KR20130138966A - 발열 소자의 발열 부재 결합 장치 - Google Patents

발열 소자의 발열 부재 결합 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발열 소자를 결합 부재(200)에 의해 발열 부재(100)에 결합하는 장치에 있어서, 상기 결합 부재(200)는 일단에 측단면이 S자 형태의 걸림부(210a)와 지지부(210b)가 구비된 삽입부(210)와 타단에 발열 소자의 일측면에 접하여 발열 소자의 타측면을 발열 부재(100)에 가압하여 밀착시키는 다리부(230)와 상기 삽입부(210)와 상기 다리부(230)를 연결하면서 ㄱ자 형태로 휘어져 탄성력을 발생시키는 탄성부(220)가 형성되고, 상기 발열 부재(100)는 몸체(102)와 몸체(102)의 일측면에 발열 소자와 밀착되는 접촉부(120)와 타측면에 열을 발산하는 발열부(130)로 구성되고, 상기 접촉부(120)의 상부에 턱부(110a)와 홈지지부(110b)가 구비된 홈부(110)가 형성되며, 상기 삽입부(210)가 삽입되는 상기 홈부(110)의 내측 입구 하단에 단차를 구비한 상기 걸림부(210a)가 고정되는 턱부(110a)가 배치되며, 상기 홈부(110)의 내측 상단에 상기 지지부(210b)를 지지하는 홈지지부(110b)가 배치되는 것을 특징으로 하는 결합 장치를 제공한다.

Description

발열 소자의 발열 부재 결합 장치{DEVICE FOR JOINING HEAT DISSIPATING PARTS TO HEAT SINK}
본 발명은 발열 소자의 발열시 열을 방출시키기 위해 발열 부재에 발열 소자가 고정되도록 결합시키는 발열 소자의 발열 부재 결합 장치에 관한 것이다.
일반적으로 발열 소자인 전자부품은 기본 전자제품의 구성품으로서 각각의 기능을 수행하기 위해 인쇄회로기판(PCB)에 실장된다.
전자 부품 중에서 능동 소자의 대표격인 전력용 소자인 트랜지스터, 다이오드, 스위칭 소자 등은 다른 전자 부품들에 비해 발열이 심하고, 과열되는 경우 전자 부품의 기능을 수행하는데 문제를 일으킬 수 있다.
이러한, 발열 소자의 발열을 해소하기 위해 일반적인 발열 부재인 히트 싱크에 전자부품을 접촉 결합하여 과열을 방지하고 있다. 이러한 히트 싱크는 발열 소자에서 발생하는 열을 외부에 용이하게 방출할 수 있는 구조를 가지고 있다.
도 1a와 도 1b는 종래의 히트 싱크 고정방식을 설명하기 위한 도면으로서 특허문헌 1에 개시되어 있다. 도 1a는 분해도이고, 도 1b는 결합 상태의 측면도이다.
도 1a와 도 1b를 참조하면, 종래에는 히트 싱크(10)와 결합구(40)를 리벳이나 스크류 등의 결합 수단(42)에 의해 고정하고, 히트 싱크(10)와 결합구(40)사이에 발열 소자(50)를 끼움으로써 발열 소자(50)가 히트 싱크(10)에 접촉 고정된다.
상기와 같은 종래 기술에 있어서는 히트 싱크(10)와 결합구(40)에 별도의 홀을 형성하는 공정이 요구되며, 리벳이나 스크류 등의 결합 수단(42)을 체결해야 하는 추가 공정이 요구되는 문제점이 있다.
또한, 하나의 히트 싱크에 다수의 발열 소자를 결합하는 경우에 부품의 배치가 변경될 때마다 새로운 히트 싱크의 제작이 요구되는 문제점이 있다.
또한, 하나의 히트 싱크에 다수의 발열 소자를 결합하는 경우에 고정된 다수의 결합구에 다수의 발열 소자를 동시에 끼우는 작업을 해야 하는 바 작업상의 불편함이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 충격과 부하에 의해 히트 싱크와 결합구에 형성된 홀의 변형이 발생할 수 있으며, 진동에 의해 스크류의 풀림 등이 발생할 수 있어 히트 싱크와 발열 소자의 접촉의 신뢰성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
특허문헌 1 : 한국공개실용신안공보 20-1998-010909호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 창안된 것으로서 종래 기술처럼 리벳이나 스크류와 같은 홀이 필요한 체결 수단에 의해 결합 부재를 발열 부재에 고정하지 않고, 발열 부재와 결합 부재에 형성된 걸림 구조와 결합 부재의 탄성부에 의해 발생하는 탄성력에 의해 발열 소자를 발열 부재에 결합함으로써 발열 부재과 결합 부재의 제작시 비용과 시간을 절약하고, 신뢰성 높은 견고한 결합을 유지하고, 결합 작업시 작업성을 향상시킬 수 있는 발열 소자의 발열 부재 결합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 추가적인 탄성력을 발생시킬 수 있는 발열 소자의 발열 부재 결합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 다양한 표면을 가진 발열 소자에 대응할 수 있으며, 하나의 결합 부재에 의해 복수개의 발열 소자를 결합할 수 있는 발열 소자의 발열 부재 결합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 체결 작업이 더욱 용이하며 결합시 발열 소자의 파손을 방지할 수 있는 발열 소자의 발열 부재 결합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발열 소자를 결합 부재에 의해 발열 부재에 결합하는 장치에 있어서, 상기 결합 부재는 일단에 측단면이 S자 형태의 걸림부와 지지부가 구비된 삽입부와 타단에 발열 소자의 일측면에 접하여 발열 소자의 타측면을 발열 부재에 가압하여 밀착시키는 다리부와 상기 삽입부와 상기 다리부를 연결하면서 ㄱ자 형태로 휘어져 탄성력을 발생시키는 탄성부로 구성되고, 상기 발열 부재는 몸체와 몸체의 일측면에 발열 소자와 밀착되는 접촉부와 타측면에 열을 발산하는 발열부로 구성되고, 상기 접촉부의 상부에 턱부와 홈지지부가 구비된 홈부가 형성되며, 상기 삽입부가 삽입되는 상기 홈부의 내측 입구 하단에 단차를 구비한 상기 걸림부가 고정되는 턱부가 배치되며, 상기 홈부의 내측 상단에 상기 지지부를 지지하는 홈지지부가 배치되는 것을 특징으로 하는 결합 장치를 제공한다.
또한, 상기 결합 부재의 탄성부의 외주면에 상기 결합 부재의 길이 방향으로 신장되는 추가적인 탄성력을 발생시키는 하나 이상의 보조탄성부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 결합 장치를 제공한다.
또한, 상기 결합 부재의 상기 다리부는 홈에 의해 구획되어 복수개의 세부 다리로 구성되는 것을 특징으로 하는 결합 장치를 제공한다.
또한, 상기 다리부는 말단에 상기 다리부의 발열 소자와 접하는 면과 반대방향으로 휘어져 올라간 말단부가 구비된 것을 특징으로 하는 결합 장치를 제공한다.
또한, 상기 결합 부재는 복수개의 다리부와 복수개의 탄성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 결합 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 결합 장치는 걸림 구조와 탄성력을 이용해서 간단하게 발열 소자를 발열 부재에 결합할 수 있어 조립성이 향상되며, 발열 부재와 결합 부재의 제작 비용과 제작 시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 리벳이나 스크류와 같은 홀이 요구되는 별도의 결합 수단이 필요없으며 신뢰성이 높은 결합을 유지할 수 있다.
또한, 홈부의 하단에 턱부를 배치하여 결합 부재의 걸림부를 지지하고 홈부의 상단의 홈지지부로 결합 부재의 지지부를 지지하는 걸림 구조는, 상단에 턱부가 배치되고 홈지지부가 하단에 배치되는 걸림 구조에 대비하여 결합 장치가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다.
또한, 다수의 발열 소자를 발열 부재에 결합하는 경우에 발열 부재의 제작과 결합작업을 용이하게 하는 효과가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 결합에 사용되는 결합 부재의 탄성력을 보강하여 더 견고한 결합을 용이하게 하는 효과가 있다
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 발열 소자의 불규칙한 표면에 대응하여 견고한 결합을 유지하게 하는 효과가 있으며, 하나의 결합 부재로 복수개의 발열 소자를 발열 부재에 결합시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 결합 작업의 작업성을 더욱 향상시키며 결합시 발열 소자의 파손을 방지하는 효과가 있다.
도 1a는 종래 기술의 히트 싱크(10)와 발열 소자(50)를 결합구(40)에 의해 결합하는 장치의 분해도.
도 1b는 종래 기술의 히트 싱크(10)와 발열 소자(50)를 결합구(40)에 의해 결합하는 장치의 결합 상태의 측면도.
도 2는 본원 발명의 일 실시예에 따른 발열 소자의 발열 부재 결합 장치의 사시도.
도 3은 본원 발명의 일 실시예에 따른 발열 소자의 발열 부재 결합 장치의 측면도.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따라 다수의 발열 소자를 결합한 발열 소자의 발열 부재 결합 장치의 사시도.
도 5는 본원 발명의 결합 부재(200)의 일 실시예의 사시도.
도 6는 본원 발명의 결합 부재(200)의 또 다른 실시예의 사시도.
도 7은 본원 발명의 홈부(110)의 구체적인 실시예의 확대도.
도 8은 본원 발명의 2개의 다리부와 탄성부를 가진 결합 부재에 의해 2개의 발열 소자를 결합시킨 결합 장치의 사시도.
도 9는 본원 발명의 2개의 다리부와 탄성부를 가진 결합 부재의 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보 다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 소자의 발열 부재 결합 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 소자의 발열 부재 결합 장치의 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 발열 소자의 발열 부재 결합 장치는 발열 부재(100)와 결합 부재(200)로 구성된다.
상기 결합 부재(200)는 삽입부(210), 다리부(230) 및 탄성부(220)로 구성된다.
상기 삽입부(210)는 S자 형태의 걸림부(210a)와 지지부(210b)를 구비하고, 결합 부재(200)의 일단에 배치된다.
상기 다리부(230)는 결합 부재(200)의 타단에 배치되어 발열 소자(S)의 일측면에 접촉하여 발열 소자(S)의 타측면을 발열 부재(100)에 가압하여 밀착시킨다.
상기 탄성부(220)은 상기 삽입부(210)와 다리부(230)를 연결하면서 ㄱ자 형태로 휘어져 있는 구조로 되어 있으며, 탄성력을 발생시킨다.
발열 부재(100)는 몸체(102), 홈부(110), 접촉부(120) 및 발열부(130)로 구성된다.
상기 발열 소자(S)는 과열되는 경우 기능을 수행할 수 없는 임의의 소자가 될 수 있으며, 그 예로서 전력용 소자인 트랜지스터, 다이오드, 스위칭 소자가 될 수 있다.
상기 접촉부(120)는 몸체(102)의 일 측면에 배치되며 발열 소자(S)와 접촉되어 발열 소자(S)로부터 발생하는 발열 부재(100)로 전달한다. 상기 접촉부(120)는 발열 소자(S)와 밀착될 수 있도록 평평한 형상이다. 상기 접촉부(120)는 상기 발열 소자(S)의 형상에 따라 다양한 형상일 수 있다. 또한, 발열 소자(S)가 절연이 필요한 경우, 발열 소자(S)와 접촉부(120)의 사이에는 절연 부재(300)가 배치되어 발열 소자(S)의 절연파괴를 방지한다. 또한, 상기 절연 부재(300)는 합성수지재가 바람직하다. 도 3에는 절연 부재(300)가 발열 소자(S)와 접촉부(120)의 사이에 배치되는 실시예를 도시한다.
상기 발열부(130)는 몸체(102)의 타 측면에 배치되며 접촉부(120)로 부터 전달된 열을 외부로 방출한다. 발열부(130)는 날개 형상, 핀 형상, 주름진 형상 등과 같이 외부로 열을 방출하기에 효율적인 형상이다. 도 3의 실시예는 평평한 형상을 일 예로 도시하고 있다.
상기 홈부(110)는 상기 접촉부(120)의 상부에 형성되며 턱부(110a)와 홈지지부(110b)를 구비한다.
홈부(110)는 결합 부재(200)의 삽입부(210)가 삽입될 수 있도록 공간을 형성하고 있으며, 홈부(110)의 내측 입구 하단에는 단차를 가지는 상기 턱부(110a)가 배치되며, 홈부(110)의 내측 입구 상단에는 홈지지부(110b)가 배치된다.
상기 턱부(110a)의 형상은 각진 형상, 곡선 형상 등 상기 삽입부(210)의 걸림부(210a)를 지지할 수 있는 다양한 형상일 수 있다. 도 3의 본원 발명의 실시예에는 각진 형상이 도시되어 있다. 또한, 도 7 에는 상기 턱부(110a)의 또 다른 실시예들이 도시되어 있다.
상기 홈지지부(110b)의 형상은 상기 상입부(210)의 지지부(210b)를 지지할 수 있는 다양한 형상일 수 있다. 도 3의 본원 발명의 실시예에는 평평한 형상이 도시되어 있다. 또한, 도 7 에는 상기 홈지지부 (110b) 의 또 다른 실시예가 도시되어 있다.
상기 턱부(110a)는 상기 삽입부(210)의 걸림부(210a)를 지지하며, 상기 홈지지부(110b)는 결합 부재(200)의 지지부(210b)를 지지한다. 탄성력이 발생하면 상기의 홈부(110)와 삽입부(210)의 구조에 의해 삽입부(210)가 홈부(110)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
구체적으로, 상기 홈부(110)에 결합 부재(200)의 삽입부(210)가 삽입되고, 다리부(230)가 탄성부(220)에 발생하는 탄성력에 대응하는 힘으로 들어올려져 발열 소자에 접촉되면, 상기 탄성력은 발열 소자를 접촉부(120) 방향으로 누르는 힘으로 전환되어, 발열 소자가 발열 부재(100)의 접촉부(120)에 밀착되어 결합된다.
상기와 같은 홈부(110)와 삽입부(210)의 구조에 의해, 조립성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본원 발명의 홈부(110)의 하단에 턱부(110a)를 배치하여 결합 부재(200)의 걸림부(210a)를 지지하고 홈부(110)의 상단의 홈지지부(110b)로 결합 부재(200)의 지지부(210b)를 지지하는 걸림 구조는, 상단에 턱부가 배치되고 홈지지부가 하단에 배치되는 걸림 구조에 대비하여 결합 장치가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다.
또한, 별도의 리벳이나 스크류와 같은 홀이 필요한 결합 수단이 요구되지 않아 리벳이나 스크류으로부터 발생할 수 있는 진동이나 충격에 의해 결합이 약해지는 것을 방지할 수 있다.
도 4에는 다수의 발열 소자(S)를 하나의 발열 부재(100)에 각각 결합 부재(200)로 결합하는 실시예를 도시한다. 상기, 실시예에서 알 수 있듯이, 본 발명은 다수의 발열 소자를 발열 부재(100)에 결합하는 것이 용이하며, 부품의 위치가 횡방향으로 변화하더라도 간단하게 횡방향으로 이동하여 발열 부재(100)와 발열 소자를 결합할 수 있는 바 별도의 발열 부재(100)를 제작할 필요가 없다.
도 5와 도 6은 본 발명의 결합 부재(200)의 일 실시예를 나타낸다.
본 발명의 상기 결합 부재(200)의 탄성부(220)의 외주면에는 결합 부재(200)의 길이방향으로 신장되는 하나 이상의 보조탄성부재(240)가 배치될 수 있다. 결합 부재(200)에서 발생하는 탄성력은 발열 소자를 발열 부재(100)의 접촉부(120)에 강하게 가압할수록 결합의 신뢰성이 향상되며 발열의 효율을 높일 수 있다. 실험에 의하면 가로 폭이 2mm 이고, 높이가 0.5mm 인 보조탄성부재(240)를 가지는 경우, 보조탄성부재(240)가 없는 경우와 탄성력의 크기를 대비하여 보면, 30N에서 35N으로 탄성력이 증가하는 것이 확인된다. 또한, 필요에 따라 상기 가로 폭과 높이를 다르게 하여 상기 실험예와는 다른 원하는 추가적인 탄성력을 얻을 수 있으며, 도 6에서 도시된 바와 같이, 추가의 보조탄성부재(240)를 배치하는 경우 원하는 추가적인 탄성력을 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 결합 부재(200)의 다리부(230)는 도 6 에 도시된 바와 같이 홈에 의해 구획되어 복수개의 세부 다리로 구성될 수 있다. 도 5 의 실시예의 다리부(230)는 발열 소자에 인쇄가 적혀 있거나 이물질이 들어갔을 경우 혹은 작업불량으로 한쪽 면이 들렸을 경우, 발열 소자(S)와 발열 부재(100)의 접촉부(120)의 밀착이 부실해져서 충분히 열이 전달되지 않으면 전원장치가 손상을 입을 수 있다. 따라서, 다리가 복수개의 세부 다리로 구획되어 있으면, 상기와 같은 문제가 있는 경우에도 발열 소자(S)와 발열 부재(100)의 밀착을 유지할 수 있다. 또한, 상기 세부 다리의 구성에 의해서 하나의 결합 부재(200)에 의해 복수개의 발열 소자(S)를 발열 부재(100)에 결합할 수 있다. 복수개의 발열 소자(S)는 동일하거나 서로 상이한 발열 소자(S)일 수 있다. 도 4 에는 하나의 결합 부재(200)에 의해 복수개의 발열 소자(S)를 결합한 실시예가 도시되어 있다.
본 발명의 상기 결합 부재(200)의 다리부(230)에는 발열 소자를 발열 부재(100)에 결합하는 작업시 작업성을 높이기 위한 발열 소자(S)와 접하는 면의 반대방향으로 휘어져 올라간 말단부(234)가 구비되어 있을 수 있다. 상기 말단부(234)에 의해 다리부(230)를 들어올려 발열 소자(S)를 결합 부재(200)와 발열 부재(100)의 사이로 끼울 때 작업이 더 수월해진다.
또한, 상기와 같이 휘어져 올라간 말단부(234)는 발열 소자(S)와 접하는 부분이 곡선의 형상을 하게 된다. 상기 곡선의 형상에 의해서 결합 부재의 다리부(230)가 발열 소자(S)를 누를 때, 스크래치가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 그에 의한 발열 소자(S)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예로서 상기 결합 부재(200)는 복수개의 다리부(230)와 복수개의 탄성부(220)를 구비할 수 있다. 구체적으로 도 8은 2개의 다리부(230)과 2개의 탄성부(220)를 구비한 결합 부재(200)에 의해 2개의 발열 소자(S)를 결합한 결합 장치의 사시도이며, 도 9는 복수개의 다리부(230)와 복수개의 탄성부(220)를 구비한 결합 부재(200)의 사시도이다. 본 발명은 발열 부재(100)의 별도의 제작하지 않아도 결합 부재(200)에 다리부(230)와 탄성부(220)를 증가시킴으로써 하나의 결합 부재(200)에 의해 복수개의 발열 소자(S)를 발열 부재(200)에 결합할 수 있다.
S : 발열 소자 100 : 발열 부재
110 : 홈부 110a : 턱부
110b : 홈지지부 120 : 접촉부
130 : 발열부 200 : 결합 부재
210 : 삽입부 210a : 걸림부
210b : 지지부 220 : 탄성부
240 : 보조탄성부재 230 : 다리부
234 : 말단부 300 : 절연 부재

Claims (7)

  1. 발열 소자를 결합 부재(200)에 의해 발열 부재(100)에 결합하는 장치에 있어서,
    상기 결합 부재(200)는, 일단에 측단면이 S자 형태의 걸림부(210a)와 지지부(210b)가 구비된 삽입부(210),
    타단에 발열 소자의 일측면에 접하여 발열 소자의 타측면을 발열 부재(100)에 가압하여 밀착시키는 다리부(230),
    상기 삽입부(210)와 상기 다리부(230)를 연결하면서 ㄱ자 형태로 휘어져 탄성력을 발생시키는 탄성부(220)로 구성되고,
    상기 발열 부재(100)는, 몸체(102)와 몸체(102)의 일측면에 발열 소자와 밀착되는 접촉부(120),
    타측면에 열을 발산하는 발열부(130)로 구성되고,
    상기 접촉부(120)의 상부에 턱부(110a)와 홈지지부(110b)가 구비된 홈부(110)가 형성되며,
    상기 삽입부(210)가 삽입되는 상기 홈부(110)의 내측 입구 하단에 단차를 구비한 상기 걸림부(210a)가 고정되는 턱부(110a)가 배치되며, 상기 홈부(110)의 내측 상단에 상기 지지부(210b)를 지지하는 홈지지부(110b)가 배치되는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 부재의 탄성부(220)의 외주면에 상기 결합 부재(200)의 길이 방향으로 신장되는 추가적인 탄성력을 발생시키는 하나 이상의 보조탄성부재(240)가 배치되는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 부재의 상기 다리부(230)는 홈에 의해 구획되어 복수개의 세부 다리(232)로 구성되는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다리부(230)는 말단에 상기 다리부(230)의 발열 소자와 접하는 면과 반대방향으로 휘어져 올라간 말단부(234)가 구비된 것을 특징으로 하는 결합 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 부재(200)는 복수개의 다리부(230)와 복수개의 탄성부(220)를 구비하는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항의 결합 장치에 의해 발열 소자를 발열 부재(100)에 결합하는 결합 방법으로서,
    상기 홈부(110)에 상기 결합 부재(200)의 상기 삽입부(210)를 삽입하는 단계,
    상기 다리부(230)를 상기 탄성부(220)에 발생하는 탄성력에 대응하는 힘으로 들어올려 발열 소자에 접촉시키는 단계,
    상기 탄성력은 발열 소자를 접촉부(120) 방향으로 누르는 힘으로 전환되어 발열 소자를 발열 부재(100)의 접촉부(120)에 밀착시켜 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    하나의 결합 부재(200)에 의해 복수개의 발열 소자를 발열 부재(100)에 결합하는 결합 방법.
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