KR20160012570A - 히트 싱크 체결장치 및 이를 포함하는 히트 싱크 어셈블리 - Google Patents
히트 싱크 체결장치 및 이를 포함하는 히트 싱크 어셈블리 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치는 일측에 분할 슬릿이 구비되고, 발열체와 히트 싱크 내로 삽입되는 몸체부, 상기 몸체부의 타측에서 상기 몸체부의 반경방향 외측으로 연장형성된 헤드부 및 상기 헤드부에서 상기 몸체부가 구비된 방향으로 연장 형성되는 히트 싱크 지지부를 포함한다.
따라서, 히트 싱크에 외력이 가해지는 경우에도 상기 히트 싱크 지지부에 의해 히트 싱크가 기울어지는 각도가 최소화 됨으로써, 발열체에 포함되는 전자소자의 파손을 방지할 수 있다.
따라서, 히트 싱크에 외력이 가해지는 경우에도 상기 히트 싱크 지지부에 의해 히트 싱크가 기울어지는 각도가 최소화 됨으로써, 발열체에 포함되는 전자소자의 파손을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 히트 싱크 체결장치에 관한 것이다.
최근 들어 소형화 및 고 신뢰성이 요구되는 전자기기에는 집적회로 패키지가 사용되고 있으며, 이 집적회로 패키지에서 발생되는 열은 전자기기의 성능을 저하시키는 원인이 되므로 히트 싱크를 결합하여 방열시키고 있다.
한편, 히트 싱크는 방열효율 향상을 위해 일반적으로 집적회로 패키지에 구비되는 전자소자에 접촉된 상태로 집적회로와 결합하게 된다.
다만, 히트 싱크 또는 전자기기에 외력이 가해져서 히트 싱크가 일측으로 기울어지게 되는 경우, 히트 싱크의 하부에 구비되거나 히트 싱크에 접촉된 전자소자가 파손되는 문제가 있었다.
따라서 이를 해결하기 위한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 히트 싱크에 외력이 가해지는 경우에도 전자소자를 보호할 수 있는 히트 싱크 체결장치 및 이를 포함하는 히트 싱크 어셈블리를 제공하는데에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치는 일측에 분할 슬릿이 구비되고, 발열체와 히트 싱크 내로 삽입되는 몸체부, 상기 몸체부의 타측에서 상기 몸체부의 반경방향 외측으로 연장형성된 헤드부 및 상기 헤드부에서 상기 몸체부가 구비된 방향으로 연장 형성되는 히트 싱크 지지부를 포함한다.
따라서, 히트 싱크에 외력이 가해지는 경우에도 상기 히트 싱크 지지부에 의해 히트 싱크가 기울어지는 각도가 최소화 됨으로써, 발열체에 포함되는 전자소자의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치에서 상기 몸체부와 상기 히트 싱크 지지부 사이에는 탄성부재가 구비되고, 상기 탄성부재의 일단은 상기 헤드부의 저면에 접촉되어 탄성지지력을 작용하므로, 히트 싱크와 발열체를 효과적으로 접촉시켜 방열효율을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크 체결 장치 및 이를 포함하는 히트 싱크 어셈블리는 히트 싱크 지지부에 의해 히트 싱크가 기울어지는 각도를 최소화 할 수 있으므로, 히트 싱크에 외력이 가해지는 경우에도 전자소자의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이고 도 5b는 도 5a의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이고 도 6b는 도 6a의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 7은 본 말명의 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 몸체부 변형예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이고 도 5b는 도 5a의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이고 도 6b는 도 6a의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 7은 본 말명의 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 몸체부 변형예의 사시도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크 어셈블리(500)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크 어셈블리(500)는 발열체(100), 히트 싱크(200) 및 히트 싱크 체결장치(300)를 포함할 수 있다.
발열체(100)는 구동 시 외부로 열을 방출하는 다양한 종류의 전자부품일 수 있으며, 일 예로써 다수의 전자소자(120)가 실장된 기판(110)일 수 있다.
기판(110)에는 적어도 하나의 전자소자(120)가 실장될 수 있으며, 이를 위해 실장용 전극(미도시) 및 실장용 전극들 상호간을 전기적으로 연결하는 배선 패턴 및 접지 전극 등이 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판(110)은 폴리 에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리 카보네이트(PC) 또는 실리콘(Si) 등으로 이루어지는 PCB(Printed Circuit Board)기판 또는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 기판 일수 있으며, 필름 형태로 형성될 수도 있다.
다만, 상기 기판(110)의 종류는 제안된 실시예에 한정되지 않으며 전자소자(120)가 결합될 수 있는 다양한 종류의 부재가 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 기판(110)은 상면에 형성되는 실장용 전극과 기판(110)의 내부에 형성되는 회로 패턴, 그리고 이들을 전기적으로 연결하는 도전성 비아(미도시)를 포함할 수 있고, 내부에 전자 부품을 실장할 수 있는 캐비티(cavity)가 형성될 수도 있다.
여기서, 기판(110)은 후술할 히트 싱크 체결장치(300)에 의해 히트 싱크(200)와 결합될 수 있으며, 이를 위해 기판(110)에는 적어도 하나의 히트 싱크 체결장치(300) 관통홀이 구비될 수 있다.
한편, 기판(110)에는 적어도 하나의 전자소자(120)들이 실장될 수 있으며, 일예로써, IC(Integrated Circuit) 칩 또는 MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitor)일 수 있다.
이러한, 전자소자(120)들은 전자제품 구동 시 많은 열을 발생시키며, 전자소자(120)에서 발생된 열은 주변의 다른 전자부품들의 성능을 저하 시키거나 전자제품의 성능을 감소시킨다.
따라서, 전자소자(120)들의 열을 방출하기 위해 전자소자(120) 주변에는 히트 싱크(200)가 구비될 수 있으며, 구체적으로, 히트 싱크(200)는 전자소자 상부에 구비될 수 있다.
또한, 전자소자(120)가 복수 개로 구비되는 경우, 복수 개의 전자소자(120)중 적어도 하나는 히트 싱크(200)에 접촉되게 구비될 수 있다.
히트 싱크(200)는 수동형 방열 수단으로서, 전자소자(120)들로부터 발생된 열을 외부로 방출시키기 위해 구비되며, 방열 플레이트(210) 및 방열핀(220)으로 구성될 수 있다.
여기서, 방열 플레이트(210)는 일예로써, 편평한 판 형상으로 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 전자제품의 구조 및 필요에 따라 다양한 형상으로 구비될 수도 있다.
한편, 방열 플레이트(210)는 전자소자(120)의 상부에 구비될 수 있으며, 일측이 전자소자(120)와 접하도록 구비될 수 있다.
따라서, 방열 플레이트(210)는 적어도 하나의 전자소자(120)들로부터 전도, 복사 및 대류 방식으로 열을 전달받아 전자소자(120)들을 냉각시킬 수 있다.
한편, 방열 플레이트(210)의 전자소자(120)와 대향하지 않는 일면에는 다수의 방열핀(220)이 구비될 수 있다.
방열핀(220)은 방열 플레이트(210)의 일면에서 외부로 돌출되는 형태로 구비될 수 있으며, 방열 플레이트(210)의 크기에 대응하여 다수개가 형성될 수 있다.
방열핀(220)은 외부 공기와의 접촉면적을 증가시켜 히트 싱크(200)의 냉각효율을 향상시키기 위해 구비되는 것이며, 최대한 넓은 면적으로 외부와 접할 수 있도록 다수개가 방열 플레이트(210)의 일면에서 길게 돌출되어 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 도면에는 직사각형 형태의 방열핀(220)이 방열 플레이트(210)에 구비된 구성만을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되지 않으며 굴곡진 웨이브 형상 등 다양한 형상으로 변형 가능함을 밝혀둔다.
한편, 히트 싱크(200)는 후술할 히트 싱크 체결장치(300)에 의해 발열체(100)에 결합될 수 있으며, 이를 위해 히트 싱크(200)에는 적어도 하나의 히트 싱크 체결장치(300) 관통홀이 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치(300)의 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 히트 싱크 체결장치(300)는 몸체부(310), 헤드부(320) 및 히트 싱크 지지부(330)를 포함할 수 있다.
몸체부(310)는 발열체(100)와 히트 싱크(200) 내로 삽입될 수 있다. 즉, 발열체(100)와 히트 싱크(200)를 관통할 수 있으며, 일측에는 분할 슬릿(310a)이 구비될 수 있다.
여기서, 분할 슬릿(310a)은 몸체부(310)가 발열체(100) 및 히트 싱크(200)를 관통하여 삽입되는 경우, 몸체부(310)의 직경을 감소시켜 용이하게 삽입되도록 한다. 즉, 분할 슬릿(310a)은 몸체부(310)의 직경이 감소할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.
이때, 상기 분할 슬릿(310a)은 몸체부(310)의 일측에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 즉, 몸체부(310)의 일측에서 축방향으로 하나의 슬릿으로 구비될 수 있으며, 복수개의 슬릿으로 구비될 수도 있다(도 7참조). 즉, 분할 슬릿(310a)은 몸체부(310)가 발열체(100) 및 히트 싱크(200) 관통 시 몸체부(310)의 직경을 감소시킬 수 있는 구성이면 다양하게 변경될 수 있다.
여기서 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 4를 기준으로 몸체부의 상부에서 하부를 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미하며, 반경방향은 도 4를 기준으로 몸체부의 중심부에서 몸체부의 외주면을 향하는 방향을 의미한다.
또한, 분할 슬릿(310a)이 구비되는 몸체부(310)의 일측 외주면에는 반경방향 외측으로 돌출 형성된 걸림돌기(311)가 구비될 수 있다.
이때, 걸림돌기는(311)는 몸체부(310)의 외주면에서 돌출형성되고, 축방향 하측으로 갈수록 직경이 감소하도록 구비될 수 있으며, 히트 싱크 체결장치(300)가 발열체(100) 및 히트 싱크(200) 외부로 분리되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
헤드부(320)는 몸체부(310)의 타측에서 몸체부(310)의 반경방향 외측으로 연장형성될 수 있다.
헤드부(320)는 반경 방향 외측으로 연장형성되어, 후술할 탄성부재(10)가 접촉하여 지지될 수 있다.
한편, 히트 싱크 지지부(330)는 헤드부(320)의 테두리에서 축방향 하축, 즉, 몸체부(310)가 구비되는 방향으로 연장형성될 수 있다.
이때, 히트 싱크 지지부(330)는 상기 몸체부(310)와 이격되게 연장 형성될 수 있으며, 이 경우, 히트 싱크 지지부(330)와 몸체부(310) 사이에는 에어갭(S)이 구비될 수 있다.
또한, 히트 싱크 지지부(330)는 하부가 개방되게 구비될 수 있으며, 전체적으로 하부가 개방된 원통형상으로 구비될 수 있다.
또한, 히트 싱크 지지부(330)는 연장 형성되어 발열체(100) 또는 히트 싱크(200)의 일면과 접촉될 수 있으며, 히트 싱크 지지부(330)가 어떤 부재와 접촉되는지 여부는 히트 싱크 체결장치(300)의 결합방향에 의해 결정될 수 있다.
또한, 히트 싱크 지지부(330)의 개방된 일단에는 탄성을 같는 O링(O-ring)이 구비될 수 있으며, O링은 히트 싱크 지지부(330)봐 히트 싱크(200)사이에 게재되어 양 부재의 기밀을 유지할 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본원발명의 실시예에 따른 히트 싱크(200)의 일측에 외력이 가해지는 경우에도 전자소자(120)의 파손을 방지할 수 있는 원리에 대해 설명한다.
히트 싱크(200)의 일측에 외력(F1)이 가해지는 경우, 히트 싱크(200)는 하부에 구비되는 전자소자(120)와 접촉되어 있으므로, 외력(F1)이 가해지지 않은 히트 싱크(200)의 타측에는 외력(F1)의 반대방향으로 상승하는 힘(F2)이 작용한다.
이 경우, 히트 싱크(200)의 움직임을 제한하지 못하면, 히트 싱크(200) 기울어져 히트 싱크 하부에 구비된 전자소자(120)를 파손시킨다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치(300)는 헤드부(320)에서 연장형성된 히트 싱크 지지부(330)가 상기 상승하는 힘(F2)의 반작용으로 히트 싱크(200)를 하강시키는 힘(F3)을 히트 싱크에 작용하게 되므로, 히트 싱크(200)는 기울어지지 않게 된다.
따라서 히트 싱크(200)가 일 방향으로 기울어 지는 현상을 방지하여 히트 싱크(200) 하부에 구비되는 전자소자(120)의 파손을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 히트 싱크 지지부(330)는 히트 싱크 체결장치(300)에 구비되고 기판(110) 내에서 별도의 공간을 차지하지 않으므로, 전자 소자(120)가 실장되는 기판영역을 유지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 몸체부(310)와 히트 싱크 지지부(330) 사이에는 탄성부재(10)가 구비될 수 있으며, 이때 탄성부재(10)는 일 예로써 코일 스프링으로 구비될 수 있다.
탄성부재(10)는 히트 싱크(200)와 발열체(100)의 접촉력을 향상시키기 위해 구비되는 것으로서 일단이 헤드부(320)의 저면에 접촉되어 히트 싱크(200) 또는 발열체(100)에 탄성지지력을 작용할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이고 도 5b는 도 5a의 C-C'에 따른 단면도이고, 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크 체결장치의 사시도이고 도 6b는 도 6a의 C-C'에 따른 단면도이다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 히트 싱크 체결장치의 변형예들은 도 1 내지 도 4에 도시된 히트 싱크 체결장치와 히트 싱크 지지부의 구성을 제외하고는, 다른 구성은 실질적으로 동일하다.
이에, 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 싱크 체결 장치(300)에서 히트 싱크 지지부(330)의 개방된 일단에는 히트 싱크(200)와의 접촉 면적을 증가시키기 위해 반경 방향 외측으로 확장 형성된 지지 보조부(331)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 지지 보조부(331)는 히트 싱크 지지부(330)의 일단에서 축방향 하부로 갈수록 둘레가 증가하도록 구비될 수 있다.
즉, 지지 보조부(331)는 히트 싱크(200)의 접촉면적을 증가시켜, 히트 싱크 체결장치(300)가 히트 싱크(200)에 작용하는 힘을 분산시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 지지보조부(331)는 히트 싱크 지지부(330)의 일단 테두리를 따라 적어도 하나가 이격되게 구비될 수도 있으며, 상기한 바와 같이 히트 싱크(200)에 작용하는 힘을 분산시키는 역할을 할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 발열체
110: 기판
120: 전자소자 200: 히트 싱크
210: 방열 플레이트 220: 방열핀
300: 히트 싱크 체결장치 310: 몸체부
320: 헤드부 330: 히트 싱크 지지부
120: 전자소자 200: 히트 싱크
210: 방열 플레이트 220: 방열핀
300: 히트 싱크 체결장치 310: 몸체부
320: 헤드부 330: 히트 싱크 지지부
Claims (11)
- 일측에 분할 슬릿이 적어도 하나 이상 구비되고, 발열체와 히트싱크 내로 삽입되는 몸체부;
상기 몸체부의 타측에서 상기 몸체부의 반경방향 외측으로 연장 형성된 헤드부; 및
상기 헤드부에서 상기 몸체부가 구비된 방향으로 연장형성되는 히트 싱크 지지부;를 포함하는 히트 싱크 체결장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 히트 싱크 지지부는 상기 몸체부와 이격되게 상기 헤드부에서 연장형성되는 히트 싱크 체결장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 히트 싱크 지지부는 상기 헤드부에서 하부가 개방된 원통 형상으로 구비되는 히트 싱크 체결장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 히트 싱크 지지부의 개방된 일단에는 히트 싱크와의 접촉면적을 증가시키기 위해 반경 방향 외측으로 확장 형성된 지지 보조부가 구비되는 히트 싱크 체결 장치.
- 제4 항에 있어서,
상기 지지 보조부는 상기 히트 싱크 지지부의 일단에서 축방향 하부로 갈수록 둘레가 증가하도록 구비되는 히트 싱크 체결 장치.
- 제4 항에 있어서,
상기 지지 보조부는 상기 히트 싱크 지지부의 일단 테두리를 따라 적어도 하나가 이격되게 구비되는 히트 싱크 체결장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 몸체부와 상기 히트 싱크 지지부 사이에는 탄성부재가 구비되며, 상기 탄성부재의 일단은 상기 헤드부의 저면에 접촉되어 탄성지지력을 작용하는 히트 싱크 체결장치.
- 제7 항에 있어서,
상기 탄성 부재는 코일 스프링으로 구비되는 히트 싱크 체결 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 분할 슬릿이 구비되는 몸체부의 일측 외주면에는 반경 방향 외측으로 돌출 형성된 걸림돌기가 구비되는 히트 싱크 체결 장치.
- 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항의 히트 싱크 체결장치; 및
상기 히트 싱크 체결장치가 삽입되어 발열체와 고정되고 다수의 방열핀을 구비하는 히트 싱크;를 포함하는 히트 싱크 어셈블리.
- 제10 항에 있어서,
상기 히트 싱크 지지부는 상기 발열체 또는 히트 싱크의 외면에 접촉되도록 구비되는 히트 싱크 어셈블리.
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