KR101823939B1 - 발열소자의 방열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발열소자로부터 발생되는 열을 방출하기 위한 장치로서, 후측에 냉각핀이 구비되고 전측에 체결분리홈(213)과 라운드홈(211)이 형성된 히트 싱크(200)와, 히트 싱크의 체결분리홈에 끼워지는 내측 돌출부(110)와 히트 싱크의 전측에 부착된 발열소자를 탄성 고정하는 탄성 곡면 가압부(160)를 포함하여 이루어지는 탄성 결합구(100)로 이루어진다.

Description

발열소자의 방열장치{Heat radiating apparatus for heat generating components}
본 발명은 발열소자의 방열장치에 관한 것으로서, 발열소자를 방열판에 결합하기 위하여 히트 싱크에 결합구를 탄성삽입함으로써 발열소자를 쉽게 고정할 수 있도록 한 발열소자의 방열장치에 관한 것이다.
전자기기 또는 전기기기에 장착되는 인쇄회로기판에는 저항, 커패시턴스, 집적회로소자 등 다양한 전자소자가 설치된다. 특히 전력용 전자기기에 사용되는 소자는 구동 시에 발생하는 열로 인해 대부분 열을 방출하기 위한 히트 싱크가 발열소자의 배면에 결합된다.
도 1은 종래기술에 따른 발열소자에 히트 싱크를 결합한 것을 나타낸 것이다.
도면에는 인쇄회로기판의 상부에 히트 싱크를 설치하고, 히트 싱크의 전면에 발열소자인 Power IC가 설치되어 있다. 발열소자의 상부에는 나사홀이 구비되는데, 나사홀에 결합나사(screw)를 사용하여 히트 싱크에 결합하도록 되어 있다. 이 후 커패시턴스 등 다른 전자소자들을 설치한다. 그러나 발열소자가 고장이 났을 경우 수리를 위해 결합나사를 풀고 히트 싱크로부터 발열소자를 제거하여야 하나, 결합나사를 풀기 위한 드라이버 공구가 발열소자의 전측에 설치된 전자소자들로 인해 인입하기가 어렵다.
또한 발열소자를 결합나사를 사용하여 히트 싱크에 결합할 경우, 결합시에 결합나사, 발열소자의 나사홀, 히트 싱크에서 발생되는 금속 가루가 인쇄회로기판에 떨어지게 되고 금속 가루로 인해 전자소자들의 회로에 미세한 누설 등 오작동을 유발할 수 있다.
등록특허공보 제10-1372246호의 발열소자의 발열부재 결합장치 공개실용신안공보 제20-1998-0061577호의 인쇄회로기판용 히트싱크 구조 공개실용신안공보 제20-1998-0010082호의 발열부재 고정구조 공개실용신안공보 제20-1998-0028849호의 발열부재 고정구조 공개실용신안공보 제1999-00024792호의 트랜지스터의 고정구조물
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 발열소자를 히트 싱크에 결합 시에 별도의 결합공구를 사용하지 않아도 쉽게 결합이 가능한 발열소자의 방열장치를 제공하려는 데 그 목적이 있다.
또한 발열소자의 수리를 위한 교체 시에 히트 싱크로부터 발열소자를 간단히 제거할 수 있는 발열소자의 방열장치를 제공하려는 데 그 목적이 있다.
또한 히트 싱크에 발열소자를 결합 또는 분리할 때 발열소자의 전측에 설치된 전자소자의 크기에 상관없이 결합 및 분해가 용이한 발열소자의 방열장치를 제공하려는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 발열소자로부터 발생되는 열을 방출하기 위한 장치로서, 후측에 냉각핀이 구비되고 전측에 체결분리홈(213)과 라운드홈(211)이 형성된 히트 싱크(200)와, 히트 싱크의 체결분리홈에 끼워지는 내측 돌출부(110)와 히트 싱크의 전측에 부착된 발열소자를 탄성 고정하는 탄성 곡면 가압부(160)를 포함하여 이루어지는 탄성 결합구(100)로 이루어진다.
본 발명에 따른 히트 싱크는 전면에 체결분리홈(213), 연결부(212), 라운드홈(211), 및 발열소자 부착부(210-S)가 상측에서 하측에 이르기까지 순차적으로 형성되며, 상기 라운드홈(211)의 상단입구에는 하향 라운드돌기(211-R)가 형성되고, 상기 라운드홈(211)의 하단입구에는 상향 단턱돌기(211-M)가 형성되며, 상기 하향 라운드돌기와 상향 단턱돌기 사이에는 반원부(211-C)가 형성된다.
본 발명에 따른 탄성 결합구는 내측 돌출부(110), 수직부(120), 하향 곡면돌출부(130), C자형 곡면부(140), 상향 수직부(150), 및 탄성 곡면 가압부(160)가 상측에서 하측에 이르기까지 순차적으로 형성되고, 상기 내측 돌출부(110)는 히트 싱크의 체결분리홈(213)의 내측에 내재되고, 상기 수직부(120)는 히트 싱크의 연결부(212)와 면접촉되되, 상기 수직부의 수직 길이는 연결부의 수직길이보다 길게 형성되며, 상기 C자형 곡면부(140)는 히트 싱크의 라운드홈의 반원부(211-C)에 끼워지고, 상기 탄성 결합구의 하향 곡면돌출부(130)는 히트 싱크의 하향 라운드돌기(211-R)가 결합되고, 상기 탄성 결합구의 상향 수직부(150)와 탄성 곡면 가압부(160)가 연결되는 단턱 부분에는 히트 싱크의 상향 단턱돌기(211-M)가 결합된다.
본 발명에 따르면, 발열소자를 히트 싱크에 결합 시에 별도의 결합공구를 사용하지 않아도 쉽게 결합이 가능하다.
또한 발열소자의 수리를 위한 교체 시에 히트 싱크로부터 발열소자를 간단히 제거할 수 있다.
또한 히트 싱크에 발열소자를 결합 또는 분리할 때 발열소자의 전측에 설치된 전자소자의 크기에 상관없이 결합 및 분해가 용이하다.
도 1은 종래기술에 따른 발열소자에 히트 싱크를 결합한 것을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 방열장치를 사용하여 발열소자를 결합고정한 것을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열장치를 사용하여 발열소자를 결합고정한 것을 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 히트 싱크의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄성 결합구를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 탄성 결합구를 사용하여 히트 싱크에 결합하는 것을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 탄성 결합구를 히트 싱크로부터 분리하는 것을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 방열장치를 사용하여 발열소자를 결합고정한 것을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 방열장치를 사용하여 발열소자를 결합고정한 것을 나타낸 측면도이다.
도면을 참조하면, 인쇄회로기판(400)의 상부에 히트 싱크(200)가 고정되어 있고, 히트 싱크의 전면에 발열소자(300)가 설치되어 있다. 상기 발열소자의 전면에는 히트 싱크에 일단이 결합된 탄성결합구(100)가 발열소자를 탄성고정하고 있다.
상기 발열소자는 구동 시 열을 발생되는 소자로서, 스위칭 소자 등일 수 있다.
상기 발열소자의 배면과 대응되는 히트 싱크의 전면에는 발열소자로부터 발생되는 열을 빠르게 히트 싱크로 전달할 수 있도록 써멀 그리스(thermal grease)가 개재될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 히트 싱크의 측면도이다.
본 발명에 따른 히트 싱크(200)는 전면 상부에 탄성 결합구가 끼워지는 체결홈이 형성되어 있고, 배면에 방열핀이 형성되어 있다. 상기 히트 싱크는 긴 길이를 갖도록 형성되고, 필요한 길이에 따라 절단하여 사용할 수 있다. 상기 히트 싱크는 압출 방식으로 제조될 수 있다.
상기 체결홈은 하측에 형성되는 라운드홈(211)과 상측에 체결분리홈(213)으로 이루어지며, 상기 라운드홈과 체결분리홈 사이에는 연결부(212)가 형성된다.
도면을 참조하면, 히트 싱크의 전면에는, 상부에서 하부에 이르기까지, 돌부(210-E), 체결분리홈(213), 연결부(212), 라운드홈(211), 및 발열소자 부착부(210-S)가 순차적으로 형성되며, 상기 히트 싱크의 배면에는 냉각핀이 형성되어 있다. 상기 발열소자 부착부에는 발열소자가 부착된다.
상기 라운드홈은 상단입구에 하향 라운드돌기(211-R)가 형성되어 있으며, 하단입구에 상향 단턱돌기(211-M)가 형성되어 있다. 상기 하향 단턱돌기와 상향 라운드돌기 사이에는 반원부(211-C)가 형성된다. 상기 하향 단턱돌기와 상향 라운드돌기는 서로 마주보도록 형성된다.
도면의 우측 확대 이미지를 참조하면, 상기 체결분리홈의 상측에는 돌부(210-E)가 더욱 형성된다. 상기 돌부는 연결부 보다 전측으로 더욱 돌출되어 있다. 상기 연결부에 탄성 결합구(100)가 결합하면, 탄성 결합구의 돌출로 인해 동일한 수직면으로 된다. 따라서 상기 돌부는 탄성 결합구의 두께와 동일한 두께를 갖는다. 상기 돌부는 탄성 결합구의 상부가 돌출되는 것을 방지하여 탄성 결합구가 예기치 않는 외력에 의해 쉽게 분리되는 것을 방지한다. 도면에서 도면부호 D1은 돌부의 돌출 높이를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄성 결합구를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 탄성 결합구(100)는 탄성 재질의 금속 판으로 형성한다. 상기 탄성 결합구는 내측 돌출부(110), 수직부(120), 하향 곡면돌출부(130), C자형 곡면부(140), 상향 수직부(150), 및 탄성 곡면 가압부(160)로 이루어진다.
상기 내측 돌출부(110)는 체결 시 히트 싱크의 체결분리홈(213)의 내측에 내재되고, 상기 수직부(120)는 체결 시 히트 싱크의 연결부(212)와 면접촉된다. 상기 수직부의 수직 길이는 연결부의 수직길이보다 길게 형성된다. 이에 따라 상기 내측 돌출부는 체결 후 히트 싱크의 체결분리홈의 중간에 위치하게 된다.
상기 C자형 곡면부(140)는 체결 시 히트 싱크의 라운드홈의 반원부(211-C)에 끼워진다.
상기 수직부와 C자형 곡면부 사이에는 하향 곡면돌출부(130)가 형성되며, 상기 C자형 곡면부와 탄성 곡면 가압부 사이에는 상향 수직부(150)가 형성된다.
되돌아가 도 3을 참조하면, 체결 시 탄성 결합구의 하향 곡면돌출부(130)는 히트 싱크의 하향 라운드돌기(211-R)가 결합되고, 탄성 결합구의 상향 수직부(150)와 탄성 곡면 가압부(160)가 연결되는 단턱 부분에는 히트 싱크의 상향 단턱돌기(211-M)가 결합된다.
상기 탄성 곡면 가압부(160)는 히트 싱크에 부착된 발열소자의 전면을 탄성가압한다. 도면에서 탄성 곡면 가압부에 통공(161)이 형성되어 있는데, 탄성 곡면가압부의 통공을 통해 발열소자의 소자번호를 시각적으로 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 탄성 결합구를 사용하여 히트 싱크에 결합하는 것을 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 히트 싱크의 전면에 발열소자를 부착시킨 후, 탄성 결합구의 탄성 곡면 가압부로 발열소자의 전면을 가압하면서, 히트 싱크의 상향 단턱돌기(211-M)에 탄성 결합구의 상향 수직부(150)와 탄성 곡면 가압부(160) 사이에 형성된 단턱에 걸치고, 탄성 결합구의 C자형 곡면부(140)를 오무릴 수 있도록 내측 돌출부(110)를 상측에서 하측 방향으로 가압한다.
이어서 상기 탄성 결합구의 내측 돌출부(110)를 히트 싱크의 체결분리홈(211)에 밀어넣는다. 이 때 히트 싱크의 하향 라운드돌기(211-R)는 곡면 형상이어서 탄성 결합구의 C자형 곡면부(140)가 미끄러지듯이 히트 싱크의 반원부(211-C)에 안착하게 된다. 완전히 안착되면 탄성 결합구의 하향 곡면돌출부(130)에는 히트 싱크의 하향 라운드돌기(211-R)가 안착된다.
도 7은 본 발명에 따른 탄성 결합구를 히트 싱크로부터 분리하는 것을 나타낸 것이다.
탄성 결합구를 히트 싱크로부터 분리하는 과정은 앞서 설명한 탄성 결합구를 히트 싱크에 결합하는 방법의 반대로 행하면 된다.
지렛대의 원리를 이용하여 히트 싱크로부터 탄성 결합구를 분리한다. 우선 단부가 단턱진 스틱(stick)을 히트 싱크의 체결분리홈에 넣고 탄성 결합구의 내측 돌출부의 상면을 하향으로 누른다. 이렇게 누른 상태에서 스틱을 전측으로 당기면 스틱의 단턱에 탄성 결합구의 내측 돌출부의 단부가 걸려서 나오게 된다.
한편, 본 발명에서는 단턱진 스틱을 사용하여 탄성 결합구를 히트 싱크로부터 분리하는 것을 설명하였으나, 사람의 손가락을 체결분리홈에 넣고 탄성 결합구의 내측 돌출부의 상면을 눌러 당길 수도 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100 : 탄성 결합구 110 : 내측 돌출부
120 : 수직부 130 : 하향 곡면돌출부
140 : C자형 곡면부 150 : 상향 수직부
160 : 탄성 곡면 가압부 161 : 탄성 곡면 가압부의 통공
200 : 히트 싱크 210-E : 돌부
210-S : 발열소자 부착부 211 : 라운드홈
211-R : 하향 라운드돌기 211-C : 반원부
211-M : 상향 단턱돌기 212 : 연결부
213 : 체결분리홈 300 : 발열소자
400 : 인쇄회로기판

Claims (3)

  1. 발열소자로부터 발생되는 열을 방출하기 위한 방열장치로서,
    상기 방열장치는 히트 싱크(200)와 탄성 결합구(100)로 이루어지고,
    상기 히트 싱크의 전면에는 체결분리홈(213), 연결부(212), 라운드홈(211), 및 발열소자 부착부(210-S)가 상측에서 하측에 이르기까지 순차적으로 형성되며,
    상기 라운드홈(211)의 상단입구에는 하향 라운드돌기(211-R)가 형성되고, 상기 라운드홈(211)의 하단입구에는 상향 단턱돌기(211-M)가 형성되며, 상기 하향 라운드돌기와 상향 단턱돌기 사이에는 반원부(211-C)가 형성되고,
    상기 탄성 결합구는 내측 돌출부(110), 수직부(120), 하향 곡면돌출부(130), C자형 곡면부(140), 상향 수직부(150), 및 탄성 곡면 가압부(160)가 상측에서 하측에 이르기까지 순차적으로 형성되고,
    상기 내측 돌출부(110)는 히트 싱크의 체결분리홈(213)의 내측에 내재되고,
    상기 수직부(120)는 히트 싱크의 연결부(212)와 면접촉되되, 상기 수직부의 수직길이는 연결부의 수직길이보다 길게 형성되며,
    상기 C자형 곡면부(140)는 히트 싱크의 라운드홈의 반원부(211-C)에 끼워지고,
    상기 탄성 결합구의 하향 곡면돌출부(130)는 히트 싱크의 하향 라운드돌기(211-R)가 결합되고, 상기 탄성 결합구의 상향 수직부(150)와 탄성 곡면 가압부(160)가 연결되는 단턱 부분에는 히트 싱크의 상향 단턱돌기(211-M)가 결합되고,
    상기 히트 싱크(200)에 탄성 결합구(100)가 결합되었을 때, 내측 돌출부(110)는 히트 싱크의 체결분리홈(213)의 중간에 위치하는 것을 특징으로 하는 방열장치.



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JP5711191B2 (ja) 2011-10-04 2015-04-30 エルエス産電株式会社Ｌｓｉｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 一体型弾性クリップを用いた電力用半導体固定装置

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