摺疊散熱器和存儲器模塊的製作方法

2023-05-31 10:39:11

專利名稱：摺疊散熱器和存儲器模塊的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及冷卻組件，具體地涉及用於冷卻嚴密封裝的生熱器件的摺疊片狀金屬散熱器。

背景技術：
在高性能計算機器中採用的現代存儲系統通常由一個或多個動態隨機存取存儲器(DRAM)器件組成，這些器件通過一個或多個存儲器控制元件連接到一個或多個處理器。總計算機系統性能受到該計算機結構的每個關鍵元件的影響，包括(多個)處理器的性能/結構、任何高速緩存的性能/結構、(多個)輸入/輸出(I/O)系統的性能/結構、(多個)存儲器控制功能的效率、(多個)主存儲器的效率和(多個)存儲器互聯接口的類型和結構。
在發展的基礎上，工業上投入了很大的研究和開發精力來產生通過改善存儲器系統/子系統設計和/或結構來最大化總系統性能和密度的改進和/或創新的解決方案。此外，高度可用的系統還提出涉及總系統可靠性的挑戰，因為顧客期望新的計算機系統具有明顯改善的故障間平均時間(MTBF)，而且提供附加功能、更高的性能、更大的存儲空間、更低的運行成本、簡化的升級和更小的環境影響(如空間、能量和冷卻)。
圖1涉及授予Dell等並與此共同轉讓的美國專利5513135，並描述了早期的同步存儲器模塊。圖1所示的存儲器模塊是雙嵌入式(in-line)存儲器模塊(DIMM)。該模塊包括同步DRAM 108、緩衝器件112、優化的插腳和互連以及用於幫助高性能運行的電容去耦方法。該專利還描述了在該模塊上時鐘重驅動的使用，其中利用諸如鎖相環(PLL)的器件。
圖2涉及授予Dell等並與此共同轉讓的美國專利6173382，並且描述了一種計算機系統210，該系統包括通過總線240直接(即點到點)連接到存儲器控制器214的同步存儲器模塊220，還包括用於緩衝器、寄存器或者其它作用於從存儲器控制器214接收的地址、數據和控制信息的邏輯電路224(例如專用集成電路「ASIC」)。存儲器模塊220可以編程為利用獨立的總線如內部集成電路(I2C)控制總線234在多個可選擇或可編程模式下運行，或者作為存儲器初始化過程的一部分或者在正常運行期間運行。在用於需要直接連接到存儲器控制器的不止單個存儲器模塊的應用中時，該專利申明所產生的短線(stub)可以通過使用用於將模塊與總線斷開電連接的場效應電晶體(FET)開關來降至最小。
與美國專利5513135相關，美國專利6173382還演示了將所有限定功能(地址、命令、數據、存在性檢測等)集成在單個器件中的功能。功能的集成一種普通的工業應用，其可由工藝改進實現並且在這種情況下實現附加的模塊密度和/或功能。
圖3根據授予Grundon等並與此共同轉讓的美國專利6510100描繪了存儲器系統310的簡化圖和描述，該存儲器系統在一個傳統的多點短線總線上包括多達4個寄存DIMM 340。該子系統包括存儲器控制器320、外部時鐘緩衝器330、寄存DIMM 340、地址總線350、控制總線360和數據總線370，其中在地址總線350和數據總線370上具有端接器395。儘管在圖3中僅示出一個存儲器信道，用這些模塊製造的系統通常包括多於一個與存儲器控制器分立的存儲器信道，其中每個存儲器信道單獨地(如果模塊中構成(populate)一個信道)或者並行地(如果模塊中構成兩個或多個信道)運行以實現期望的系統功能和/或性能。
圖4根據授予Bonella等人的美國專利6587912描繪了一種同步存儲器模塊410和系統結構，其中轉發器集線器420包括地址、命令和數據通過總線向421和422局部存儲器件401和402的局部重驅動；局部時鐘的產生(如在其它附圖和專利文字中所述)；以及合適的存儲器接口信號通過總線400到系統中下一個模塊或部件的重驅動。
從現有技術中看出，計算機和存儲器工業持續地追求利用工藝改進(例如更大的電路密度和更小的電路功率)、存儲器子系統中更多的功能(通過同樣的因素實現)以及交替的總線結構來最大化總系統性能和存儲器子系統值。但是，更大存儲器子系統性能和功能以及集線器和很多外部DRAM器件的集成和使用的結果之一就是DIMM上產生的熱量的增加。實際上，當今的存儲器DIMM具有大部分延伸到DIMM的整個表面的散熱器。但是由於諸如對熱流性質的不完全理解的因素，目前的散熱器典型地還沒有得到優化。因此，可能出現這種一個或多個器件的過熱，從而由於DRAM器件的過分洩漏而導致過度的誤差，而且也導致更慢的電晶體開關時間，而這又會導致數據幹擾。此外，觀察到集線器晶片(也稱為集線器，緩衝器晶片或緩衝器)和DRAM中的洩漏電流隨著溫度而增加，從而這些器件由於不足的冷卻而吸收更多的功率，並導致更高的溫度。更高的溫度還可能增大腐蝕、金屬疲勞和其它最終會導致存儲器DIMM故障並可能丟失數據的物理過程的速率。
因此，需要改進散熱器設置，使之能夠降低集線器晶片和DRAM的溫度。這種改進的設計在理想情況下應當允許DIMM之間的間隔減小，並且不能劇烈增加通過散熱器下降的空氣壓力。通過提供更低的DRAM和集線器晶片溫度而達到的解決方案會降低DIMM故障率、洩漏功率，並因此降低系統級冷卻要求。由於上述所有原因，這種解決方案將降低系統成本。附加利益更大的運行和測試餘地。


發明內容
實施例包括一種用於冷卻生熱器件的摺疊散熱器。該摺疊散熱器包括具有第一端和第二端的基本上平坦的基部(base)。該基部被設計為以熱接觸的方式附著到一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面。該摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的肩狀物(shoulder)。肩狀物的近端從基部的第一端和第二端基本上以直角伸出(project)。該摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的臂狀物(arm)。臂狀物的近端從肩狀物的遠端基本上以直角伸出，使得基部、肩狀物和臂狀物形成由連續金屬片材製成的幾乎閉合的矩形管。
實施例還包括一種具有一個或多個生熱器件的組件，每個生熱器件具有基本上平坦的暴露表面。該組件還包括由連續金屬片材形成的摺疊散熱器，用於冷卻生熱器件。該摺疊散熱器包括具有第一端和第二端的基部。該基部基本上平行於一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面放置。基部以熱接觸的方式附著到一個或多個生熱器件的基本上平坦的表面。該摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的肩狀物。肩狀物的近端從基部的第一端和第二端基本上以直角伸出。摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的臂狀物。臂狀物的近端從肩狀物的遠端基本上以直角伸出，使得基部、肩狀物和臂狀物形成幾乎閉合的矩形管。
實施例還包括一種具有一個或多個生熱器件的存儲器模塊，每個生熱器件具有基本上平坦的暴露表面。該生熱器件包括集線器件和一個或多個存儲器件。該存儲器模塊還包括由連續金屬片材形成的摺疊散熱器，用於冷卻生熱器件。該摺疊散熱器包括具有第一端和第二端的基部。該基部基本上平行於一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面放置。基部以熱接觸的方式附著到一個或多個生熱器件的基本上平坦的表面。該摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的肩狀物。肩狀物的近端從基部的第一端和第二端基本上以直角伸出。摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的臂狀物。臂狀物的近端從肩狀物的遠端基本上以直角伸出，使得基部、肩狀物和臂狀物形成幾乎閉合的矩形管。
其它實施例包括一種用於冷卻生熱器件的摺疊散熱器。該摺疊散熱器包括基本上平坦的基部，該基部被設計為以熱接觸的方式附著到生熱器件的基本上平坦的暴露表面。該摺疊散熱器還包括多個與基部接觸的皺褶以形成閉合的氣流通道。每個皺褶包括上升部、頂部、下降部和底部。上升部具有近端和遠端。上升部的近端從基部基本上以直角伸出。頂部具有近端和遠端，其中頂部的近端從上升部的遠端基本上以直角伸出。下降部具有近端和遠端，其中下降部的近端從頂部的遠端基本上以直角伸出，並且延伸到基部。平行於基部並與基部接觸的底部具有近端和遠端，其中底部的近端從下降部的遠端基本上以直角伸出。底部的遠端與下一個上升部的近端接觸。摺疊散熱器由連續的金屬片材形成。
在瀏覽以下附圖和詳細說明時，按照實施例的其它系統、方法和/或電腦程式產品對本領域的技術人員將顯而易見。所有這樣的附加系統、方法和/或電腦程式產品都包括在該說明中，包括在本發明的範圍內，而且由所附權利要求保護。



下面參照附圖，其中在若干附圖中，相似的元件被類似地標註 圖1示出示例性的早期同步存儲器模塊； 圖2示出具有直接連接到存儲器控制器的全緩衝同步存儲器模塊的示例性計算機系統； 圖3示出示例性存儲器系統，示出具有一個傳統的多點短線總線； 圖4示出全緩衝同步存儲器模塊和系統結構，其中該全緩衝同步存儲器模塊包括轉發器功能； 圖5A和5B示出示例性存儲器模塊的正視圖和後視圖； 圖6示出示例性存儲器模塊，其包括附著到位於該模塊上的緩衝器的鰭片式散熱器； 圖7A、7B、7C示出採用扁平散熱器的示例性冷卻設置； 圖8A、8B、8C示出採用附著到模塊上所有主要部件的鰭片式散熱器的示例性冷卻設置； 圖9A、9B、9C示出可以由本發明的示例性實施例實現的摺疊散熱器冷卻設置； 圖10A和10B示出可由示例性實施例實現的摺疊散熱器和安裝工具； 圖11A和11B示出示例性鰭片式散熱器冷卻設置和示例性摺疊散熱器冷卻設置； 圖12-17是將示例性鰭片式散熱器和示例性摺疊散熱器的效率相比較的圖表； 圖18示出可由示例性實施例實現的摺疊散熱器； 圖19A、19B、19C示出可以由示例性實施例實現的摺疊散熱器冷卻設置； 圖20A、20B、20C示出包括鰭片式散熱器和摺疊散熱器的散熱器冷卻設置； 圖21示出可由示例性實施例實現的摺疊散熱器； 圖22示出可由示例性實施例實現的摺疊散熱器； 圖23示出可由示例性實施例實現的摺疊散熱器； 圖24示出可由示例性實施例實現的摺疊散熱器安裝工具； 圖25示出可由示例性實施例實現的摺疊散熱器； 圖26A和26B示出扁平和示例性摺疊的散熱器與具有暴露的帶電金屬焊點的表面裝配電容器的關係； 圖27和28是將示例性摺疊散熱器和鰭片式散熱器的效率相比較的圖表； 圖29-33示出模擬示例性散熱器的冷卻效果的結果。

具體實施例方式 示例性實施例是針對製造經濟並降低嚴密封裝的生熱器件的運行溫度的摺疊片狀金屬散熱器。示例性實施例總的涉及必須冷卻嚴密封裝在一起的生熱器件的系統或組件。這種組件的一個重要的商業例子就是用於計算機的存儲器系統，其中多個雙嵌入存儲器模塊(DIMM)必須嚴密封裝在一起，而且每個DIMM攜帶多個生熱存儲器件如動態隨機存取存儲器(DRAM)晶片以及可能的生熱集線器晶片、時鐘晶片或其它有源器件。因此，下面描述的實施例採用DIMM模塊作為例子以說明本發明，但是應當理解本發明還可用於其它存儲器以及非存儲器應用。其它可以採用示例性實施例的存儲器組件的例子包括存儲器模塊如SIMM(單嵌入式存儲器模塊)、TRIMM(三嵌入式存儲器模塊)、QUIMM(四嵌入式存儲器模塊)以及其它根據系統物理和環境需要具有很寬的長度、寬度和厚度範圍的存儲器組件。非存儲器組件可以包括處理器、通信、適配器和其它I/O(輸入/輸出)卡，它們可以包括附著於該組件的全部或一部分的實施例)。示例性實施例還可以用於子系統或系統環境內的一個或多個分立器件，作為用於最小化來自生熱器件如處理器、緩衝器、集線器、接口器件、存儲器件或其它在示例性實施例提供最佳成本/性能的環境中運行的集成器件的熱傳輸的手段。
示例性實施例包括簡單的、廉價的摺疊片狀金屬散熱器，其可以用於降低嚴密間隔的存儲器DIMM上的嚴密間隔的生熱器件如DRAM、緩衝器、集線器、寄存器、PLL和其它器件的運行溫度。在示例性實施例中，摺疊片狀金屬散熱器跨越多個DRAM晶片，並且可選地也跨越集線器晶片。摺疊片狀金屬散熱器除了與這些器件接觸的冷卻表面之外還包括附加的冷卻表面。此外，摺疊片狀金屬散熱器利用本領域公知的片狀金屬形成操作構成，或者通過其它公知手段如澆鑄或擠壓構成。在此描述的示例性實施例有助於將具有熱接口材料的散熱器附著到要冷卻的器件。
下面通過多個附圖描述示例性實施例並與傳統散熱器比較。每個附圖都有闡明空間方向的笛卡兒xyz坐標系統，因為在所有圖中示出的xyz方向都是一致的。
圖5A和5B示出典型DIMM的正視圖和後視圖。圖5A和5B分別示出具有DIMM連接器502的系統電路板501的視圖，在該系統電路板中插入通過保持手柄504保持在該DIMM連接器502中的DIMM電路卡503。在DIMM電路卡503的正表面505上安裝著多個前DRAM506，可能還安裝一個或多個集線器晶片507或集線器晶片器件。在DIMM電路卡503的後表面508上可選地安裝著多個後DRAM 509。前DRAM 506和後DRAM 509都通過DIMM電路卡503內的導線連接到集線器晶片507。為了冷卻DRAM(包括前DRAM 506和後DRAM509)和集線器晶片507，空氣在+y方向流動。
圖6示出圖5A和5B的DIMM典型地如何一起嚴密封裝在一行DIMM 610中，並且卡與卡之間的間距為Ψ。在這種布置中，集線器晶片507可以根據其功率而具有附著於其上表面的集線器晶片散熱器，如鰭片式散熱器611。典型的DIMM不在DRAM器件(例如前DRAM506和後DRAM 509)上採用散熱器。在最新一族標準高速存儲器模塊，即JEDEC標準FB DIMM(全緩衝DIMM)中可能存在例外，該存儲器模塊在某些情況下消耗足夠的能量來要求在DRAM器件上設置散熱器。
在試圖滿足該FB-DIMM要求時，可以採用具有扁平散熱器712的冷卻設置，如圖7A、7B、7C所示的3個視圖。扁平散熱器冷卻設置712使用在整個DIMM電路卡503上延伸的扁平散熱器713作為單一的U形薄層，其第一部分714用作前DRAM 506和集線器晶片507(如圖5和6所示)的散熱器，第二部分715用作後DRAM 509的散熱器。可替換地，這種扁平散熱器713可由兩部分構成，一部分在DIMM電路卡503的正面，一部分在DIMM電路卡503的背面。工業上關心的一個涉及圖7A、7B、7C的冷卻設置的問題與直接在未安裝更大器件如DRAM、集線器、PLL或其它部件的區域上的扁平散熱器713的變形有關。在變形，例如由操作、插入或移出模塊(例如DIMM電路卡503)期間施加的物理壓力造成的變形發生時，扁平散熱器713的底部可以接觸具有不同電壓電位的一個或多個導電錶面一從而導致不期望的導電路徑和對部件、模塊或系統潛在損壞。
如圖8A、8B、8C所示，另一個鰭片式散熱器冷卻設置816採用4個傳統的鰭片式散熱器，包括集線器晶片鰭片式散熱器817，兩個前DRAM鰭片式散熱器818和一個後DRAM鰭片式散熱器819。每個鰭片式散熱器一通常通過擠壓形成一包括鰭片式散熱器基部820和一系列鰭片821。
與扁平散熱器冷卻設置712和鰭片式散熱器冷卻設置816相比，本發明的示例性實施例針對諸如圖9A、9B、9C示出的一個摺疊散熱器冷卻設置922。在每個DIMM電路卡503上，前摺疊散熱器923冷卻組裝在DIMM電路卡503的正表面505上的前DRAM 506和集線器晶片507，後摺疊散熱器924冷卻組裝在DIMM電路卡503的後表面508上的後DRAM 509。前摺疊散熱器923和後摺疊散熱器924都是由一片摺疊片狀金屬(例如銅或鋁)製成。
如圖10A所示，後摺疊散熱器924的示例性實施例包括5個摺疊片狀金屬段基部1025，兩個肩狀物1026，兩個臂狀物1027。臂狀物1027的遠端彼此面對並且隔開一個小的間隙g。在散熱器安裝過程中，當散熱器的基部1025附著到生熱器件(例如通過粘附層)時，間隙g用於插入用於施加達到具有最小熱阻抗的較薄的粘附層所需要的法向力的工具1028(例如形狀類似橡膠掃帚)。工具1028包括施加法向力的圓柱形力施加棒1029，連接到該力施加棒的壓杆1030，其矩形橫截面的尺寸相對於間隙g設置以允許工具1028在y方向上滑動，使得法向力可以施加給摺疊散熱器基部1025的整個y方向長度。在替換示例性實施例中，該工具還包括用於幫助手動或自動使用工具1028的手柄1031。
如圖10B所示，前摺疊散熱器923的示例性實施例包括基部1025、兩個肩狀物1026、兩個臂狀物1027和間隙g。在示例性實施例中，前摺疊散熱器923更為複雜，因為其具有3個摺疊段，包括兩個DRAM段1032和一個緩衝器或集線器晶片段1033。在示例性實施例中，兩個DRAM段1032是共面的，但是集線器晶片段1033由於集線器晶片507具有不同於DRAM晶片的厚度而位於不同的平面。
圖10B的示例性實施例包括用於冷卻生熱器件的摺疊散熱器，如前摺疊散熱器923。圖10B中的前摺疊散熱器923包括基本上平坦且具有第一端和第二端的基部1025，用於以熱接觸的方式附著到一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面。前摺疊散熱器923還包括兩個各自具有近端和遠端的肩狀物1026，其中肩狀物1026的近端從基部1025的第一端和第二端基本上以直角伸出。前摺疊散熱器923還包括各自具有近端和遠端的臂狀物1027。臂狀物1027的近端從肩狀物1026的遠端基本上以直角伸出，使得基部1025、肩狀物1026和臂狀物1027形成由連續金屬片材製成的幾乎閉合(相隔一個間隙g)的矩形管。
在與傳統的散熱器(例如扁平散熱器和鰭片式散熱器)比較時，本發明包括前摺疊散熱器923和後摺疊散熱器924的示例性實施例提供更多的散熱器面積暴露給冷卻流體(如空氣)，尤其是以較小的卡與卡之間間距Ψ。這加強了從散熱器到空氣的對流，但沒有犧牲DIMM電路卡503上的器件或者DIMM電路卡503本身的封裝密度。此外，示例性實施例提供了一個或多個生熱部件(例如前DRAM 506、集線器晶片507和後DRAM 509)之間的熱傳導路徑，以提高這些部件之間的熱擴散，否則一些部件就會比另一些部件更熱。此外，前摺疊散熱器923和後摺疊散熱器924的示例性實施例實現散熱器製造和附著的廉價手段。示例性實施例還允許在散熱器附著過程中在塗敷於散熱器和生熱部件之間的粘附層上施加壓縮力，以保證產生低導熱阻抗所要求的良好的粘附性，並由此達到生熱部件(例如前DRAM 506、集線器晶片507和後DRAM 509)更低的溫度。
扁平散熱器冷卻設置712和鰭片式散熱器冷卻設置816沒有提供象如圖9所示的本發明示例性實施例那麼多的暴露給冷卻流體的散熱器面積。如圖9所示的示例性實施例如摺疊散熱器冷卻設置922大致具有3倍於包含在扁平散熱器冷卻設置712中的溼潤面積(wetted area)。鰭片式散熱器如818和819通常在達到最大溼潤面積方面非常有效。實際上，當卡與卡之間的間距Ψ大時，鰭片式散熱器冷卻設置816可以提供比摺疊散熱器冷卻設置922更優的冷卻。
但是，如果卡與卡之間的間距Ψ變小，則鰭片式散熱器基部820的厚度(例如通過圖11A中的尺寸「b」表示)變成可得到的總x空間的可觀部分，從而導致在給出可觀溼潤面積方面非常不利的很短的鰭片821。此外，傳統鰭片式散熱器的厚鰭片式散熱器基部820減小了可供冷卻流體使用的空間，從而導致通過散熱器的不必要的壓力降低。儘管較薄的鰭片式散熱器基部820是更好的熱性能所期望的，製造鰭片式散熱器的經濟製造過程，如擠壓，通常也不能達到比1.0mm更薄的鰭片式散熱器基部820。此外，這樣的製造過程通常也不能達到厚度小於約0.5mm的散熱器鰭片821，從而更多的氣流空間浪費在不必要的厚鰭片821上。
相反，可用於形成本發明的摺疊散熱器922(例如包括前摺疊散熱器923和後摺疊散熱器924)示例性實施例的片狀金屬很容易在小到0.01mm的很寬的厚度範圍內獲得，從而摺疊散熱器不需要在x方向上在不必要厚的基部1025、肩狀物1026或臂狀物1027上浪費空間。在摺疊散熱器的示例性實施例中，金屬只需要厚到足以有效地將熱量從基部1025傳導給臂狀物1027而不會妨礙對流。因此，對於較小的卡與卡之間的間距Ψ，本發明摺疊散熱器的示例性實施例提供明顯更大的溼潤面積和更大的氣流面積，由此降低了對流熱阻抗並降低了壓力降，這兩者都會導致生熱器件如DRAM和集線器晶片507更低的溫度。
比較鰭片式散熱器和摺疊散熱器的數學分析 上述對於傳統鰭片式散熱器和本發明摺疊散熱器的示例性實施例的相對冷卻能力的觀察將在下面的數學分析中得到量化，該數學分析具體指明這樣的參數範圍，在該參數範圍中摺疊散熱器的示例性實施例具有優於鰭片式散熱器的熱性能。下面的分析將圖11A所示的鰭片式散熱器冷卻設置816與圖11B所示的摺疊散熱器冷卻設置922相比較，後者是本發明的示例性實施例。
圖11B的示例性實施例包括具有一個或多個生熱器件1134、1139的組件，每個生熱器件都具有基本上平坦的暴露表面。該組件還包括摺疊散熱器如第一摺疊散熱器1144(或第二摺疊散熱器1145)，其由連續片狀金屬形成，用於冷卻生熱器件1134。第一摺疊散熱器1144包括具有第一端和第二端的基部1146。基部1146基本上與一個或多個生熱器件1134的基本上平坦的暴露表面平行。基部1146以熱接觸的方式附著到一個或多個生熱器件1134的基本上平坦的表面上。第一摺疊散熱器1144還包括兩個各自具有近端和遠端的肩狀物1147。肩狀物1147的近端從基部1146的第一端和第二端基本上以直角伸出。第一摺疊散熱器1144還包括兩個各自具有近端和遠端的臂狀物1148。臂狀物1148的近端從肩狀物1147的遠端基本上以直角伸出，使得基部1146、肩狀物1147和臂狀物1148形成幾乎閉合(相隔一個間隙g)的矩形管。在示例性實施例中，該組件是存儲器模塊(例如DIMM電路卡503)，生熱器件1134、1139包括集線器晶片507(或集線器)以及一個或多個DRAM 506、509(或存儲器件)，如圖5A和5B所示的配置。
參照圖11A和附隨的xz笛卡兒坐標系統，鰭片式散熱器冷卻設置816包括位於第一電路卡1135(例如DIMM電路卡503)的+x面上的第一生熱器件1134(例如DRAM)，該第一生熱器件傳統地利用第一鰭片式散熱器1136進行空氣冷卻，該第一鰭片式散熱器1136的基部1137在x方向上具有厚度b，在y方向上具有總高度H，其鰭片1138分別具具有鰭片厚度f並且沿著z方向以鰭片與鰭片之間的間距λ相互間隔。因此，安裝在第一鰭片式散熱器1136上的鰭片1138的數量N是 其中f和λ必須選擇成要為N產生整數值。
鰭片式散熱器冷卻設置816還包括位於第二電路卡1140的-x面上並通過在各方面都與第一鰭片式散熱器1136相同的第二鰭片式散熱器1141冷卻的第二生熱器件1139，使得第一鰭片式散熱器1136的鰭片末梢1142面向第二鰭片式散熱器1141的鰭片末梢1143，而且在它們之間具有小的間隙c，從而導致兩個散熱器1136和1141在x方向上佔據總寬度W。
圖11B示出本發明包括摺疊散熱器冷卻設置922的示例性實施例。圖11B包括類似於鰭片式散熱器冷卻設置816中的電路卡1135、1140和生熱器件1134、1139，但是用第一摺疊散熱器1144和第二摺疊散熱器1145代替了傳統的第一鰭片式散熱器1136和第二鰭片式散熱器1141。通過由厚度為t的單片片狀金屬製成，第一摺疊散熱器1144包括基部1146、兩個肩狀物1147和兩個臂狀物1148，臂狀物的端部相隔間隙g。類似地，第二摺疊散熱器1145包括基部1149、兩個肩狀物1150和兩個臂狀物1151，臂狀物的端部相隔間隙g。與圖11A的鰭片式散熱器類似，圖11B中的摺疊散熱器(例如第一摺疊散熱器1144和第二摺疊散熱器1145)在y方向上受到總高度H的約束，在x方向上受到總寬度W的約束。對於摺疊散熱器來說，寬度W如圖所示分配，使得要用於冷卻流體的流動的相同間隔s存在於每個摺疊散熱器的基部1146、1149以及摺疊散熱器的臂狀物1148、1151之間，其中 以下分析的目的是要從數學上證明本發明包括摺疊散熱器冷卻設置922的示例性實施例在冷卻性能上至少在以下條件下具有優於傳統鰭片式散熱器冷卻設置816的固有優點，這些條件是(1)提供給兩個散熱器的總寬度W有限；(2)通常用於形成傳統的鰭片式散熱器的製造過程如擠壓對基部厚度b和鰭片厚度f的值施加了更低的約束。
相等壓力降判斷標準 摺疊散熱器冷卻設置922實施例和鰭片式散熱器冷卻設置816之間的比較僅在鰭片式散熱器冷卻設置816的鰭片間距λ調整為使得在冷卻流體的給定總體積流速V下鰭片式散熱器冷卻設置816上的總壓力降Δp1與摺疊散熱器冷卻設置922上的總壓力降Δp2匹配的情況下才有意義；也就是說，在設置相等壓力降判斷標準的情況下才有意義 Δp1＝Δp2 (3) 為簡單起見，下標i＝1和i＝2用於分別表示兩個散熱器設置816和922，由此這些設計在下面的數學分析中被稱為「設置1」和「設置2」。
對於兩個散熱器設置來說，總流速V假設為以在尺寸Ψ×H的整個面積上均勻的速度U0接近散熱器，其中U0和V之間的關係是 V＝U0ΨH(4) 在後一個等式中，參照圖11A， Ψ＝W+wCARD+2wDRAM。(5) 在示例性DIMM應用中，wCARD＝1.27mm，wDRAM＝1.0mm。總壓力降Δpi是表面摩擦阻力分量Δpi，SKIN和形狀阻力分量Δpi，FORM之和 Δpi＝Δpi，SKIN+Δpi，FORM， (6) 其中表面摩擦阻力分量通過考慮經過散熱器通道的長度的流量來計算，而形狀阻力分量通過考慮散熱器是具有一定百分比開放式區域的屏來計算的。依次考慮等式(6)右邊的兩項。
首先考慮Δpi，SKIN。對於圖11A中的散熱器設置1來說，Δp1，SKIN可以通過考慮經過設置1的N-1個散熱器通道之一的流量來計算，如通過圖11A中的點ABCD限制的。假設總體積流速V在圖11A的N-1個相同通道之間平分，則每個通道的流量是 類似地，壓力降Δp2，SKIN可以通過考慮經過設置2的3個散熱器通道的流量來計算，如通過圖11B中的點EFGJ所限制的。假設總體積流速V在圖11B的3個相同通道之間平分，則每個通道的流量是 在水力學中公知，任何流動通道的橫截面的一個重要特性是其水壓直徑d，其定義為4倍於其面積除以周長。橫截面ABCD的水壓直徑d1是 橫截面EFGJ的水壓直徑d2是 流過通道的流量的另一個公知特性是體積速度， 其中Ai是該通道的橫截面面積。通過考察圖11A和圖11B，在兩種情況下i＝1，2，每個通道的橫截面面積是 A1＝(λ-f)(W-2b)，(12) A2＝s(H-2t). (13) 流過通道的流量的另一個公知特性是無量綱雷諾數， 其中ρ是冷卻流體的密度，μ是粘度。
根據這些定義，不管是在設置1還是設置2中，每單位通道長度的壓力降都可以用公知形式寫成 其中等式(15)的最後一個因子假設Rei≤2300(即層流)，這對很多對本發明的示例性實施例感興趣的應用都是成立的。
下面考慮Δp1，FORM，即由形狀阻力產生的壓力降。對於諸如DIMM卡陣列的非立方體(non-solid body)來說，由於形狀阻力產生的壓力降可以由以下公式估計 其中對於散熱器設置i，θi是總橫截面面積中開放部分所佔的分數，K是對包括該「非立方體」的不同類型的陡峭對象來說不同的經驗常數。對於圓形對象，K＝1.0；對於尖對象，K＝1.5。對於這裡的數值結果，選擇中間值K＝1.25。K的選擇影響被視為產生與摺疊散熱器相同的壓力降的鰭片式散熱器鰭片的數量N*。例如，在下面給出的b＝1.0mm和f＝0.50mm的數值示例中，當W＝15mm時K從1.25變為1.50將鰭片式散熱器鰭片的數量減小了1，或者當W＝5mm時減小了2。對於同樣的參數，當W＝15mm和W＝5mm時K從1.25變為1.50將鰭片式散熱器鰭片的數量增加了1。
對於每個散熱器設置，θi計算為在尺寸Ψ×H的矩形內的開放面積除以總面積ΨH。從圖11A和11B可知， 將等式(17)和(18)代入(16)即給出Δp1，FORM，Δp2，FORM。將等式(7)至(14)代入(15)即得到Δp1，SKIN和Δp2，SKIN。將這些值代入(3)和(6)所表示的相等壓力降等式，則 Δp1，SKIN+Δp1，FORM＝Δp2，SKIN+Δp2，FORM，(19) 產生鰭片間距λ的非線性算術等式，因為(19)的左側的兩項都是λ的函數。在給定流體特性μ，ρ以及給定一組尺寸W、H、b、f、c、t和g，該等式可以通過牛頓迭代法以數值方式求解，以求出在設置1中引起與設置2中摺疊散熱器相同的壓力降的鰭片間距值λ。
對於這樣的計算，L和V也必須指定。用於對本發明示例性實施例感興趣的、用於存儲器系統並因此用於以下計算中的應用的L的典型值是L＝100mm。用於對本發明示例性實施例感興趣的應用的V的典型值從等式(4)V＝U0ΨH計算，其中行近流速U0典型的是2.0到3.0m/s。在下面的計算中，採用U0＝2.5m/s。
修改相等壓力降判斷標準以產生整數個鰭片 根據等式(19)選擇鰭片間距λ將確保冷卻設置1的壓力降與設置2的壓力降匹配。
但是應當記住λ實際上必須選擇為在等式(1)中產生N的整數。一般來說，從等式(19)中通過牛頓迭代法獲得的鰭片間距λ*將在等式(1)中產生非整數的值N*。因此，必須修改該數學解，以考慮最接近非整數值N*的兩個整數值N，其中根據等式(1)， 也就是說，代替N*，我們考慮 NA≡int(N*)NB≡int(N*)+1，(21) 因此根據等式(1)不是考慮λ*而是採用下面的兩個鰭片間距值 對應於兩個鰭片間距解λA和λB，V1有兩個解。
水壓直徑d1有兩個解， 鰭片式散熱器通道的橫截面面積A1有兩個解， A1A＝(λA-f)(W-2b)，A1B＝(λB-f)(W-2b)； (25) 體積速度U1有兩個解， 雷諾數Re1有兩個解， 開放面積所佔的分數θ1有兩個解， 因此壓力降分量Δp1，SKIN和Δp1，FORM有兩個解， 一方面，具有稍比滿足相等壓力降判斷標準(19)更大的鰭片間距的「A」解會導致壓力降Δp1A稍低於Δp2。另一方面，具有稍比滿足相等壓力降判斷標準(19)更小的鰭片間距的「B」解會導致壓力降Δp1B稍低於Δp2。也就是， Δp1A＜Δp2＜Δp1B.(31) 換句話說，分別具有整數個鰭片NA和NB＝NA+1的A和B解跨在只能通過非物理的、分數個鰭片N*達到的理想、匹配壓力的解兩邊。
假設無限熱導率的熱性能的比較 設Ri是設置i(i＝1，2)中一個散熱器的對流熱阻抗。在兩種情況下假定散熱器由具有無限熱導率的材料製成(後面將取消該假設)。這樣，所有的散熱器表面都處於相同溫度，從而設置i的對流熱阻抗是 i＝1，2， (32) 其中 Si≡設置i中兩個散熱器的總溼潤表面面積，(33) hi≡在溼潤面積Ai上平均的熱傳輸係數。
(34) 散熱器的熱性能通過其對流熱阻抗來測定；較低的熱阻抗是較優的，因為其導致散熱器所冷卻的生熱部件的溫度更低。因此，摺疊散熱器設置2與鰭片式散熱器設置1相比的優良指數β是 其中後一個等式由於對於配置i來說從環境空氣到生熱器件的溫度升高ΔTi基本上直接與對流熱阻抗Ri成正比而成立。
如果β＞1，則摺疊散熱器設置2具有優於鰭片式散熱器設置1的熱傳輸(更低的熱阻抗)；如果β＜1則相反。
如果散熱器通道中的流是層流，如上面結合等式(15)所假設的，則平均熱傳輸係數之比hi可以估計為 i＝1，2.(36) 其中冷卻流體的一個特性-Prantdl數Pr例如對室溫條件下的空氣來說是0.7。因此，等式(35)中的熱傳輸係數之比由下式給出 其中等式(37)中的第二個等式是從等式(14)獲得的，等式(37)中的第三個等式從等式(7)和(8)獲得。由此將等式(37)代入等式(35)得到 通過考察圖11A，在傳統的鰭片式散熱器設置1中兩個散熱器的每單位流長度L的溼潤表面面積S是 類似地，通過考察圖11B，在新穎的摺疊散熱器設置2中兩個散熱器的每單位流長度L的溼潤面積是 注意，由於兩個鰭片間距的解λA和λB以及對應的兩個整數值N，即NA和NB，存在兩個對應的值S1標註為S1A和S1B並且定義為 由此存在優良指數β的兩個解 假設有限熱導率的熱性能的比較 上一節假定圖11A和11B中的散熱器具有無限熱導率，從而產生等式(32)。對於本發明示例性實施例感興趣的條件，即小的W，該假設對傳統鰭片式散熱器設置1中的第一鰭片式散熱器1136和第二鰭片式散熱器1141是合理的，因為散熱器鰭片1138短到足以讓例如由銅製成的散熱器接近等溫。但是，該假設對於散熱器設置2的示例性實施例中的第一摺疊散熱器1144或第二摺疊散熱器1145來說不合理，因為對於典型的尺寸來說通過第一摺疊散熱器1144從基部1146到臂狀物1148的熱路徑(以及類似的通過第二摺疊散熱器1145從基部1149到臂狀物1151的熱路徑)比較長，從而即使散熱器1144、1145由銅製成也不可能等溫。
因此，對於設置2假設 S21≡兩個散熱器的基部1142、1145的溼潤面積，(45) S22≡兩個散熱器的臂狀物1143、1146和腿狀物1144、1147的溼潤面積，(46) 其中通過考察圖11A，每單位流長度L的溼潤面積是 對流熱阻抗R2可以視作並聯的兩個阻抗；即阻抗R21與溼潤面積S21關聯，阻抗R22與溼潤面積S22關聯。每個臂狀物和毗連的肩狀物都作為具有鰭片效率η的鰭片來對待，其中 利用針對並聯阻抗的公式，設置2中兩個散熱器的總熱阻抗可以寫成 因此，優良指數β由以下代替等式(35)的等式給出 利用等式(37)和導致等式(43)和(44)的論述，上述後面兩個等式在有限熱導率的情況下用以下等式代替 為了計算與肩狀物1147和毗連臂狀物1148(或者肩狀物1150和毗連臂狀物1151)關聯的「鰭片效率η」，將每個臂狀物和肩狀物作為一個連續的鰭片，其具有周長 P≡2(L+t)，(54) 橫截面面積 Across＝Lt，(55) 以及熱流路徑長度 鰭片效率η的公知表達式是 將等式(54)、(55)和(56)代入(57)，並注意h的相關值是h2，從而產生 將等式(36)代入等式(58)得到 將等式(14)和(8)代入等式(59)得到 注意其中α是流體的熱擴散率，從而得到 將(61)代入(57)，然後將(57)代入(52)和(53)得到根據公知量的優良指數βA和βB的完整解。
數值算法(有限熱導率)的概述 下面是實現上述解的數值算法的概述 步驟0選擇表現出流體特性ρ、μ、Pr和α的流體。
步驟1選擇尺寸H、f、W、b、t、c、g和L以及U0的值。
步驟2計算等式(2)給出的s＝(W-4t)/3。
步驟3通過對等式(19)採用牛頓迭代法求出λ*。
步驟4從等式(20)計算N*；從等式(21)計算NA和NB。
步驟5從等式(22)計算鰭片間距λA和λB。
步驟6從等式(10)和(24)計算水壓直徑d2、d1A、d1B。
步驟7從等式(13)和(25)計算橫截面面積A2、A1A、A1B。
步驟8從等式(40)和(41)、(42)計算每單位長度的溼潤面積S2/L、S1A/L、S1B/L。
步驟9從等式(60)計算Ψ。
步驟10利用等式(57)計算設置2的鰭片效率η。
步驟11利用步驟4中計算的NA和NB、步驟6中計算的水壓直徑值、步驟7中計算的橫截面面積值、步驟8中計算的每單位長度溼潤面積值以及步驟10中計算的鰭片效率η值，從等式(52)和(53)計算優良指數βA和βB。
數學分析的示例結果 作為示出本發明採用摺疊散熱器的示例性實施例的優點的上述數學分析的例子，考慮以下在上面等式中出現的各種參數的值。這些值是因為它們與典型DIMM卡的空氣冷卻相關而被選擇的 流體特性 空氣的熱擴散率α＝2.25×10-5[m2/s] 冷卻流體(空氣)的熱導率kFLUID＝0.026[W/mK] 粘度(空氣)μ＝18.46×10-6[Pa-s] 密度(空氣)ρ＝1.16[kg/m3] 鰭片式散熱器和摺疊散熱器的參數 行近流速U0＝2.5[m/s] 總高度H＝38.0[mm] 總寬度W用作圖8-13的橫坐標；5.0mm≤W≤15.0mm 散熱器流長度L＝100[mm] 電路卡的厚度wCARD＝1.27[mm] DRAM的厚度wDRAM＝1.0[mm] 等式(16)中的形狀阻力常量K＝1.25[--] 鰭片式散熱器的參數 鰭片厚度f圖12-17所示的每個圖中，為f＝0.50，0.75，1.00，1.25mm給出曲線。
基部厚度b對圖12和15，b＝0.75mm；對圖13和16，b＝1.00mm；對圖14和17，b＝1.25mm。
鰭片空隙c＝1.0[mm] 摺疊散熱器的參數 片狀金屬厚度t＝0.3mm 摺疊散熱器間隙g＝2.0mm 圖12-14示出如等式(52)給出的、本發明示例性實施例如摺疊散熱器冷卻設置922與傳統鰭片式散熱器冷卻設置816比較時的優良指數βA，其中後一種設置的每一個散熱器都具有NA≡int(N*)個鰭片，使得通過第一鰭片式散熱器1136和第二鰭片式散熱器1141的壓力降比通過第一摺疊散熱器1144和第二摺疊散熱器1145的壓力降稍小。由此通過βA代表的比較表明摺疊散熱器比較有利。
圖15-17示出如等式(53)給出的的優良指數βB，其中鰭片式散熱器冷卻設置816的每一個散熱器都具有NR≡int(N*)+1個鰭片，使得通過第一鰭片式散熱器1136和第二鰭片式散熱器1141的壓力降剛好比通過第一摺疊散熱器1144和第二摺疊散熱器1145的壓力降稍大。由此通過βB代表的比較表明鰭片式散熱器比較有利。
為了解釋圖12-17，回想等式(35)，其表明通過圖11A中的鰭片式散熱器冷卻的生熱器件的溫度上升ΔT1是通過圖11B中的摺疊散熱器冷卻的相同器件的溫度上升ΔT2的β倍。因此，當優良指數βA和βB中有一個大於1時，摺疊散熱器冷卻設置922的示例性實施例就提供比鰭片式散熱器冷卻設置816更好的冷卻(更低的器件溫度)。因此，圖12-17證明本發明的摺疊散熱器對於被其覆蓋的大多數參數空間較優，因為對橫坐標W和參數b和t的大多數值來說βA和βB都大於1。具體地說，當散熱器可用的總寬度W小時，本發明的摺疊散熱器特別有利，隨著b和f的增加該優點變得越來越突出，因為大的b和f消耗了鰭片式散熱器設置的表面面積。在通過W→2b+c定義的極限情況下，圖11A中的鰭片1138的高度(x維)1/2[W-(2b+c)]接近0。在這種情況下，摺疊散熱器設置2(圖11B)具有大致是鰭片式散熱器設置3倍的溼潤面積，從而很明顯摺疊散熱器提供更佳的冷卻。
圖12-17證明優良指數βA和βB不僅是W的強函數，而且還是假設的鰭片式散熱器基部厚度b和鰭片厚度f的強函數。實際上，利用圖12-17中使用的參數組，稍大於b＝1.25mm的基部厚度值甚至不能使用所示出的大部分W值得到βA和βB的數學解，因為不能滿足相等壓力降判斷標準(19)。在這種情況下，鰭片式散熱器甚至在無限鰭片間距λ(也就是甚至N＝0個鰭片)的情況下也無法達到象摺疊散熱器那麼低的壓力降，因為甚至在沒有任何鰭片的情況下，鰭片式散熱器的基部本身已經遮擋了太多的面積。本發明的示例性實施例利用了用於摺疊散熱器的薄片狀金屬(在該數值示例中使用t＝0.3mm)比具有非常薄基部和鰭片的鰭片式散熱器更容易得到的優點。實際上，儘管在該示例中採用的最小值f＝0.5mm精確地反映了鰭片式散熱器類型的當前狀態，在此採用的b的最小值(b＝0.75mm)仍小於當前現有技術中可能的值，甚至所採用的b的最大值(b＝1.25mm)也很難用低成本手段如擠壓來達到。而且，不管制造上的限制如何，摺疊散熱器的固有形狀也使得摺疊散熱器在W很小時優於鰭片式散熱器。
圖12-17所示出的寬度W的範圍因為以下原因對DIMM卡的應用是合理的。W通過等式(5)與DIMM卡間距Ψ相關，其中典型的值是wCARD＝1.27mm和wDRAM＝1.0mm。現有技術的DIMM封裝要求Ψ＝10mm或更小，因此W＝6.73mm或更小，該值接近圖14-17的右手側，在此摺疊散熱器是最有利的。
圖12-17所示的曲線的非連續特性是必須將NA限制為整數的結果，如上面結合等式(20)所解釋的。為了量化圖12-14中的非連續性，由該數學解指出的鰭片的數量NA寫在f＝0.50mm和f＝1.25mm的兩條曲線的不同區段上。類似地，在圖15-17中，鰭片的數量NB＝NA+1寫在類似的兩條曲線上。
在圖14和17中，曲線具有奇特的形狀。例如在f＝0.50的圖14中，曲線非連續地下降，然後又上升，這對應於從4個鰭片(5.6≤W≤7.2)變為5個鰭片(7.3≤W≤8.1)然後又變4個鰭片(8.2≤W≤15.0)。其原因可以通過對涉及圖14和圖17的參數，即對不同的NA值的Δp1對W繪圖，並且在該圖上覆蓋Δp2對W的類似曲線上來理解。後一個曲線比前一個曲線更凹，因此隨著W增加，Δp2曲線首先在一個方向上與曲線Δp1交叉，然後在另一個方向上與曲線Δp1交叉。由於該數學解選擇鰭片個數來滿足等式(31)，因此這種十字交叉(criss-crossing)特性當然會產生圖14和17所示的奇特結果。
摺疊散熱器的其它變形 圖18示出示例性摺疊散熱器的一個變形1852，其中每一個臂狀物1027都由一系列交替的縫隙1853和小片(tab)1854組成。類似的技術可用於在此描述的其它摺疊散熱器。每個小片1854優選以其局部冷卻的DRAM上方為中心。狹窄的縫隙1853隻稍微降低臂狀物1027的總溼潤表面面積，但是可以在小片1854的剩餘表面上達到更好的對流熱傳輸，因為在臂狀物1027上流動的空氣1855的邊界層在每個小片1854的前緣1856重新開始，從而可能導致比沒有縫隙時更高的熱傳輸係數，雖然要以稍高的壓力降為代價。
圖19A、19B、19C示出示例性摺疊散熱器設置的變形1957，其中摺疊散熱器冷卻設置922中的前摺疊散熱器923和後摺疊散熱器924被冷卻DIMM電路卡503上生熱器件的各種更小的子集的分段散熱器所代替。具體地說，前摺疊散熱器923被兩個前DRAM摺疊散熱器1958和一個集線器晶片摺疊散熱器1959所代替。類似地，後摺疊散熱器924被兩個後DRAM摺疊散熱器1960所代替。在DIMM電路卡503的前面，該分段散熱器結構的優點是雙重的首先集線器晶片507可以在故障情況下被單獨到達(access)，而不會干擾DRAM上的散熱器。其次，前端的前DRAM摺疊散熱器1958和集線器晶片摺疊散熱器1959比前摺疊散熱器923的結構簡單，因為小散熱器不包含用於容納可能不同厚度的DRAM和集線器的不共面的DRAM段1032和集線器晶片段1033(圖10B)。在DIMM卡的背面，具有兩個更小後DRAM摺疊散熱器1960相對於一塊後摺疊散熱器924的優點在於，以更低的熱對流面積為代價，更小的後DRAM摺疊散熱器1960暴露出集線器晶片507的背面，由此允許通過在模塊和/或系統測試過程中通過接觸進行集線器晶片的電探測，以及故障的診斷測試，如果需要的話。
圖20A、20B和20C示出圖19所示的示例性摺疊散熱器設置1957的變形。在圖20所示的混合冷卻設置2061中，集線器晶片摺疊散熱器1959被小的鰭片式集線器晶片散熱器2062代替。摺疊和鰭片式散熱器的混合使用在可用於集線器散熱器的x尺寸2063(圖20C所示)大到足以讓鰭片式集線器晶片散熱器2062勝過相等尺寸的摺疊散熱器時是合適的，而可用於DRAM散熱器的更小的x尺寸2064使得前DRAM摺疊散熱器1958勝過相等尺寸的鰭片式散熱器。示例性的實施例包括疊層存儲器件結合一個或多個集線器的使用，疊層存儲器件通常會導致部件高度與平面存儲器件相比增大。
圖21示出可由本發明示例性實施例實現的摺疊散熱器的兩個變形，例如圖9示出的。在第一變形中，皺褶式散熱器2165由一塊摺疊片狀金屬製成，包括基部2166以及多個皺褶，每個皺褶包括上升部2167、頂部2168、下降部2169和(除了最大負值z的皺褶之外)底部(foot)2170。每個底部2170與基部2166接觸以保證它們之間良好的熱接觸。因此，該皺褶形成n個閉合氣流通道2171，每個通道由基部2166、一個上升部2167、一個頂部2168和一個下降部2169界定。皺褶還形成n-1個開放的氣流通道2172，每個通道2172在三個側面上由基部2166、一個上升部2167和一個下降部2169包圍。片狀金屬摺疊的順序通過注意到該片狀金屬在基部2166的-y邊緣具有第一端2173，在-z最遠端下降部2169的+x邊緣上具有第二端，使得片狀金屬的兩端在轉角2174相遇來解釋。皺褶式散熱器2165的示例性實施例提供對流表面(例如基部2166、上升部2167、頂部2168和下降部2169)，其中比摺疊散熱器如前摺疊散熱器923或後摺疊散熱器924的臂狀物1027更短的熱路徑長度將該對流表面連接到熱源(即DRAM)，從而皺褶式散熱器2165的有效鰭片效率η高於摺疊散熱器923和924的鰭片效率η。此外，皺褶式散熱器2165利用開放通道2172提供簡化的附著，這可用於容納在散熱器和生熱器件之間施加力以達到散熱器和生熱器件之間良好的粘附接觸的工具。此外，皺褶式散熱器2165比具有片狀金屬的懸臂折層(fold)的摺疊散熱器923和924更高低不平，該懸臂折層可能無意中會彎曲。
圖21的示例性實施例包括摺疊散熱器，如用於冷卻生熱器件的皺褶式散熱器2165。皺褶式散熱器2165包括基本上平坦的基部2166，用於以熱接觸的方式附著到生熱器件的基本上平坦的暴露表面上。皺褶式散熱器2165還包括多個與基部2165接觸的皺褶，用於形成閉合的氣流通道。每個皺褶包括上升部2167、頂部2168、下降部2169和底部2170。上升部2167具有近端和遠端。上升部2167的近端從基部2166基本上以直角伸出。頂部2168具有近端和遠端，其中頂部2168的近端從上升部2167的遠端基本上以直角伸出。下降部2169具有近端和遠端，其中下降部2169的近端從頂部2168的遠端基本上以直角伸出並朝著基部2166延伸。與基部2165平行並與之接觸的底部2170具有近端和遠端，其中底部2170的近端從下降部2169的遠端基本上以直角伸出。底部2170的遠端和下一個上升部2167的近端接觸。皺褶式散熱器2165由連續的金屬片材形成。
圖21還示出可由本發明的示例性實施例實現的第二摺疊散熱器變形多個小DRAM散熱器2175覆蓋相同數目的DRAM，使得每個散熱器恰好覆蓋一個DRAM。每個小DRAM散熱器2175是前DRAM摺疊散熱器1958的縮微版。示出了九個這樣的小DRAM散熱器2175的陣列。與前DRAM摺疊散熱器1958相比，這些小DRAM散熱器2175在幾個DRAM沒有共面的上表面時是更有利的，因為這樣一來前DRAM摺疊散熱器1958和該幾個DRAM之間的粘附層無法在每個位置都像期望的那麼薄以最小化導熱阻抗。相反，覆蓋單個DRAM的每個小DRAM散熱器2175可以將其自身適應於該散熱器所覆蓋的DRAM，並由此實現具有最小導熱阻抗的薄粘附層。小DRAM散熱器2175的一個缺點是多個小DRAM散熱器必須組裝起來，由此導致更高的製造成本。
圖22示出可由本發明的示例性實施例實現的第三摺疊散熱器變形類似於皺褶式散熱器2165的皺褶式蓋帽散熱器2276，不同之處在於散熱器2276中的片狀金屬沒有在邊緣2173結束；而是該片狀金屬在朝著-x方向的折層中繼續下去，由此形成附加的上升部或下降部2277，並進一步在朝著+z方向的折層中繼續下去以形成平行於基部2166的蓋子2278，並且延伸到蓋帽散熱器2276的整個z維。蓋子2278與每個頂部2168接觸以保證它們之間良好的熱接觸。蓋帽散熱器2276比未蓋帽的皺褶式散熱器2165更為有利，因為蓋子2278在其封閉原本未閉合的通道的地方提供了附加的溼潤面積2279，因此蓋子提供了更低的對流熱阻抗。但是在某些應用中，蓋帽散熱器2276與皺褶式散熱器2165相比可能是不利的，因為蓋帽散熱器2276可能具有太高的壓力降。
圖23示出可由本發明的示例性實施例實現的另一前摺疊散熱器923的變形不易碎(crush resisant)的摺疊散熱器2380，其每個臂狀物1027都通過添加多個指狀物(finger)2381而被防止偶然朝著基部1025偏斜。每個指狀物2381相對於一個臂狀物1027基本上以直角伸出並朝著基部1025延伸，而且每個指狀物恰好長到足以幾乎接觸基部1025。因此，施加在+x方向上的諸如F的力不會導致臂狀物1027實質上的偏斜。
多個指狀物2381有效地將不易碎的摺疊散熱器2380的氣流開口EFGJ(圖11B)分為兩個氣流通道2382，每一個通道在不易碎的摺疊散熱器2380的DRAM段1032中具有s1×r的尺寸，在不易碎的摺疊散熱器2380的集線器晶片段1033中具有s2×r的尺寸。但是，從空氣動力學的角度來看，這兩個氣流通道2382不是分離的；它們通過從每個臂狀物1027延伸出去的多個指狀物2381之間的空隙彼此連通，並因此在空氣動力學上看起來就像一個未分開的通道。這樣，多個狹窄的指狀物2381優於單個寬的指狀物，因為中間具有空隙的狹窄指狀物2381保留了摺疊散熱器的低壓力降，而單個寬的指狀物將增大該壓力降，因為這樣的話圖11B中的開口EFGJ會被真的分成兩半，從而導致更小的水壓直徑。
在圖23中，可以施加給每個指狀物2381而不使該指狀物彎曲的力F的最大值Fmax通過公知的適用於固定自由柱狀物的歐拉彎曲公式給出， 其中E是指狀物材料的楊氏模量，I是a乘t矩形橫截面的面積轉動慣量，其中I＝at3/12。因此， 適用於DIMM冷卻應用的典型值是E＝70Gpa(鋁)，a＝5mm，s＝2.5mm，t＝0.3mm，因此Fmax＝311N＝70lb。這是很大的力，表明在諸如操作或裝運的典型情況下該結構非常不可能由於指狀物2381的彎曲而出現故障。
可以施加給每個指狀物2381而不使該指狀物被壓縮的最大力FY由下式給出 FY＝σYA，(64) 其中σY是材料的屈服應力，A是該指狀物的橫截面面積。
對於稱為「5052」的可彎曲鋁合金來說，σY＝90Mpa。對於上面給出的典型尺寸，A＝at＝1.5E-6m2，因此FY＝135N＝30lb。FY小於Fmax，這意味著指狀物2381會在彎曲之前屈服。但是FY仍然很大，因此指狀物2381在諸如搬運或裝運的典型情況下不太可能被其它機械結構損壞。
向前摺疊散熱器923添加指狀物2381以產生不易碎的散熱器2380(類似地，向後摺疊散熱器924添加這樣的指狀物2381)排除了前面結合圖10A描述的掃帚形狀的工具1028的使用。圖24示出包括兩個叉2484的U形工具2483，該叉通過縫隙2485分開並且該U形工具2483可以插入到前摺疊散熱器923的+y端，另一方面，相同的U形工具2483可以插入前摺疊散熱器923的-y端。對於兩個U形工具2483中的每一個，兩個叉2484跨騎兩行指狀物2381，並且合適地配合到兩個氣流通道2382中。也就是說，每個叉2484的x維尺寸s1*稍小於將基部1025與前摺疊散熱器923的DRAM段1032中的臂狀物1027分立的內尺寸s1(圖23)。在其開口端，叉具有嵌接的底表面，從而造成容納前摺疊散熱器923的集線器晶片段1033中的臺階的x維尺寸s2*減小，如前面結合圖10B所述。
最後，每個叉2484的z維尺寸r*稍小於將肩狀物1026與指狀物2381分開的內尺寸r(例如參見圖23)。由此，U形工具2483的叉2383很容易在不易碎的散熱器2380的氣流通道2382中滑動。但是，由於臂狀物1027和U形工具2483之間的x方向上的空隙s1-s1*很小，因此最適宜強度的壓力分布p1(y，z)(圖24)通過產生臂狀物1027的輕微偏斜而封閉了該空隙，由此允許壓力分布p1(y，z)經過U形工具2483的厚度、經過散熱器基部1025並最後經過將不易碎的散熱器2380結合到DRAM上的粘附層傳遞。由於該壓力由此傳遞給粘附層，而且所施加的壓力分布p1(y，z)的yz變化由於U形工具2483的厚度而在粘附層中被均勻化，獲得具有低熱阻抗的薄的、均勻的粘附層。
如果集線器晶片段1033中的臂狀物1027與DRAM段1032中的臂狀物不共面，而是為了容納厚的集線器晶片而朝著-x方向移位(在圖24中向上)，則U形工具2483和集線器晶片段1033中的散熱器臂狀物1027之間的x空隙將不再小。因此不可能在集線器晶片段1033中將壓力p2經過散熱器臂狀物1027傳遞給U形工具2483並因此傳遞給散熱器基部1025下面的粘附層，因為臂狀物1027和工具2483之間的大的x空隙無法通過臂狀物1027的輕微偏斜來閉合。因此，可能需要對集線器晶片段1033中的兩個臂狀物1027的每一個臂狀物打上多個孔2586，使得在粘附層中獲得良好結合所需要的壓力p2可以經過這些孔直接施加在U形工具2483的上表面。
圖25示出可由本發明的示例性實施例實現的前摺疊散熱器923的另一變形箱形梁散熱器2587，其中臂狀物2588基本上與基部2589相同長度，使得指狀物2590在肩狀物2591的附近基本上覆蓋肩狀物2591。圖25還對比地示出縮短的不易碎的散熱器2592，其類似於不易碎的摺疊散熱器2380，不同之處在於其只覆蓋一組前DRAM 506。箱形梁散熱器2587由於其簡單的形狀可以由摺疊片狀金屬(這樣的具有薄壁的形狀不能很容易地擠壓出)廉價地形成而變得有利。但是，箱形梁散熱器2587與縮短的不易碎的散熱器2592相比有不利之處，即因為肩狀物2591沒有連接到臂狀物2588，只提供一條從基部2589到臂狀物2588的高熱導率導熱路徑2593。相反，不易碎的散熱器2592具有兩個從基部2596到臂狀物2597的高熱導率路徑2594和2595。由此箱形梁散熱器2587在熱性能上比不易碎的散熱器2592差。箱形梁散熱器2587的熱弱勢可以通過將指狀物2580焊接或銅焊到肩狀物2591來消除，但是這樣做會顯著增加大批量製造時的製造成本。因此，儘管箱形梁散熱器2587具有簡單的形狀，不易碎的散熱器2592還是優選的。
與傳統的散熱器相比，在此公開的摺疊散熱器示例性實施例的優點之一是摺疊散熱器非常不容易形成散熱器金屬到下面的電路卡503上的電路部件的暴露金屬的電短路。該優點適用於在此公開的所有摺疊散熱器實施例，包括上面的923(圖9A)、924(圖9B)、1852(圖18)、1958(圖19A)、1960(圖19B)、2165(圖21)、2175(圖21)、2278(圖22)和2380(圖23)。例如，圖26A示出扁平散熱器713和其冷卻的下面的電路卡503的視圖；圖26示出與諸如前摺疊散熱器923的摺疊散熱器示例性實施例相同的視圖。實際上，電路卡503的表面上的電部件，如表面安裝電容器2687通常具有非常靠近散熱器的下表面的帶電的金屬焊點2688；即在圖26A的情況下是扁平散熱器713的下表面2689，或者在圖26B的情況下是前摺疊散熱器923的下表面2690。傳統的扁平散熱器713的對流表面714不能抵禦導致其下表面2689偏移成與金屬焊點2688電接觸的力，由此導致不期望的電短路和可能的電路故障。相反，前摺疊散熱器923的對流表面1025受到拱形臂狀物1027的保護，從而可以抵禦使其偏移的力。作用在臂狀物1027上的力傳遞給肩狀物1026，這提供了硬度。由此，摺疊散熱器的示例性實施例非常不容易產生到諸如電容器2687的附近電部件的電短路，這是本發明實施例的一個重要的實踐優點。
與很多傳統的鰭片式散熱器相比，在此公開的新穎散熱器的另一個優點在於可以在任一個臂狀物如前摺疊散熱器923的臂狀物1027(圖9A)、後摺疊散熱器924的臂狀物1027(圖9B)或不易碎的摺疊散熱器2380的臂狀物1027(圖23)上容納粘附性的標識標記。在DIMM工業中，例如表明DIMM及其組成部分DRAM的特性的工業標準標記是多達31個字符的序列，如「1GB 1Rx4 PC2-3200F-333-10-C0」，它們用小到8個點的類型列印，在這種情況下該標記的尺寸大約是5×45mm。當DIMM在x方向上嚴密包裝時，該尺寸的標記不適用於傳統鰭片式散熱器的任何暴露表面，因為鰭片式散熱器的x尺寸太小以致於不能在任何鰭片上放置標記。但是，5×45mm的標記很容易安裝在新穎摺疊散熱器的任何一個外臂狀物1027上，由此滿足工業標記要求。注意這樣的標記沒有明顯改變散熱器的熱性能，因為它只佔據散熱器的對流面積的大約2％。還要注意上面給出的該標記的尺寸和內容只是示例，是可以改變的。
與傳統的扁平散熱器713相比，在此公開的新穎摺疊散熱器的另一個優點是在為了重做和診斷探測的目的而可能被移除的情況下。移除可以利用U形工具2483(圖24)作為槓桿來完成，從而繞z軸施加扭矩以便將散熱器從下面的DIMM和集線器晶片撬起來。可替換地，U形工具2483可以用作扳手，從而繞x軸施加扭矩以便使散熱器圍繞下面的晶片扭轉，由此導致粘附結合的失效。在任何一種情況下，為了增加扭矩，期望U形工具2483在y方向上做得比圖24所示的要長。優選的移除技術取決於將散熱器結合到晶片的粘附層。利用U形工具2483，如果粘附層是典型的熱帶如Chomerics T412則移除是比較容易的。注意傳統的扁平散熱器713無法經受這樣的移除技術，因為其扁平結構不能容納必要的工具。
比較冷卻設置922和816的數值模擬 為了進一步證明當W小時摺疊散熱器冷卻設置922比傳統的鰭片式散熱器冷卻設置816優越，可以採用本領域公知的計算流體動態模擬(CFD)。這些模擬求解支配流體的質量、動量和能量傳輸的公知等式(連貫性，Navier-Stokes和能量)，以及支配固體中熱傳導的等式。該結果預測流體中的速度、壓力和溫度場，以及固體如熱源(例如集線器晶片和DRAM)中的溫度分布。在此報告的CFD模擬是利用FluentCorporation許可的電腦程式「Icepak」來進行的。CFD模擬在此用於兩個目的 (1)為了驗證針對圖11的簡單幾何形狀由圖12-17舉例示出的數學解，由此針對該簡單幾何形狀證明在W小時摺疊散熱器1144、1145比鰭片式散熱器1136、1141優越。
(2)為了調查更為複雜的、實際的幾何形狀，如具有集線器晶片507和多個DRAM的DIMM電路卡503，其中集線器晶片507和DRAM具有不同的厚度，從而產生圖10B所示的前摺疊散熱器923。這些情況中的數值結果針對比簡單幾何形狀更為實際的幾何形狀證明在W小的應用中，摺疊散熱器優於鰭片式散熱器。
對簡單幾何形狀的數學解的CFD模擬的比較 對於鰭片式散熱器基部厚度b＝1.00mm和鰭片厚度f＝0.50mm，圖27用寬度W的函數將βA和βB的數學解(分別作為圖13和圖16中的最低曲線示出)與使用相同的所有參數值的數值CFD模擬比較，所有參數值都在前面的「數學分析的示例結果」一節中列出。該數學結果與數值模擬結果一致，從而對兩種技術都給予信任，而且證明對於重要的應用如嚴密間隔的DIMM來說，本發明摺疊散熱器的示例性實施例與傳統的鰭片式散熱器相比更為有利。
對於寬度W＝6.7mm和鰭片式散熱器鰭片厚度f＝0.50mm來說，圖28針對鰭片式散熱器基部厚度b的3個值比較βA和βB的數學解和數值模擬解。所有其它參數都與圖27的相同。在此，數學解表現出比數值解更依賴於b，但是當W小時都得到基本的結論β＞1，因此兩種方法都清楚地確認在這些應用中摺疊散熱器更為優越。
針對更實際幾何形狀的CFD模擬 為了模擬更複雜和更實際的幾何形狀，如具有集線器晶片和多個DRAM的DIMM卡，採用以下假設行近空氣速度U0＝3m/s；進入空氣溫度＝25℃；DIMM卡尺寸x×y×z＝1.27×133.35×38mm；DRAM卡間距Ψ＝11mm；DRAM尺寸x×y×z＝1.2×11.0×11.5mm；集線器晶片尺寸x×y×z＝19.5×23.5×2.25mm；每個DIMM卡有40個DRAM，每個0.35W；每個DIMM卡有一個6W的集線器晶片，因此每個DIMM卡的總功率是20W。在這些假設下模擬以下4種情況 情況1圖6所示的配置，包括在集線器晶片507上的傳統集線器晶片鰭片式散熱器817和在DRAM 506、509上沒有散熱器。鰭片式散熱器參數(使用圖11A的標註)是b＝1.25mm，f＝0.62mm，λ＝2.625mm，散熱器總尺寸(x×y×z)＝19.5×29.5×5.35mm。
情況2圖7所示的扁平散熱器冷卻設置712，在集線器晶片507和DRAM 506、509上包括現有技術的單片扁平散熱器713。片狀金屬厚度是0.8mm。
情況3圖9所示的摺疊散熱器冷卻設置922，在前DRAM 506和集線器晶片507上包括新穎的前摺疊散熱器923，在後DRAM 509上包括後摺疊散熱器924。片狀金屬厚度是0.3mm。
情況4圖20所示的配置，在前DRAM 506和後DRAM 509上分別包括新穎的摺疊散熱器1958、1960，在集線器晶片507上包括傳統的鰭片式散熱器2062。片狀金屬厚度是0.3mm。
這4種情況的結果總結在圖29所示的表格中；每種情況的細節在圖30-33中以圖形示出。
圖29證明對於DIMM電路卡503的實際模型，就像數學考察的簡單模型一樣在此公開的摺疊散熱器使得DRAM和集線器晶片的溫度明顯低於傳統的散熱器。假定ΔT是高於25℃空氣進入溫度的溫度上升。該表格最右邊的3列分別給出在DIMM卡503的正表面505上的DRAM晶片506、DIMM卡503的後表面508上的DRAM晶片509以及DIMM卡503的正表面505上的集線器晶片507所經歷的ΔT的最大值。該表格的行對應於上述情況1到情況4所示的四種不同散熱器設置。表格的第二列指出示出這4種散熱器設置的幾何形狀的圖編號；第4和第5列指定每種情況中使用的散熱器的類型。
如圖29的第三列所示，圖30-33分別示出情況1-4的數值模擬的一些細節。在每張圖中，上面的圖形是位於DIMM卡503的正表面505上的前DRAM晶片506和集線器晶片507的朝著+x方向看去的示意圖，而下面的圖形是位於DIMM卡503的後表面508上的後DRAM晶片509的同樣朝著+x方向看去的示意圖。在每個附圖的上面的圖形中，前DRAM晶片506和集線器晶片507的輪廓用實線示出以表明它們在所示視圖中可以看見。相反，在每個附圖的下面的圖形中，後DRAM晶片509的輪廓用虛線示出以表明它們在所示視圖中隱藏在DIMM卡503後面。進入的冷卻空氣3091從兩個圖形的左邊進入。當DRAM和集線器晶片被上面指明的功率加熱時，其中發展出取決於所使用的散熱器配置的穩定狀態溫度分布。對於由情況1-4代表的任一種散熱器配置，設TFj是通過CFD模擬在第j個前DRAM(j＝1，...，18)內求出的最大穩定狀態溫度；設TRk是在第k個後DRAM(k＝1，...，22)內求出的最大穩定狀態溫度；設TH是在集線器晶片內求出的最大穩定狀態溫度。在情況1-4中，分別在圖30-33的上面的圖形中給出18個最大前DRAM溫度TFj和最大集線器晶片溫度TH，而在圖30-33的下面的圖形中給出22個最大後DRAM溫度TRk。每個最大溫度都寫在生熱器件的輪廓內部該最大溫度發生的地方，並在其發生的位置上給出黑點。
圖30-33所示的溫度TFj、TH、TRk和圖29最右邊3列示出的溫度差異ΔTF、ΔTR、ΔTH之間的關係如下所示 ΔTH≡TH-T0.(67) 圖30示出集線器晶片鰭片式散熱器817在冷卻集線器晶片507時很有效；其溫度低於DRAM的溫度，儘管其功率更高。最熱的DRAM是在84℃，剛剛低於85℃的最大建議溫度。DRAM溫度非常不同，儘管每個DRAM消耗相同的功率。這些差異主要是由於環境空氣的局部溫度導致的。例如，上遊DRAM(圖30的左側)比下遊的DRAM(圖30的右側)更冷，因為後者周圍的空氣由於被上遊部件加熱而更熱。對於下流DRAM的上面兩行更是如此，該下遊DRAM由被集線器晶片507的很大功率加熱的空氣冷卻。
將圖31與圖30比較，表明圖31的單片扁平散熱器713-其幾何形狀在圖7示出-實際上是比幾何形狀在圖6中示出的圖30的設計更差的冷卻方案。傳統知識認為扁平銅散熱器應當擴散熱量以降低峰值溫度，但是該效果實際上是最小的-84℃的峰值DRAM溫度只降低到82℃。相反，通過朝著DRAM的銅散熱器傳導的集線器晶片的很大的熱負載實際上使大多數DRAM比沒有散熱器時(就像在情況1中那樣)更熱。同時，集線器晶片507在情況2(84℃)中比在情況1(62℃)中熱得多，因為單片扁平銅散熱器不像鰭片式散熱器611那樣有效。
圖33與圖30的比較詳細示出對於嚴密封裝在一起的實際DIMM卡來說，如圖19所示的摺疊散熱器示例性實施例(例如923，924)動態地產生比現有技術解決方案更低的DRAM溫度，而且產生與現有技術鰭片式散熱器情況下(62℃)近似相同的集線器晶片溫度(63℃)。最大DRAM溫度從84℃到58℃減小了26℃，同時平均溫度從70.8℃到53.7℃減小了17.1℃。這些冷卻優點當DIMM卡間距Ψ(在該示例中11mm)進一步減小時更為突出。這種冷卻性能的明顯改善表明新穎的摺疊散熱器可能對更小的DIMM卡間距值Ψ非常重要，這種值對於現有技術的冷卻機制來說幾乎不可能。
圖33(情況4)與圖30(情況1)的比較證明圖20所示的替換新穎散熱器設置也比現有技術的解決方案優越，在圖20中DRAM通過摺疊散熱器冷卻，而集線器晶片通過傳統的鰭片式散熱器冷卻。與沒有散熱器的84℃和單片扁平散熱器的82℃相比，最大DRAM溫度是60℃。
分析結論 總之，數值模擬和數學分析都表明當可用於相對的DIMM之間的散熱器的間距W(如圖11A和11B所示)低於閾值W*時，在此公開的新穎摺疊散熱器具有優於現有技術冷卻方案的顯著優點。在圖27假定的條件下，例如該閾值是W*≈11mm，該閾值可以轉換為DIMM卡間距Ψ的閾值Ψ*＝14.3mm，假設DIMM卡503的典型厚度是1.27mm，DRAM卡506、509的典型厚度是1.0mm。也就是說，在圖27所假定的條件下，當DIMM卡間距Ψ小於14.3mm時新穎的摺疊散熱器更有利，該優勢隨著Ψ的減小而擴大。如果Ψ很大，則傳統的鰭片式散熱器仍然是優選的。例如，如果如圖27所假設的可以以基部厚度b＝1.0mm來製造鰭片式散熱器，則在Ψ大於14.3mm時它們比摺疊散熱器優越。但是，如果鰭片式散熱器基部厚度b的最低可製造值大於1.0mm，則在此公開的新穎摺疊散熱器在更寬範圍的Ψ上都是更有利的，包括大於14.3mm的值。由於現有技術的計算機典型地追求遠小於14.3mm的DIMM卡間距Ψ，因此在此公開的摺疊散熱器在工業上具有很大的重要性，而且在生熱部件嚴密封裝的其它工業中也十分重要。
關於存儲器件的背景信息 由於存儲器件的冷卻構成本發明的重要工業應用，因此有必要討論其特殊之處。存儲器件通常定義為主要由存儲器(存儲)單元如DRAM(動態隨機存取存儲器)、SRAM(靜態隨機存取存儲器)、FeRAM(鐵電隨機存取存儲器)、MRAM(磁隨機存取存儲器)、快閃記憶體和按照電、光、磁、生物或其它手段的形式存儲信息的其它形式的隨機存取和相關存儲器組成的集成電路。動態存儲器件類型可以包括異步存儲器件，如FPM DRAM(快頁模式動態隨機存取存儲器)、EDO(擴展數據輸出)DRAM、BEDO(脈衝串EDO)DRAM、SDR(單數據率)同步DRAM、DDR(雙數據率)同步DRAM或任何未來預計的器件如DDR2、DDR3、DDR4，和通常基於以相關DRAM的基本功能、特徵和/或接口為基礎的相關技術如圖形RAM、視頻RAM、LP RAM(低功率DRAM)。
存儲器件可以按照晶片(管芯)和/或各種類型和配置的單晶片或多晶片封裝的形式使用。在多晶片封裝中，存儲器件可以與其它器件類型如其它存儲器件、邏輯晶片、模擬器件和可編程器件封裝在一起，也可以包括無源器件如電阻器、電容器和電感器。
模塊支持器件(例如緩衝器、集線器、集線器邏輯晶片、寄存器、PLL、DLL、非易失性存儲器等)可以由多個單獨的晶片和/或部件組成，可以作為多個獨立的晶片組合在一個或多個襯底上，可以組合到單個封裝或甚至集成到單個器件中一基於工藝、功率、空間、成本和其它折衷。此外，一個或多個各種無源器件如電阻器、電容器可以基於工藝、功率、空間、成本和其它折衷集成到支持晶片封裝中，或集成到襯底、電路板或其原始卡中。這些封裝可以包括集成的散熱器或其它冷卻增強措施，它們可以進一步附著到中間載體上或其它附近載體或熱去除系統。
存儲器件、集線器、緩衝器、寄存器、時鐘器件、無源器件和其它存儲器支持器件和/或部件可以通過各種方法添加到存儲器子系統和/或集線器，這些方法包括焊接互聯、導電粘附、插接結構、壓力接觸或其它可以通過電、光或替換手段實現兩個或更多器件之間的聯繫的方法。
如上所述，本發明的實施例可以用計算機實現的過程和用於實施這些過程的器件的形式來體現。本發明的實施例還可以用包含體現在有形介質中的指令的電腦程式代碼的形式體現，該有形介質例如是軟盤、CD-ROM、硬碟驅動器或任何其它計算機可讀存儲介質，其中當該電腦程式代碼加載到計算機中並由計算機執行時，該計算機變成用於實施本發明的器件。本發明可以用電腦程式代碼的形式體現，不管該代碼是存儲在存儲介質上、加載到計算機中和/或由計算機執行，還是在一些傳輸介質上傳送，如在電導線或電纜上，穿過光纖或者通過電磁輻射，其中當該電腦程式代碼加載到計算機中並由計算機執行時，該計算機變成用於實施本發明的設備。在通用微處理器上執行時，該電腦程式代碼段配置該微處理器以建立具體的邏輯電路。
雖然參照示例性實施例描述了本發明，本領域的技術人員可以理解可以進行各種修改，元件也可以替換成等價物而不會脫離本發明的範圍。此外，為了將具體的情況或材料與本發明的講述內容相適應可以進行很多修正而不會脫離本發明的基本範圍。因此，本發明不限於在此作為實施本發明的最佳方式公開的具體實施例，而是要包括所有落入所附權利要求範圍的實施例。此外，術語第一、第二等的使用不說明任何順序或重要性，只是用於將不同的元件區分開來。
權利要求
1.一種用於冷卻生熱器件的摺疊散熱器，該摺疊散熱器包括
基本上平坦而且具有第一端和第二端的基部，該基部被設計為以熱接觸的方式附著到一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面；
兩個各自具有近端和遠端的肩狀物，所述肩狀物的近端從所述基部的第一端和第二端基本上以直角伸出；以及
兩個各自具有近端和遠端的臂狀物，所述臂狀物的近端從所述肩狀物的遠端基本上以直角伸出，使得所述基部、肩狀物和臂狀物形成由連續金屬片材製成的幾乎閉合的矩形管。
2.根據權利要求1的摺疊散熱器，其中基部的兩個或更多個片段不平坦，由此允許摺疊散熱器附著到具有不同高度的兩個或更多個生熱器件。
3.根據權利要求1的摺疊散熱器，其中每個臂狀物包括一系列交替的縫隙和小片。
4.根據權利要求1的摺疊散熱器，還包括一個或多個指狀物，每個指狀物具有近端和遠端，所述指狀物的近端從所述臂狀物的遠端基本上以直角朝著基部伸出，使得所述指狀物的遠端並所述基部的第一端和第二端之間靠近所述基部，由此產生不易碎的散熱器。
5.根據權利要求1的摺疊散熱器，其中臂狀物包括一個或多個孔，以允許力直接施加到散熱器的基部上以有助於將該散熱器附著到生熱器件。
6.根據權利要求1的摺疊散熱器，還包括用於允許插入工具的空隙，該工具有助於將該散熱器附著到生熱器件。
7.根據權利要求6的摺疊散熱器，其中所述工具還有助於將所述散熱器從生熱器件移除。
8.根據權利要求1的摺疊散熱器，其中臂狀物的背對基部的表面包括標記信息。
9.一種組件，包括
一個或多個生熱器件，每個生熱器件具有基本上平坦的暴露表面；以及
由連續金屬片材形成的、用於冷卻所述生熱器件的摺疊散熱器，該摺疊散熱器包括
具有第一端和第二端的基部，該基部基本上平行於一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面並且以熱接觸的方式附著到該表面；
兩個各自具有近端和遠端的肩狀物，所述肩狀物的近端從所述基部的第一端和第二端基本上以直角伸出；以及
兩個各自具有近端和遠端的臂狀物，所述臂狀物的近端從所述肩狀物的遠端基本上以直角伸出，使得所述基部、肩狀物和臂狀物形成幾乎閉合的矩形管。
10.根據權利要求9的組件，還包括與不接觸所述摺疊散熱器的一個或多個生熱器件的平坦表面接觸的鰭片式散熱器。
11.根據權利要求9的組件，還包括與不接觸所述摺疊散熱器的一個或多個生熱器件的平坦表面接觸的扁平散熱器。
12.根據權利要求9的組件，其中所述摺疊散熱器恰好附著到一個生熱器件。
13.根據權利要求9的組件，其中所述摺疊散熱器利用粘合劑附著到一個或多個生熱器件，該粘合劑允許為了探測和移除一個或多個生熱器件的一個或多個目的而被移除。
14.一種存儲器模塊，包括
一個或多個生熱器件，每個生熱器件具有基本上平坦的暴露表面，該生熱器件包括集線器和一個或多個存儲器件；以及
由連續金屬片材形成的、用於冷卻生熱器件的摺疊散熱器，該摺疊散熱器包括
具有第一端和第二端的基部，該基部基本上平行於一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面，並以熱接觸的方式附著到該表面；
兩個各自具有近端和遠端的肩狀物，所述肩狀物的近端從所述基部的第一端和第二端基本上以直角伸出；
兩個各自具有近端和遠端的臂狀物，所述臂狀物的近端從所述肩狀物的遠端基本上以直角伸出，使得所述基部、肩狀物和臂狀物形成幾乎閉合的矩形管。
15.根據權利要求14的存儲器模塊，其中所述摺疊散熱器恰好附著到一個集線器或一個存儲器件。
16.根據權利要求14的存儲器模塊，其中所述摺疊散熱器附著到一個或多個集線器或者附著到一個或多個存儲器件。
17.根據權利要求14的存儲器模塊，還包括與不接觸所述摺疊散熱器的一個或多個生熱器件的平坦表面接觸的鰭片式散熱器。
18.根據權利要求17的存儲器模塊，其中所述鰭片式散熱器與一個或多個集線器接觸。
19.一種用於冷卻生熱器件的摺疊散熱器，該摺疊散熱器包括
基本上平坦並被設計為以熱接觸的方式附著到生熱器件的基本上平坦的暴露表面的基部；以及
多個與所述基部接觸的皺褶，用於形成閉合的氣流通道，每個皺褶包括
具有近端和遠端的上升部，該上升部的近端從基部基本上以直角伸出；
具有近端和遠端的頂部，該頂部的近端從上升部的遠端基本上以直角伸出；
具有近端和遠端的下降部，該下降部的近端從頂部的遠端基本上以直角朝著所述基部伸出；以及
基本上平行於所述基部並與所述基部接觸的底部，該底部具有近端和遠端，底部的近端從下降部的遠端基本上以直角伸出，底部的遠端連接到鄰近皺褶的上升部的近端，從而該摺疊散熱器由連續的金屬片材形成。
20.根據權利要求18的摺疊散熱器，還包括基本上與基部平行並且與每個皺褶的頂部接觸的蓋子。
全文摘要
一種用於冷卻生熱器件的摺疊散熱器。該摺疊散熱器包括具有第一端和第二端的基本上平坦的基部。該基部被設計為以熱接觸的方式附著到一個或多個生熱器件的基本上平坦的暴露表面。該摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的肩狀物。肩狀物的近端從基部的第一端和第二端基本上以直角伸出。該摺疊散熱器還包括兩個各自具有近端和遠端的臂狀物。臂狀物的近端從肩狀物的遠端基本上以直角伸出，使得所述基部、肩狀物和臂狀物形成由連續金屬片材製成的幾乎閉合的矩形管。
文檔編號H05K7/20GK101193545SQ20071018700
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月14日 優先權日2006年11月29日
發明者田淑榮, 肖恩·霍爾, 保羅·W.·考特尤斯 申請人:國際商業機器公司