示的モジュールの構成要素の拡大図を図示する。
【図３】図３は、図１に示される例示的モジュールの裏面図を図示する。
【図４】図４は、本発明の種々の実施形態による、バックプレーン上に搭載された複数のモジュールを図示する。
【図５】図５は、本発明の種々の実施形態による、図１に示される複数のモジュールの側面図を図示し、モジュールは、一次カバー上にフィンを含む。
【図６】図６は、本発明の種々の実施形態による、一次カバーおよび二次カバー上にフィンを含む、複数のモジュールの側面図を図示する。
【図７】図７Ａ−７Ｂは、本発明の種々の実施形態による、例示的バックプレーンカバープレートを図示する。
【図８】図８は、本発明の種々の実施形態による、バックプレーンと、その上に搭載されたモジュールとを含む、例示的ケーシングを図示する。
【図９】図９は、本発明の種々の実施形態による、一次カバー上に複数の非対称チャネルを含む、例示的モジュールの熱画像を図示する。
【図１０】図１０は、本発明の種々の実施形態による、一次カバー上に複数の対称チャネルを含む、例示的モジュールの熱画像を図示する。
【図１１】図１１は、本発明の種々の実施形態による、例示的試験環境を図示し、複数のモジュールを含むモジュールスタックは、風洞内に提供される。
【図１２】図１２は、図１１に示されるモジュールスタックの複数のモジュールの詳細図を図示する。
【図１３】図１３は、本発明の種々の実施形態による、図１１に示されるモジュールスタックのモジュールに関連して修正されたフィン幾何学形状を図示する。
【図１４】図１４は、本発明の種々の実施形態による、図１１に示されるモジュールスタックのモジュールに関連して修正されたフィン幾何学形状を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、ケーシングを形成するカバープレートを含む、例示的回路基板モジュールを提供する。モジュールは、流体が、直接、カバープレートにわたって流動する、「通過流」冷却技術を用いて、空気等の流体を使用して冷却される。通過気流冷却技術は、使用に先立って、冷却空気がフィルタ処理されることを要求しない、無フィルタ冷却技術である。種々の実施形態によると、通過気流モジュール（「ＡＦＢモジュール」）は、厚さ１．２インチ以下、より具体的には、０．８インチ〜１．２インチの範囲を有してもよい。ＡＦＢモジュールは、重量３．５ポンド未満であってもよい。本発明の１．０インチ範囲内のＡＦＢモジュールは、ＶＩＴＡ４８．１規格シャーシ等の従来の回路基板モジュールシャーシと互換性があり得る。ＶＩＴＡは、モジュール式内蔵コンピューティングシステムのベンダおよびユーザの非営利団体である。ＶＩＴＡの規格開発部門である、ＶＩＴＡ規格化団体（ＶＳＯ）は、米国国家規格協会（ＡＮＳＩ）開発者として認定されている。ＶＩＴＡは、当技術分野において公知のコンピュータバス、基板、およびシステム仕様を提供する。
【００１１】
種々の実施形態に関連して以下に説明されるモジュールカバープレートは、一次カバー（すなわち、フロントカバー）と、二次カバー（すなわち、バックカバー）とを含む。一次カバーおよび二次カバーは、相互に連結し、密閉されたケーシングを形成する。密閉されたケーシングは、基板上に形成された１つ以上の電子構成要素を含む、回路基板を封入してもよい。密閉されたケーシングは、ケーシングを通して電気をチャネリングすることによって、外部の静的および非静的電場を遮断し、密閉されたケーシングの全側面に一定電圧を提供する、ファラデー箱を形成してもよい。電圧差は、電位の測定基準であるため、電流は、密閉されたケーシングを通して流動しない。例えば、密閉されたケーシングのファラデー箱特性は、その中に提供される回路基板を静電放電から保護し得る。
【００１２】
一次カバーは、密閉されたケーシング内に封入された回路基板の外方に面した一次カバーの外部表面にわたって冷却空気を誘導する、複数のフィンまたはチャネルを有する。種々の実施形態によると、二次カバーはまた、改良された冷却性能のために、二次カバーの外部表面にわたって冷却空気を誘導するためのフィンまたはチャネルを含んでもよい。本発明の種々の実施形態は、小型形状因子が空冷される、堅牢なモジュールを提供する。堅牢なモジュールの空冷は、空気フィルタを要求しない。冷却は、密接に離間された複数のモジュールを冷却するために十分である。
【００１３】
例示的回路基板モジュールは、図１に図示される。モジュール１００は、相互噛合し、密閉されたケーシング１０６を形成する、一次カバー１０２と、二次カバー１０４とを含む。本発明の種々の実施形態によると、一次カバー１０２および二次カバー１０４は、堅牢なモジュールが、粉塵または砂が多い大気等の過酷な外部環境によって生じる摩滅に耐えられるような材料で鍍着および／またはコーティングされてもよい。例えば、一次カバー１０２および／または二次カバー１０４は、ニッケル鍍着またはテフロン（登録商標）コーティングされてもよい。
【００１４】
回路基板は、ケーシング１０６内に提供されてもよい。回路基板は、ケーシング１０６から突出する、複数のコネクタ１０８を含んでもよい。コネクタ１０８は、モジュール１００が、マザーボードまたはバックプレーン上に搭載され、コンピューティングシステムを形成することを可能にする。
【００１５】
モジュール１００は、１つ以上のエジェクタ１１０を含んでもよい。エジェクタ１１０は、モジュール１００が前もって搭載されているバックプレーンまたはマザーボードからのモジュール１００の努力を要しない除去を可能にする。エジェクタ１１０を使用して、モジュール１００は、バックプレーン上で容易に除去および交換されることができる。エジェクタは、Ｖｉｔａ４８．１またはＶｉｔａ４８．７規格に準拠し得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、モジュール１００は、バックプレーンのコネクタの中に汚染物質を導入せずに、バックプレーンから除去されるべきである。種々の実施形態によると、圧縮された空気が、モジュールをバックプレーンから除去するのに先立って、モジュールから汚染物質を吹き飛ばすために使用されてもよい。
【００１７】
図１に図示されるように、複数のフィンまたはチャネル１１２が、密閉されたケーシング内に提供される回路基板から外方に面するように、一次カバー１０２の外部表面上に形成される。フィンまたはチャネル１１２は、一次カバー１０２の外部表面の一部に沿って延在してもよい。代替として、フィンまたはチャネル１１２は、図２に関連して以下にさらに論じられるように、一次カバー１０２の外部表面全体に沿って延在してもよい。フィンまたはチャネル１１２は、一次カバーの表面上の空気の流動をより良好に制御するために、一次カバー１０２の側面１１６、１１８に沿って辿るように延在してもよい。
【００１８】
種々の実施形態によると、複数のフィンまたはチャネル１１４はまた、二次カバー１０４の外部表面上に提供されてもよい。フィンまたはチャネル１１２および１１４は、通過気流技法を使用して、モジュール１００を冷却するために、それぞれ、モジュール１００の正面および裏面上の冷却空気を誘導する。種々の実施形態によると、各モジュールに提供される冷却空気の量は、フロントカバーフィン１１２とバックカバーフィン１１４の幾何学形状の関係によって、測定および制御されることができる。
【００１９】
図２は、モジュール１００の構成要素の拡大図を図示する。図２に図示される実施形態では、フィン１１２は、一次カバー１０２の外部表面全体に沿って延在する。二次カバー１０４の外部表面もまた、複数のフィン１１４が提供される。図２に図示される実施形態では、回路基板１２０は、一次カバー１０２と二次カバー１０４との間に狭入される。回路基板１２０は、１つ以上の電子デバイスを含む、印刷回路基板であってもよい。回路基板１２０は、回路基板１２０をバックプレーンまたはマザーボードに連結するための複数のコネクタ１０８を含んでもよい。モジュール１００が、組み立てられると、コネクタ１０８は、一次カバー１０２および二次カバー１０４によって形成される密閉されたケーシングから突出する。突出するコネクタ１０８は、バックプレーンまたはマザーボードのコネクタと噛合してもよい。
【００２０】
種々の実施形態によると、熱スプレッダプレート１２４が、一次カバー１０２と回路基板１２０との間に提供されてもよい。熱スプレッダプレート１２４は、モジュール１００内の熱分布を改良するための高熱伝導性プレートであってもよい。例えば、熱スプレッダプレート１２４は、銅プレートであってもよい。熱スプレッダプレート１２４は、回路基板１２０から一次カバー１０２に熱を伝達することによって、両面冷却を提供する。一次カバー１０２は、通過気流冷却技法を使用して、熱を消散させる。故に、熱スプレッダプレート１２４は、周囲環境内の熱を消散させることによってモジュール１００を冷却する放熱板として機能してもよい。熱スプレッダプレート１２４は、モジュール１００内の圧力降下および回路基板１２０上の冷却量を制御可能であってもよい。
【００２１】
モジュール１００はさらに、一次カバー１０２と二次カバー１０４との間に狭入され、密閉されたケーシングを提供する、ガスケットシール１２６を含んでもよい。ガスケットシール１２６は、図３に関連してより詳細に以下に論じられる。
【００２２】
モジュール１００の密閉されたケーシングは、ケーシングを通して電気をチャネリングすることによって、外部の静的および非静的電場を遮断し、密閉されたケーシングの全面に一定電圧を提供することによって、ファラデー箱を形成してもよい。電圧差は、電位の測定基準であるため、電流は、密閉されたケーシングを通して流動しない。例えば、密閉されたケーシングのファラデー箱特性は、その中に提供される回路基板を静電放電から保護し得る。モジュール１００の密閉されたケーシングは、電磁場の流入または逃散を防止する、連続（すなわち、途絶しない）シェルである。故に、密閉されたケーシングは、回路基板１２０をモジュール１００外部の源から放出される電磁干渉（ＥＭＩ）から保護してもよい。したがって、密閉されたケーシングのため、モジュール１００は、改良された電磁環境適合性（ＥＭＣ）を呈する。
【００２３】
図３は、モジュール１００の裏面図を図示する。図３に図示されるように、ガスケットシール１２６が、コネクタ１０８が提供される側面を除き、回路基板１２０の周縁の周囲に提供される。ガスケットシール１２６は、外径約１ミリメートルを有してもよい。ガスケットシール１２６は、モジュール１００を囲繞する大気中の粒子等の外部環境汚染物質が、モジュール１００の内側に侵入しないように防止する。ガスケットシール１２６はまた、回路基板１２０によって生成される電磁場を低減させることによって、モジュール１００を電磁干渉から保護する。ガスケットシール１２６のための例示的材料は、Ｃｈｒｏｍｅｒｉｃｓ等の製造業者からの可撓性伝導性ガスケットを含んでもよい。
【００２４】
種々の実施形態によると、複数のモジュール１００、１００’、および１００’’は、図４に図示されるように、バックプレーン２００に連結されてもよい。バックプレーン２００は、それぞれ、モジュール１００、１００’、および１００’’のコネクタ１０８、１０８’、および１０８’’と噛合する、複数のコネクタ２０２を含んでもよい。１つのモジュール１００の回路基板１２０は、別のモジュール１００’の回路基板１２０’と異なる機能性を有してもよい。バックプレーンカバープレート２０６が、モジュール１００、１００’、および１００’’に面したバックプレーン２００の表面の上部に提供されてもよい。バックプレーンカバープレート２０６は、周縁シールを提供し、外部汚染物質がバックプレーン２００の内側に到達しないように制限する。バックプレーンガスケット２１０が、バックプレーン２００のコネクタ２０２に連結されるモジュール１００、１００’、１００’’のコネクタ１０８を密閉するように、バックプレーンカバープレート２０６の上部に提供されてもよい。バックプレーン２００、バックプレーンカバープレート２０６、およびバックプレーンガスケット２１０は、１つ以上の連結デバイス２０４を使用して、ともに連結されてもよい。連結デバイス２０４は、バックプレーンカバープレート２０６に面したバックプレーン２００の表面上に提供されてもよい。連結デバイス２０４は、それぞれ、バックプレーンカバープレート２０６およびバックプレーンガスケット２１０上に提供される貫通孔２１４および２１６に嵌合するように構成されてもよい。
【００２５】
図５に図示される例示的実施形態によると、モジュール１００の二次カバー１０４は、フィンまたはチャネルがない平坦表面を有してもよい。図５は、３つのモジュール１００、１００’、および１００’’をバックプレーン２００上に搭載することによって形成されたアセンブリの側面図を図示する。バックプレーン２００、バックプレーンカバープレート２０６、およびバックプレーンガスケット２１０は、１つ以上の連結デバイス２０４を使用してともに連結される。
【００２６】
代替として、フィン１１４は、図６に図示されるように、モジュール１００、１００’、および１００’’のぞれぞれの二次カバー１０４上に提供されてもよく、これは、両面冷却において改良された効率を可能にする。
【００２７】
複数のモジュールが、相互に隣接して提供されるとき、空隙が、１つのモジュールの一次カバーと隣接するモジュールの二次カバーとの間に提供されてもよい。空隙は、幅約０．０１０インチ〜約０．０５０インチであってもよい。空気の渦が、１つのモジュールの一次カバー上に提供されるフィンおよび隣接するモジュールの二次カバー上に提供されるフィンの幾何学形状のため、隣接するモジュール間に生成され得る。例えば、図６では、モジュール１００の二次カバー１０４のフィン１１４は、モジュール１００’の一次カバー１０２’のフィン１１２’と反対に提供される。幅約０．０１０インチ〜約０．０５０インチの空隙２７０が、フィン１１２’とフィン１１４との間に形成される。図６に図示されるように、第１の空隙２７０は、モジュール１００と隣接するモジュール１００’との間に形成される。第２の空隙２７２は、モジュール１００’と隣接するモジュール１００’’との間に形成される。空隙２７０は、冷却空気が、モジュール１００の二次カバー１０４の表面およびモジュール１００’の一次カバー１０２’の表面近傍を流動し、モジュール１００および１００’を同時に冷却することを可能にする。
【００２８】
図４に関連して前述のように、本発明の種々の実施形態によると、バックプレーンカバープレートが、モジュールとモジュールを受容するバックプレーンの受容表面との間に提供されてもよい。バックプレーンカバーは、汚染物質がバックプレーンの内側に到達しないように制限する周縁シールを提供する、補強材または密閉プレートとしての役割を果たす。例示的バックプレーンカバープレート２０６は、図７Ａおよび７Ｂに図示される。バックプレーンカバープレート２０６は、第１の表面２５０（図７Ａに図示される）と、第１の表面２５０と反対の第２の表面２５２（図７Ｂに図示される）とを有する。第１の表面２５０は、バックプレーンと直接物理的に接触する。バックプレーンカバープレート２６０は、バックプレーンの連結デバイスを受容するための複数の孔を含んでもよい。バックプレーンの連結デバイスが、バックプレーンカバープレート２６０の孔に連結されると、バックプレーンカバープレート２６０は、バックプレーンの周縁の周囲に周縁シールを形成する。バックプレーンカバープレート２６０はさらに、バックプレーンのコネクタをその中に受容するための複数の開口部（すなわち、スロット）２０８を含んでもよい。バックプレーンのコネクタが、バックプレーン上に搭載されたモジュールのコネクタに連結されると、バックプレーンカバープレート２６０は、バックプレーンコネクタおよびモジュールコネクタの周囲に周縁シールを形成する。バックプレーンカバープレート２６０は、アルミニウム、またはＫｅｖｌａｒ等の軽量高性能プラスチック、または両方の組み合わせから形成されてもよい。種々の実施形態によると、バックプレーンカバープレート２６０は、腐食および摩耗に対するバックプレーンカバープレート２６０の抵抗を増加させるために、硬質陽極酸化されてもよい。例示的バックプレーンカバープレート２６０は、重量約０．８２ポンドであってもよい。
【００２９】
前述のように、本願の種々の実施形態によると、複数のモジュール１００が、図４および５に図示されるバックプレーン２００等のバックプレーン上に搭載されてもよい。バックプレーンと、その上に搭載されたモジュールとを含むシステムもまた、図８に図示されるように、ケーシング内に提供されてもよい。種々の実施形態によると、ケーシング３００は、透明であってもよい。ケーシングは、モジュール１００の通過気流冷却のために使用される冷却空気のより優れた循環のために、複数のコンパートメント３０２、３０４を含んでもよい。ケーシングは、複数のパネル、すなわち、ケーシング３００のコンパートメント３０２、３０４の異なるセクションへのアクセスを提供する、ドア３０６、３０８、３１０、および３１２を有してもよい。パネル３０６、３０８、３１０、および３１２は、モジュール１００への容易なアクセスを提供し、モジュール１００の交換および保守を可能にする。
【００３０】
前述のように、本発明の例示的一次カバーは、一次カバーの表面上の冷却空気を誘導するための複数のフィンまたはチャネルを含んでもよい。図９は、所定のパターンに従って形成される複数のチャネル３５４を伴う一次カバー３５２を含む、例示的モジュール３５０上の空気の冷却効果を図示する。図９に図示されるように、チャネル３５４は、異なる長さを有し、一次カバー３５２の長辺に沿って、相互に平行に延在してもよい。
【００３１】
図９は、例示的モジュール３５０の熱画像を図示する。モジュール３５０は、回路基板上の構成要素が起動中であるとき、熱くなる。熱くなったモジュール３５０は、冷却空気が、一次カバー３５２の表面に沿って流動し、チャネル３５４によって誘導される、通過気流技法を使用して冷却される。モジュール３５０のいくつかの部分は、約５５℃まで冷却されるが、他の部分は、依然として、約８０℃である。図９に図示されるように、モジュール３５０は、一次カバー３５２上の図示されるチャネル３５４を使用して、均一に冷却されない場合がある。
【００３２】
種々の実施形態によると、チャネル３５４は、対称軸に対して対称であってもよい。図１０は、対称パターンに従って形成される複数のチャネル３６４を伴う一次カバー３６２を含む、例示的モジュール３６０の熱画像を図示する。図１０に図示されるように、チャネル３６４は、一次カバー３６２の表面の縁に沿って形成される。チャネル３６４は、同じ寸法を有し、相互に平行に、かつ一次カバー３６２の長辺に沿って平行に延在する。
【００３３】
図１０は、例示的モジュール３６０の熱画像を図示する。モジュール３６０は、回路基板上の構成要素が起動中であるとき、熱くなる。熱くなったモジュール３６０は、冷却空気が、一次カバー３６２の表面に沿って流動し、チャネル３６４によって誘導される、通過気流技法を使用して冷却される。図１０に図示されるように、モジュール３６０は、一次カバー３６２上のチャネル３６４を使用して、約６０℃まで実質的に均一に冷却される。図示される冷却技法は、熱エネルギーの改良された質量伝達およびより低い構成要素動作温度を可能にする。
【００３４】
いくつかの実施形態では、モジュールの統合された一次カバーは、チャネルの代わりに、複数のフィンを含んでもよい。フィンは、図２に図示されるように、一次カバーの表面全体に沿って延在してもよい。代替として、フィンは、図１に図示されるように、一次カバーの縁に沿って延在してもよい。チャネルは、概して、中空構造であってもよい一方、フィンは、封入された充填構造であってもよい。フィンは、中実である、またはその中に流体の組み合わせを有し、熱エネルギーの伝達を補助してもよい。外部大気条件に応じて、フィンは、モジュールカバー上にチャネルより優れた冷却を提供し得る、または逆であり得る。
【００３５】
図１１−１４は、モジュールの一次カバー上のチャネルの寸法および間隔を変動させることの影響を図示する。図１１は、複数のモジュール４０８、４１０、４１２、および４１４を含む、モジュールスタック４０６が、風洞４００内に提供される、例示的試験環境を図示する。ファン４０２、４０４が、矢印Ａの方向に気流を作り出すために、風洞４００の両端に提供される。風洞４００は、モジュール４０８、４１０、４１２、および４１４のカバーを通して空気を押動させるための制御方法論を提供する。空気が、モジュールカバー上に提供されるチャネル近傍を流動し、モジュール４０８、４１０、４１２、および４１４を冷却する。
【００３６】
図１２に図示される例示的実施形態では、モジュール４０８および４１０は、例えば、Ｊａｓｐｅｒ  ＦｏｒｅｓｔまたはＤｕａｌ  Ｒｏｍｌｅｙプロセッサ等のモバイルＩｎｔｅｌ（登録商標）プロセッサを含んでもよい。モジュール４１２は、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）Ｊａｓｐｅｒ  Ｆｏｒｅｓｔプロセッサを含んでもよい。モジュール４１４は、汎用プロセッサユニット（ＧＰＵ）を含んでもよい。モジュール４０８、４１０、４１２、および４１４のうちの１つ以上は、一次カバー上に複数のチャネル４１６を有してもよい。図１２に図示されるモジュール４０８、４１０、４１２、および４１４は、二次カバー上にチャネルまたはフィンを有していない。しかしながら、種々の実施形態によると、フィンまたはチャネルは、一次カバー上のチャネルに加え、またはその代わりに、二次カバー上に提供されてもよい。
【００３７】
チャネルとチャネルの開口部との間の間隔は、モジュール毎に異なってもよい。例えば、図１２に図示される例示的システムでは、Ａｒｒａｎｄａｌｅモジュール４０８および４１０のチャネル４１６間の間隔４１８は、Ｊａｐｅｒ  Ｆｏｒｅｓｔモジュール４１２およびＧＰＵモジュール４１４のチャネル間の間隔より大きい。加えて、Ａｒｒａｎｄａｌｅモジュール４０８および４１０のチャネル４１６の開口部４２０は、Ｊａｐｅｒ  Ｆｏｒｅｓｔモジュール４１２およびＧＰＵモジュール４１４のチャネルの開口部より大きい。さらに、Ｊａｐｅｒ  Ｆｏｒｅｓｔモジュール４１２のチャネル４１６の高さ４２２は、ＧＰＵモジュール４１４のチャネルの高さより大きい。
【００３８】
異なるチャネル／フィン幾何学形状が、モジュールスタックのモジュールのために使用されることができる。例えば、図１３に図示されるモジュールスタック５００では、Ａｒｒａｎｄａｌｅモジュール５０８および５１０は、図１２に図示されるＡｒｒａｎｄａｌｅモジュール４０８および４１０と比較して、減少数のチャネルを有してもよい。モジュールスタック５００のＪａｐｅｒ  Ｆｏｒｅｓｔモジュール５１２およびＧＰＵモジュール５１４は、図１２に図示されるモジュールスタックのＪａｐｅｒ  Ｆｏｒｅｓｔモジュール４１２およびＧＰＵモジュール４１４と類似してもよい。
【００３９】
図１４に図示される例示的モジュールスタック６００では、Ａｒｒａｎｄａｌｅモジュール６０８および６１０は、図１２に図示されるＡｒｒａｎｄａｌｅモジュール４０８および４１０と比較して、減少数のチャネルを有する。モジュールスタック６００のＪａｐｅｒ  Ｆｏｒｅｓｔモジュール６１２およびＧＰＵモジュール６１４は、チャネルを有していない。
【００４０】
実施形態および実施例の前述の説明は、例証および説明を提供することが意図されるが、包括的であることを意図するものではない。修正および変形例が、前述の教示に照らして可能である、または本発明の実践から獲得され得る。本発明は、以下の添付の請求項の範囲内にあるあらゆる特定の実施形態および均等物を含むであろうと意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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