KR20020015276A

KR20020015276A - Apparatus for providing heat dissipation for a circuit element

Info

Publication number: KR20020015276A
Application number: KR1020010049261A
Authority: KR
Inventors: 스코트앨런 로틀러; 도널드레이 셸턴
Original assignee: 데니스 에이치. 얼백; 톰슨 라이센싱 소시에떼 아노님
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-08-16
Publication date: 2002-02-27
Also published as: CN1339823A; JP2002141688A

Abstract

PURPOSE: A device for dissipating heat from circuit element is provided to dissipate heat to the most without being coupled to an IC nor fitted to a PCB or the lower edge of an IC package. CONSTITUTION: A device for dissipating heat from circuit element comprises at least a pair of arms(20,24,38,42) containing a slot(46), respectively, and has a structure where it is coupled to the printed circuit board by at least two side surfaces. The structure comprises an upper edge which comprises a tab so provided as to allow the slots of the arms to be held.

Description

회로 소자의 열을 소산시키기 위한 장치{APPARATUS FOR PROVIDING HEAT DISSIPATION FOR A CIRCUIT ELEMENT}Apparatus for dissipating heat of circuit elements {APPARATUS FOR PROVIDING HEAT DISSIPATION FOR A CIRCUIT ELEMENT}

본 발명은 회로 소자의 냉각에 관한 것이며, 더 상세하게는, 본 발명은 인쇄회로기판에 장착된 회로 소자로부터 열을 소산시키기(dissipating) 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the cooling of circuit elements, and more particularly, to an apparatus for dissipating heat from circuit elements mounted on a printed circuit board.

일반적으로, 히트싱크(heatsinks)는 집적 회로(ICs)로부터 주변대기로 열을 소산시킨다. 현재, 이러한 히트싱크를 설치하는 두 가지 주요 접근 방법이 있다. 첫 번째 접근 방법에서, 히트싱크는 IC의 상단에 접합된다. 접합에 있어서, IC와 히트싱크 사이의 접합선은 접합물질을 통한 열 저항이 최소가 되도록 충분히 얇아야 하다. 유감스럽게도, IC가 과도한 열을 발생시킨다면, 히트싱크의 층 분리 현상(delamination)이 생길 수 있다, 헐거운 히트싱크는 다른 회로와 접촉될 수 있어서 전기적인 단락을 야기할 수 있으며, 현재 부적당하게 접합된 히트싱크는 IC로부터 열을 소산시키기 않을 것이다. 따라서, 접합은 최대의 열 소산이 요구될 때 불충분한 해결책이다.In general, heatsinks dissipate heat from integrated circuits (ICs) to ambient air. Currently, there are two main approaches to installing such heat sinks. In the first approach, the heatsink is bonded to the top of the IC. In the junction, the junction between the IC and the heat sink should be thin enough to minimize the thermal resistance through the junction material. Unfortunately, if the IC generates excessive heat, delamination of the heatsink can occur. A loose heatsink can come into contact with other circuits, causing electrical shorts, and are currently improperly bonded. The heatsink will not dissipate heat from the IC. Thus, bonding is an insufficient solution when maximum heat dissipation is required.

두 번째 접근 방법에서, IC가 히트싱크와 PCB 사이에 위치되도록, 히트싱크는 인쇄회로기판(PCB)에 기계적으로 장착된다. 특히, 히트싱크는 IC 패키지의 밑면에 부착되는 클립(clip)에 의해 히트싱크를 IC에 고정하거나{즉, 피기백(piggyback) 방식의 장착}, 스프링 클립 또는 스크류(screw)를 이용해 히트싱크를 PCB에 장착시킴으로써 장착된다. IC와 PCB 사이에 히트싱크를 부착하기 위한 최소한의 갭(gap)이 존재하므로, 피기백 방식의 장착은 쿼드 플랫 팩(quad flatpack)(QFP) 또는 볼 그리드 배열(ball grid array)(BGA) 패키지와 같은 낮은 프로파일(profile) 패키지를 갖는 ICs에는 대체로 이용되지 않는다. 스프링 클립 또는 스크류를 이용해 PCB에 히트싱크를 부착시키는 것은 장착 영역을 PCB의 트레이스(trace)로부터 분리시키는 것을 요하기 때문에 회로 경로 할당에 유용한 공간을 감소시킨다. 이와 같이, 히트싱크 배치에 대한 인식이 설계 전에 필요하며, 때때로 히트싱크를 수용하기 위해 PCB의 크기가 커지는 결과를 초래한다.In the second approach, the heat sink is mechanically mounted to the printed circuit board (PCB) so that the IC is located between the heat sink and the PCB. In particular, the heatsink can be secured to the IC by a clip attached to the bottom of the IC package (ie, a piggyback mounting), a spring clip or a screw to remove the heatsink. It is mounted by mounting on the PCB. Piggyback mounting is a quad flatpack (QFP) or ball grid array (BGA) package because there is a minimum gap between the IC and the PCB to attach a heatsink. It is not usually used for ICs with low profile packages such as Attaching the heatsink to the PCB using spring clips or screws reduces the space available for circuit path assignment because it requires separating the mounting area from the trace on the PCB. As such, awareness of the heatsink placement is necessary before design, sometimes resulting in a larger PCB size to accommodate the heatsink.

따라서, IC에 접합되거나 PCB 또는 IC 패키지의 하부 모서리에 접합될 필요 없이 최대의 열 소산을 제공하는 히트싱크 배치에 대한 필요성이 당해 분야에 존재한다.Accordingly, there is a need in the art for a heatsink arrangement that provides maximum heat dissipation without the need to be bonded to the IC or to the bottom edge of the PCB or IC package.

도 1은 본 발명에 따른 히트싱크(heatsink)의 일 실시예를 도시하는 사시도.1 is a perspective view showing one embodiment of a heatsink in accordance with the present invention;

도 2는 인쇄회로기판에 장착된 회로 소자를 도시하는 등각 사시도.FIG. 2 is an isometric view showing circuit elements mounted on a printed circuit board. FIG.

도 3은 인쇄회로기판을 둘러싸는 구조에 결합된 본 발명의 히트 싱크를 도시하는 사시도.3 is a perspective view illustrating a heat sink of the present invention coupled to a structure surrounding a printed circuit board.

도 4는 지지 부재를 포함하는 인쇄회로기판을 둘러싸는 구조를 도시하는 사시도.4 is a perspective view illustrating a structure surrounding a printed circuit board including a supporting member.

이해의 편의를 위해, 도면에 공통인 같은 요소를 나타내기 위해 가능한 한 같은 도면 번호가 사용되었다.For ease of understanding, the same reference numerals have been used wherever possible to indicate the same elements that are common to the drawings.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 히트싱크(heatsink) 11: 몸체10: heatsink 11: body

12, 30: 베이스(base) 14, 32: 좌측벽12, 30: base 14, 32: left wall

16, 34: 우측벽 18, 36: 후측벽16, 34: right side wall 18, 36: rear side wall

20, 24, 38, 42: 암 22, 26, 40, 44: 날개20, 24, 38, 42: arm 22, 26, 40, 44: wing

46: 슬롯 49: 거싯(gusset)46: slot 49: gusset

선행 기술과 관련된 단점은 PCB에 장착되는 적어도 하나의 회로 소자로부터 열을 소산시키는 장치에 의해 극복된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, PCB에 장착된 두 개의 ICs로부터 열을 소산시키는 히트싱크는 PCB를 둘러싸는 구조에 결합된다. 상기 둘러싸는 구조는 RF 실드(shield)이다. 히트 싱크는 각각의 IC에 하나씩 열 접촉(thermal contact)하는 두 개의 베이스(base)와, 열을 소산시키고 PCB 접촉할 필요 없이 상기 둘러싸는 구조에 히트싱크를 결합시키기 위한 두 쌍의 암(arm)을 포함한다. ICs가 전기 전도성의 패키지를 구비한다면, 전기 비전도성의 열 스페이서(thermal spacers)가 히트싱크를 ICs로부터 전기 절연시키기 위해 각각의 베이스와 상응하는 IC(corresponding IC) 사이에 삽입된다. 추가적으로, 각각의암은 상기 암으로부터 수직으로 배치된 날개(wing)를 구비하며, 이는 열 소산을 증대시키고 구조적 안정성을 위해 상기 암의 표면적을 상당히 증가시킨다.Disadvantages associated with the prior art are overcome by devices that dissipate heat from at least one circuit element mounted on a PCB. In an exemplary embodiment of the invention, a heat sink dissipating heat from two ICs mounted on the PCB is coupled to the structure surrounding the PCB. The surrounding structure is an RF shield. The heat sink has two bases, one in thermal contact, one for each IC, and two pairs of arms for coupling the heatsink to the surrounding structure without the need to dissipate heat and contact the PCB. It includes. If the ICs have an electrically conductive package, electrically non-conductive thermal spacers are inserted between each base and the corresponding corresponding IC (corresponding IC) to electrically insulate the heat sink from the ICs. In addition, each arm has wings arranged vertically from the arm, which increases heat dissipation and significantly increases the surface area of the arm for structural stability.

히트싱크는 트위스트 탭(twist tab)을 이용해 상기 둘러싸는 구조에 장착된다. 각각의 암은 상기 둘러싸는 구조로부터 확장하는 트위스트 탭을 수용하는 슬롯(slot)을 포함한다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 히트싱크의 양 측부는 둘러싸는 구조에 스냅식으로 잠기거나(snap-locked), 히트싱크의 일 측부가 상기 둘러싸는 구조에 있는 슬롯 내에 훅으로 채워지는 한편 타단부는 스크류, 트위스트 탭, 또는 스냅 로크(snap lock)를 이용해 기계적으로 유지된다. 히트싱크가 PCB와 접촉하지 않으므로, PCB는 더 작게 만들어질 수 있고 트레이스 경로 할당이 최대화된다.The heatsink is mounted to the surrounding structure using a twist tab. Each arm includes a slot for receiving a twist tab extending from the enclosing structure. In an alternative embodiment of the invention, both sides of the heat sink are snap-locked to the enclosing structure, or one side of the heat sink is hooked into a slot in the enclosing structure while the other The ends are held mechanically using screws, twist tabs, or snap locks. Since the heatsink is not in contact with the PCB, the PCB can be made smaller and the trace path assignment is maximized.

본 발명의 다른 실시예는 다음에 포함된 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다. 하지만, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 다양한 변화 및 변경이 이런 상세한 설명으로부터 당업자에게 자명할 것이므로, 상세한 설명과 특정 예시는 오직 실례로서만 제공된다 것이 이해되어져야 한다.Other embodiments of the invention will be apparent from the detailed description included below. However, it should be understood that various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention will become apparent to those skilled in the art from this detailed description, and that the detailed description and specific examples are provided by way of illustration only.

본 발명의 가르침은 수반된 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 고려함으로써 쉽게 이해될 수 있다.The teachings of the invention can be easily understood by considering the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

<실시예><Example>

도 1은 본 발명에 따른 히트싱크(10)의 일 실시예를 도시한다. 특히, 히트싱크(10)는 몸체(11), 한 쌍의 제 1 암(25) 및 한 쌍의 제 2 암(43)을 포함한다. 몸체(11)는 제 1 직사각형 베이스(12), 제 2 직사각형 베이스(30) 및 직사각형 연결부재(28)를 포함한다. 제 1 베이스(12), 제 2 베이스(30) 및 연결 부재(28)가 직사각형이 아닌 형상으로 형성될 수도 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 더욱이, 도 1의 히트싱크가 주로 직사각형 또는 다른 특정 형상으로 기술되지만 이러한 형상에 대한 다양한 변경이 본 발명의 범위 내에서 본 발명자에 의해 고려되고 있다는 것이 인식될 것이다.1 illustrates one embodiment of a heat sink 10 according to the present invention. In particular, the heat sink 10 comprises a body 11, a pair of first arms 25 and a pair of second arms 43. The body 11 includes a first rectangular base 12, a second rectangular base 30 and a rectangular connecting member 28. It will be appreciated by those skilled in the art that the first base 12, the second base 30 and the connecting member 28 may be formed in a non-rectangular shape. Moreover, while the heatsink of FIG. 1 is described primarily as rectangular or other specific shape, it will be appreciated that various changes to this shape are contemplated by the inventors within the scope of the present invention.

제 1 직사각형 베이스(12)는 제 1 좌측벽(14), 제 1 우측벽(16) 및 제 1 후측벽(18)을 포함하며, 상기 각각의 벽은 제 1 직사각형 베이스(12)로부터 수직으로 확장한다. 제 1 좌측 암(20)으로부터 수직으로, 상기 제 1 좌측 암 길이의 거의 대부분 길이로 확장하는 제 1 좌측 날개(22)를 구비하는 제 1 좌측 암(20)은 제 1 좌측벽(14)으로부터 수직으로 확장한다. 제 1 우측 암(24)으로부터 수직으로, 상기 제 1 우측 암 길이의 거의 대부분 길이로 확장하는 제 1 우측 날개(26)를 구비하는 제 1 우측 암(24)은 제 1 우측벽(16)으로부터 수직으로 확장한다. 제 1 좌측 암(20) 및 제 1 우측 암(24)은 함께 한 쌍의 제 1 암(25)을 이루며, 각각의 암은 제 1 좌측벽(14) 및 제 1 우측벽(16)으로부터 각각 일정 간격 떨어져 있는 슬롯(46)을 포함한다.The first rectangular base 12 comprises a first left wall 14, a first right wall 16 and a first rear wall 18, each wall perpendicularly from the first rectangular base 12. Expand. The first left arm 20 with the first left wing 22 extending perpendicularly from the first left arm 20 to the length of the first left arm 20 extends from the first left wall 14. Extend vertically A first right arm 24 having a first right wing 26 extending perpendicularly from the first right arm 24 to a length almost the length of the first right arm 24 from the first right wall 16. Extend vertically The first left arm 20 and the first right arm 24 together form a pair of first arms 25, each arm from the first left wall 14 and the first right wall 16, respectively. Slots 46 spaced apart.

제 2 직사각형 베이스(30)는 상기 제 2 직사각형 베이스(30)로부터 각각 수직으로 확장하는 제 2 좌측벽(32), 제 2 우측벽(34) 및 제 2 후측벽(36)을 포함한다. 제 2 좌측 암(38)으로부터 수직으로, 상기 제 2 좌측 암 길이의 거의 대부분 길이로 확장하는 제 2 좌측 날개(40)를 구비하는 제 2 좌측 암(38)은 제 2 좌측벽(32)으로부터 수직으로 확장한다. 제 2 우측 암(42)으로부터 수직으로, 상기제 2 우측 암 길이의 거의 대부분 길이로 확장하는 제 2 우측 날개(44)를 구비하는 제 2 우측 암(42)은 제 2 우측벽(34)으로부터 수직으로 확장한다. 제 2 좌측 암(38) 및 제 2 우측 암(42)은 함께 한 쌍의 제 2 암(43)을 이루며, 각각의 암은 제 2 우측벽(34) 및 제 2 좌측벽(32)으로부터 각각 일정 간격 떨어져 있는 슬롯(46)을 포함한다.The second rectangular base 30 includes a second left wall 32, a second right wall 34 and a second rear wall 36 extending vertically from the second rectangular base 30, respectively. A second left arm 38 having a second left wing 40 extending perpendicularly from the second left arm 38 to a length almost the length of the second left arm 38 from the second left wall 32. Extend vertically A second right arm 42 having a second right wing 44 extending perpendicularly from the second right arm 42 to almost the length of the second right arm length from the second right wall 34. Extend vertically The second left arm 38 and the second right arm 42 together form a pair of second arms 43, each arm from the second right wall 34 and the second left wall 32, respectively. Slots 46 spaced apart.

제 1 후측벽(18)은 제 1 좌측벽(14) 및 제 1 우측벽(16)에 연결된다. 제 2 후측벽(36)은 제 2 좌측벽(32) 및 제 2 우측벽(34)에 연결된다. 직사각형의 연결부(28)는 제 1 후측벽(18)을 제 2 후측벽(36)(도 1 참조)에 연결시킨다.The first rear side wall 18 is connected to the first left side wall 14 and the first right side wall 16. The second rear side wall 36 is connected to the second left side wall 32 and the second right side wall 34. The rectangular connection 28 connects the first rear side wall 18 to the second rear side wall 36 (see FIG. 1).

히트싱크(10)는 알루미늄과 같은 열 전도성 재료로 만들어진다. 히트싱크(10)의 중요한 굽힘부는 변형을 피하기 위해 기계적 강도를 제공하는 거싯(gusset)(49)을 포함하고 금속을 통한 열 전도 흐름을 제한하지 않도록 충분한 굽힘 반경(bend radii)을 갖는다. 베이스(12, 30)는 억지 끼워 맞춤 또는 압축 끼워맞춤(interference or compression fit)을 이용해 원하는 회로 소자와 기계적으로 결합되도록 설계되며, 그래서 회로 소자로부터 히트 싱크(10)로 열 전달이 이루어지도록 충분한 압력이 가해질 수 있다. 즉 억지 끼워 맞춤은 히트싱크(10)와 회로 소자 사이에 넓은 "접촉 영역(contact patch)"를 보장함으로써 기계적인 지지와 낮은 열 저항을 제공한다.The heat sink 10 is made of a thermally conductive material such as aluminum. An important bend of the heat sink 10 includes a gusset 49 that provides mechanical strength to avoid deformation and has a sufficient bend radii to not restrict the heat conduction flow through the metal. The bases 12, 30 are designed to be mechanically coupled to the desired circuit element using an interference or compression fit, so that sufficient pressure is achieved to allow heat transfer from the circuit element to the heat sink 10. This can be applied. That is, an interference fit ensures a wide “contact patch” between the heat sink 10 and the circuit elements, thereby providing mechanical support and low thermal resistance.

베이스(12, 30)는 전기 비전도성 패키지(예컨대, 세라믹 패키지)를 구비하는 회로 소자와 직접적으로 접촉하거나, 회로 소자가 금속 패키지를 구비할 경우, 상기 베이스(12, 30)는 전기 절연체인 전도성 스페이서에 의해 회로 소자에 열적으로결합될 수 있다. 도 1의 히트싱크(10)가 알루미늄으로 만들어지지만, 임의의 열 전도성 재료(예컨대 금속, 금속 복합 재료, 중합체)로 만들어질 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해되어진다.Bases 12 and 30 are in direct contact with circuit elements having an electrically nonconductive package (eg, ceramic package), or when the circuit elements have a metal package, the bases 12 and 30 are electrically insulators. It can be thermally coupled to the circuit element by the spacer. Although the heat sink 10 of FIG. 1 is made of aluminum, it is understood by those skilled in the art that it may be made of any thermally conductive material (eg, metal, metal composite material, polymer).

도 2는 인쇄회로기판(PCB)(58)에 장착되는 회로 소자(48)의 등각 투시도를 도시한다. 회로 소자(48)는 쿼드 플랫 팩(QFP) 또는 볼 그리드 배열(BGA) 패키지와 같은, 실질적으로 평면인 상단 표면(52)과 반대편 바닥 표면(54)을 구비하는 패지지(50) 내에 캡슐링된(encapsulated) 집적 회로(IC)를 예시적으로 포함한다. 리드선(leads)(56)은 패키지(50) 내의 IC에 연결되고 PCB에 부착되도록 바깥쪽으로 이어진다.2 shows an isometric view of a circuit element 48 mounted on a printed circuit board (PCB) 58. The circuitry 48 is encapsulated in a package 50 having a substantially planar top surface 52 and an opposite bottom surface 54, such as a quad flat pack (QFP) or ball grid array (BGA) package. Illustratively includes an encapsulated integrated circuit (IC). Leads 56 are connected outward so as to be connected to the IC in package 50 and attached to the PCB.

본 발명이 패지지에 넣어진 IC의 향상된 냉각 기능에 대해 설명하고 있지만, 본 발명의 원리가 임의의 열 발생 회로 소자로 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 전도성 복합물이 평면이 아닌 표면 위에서 충분한 표면 접촉을 보장하도록 이용될 수 있으므로, 이러한 소자는 반드시 평면인 표면을 필요로 하는 것은 아니다. 종래의 리드선(56)이 IC(48)를 PCB(58)에 장착하기 위해서 예시되었지만, 본 발명은 볼 그리드 솔더 범프(ball grid solder bumps)와 같은 다른 종류의 연결 소자를 구비하는 회로 소자에 의해 실행될 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 될 것이다.Although the present invention describes an improved cooling function of an IC encased in packaging, it will be appreciated that the principles of the present invention can be used with any heat generating circuit element. Such devices do not necessarily require planar surfaces, as conductive composites can be used to ensure sufficient surface contact over non-planar surfaces. Although a conventional lead wire 56 is illustrated for mounting the IC 48 to the PCB 58, the present invention is provided by circuit elements having other types of connection elements such as ball grid solder bumps. It will be appreciated by those skilled in the art that it may be practiced.

도 3은 본 발명에 따른 히트싱크를 포함하는 조립체를 도시한다. 특히, 도 3은 히트싱크와 열전달이 이루어지는 집적 회로를 포함하 PC 보드(PC board)를 둘러싸는 엔클로저(enclosure)(60)와 상호 작용하는, 본 발명에 따라 형성된 히트싱크를 포함하는 엔클로저 또는 모듈(module)의 등각 투시도를 도시한다. 히트싱크와 냉각될 PC 보드 상의 집적 회로 사이에 낮은 열 저항 경로가 형성되도록 압축 끼워 맞춤을 형성하기 위해 히트싱크는 엔클로저 및 PC 보드와 기계적으로 맞물려진다.3 shows an assembly comprising a heatsink according to the invention. In particular, FIG. 3 illustrates an enclosure or module comprising a heat sink formed in accordance with the present invention that interacts with an enclosure 60 surrounding a PC board that includes an integrated circuit in which heat sinks and heat transfer is made. shows an isometric view of the module. The heat sink is mechanically engaged with the enclosure and the PC board to form a compression fit such that a low thermal resistance path is formed between the heat sink and the integrated circuit on the PC board to be cooled.

엔클로저(60)는 PCB(58)의 모서리에 대해 수직으로 배향된 장방향 부재를 포함한다. 또한, PCB의 일부 또는 전체를 포함하는 다른 형상(예컨대, 원형 또는 타원형 등) 및 배향 역시 본 발명의 범위 내에 있다.Enclosure 60 includes a longitudinal member oriented perpendicular to the edge of PCB 58. In addition, other shapes (eg, circular or elliptical, etc.) and orientations, including some or all of the PCB, are also within the scope of the present invention.

두 개의 대향하는 장방향 부재(62)의 상단 모서리(64)에는 탭(70)이 일정 간격 떨어져 배치되는 것이 주목된다.It is noted that tabs 70 are spaced apart at the top edges 64 of the two opposing longitudinal members 62.

도 3은 PCB(58)를 둘러싸는 격납 구조(60)(containment structure)에 결합된 본 발명에 따른 히트싱크(10)를 도시한다. 격납 구조(60)는 PCB(58)의 각 측부에 장방향 부재(62)를 포함한다. 각각의 장방향 부재(62)는 상단 모서리(64)와 하단 모서리(66)를 포함하며, 각각의 장방향 부재(62)의 하단 모서리(66)는 PCB(58)에 부착된다. 두 개의 대향하는 장방향 부재(62)의 상단 모서리(64)에는 서로로부터 같은 거리로 일정 간격 유지되고 배치되는 탭(70)이 있다. 상기 구조(60)는 예를 들면, RF 실드(shield)와 같은 PCB(58)를 둘러싸는 임의의 구조이다.3 shows a heat sink 10 according to the present invention coupled to a containment structure 60 surrounding a PCB 58. The containment structure 60 includes a longitudinal member 62 on each side of the PCB 58. Each longitudinal member 62 includes a top edge 64 and a bottom edge 66, and a bottom edge 66 of each longitudinal member 62 is attached to the PCB 58. At the upper edge 64 of the two opposing longitudinal members 62 there is a tab 70 which is spaced apart and arranged at equal distances from each other. The structure 60 is any structure that surrounds the PCB 58, such as, for example, an RF shield.

이러한 예시적인 실시예에서, 히트싱크(10)의 한 쌍의 제 1 암(25)과 한 쌍의 제 2 암(43) 모두는 각각의 장치의 탭(70) 과 슬롯(46)에 의해 상기 구조에 부착되는 것으로 도시된다. 히트싱크(10)와 구조(60)가 각각 슬롯 및 탭을 구비하는 것으로 도시되지만, 예컨대 스크류, 트위스트 탭, 스냅식 잠금 장치 또는 이들의 조합과 같은 다른 부착 방법이 이용될 수 있다. 추가적으로, 히트싱크(10)가구조(60)로부터 분리 가능한 것으로 도시되지만, 상기 히트싱크는 제자리에 영구 고정될 수도 있다.In this exemplary embodiment, both the pair of first arms 25 and the pair of second arms 43 of the heatsink 10 are described by tabs 70 and slots 46 of the respective devices. It is shown to be attached to the structure. Although heat sink 10 and structure 60 are shown with slots and tabs, respectively, other methods of attachment may be used, such as, for example, screws, twist tabs, snap locks, or a combination thereof. Additionally, although heat sink 10 is shown as detachable from structure 60, the heat sink may be permanently fixed in place.

다른 실시예에서, 각각의 장방향 부재(62)는 내측 표면(63)을 갖는다. 지지 부재(65)(도 4 참조)는 각각의 장방향 부재(62)의 내측 표면(63)에 부착되며, 이로써, PCB(58)은 각각의 지지 부재(65)에 접한다.In other embodiments, each longitudinal member 62 has an inner surface 63. A support member 65 (see FIG. 4) is attached to the inner surface 63 of each longitudinal member 62, whereby the PCB 58 abuts on each support member 65.

또한, 한 쌍의 제 1 암(25)과 한 쌍의 제 2 암(43)은 회로 소자(48)가 제 1 직사각형 베이스(12) 및/또는 제 2 직사각형 베이스(30)와 열 접촉할 때 회로 소자(48)로부터 열을 소산시키기 위해 넓은 표면적을 제공한다. 도시되지는 않지만, 전기 절연체인 열 전도성 스페이서가 본 발명에 사용될 수 있다. 스페이서는 예컨대 회로 소자(48)가 전기 절연이 되지 않는 금속 엔클로저를 구비할 때 사용될 수 있다. 추가적으로, 열 전도성 스페이서는 히트싱크와 전자 구성 요소 사이에 불충분한 정도의 간섭이 있는 경우에 또한 사용될 수 있다.In addition, the pair of first arms 25 and the pair of second arms 43 are adapted when the circuit element 48 is in thermal contact with the first rectangular base 12 and / or the second rectangular base 30. It provides a large surface area to dissipate heat from the circuitry 48. Although not shown, thermally conductive spacers that are electrical insulators can be used in the present invention. Spacers may be used, for example, when the circuit element 48 has a metal enclosure that is not electrically insulated. In addition, thermally conductive spacers may also be used where there is an insufficient degree of interference between the heatsink and the electronic components.

따라서, 기술된 바와 같이, 적어도 하나의 종래 전자 구성 요소의 상단 표면 위에 열 소산을 위한 추가적인 표면을 이용하게 함으로써, 본 발명은 상기 적어도 하나의 종래 구성 요소의 향상된 냉각 기능 제공한다. 섀시 구조(chassis structure)에 결합되는 본 발명에 의한 배치를 이용함으로써, 열은 전자 구성 요소로부터 주변 대기로 소산된다. 이것은 주문 생산되는 구성 요소의 설계를 필요로 하지 않고도 달성될 수 있다.Thus, as described, by making use of an additional surface for heat dissipation above the top surface of at least one conventional electronic component, the present invention provides improved cooling of the at least one conventional component. By using the arrangement according to the invention coupled to the chassis structure, heat is dissipated from the electronic components to the ambient atmosphere. This can be accomplished without requiring the design of custom-made components.

본 발명의 가르침이 병합된 다양한 실시예가 본 명세서에서 도시되고 기술되었지만, 당업자는 이러한 가르침을 역시 병합하는 다른 변화된 많은 실시예를 쉽게고안할 수 있다.While various embodiments incorporating the teachings of the present invention have been shown and described herein, those skilled in the art can readily devise many other varied embodiments that also incorporate this teaching.

상술한 바와 같이, 본 발명은 IC에 접합되거나 PCB 또는 IC 패키지의 하부 모서리에 접합될 필요 없이 최대의 열 소산을 제공하는 효과를 갖는다.As mentioned above, the present invention has the effect of providing maximum heat dissipation without the need to be bonded to the IC or to the bottom edge of the PCB or IC package.

Claims

섀시(chassis)(60)에 고정된 인쇄회로기판(PCB)(58)에 부착되는 적어도 하나의 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한(for dissipating) 장치로서, 상기 장치는 몸체와 상기 몸체로부터 이어지는 적어도 두 개의 암(arms)(25, 43)을 구비하고 상기 적어도 하나의 회로소자와 기계적으로 그리고 열적으로 상호 작용하는 히트 싱크(10)를 포함하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치로서,A device for dissipating heat from at least one circuit element attached to a printed circuit board (PCB) 58 secured to a chassis 60, the device comprising at least a body and at least following therefrom. An apparatus for dissipating heat from a circuit element, comprising a heat sink (10) having two arms (25, 43) and mechanically and thermally interacting with the at least one circuit element,

상기 히트싱크를 상기 섀시에 고정하기 위한 기계적 커플링(46, 70)을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.And a mechanical coupling (46, 70) for securing said heat sink to said chassis.

제 1항에 있어서, 상기 히트싱크의 상기 몸체는 각각의 회로 소자와 열 접촉(thermal contact)하는 적어도 하나의 베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein said body of said heatsink further comprises at least one base in thermal contact with each circuit element.

제 2항에 있어서, 열 스페이서(thermal spacer)(62)는 상기 적어도 하나의 베이스 와 상기 각각의 회로 소자에 연결되는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein a thermal spacer (62) is connected to the at least one base and the respective circuit element.

제 1항에 있어서, 상기 기계적 커플링은 트위스트 탭(twist tab)(70), 스냅식 잠금 장치(snap lock), 스크류(screw) 및 슬롯(46)에 놓이는 탭 그룹(group)으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.The mechanical coupling of claim 1, wherein the mechanical coupling is selected from a twist tab 70, a snap lock, a screw, and a group of tabs placed in the slot 46. An apparatus for dissipating heat from a circuit element, characterized in that.

제 1항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 암(25, 43) 각각은 상기 암으로부터 수직으로 이어지고 이와 거의 같은 길이인 날개(22, 26, 40, 44)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.2. The circuit device of claim 1, wherein each of the at least two arms 25, 43 comprises vanes 22, 26, 40, 44 running perpendicular to and approximately the same length from the arm. Device for dissipating heat.

제 1항에 있어서, 상기 히트싱크를 상기 PCB(58)에 고정시키기 위해 상기 PCB와 상기 기계적 커플링이 결합된 구조를 더 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, further characterized by a structure in which the PCB and the mechanical coupling are coupled to secure the heat sink to the PCB (58).

제 6항에 있어서, 상기 구조는 적어도 두 개의 측부와, 상기 PCB(58)을 지지하기 위해 상기 측부 각각에 부착되는 지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the structure has at least two sides and support members attached to each of the sides for supporting the PCB (58).

제 1항에 있어서, 상기 섀시는 라디오 주파수 실드(RF shield)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the chassis comprises a radio frequency shield.

제 1항에 있어서, 상기 회로 소자는 쿼드 플렛 팩(quad flat pack)(QFP)(50)과 볼 그리드 배열(ball grid array)(BGA) 패키지 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.2. The circuit device of claim 1, wherein the circuit device comprises one of a quad flat pack (QFP) 50 and a ball grid array (BGA) package. Device for dissipating heat.

제 1항에 있어서, 상기 회로 소자는 전도성 패키지(50)를 포함하고 상기 회로 소자는 상기 회로 소자와 상기 히트싱크 사이에 배치된 전기 절연체를 통해 상기 히트싱크(10)와 기계적으로 그리고 열적으로 상호 작용하는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.2. The circuit element of claim 1, wherein the circuit element comprises a conductive package 50 and the circuit element is mechanically and thermally interconnected with the heat sink 10 via an electrical insulator disposed between the circuit element and the heat sink. Device for dissipating heat from a circuit element, characterized in that it functions.

제 10항에 있어서, 상기 전기 절연체는 적어도 하나의 열 전도성 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.12. The apparatus of claim 10, wherein the electrical insulator comprises at least one thermally conductive spacer.

제 5항에 있어서, 상기 각각의 암은 상기 PCB에 기계적인 지지를 제공하는 지지 부재와 상호 작용하는 각각의 내측 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는, 회로소자로부터 열을 소산시키기 위한 장치.6. The apparatus of claim 5, wherein each arm has a respective inner surface that interacts with a support member that provides mechanical support to the PCB.

섀시에 고정되고 적어도 하나의 회로 소자를 포함하는 인쇄회로 기판(PCB)을 포함하는 조립체에 이용되는 장치로서, 상기 장치는,An apparatus for use in an assembly comprising a printed circuit board (PCB) fixed to a chassis and comprising at least one circuit element, the apparatus comprising:

몸체와 상기 몸체로부터 이어지는 적어도 두 개의 암을 구비하고 상기 적어도 하나의 회로 소자와 기계적으로 그리고 열적으로 상호 작용하는 히트싱크를 포함하는 조립체에 이용되는 장치로서,An apparatus for use in an assembly comprising a body and a heatsink having at least two arms leading from said body and mechanically and thermally interacting with said at least one circuit element,

상기 히트싱크를 상기 섀시에 고정하기 위한 기계적 커플링을 특징으로 하는인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.And a printed circuit board characterized by a mechanical coupling to secure the heat sink to the chassis.

제 13항에 있어서, 상기 히트싱크의 상기 몸체는 각각의 회로 소자와 열 접촉을 하는 적어도 하나의 베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.14. The apparatus of claim 13, wherein said body of said heatsink further comprises at least one base in thermal contact with each circuit element.

제 14항에 있어서, 열 스페이서는 상기 적어도 하나의 베이스 및 상기 각각의 회로 소자에 연결되는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.15. The apparatus of claim 14, wherein a thermal spacer is connected to the at least one base and the respective circuit element.

제 13항에 있어서, 상기 기계적 커플링은 트위스트 탭(70), 스냅식 잠금 장치, 스크류 및 슬롯(46)에 놓이는 탭을 포함하는 그룹으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.14. The printed circuit board of claim 13, wherein the mechanical coupling is selected from the group comprising a twist tab 70, a snap lock, a screw and a tab resting on the slot 46. Apparatus used in the assembly.

제 13항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 암 각각은 상기 암으로부터 수직으로 이어지고 상기 암과 거의 같은 길이인 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치..14. The apparatus of claim 13, wherein each of the at least two arms comprises a wing running perpendicularly from the arm and approximately the same length as the arm.

제 13항에 있어서, 상기 히트싱크를 상기 PCB(58)에 고정시키기 위해 상기 PCB(58)와 상기 기계적 커플링(46, 70)에 결합된 구조를 더 특징으로 하는, 인쇄회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.14. The printed circuit board of claim 13, further comprising a structure coupled to the PCB 58 and the mechanical couplings 46 and 70 to secure the heat sink to the PCB 58. Apparatus used in the assembly.

제 18항에 있어서, 상기 구조는 적어도 두 개의 측부와, 상기 PCB를 지지하기 위해 상기 측부 각각에 부착되는 지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.19. The apparatus of claim 18, wherein the structure has at least two sides and support members attached to each of the sides to support the PCB.

제 13항에 있어서, 상기 섀시는 라디오 주파수(RF) 실드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.18. The apparatus of claim 13, wherein the chassis comprises a radio frequency (RF) shield.

제 13항에 있어서, 상기 회로 소자는 쿼드 플랫 팩(QFP) 및 볼 그리드 배열(BGA) 패키지 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.15. The apparatus of claim 13, wherein the circuit element comprises one of a quad flat pack (QFP) and a ball grid array (BGA) package.

제 13항에 있어서, 상기 회로 소자는 전도성 패키지를 포함하고, 상기 회로 소자는 상기 회로 소자와 상기 히트싱크 사이에 배치된 전기 절연체를 통해 상기 히트싱크와 기계적으로 그리고 열적으로 상호 작용하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.14. The circuit arrangement of claim 13, wherein the circuit element comprises a conductive package, the circuit element mechanically and thermally interacting with the heat sink through an electrical insulator disposed between the circuit element and the heat sink. The apparatus for use in an assembly comprising a printed circuit board.

제 22항에 있어서, 상기 전기 절연체는 적어도 하나의 열 전도성 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.23. The apparatus of claim 22, wherein the electrical insulator comprises at least one thermally conductive spacer.

제 17항에 있어서, 상기 각각의 암은 상기 PCB에 기계적인 지지를 제공하는 지지 부재와 상호 작용하는 각각의 내측 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 회로 기판을 포함하는 조립체에 이용되는 장치.18. The apparatus of claim 17, wherein each arm has a respective inner surface that interacts with a support member that provides mechanical support to the PCB.