KR19990050155A - Clip Heatsink - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 칩 패키지의 방열을 위하여 패키지 몸체 외부에 부착시킬 수 있는 클립형 히트싱크(heatsink)에 관한 것으로서, 열전도성 재료로 이루어져 있으며, 반도체 칩 패키지의 패키지 몸체가 끼워져 그 패키지 몸체의 적어도 두 면 이상과 접촉하여 탄력적으로 클램핑하도록 서로 마주보는 제 1압착부와 제 2압착부 및 제 1압착부와 제 2압착부의 거리를 결정하며 그들을 일체로 연결하는 연결부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 클립형 히트싱크는 반도체 칩 패키지, 특히 높은 소비전력을 갖는 패키지의 조립후에 간편하게 장착하는 공정에 의해 패키지에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 방출시키는 효과가 있으며, 모듈에도 간단하게 적용되어 열방출 효과를 얻을 수 있는 이점(利點)이 있다.The present invention relates to a clip-type heat sink that can be attached to the outside of the package body for heat dissipation of the semiconductor chip package, and is made of a thermally conductive material, wherein the package body of the semiconductor chip package is fitted to at least two sides of the package body. It characterized in that it has a connecting portion for determining the distance between the first pressing portion and the second pressing portion and the first pressing portion and the second pressing portion facing each other to elastically clamp in contact with the above and integrally connect them. Such a clip type heat sink effectively dissipates heat generated from the package to the outside by a simple mounting process after assembling a semiconductor chip package, especially a package having a high power consumption. There is an advantage that can be obtained (利 點).
Description
본 발명은 반도체 칩 패키지용 히트싱크(heatsink)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 칩 패키지의 방열을 위하여 패키지 몸체 외부에 부착시킬 수 있는 클립형 히트싱크에 관한 것이다.The present invention relates to a heat sink for a semiconductor chip package, and more particularly, to a clip type heat sink that can be attached to the outside of a package body for heat dissipation of a semiconductor chip package.
일반 디램(DRAM)이 중앙처리장치의 정보처리 속도에 따라가지 못해 나타나는 데이터 병목현상을 해결하기 위해 디바이스의 고속화, 고주파수화가 가능하게 한 제품들이 출현하였다. 이와 같이 제품의 실장을 위하여 종래의 패키지 구조와는 달리 패키지의 한쪽변에 전기적 접속 단자의 역할을 하는 외부리드가 부착되는 수직 실장형 패키지(SVP ;Surfacemount Vertical Package) 또는 수평 실장형 패키지(SHP ;Surfacemount Horizontal package)와 같은 타입의 패키지가 등장하게 되었다.In order to solve the data bottleneck that the general DRAM (DRAM) cannot keep up with the information processing speed of the central processing unit, products that enable high speed and high frequency of devices have emerged. As such, unlike a conventional package structure for mounting a product, a vertical mount package (SVP; Surfacemount Vertical Package) or a horizontal mount package (SHP) to which an external lead that serves as an electrical connection terminal is attached to one side of the package. Packages such as Surfacemount Horizontal package have emerged.
도 1은 일반적인 수직 실장형 패키지의 측면도이다.1 is a side view of a typical vertically mounted package.
도 1에 도시된 것과 같이 외부리드(12)는 수직 실장에 적합하도록 패키지 몸체(11)의 일측변으로 돌출되어 절곡된 형태를 갖고 있다. 한쪽변에 외부리드(12)가 위치하기 때문에 데이터의 입출력 경로가 짧아지고 핀간의 데이터 경로가 유사하여 고주파수에 대응이 용이하여 고속 디바이스의 동작에 유리함으로 해서 이와 같은 수직 실장형 패키지(10) 구조가 적용되고 있다.As shown in FIG. 1, the outer lead 12 protrudes to one side of the package body 11 and is bent to be suitable for vertical mounting. Since the external lead 12 is located on one side, the input / output path of the data is shortened and the data path between pins is similar, so that it is easy to cope with high frequency, which is advantageous for the operation of a high-speed device. Is being applied.
이와 같은 구조의 패키지(10)는 기존의 제품에 비해 높은 소비전력량을 보이며, 단변에 데이터 전송과 전력 공급을 위한 외부리드가 위치해 인쇄회로기판 상에 수직/수평으로 실장되게 되는데, 일변쪽으로 돌출되는 외부리드(12)를 갖는 구조이기 때문에 인쇄회로기판을 통한 열방출에 불리하며, 또한 수직 실장형 패키지가 실제 사용될 때는 다수개(4~32)의 패키지가 작은 피치로 실장되기 때문에 동작시 발생하는 열이 효과적으로 방출되지 못할뿐만 아니라 인접 패키지에까지 영향을 미치게 되어 단일 패키지 실장시에 비해 열악한 환경을 구성하게 된다. 때문에 고전력 제품의 패키지에 있어서는 각 구성요소의 열방출과 더불어 모듈 실장시에도 열방출은 중요한 요소이다.The package 10 has a higher power consumption than the conventional products, and external leads for data transmission and power supply are located on the short side and mounted vertically or horizontally on the printed circuit board. It is disadvantageous for heat dissipation through a printed circuit board because it has a structure having an external lead 12, and when a vertically mounted package is actually used, a plurality of packages (4 to 32) are mounted at a small pitch, Not only does heat dissipate effectively, but it also affects adjacent packages, creating a harsh environment compared to a single package. Therefore, in the package of high power products, heat dissipation is an important factor even when the module is mounted together with heat dissipation of each component.
도 2는 히트싱크를 갖는 일반적인 형태의 반도체 칩 패키지의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a general type semiconductor chip package having a heat sink.
기존의 반도체 칩 패키지(20)는 열방출 문제를 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 리드프레임(22)에 히트싱크(23)를 부착하고 반도체 칩(24)과도 이 히트싱크(23)가 부착되도록 하는 형태로 히트싱크를 내장하게 하거나 이 히트싱크가 외부로 노출되도록한 상태에서 패키지 조립을 하여 열방출 문제를 해결하려 했다.In order to solve the heat dissipation problem, the conventional semiconductor chip package 20 attaches a heat sink 23 to the lead frame 22 as shown in FIG. 2, and the heat sink 23 is also provided with the semiconductor chip 24. We tried to solve the heat dissipation problem by incorporating a heat sink in a form that allows it to be attached or by assembling a package with the heat sink exposed to the outside.
그러나, 기존에는 리드프레임에 히트싱크를 부착한 상태에서 패키지 조립을 하거나 패키지 조립 공정에서 히트싱크를 부착하였다. 이로 인하여 패키지 조립 공정은 히트싱크로 인하여 패키지 몸체를 형성하는 수지 성형(molding)에 대한 안정성이나 수지 성형 후의 크랙의 발생 문제, 공정의 증가로 인한 생산성 문제 등등 여러 가지 점들이 고려되어져야 했다.However, in the past, the package was assembled with the heat sink attached to the lead frame or the heat sink was attached during the package assembly process. For this reason, the package assembly process had to consider various factors such as stability of resin molding (molding) forming the package body due to the heat sink, problems of cracking after the resin molding, productivity problems due to the increase of the process, and the like.
본 발명의 목적은 반도체 칩 패키지, 특히 높은 소비전력을 갖는 패키지의 효과적 열방출을 위해 조립후 간편하게 장착할 수 있는 반도체 칩 패키지용 히트싱크를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a heat sink for a semiconductor chip package that can be easily mounted after assembly for effective heat dissipation of a semiconductor chip package, especially a package having a high power consumption.
도 1은 일반적인 수직 실장형 패키지의 측면도,1 is a side view of a typical vertically mounted package,
도 2는 히트싱크(heatsink)를 갖는 일반적인 형태의 반도체 칩 패키지의 단면도,2 is a cross-sectional view of a semiconductor chip package of a general type having a heatsink;
도 3은 본 발명에 의한 클립 히트싱크의 제 1실시예를 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing a first embodiment of a clip heat sink according to the present invention;
도 4는 도 3의 클립 히트싱크가 적용된 상태를 나타낸 측면도,4 is a side view illustrating a state in which the clip heat sink of FIG. 3 is applied;
도 5는 본 발명에 의한 클립 히트싱크의 제 2실시예가 적용된 상태를 나타낸 측면도,5 is a side view showing a state in which a second embodiment of a clip heat sink according to the present invention is applied;
도 6은 본 발명에 의한 클립형 히트싱크의 제 3실시예를 나타낸 사시도,6 is a perspective view showing a third embodiment of a clip-type heat sink according to the present invention;
도 7은 도 6의 클립형 히트싱크가 적용된 상태를 나타낸 측면도,7 is a side view illustrating a state in which the clip type heat sink of FIG. 6 is applied;
도 8은 본 발명에 의한 클립형 히트싱크의 제 4 실시예를 나타낸 측면도,8 is a side view showing a fourth embodiment of a clip-type heat sink according to the present invention;
도 9는 본 발명에 의한 클립형 히트싱크의 제 5실시예를 나타낸 측면도이다.9 is a side view showing a fifth embodiment of a clip-type heat sink according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10; 수직 실장형 패키지 11; 패키지 몸체10; Vertical mount package 11; Package body
12; 외부리드 20; 수평 실장형 패키지12; Outer lead 20; Horizontal mount package
30,40,50; 클립형 히트싱크 31,41; 제 1압착부30,40,50; Clip-type heat sinks 31,41; First crimping part
32,42; 제 2압착부 33,43; 연결부32,42; Second crimp sections 33,43; Connection
51; 방열판51; Heatsink
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 히트싱크는 히트싱크를 패키지 조립후에 장착할 수 있도록 반도체 칩 패키지의 패키지 몸체에 탈착이 가능한 클립 형태를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.The heat sink for a semiconductor chip package according to the present invention for achieving the above object is characterized in that it has a clip form detachable to the package body of the semiconductor chip package to mount the heat sink after the package assembly.
이 클립 형태의 히트싱크는 열전도성 재료로 이루어져 있으며, 반도체 칩 패키지의 패키지 몸체가 끼워져 그 패키지 몸체의 적어도 두 면 이상과 접촉하여 탄력적으로 클램핑하도록 서로 마주보는 제 1압착부와 제 2압착부 및 제 1압착부와 제 2압착부의 거리를 결정하며 그들을 일체로 연결하는 연결부로 구분될 수 있다.The clip-shaped heat sink is made of a thermally conductive material, and includes first and second compression parts facing each other so that the package body of the semiconductor chip package is fitted and contacts and elastically clamps at least two surfaces of the package body. The distance between the first compression portion and the second compression portion can be divided into a connection portion for integrally connecting them.
이 클립형 히트싱크는 패키지 몸체의 클램핑에 적합한 가장 간단한 형태인 "⊂"자 형태를 갖도록 하여 쉽게 적용할 수 있다.The clip-type heatsink can be easily applied by having a “⊂” shape, which is the simplest form suitable for clamping the package body.
또한, 이 클립형 히트싱크는 수직 실장형이나 수평 실장형 패키지에 모두 적용이 가능하다. 수직 실장형 패키지일 경우에 클립 히트싱크는 제 1압착부와 제 2압착부중 적어도 어느 하나를 반도체 칩 패키지의 패키지 몸체와 면접촉되도록 하고, 연결부가 제 1압착부와 제 2압착부에 의해 클램핑하도록 절곡시킨 구조를 갖게하면 된다. 그리고, 수평 실장형 패키지일 경우에 클립 히트싱크는 제 1압착부와 제 2압착부가 절곡되어 있고, 연결부가 패키지 몸체의 일면과 면접촉되도록 하는 구조를 갖게 하면 된다.The clip-type heatsink can also be applied to either vertically mounted or horizontally mounted packages. In the case of a vertically mounted package, the clip heat sink causes at least one of the first and second compression parts to be in surface contact with the package body of the semiconductor chip package, and the connection part is clamped by the first and second compression parts. It is good to have the structure bent to make it. In the case of the horizontally mounted package, the clip heat sink may have a structure in which the first crimping portion and the second crimping portion are bent, and the connecting portion is in surface contact with one surface of the package body.
열방출의 효과를 극대화시키기 위해서 상기 구조의 클립형 히트싱크를 열전도성 재료로 이루어진 별도의 방열판에 여러 개 부착시킨 구조를 갖게 할 수 있다. 물론, 단일 히트싱크에 방열판을 부착시킬 수도 있다. 그리고, 방열판은 상부에 요철이 형성된 형태를 적용하면 표면적이 증가하여 공기와 접하는 면적이 증가하기 때문에 열방출 효과가 더욱 향상될 수 있다.In order to maximize the effect of heat dissipation, it is possible to have a structure in which a plurality of clip-type heat sinks of the above structure are attached to a separate heat sink made of a thermally conductive material. Of course, a heat sink can also be attached to a single heat sink. The heat dissipation plate may further improve heat dissipation effect because the surface area of the heat sink is increased by increasing the surface area in contact with air.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 클립형 히트싱크를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a clip type heat sink according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 의한 클립 히트싱크의 제 1실시예를 나타낸 사시도이고,3 is a perspective view showing a first embodiment of a clip heat sink according to the present invention;
도 4는 도 3의 클립 히트싱크가 적용된 상태를 나타낸 측면도이고,4 is a side view illustrating a state in which the clip heat sink of FIG. 3 is applied;
도 5는 본 발명에 의한 클립 히트싱크의 제 2실시예가 적용된 상태를 나타낸 측면도이다.5 is a side view showing a state in which the second embodiment of the clip heat sink according to the present invention is applied.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 클립 히트싱크(30)는 "⊂"자 형상을 갖고 있으며, 제 1압착부(31)와 제 2압착부(33) 및 연결부(32)로 구분되고, 제 1압착부(31)와 제 2압착부(33)는 평판 형태이고 연결부(32)가 굴곡된 형태이다. 이와 같은 클립형 히트싱크(30)는 도 4에 나타난 것과 같이 수직 실장형 패키지(10)에 적용될 수 있다. 즉, 제 1압착부(31)와 제 2압착부(33)가 각각 패키지 몸체(11)의 양면에 밀착성이 좋도록 면접촉되어 패키지 몸체(11)를 클램핑한다. 패키지 몸체(11)로부터 발생된 열은 제 1압착부(31)와 제 2압착부(33)에 전달되어 분산되거나 외부로 방출된다.Referring to FIG. 3, the clip heat sink 30 according to the present invention has a “⊂” shape and is divided into a first crimping part 31, a second crimping part 33, and a connecting part 32. The first crimping portion 31 and the second crimping portion 33 are in the form of a flat plate and the connecting portion 32 is curved. The clip type heat sink 30 may be applied to the vertical package 10 as shown in FIG. 4. That is, the first pressing part 31 and the second pressing part 33 are in surface contact so as to have good adhesion to both surfaces of the package body 11, respectively, to clamp the package body 11. The heat generated from the package body 11 is transmitted to the first compression part 31 and the second compression part 33 to be distributed or released to the outside.
도 5를 참조하면, 여기서 클립형 히트싱크(35)는 제 2압착부(37)만 패키지 몸체(11)의 일면과 면접촉하고 있으며, 역시 제 1압착부(36)와 제 2압착부(37)가 패키지 몸체(11)를 클램핑하고 있다.Referring to FIG. 5, in the clip type heat sink 35, only the second pressing portion 37 is in surface contact with one surface of the package body 11, and the first pressing portion 36 and the second pressing portion 37 are also in surface contact. ) Is clamping the package body 11.
즉, 본 발명에 의한 클립형 히트싱크는 제 1압착부(31,36)와 제 2압착부(33,37)중 적어도 어느 하나가 패키지 몸체(11)에 면접촉하도록 함과 동시에 제 1압착부(31,36)와 제 2압착부(33,37)가 패키지 몸체(11)를 클램핑하도록 함으로써 수직 실장형 패키지(10)에 쉽게 적용될 수 있다.That is, in the clip type heat sink according to the present invention, at least one of the first pressing parts 31 and 36 and the second pressing parts 33 and 37 is brought into surface contact with the package body 11 and the first pressing part is provided. By allowing the 31 and 36 and the second pressing portions 33 and 37 to clamp the package body 11, it can be easily applied to the vertically mounted package 10.
도 6은 본 발명에 의한 클립형 히트싱크의 제 3실시예를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6의 클립형 히트싱크가 적용된 상태를 나타낸 측면도이다.Figure 6 is a perspective view showing a third embodiment of the clip-type heat sink according to the present invention, Figure 7 is a side view showing a state in which the clip-type heat sink of Figure 6 is applied.
본 발명에 의한 클립 히트싱크는 도 6에 도시된 것과 같이 제 1압착부(41)와 제 2압착부(43)가 굴곡된 형태를 갖게 하고, 연결부(42)가 평판 형태를 갖도록 함으로써 도 7에서 나타난 것과 같이 수평 실장형 패키지(20)에 적용이 가능하다. 즉, 제 1압착부(41)와 제 2압착부(43)는 순수하게 패키지 몸체(21)를 클램핑하는 역할을 하도록 하고, 연결부(42)가 패키지 몸체(21)의 일면에 면접촉되도록 함으로써 그 적용이 가능하다. 바람직하게 적용될 수 있는 수평 실장형 패키지(20)는 양측변으로 외부리드(22)가 돌출된 형태이며, 그것은 외부리드(22)가 돌출되지 않은 두변쪽을 클램핑할 수 있기 때문이다.Clip heatsink according to the present invention, as shown in Figure 6, the first crimping portion 41 and the second crimping portion 43 has a curved shape, and the connecting portion 42 to have a flat plate form Figure 7 As can be seen in the horizontally mounted package 20 can be applied. That is, the first crimping part 41 and the second crimping part 43 serve to clamp the package body 21 purely, and the connection part 42 is brought into surface contact with one surface of the package body 21. Its application is possible. The horizontally mounted package 20, which can be preferably applied, has a form in which the outer lead 22 protrudes on both sides, since the outer lead 22 can clamp the two sides on which the outer lead 22 does not protrude.
도 8은 본 발명에 의한 클립형 히트싱크의 제 4 실시예를 나타낸 측면도이고, 도 9는 본 발명에 의한 클립형 히트싱크의 제 5실시예를 나타낸 측면도이다.8 is a side view showing a fourth embodiment of the clip type heat sink according to the present invention, and FIG. 9 is a side view showing a fifth embodiment of the clip type heat sink according to the present invention.
본 발명에 의한 클립형 히트싱크는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같은 구조를 갖게 하여 모듈에 적용시킬 수 있다. 도 8은 복수의 수직 실장형 패키지(10)가 소정 간격을 두고 실장되는 경우에 적합한 형태의 클립형 히트싱크(50)로서, 연결부(32)가 평판 형태의 방열판(51)에 부착되어 있는 구조를 갖고 있다. 이와 같은 구조의 클립 히트싱크(50)는 각각의 패키지(10)에서 발생된 열이 제 1압착부(31)와 제 2압착부(33) 및 연결부(32)에 전도되고 이 열이 다시 방열판(51)에 전도되어 분산 또는 발산될 수 있다. 도 9는 수평 실장형 패키지(20)에 적용된 형태로서, 방열판(56)의 상부에 요철이 형성되어 있으며, 이 요철에 의해 표면적이 증가하게 되어 공기와 접하는 면적이 증가됨으로써 열방출 효과가 향상될 수 있다. 이 클립형 히트싱크(55)는 방열판(56) 자체를 요철을 갖도록 형성하거나 별도에 핀을 부착하여 제조할 수 있다. 물론, 이 방열판(55)에 팬을 부착하여 강제로 패키지로부터의 열을 냉각시킬 수도 있다.The clip type heat sink according to the present invention can be applied to a module by having a structure as shown in FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a clip-type heat sink 50 suitable for a case where a plurality of vertically mounted packages 10 are mounted at predetermined intervals, and the connection portion 32 is attached to a heat sink 51 having a flat plate shape. Have In the clip heat sink 50 having such a structure, heat generated in each package 10 is conducted to the first crimping portion 31, the second crimping portion 33, and the connecting portion 32, and the heat is again radiated to the heat sink. It may be conducted to 51 to be dispersed or diverged. 9 is a shape applied to the horizontal package 20, the concave-convex is formed on the top of the heat sink 56, the surface area is increased by the concave-convex to increase the area in contact with air to improve the heat dissipation effect Can be. The clip type heat sink 55 may be manufactured by forming the heat sink 56 itself to have irregularities or by attaching a fin to the heat sink 56 itself. Of course, a fan may be attached to the heat sink 55 to forcibly cool the heat from the package.
이상에서 설명한 바와 같은 클립형 히트싱크는 반도체 소자를 중심으로 하는 조립 공정외에 별도의 공정으로 제조하여, 조립이 완료된 반도체 칩 패키지의 패키지 몸체에 밀착된 부분을 갖도록 끼워주는 간단한 작업에 의해 패키지의 방열 효과를 상승시킬 수 있다. 물론, 히트싱크는 부착 강도와 패키지와 밀착성을 고려하여 열전도도가 좋고 탄성을 갖는 소재로 절곡 형성하여 만든다.As described above, the clip-type heat sink is manufactured by a separate process in addition to the assembly process centering on the semiconductor element, and the heat dissipation effect of the package is achieved by a simple operation of inserting the semiconductor chip package in close contact with the package body. Can be raised. Of course, the heat sink is made by bending and forming a material having good thermal conductivity and elasticity in consideration of adhesion strength and adhesion to the package.
따라서 본 발명에 의한 클립형 히트싱크의 구조에 따르면 반도체 칩 패키지, 특히 높은 소비전력을 갖는 패키지의 조립후에 간편하게 장착하는 공정에 의해 패키지에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 방출시키는 효과가 있으며, 모듈에도 간단하게 적용되어 열방출 효과를 얻을 수 있는 이점(利點)이 있다.Therefore, according to the structure of the clip-type heat sink according to the present invention, there is an effect of effectively dissipating heat generated from the package to the outside by a process of simply mounting after assembling the semiconductor chip package, especially a package having a high power consumption, and is also simple to the module. It is advantageously applied to obtain a heat dissipation effect.
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KR1019970069217A KR19990050155A (en) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Clip Heatsink |
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