KR19990038493A - Heat pipe fixing device for chip cooling - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PCB에 장착되는 발열칩을 냉각시키기 위한 히트파이프를 PCB에 고정시키는 장치에 관한 것으로, 발열칩의 외측면을 둘러싸는 외곽부재를 PCB에 부착하여 설치하고, 상기 발열칩을 장착후 히트파이프를 부착하여 고정시키되, 상기 히트파이프와 발열칩사이에 열전도율이 좋은 완충부재를 삽입하고, 일측단부와 타측단부가 상기 외곽부재와 탄성력에 의해 결합하여 상기 히트파이프의 상면을 눌러서 상기 히트파이프를 PCB에 밀착고정시키는 고정수단인 클립을 사용하여 히트파이프의 장착 및 탈착이 용이하게 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for fixing a heat pipe for cooling a heat generating chip mounted on a PCB to a PCB, wherein an outer member surrounding the outer surface of the heat generating chip is attached to the PCB, installed, and heated after mounting the heat generating chip. A pipe is attached and fixed, and a buffer member having good thermal conductivity is inserted between the heat pipe and the heat generating chip, and one end and the other end are coupled to the outer member by elastic force to press the upper surface of the heat pipe to press the heat pipe. It is characterized in that the mounting and detachment of the heat pipe is facilitated by using a clip which is a fastening means fixed to the PCB.
Description
본 발명은 발열칩을 냉각시키기 위한 히트파이프를 PCB에 고정시키는 장치에 관한 것으로, 상세하게는 교환기, 전자식 전송기기, 신호중계기, 개인컴퓨터 (PC; Personal Computer), 노트북 및 관련 회로팩 (PCB; Printed Circuit Boartd)에 설치하는 칩이나 고발열 트랜지스터, 고발열 앰프등 고발열을 발산하는 관련 부품으로부터 열이 많이 발생하는 경우에, 이의 냉각을 위하여 적절하게 PCB에 장착되어 있는 칩과 히트파이프를 클립에 의해 고정시켜 히트파이프의 장착 및 탈착을 용이하게 하는 장탈착이 용이한 칩 냉각용 히트파이프의 고정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for fixing a heat pipe to a PCB for cooling a heat generating chip, and more particularly, an exchanger, an electronic transmitter, a signal repeater, a personal computer (PC), a notebook, and a related circuit pack (PCB). In case that a lot of heat is generated from a chip installed in a printed circuit board, high heat transistor, high heat amplifier, etc., heat is generated. The present invention relates to a device for fixing a heat pipe for chip cooling that is easy to install and detach, thereby facilitating mounting and detachment of the heat pipe.
최근 들어 통신시스템, 컴퓨터 및 전자시스템 등은 고성능화 하면서도 소형화 됨에 따라 더욱 고집적화 되어 가고 있다. 이러한 시스템에는 많은 반도체 칩이 PCB 부착되어 있거나 단일 고발열 칩 또는 단일 고발열 부품의 형태로 장착되어 있으며, 이로 인해 칩의 열도 기하급수적으로 증가하여 칩의 온도 과부하에 의한 작동 오류 및 고장을 유발하는 요인이 된다.Recently, communication systems, computers, and electronic systems are becoming more integrated as they become smaller and higher in performance. In these systems, many semiconductor chips are attached to the PCB or mounted in the form of a single high heat generating chip or a single high heat generating component, which causes the heat of the chip to increase exponentially, causing factors such as operation error and failure caused by the chip's temperature overload. do.
이러한 이유로 인해 고발열 칩 또는 부품으로부터 발생되는 열을 효과적으로 발산하기 위해 히트파이프가 이용되고 있다.For this reason, heat pipes are used to effectively dissipate heat generated from high heat generation chips or components.
이러한 히트파이프를 칩에 부착하는 방법에 있어서 장애를 주는 요소는 칩과 히트파이프 간의 접촉도를 균일하게 유지하지 못하는 경우와, 칩과 히트파이프를 본딩하여 장탈착이 불가능하게하여 칩의 고장시 히트파이프도 역시 함께 교체하는 경우와, 칩과 히트파이프간의 접착도가 부족한 경우가 대부분이다.In the method of attaching such a heat pipe to a chip, the obstacles are the case where the contact between the chip and the heat pipe is not maintained uniformly, and the chip and the heat pipe are bonded to each other so that long detachment is impossible. Pipes are also often replaced together and often lack the adhesion between the chip and the heatpipes.
고발열의 칩으로부터 다량의 열을 외부로 발산시키기 위하여 칩에 히트싱크를 클립을 이용하여 부착하는 방식은 종래에도 사용되고 있다.A method of attaching a heat sink to a chip using a clip in order to dissipate a large amount of heat to the outside from a high heat generation chip is conventionally used.
그러나, 칩의 발열도가 획기적으로 증가하고 칩의 온도에 대한 민감성에 따라 고장나는 빈도가 늘어남에 따라 히트싱크를 이용하여 칩으로부터 발산하는 다량의 열을 외부로 방출하기에는 기술적으로 히트싱크의 능력으로는 감당할 수 없는 실정이다. 간혹 히트싱크 위에 소형 직류팬을 부착하여 냉각 효과를 증대하기도 하나 히트파이프를 칩에 부착하는 방법에 비해 냉각효과는 반밖에 되지 않을 뿐이다.However, as the heat generation rate of the chip is dramatically increased and the frequency of failure due to the sensitivity of the chip is increased, it is technically the ability of the heat sink to dissipate large amounts of heat emitted from the chip to the outside using the heat sink. Cannot afford. Sometimes a small DC fan is attached to the heat sink to increase the cooling effect, but the cooling effect is only half that of the method of attaching the heat pipe to the chip.
또한 종래 칩에 히트파이프를 부착하는 방법으로는 칩과 히트파이프 사이에 단순하게 열패드 (Thermal Pad)를 삽입하거나 열본드 (Thermal Bond) 또는 열풀 (Thermal Paste)을 칩과 히트파이프에 바르는 방법 등이 전부였다.In addition, a method of attaching a heat pipe to a conventional chip includes simply inserting a thermal pad between the chip and the heat pipe, or applying a thermal bond or thermal paste to the chip and the heat pipe. This was all.
그러나, 기존의 방식인 열패드를 칩과 히트파이프 사이에 삽입하는 경우는 칩과 히트파이프간의 접촉도가 나쁘고 열본드를 사용하는 경우에는 한번 붙인 후에는 탈착이 되지 않고 무리하게 칩의 탈착을 시도하는 경우에는 칩의 손상이 우려되는 등 실제 적용상 냉각 효율의 감소 또는 장탈착이 불가능하여 사용상 많은 제약이 수반되어 왔다.However, in case of inserting the conventional thermal pad between the chip and the heat pipe, the contact between the chip and the heat pipe is bad, and in the case of using a heat bond, the detachment of the chip is unreasonable. In this case, there is a possibility that the damage of the chip, such as a reduction in the cooling efficiency or practical demountability in practical applications has been accompanied with a lot of restrictions in use.
따라서 히트파이프가 정상적으로 작동되고 칩과의 부착에 아무런 문제가 없더라도 접촉이 충분히 이루어지지 않으면 히트파이프의 고장이 발생한 것과 동일한 문제가 발생하고 열패드를 통하여 칩과 히트파이프를 부착시킨 경우에는 칩의 고장시 칩 뿐만 아니라 히트파이도 동시에 함께 교환해주어야 하는 경제적 손실이 발생하지만 이와 같은 경우에는 종래의 칩과 히트파이프 부착방식으로는 해결 방법이 전혀 없는 문제점이 있다.Therefore, even if the heat pipe is normally operated and there is no problem with the attachment of the chip, if the contact is not made sufficiently, the same problem occurs as the failure of the heat pipe. If the chip and the heat pipe are attached through the thermal pad, the chip is broken. Although not only the chip but also the heat loss caused to be exchanged together at the same time, there is a problem that there is no solution to the conventional chip and heat pipe attachment method.
또한 종래의 경우 사용하고 있는 칩과 히트파이프간의 접촉은 고르지 않다. 그런데 이러한 접촉성이 균일하지 않음에 따라 칩표면으로부터 히트파이프로 열이 고르게 전달되지 않는다. 이에 따라 칩의 온도 분포가 불균일하게 되고 열팽창계수가 서로 다른 복합 물질로 구성된 칩의 특성상 칩의 불균일한 온도에 따라 칩의 열적 피로도 증가로 칩의 오동작 발생 확률이 증가하고 최종적으로는 칩의 수명을 단축케하는 문제점이 있다.In the conventional case, the contact between the chip and the heat pipe used is uneven. However, as such contactability is not uniform, heat is not evenly transferred from the chip surface to the heat pipe. As a result, the temperature distribution of the chip becomes uneven and the thermal fatigue of the chip increases according to the non-uniform temperature of the chip due to the characteristics of the chip made of a composite material having a different thermal expansion coefficient. There is a problem of shortening.
이에 본 발명은 상기 칩과 히트파이프 부착에 따른 칩의 장탈착이 어렵게 되는 문제점과, 칩과 히트파이프간의 충분한 접촉도 미달성에 따라 냉각효율이 감소되는 문제점과, 칩과 히트파이프간의 접촉의 불균일성에 따른 칩의 열적 피로도가 증가하는 문제점 등을 해소하기 위한 것으로서 장탈착이 용이한 칩 냉각용 히트파이프 고정장치를 제공하여 칩의 고장시 칩을 교체하고 냉각 효율을 증대하고자 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has a problem in that it is difficult to mount or detach the chip due to the attachment of the chip and the heat pipe, the problem that the cooling efficiency decreases due to insufficient contact between the chip and the heat pipe, and the nonuniformity of the contact between the chip and the heat pipe. The purpose of the present invention is to solve the problem of increasing the thermal fatigue of the chip, and to provide a heat pipe fixing device for chip cooling that is easy to install and detach, thereby replacing the chip when the chip breaks down and increasing the cooling efficiency.
도 1 은 본 발명에 의한 일실시예로서 PCB위에 발열칩과 히트파이프를 장착하기 전의 펼침 사시도.1 is an exploded perspective view before mounting the heating chip and the heat pipe on the PCB as an embodiment according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 의한 일실시예로서 PCB위에 발열칩과 히트파이프를 장착한 후의 완성사시도.Figure 2 is a complete perspective view after mounting the heating chip and the heat pipe on the PCB as an embodiment according to the present invention.
도 3 본 발명에 의한 히트파이프 고정용 클립의 사시도.3 is a perspective view of a heat pipe fixing clip according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : PCB 2 : 소켓1: PCB 2: Socket
3 : 발열칩 4 : 히트 파이프3: heat generating chip 4: heat pipe
5 : 클립5: Clip
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발열칩의 외측면을 둘러싸는 외곽부재를 PCB에 부착하여 설치하고, 상기 발열칩을 장착후 히트파이프를 부착하여 고정시키되, 상기 히트파이프와 발열칩사이에 열전도율이 좋은 완충부재를 삽입하고, 일측단부와 타측단부가 상기 외곽부재와 결합하여 상기 히트파이프의 상면을 눌러서 상기 히트파이프를 PCB에 밀착고정시키는 고정수단이 부가되어 히트파이프의 장착 및 탈착이 용이하게 한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention attaches and installs an outer member surrounding the outer surface of the heating chip on the PCB, and attaches and fixes the heat pipe after mounting the heating chip, and thermal conductivity between the heat pipe and the heating chip. Inserting a good cushioning member, the one end and the other end is combined with the outer member and the fixing means for pressing the upper surface of the heat pipe to closely fix the heat pipe to the PCB is added to facilitate the mounting and detachment of the heat pipe. It is characterized by one.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일시예에 의한 클립을 이용한 히트파이프 고정장치의 전개 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a heat pipe fixing device using a clip according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 PCB(1)와 그 PCB(1)에 장착되는 발열칩(3)과 그 발열칩의 외측부를 둘러싸도록 상기 PCB(1)에 설치되는 외곽부재인 소켓(2)과, 상기 발열칩(3)을 냉각시키기 위한 히트파이프(4)와 그 히트파이프(4)을 고정시키는 고정수단인 클립(5)이 도시되어 있다.As shown, the PCB 1 and the heat generating chip 3 mounted on the PCB 1 and the socket 2 which is an outer member installed on the PCB 1 to surround the outer portion of the heat generating chip, and the heat generation A heat pipe 4 for cooling the chip 3 and a clip 5 as fastening means for fixing the heat pipe 4 are shown.
도 1에 도시된 바와 같이 발열칩(3)을 장착하기 전부터 PCB위에 부착되어 있는 칩 고정 장치인 소켓(2) 내에 발열칩(3)을 끼워놓은 후 상기 칩(3)의 상면에 칩(3)을 냉각시키는 냉각 모듈인 히트파이프(4)를 부착한다. 칩(3)과 히트파이프(4) 사이에는 접촉시 틈새를 메꾸어주는 충간재료를 집어넣도록 하는데 예를들면 충간 재료로는 열적 전도도가 좋은 충전재료인 열컴파운드(Thermal Compound) 등을 바르도록 한다. 상기의 열컴파운드등의 사용으로부터 칩(3)과 히트파이프(4)의 접촉도가 완벽하게 이루어지게 된다. 그리고서는 장착된 칩(3)과 히트파이프(4)를 고정하기 위하여 고정수단인 클립(5)을 사용한다. 상기 클립(5)은 그 일측단부가 상기 소켓(2)의 일측부에 결합되고 상기 히트파이프(4)의 상면을 가로질러 상기 히트파이프(4)의 타측과 탄성력에 의해 결합되어 상기 히트파이프의 장탈착이 용이하게 한다.As shown in FIG. 1, the heating chip 3 is inserted into the socket 2, which is a chip fixing device attached to the PCB, before the heating chip 3 is mounted, and then the chip 3 is placed on the upper surface of the chip 3. ) Is attached to a heat pipe (4) that is a cooling module for cooling. An intervening material is inserted between the chip 3 and the heat pipe 4 to fill a gap during contact. For example, the intercalation material is applied with a thermal compound, which is a filling material having good thermal conductivity. . The contact between the chip 3 and the heat pipe 4 is made perfect from the use of the above-described thermal compound. Then, a clip 5 as a fixing means is used to fix the mounted chip 3 and the heat pipe 4. One end of the clip 5 is coupled to one side of the socket 2, and is coupled to the other side of the heat pipe 4 by an elastic force across the upper surface of the heat pipe 4 so that Facilitates intestinal detachment
도 3은 본 발명에 의한 일 실시예에서 사용하는 클립의 형상을 나타낸 것으로서 구부린 형상으로부터 스프링의 형태를 가지며 클립의 재질로는 일반 강철, 강이 포함된 합금, 고탄성의 플라스틱류, 스텐레스 등 어느 것이나 상관이 없으나 선택조건으로서 적정의 탄성을 유지하여 반복 구부림을 통한 소성 변형이나 재료의 변곡점을 넘어선 파손 현상이 쉽게 일어나지 않아야 할 것이며, 회복 능력이 상당히 우수해야 함은 당연할 것이다.Figure 3 shows the shape of the clip used in one embodiment according to the present invention has a form of a spring from the bent shape and the material of the clip is any steel, alloy containing steel, high elastic plastics, stainless steel, etc. Although it does not matter, it should be maintained that the elasticity of the titration is maintained as an optional condition, so that plastic deformation through repeated bending or breakage beyond the inflection point of the material should not easily occur.
또한 클립의 형상은 도 3의 형태 뿐만아니라 어떠한 형태의 다면체라도 히트파이프와 칩간 접촉 부위에 따라 변형될 수 있는 형태이면 가능하며, 이에 따라 클립의 형태도 단면이 원형 뿐만 아니라 다각형 형태도 가능하다.In addition, the shape of the clip can be any shape that can be deformed according to the contact portion between the heat pipe and the chip, as well as the polyhedron of any shape, according to the shape of the clip can be polygonal as well as the cross-section of the clip.
상기 실시예의 경우 클립은 제작이 용이하고 형상 변이가 자유로운 어떠한 재질도 가능하기 때문에 가격이 매우 저렴하며 제작 방식도 매우 간단하다.In the case of the above embodiment, since the clip is easy to manufacture and can be made of any material free of shape variation, the price is very low and the manufacturing method is also very simple.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첩부된 도면에 의해 한정된 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변환 및 변경이 가능한 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and attached drawings, and it is common knowledge in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, conversions, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have
상기의 본 발명에 의하면 칩과 히트파이프간의 부착시 클립이 사용되면 칩과 히트파이프간의 장탈착이 용이하고 클립을 통하여 누르는 힘이 작용하여 칩과 히트파이프간의 접촉도가 향상되며 칩과 클립간 충간재료등을 삽입함으로서 칩으로부터 히트파이프에 열이 균일하게 전달됨으로써 칩으로부터 발생되는 효과적으로 히트파이프를 통하여 전달되고 이에 따른 칩의 온도 조절이 효율적으로 이루어져 칩의 수명을 연장시키는 효과가 있다.According to the present invention, when the clip is used when the chip and the heat pipe is attached, the chip and the heat pipe are easily attached and detached, and the pressing force is applied through the clip to improve the contact between the chip and the heat pipe, and the intercalation between the chip and the clip. Heat is uniformly transferred from the chip to the heat pipe by inserting the material, thereby effectively transferring the heat generated from the chip, thereby effectively controlling the temperature of the chip, thereby extending the life of the chip.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970058243A KR19990038493A (en) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Heat pipe fixing device for chip cooling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970058243A KR19990038493A (en) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Heat pipe fixing device for chip cooling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990038493A true KR19990038493A (en) | 1999-06-05 |
Family
ID=66086619
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019970058243A KR19990038493A (en) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Heat pipe fixing device for chip cooling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990038493A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020062454A (en) * | 2001-01-20 | 2002-07-26 | 엘지전자주식회사 | Radiation apparatus of notebook computer |
| KR100438294B1 (en) * | 2001-11-28 | 2004-07-02 | 엘지전자 주식회사 | Cooler for IC |
| KR100932189B1 (en) * | 2008-03-26 | 2009-12-16 | 알트론 주식회사 | Support heat dissipation device with removable block |
| KR20150043646A (en) * | 2013-10-14 | 2015-04-23 | 엘지전자 주식회사 | An air conditioner |
-
1997
- 1997-11-05 KR KR1019970058243A patent/KR19990038493A/en not_active Application Discontinuation
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