DE9302754U1 - Cooling fin arrangement for an integrated circuit - Google Patents
Cooling fin arrangement for an integrated circuitInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlrippenanordnung für eine integrierte Schaltung. Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einer verbesserten Schnappbefestigungseinrichtung zum sicheren Halten der Kühlrippenanordnung an der integrierten Schaltung.The present invention relates to a cooling fin assembly for an integrated circuit. In particular, the present invention is concerned with an improved snap-on fastening device for securely holding the cooling fin assembly to the integrated circuit.
Die Temperatur ist der bedeutendste Faktor für den normalen Betrieb einer integrierten Schaltung. Üblicherweise sind relativ große integrierte Schaltungen von Mikroprozessoren aus keramischem Material hergestellt, dessen Temperatur über seinen Kochpunkt ansteigen kann, wenn die Wärmeableitung nicht befriedigend ist. Dies berührt den Betrieb der integrierten Schaltungen und beeinflußt manchmal auch andere Elemente.Temperature is the most important factor affecting the normal operation of an integrated circuit. Typically, relatively large integrated circuits of microprocessors are made of ceramic material, the temperature of which can rise above its boiling point if heat dissipation is not satisfactory. This affects the operation of the integrated circuits and sometimes affects other elements as well.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu vermeiden, wurden Einrichtungen entwickelt, von denen eine eine Rippenplatte aus Aluminium vorsieht, um die Wärme abzuleiten. Die zum Kontakt mit der Fläche der integrierten Schaltung bestimmte Fläche der Rippenplatte ist selbst nach dem Schleifen oder Polieren nicht hinreichend glatt, d.h. die beiden Flächen können nicht eng aneinander gehalten werden, selbst wenn zusätzliche Befestigungsmittel verwendet werden, wodurch der Wirkungsgrad der Wärmeableitung ernsthaft beeinträchtigt wird.To avoid the problem described above, devices have been developed, one of which provides an aluminum fin plate to dissipate heat. The surface of the fin plate intended to contact the integrated circuit surface is not sufficiently smooth even after grinding or polishing, i.e. the two surfaces cannot be held tightly together even if additional fastening means are used, thereby seriously affecting the heat dissipation efficiency.
Es wurde auch bereits oberhalb der Rippenplatte ein zusätzliches Gebläse angeordnet, um die Ableitung der von den integrierten Schaltungen erzeugten Wärme zu unterstützen. Es wurde jedoch gefunden, daß der Wärmeableitungseffekt ungenügend ist. Ferner ist das Gebläse an der Rippenplatte mit Schrauben montiert, wodurch möglicherweise die die Schrauben umgebenden Rippen beschädigt werden. Schließlich können die Schrauben sich lockern, da die Rippen flexibel sind.An additional fan has also been placed above the fin plate to help dissipate the heat generated by the integrated circuits. However, the heat dissipation effect has been found to be insufficient. Furthermore, the fan is mounted to the fin plate with screws, which may damage the fins surrounding the screws. Finally, the screws may become loose since the fins are flexible.
Infolgedessen besteht seit langem das bisher nicht befriedigte Bedürfnis für eine verbesserte Kühlrippenanordnung für integrierte Schaltungen und eine verbesserte Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Kühlrippenanordnung an der integrierten Schaltung.As a result, there has long been an unmet need for an improved cooling fin assembly for integrated circuits and an improved mounting device for mounting the cooling fin assembly to the integrated circuit.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kühlrippenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung eine Kühlrippenanordnung zum Ableiten von durch eine integrierte Schaltung erzeugter Wärme sowie Schnappbefestigungseinrichtungen zum sicheren Verbinden der Kühlrippenanordnung und der integrierten Schaltung, um einen zuverlässigenTo solve this problem, a cooling fin arrangement with the features of claim 1 is proposed. Accordingly, the present invention relates to a cooling fin arrangement for dissipating heat generated by an integrated circuit and snap fastening devices for securely connecting the cooling fin arrangement and the integrated circuit in order to ensure reliable
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Wärmeübergang zwischen der integrierten Schaltung und der Kühlrippenanordnung zu gewährleisten. Die Kühlrippenanordnung besteht im wesentlichen aus einer Platte mit zwei einander gegenüber liegenden Endwänden, die sich von der Oberseite der Platte nach oben erstrecken. Zwischen den Endwänden befindet sich eine Vielzahl von Rippen, die matrixförmig angeordnet sind und sich von der Oberseite der Platte nach oben erstrecken, wobei die Unterseite der Platte die integrierte Schaltung zum Ableiten der Wärme berührt. Vorzugsweise sind die Platte und die Rippen einstückig aus Aluminium oder einem anderen Material ausgebildet, das zur Ableitung der von der integrierten Schaltung während ihres Betriebes erzeugten Wärme geeignet ist.to ensure heat transfer between the integrated circuit and the cooling fin arrangement. The cooling fin arrangement consists essentially of a plate with two opposing end walls which extend upwards from the top of the plate. Between the end walls there is a plurality of fins which are arranged in a matrix and extend upwards from the top of the plate, with the bottom of the plate contacting the integrated circuit to dissipate the heat. Preferably the plate and the fins are formed as one piece from aluminum or another material which is suitable for dissipating the heat generated by the integrated circuit during its operation.
Von jeder Rippe der ersten und letzten Rippenreihe, die den Endwänden benachbart sind und sich parallel zu diesen erstrecken, erstreckt sich ein im wesentlichen L-förmiges Element nach außen und oben. Das L-förmige Element erstreckt sich über eine ausreichende Höhe und hat an seinem oberen Ende eine obere Leiste und in einem mittleren Abschnitt eine untere Leiste. Die oberen und unteren Leisten zusammen bilden eine Rückhalteeinrichtung zum Festhalten eines Gebläses. Vorzugsweise ist die obere Leiste als Schnappkopf ausgebildet, wobei das L-förmige Element so weit flexibel ist, daß das Gebläse in dem Raum verrastet werden kann, der von den oberen und unteren Leisten gemeinsam gebildet wird. Die Kühlrippen der ersten bzw. letzten Reihe bilden jeweils eine Nut mit der jeweils benachbarten Endwand zur Aufnahme eines Schnappbefestigungselementes.A substantially L-shaped member extends outwardly and upwardly from each fin of the first and last row of fins adjacent to and extending parallel to the end walls. The L-shaped member extends to a sufficient height and has an upper bar at its upper end and a lower bar in a central portion. The upper and lower bars together form a retaining device for retaining a fan. Preferably, the upper bar is designed as a snap head, the L-shaped member being flexible enough to allow the fan to be locked in the space formed jointly by the upper and lower bars. The cooling fins of the first and last rows each form a groove with the adjacent end wall for receiving a snap fastener.
Das Schnappbefestigungselement ist im wesentlichen T-förmig ausgebildet, umfaßt einen Abschnitt in Form eines auf dem Kopf stehenden L mit einem Schnappkopf an seinemThe snap fastener is essentially T-shaped, comprising an inverted L-shaped portion with a snap head at its
distalen Ende und zwei seitlich abstehenden Armen an seinem anderen Ende. Vorzugsweise haben die Arme eine Aussparung an ihrer Unterseite. Aufgrund des Vorsehens dieser Aussparung an der Unterseite der Arme können diese Arme sich zum Ausgleich einer aufwärts wirkenden Kraft verformen, die auftritt, wenn die Schnappbefestigungselemente an der integrierten Schaltung eingerastet werden. Auf diese Weise können die integrierte Schaltung und die Kühlrippenplatte fest aneinander gehalten werden, um einen zuverlässigen Wärmeübergang an den Kontaktflächen zu ermöglichen.distal end and two laterally extending arms at its other end. Preferably, the arms have a recess on their underside. Due to the provision of this recess on the underside of the arms, these arms can deform to compensate for an upward force that occurs when the snap fasteners are snapped onto the integrated circuit. In this way, the integrated circuit and the cooling fin plate can be held tightly together to enable reliable heat transfer at the contact surfaces.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.Further advantages and features of the invention emerge from the following description, which, in conjunction with the accompanying drawings, explains the invention using an exemplary embodiment.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Kühlrippenanordnung und eines Schnappbefestigungselementes gemäß der vorliegenden Erfindung,Fig. 1 is an exploded view of a cooling fin assembly and a snap fastener element according to the present invention,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Kühlrippenanordnung und der Schnappbefestigungselemente, wobei das Gebläse weggelassen wurde undFig. 2 is a partially sectioned side view of the cooling fin assembly and snap fasteners, with the fan omitted and
Fig. 3 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vollständigen Kühlrippenanordnung in Verbindung mit einer integrierten Schaltung.Fig. 3 is a side view of a preferred embodiment of the complete cooling fin arrangement in connection with an integrated circuit.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Kühlrippenanordnung zum Abführen von Wärme, die von einer integrierten Schaltung 3 0 erzeugt wird, sowie Schnappbefestigungselemente 20 zum Festhalten der Kühlrippenanordnung an der integrierten Schaltung 30. Die Kühlrippenanordnung besteht im wesentlichen aus einer Platte 10, die zwei einander gegenüberliegende Endwände 15 hat, die sich von der Oberseite der Platte nach oben erstrecken. Zwischen den Endwänden 15 ist in einer Matrixanordnung eine Mehrzahl von RippenFigures 1 to 3 show a cooling fin arrangement for dissipating heat generated by an integrated circuit 30, as well as snap fasteners 20 for securing the cooling fin arrangement to the integrated circuit 30. The cooling fin arrangement consists essentially of a plate 10 which has two opposing end walls 15 which extend upwards from the top of the plate. Between the end walls 15, a plurality of fins
12 angeordnet, die sich von der Oberseite der Platte 10 nach oben erstreckt. Die Unterseite der Platte 10 berührt die integrierte Schaltung 30 zum Abführen der Wärme. Vorzugsweise sind die Platte 10 und die Rippen 12 einstückig ausgebildet aus Aluminium oder einem anderen Material, das zum Abführen der von der integrierten Schaltung 30 während ihres Betriebes erzeugten Wärme geeignet ist.12 extending upward from the top of the plate 10. The bottom of the plate 10 contacts the integrated circuit 30 for heat dissipation. Preferably, the plate 10 and the fins 12 are integrally formed from aluminum or another material suitable for dissipating the heat generated by the integrated circuit 30 during its operation.
Wie die Zeichnungen deutlich zeigen, erstreckt sich von jeder der Rippen 12 der ersten und letzten Rippenreihe, die den Endwänden 15 benachbart sind und parallel zu diesen verlaufen, ein im wesentlichen L-förmiges ElementAs the drawings clearly show, a substantially L-shaped element extends from each of the ribs 12 of the first and last row of ribs, which are adjacent to the end walls 15 and run parallel to them.
13 nach außen und oben. Das L-förmige Element 13 erstreckt sich bis in eine ausreichende Höhe und hat an seinem oberen Endabschnitt eine obere Leiste 132 und in seinem mittleren Abschnitt eine untere Leiste 131. Alle oberen Leisten 132 und unteren Leisten 131 bilden zusammen Rückhaltemittel, um ein Gebläse 40 festzuhalten. Vorzugsweise dienen die oberen Leisten 132 als Schnappköpfe, wobei die L-förmigen Elemente 13 flexibel sind, so daß das Gebläse 40 nach unten in den Raum eingeschnappt werden kann, der von den oberen und unteren Leisten 131 und 132 begrenzt wird. Die Rippen 12 der ersten bzw. letzten Reihe begrenzen mit der jeweils zugehörigen Endwand 15 eine Nut 11 zur Aufnahme eines13 outwards and upwards. The L-shaped element 13 extends to a sufficient height and has an upper bar 132 at its upper end section and a lower bar 131 in its middle section. All of the upper bars 132 and lower bars 131 together form retaining means for holding a fan 40. Preferably, the upper bars 132 serve as snap heads, the L-shaped elements 13 being flexible, so that the fan 40 can be snapped downwards into the space defined by the upper and lower bars 131 and 132. The ribs 12 of the first and last rows, respectively, define with the respective end wall 15 a groove 11 for receiving a
Schnappbefestigungselementes 20, das im folgenden näher erläutert wird.Snap fastening element 20, which is explained in more detail below.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 hat jedes Schnappbefestigungselement eine T-förmige Gestalt. Es umfaßt einen Abschnitt 24 in Gestalt eines auf dem Kopf stehenden L mit einem Schnappkopf 22 an seinem distalen Ende und zwei seitlich abstehenden Armen 21 an seinem anderen Ende. Vorzugsweise haben die Arme 21 eine Aussparung 210 an ihrer jeweiligen Unterseite.As shown in Fig. 1, each snap fastener has a T-shaped configuration. It comprises an inverted L-shaped portion 24 having a snap head 22 at its distal end and two laterally extending arms 21 at its other end. Preferably, the arms 21 have a recess 210 on their respective undersides.
Im Gebrauch werden die Schnappbefestigungselemente 20 seitlich in die Nuten 11 in die gewünschte Position geschoben. Anschließend wird die Kombination der Rippenplatte 10 und der Schnappbefestigungselemente 20 auf die integrierte Schaltung 30 aufgesetzt, so daß die Schnappköpfe 22 lösbar aber sicher unter die Unterseite des integrierten Bausteins schnappend greifen, wodurch die Unterseite der Kühlrippenplatte 10 in zuverlässigen Kontakt mit der Oberseite des integrierten Bausteins 30 gebracht wird, um eine Wärmeübertragung zwischen diesen Teilen zu ermöglichen. Aufgrund der Aussparungen 210 an der jeweiligen Unterseite der Arme 21 können sich diese verformen, um die Kraft aufzunehmen, die nach dem Verrasten des integrierten Bausteins mit der Kühlrippenanordnung in Aufwärtsrichtung ausgeübt wird. Dadurch können der integrierte Baustein und die Kühlrippenplatte 10 fest gegeneinander gespannt werden. Der letzte Schritt ist die Montage des Gebläses 40. Da sich das Gebläse 40 genügend weit oberhalb der Rippen 12 befindet, um einen Raum für eine Luftzirkulation zwischen dem Gebläse 40 und den Kühlrippen 12 zu schaffen, kann die Wärme in befriedigender Weise abgeführt werden.In use, the snap fasteners 20 are pushed laterally into the grooves 11 into the desired position. The combination of the fin plate 10 and the snap fasteners 20 is then placed on the integrated circuit 30 so that the snap heads 22 releasably but securely snap under the bottom of the integrated component, thereby bringing the bottom of the cooling fin plate 10 into reliable contact with the top of the integrated component 30 to enable heat transfer between these parts. Due to the recesses 210 on the respective bottom of the arms 21, these can deform to absorb the force exerted in an upward direction after the integrated component has been locked to the cooling fin arrangement. This allows the integrated component and the cooling fin plate 10 to be firmly clamped against each other. The last step is the installation of the fan 40. Since the fan 40 is located far enough above the fins 12 to create a space for air circulation between the fan 40 and the cooling fins 12, the heat can be dissipated satisfactorily.
Claims (4)
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