KR20080027042A - 히트싱크 및 이를 이용한 메모리 모듈 - Google Patents

히트싱크 및 이를 이용한 메모리 모듈 Download PDF

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Abstract

히트싱크 및 이를 이용한 메모리 모듈을 제공한다. 본 발명은 제1 히트 스프레더, 제2 히트 스프레더, 제1 가이드핀, 제2 가이드핀, 체결 수단을 포함한다. 제1 히트 스프레더는 피냉각체의 표면에 배치된 제1 부품에 맞대어져서 제1 부품의 열을 방출한다. 제2 히트 스프레더는 피냉각체의 배면에 배치되고 제2 부품에 맞대어져서 제2 부품의 열을 방출한다. 제1 가이드핀은 제1 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제1 연장부에 위치하고 이에 대응하여 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정된다. 제2 가이드핀은 제1 가이드핀과 대향하여 제2 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제2 연장부에 위치하고 이에 대응하여 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정된다. 체결 수단은 제1 히트 스프레더 및 제2 히트 스프레더는 피냉각체에 밀착시켜 체결한다.

Description

히트싱크 및 이를 이용한 메모리 모듈{heatsink and memory module using the same}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고,
도 2는 도 1의 히트싱크를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고,
도 4는 도 1의 히트싱크를 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고,
도 6은 도 5의 히트싱크를 나타낸 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고,
도 8은 도 7의 히트싱크를 나타낸 단면도이고,
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고,
도 10은 도 9의 히트싱크를 나타낸 후면 단면도이고,
도 11은 본 발명에 채용된 베어(bare) 메모리 모듈의 평면도이고,
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 제6 실시예에 의한 메모리 모듈을 나타낸 단면도 및 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 제1 히트 스프레더, 300: 제2 히트 스프레더, 500: 제3 히트 스프레더, 200: 피냉각체, 106, 106a, 106b: 제1 가이드핀, 306, 306a, 306b: 제2 가이드핀, 600: 체결 수단, 400: 베어 메모리 모듈, 402: PCB,
본 발명은 히트싱크 및 이를 이용한 메모리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 패키지에 적용할 수 있는 히트싱크 및 이를 이용한 메모리 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지, 예컨대 볼 어레이 형태의 반도체 패키지는 점점 구동속도가 빨라져 열 발산이 매우 심하여 반드시 반도체 패키지에 방출되는 고온의 열을 방출시켜야 한다. 또한, 기억 용량의 증가를 위해 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 상에 복수의 반도체 패키지(반도체 칩)를 탑재한 메모리 모듈이 사용되고 있다. 따라서, 메모리 모듈은 열이 많이 발생하여 이를 외부로 방출하는 히트싱크가 사용되고 있다.
히트싱크는 박판 형상으로서 반도체 패키지들이 탑재된 인쇄회로기판의 표면에 형성된 제1 히트 스프레더와, 인쇄회로기판의 배면에 형성된 제2 스프레더를 구비한다. 제1 히트 스프레더와 제2 히트 스프레더는 인쇄회로기판에 탑재된 반도체 패키지들에 맞대어서 발생하는 열을 전달한다.
그런데, 종래의 히트싱크는 인쇄회로기판의 표면에 형성된 제1 히트 스프레더와 인쇄회로기판의 배면에 형성된 제2 히트 스프레더를 체결할 때 제1 히트 스프레더와 제2 히트 스프레더간에 미스 얼라인이 발생하고 자동화가 불가능한 문제점이 있다.
또한, 종래의 히트싱크는 외부에서 압력이 가해질 때 제1 및 제2 히트 스프레더가 눌려서 제1 히트 스프레더나 제2 히트 스프레더와 인쇄회로기판에 형성된 회로요소, 예컨대 커패시터와 접촉하여 쇼트가 발생한다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 히터 스프레더들간의 미스 얼라인을 방지하여 자동화가 가능하고, 외부에서 압력이 가해질 때 히트 스프레더들과 인쇄회로기판 상에 형성된 회로 요소와 접촉을 방지할 수 있는 히트싱크를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 히트싱크를 이용한 메모리 모듈을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면(aspect)에 따른 히트싱크는 제1 히트 스프레더, 제2 히트 스프레더, 제1 가이드핀, 제2 가이드핀, 체결 수단을 포함한다. 제1 히트 스프레더는 피냉각체의 표면에 배치된 제1 부품에 맞대어져서 제1 부품의 열을 방출한다. 제2 히트 스프레더는 피냉각체의 배면에 배치되고 제2 부품에 맞대어져서 제2 부품의 열을 방출한다.
제1 가이드핀은 제1 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제1 연장부에 위치하고 이에 대응하여 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정된다. 제2 가이드핀은 제1 가이드핀과 대향하여 제2 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제2 연장부에 위치하고 이에 대응하여 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정된다. 제1 가이드핀 및 제2 가이드핀은 서로 피냉각체의 삽입홀 내에서 서로 일정 거리 떨어져 위치하고, 삽입홀에 억지로 끼워져 고정되는 것이 바람직하다. 체결 수단은 제1 히트 스프레더 및 제2 히트 스프레더는 피냉각체에 밀착시켜 체결한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 메모리 모듈은 인쇄회로기판과, 제1 반도체 패키지들, 제2 반도체 패키지들 및 히트싱크를 포함한다. 제1 반도체 패키지들은 인쇄회로기판의 표면에 실장된다. 제2 반도체 패키지들은 인쇄회로기판의 배면에 실장된다. 히트싱크는 제 1 히트 스프레더, 제 2 히트 스프레더, 제1 가이드핀, 제2 가이드핀 및 체결 수단을 포함한다.
제1 히트 스프레더는 제1 반도체 패키지들에 맞대어지고, 제1 반도체 패키지들의 열을 방출한다. 제2 히트 스프레더는 제2 반도체 패키지들에 맞대어지고, 제2 반도체 패키지들의 열을 방출한다. 제1 가이드핀은 제1 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제1 연장부에 위치하고, 이에 대응하여 인쇄회로기판에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정된다.
제2 가이드핀은 제1 핀과 대향하여 제2 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제2 연장부에 위치하고, 이에 대응하여 인쇄회로기판에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정된다. 체결 수단은 제1 히트 스프레더 및 제2 히트 스프레더를 인쇄회로기판에 밀착시켜 체결한다.
상술한 본 발명은 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정되는 가이드핀들을 구비하여 제1 히트 스프레더와 제2 히트 스프레더간에 미스 얼라인이 발생하지 않고, 제1 및 제2 히트 스프레더들이 눌릴 경우 제1 및 제2 히트 스프레더들이 피냉각체와 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래 실시예 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
히트싱크
실시예 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 히트싱크를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 히트싱크는 제1 히트 스프레더(100, heat spreader), 제2 히트 스프레더(300), 제1 히트 스프레더(100) 상에 배치된 제3 히트 스프레더(500), 및 제 1 및 제 2 히트 스프레더(100, 300)들에 설 치되어 피냉각체(200)에 끼워지는 제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)과, 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 피냉각체(200)에 밀착시켜 체결하는 체결 수단(600)을 포함한다.
제1 히트 스프레더(100)는 피냉각체(200)의 표면에 배치된 제1 부품(202)에 맞대어진 얇은 박판 형상으로 제1 부품(202) 내의 열을 방출한다. 제2 히트 스프레더(300)는 피냉각체(200)의 배면에 배치된 제2 부품(206)에 맞대어진 얇은 박판 형상으로 제2 부품(204) 내의 열을 방출한다. 제3 히트 스프레더(500)는 피냉각체(200)의 표면 중앙부에 배치된 제3 부품(206)에 맞대어진 얇은 박판 형상으로서 제3 부품(206) 내의 열을 방출한다.
제1 부품(202) 및 제2 부품(204)은 제3 부품(206)보다 낮은 온도의 열을 발생시킨다. 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)은 제3 히트 스프레더(500)보다 낮은 방열 효율을 가져도 무방하므로, 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)은 238W/mK 정도의 제1 열전달계수를 갖는 재질, 예를 들면 알루미늄 재질로 이루어진다. 제3 히트 스프레더(500)는 397W/mK 정도의 제2 열전달계수를 갖는 재질, 예를 들면 구리(Cu) 재질로 이루어진다.
즉, 제3 히트 스프레더(500)의 제2 열전달계수는 제1 및 제2 히트스프레더들(100, 300)의 제1 열전달계수보다 높게 된다. 제3 히트 스프레더(500)는 방열 면적을 증가시키기 위해서 복수개의 그루브들(508)이 제3 히트 스프레더(500)의 상부면 양측에 형성된다.
제1 및 제3 히트 스프레더들(100, 500)은 서로 기계적 압착 가공이나 용접 등의 방법을 이용한 연결수단(502)으로 연결된다. 또한, 제1 내지 제3 부품들(202, 204, 206) 내의 고열이 제1 내지 제3 히트 스프레더(100, 300, 500)들 각각으로 신속하게 전달되도록 하기 위해서, 제1 내지 제3 열전도층들(thermal interface layers: 108, 308, 504)이 제1 부품(202)과 제1 히트 스프레더(100) 사이, 제2 부품(204) 과 제2 히트 스프레더(300) 사이, 제1 히트 스프레더(100) 및 제3 히트 스프레더 사이(500) 각각에 개재될 수 있다. 예를 들어, 제 1 내지 제 3 열전도층들(108, 308, 504)은 구리와 같은 열전도성 물질로 이루어질 수 있다.
제1 히트 스프레더(100)에는 피냉각체(200)의 삽입홀(208)에 끼워져 고정되는 제1 가이드핀(106)이 설치되어 있다. 제1 가이드핀(106)은 제1 히트 스프레더(100)의 내부(102)에서 양측 모서리 근방으로 연장된 제1 연장부(104)에 설치된다. 제2 히트 스프레더(100)에는 피냉각체(200)의 삽입홀(208)에 끼워져 고정되는 제2 가이드핀(306)이 설치되어 있다. 상기 삽입홀(208)은 상기 피냉각체(200)를 관통하여 형성할 수 도 있고, 그렇지 않게 할 수도 있다. 제2 가이드핀(306)은 제2 히트 스프레더(300)의 내부(302)에서 양측 모서리 근방으로 연장된 제1 연장부(304)에 설치된다. 상기 제1 및 제2 가이드핀(106, 306)은 제조 방법에 따라 단면이 원통형, V자형, 육면체형으로 다양하게 구성할 수 있다.
제1 연장부(104) 및 제2 연장부(304)는 각각 피냉각체(200)의 제1 부품(202) 및 제2 부품(204)과 맞대지지 않으며, 피냉각체(200)의 삽입홀(208)에 대응하여 위치한다. 제1 및 제2 가이드핀들(106, 306)은 각각 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)에 압착가공으로 형성된 펜핀(pen pin)일 수 있다. 제1 및 제2 가이드핀들(106, 306)을 형성하는 압착 가공 방법은 후에 보다 자세하게 설명한다.
제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)이 피냉각체(200)의 삽입홀(208)내에 끼워져 고정된다. 이렇게 제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)이 피냉각체(200)의 삽입홀(208) 내에 끼워져 고정될 경우, 외부에서 압력이 가해져 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)이 눌릴 경우 효과적으로 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)이 피냉각체(200)가 접촉하는 것을 방지한다.
특히, 제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)이 피냉각체(200)의 삽입홀(208)내에 서로 일정 거리 떨어져 위치하면서 억지로 끼워지게 구성할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)이 피냉각체(200)의 삽입홀(208)를 양분하면서 억지로 끼워지게 구성할 수 있다. 이렇게 할 경우, 외부에서 압력이 가해질 때 제1 및 제2 히트 스프레더가 눌릴 경우 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)이 피냉각체(200)가 접촉하는 것을 보다 더 잘 방지할 수 있다.
제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)은 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 피냉각체(200)에 고정하고 체결할 때 가이드 역할을 수행한다. 예를 들어 설명하면, 삽입홀(208)을 갖는 피냉각체(200)를 준비한다. 삽입홀(208)에 대응되게 제2 가이드핀(306)을 갖는 제2 히트 스프레더(300)를 준비한다. 제2 히트 스프레더(300)의 제2 가이드핀(306)에 삽입홀(208)이 끼워져 고정되도록 피냉각체(200)를 제2 히트 스프레더(300) 상에 실장한다. 다음에, 제2 가이드핀(306)에 대응되게 제1 가이드핀(106)을 갖는 제1 히트 스프레더(100)를 안착시킨 후, 제1 히트 스프레더(100)를 피냉각체(200)의 삽입홀(208)에 고정하고 체결한다.
이렇게 제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)을 이용하여 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 피냉각체(200)에 고정하고 체결하는 모든 공정은 자동화 공정으로 진행할 수 있다.
본 발명의 히트싱크는 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 피냉각체(200)에 밀착시켜 체결하는 체결 수단(600)이 설치된다. 체결 수단(600)은 탄성력 있는 클립으로 구성하며, 제1 및 제2 히트 스프레더(100, 300)의 후면에 설치된다. 체결 수단(600)은 제1 히트 스프레더(100) 상에 위치하는 고정부(107)로 확실하게 체결된다. 체결 수단(600)으로 인해 제1 내지 제3 히트 스프레더들(100, 300, 500)과 피냉각체(200)의 제1 내지 제3 부품들(202, 204, 206) 사이에 공간이 형성되는 것을 방지한다.
실시예 2
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 히트싱크를 나타낸 단면도이다.
구체적으로, 제2 실시예에 따른 히트싱크는 제1 실시예의 제3 히트 스프레더(500)를 설치하지 않은 것을 제외하고는 제1 실시예의 히트싱크와 실질적으로 동일하다. 도 3 및 도 4에서, 도 1 및 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타내고, 동일한 구성요소들에 대한 추가적인 설명, 예컨대 연결 관계 및 효과 등은 생략한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 히트 스프레더(100)의 표면 중앙 부분(506)에 제1 실시예의 제3 히트 스프레더(500)가 설치되어 있지 않다. 이렇게 구성하더라도 본 발명의 제2 실시예에 의한 히트싱크는 피냉각체(200)의 제1 내지 제3 부품(202, 204, 206) 내의 열을 외부로 용이하게 방출시킬 수 있다.
더하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 히트싱크는 제3 히트 스프레더(500)의 설치를 위한 제조공정을 생략할 수 있고, 체결 수단(600)인 클립으로 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 피냉각체(200)의 제1 부품 내지 제3 부품들(202, 204, 206)에 보다 용이게 밀착하고 체결할 수 있다.
실시예 3
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 히트싱크를 나타낸 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 히트싱크는 제1 실시예의 제1 및 제2 가이드핀(106, 306)의 형태를 달리한 것을 제외하고는 제1 실시예의 히트싱크와 실질적으로 동일하다. 도 5 및 도 6에서, 도 1 및 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타내고, 동일한 구성요소들에 대한 추가적인 설명, 예컨대 연결 관계 및 효과 등은 생략한다. 그리고, 도 5 및 도 6에서, 제3 히트 스프레더(500)가 탑재되어 있으나 필요에 따라 탑재하지 않을 수 도 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 제1 및 제2 가이드핀(106a, 306a)은 각각 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)와 동일한 몸체로 구성되고 구부러진 형태의 벤딩핀(bending pin)이다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 제1 및 제2 가이드핀(106a, 306a)은 특별한 제조 공정이 필요치 않으며, 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 만들 때 금형을 이용하거나, 금속 가공을 통하여 만들 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 의한 히트싱크는 간단한 공정으로 제조할 수 있다.
실시예 4
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 히트싱크를 나타낸 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 히트싱크는 제3 실시예의 제1 및 제2 가이드핀(106a, 306a)의 형태를 달리한 것을 제외하고는 제3 실시예의 히트싱크와 실질적으로 동일하다. 도 7 및 도 8에서, 도 5 및 도 6과 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타내고, 동일한 구성요소들에 대한 추가적인 설명, 예컨대 연결 관계 및 효과 등은 생략한다. 그리고, 도 7 및 도 8에서, 제3 히트 스프레더(500)가 탑재되어 있으나 필요에 따라 탑재하지 않을 수 도 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 의한 제1 및 제2 가이드핀(106b, 306b)은 각각 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)와 동일한 몸체로 구성되고 구부러진 형태의 벤딩핀이다. 더하여, 본 발명의 제4 실시예에는 제1 및 제2 가이드핀(106b, 306b)을 각각 지지하는 제1 및 제2 가이드핀 지지부(110, 310)를 구비한다. 제1 및 제2 가이드핀 지지부(110, 310)를 구비할 경우, 제1 및 제2 가이드핀(106b, 306b)이 안정적으로 형성될 수 있고, 제1 및 제2 히트 스프레더(100, 300)가 압력을 받더라도 제1 및 제2 가이드핀(106b, 306b)이 영향을 적게 받는다.
본 발명의 제4 실시예에 의한 제1 및 제2 가이드핀(106b, 306b) 및 제1 및 제2 가이드핀 지지부(110, 310)는 특별한 제조 공정이 필요치 않으며, 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 만들 때 금형을 이용하거나, 금속 가공을 통하여 만들 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예에 의한 히트싱크는 간단한 공정으로 제조할 수 있다.
실시예 5
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 히트싱크를 나타낸 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 히트싱크를 나타낸 후면 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 제5 실시예에 따른 히트싱크는 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)을 지지하는 제1 및 제2 지지바(114, 314)가 설치된 것을 제외하고는 제1 실시예의 히트싱크와 실질적으로 동일하다. 도 9 및 도 6에서, 도 1 및 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타내고, 동일한 구성요소들에 대한 추가적인 설명, 예컨대 연결 관계 및 효과 등은 생략한다. 그리고, 도 9 및 도 10에서, 제3 히트 스프레더(500)가 탑재되어 있으나 필요에 따라 탑재하지 않을 수 도 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)을 지지하는 제1 및 제2 지지바들(114, 314)이 서로 마주보게 설치되어 있다. 제1 및 제2 지 지바(114, 314)는 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)의 후면이나 측면에 설치할 수 있다. 상기 제1 및 제2 지지바(114, 314)는 상기 피냉각체(200)의 표면에 닫게 구성할 수도 있고, 일정 거리, 예컨대 0.1 내지 0.3mm 정도 이격되게 구성할 수 있다. 물론, 제1 및 제2 지지바(114, 314)는 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)의 디자인에 따라 다양한 크기와 모양을 갖도록 설치할 수 있다. 이렇게 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)을 지지하는 제1 및 제2 지지바(114, 314)들을 설치할 경우, 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)에 압력이 가해지더라도 제1 및 제2 히트 스프레더들(100, 300)이 피냉각체(200)와 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
제1 및 제2 지지바들(114, 314)은 특별한 제조 공정이 필요치 않으며, 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)를 만들 때 금형을 이용하거나, 금속 가공을 통하여 만들 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5 실시예에 의한 히트싱크는 간단한 공정으로 제조할 수 있다.
이상과 같이 제1 실시예 내지 제5 실시예를 통하여 히트싱크를 설명하였다. 제1 실시예 내지 제5 실시예의 히트싱크의 각 구성요소들은 물론 조합하여 형성할 수 있다.
다음에는, 제1 실시예 내지 제5 실시예의 히트싱크를 이용한 메모리 모듈을 설명한다. 메모리 모듈을 이루는 인쇄회로기판은 히트싱크의 피냉각체에 해당될 수 있다. 메모리 모듈을 이루는 반도체 패키지들은 피냉각체의 표면이나 배면에 배치된 제1 내지 제3 부품에 해당될 수 있다. 그리고, 이하에서는 제1 실시예의 히트싱 크를 이용하여 메모리 모듈을 설명하고 있으나, 제1 내지 제 5 실시예의 히트싱크나 그 조합의 히트싱크를 이용할 수 있음은 자명하다.
메모리 모듈
실시예 6
도 11은 본 발명에 채용된 베어(bare) 메모리 모듈의 평면도이고, 도 12 및 도 13은 본 발명의 제6 실시예에 의한 메모리 모듈을 나타낸 단면도 및 사시도이다.
구체적으로, 본 발명의 메모리 모듈은 베어 메모리 모듈(400)과 베어 메모리 모듈(400)의 표면 및 배면에 위치하는 히트싱크를 포함한다. 베어 메모리 모듈(400)은 인쇄회로기판(402)에 부착된 제1 및 제2 반도체 패키지들(404, 406)과, 에이엠비(Advanced Memory Buffer:AMB: 408), 인쇄회로기판에 형성된 회로 요소(410), 예컨대 커패시터와, 마더 보드(미도시)와 접속하는 접촉 패드(412)를 포함한다.
여기서, 베어 메모리 모듈(400)은 인쇄회로기판(402)의 한쪽면에만 반도체 패키지들(404)이 부착되는 싱글 인-라인 메모리 모듈(SIMM, Single In-lined Memory Module), 인쇄회로기판(402)의 양쪽 면에 반도체 패키지들(404, 406)이 부착되는 듀얼 인-라인 메모리 모듈(DIMM, Dual In-lined Memory Module), 인쇄회로기판(402)의 표면 중앙부에 에이엠비(Advanced Memory Buffer:AMB, 408)가 더 부착되는 플리버퍼드(Fully Buffered) 듀얼 인라인 메모리 모듈(FBDIMM)로 분류될 수 있다.
도 11 내지 도 13에서는 플리버퍼드(Fully Buffered) 듀얼 인라인 메모리 모듈(FBDIMM)을 베어 메모리 모듈(400)의 예로 도시한다. 도 11 내지 도 13에서, 인쇄회로기판(402)에 부착되는 반도체 패키지의 수는 디자인이나 메모리 용량에 따라 다양하게 구성할 수 있다. 플리버퍼드(Fully Buffered) 듀얼 인라인 메모리 모듈(FBDIMM)은 전송효율을 증가시키기 위해 외부로부터의 신호들이 AMB(408)를 경유해서 제1 및 제2 반도체 패키지(404, 406)로 전송된다. 이로 인하여, AMB(408)에 높은 부하가 집중되므로 AMB 반도체 패키지(408)에서 다른 반도체 패키지들(404, 406)보다 고열이 발생된다.
특히, 플리버퍼드(Fully Buffered) 듀얼 인라인 메모리 모듈(FBDIMM)은 메모리 용량을 증가시키기 위해 반도체 패키지를 많이 탑재하고, 전송 효율을 증가시키게 디자인되어 베어 메모리 모듈(400)을 구성하는 인쇄회로기판(402)의 양측 모서리 근방에만 회로 영역이 아닌 비회로 영역이 존재하기 때문에 삽입홀(208)을 설치할 수 있다. 상기 삽입홀(208)은 약 1.5mm의 직경으로 구성한다. 상기 삽입홀(208)은 상기 피냉각체(200)를 관통하여 형성할 수 도 있고, 그렇지 않게 할 수도 있다. 따라서, 앞서 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 제1 및 제2 가이드핀들(106, 306)은 제1 및 제2 히트 스프레더(100, 300)의 양측 모서리 근방의 연장부(104, 304)에 형성하여야 한다. 또한, AMB(408)에는 고열이 발생하기 때문에 보다 열을 잘 방출하도록 제3 히트 스프레더(500)가 필요할 수 있다.
다시 도 11 및 도 12를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 인쇄회로기 판(402)의 표면에 복수개의 제1 반도체 패키지들(404)이 실장되어 있다. 제1 반도체 패키지들(404)은 제1 실시예의 제1 부품(202)에 해당한다. 인쇄회로기판(402)의 배면에 복수개의 제2 반도체 패키지들(406)이 실장되어 있다. 제2 반도체 패키지들(406)은 제1 실시예의 제2 부품(204)에 해당한다. 인쇄회로기판(402)의 표면 중앙부에는 AMB(408)가 실장되어 있다. AMB(408)은 제1 실시예의 제3 부품(206)에 해당한다.
반도체 패키지들(404, 406)은 반도체 칩, 반도체 칩을 둘러싸는 몰드, 및 반도체 칩과 전기적으로 연결되어 몰드의 밑면에 배열된 솔더 볼들을 포함할 수 있다. 몰드가 열전도층들(thermal interface layers: 108, 308)을 경유하여 제 1 및 제 2 히트 스프레더(100, 300)에 맞대어진다. 제1 및 제 2 반도체 패키지들(100, 300)은 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array;BGA) 패키지, 칩 스캐일 패키지(Chip Scale Package:CSP), 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package:WLP) 등과 같은 패키지들로 구성할 수 있다.
제1 히트 스프레더(100)는 제1 반도체 패키지들(404)에 맞대어지고, 제1 반도체 패키지들(404)의 열을 방출한다. 제2 히트 스프레더(300)는 제2 반도체 패키지들(406)에 맞대어지고, 제 2 반도체 패키지들(406)의 열을 방출한다. 제1 히트 스프레더(100)의 양측 모서리 근방의 제1 연장부(104)에는 제1 가이드핀(106)이 인쇄회로기판(402)에 설치된 삽입홀(208)에 끼워져 고정된다.
제1 가이드핀(106)과 대향하여 제2 히트 스프레더(300)의 양측 모서리 근방의 제2 연장부(304)에는 제2 가이드핀(306)이 인쇄회로기판(402)에 설치된 삽입 홀(208)에 끼워져 고정된다. 제1 연장부(104) 및 제2 연장부(304)는 각각 제1 반도체 패키지들(404) 및 제2 반도체 패키지들(406)과 맞대지지 않으며, 인쇄회로기판(402)의 삽입홀(208)에 대응하여 위치한다.
제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)은 서로 인쇄회로기판(402)의 삽입홀(208) 내에서 서로 일정 거리 떨어져 있을 수 있다. 제1 가이드핀(106) 및 제2 가이드핀(306)은 삽입홀에 억지로 끼워져 고정될 수 있다. AMB(408) 상의 제1 히트 스프레더(100)와 접착된 제3 히트 스프레더(500)를 통하여 AMB(408) 내의 열을 방출한다. 제1 히트 스프레더(100) 및 제2 히트 스프레더(300)는 체결 수단(600), 즉 탄성 있는 클립에 의해 인쇄회로기판(402)에 밀착되어 체결된다.
가이드핀 제조방법
도 14 및 도 15는 본 발명의 제1 실시예에 의한 가이드핀을 히트 스프레더에 결합하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
도 14를 참조하면, 가이드핀들(106, 306), 즉 직경 1.2mm 정도의 펜핀을 준비한다. 히트 스프레더들(100, 300)에 홀(116, 316)을 가공한다. 가이드핀들(106, 306)을 히트 스프레더들(100, 300)에 홀(116, 316)에 삽입한다. 이렇게 가이드핀들(106, 306)이 히트 스프레더들(100, 300)에 홀(116, 316)에 삽입한 상태로 펀치(602)와 다이(604)를 갖는 압착 가공 장치에 로딩한다.
도 15를 참조하면, 히트 스프레더들(100, 300)에 홀(116, 316)에 삽입된 가이드핀들(106, 306)의 상단부를 압착 가공 장치로 가공한다. 이렇게 되면, 히트 스 프레더들(100, 300)에 홀(116, 316)에 가이드핀(106, 306)이 삽입되어 고정된다.
이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 히트싱크는 제1 및 제2 히트 스프레더들의 양측 모서리 근방의 연장부에 위치하고 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정되는 가이드핀들을 구비한다. 이에 따라, 제1 히트 스프레더와 제2 히트 스프레더를 체결할 때 제1 히트 스프레더와 제2 히트 스프레더간에 미스 얼라인이 발생하지 않으며 자동화 공정이 가능하게 된다.
본 발명의 히트싱크는 가이드핀들이 피냉각체의 삽입홀에 끼워져 고정되지 때문에 외부에서 압력이 가해져 제1 및 제2 히트 스프레더들이 눌릴 경우 제1 및 제2 히트 스프레더들이 피냉각체와 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 히트싱크는 제1 히트 스프레더 상에 접착되고 열전달계수가 우수한 제3 히트 스프레더를 구비하여 피냉각체에서 발생하는 열량이 다르더라도 효과적으로 열을 방출할 수 있다.
본 발명의 히트싱크를 메모리 모듈에 용이하게 채용할 경우에는 인쇄회로기판의 표면 및 배면에 배치된 제1 히트 스프레더 및 제2 히트 스프레더를 체결할 때 제1 히트 스프레더와 제2 히트 스프레더간에 미스 얼라인 발생을 방지하고 자동화 공정으로 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 히트싱크를 메모리 모듈에 채용할 경우 외부에서 압력이 가해질 때 제1 및 제2 히트 스프레더가 눌려서 제1 히트 스프레더나 제2 히트 스프레더와 인쇄회로기판에 형성된 회로요소, 예컨대 커패시터와 접촉하지 않게 할 수 있다.

Claims (20)

  1. 피냉각체의 표면에 배치된 제1 부품에 맞대어져서 상기 제1 부품의 열을 방출하는 제1 히트 스프레더;
    상기 피냉각체의 배면에 배치되고 제2 부품에 맞대어져서 상기 제2 부품의 열을 방출하는 제2 히트 스프레더;
    상기 제1 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제1 연장부에 위치하고 이에 대응하여 상기 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정되는 제1 가이드핀;
    상기 제1 가이드핀과 대향하여 상기 제2 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제2 연장부에 위치하고 이에 대응하여 상기 피냉각체에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정되는 제2 가이드핀; 및
    상기 제1 히트 스프레더 및 제2 히트 스프레더를 상기 피냉각체에 밀착시켜 체결하는 체결 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 가이드핀 및 제2 가이드핀은 서로 상기 피냉각체의 삽입홀 내에서 서로 일정 거리 떨어져 위치하고, 상기 삽입홀에 억지로 끼워져 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 연장부 및 제2 연장부는 각각 상기 피냉각체의 제1 부품 및 제2 부품과 맞대지지 않으며, 상기 피냉각체의 삽입홀에 대응하여 위치 하는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가이드핀들은 압착가공으로 형성된 펜핀이거나, 각각 상기 제1 히트 스프레더 및 제2 히트 스프레더와 일체형으로 형성된 벤딩핀인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가이드핀들이 벤딩핀일 경우, 상기 벤딩핀을 지지하는 제1 및 제2 가이드핀 지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 히트 스프레더들의 후면이나 측면에는 서로 마주보게 지지바들이 설치되어 상기 제1 및 제2 히트 스프레더와 상기 피냉각체가 접촉하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  7. 제1항에 있어서, 상기 체결 수단은 상기 제1 및 제2 히트 스프레더들의 후면에 설치된 클립인 것을 특징으로 히트싱크.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 부품과 상기 제1 히트 스프레더 사이, 및 상기 제2 부품과 상기 제 2 히트 스프레더 사이에는 열전도층들이 게재되어 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 히트 스프레더의 중앙부 상에는 상기 제1 부품보다 높은 열을 발생시키는 제3 부품에 맞대어져 상기 제3 부품의 열을 방출시키는 제3 히트 스프레더가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 히트 스프레더는 상기 제1 히트 스프레더보다 높은 열전달계수를 갖는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 스프레더들은 알루미늄 재질이고, 상기 제3 히트 스프레더는 구리 재질인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  12. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 표면에 실장된 복수개의 제 1 반도체 패키지들;
    상기 인쇄회로기판의 배면에 실장된 복수개의 제 2 반도체 패키지들;
    상기 제 1 반도체 패키지들에 맞대어지고, 상기 제 1 반도체 패키지들의 열을 방출하는 제 1 히트 스프레더;
    상기 제2 반도체 패키지들에 맞대어지고, 상기 제 2 반도체 패키지들의 열을 방출하는 제 2 히트 스프레더;
    상기 제1 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제1 연장부에 위치하고, 이에 대응하여 상기 인쇄회로기판에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정되는 제1 가이드핀;
    상기 제1 핀과 대향하여 상기 제2 히트 스프레더의 양측 모서리 근방의 제2 연장부에 위치하고, 이에 대응하여 상기 인쇄회로기판에 설치된 삽입홀에 끼워져 고정되는 제2 가이드핀; 및
    상기 제1 히트 스프레더 및 제2 히트 스프레더를 상기 인쇄회로기판에 밀착시켜 체결하는 하는 체결 수단을 포함하여 이루어지는 것을 메모리 모듈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 가이드핀 및 제2 가이드핀은 서로 상기 인쇄회로기판의 삽입홀 내에서 서로 일정 거리 떨어져 있고, 상기 삽입홀에 억지로 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 연장부 및 제2 연장부는 각각 상기 제1 반도체 패키지들 및 제2 반도체 패키지들과 맞대지지 않으며, 상기 인쇄회로기판의 삽입홀에 대응하여 위치하는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1 가이드핀 및 제2 가이드핀은 각각 압착가공으로 형성된 펜핀이거나, 상기 제1 가이드핀 및 제2 가이드핀은 각각 상기 제1 히트 스프레더 및 제2 스프레더와 일체형으로 형성된 벤딩핀인 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가이드핀들이 벤딩핀일 경우, 상기 벤딩 핀을 지지하는 제1 및 제2 가이드핀 지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
  17. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 히트 스프레더들의 후면이나 측면에는 서로 마주보게 지지바가 설치되어 상기 제1 및 제2 히트 스프레더들과 인쇄회로기판이 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
  18. 제12항에 있어서, 상기 체결 수단은 상기 제1 및 제2 히트 스프레더들의 후면에 설치된 클립인 것을 특징으로 메모리 모듈.
  19. 제12항에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 표면 중앙부에는 외부로부터의 신호들을 상기 제1 및 제2 반도체 패키지들로 전송하며, 상기 제 1 및 제 2 반도체 패키지들보다 높은 열을 발생시키는 에이엠비(Advanced Memory Buffer:AMB)가 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 히트 스프레더의 중앙부에는 상기 에이엠비에 맞대어져서 상기 에이엠비의 열을 방출하고, 상기 제2 스프레더보다 높은 열전달계수를 갖는 제3 히트 스프레더가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 메모리 모듈.
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