KR100264370B1 - 히트싱크장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로기판의 히트싱크의 크기를 소형화함으로서 기판의 내충격성을 향상시키도록 한 히트싱크장치에 관한 것으로, 발열전자부품(4)이 전기적, 물리적으로 장착되는 회로기판(1)과, 상기 기판(1)의 하부에 설치되어 기판을 보호지지하는 열전도성의 바닥판(2)과, 상기 기판(1)에 결합된 한편 상기 발열전자부품(4)이 부착되어 상기 부품의 발생열을 전도받아 방열하는 제1히트싱크(5)와, 상기 바닥판(2)에서 연장되어 상기 제1히트싱크(5)와 물리적으로 연결되어 상기 제1히트싱크(5)의 열을 전도받아 방열하는 제2히트싱크(10)를 구비한 것이다.

Description

히트싱크장치

본 발명은 히트싱크장치에 관한 것으로, 특히 회로기판의 히트싱크의 크기를 소형화함으로서 기판의 내충격성을 향상시키도록 한 히트싱크장치에 관한 것이다.

일반적으로, 히트싱크장치는 알루미늄과 같은 양호한 열전도 특성을 갖는 재료로 이루어지고 발열전자소자에 의해 발생되는 열을 방열시키어 냉각하는데 사용되고 있다.

종래의 인쇄회로기판어셈블리는, 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 각종 전자부품(4)이 전기적, 물리적으로 장착되는 회로기판(1)과, 상기 기판(1)의 하부에 설치되어 기판(1)을 보호지지하는 바닥판(2)과, 상기 기판(1)과 바닥판(2)간의 사이에 설치되어 이들을 연결하는 브라켓 프레임(3)으로 이루어진다. 한편, 히트싱크(5)는 상기 기판(1)에 납땜에 의해 장착되고, 상기 발열전자부품(4)이 부착되어 있다. 상기 히트싱크(5)는, 전원이 공급되어 기판(1)상에서 전자회로를 구성하고 있는 상기 부품(4)에 전류가 흐르게 되어 상기 부품(4)에서 열이 발생되면, 상기 발생되는 열을 흡수하여 방출하여 부품이 과열되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 상기 히트싱크(5)는, 부품(4)에 전도된 열의 방출을 하기 위해 그 크기가 일정크기의 이상이 되어야한다. 그러나, 히트싱크(5)의 크기가 크면, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 히트싱크(5)와 기판(1)의 납땜부 (A)에서 응력이 집중되어 기판(1)의 파단이 발생하기 쉽다. 즉, 히트싱크에 의한 납땜부위의모멘트량은, 제4도와 같이 히트싱크가 큰 경우는, M1=F*a이고, 제5도와 같이 히트싱크가 작은 경우는, M2=F*b이다. 여기서 a 및 b는 히트싱크의 무게중심(0)에서부터 기판까지의 높이이므로, a＞b이므로, M1＞M2 즉, 히트싱크가 클수록 납땜부위에 걸리는 모멘트량이 크게 되어 기판이 파단되기 쉽다.

제6도는 기판의 이러한 응력분포를 나타낸 것으로, 히트싱크(5)와 기판(1)의 결합부위에 가장 큰 응력이 작용하는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은, 회로기판의 히트싱크의 크기를 소형화함으로서 기판의 내충격성을 향상시키도록 한 히트싱크장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 히트싱크장치는, 각종 전자부품이 전기적, 물리적으로 장착되는 회로기판과, 상기 기판의 하부에 설치되어 기판을 보호지지하는 바닥판과, 상기 기판에 결합된 한편 상기 발열전자부품이 부착되어 상기 부품의 발생열을 전도받아 방열하는 히트싱크를 갖는 인쇄회로기판어셈블리에 있어서, 상기 바닥판에서 연장되어 상기 히트싱크와 물리적으로 연결되어 상기 히트싱크의 열을 전도받아 방열하는 제2히트싱크를 갖는 히트싱크장치의 제공을 목적으로 한다.

제1도는 종래의 인쇄회로기판어셈블리의 사시도.

제2도는 종래의 인쇄회로기판어셈블리의 분해 사시도.

제3도는 종래의 인쇄회로기판어셈블리의 히트싱크부의 확대도.

제4도 및 제5도는 종래의 인쇄회로기판어셈블리에서 히트싱크에 의한 기판에 작용하는 모면트량을 설명하기 위한 도면.

제6도는 종래의 인쇄회로기판어셈블리에서 기판에 작용하는 응력분포도.

제7도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판어셈블리의 측면도.

제8도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판어셈블리의 바닥판의 사시도.

제9도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판어셈블리의 기판의 사시도.

제10도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판어셈블리의 분해 사시도.

제11도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판어셈블리의 사시도.

제12도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판어셈블리의 바닥판의 히트싱크와 기판의 부품의 결합상태의 부분 측면도.

제13도 및 제14도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판어셈블리의 바닥판의 히트 싱크의 다른 실시예도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 2 : 바닥판

3 : 브라켓프레임 4 : 발열부품

5 : 히트싱크 6 : 구멍

10 : 제2히트싱크 11 : 접촉부

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 히트싱크장치는, 제6도 내지 제10도에 도시된 바와 같이, 각종 전자부품(4)이 전기적, 물리적으로 장착되는 회로기판(1)과, 상기 기판(1)의 하부에 설치되어 기판을 보호지지하는 열전도성의 바닥판(2)과, 상기 기판(1)에 결합된 한편 상기 발열전자부품(4)이 부착되어 상기 부품의 발생열을 전도받아 방열하는 제1히트싱크(5)와, 상기 바닥판(2)에서 연장되어 상기 히트싱크(5)와 물리적으로 연결되어 상기 히트싱크(5)의 열을 전도받아 방열하는 제2히트싱크(10)으로 구성된다. 도면에서 기판(1)을 고정시키는 브라켓프레임(3)은 종래와 동일하므로 도시 및 설명을 생략한다.

한편, 상기 제2히트싱크(10)는, 바람직하게는, 기판(1)의 구멍(6)을 관통하여 상기 히트싱크(5)와 연결된다. 상기 제2히트싱크(10)는 제11도에 도시된 바와 같이, 상기 히트싱크(5)와 면접촉되는 접촉부(11)가 벤딩가공등에 의해 형성되어, 상기 접촉부(11)가 볼트(20)에 의해 히트싱크(5)와 체결된다. 이때, 상기 면접촉을 정확히 하기 위해 접촉부(11)와 히트싱크(5)사이에 열전도성이 양호한 그리스를 삽입할 수 있다. 또한 볼트(20)를 사용하는 대신에 상기 벤딩형성된 접촉부(11)를 탄성력을 갖도록 하여 히트싱크(5)와 밀착시킬 수도 있다. 한편, 필요에 따라 상기 제2히트싱크(10)는 복수개를 설치하거나, 접촉부(11)를 복수개 형성할 수도 있다. 접촉부(11)는 히트싱크(5)와 면접촉되어 충분히 열전도가 이루어질 수 있는 면적을 갖도록 형성한다.

또한, 열전달효율을 향상시키기 위해, 제13도 및 제14도에 도시된 바와 같이, 제2히트싱크(10)의 접촉부(11)에서 연장된 연장부(12)를 형성하거나, 상기 연장부(12)에서 돌출된 돌출부(13)을 형성할 수도 있다.

이하, 본 발명의 히트싱크장치의 작용을 설명한다.

전원이 공급되어 기판(1)상에서 전자회로를 구성하고 있는 상기 부품(4)에 전류가 흐르게 되어 상기 부품(4)에서 열이 발생되면, 히트싱크(5)는 상기 발생되는 열을 전도받아 방출하여 부품이 과열되는 것을 방지하게 되고, 또한 히트싱크(5)의 열의 일부는, 히트싱크(5)와 접촉된 접촉부(11)를 통해 제2히트싱크(10) 및 바닥판(2)를 통해 전도되어 방열된다. 결국, 바닥판(2)은 원래의 기능인 강도보강의 역할과 방열의 역할을 동시에 수행하게 된다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판의 강도보강을 위한 바닥판을 기판과 결합된 히트싱크와 연결하여 별도의 히트싱크의 역활하게 함으로서, 기판과 결합된 히트싱크의 크기를 소형화할 수 있다. 따라서, 히트싱크와 기판의 결합부위에 걸리는 응력을 감소시킬 수 있어 기판의 내충격성을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 전자부품이 전기적, 물리적으로 장착되는 회로기판(1)과, 상기 기판의 하부에 설치되어 기판을 보호 지지하는 바닥판(2)과, 상기 기판에 결합된 한편 상기 발열전자부품이 부착되어 상기 부품의 발생열을 전도받아 방열하는 히트싱크(5)를 갖는 인쇄회로기판어셈블리에 있어서, 상기 히드싱크(5)와 물리적으로 연결되어 상기 히트싱크의 열을 전도받아 방열하기 위해 바닥판(2)으로부터 일체로 연장된 판상의 제2히트싱크(10)와, 상기 제2히트싱크(10)가 기판(1)에 있는 히트싱크(5)에 접촉될 수 있도록 제2히트싱크(10)를 기판으로 통과 시키기 위해 기판(1)에 뚫려 있는 구멍(6)과, 상기 구멍(6)을 통과하여 제2히트싱크(10)를 기판 위의 히트싱크(5)에 접촉시킬 수 있도록 제2히트싱크의 단부가 탄성이 있는 접촉부(11)로 구성된 것을 특징으로 하는 히트싱크장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 제2히트싱크(10)에서 벤딩 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 접촉부(11)가 볼트(20)에 의해 히트싱크(5)와 체결되는 것을 특징으로 하는 히트싱크장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 접촉부(11)와 히트싱크(5)사이에 열전도성이 양호한 그리스를 삽입한 것을 특징으로 하는 히트싱크장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2히트싱크(10)는 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 히트싱크장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2히트싱크(10)는 접촉부(11)에서 바깥쪽으로 연장된 연장부(12)를 구비한 것을 특징으로 하는 히트싱크장치.

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