KR200334103Y1

KR200334103Y1 - 전자계적합성이확보된스트레스주지않는히트싱크

Info

Publication number: KR200334103Y1
Application number: KR2019980023306U
Authority: KR
Inventors: 이원희
Original assignee: 엘지정보통신주식회사
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2004-03-25
Also published as: KR20000010861U

Abstract

본 고안은 전자계 적합성(ElectroMagnetic Compatibility; EMC)이 확보된 상태에서 표면실장기(Surface Mountain Device; SMD) 집적회로 또는 응용 주문형 집적회로(ASIC)에 스트레스를 주지 않고 열을 방출할 수 있는 히트 싱크(Heat Sink)에 관한 것이다. 히트 싱크는 회로 팩(PCB CIRCUIT BOARD) 상에 부착된 디지털 집적회로를 냉각시키는 히트 싱크로서, 히트 싱크의 모서리에 구비되는 전도성 너트 부재와, 히트 싱크 각각의 모서리 단차부의 관통구을 통해 끼워지는 전도성 너트 부재의 외주면에 구비되는 전도성 코일 스프링과, 코일 스프링의 이탈 방지를 위해 상기 너트 부재의 상측 구멍에 끼워지는 고정 클립을 포함한다. 본 고안은 히트 싱크의 너트 부재에 형성된 각각의 나사부에 회로 팩을 사이로 하여 나사가 체결되어, 코일 스프링의 압축력으로 히트 싱크를 집적회로에 균일하게 접촉시켜 신호선 접촉을 양호하게 하고, 열을 최대한 방출한다.

Description

전자계 적합성 확보된 스트레스 주지 않는 히트 싱크{Stressless Heat-Sink Ensured Electro Magnetic Compatibility(EMC)}

본 고안은 전자계 적합성(Electro Magnetic Compatibility; EMC)이 확보된 상태에서 표면실장기(Surface Mountain Device; SMD) 집적회로 또는 응용 주문형집적회로(이하 ASIC라 함)에 스트레스를 주지 않고 열을 방출할 수 있는 히트 싱크(Heat Sink)에 관한 것이다.

도1 및 도2는 종래의 고밀도 디지털 논리(High Density Digital Logic) 집적회로(11) 또는 ASIC에 사용되는 히트 싱크(10)의 전자적 기구적 특성을 도시하고 있다. 여기서 종래의 히트 싱크는 전자파 잡음에 대한 고려가 전혀 없이 사용되어 왔으며, 전자계 적합성이 확보되지 않은 히트 싱크 그 자체로써 열을 방출할 목적으로만 사용되었다. 그러나, 넓은 면적의 전도체 히트 싱크(10)는 고속 스위칭을 하는 회로에서 전자파 잡음원이 된다. 도1은 전도체로 인한 하나의 단일지점 종단(termination) 회로에서 전자기속이 발생될 때 형성되는 용량성 결합을 나타낸다. 전자기속 결합은 상호 용량성(mutual capacitance)의 크기에 의해서 두 회로간에 유기된다. 잡음 전류는 I=CdV/dt 와 유사한 크기로 잡음에 민감한 회로에 유입된다. 이러한 환경에서, 디지털 집적회로 또는 ASIC이 스위칭하는 동안에 단위 시간당 전압의 변동(dV/dt)이 히트 싱크(10)에 존재하게 되고, CM(Common Mode) 잡음 전류는 I=CdV/dt 때문에 신호 복귀 접지(signal return GND)에 작용하여 결합한다. 이때, 상기 CM 전류는 히트 싱크와 접지선에 의해서 다이폴 안테나의 형태로 전자기파를 방사한다. 주목할 것은 피씨비 복귀 평면(PCB return plane)에 시일드하기 위해 시일드 신호선과 결합하면 전자파 방사는 더 증가하게 된다는 것이다.

도2는 종래의 히트 싱크에서 용량성 잡음 결합을 도시하는 측면도이다. 히트 싱크(10)는 접착제나 양면 테이프를 사용하여 디지털 집적회로(11)와 결합하며, 이 경우의 전기적 특성은 개방 상태이다. 따라서, 전자계 적합성이 확보되지 않아 전자파 잡음이 존재할 수 있는 상태이며, 더욱이 큰 면적과 부피의 히트 싱크(10)를 지탱하려면 디지털 집적회로(11)와의 접촉성에 부담을 주는 구조이다.

따라서, 본 고안의 목적은 고밀도 디지털 논리 집적회로 또는 ASIC에 부착하여 사용하는 회로 팩에서 발생되는 전자파 잡음을 제거함으로써 전자계 적합성을 확보하는 인덕턴스 성분이 적은 전도성 구조물을 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 또 다른 목적은 히트 싱크의 면적, 무게 및 크기에 관계없이 접촉면을 균일하게 밀착시켜 최대의 방열 효과 및 고밀도 디지털 논리 집적회로 또는 ASIC에 스트레스를 주지 않는 전도성 스프링으로 구성된 히트 생크를 제공하는 것이다.

도1은 종래 히트 싱크에서 전계(電界)의 용량성 결합의 전기적 개방상태를 도시하는 평면도.

도2는 종래 히트 싱크를 도시하는 측면도.

도3은 본 고안에 따른 제 1실시예를 도시한 측면도 및 평면도.

도4는 본 고안에 따른 제 2실시예를 도시한 측면도 및 평면도.

* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 히트 싱크 31 : 디지털 집적회로

32 : 회로 팩(PCB CIRCUIT BOARD) 33 : 나사

34 : 너트 부재 35 : 코일 스프링

36 : 고정 클립

도 3은 본 고안의 제1실시예에 의한 히트 싱크(20)를 접지에 종단시킨 측면도 및 평면도를 도시한다. 도3에서, 인덕턴스 성분이 작은 전도성 나사(23)를 이용하여 히트 싱크(20)와 회로 팩(22)을 연결시켜 전자파 잡음을 줄이는 전자계 적합성이 확보된 히트 싱크(20)를 도시하고 있다. 그러나, 제1실시예의 경우, 상기 전도성 나사(23)로 히트 싱크(30)와 회로 팩(22)을 연결할 때, 디지털 집적회로(21)와 상기 히트 싱크간의 불균일한 접촉력으로 인해 방열 효과의 저하 및 상기 집적회로에 지속적인 압력과 스트레스를 주어 신호선(signal PIN)의 접촉 불량을 유발시킬 수도 있다. 이러한 단점을 보완한 방식이 도4와 같은 전자계 적합성이 확보된 스트레스를 주지 않는 히트 싱크를 이용한 방열 방식이다.

도4는 본 고안에 의한 제2실시예에 따라 전자계 적합성이 확보된 스트레스 주지않는 히트 싱크(30)를 도시한 측면도 및 정면도이다. 히트 싱크(30)의 큰 표면적은 고속 스위칭을 하는 회로에서 전계 잡음(용량성)의 원인이 된다. 따라서, 상기 히트 싱크(30)로 인한 전계 잡음을 제거하기 위하여, 알루미늄 합금과 같은 인덕턴스가 적은 여러 개의 넓고 짧은 선(wire)이나 전도체 구조물로 히트 싱크(30)와 회로 팩(32)의 접지(Signal Return Plane)를 연결함으로써 잡음 전압(dV/dt)을 격감시켜 전자파 잡음을 줄일 필요가 있다. 만약, 히트 싱크가 전도체로 접지가 아닌 신호 회로의 한 부분으로 연결되어 있는 경우에는, 여러 개의 커패시터를 이용하여 접지에 종단한다. 또한, 히트 싱크 위로 시일드 되어 있는 경우 적은 용량 인덕턴스로 접지에 종단한다.

본 고안에서는, 회로 팩(32) 상에 실장된 디지털 집적회로(31)를 냉각시키는 히트 싱크(30)의 모서리 부분에 대응하는 상기 회로 팩(32) 상의 위치에 전도성 너트 부재(34)를 설치하고, 상기 전도성 너트 부재(34)의 외주면에 끼워지는 전도성 코일 스프링(35)의 압력을 이용하여 상기 히트 싱크(30)를 디지털 집적회로(31) 상에 균일하게 접촉시켜 열을 방출하도록 함으로써 상기 디지털 집적회로(31)에 스트레스를 주지 않는다. 이때, 상기 코일 스프링(35)의 이탈을 방지하기 위해 상기 전도성 너트 부재(34)의 상측 구멍에 고정 클립(36)을 고정시킨다. 또한, 상기 전도성 너트 부재(34)는 하부에 형성된 나사부(도시되지 않음)에 회로 팩(32)을 사이로 하여 나사(33)를 체결하여 회로 팩(32)에 고정된다. 이때, 전도성 너트 부재(34)로 상기 히트 싱크(30)와 회로 팩(32)의 접지를 연결하기 때문에 전자파 잡음을 줄이는 전자계 적합성이 확보된다.

본 고안은 고속 디지털 집적회로 또는 ASIC에 히트 싱크를 부착하여 사용하는 회로 팩에서 발생될 수 있는 전자파 잡음을 제거하여 전자계 적합성을 확보할 수 있고, 또한 히트 싱크의 면적, 무게 및 크기에 관계없이 접촉면을 밀착시켜 최대의 방열 효과를 가질 수 있고, 집적회로 또는 ASIC에 영향을 주지 않을 뿐만 아니라 A/S에도 용이하다.

Claims

회로 팩 상에 표면 실장된 집적회로를 냉각시키는 히트 싱크에 있어서, 상기 히트 싱크는;

상기 히트 싱크의 모서리 부분에 대응하는 회로 팩 상의 위치에 설치된 전도성 너트 부재;

상기 히트 싱크의 각 모서리 단차부의 관통구를 통해 끼워지는 상기 전도성 너트 부재의 외주면에 구비된 전도성 코일 스프링; 및

상기 전도성 코일 스프링의 이탈 방지를 위해 상기 전도성 너트 부재의 상측 구멍에 끼워지느 고정 클립을 포함하며,

상기 히트 싱크로 인한 전자파 잡음의 제거를 위하여 상기 전도성 너트 부재는 상기 히트 싱크와 회로 팩의 접지를 연결하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자계 적합성이 확보된 스트레스 주지 않는 히트 싱크,
제 1 항에 있어서,

상기 히트 싱크를 상기 집적회로에 균일하게 접촉시켜 열을 방출하도록 상기 히트 싱크의 상기 전도성 너트 부재에 형성된 각각의 나사부에 상기 회로 팩을 사이로 하여 나사가 체결되는 것을 특징으로 하는 전자계 적합성이 확보된 스트레스 주지 않는 히트 싱크.