JPH07202091A - ヒートシンクの留め具 - Google Patents

ヒートシンクの留め具

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JPH07202091A
JPH07202091A JP6266397A JP26639794A JPH07202091A JP H07202091 A JPH07202091 A JP H07202091A JP 6266397 A JP6266397 A JP 6266397A JP 26639794 A JP26639794 A JP 26639794A JP H07202091 A JPH07202091 A JP H07202091A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートシンクの留め具50を、電子デバイスパ
ッケージ10に装着する前にヒートシンク30に固定できる
ようにする。ヒートシンクの放熱特性に悪影響を及ぼす
ことなく、留め具が必要とする空間を出来るだけ小さく
する。 【構成】 バネクランプ41の中央部42をクリップ45の
中に配備する。クリップを圧縮してヒートシンクの溝34
の中に配置する。クリップは可撓性材料から作られ、半
円形の保持部47を具えており、保持部の両側から耳部46
が突出している。耳部を圧縮すると、保持部が縮径し、
バネの中央部を取り込むことができる。耳部の弾性力に
より、ヒートシンクのフィン33の間にクリップが嵌ま
る。バネクランプの細長い中央部から端部43,44が突出
している。両端部は、フレーム20又はソケットの適当な
支持部に引っ掛けて、電子デバイスパッケージを保持
し、ヒートシンクをデバイスパッケージに隣接させて固
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には、熱エネルギ
ーを散逸させるためのヒートシンクに電子部品を装着す
る装置に関する。より具体的には、ヒートシンクと電子
デバイスパッケージを熱伝達させるために、ヒートシン
クを電子デバイスパッケージに装着するバネとバネクリ
ップの組立体(assembly)に関する。
【０００２】
【従来の技術】超小型電子技術の発展により、より小さ
な物理的空間で、より多くの電子的機能を発揮できるデ
バイスチップの開発が進められている。従来、チップ
は、パッケージ化され、ハウジング内で使用される。ハ
ウジングは、チップをその周囲環境から保護し、チップ
と外部回路機構との間の入力／出力の伝達手段を提供す
る。小型化が進むにつれて、より小さな物理的空間でよ
り多くの熱が発生する一方、パッケージから熱を取り除
く構造はより小さくなる。同様にして、化合物半導体を
用いた電子回路機構デバイスチップの発達により、より
高い温度で動作するデバイスを収納し、熱を散逸させる
ことによってデバイスの温度を制御することが出来るパ
ッケージングの必要性が拡大している。
【０００３】多くのデバイスパッケージに於て、チップ
からパッケージ外部への熱伝導は、熱伝導率の高い伝達
媒体によって行なわれる。伝達媒体は、チップと熱伝達
を行なうもので、パッケージの表面に隣接して放熱面を
有している。その他のパッケージとして、パッケージ自
体から熱を伝達するだけのものもある。しかしながら、
パッケージから熱を散逸させるためには、デバイスパッ
ケージに外部ヒートシンクを装着しなければならない。
一般的に、ヒートシンクの本体部は熱伝導率の高い金属
の如き材料から作られる。ヒートシンクは、通常、デバ
イスパッケージの表面に隣接して配置するために平らな
表面を少なくとも一つ有しており、周囲の雰囲気中に熱
エネルギーを散逸させるためにフィン、ピン又はその他
の構造を有している。
【０００４】効果をあげるために、ヒートシンクは、で
きるだけ小さな空間の中で熱エネルギーを最大量散逸さ
せねばならない。又、ヒートシンクは、デバイスパッケ
ージへの取付け及び取外しを容易に行なうことが出来る
と共に、多種多様なデバイスパッケージに接続できるも
のが望ましい。組立て工程で多数のデバイスが用いられ
る場合、経済性の点から、ヒートシンク等の組立てを含
む組立て工程では、簡素性、自動化可能性、融通性及び
信頼性が要求される。従って、ヒートシンクの取付けを
接着剤、ネジ、ボルト等によって行なうことは、望まし
くない。簡単なクリップ等による取付けは、迅速で、一
般に非常に容易に行なえるので、はるかに望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これまでにも、チップ
又はチップハウジングにヒートシンクを取り付けること
により、潜在熱(potential heat)の逸散表面積を小さく
する試みがなされたが、ヒートシンクをしっかりと固定
することが出来なかった。典型的な例として、ブロンキ
スト(Blomquist)に付与された米国特許第5,208,731号
(発明の名称「熱を散逸させる装置」)、及びコガ(Koga)
に付与された日本特許第71154号、(発明の名称「ヒート
シンク取付け方法」)を挙げることができる。コガ及び
ブロンキストによれば、留め具はスナップオン式のクリ
ップから構成されているが、クリップを取り付けるのに
必要な力が、ヒートシンクのピン又はフィン間にあるヒ
ートシンクの平面に加わるため、ヒートシンクのピン又
はフィンを損傷する危険がある。更に、留め具はヒート
シンクに固定されていない。従って、ヒートシンクをク
リップハウジングから取り外すと、クリップはばらけて
しまい、これが落下した場合には、障害物となる可能性
がある。加えて、前述の特許に開示された構成では、ヒ
ートシンクと留め具を予め組み立てておくことが出来な
い。それどころか、留め具のヒートシンクへの取付け
は、回路デバイスの取付けと同時に行なわなければなら
ない。従って、ヒートシンクの留め具は、デバイスパッ
ケージへの装着前にヒートシンクに固定できるように、
また装着作業の間、ヒートシンクとデバイスパッケージ
が損傷を受ける危険性が少なくなるように改良する必要
がある。更に、ヒートシンクの放熱特性に悪影響を及ぼ
すことなく、留め具が必要とする空間は出来るだけ小さ
くなるようにしなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、簡単なバネク
ランプ(spring clamp)を用いたヒートシンクの留め具を
提供するもので、ヒートシンクを、ソケット、フレーム
又はその他の支持部材に取り付けて、ヒートシンクをデ
バイスパッケージに固定するようにしたものである。バ
ネクランプを取り付ける部材は、薄い矩形金属板を逆Ω
字型にスタンピングしたクリップを用いて、ヒートシン
クに固定される。逆Ω字型の半円形部は保持部を構成
し、保持部の両側から延びる耳部は、バネクランプを受
ける隙間を形成するために、少し上向きに回転される。
バネクランプは細長い基部を具えており、該基部は、ク
リップの半円形の保持部の中に、ヒートシンクの一表面
を横切るように配置される。
【０００７】
【作用及び効果】留め具がヒートシンクのフィンとフィ
ンの間に配置されると、耳部はフィンに押しつけられる
ため、両耳部間の隙間と保持部の径(diameter)は小さく
なる。保持部の径と隙間が小さくなることにより、バネ
の基部は、クリップに挟まれて、適当な位置にしっかり
と保持される。ヒートシンクに変更することは何もない
ので、本発明のヒートシンク留め具を用いたときのコス
トは最小に抑えられる。本発明は、様々な形態が可能で
あり、広範囲に亘る組立て工程で使用するのに適してい
る。前記留め具をヒートシンクに取り付けることによ
り、ヒートシンクの組立て作業は、簡素化され、費用の
低減と、信頼性の向上が達成される。更に、留め具を前
もって取り付けできる利点がある。発明のその他の特徴
及び利点については、添付の図面に基づく以下の説明か
ら、より明白になるであろう。
【０００８】
【実施例】本発明の望ましい実施例は、図１及び図２に
示す如く、ヒートシンク(30)、電子デバイスパッケージ
(10)及び取付用フレーム(20)の組合せとして示される。
図示の如く、ヒートシンクの留め具(50)は、バネクラン
プ(41)とクリップ(45)から構成される。図示のヒートシ
ンク(30)は、アルミニウム、アルミニウム合金又は銅等
の熱伝導性材料の本体部(31)を有しており、該本体部(3
1)は、略平らな第１の主面(35)を有し、第１の主面と反
対側の面から細長いピン(33)を突出させている。望まし
い実施例では、ピン(33)の形成は、先に押出し成形され
た平行フィンを横切るように切り込むことにより、又は
本体部(31)に平行な溝を加工することにより行なわれ
る。製造方法の如何に拘わらず、本体部(31)は、第１の
方向に延びる少なくとも複数の平行な細長い溝(34)を有
しており、本体部(31)からの熱を周囲雰囲気に伝達する
フィン(33)を形成している。
【０００９】望ましい実施例において、ヒートシンクの
留め具(50)はバネクランプ組立体(50)である。該組立体
はバネクランプ(41)を有しており、該クランプは、細長
く延びて主軸を構成する中央部(42)と、該中央部(42)の
軸と直交する方向を互いに反対方向に延びるアーム(43)
(44)を具えて、略Ｚ字型の部材を形成している。アーム
(43)(44)は、端部(43a)(44a)が上向きに屈曲して、平ら
なハンドル部(43b)(44b)を形成し、位置決め手段に係合
できるようにしている。バネ(41)は、スチール、アルミ
製の細い棒体又は太い針金の如く、可撓性で弾性を有す
るものであれば、任意の適当な材料から形成することが
できる。クリップ(45)は、薄い矩形の金属板を逆Ω字型
にスタンピングして形成される。クリップ(45)は、スチ
ール、アルミ、プラスチック等のように、可撓性で弾性
を有する適当な任意の材料から形成できる。逆Ω字型の
半円部は保持部(47)を構成しており、保持部(47)の両側
から延びる耳部(46)は、少し上向きに回転される。耳部
(46)の先端部は、ヒートシンク(30)のフィン(33)に当接
するための受け面(46a)となる。耳部(46)と保持部(47)
の接続部は、稜線部(edges)(47a)(47a)が形成される。
また、稜線部(47a)と稜線部(47a)の離間部は、隙間(48)
となる。
【００１０】組立て前の状態では、隙間(48)は、バネク
ランプ(41)の中央部(42)の直径よりも大きいから、中央
部(42)を保持部(47)の中に配備することができる。バネ
(41)が保持部(47)の中に配置されると、図３に示す如
く、ヒートシンクの留め具(50)はヒートシンク(30)に取
り付けられる。しかし、取付前の状態では耳部(46)の２
つの受け面(46a)(46a)の間隔は、ヒートシンク(30)の隣
り合うフィン(33)(33)の間隔よりも大きいから、留め具
(50)を取り付けるには、両耳部(46)を圧縮してヒートシ
ンク(30)のフィン(33)(33)の間を通過させねばならな
い。耳部(46)(46)が圧縮されると、留め具(50)を、ヒー
トシンク(30)の溝(34)の中に配置することができる。取
り付けられた状態では、耳部(46)の受け面(46a)は、隣
接するフィン(33)の表面(33a)に当接し、隙間(48)の寸
法と保持部(47)の間隔が小さくなるから、バネ(41)の細
長い中央部(42)をクリップ(45)の保持部(47)の中に取り
込む(trap)ことができる。中央部(42)を前述の如く取り
込むことにより、バネ(41)は保持部(47)の中で支承さ
れ、保持部の中に担持される。端部(43)(44)は、ヒート
シンクの本体部(31)の両側に配置され、中央部(42)はク
リップ(45)により、フィン(33)(33)の間に嵌め込まれ
る。
【００１１】サブアッセンブリ(30)を用いて、ヒートシ
ンクを電子デバイスパッケージに取り付ける方法を図１
及び図２に示す。図示の実施例において、フレーム(20)
は、中央に開口部(22)を有し、引込み部を有する張出し
部(23)が開口部に向けて突設されている。このフレーム
(20)を用いて、その周囲で、デバイスパッケージ(10)を
支持する。フレーム(20)は、ヒートシンク(30)をデバイ
スパッケージ(10)に固定するための手段としてのみ供さ
れ、パッケージ(10)の形態に応じて、多くの形状に作製
できることは理解されるであろう。例えば、フレーム(2
0)は、パッケージ(10)のコーナー部だけを受けることも
できるし、シュー(shoe)つまりクリップの如き形状にし
てデバイスパッケージ(10)の周囲の一部分に取り付ける
ことができる。フレーム(20)は、その形状の如何に拘わ
らず、クランプ(41)のハンドル部(43b)(44b)を受ける手
段を提供する。図示の望ましい実施例において、フレー
ム(20)には、フレーム(20)の対角線上にある２つのコー
ナ部近傍位置にて、掛り片(24)がフレームの側部から外
方向横向きに突設されている。図１及び図２に示す如
く、デバイスパッケージ(10)はフレーム(20)の中に入れ
られ、ヒートシンク(30)の平らな面(35)がデバイスパッ
ケージ(10)の上面に隣接して配置される。ヒートシンク
のアッセンブリは、ハンドル部(43b)(43b)をフレーム(2
0)の掛り片(24)の下に強制的に係止させることにより固
定される。
【００１２】バネクランプ(41)がヒートシンク本体部(3
1)の中で保持されたサブアッセンブリ(30)は、１つのユ
ニットとして、出荷、取扱い、組立てを行なうことがで
きることは認識されるであろう。これらの部品を一体的
なものにすることにより、ばら部品として取り扱うとき
に生じる多くの問題を解消させることができる。また、
サブアッセンブリ(30)のデバイスパッケージ(10)への装
着は、非常に容易であり、自動化することも可能であ
る。もし電子デバイスがソケット等の如き取付装置の中
に配置されているとき、フレーム(20)を省略できること
は理解されるであろう。ソケットには、バネのハンドル
部(43b)(44b)を受けるための掛り片(24)の如き掛り部を
設けることもできるし、バネのハンドル部(43b)(44b)
を、取付装置の中、又は取付装置の下の凹部に嵌め込む
こともできる。バネの端部を取付装置に固定する手段
は、上記以外のものでも、本発明のサブアッセンブリに
適用することができる。
【００１３】Ｚ形状のバネをフレームに装着する実施例
について本発明を説明したが、かかる実施例は発明の原
理を例示したものと解すべきである。バネクランプ(41)
は、例示した以外にも、ここに記載したヒートシンクに
固定できる種々の形態が可能である。従って、発明の形
態は単なる例示であり、その細部については、特許請求
の範囲に規定された発明の精神及び範囲から逸脱するこ
となく、種々の変更、変形等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】デバイスパッケージ、取付用フレーム及び本発
明のヒートシンク留め具を取り付けたヒートシンクから
なるアッセンブリの分解図である。
【図２】図１のアッセンブリの斜視図である。
【図３】図１のヒートシンクとヒートシンク留め具を３
−３線に沿って切断した部分断面図である。
【図４】図１のヒートシンク留め具の斜視図である。
【符号の説明】 (10) 電子デバイスパッケージ (20) 取付用フレーム (30) ヒートシンク (41) バネクランプ (45) クリップ (50) ヒートシンク留め具

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (ａ)熱伝導性の材料から作られ、少なく
    とも一つの略平らな第１の主面と、該第１の主面と略平
    行な第２の主面を有する本体部を具え、第２の主面に突
    設されて第１の主面と略直交する方向に延びるフィンを
    少なくとも２以上有しているヒートシンクと、(ｂ)細長
    い中央部を有する取付部材と、(ｃ)フィンとフィンの間
    の位置に取り付けられ、ヒートシンク内にて、取付部材
    の中央部を取り込んで受けるためのクリップ、の組合
    せ。
  2. 【請求項２】 クリップは、取付部材の中央部を受ける
    略半円形の保持部を具え、該保持部の両側に耳部を突設
    して口部を形成し、両耳部を挟むと口部のサイズが小さ
    くなるようにしている、請求項１の組合せ。
  3. 【請求項３】 ヒートシンクは、第２の主面から複数の
    フィンが突出し、フィンとフィンの間で平行な複数の溝
    を形成している、請求項１の組合せ。
  4. 【請求項４】 フィンはピンの列によって構成される、
    請求項３の組合せ。
  5. 【請求項５】 取付部材は、第１の軸を構成する細長い
    中央部と、該中央部から前記第１の軸に略直交する方向
    に延びる端部とから構成される、請求項１の組合せ。
  6. 【請求項６】 取付部材は弾性材料からなる細長い部材
    であり、中央部と、該中央部から互いに略反対の方向に
    延びる端部を有している、請求項１の組合せ。
  7. 【請求項７】 電子デバイスパッケージを含んでおり、
    該電子デバイスパッケージは略平らな主面をヒートシン
    クの第１の主面に隣接させ、第１の主面と熱伝達するよ
    うに配置している、請求項１の組合せ。
  8. 【請求項８】 取付部材との協同作用により、ヒートシ
    ンクを電子デバイスパッケージに固定する取付装置を具
    えている、請求項７の組合せ。
  9. 【請求項９】 取付装置は、電子デバイスパッケージの
    入力／出力リードを受けるソケットを具えている、請求
    項８の組合せ。
  10. 【請求項１０】 取付装置は開口フレームを具えてお
    り、該フレームはその周囲で電子デバイスパッケージを
    受けて支持する、請求項８の組合せ。
  11. 【請求項１１】 (ａ)熱伝導性の材料から作られ、少な
    くとも一つの略平らな第１の主面と、該第１の主面と略
    平行な第２の主面を有する本体部を具え、第２の主面に
    突設されて第１の主面と略直交する方向に延びるフィン
    を少なくとも２以上有しているヒートシンクと、(ｂ)弾
    性材料からなる細長い部材であって、中央部と、該中央
    部から互いに反対の方向に延びる端部を有する取付部材
    と、(ｃ)細長い取付部材の中央部を受ける略半円形の保
    持部と、該保持部の両側から突出する耳部を有する留め
    クリップであって、耳部と耳部の間で口部を形成し、両
    耳部が挟まれるとサイズが小さくなるようにしており、
    クリップがフィンとフィンの間の位置に固定されると、
    取付部材の中央部が嵌まり込むようにした留めクリッ
    プ、の組合せ。
  12. 【請求項１２】 ヒートシンクは、第２の主面から複数
    のフィンが突出し、フィンとフィンの間で平行な複数の
    溝を形成している、請求項１１の組合せ。
  13. 【請求項１３】 (ａ)略平らな主面をヒートシンクの第
    １の主面に隣接させて、ヒートシンクの第１の主面と熱
    伝達するように配置した電子デバイスパッケージと、
    (ｂ)取付部材との協同作用により、ヒートシンクを電子
    デバイスパッケージに装着する取付装置、を具えている
    請求項１１の組合せ。
  14. 【請求項１４】 ヒートシンクと取付バネ装置を含むサ
    ブアッセンブリを作製する方法であって： (ａ)第１の主面と、該第１の主面と反対側に第２の主面
    を有するヒートシンクを形成する工程； (ｂ)第２の主面から突出し、第１の主面とは直交する方
    向に延びる少なくとも２以上のフィンを形成する工程； (ｃ)フィンとフィンの間にクリップを配置する工程； (ｄ)中央の軸部から互いに反対方向に突出する端部を有
    する細長いクリップの中央部を位置決めして、バネ装置
    をヒートシンクに固定する工程；から構成される、ヒー
    トシンクと取付バネ装置のサブアッセンブリを作製する
    方法。
JP26639794A 1993-12-20 1994-10-31 ヒートシンクの留め具 Expired - Fee Related JP3426368B2 (ja)

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