一种用以封装包括若干基本上薄平行层电路部件的薄平面型阵列的装置，在该装置中各层处于相互紧密邻近状态，各层中一或多层包含有电路板装置嵌入其中的绝缘材料衬底，其改进包括至少贴着各层之一安置、用以从装置排除热量的导热装置，该导热装置具有用以输送液体以完成排热的内部沟道，以及通过导热装置构成电子导管的装置。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及计算机系统，更准确地说，涉及用于在极高密度混合电子电路的层间配置电连接的装置。现代计算机系统中所用的半导体和其它器件只能在特定温度范围内运行时才能正常工作。通常，设计各器件可在延展到上限约110℃比较狭窄范围内可靠地工作。超过该上限点，这些器件在处理数字信息方面本身就会不可靠，并可能随着温度上升而损坏。一般，诸如个人计算机和工作站的台式计算机系统包括一块母板，其上配置连接到系统总线的中央处理器、存储器和输入/输出电路系统。在母板上配备有槽隙供系统外围部件连接到系统总线。安装在计算机壳体内的驱动周围空气的小风扇，通常足以冷却电子电路以适应操作温度需要。H.Davidson于1990年7月13日提交的、题为“用于计算机系统等的三维插件布局”的共同未决美国专利申请第07/553，521号所涉及的一种完全不同的组装布局，允许一种非常大功率的计算机(例如，具有高达0.5千兆字节随机存取存储器和多达四个独立处理器的计算机)包含于大致一边为四英寸和一英寸厚的容积内。这些紧凑布局是通过把非常薄的混合电路层基本上互相贴着以形成总的计算机组合件而获得的。这种大功率计算机因为用作总线的导线长度短、实质上减少了阻抗，所以能够比常规封装的计算机以更快的速度运算。然而，这些更高组装密度的布局有可能引起操作温度升高到正常周围空气冷却不能应付的程度。举例来说，为了从这种计算机获得很快的操作速度，可将非常高速的器件用于嵌入的芯片中。这些器件需要很大的功率并产生很高的工作温度。在这种系统情况下，每层电子器件可能使用多达200安培的电流，在该布局若干层中的每一层产生高达1000瓦的功率。先有技术冷却技术将无法简单地将这类计算机保持在其电子器件的操作温度限值之内，加电后很短时间内该设备便会损坏。为了从在较大功率情况下使用的这些装置中排除热量，曾设计过一种新颖的热交换装置。在H.Davidson于1990年7月13日提交的、题为“用于冷却电子电路紧凑阵列的装置”的美国专利申请第07/553，541号中公开了这种装置。基本上来说，该热交换装置包含定位于装有电子器件各层间、并至少贴着其中之一的至少一层散热层。在各散热层安置有用以传送液体的内沟以完成散热。试验已证明这种热交换器能在所述热交换器表面将功耗大于500瓦功率的单层电路冷却到大致为47℃。这样的装置在其中借助形成所有层结构定位的陶瓷和其他非导电绝缘体给电子电路各层电连接导线确定路由的情况下工作良好。然而，对这样的电路系统所需的导线数在很大功率计算机中有激增的趋势。因此，在层间用以构成电导管的结构布局对需用诸如上述最后提及专利申请中所公开的那些散热器件的大功率计算机来说受到了严格限制。为此，本专利技术的一个目的是在具有散热器件层的非常紧凑封装的计算机系统中提供用以置备电导管的装置。更一般的说，本专利技术的另一目的是通过冷却非常紧凑封装的电子系统的装置构成电导管。本专利技术的这些和其他目的在如下一种布局中得以实现，该布局用以封装包括若干基本上薄平行层电路部件的薄平面型阵列，其中各层处于相互紧凑相邻状态，各层中一或多层包含其中嵌入有电路板装置的绝缘材料衬底，所述层中的其他层包含至少贴着其它层之一布局、用以从该装置排除热量的导热装置，该导热装置具有传送液体的内沟以完成散热，包含导热装置的层其中具有用于容纳电导管的开孔，所述开孔与包含导热装置的层基本上以直角相交于通过内沟的惰性液体流，并以避开沟道的方式加以定位。本专利技术的上述和其他目的及特征通过下面详细说明连同参考附图会变得更加明确，各附图中，相同标号表示相同元件。附图说明图1是说明在共同未决专利申请中所描述的密集封装的计算机组件设计的等比例示图。图2是说明在供密集封装的计算机组件设计用共同未决专利申请中所描述的热交换装置层的等比例示图。图3是表示图2中一对热交换装置的截面图。图4是按照本专利技术的一种改进型密集封装的计算机系统的等比例示图。图5是说明按照本专利技术构造的一层改进型热交换装置的截面侧视图。图6是说明按照本专利技术构造的改进型热交换装置的一层截面正视图。图7是说明按照本专利技术构造的改进型热交换装置的一层截面顶视图。图8说明用于在一热交换装置和一邻接电子层之间构成导电连接的弹簧装置的顶视图。图9说明图7中用于在一热交换装置和一邻接电子层之间构成导电连接的弹簧装置的侧视图。下面参照图1，图示H.Davidson在1990年7月13日提交的、题为“用于计算机系统等的三维插件布局”的共同未决美国专利申请第07/553，521号中所公开的组装布局的等比例示图。该插件布局包括若干独立的电路元件层。这些独立的电路元件层11中的每一层一般包含结合在一起以构成计算机或其他数字系统中一或多个部分的集成电路。例如，第一层12可能是计算机的中央处理器，第二层13和第三层14两者可能是计算机的随机存取存储器，而第四层15则可能由计算机的输入/输出电路组成。如在上述专利申请中所说明的，层11的每层包含埋置于一绝缘衬底中的集成电路。通常，将各层11构造成具有相对的大部分互相平行的表面，因此可把多层安置在一起并结合构成非常密集的系统。布局10的每层平面层11可用任何能形成平坦而平行底部和底部表面的工艺加以构成。一种当前最佳的工艺应用一片陶瓷材料扁平片作为衬底，凹槽刻进衬底内用以接纳集成电路芯片。用很薄的扁平高温塑料层将芯片和凹处的衬底层覆盖在一个侧面上，每塑料层有穿通孔以便与搁在凹处的芯片能够直接进行连接。孔中安放接插件，并在各塑料层上描绘互联图案从而构成多层互连。要将导电焊接区安放在上塑料层上。借助焊接区把互联导线联接到穿通衬底形成总线路径的导线。在一最佳实施例中，将衬底18安置在绝缘壳层17中。壳层17有导轨19，在这些导轨中埋入用以连续层11间总线的导线。导轨19形成开孔16，这些开孔允许周围空气贴近层11循环。采用在共同未决专利申请中所描述的工艺，生产出厚度小于0.050英寸的各个层。这种插件布局除了其尺寸小之外还具有许多优点。实质上，它比在先有技术的通常接插件布局(其中，芯片仅在围绕其周边处有连接端)提供更多通往嵌入芯片的通路。在层间起到计算机总线作用的导线长度极短，从而形成的阻抗很小，因此，提供最短的存取时间。预期每根连接线典型电感值为0.5毫微亨，电阻为几毫欧，电容为5皮法(PF)。这样的短导线使总线访问电路元件时间减少到先有技术计算机所需时间的微不足道的几分之一。尽管在较为普通计算机系统的场合这种基本布局保证了空气循环以冷却该装置，但在系统包含非常快速的元件需要很大功率操作并产生大量热量的场合，该方法就只能提供不充分的冷却。为了在这种大容量应用中，从装置10排除热量，已设计出一种新颖的热交换装置的布局。这种布局在Davidson于1990年7月13日提交的、题为“用于冷却电子电路紧凑阵列的装置”的美国专利申请第07/553，541号中已予公开。这种热交换单元的布局包括导热器件的各个层，这些导热器件层通常安置于装置10的层11之间夹持着大容量的电子电路。每一导热器件备置有导管通过其间用以装载一种从邻近电子电路层散热的液体。可用象铜那样的金属构造每一导热器件，它在形成导热液体导管的同时提供有效的传热还可能薄达0.050英寸。该热交换单元在安置于为图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用以封装包括多个基本平行层的电路部件平面阵列的装置，各层相互邻接，一或多层包含嵌入有电路板装置的绝缘材料衬底，至少贴着一层安置、用以从该装置排除热量的热交换装置，该热交换装置包含至少一个基本上为平面型的紧靠一个层的热交换器，以及用以把一种液体输送通过热交换器并具有防止液体泄漏的整合壁的装置，其特征在于还包括用于电连接线通过热交换装置的导管，安置该电连接线的导管绕过任何内部导液通路用以从该装置散热。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍华德L戴维森，
申请(专利权)人：太阳微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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