JP2007096307A - ヒートシンクアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒートシンク締結構造を単純化できる構造のヒートシンクアセンブリを提供する。
【解決手段】基板上に実装された電子チップに接触されて電子チップから発生した熱を吸熱するヒートシンクと；基板に取り付けられるものであって、ヒートシンクが電子チップに密着されるように加圧する加圧カバー部と、加圧カバー部から延設されて基板への結合時に加圧カバー部に加圧力を提供するテンション部とを備えた加圧部材とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子チップを冷却させるヒートシンクアセンブリに係り、さらに詳細には、ヒートシンク締結構造を単純化できる構造のヒートシンクアセンブリに関する。

一般的に、ヒートシンクは、半導体チップまたは電子チップなどの熱源に装着され、熱源から発生した熱を吸収して冷却する役割を行う。このヒートシンクは、熱源の冷却効率を増大させるために作動流体との接触面積を広げ、複数のマイクロサイズの流路をなすマイクロチャンネルをヒートシンクに加工して冷却効率を増加させるようにその構造が改善されている。

また、熱源からヒートシンクへの熱伝逹効率が落ちずにも、電子チップとヒートシンクとの分離を防止するヒートシンクアセンブリを必要とする。

図１は、特許文献１に開示された中央処理装置（ＣＰＵ）を冷却させるヒートシンクアセンブリを示す分離斜視図である。図を参照するに、従来のヒートシンクアセンブリは、ＣＰＵ１０が装着された基板１にヒートシンク３０と、冷却ファン４０を設置するために維持モジュール２０と加圧フレーム５０を備える。ここで、ヒートシンク３０は、ＣＰＵ１０の表面に付着され、ＣＰＵ１０から伝えられた熱を吸収し、冷却ファン４０は、ヒートシンク３０の上端に設けられて空気によりヒートシンク３０を冷却する。

維持モジュール２０は、基板１に結合されるものであって、ヒートシンク３０をＣＰＵ１０の表面上に位置させる。加圧フレーム５０は、維持モジュール２０に結合されてヒートシンク３０と冷却ファン４０を固定させるものであって、ヒートシンク３０をＣＰＵ１０の表面に密着させる。

このヒートシンクアセンブリは、ＣＰＵ１０の表面にヒートシンク３０と冷却ファン４０を積層した構造を有することによって、ＣＰＵ１０から発生してヒートシンク３０に伝えられた熱は、冷却ファン４０による空気の強制対流により周辺に消散される。ここで、熱伝逹効率は、ＣＰＵ１０とヒートシンク３０との接触強度に依存するので、維持モジュール２０と加圧フレーム５０とを介した強い密着が要求される。

一方、前述したように構成されたヒートシンクアセンブリは、ヒートシンクの直上面に冷却ファンが付着されねばならないので、これを設置するために別途の構成要素である維持モジュールと加圧フレームとが要求される。したがって、組立工数が複雑になり、製造コストが上昇して、小型化に限界がある。
米国特許第６，４６６，４４３号（発明の名称：Ｈｅａｔｓｉｎｋ ｆａｓｔｅｎｅｒ ｗｉｔｈ ｐｉｖｏｔａｂｌｅ ｓｅｃｕｒｉｎｇ ｍｅａｎｓ） 韓国特許公開第２００３−０４１６５３号公報 韓国特許公開第２００３−０６９６６６号公報 韓国特許公開第２００２−０８２２９３号公報 韓国特許公開第２００２−０６２４５４号公報

本発明は、前記のようなヒートシンクアセンブリの短所を勘案して案出されたものであって、ヒートシンクの自体構造により密着機能を具現できるヒートシンクアセンブリを提供するところにその目的がある。

前記目的を達成するために本発明によるヒートシンクアセンブリは、基板上に実装された熱源に接触されて前記熱源から発生した熱を吸熱するヒートシンクと；前記基板に結合設けられるものであって、前記ヒートシンクが前記熱源に密着されるように加圧する加圧カバー部と、前記加圧カバー部から延設されて前記基板への結合時に前記加圧カバー部に加圧力を提供するテンション部を備えた加圧部材と；を備えることを特徴とする。

本発明によるヒートシンクアセンブリは、従来の維持モジュールのような別途の構成部品の追加なしにもヒートシンクを電子チップ上に密着させうる。したがって、ヒートシンクアセンブリを小型化でき、組立工数を減らし、かつ製造コストを低減させうる。

以下、添付した図面に基づいて本発明を説明する。

図２は、本発明の実施形態によるヒートシンクアセンブリを示す分離斜視図であり、図３は、図２の断面図である。図を参照するに、本発明の実施形態によるヒートシンクアセンブリは、基板１００上に実装された発熱体である熱源１１０に接触されて前記熱源１１０から発生した熱を吸熱するヒートシンク１２０と、基板１００に取り付けられるものであって、ヒートシンク１２０が熱源１１０に密着されるように加圧する加圧部材１３０とを備える。

熱源１１０は、電子チップであって、集積素子、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）などがある。

ヒートシンク１２０は、熱源１１０との間で熱交換によって熱源１１０を冷却させるものであって、流体が外部のポンプまたはタンクから流入されるパイプまたはダクト（ｄｕｃｔ）構造からなる。このヒートシンク１２０は、熱伝導性の大きな材質、例えば、シリコン、純銅、黄銅、ジュラルミン、アルミニウムなどの材質で形成される。そして、前記流体は、外部から吸熱して輸送する媒体であって、空気、液体窒素、水、フルオロカーボンなどを使用しうる。

ヒートシンク１２０は、内部空間を有する胴体１２１と、前記流体が胴体１２１の内部に流入される流入口１２７ａと、胴体１２１内の流体が外部に流出される流出口１２７ｂと、ヒートシンク１２０の内部空間に備えられた複数のガイド部材１２５を含む。

胴体１２１の内部空間は、加圧部材１３０によりその上部が密封される。したがって、胴体１２１の内部空間は、流入口１２７ａと流出口１２７ｂとの形成部分を除いては密閉されている。流入口１２７ａは、胴体１２１の第１側壁１２１ａに形成されている。一方、流出口１２７ｂは、第１側壁１２１ａに対向する第２側壁１２１ｂに形成されている。特に、流入口１２７ａと流出口１２７ｂは、第１及び第２側壁１２１ａ、１２１ｂ各々に相互大角方向に位置している。

複数のガイド部材１２５各々は、胴体１２１の内部空間に複数の流路１２６を形成するように、所定間隔離隔配置される。このガイド部材１２５は、流入口１２７ａを通じて流入された流体が直接流出口１２７ｂ方向に向かわないように前記流体の流れを妨害する方向に配列されている。すなわち、第１及び第２側壁１２１ａ、１２１ｂと平行に配列されている。

一方、ガイド部材１２５の一側、すなわち、流入口１２７ａ側は、流体が流入される流入案内部１２８ａが備えられており、他側、すなわち、流出口１２７ｂ側には、流体が流出される流出案内部１２８ｂが備えられている。流入案内部１２８ａと流出案内部１２８ｂ各々は、ガイド部材１２５が形成されていない空間で、複数のガイド部材１２５の配置によりその大きさが決定される。流入案内部１２８ａは、複数のガイド部材１２５のうち、流入口１２７ａに近く配置された第１ガイド部材１２５ａから遠く配置された第２ガイド部材１２５ｂに行くほど、その空間が狭くなるように形成されている。そして、流出案内部１２８ｂは、第１ガイド部材１２５ａから第２ガイド部材１２５ｂに行くほど、その空間が広くなるように形成されている。

流入口１２７ａを通じて流入案内部１２８ａに流入された流体は、次第に狭くなる流入案内部１２８ａを通じて複数のガイド部材１２５間に形成された流路１２６に分岐された後、流出案内部１２８ｂを通じて流出口１２７ｂに流出される。したがって、前記複数の流路各々に一定流量の流体を一定速度に供給でき、冷却効率を高めうる。

加圧部材１３０は、基板１００に取り付けられるものであって、加圧カバー部１３１と、この加圧カバー部１３１に加圧力を提供するテンション部１３３とを備える。

加圧カバー部１３１は、その下部がヒートシンク１２０に接触され、ヒートシンク１２０が熱源１１０に密着されるように加圧する。この際、加圧時熱源１１０の損傷を防止するために、熱源１１０とヒートシンク１２０との間には、損傷防止用パッド１２９がさらに備えられたことが望ましい。

加圧カバー部１３１の一面、すなわち、ヒートシンク１２０と対向する面にはヒートシンク１２０の内部空間を密封するシーリングタップ１３１ａをさらに含むことが望ましい。また、シーリングタップ１３１ａとヒートシンク１２０との間に挿入されたＯ−リング１３２をさらに備える。したがって、加圧カバー部１３１とヒートシンク１２０の側壁上端部１２３との間からの流体の流出を防止しうる。一方、シーリングタップ１３１ａとヒートシンク１２０との間に前記したＯ−リング１３２の代わりに接着剤（図示すぜ）を塗布して密封することも可能である。

テンション部１３３は、加圧カバー部１３１から延設されたものであって、締結手段１４０を介した基板１００への結合時に、加圧カバー部１３１に加圧力を提供して加圧カバー部１３１をヒートシンク１２０に密着させる。

締結手段１４０は、テンション部１３３を基板１００上に締結するためのものであって、基板１００上に形成された第１ネジ孔１４１と、テンション部１３３の端部に形成された締結孔１３５と、第１スクリュ１４３及び第２スクリュ１４５を含む。第１スクリュ１４３は、第１ネジ孔１４１に螺合されるボルト部１４３ａと第２ネジ孔１４３ｂを有する。第２スクリュ１４５は、締結孔１３５を貫通して第２ネ孔１４３ｂに螺合される。締結手段１４０の構成は、例示的なものに過ぎず、多様な変形例が可能である。すなわち、第１ネジ孔１４１の代わりに締結孔を基板に形成してボルトとナットとを用いて締結することも可能であり、フック構造を用いた締結及び、固定ピンを用いた締結などで加圧部材１３０を基板１００上に締結しうる。

また、加圧カバー部１３１上には、図４に示されたように、放熱ファン１５０をさらに備えることが望ましい。図４を参照するに、放熱ファン１５０は、ヒートシンク１２０と対向していない加圧カバー部１３１の裏面に設けられ、加熱された空気を周辺に消散させる。

また、加圧カバー部１３１上には、図５に示されたように、複数の放熱ピン１６０をさらに含みうる。放熱ピン１６０をさらに備えてヒートシンク１２０を介した冷却を補助することによって冷却効率を増大させうる。

前記実施形態は、例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能である。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想により決まるべきである。

本発明は、ヒートシンク関連技術分野に好適に適用されうる。

従来のヒートシンクアセンブリを示す分離斜視図である。 本発明の一実施形態によるヒートシンクアセンブリを示す分離斜視図である。 本発明の一実施形態によるヒートシンクアセンブリを示す断面図である。 本発明の他の実施形態によるヒートシンクアセンブリを示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるヒートシンクアセンブリを示す断面図である。

符号の説明

１００ 基板
１１０ 熱源
１２０ ヒートシンク
１２１ 胴体
１２１ａ 第１側壁
１２１ｂ 第２側壁
１２５ ガイド部材
１２５ａ 第１ガイド部材
１２５ｂ 第２ガイド部材
１２６ 流路
１２７ａ 流入口
１２７ｂ 流出口
１２８ａ 流入案内部
１２８ｂ 流出案内部
１２９ 損傷防止用パッド
１３０ 加圧部材
１３１ 加圧カバー部
１３１ａ シーリングタップ
１３２ Ｏ−リング
１３３ テンション部
１３５ 締結孔
１４０ 締結手段
１４１ 第１ネジ孔
１４３ 第１スクリュ
１４３ａ ボルト部
１４３ｂ 第２ネジ孔
１４５ 第２スクリュ

Claims (4)

1. 基板上に実装された熱源と、
   前記熱源に接触され、前記熱源から発生した熱を吸熱するものであって、内部空間を有する胴体と、前記胴体に各々備えられたものであって、流体が前記胴体内部に流入される流入口及び前記胴体内の流体が外部に流出される流出口と、前記胴体の内部空間に備えられたものであって、前記流入口を通じて流入された流体が複数の流路を通じて前記流出口に向かうようにガイドする複数のガイド部材とを備えるヒートシンクと、
   前記基板に結合されるものであって、前記ヒートシンクが前記熱源に密着されるように加圧する加圧カバー部と、前記加圧カバー部で延設されて前記基板への結合時に前記加圧カバー部に加圧力を提供するテンション部を備えた加圧部材とを備えることを特徴とするヒートシンクアセンブリ。
2. 前記加圧部材は、
   前記ヒートシンクと対向する前記加圧カバー部の一面に形成されて前記ヒートシンクの内部空間を密封するシーリングタップをさらに備え、
   前記シーリングタップと前記ヒートシンクとの間には、Ｏ−リングまたは接着剤がさらに含まれ、
   前記ヒートシンク内部に流入された流体の流出を防止可能になったことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンクアセンブリ。
3. 前記ヒートシンクと対向しない前記加圧カバー部の裏面に形成された複数の放熱ピンをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートシンクアセンブリ。
4. 前記ヒートシンクと対向しない前記加圧カバー部の裏面に設けられ、加熱された空気を周辺に消散させる放熱ファンをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のヒートシンクアセンブリ。

Images