KR20020000380A - 히트싱크 체결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트싱크 체결장치의 구조를 단순화하여 히트싱크를 프린트회로기판에 용이하게 고정 및 분리시킬 수 있도록 하는 히트싱크 체결장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한, 히트싱크 체결장치는 체결구멍이 형성된 히트싱크를 결합구멍이 형성된 프린트회로기판에 체결시키는 히트싱크 체결장치에 있어서,

상기 체결구멍과 결합구멍에 끼움되며 결합구멍을 통과하는 단부측에 고리형태의 고정홈이 형성되는 샤프트와; 상기 프린트회로기판의 저부면에 접촉되며 샤프트가 일측에서 끼워지는 절개홈이 형성된 받침판과, 이 받침판의 일측에서 소정각도로 굽힘 연장되어 상,하 탄력적인 변위를 가지며 끝단부가 샤프트의 고정홈을 지지하는 한쌍의 탄성지지편이 형성된 클램프 부재로 이루어진다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 히트싱크 체결장치는 작업자가 탄성지지편을 가압하고 받침판을 이동시키는 단순한 작업만으로 히트싱크와 프린트회로기판을 간단하게 고정 및 분해시킬 수 있으므로 조립 작업성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 클램프부재가 지닌 자체 탄성력을 이용하여 집적회로패키지의 방열면과 히트싱크의 모체부 사이에 일정한 압력이 작용되도록 함으로써 방열효과를 균일하게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

히트싱크 체결장치{Heatsink fixing device}

본 발명은 대량의 열을 발생하는 반도체와 같은 집적회로패키지의 방열특성을 보장하는 히트싱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간편하게 히트싱크를 집적회로패키지에 부착 및 탈착시킬 수 있도록 하는 히트싱크 체결장치에 관한 것이다.

최근들어 소형화 및 고신뢰성이 요구되는 전자기기, 예를 들면 퍼스널컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자기기에는 고성능을 이루기 위한 집적회로패키지(반도체, 칩)가 사용되고 있으며, 이 집적회로패키지에서 발생되는 열은 성능을 저하시키는 원인이 되므로 히트싱크를 통해 방열시키고 있다.

이러한, 히트싱크는 다양한 형태의 것이 공지되어 있으나 통상적으로 열전도율이 우수한 재질로 제작되며, 집적회로패키지로부터 전달된 열을 대기중으로 신속하게 방열시키기 위한 방열구조를 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 히트싱크를 나타낸 단면도로서, 종래의 히트싱크(100)는 프린트회로기판(120)에 장착되는 집적회로패키지(110)의 상면에 위치된 상태에서 체결장치(130)에 의해 프린트회로기판(120)에 고정된다.

종래의 히트싱크(100)는 집적회로패키지(110)의 방열면인 상부면에 접촉되는 모체부(01)와, 이 모체부(01)로 전달되는 열을 대기중으로 방열시키는 방열핀(105)과, 상기 모체부(01)가 집적회로패키지(110)에 견고하게 접한 상태를 유지시키는 체결장치(130)로 이루어진다.

히트싱크(100)의 모체부(01)는 하부면이 평탄하게 형성되며, 이 하부면이 집적회로패키지(110)의 상부면에 접촉됨으로써 집적회로패키지(110)에서 발생되는 열을 전도받게 된다.

그리고, 모체부(01)의 상측에는 다수개의 방열핀(105)이 일정간격을 두고 수직하게 형성되어 있으며, 이러한 방열핀(105)은 전도된 열을 강제대류나 자연대류에 의해 대기중으로 신속하게 방출하는 역할을 한다.

여기서, 상기 히트싱크(100)와 프린트회로기판(120)은 상호 일치되는 다수의 지점에 동일한 크기의 체결구멍(102) 및 결합구멍(121)이 형성되며, 이 체결구멍(102) 및 결합구멍(121)에는 도 2에 나타낸 바와 같은 체결장치(130)가 끼워져 히트싱크(100)를 프린트회로기판(120)에 고정시키게 된다.

즉, 상기의 체결장치(130)는 크게 샤프트(131)와 코일스프링(135)으로 구성되며, 특히 샤프트(131)는 상부면에 체결구멍(102) 및 결합구멍(121)의 지름보다 큰 지름을 갖는 삽입부(132)가 형성되고, 하부면에는 체결구멍(102) 및 결합구멍(121)을 통과할 때 탄력적으로 수축 및 확장될 수 있도록 중앙의 절개홈(133)을 중심으로 양편으로 분리된 원뿔모양의 삽입부(132)가 구비된다.

이러한, 히트싱크 체결장치(130)는 샤프트(131)가 히트싱크(100)의 모체부(01)와 프린트회로기판(120)의 체결구멍(102) 및 결합구멍(121)을 관통된 뒤 확장된 삽입부(132)의 일측면이 프린트회로기판(120)의 결합구멍(121) 테두리면에 접촉됨으로써 역방향으로 이동되는 것이 방지되며, 코일스프링(135)은 샤프트(131)의 삽입부(132)와 히트싱크(100)의 모체부(01) 사이에서 상호 대향하는 방향으로 탄성지지력을 작용하여 히트싱크(100)가 집적회로패키지(110)에 밀접하게 접촉되도록 하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 히트싱크 체결장치(130)는 히트싱크(100)와 집적회로패키지(110)와의 접촉률이 양호할수록 방열효과가 상승되므로 체결장치(130)의 샤프트(131)를 하방향으로 무리한 힘을 가하여 진행시키는 조립과정에서 프린트회로기판(120)이나 집적회로패키지(110)가 파손되는 문제점이 있었다.

특히 조립이 완료된 체결장치(130)의 샤프트(131)를 프린트회로기판(120)에서 분리시키기 어려울 뿐만 아니라 조립 작업중 프린트회로기판(120) 또는 집적회로패키지(110)가 파손되는 문제점을 초래한다.

즉, 샤프트(131)를 프린트회로기판(120)에서 분리시키기 위해서는 삽입부(132)를 양측에서 소정의 힘으로 눌러 수축되도록 한 상태에서 동시에 상측으로 즉, 히트싱크(100)측으로 밀어올려야 하므로 작업성이 대단히 불량한 단점이 있으며, 아울러 샤프트(131)를 여러번 반복하여 체결구멍(102) 및 결합구멍(121)에 조립 및 분해시키면 합성수지재로 성형된 삽입부(132)가 영구 변형되어 탄성변형률이 저하됨으로써 제기능을 수행하지 못하게 되는 문제점을 초래한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 히트싱크 체결장치의 구조를 단순화하여 히트싱크를 프린트회로기판에 용이하게 고정 및 분리시킬 수 있도록 하는 히트싱크 체결장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 히트싱크의 체결상태를 나타낸 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 체결장치를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 히트싱크의 체결상태를 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 히트싱크 체결장치를 나타낸 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 히트싱크 2 : 모체부

3 : 체결구멍 4 : 집적회로패키지

5 : 프린트회로기판 6 : 결합구멍

10 : 체결장치 11 : 샤프트

12 : 머리부 13 : 고정홈

15 : 클램핑부재 16 : 받침판

17 : 절개홈 18 : 탄성지지편

19 : 끼움홈

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 히트싱크 체결장치는 체결구멍이 형성된 히트싱크를 결합구멍이 형성된 프린트회로기판에 체결시키는 히트싱크 체결장치에 있어서,

상기 체결구멍과 결합구멍에 끼움되며 결합구멍을 통과하는 단부측에 고리형태의 고정홈이 형성되는 샤프트와;

상기 프린트회로기판의 저부면에 접촉되며 샤프트가 일측에서 끼워지는 절개홈이 형성된 받침판과, 이 받침판의 절개홈 일측에서 소정각도로 굽힘 연장되어 상,하 탄력적인 변위를 가지며 끝단부가 샤프트의 고정홈을 지지하는 한쌍의 탄성지지편이 형성된 클램프 부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 히트싱크 체결장치를 설명하면 다음과 같다.

도 3내지 도 4는 본 발명에 따른 히트싱크 체결장치을 나타낸 구성도 및 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 프린트회로기판(5)에는 집적회로패키지(4)가 장착되며, 이 집적회로패키지(4)의 상부면인 방열면에는 히트싱크(1)의 모체부(2)가 밀착 접촉된 상태로 히트싱크 체결장치(10)에 의해 프린트회로기판(5)에 고정된다.

본 발명에 따른 히트싱크 체결장치(10)는 크게 샤프트(11)와 클램핑부재(15)로 구성된다.

샤프트(11)는 히트싱크(1)의 모체부(2)에 형성된 체결구멍(3)과 프린트회로기판(5)에 형성된 결합구멍(6)을 관통하도록 소정의 길이를 갖는 일종의 고정기둥으로서 통상 원기둥 형태로 이루어지며, 일측끝단은 체결구멍(3)과 결합구멍(6) 보다 큰 지름을 갖는 확장된 머리부(12)가 형성된다.

이러한, 샤프트(11)는 히트싱크(1)의 상부면에서 하부방향으로 즉, 모체부(2)에 형성된 체결구멍(3)에 삽입되어 하측으로 진행되어 프린트회로기판(5)의 결합구멍(6)을 관통하게 되며, 결합구멍(6)을 관통한 끝단부측에 고리형상의 고정홈(13)이 형성된다.

여기서, 샤프트(11)는 체결구멍(3)과 결합구멍(6)에 원활하게 삽입될 수 있도록 체결구멍(3)과 결합구멍(6)보다 작은 지름을 갖도록 성형되는 것이 바람직하다.

클램핑부재(15)는 통상 탄성반발력이 우수한 재질로 성형되며, 샤프트(11)의 축방향으로 소정의 탄성지지력을 작용하여 샤프트(11)를 하방향으로 진행시킴과 동시에 프린트회로기판(5)을 상방향으로 진행시키는 작용을 수행한다.

이러한, 클램핑부재(15)는 크게 판재형의 받침판(16)과, 이 받침판(16)에서 소정각도로 절곡 연장되고 탄력적인 변위를 갖는 한쌍의 탄성지지편(18),(19)으로 이루어진다.

상기 받침판(16)은 통상의 판재형으로 프린트회로기판(5)의 저부면에 밀착되어 접촉되고, 샤프트(11)가 일측에서 끼워질 수 있도록 절개홈(17)이 형성된다.

여기서, 받침판(16)의 절개홈(17)은 입구측에서 내측으로 진행하면서 폭이 좁아지도록 형성되며, 특히 내측의 폭넓이는 샤프트(11)의 지름에 비례하는 넓이를 갖도록 이루어진다.

상기 한쌍의 탄성지지편(18)(19)은 받침판(16)에 일체로 형성되는 것으로,받침판(16)에 형성된 절개홈(17)의 입구측 양편에서 각각 굽힘 성형된다.

즉, 상기의 탄성지지편(18)(19)은 도 4에 나타낸 바와 같이 받침판(16)의 소정위치에서 굽힘되어 그 일단부가 상방향으로 경사져 있으며, 그 끝단부는 받침판(16)에 대하여 소정간격 이격된 위치에서 평행하도록 절곡된다.

이러한, 한쌍의 탄성지지편(18)(19)은 끝단부로 진행하면서 상호간의 간격이 좁아지도록 이루어지며, 절곡된 끝단부는 상호 대향하는 방향으로 샤프트(11)의 고정홈(13)이 끼워지도록 고정홈(13)에 비례하는 크기를 갖는 반원호형의 끼움홈(18a),(19a)이 각각 형성된다.

특히 상기의 탄성지지편(18)(19)은 받침판(16)에서 이격되는 방향으로 탄력적인 반발력을 갖도록 탄성변형되는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 히트싱크 체결장치의 조립과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 집적회로패키지(4)가 프린트회로기판(5)에 장착된 상태에서 집적회로패키지(4)의 상부면인 방열면에 히트싱크(1)의 모체부(2)를 견고하게 접촉되도록 한다.

이때 상기 히트싱크(1)의 모체부(2)에 형성된 체결구멍(3)과 프린트회로기판(5)에 형성된 결합구멍(6)이 일치되어야 한다.

이어서, 샤프트(11)를 상기 히트싱크(1)의 모체부(2)에 형성된 체결구멍(3)으로 삽입시켜 프린트회로기판(5)의 결합구멍(6)으로 관통되도록 하면, 상기 히트싱크(1)와 프린트회로기판(5)은 좌,우 방향으로의 이동이 방지된다.

한편 상기 샤프트(11)는 머리부(12)의 직경이 모체부(2)의 체결구멍(3)에 비하여 크므로 머리부(12)가 체결구멍(3)에 걸림되어 이동이 제한된다.

이 상태에서 상기 프린트회로기판(5)을 관통한 샤프트(11)를 고정시키기 위해 클램핑부재(15)의 받침판(16)이 프린트회로기판(5)에 접촉되도록 위치시키고, 상기 받침판(16)을 이동시켜 절개홈(17)내로 프린트회로기판(5)을 관통한 샤프트(11)의 일단부가 위치되도록 한다.

그러면, 상기 받침판(16)의 절개홈(17) 내측 폭넓이가 샤프트(11)의 지름에 비례하므로, 상기 샤프트(11)는 일단부가 절개홈(17)내에 끼워진 상태를 이루게 된다.

이와 동시에 한쌍의 탄성지지편(18)(19) 사이로 샤프트(11)의 끝단부가 진입되며, 이 한쌍의 탄성지지편(18)(19)이 갖는 경사도에 의해 샤프트(11)의 고정홈(13)이 끼움홈(18a),(19a)에 위치되어 걸림 작용된다.

즉, 상기의 클램핑부재(15)는 받침판(16)이 프린트회로기판(5)의 저부면에 접촉된 상태에서 절개홈(17)이 샤프트(11)의 외주연을 지지하고, 한쌍의 탄성지지편(18)(19)에 형성된 끼움홈(18a),(19a)이 샤프트(11)의 고정홈(13)과 걸림 작용됨으로써 설치가 완료된다.

따라서, 상기와 같은 히트싱크 체결장치(10)는 샤프트(11)에 의해 히트싱크(1)와 프린트회로기판(5)이 상방향 및 좌,우방향으로의 이동이 제한되며, 클램핑부재(15)에 의해 프린트회로기판(5)과 샤프트(11)가 상호 대응되는 방향으로 진행되려는 탄력적인 지지력을 작용받는다.

즉, 상기 클램핑부재(15)에 의해 샤프트(11)는 하방향으로 진행되려는 탄력적인 지지력이 작용되고, 프린트회로기판(5)은 상방향으로 진행되려는 탄력적인 지지력을 작용받게 되므로, 히트싱크(1)의 모체부(2)는 집적회로패키지(4)의 방열면에 견고한 상태로 접촉하게 되어 균일한 방열효과를 유지시킬 수 있게 된다.

한편 상기와 같은 히트싱크 체결장치(10)의 조립과정을 역순으로 수행하면 클램핑부재(15)와 샤프트(11)를 분해시킬 수 있게 된다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 히트싱크 체결장치는 작업자가 탄성지지편을 가압하고 받침판을 이동시키는 단순한 작업만으로 히트싱크와 프린트회로기판을 간단하게 고정 및 분해시킬 수 있으므로 조립 작업성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 클램프부재가 지닌 자체 탄성력을 이용하여 집적회로패키지의 방열면과 히트싱크의 모체부 사이에 일정한 압력이 작용되도록 함으로써 방열효과를 균일하게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.

따라서, 종전의 히트싱크 체결장치에 비하여 조립성 및 조작성이 우수할 뿐만 아니라 조립과정에서 집적회로패키지에 가해지는 충격을 최소화 할 수 있으므로 조립 작업중 발생되는 불량률을 크게 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 체결구멍이 형성된 히트싱크를 결합구멍이 형성된 프린트회로기판에 체결시키는 히트싱크 체결장치에 있어서,

   상기 체결구멍과 결합구멍에 끼움되며 결합구멍을 통과하는 단부측에 고리형태의 고정홈이 형성되는 샤프트와;

   상기 프린트회로기판의 저부면에 접촉되며 샤프트가 일측에서 끼워지는 절개홈이 형성된 받침판과, 이 받침판의 절개홈 일측에서 소정각도로 굽힘 연장되어 상,하 탄력적인 변위를 가지며 끝단부가 샤프트의 고정홈을 지지하는 한쌍의 탄성지지편이 형성된 클램프 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트싱크 체결장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 받침판의 절개홈은 입구측에서 내측으로 진행하면서 폭이 좁아지며, 내측의 폭넓이는 샤프트의 지름에 비례하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 체결장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 한쌍의 탄성지지편의 끝단부는 받침판에 대하여 평행하도록 절곡되고 상호 마주보는 방향으로 샤프트의 고정홈에 비례하는 크기를 갖는 반원호형의 걸림홈이 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크 체결장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 한쌍의 탄성지지편은 끝단부로 진행할수록 간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 히트싱크 체결장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성지지편은 받침판에서 이격되는 방향으로 탄력적인 반발력을 갖도록 탄성변형된 것을 특징으로 하는 히트싱크 체결장치.