KR20000019563U

KR20000019563U - 반도체 패키지 방열기

Info

Publication number: KR20000019563U
Application number: KR2019990006178U
Authority: KR
Inventors: 정영규
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-11-15

Abstract

본 고안은 반도체 패키지에서 발생되는 열이 외부로 효율적으로 방출되는 반도체 패키지 방열기에 대한 것으로서, 본 고안인 반도체 패키지 방열기는 인쇄회로기판에 실장된 다수개의 패키지 상면에 상호 대응되게 형성된 다수개의 방열판과, 다수개의 방열판이 다수개의 탄성 연결편으로 상호 부착되며, 인쇄회로기판에 핀 클립들로 삽입 고정되는 개구된 방열판 지지대로 이루어져, 방열판 지지대가 인쇄회로기판에 삽입 고정되면 탄성 연결편의 탄성 복원력에 의해 다수개의 방열판과 실장된 반도체 패키지 상면이 상호 접촉되어 발생된 열이 방출되도록 한다.

따라서, 반도체 패키지 상면과 방열판의 접촉높이 차에 관계없이 반도체 패키지와 방열판을 접촉시켜 열방출 효율이 향상되고, 별도의 접착수단이 없이 방열판에 반도체 패키지를 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 패키지 방열기{A heat radiating apparatus for package mounting on printed circuit board}

본 고안은 반도체 패키지 방열기에 대한 것으로써, 특히, 인쇄회로기판에 부착된 다수개의 반도체 패키지 내부에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시키기 위해 반도체 패키지와 방열판의 접촉면적을 증대시켜 열방출 효율이 증대되는 반도체 패키지 방열기이다.

일반적으로 특정회로를 설계하고자 할 때 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : 이하 PCB)에 다수개의 반도체 패키지를 실장시켜 특정회로를 설계하게 된다.

인쇄회로기판(PCB)에 부착된 반도체 패키지에 전원을 공급하게 되면 자체 전력소모에 의해 열이 발생되며, 이러한 발열 현상은 반도체 칩의 안정적인 동작에 영향을 미칠 뿐만 아니라 주변에 설계된 회로가 오작동 할 수 있는 요인이 되므로 반도체 패키지로부터 발생되는 열을 방출시키는 열전달 효율이 좋은 방열수단을 사용하여 반도체 패키지 내부에서 발생된 열을 외부로 전달시키게 된다.

제 1 도와 제 2 도는 종래의 μ-BGA(Ball Grid Array)형 반도체 패키지에 사용되는 방열수단인 방열기에 대한 평면도 및 단면도로서, 이를 참조하면 종래의 반도체 패키지 방열기는 요(凹)형태로 이루어지고, 돌출된 핀클립(11)으로 인쇄회로기판(12)에 삽입 고정되는 반도체 패키지 방열판(10)이다.

그리고, 요(凹)형의 반도체 패키지 방열판(10)의 내부에는 접착 테이프(14)가 부착되어 인쇄회로기판(PCB)(12)에 실장된 다수개의 반도체 패키지(13)상면과 서로 접착되어 반도체 패키지(13)의 열을 전달받아 대기 중으로 방출시킨다.

이러한 구조로 된 반도체 패키지 방열판(10)이 핀 클립(11)을 통해 인쇄회로기판(10)에 삽입 고정되면 접착 테이프(14)와 반도체 패키지(13)의 상면이 서로 부착고정된다.

이 상태에서 반도체 패키지(13)로 전원이 공급되면 패키지(13) 내부에서 열이 발생되고, 발생된 열은 일부는 다수개 볼 리드(도면 부호 미지칭)를 통해 방출되고, 대부분의 열은 방열판(10)으로 열전달되어 대기 중으로 방출시켜 반도체 패키지의 안정적인 동작과 주변회로가 오동작되는 것을 방지하게 된다.

그러나, 종래의 반도체 패키지 방열판은 다수개의 반도체 패키지가 인쇄회로기판에 실장되면서 각각의 반도체 패키지 실장높이 차가 발생되거나, 몰딩 불량등에 의해 반도체 패키지 상면의 높이 차가 발생되면 접착 테이프와 반도체 패키지가 상호 완전히 부착되지 않아 반도체 패키지와 방열판의 접촉면적이 줄어들어 열방출 효율이 저하되는 문제점이 있다.

게다가, 반도체 패키지를 방열판에 부착시키기 위해 접착 테이프를 사용해야 함으로 열방출 효율이 더욱더 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 반도체 패키지 내부에서 발생되는 열을 효과적으로 대기 중으로 방출시켜 반도체 패키지의 안정적인 동작과 주변회로의 오동작을 방지하도록 반도체 패키지와의 접촉면적이 증대되고, 열방출 효율이 향상된 반도체 패키지 방열기를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 상기 목적을 달성하고자 본 고안은 인쇄회로기판에 실장된 다수개의 패키지에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 반도체 패키지 방열기에 있어서, 실장된 다수개의 반도체 패키지 상면에 상호 대응되게 형성된 다수개의 방열판과, 다수개의 방열판이 다수개의 탄성 연결편으로 상호 부착되며, 인쇄회로기판에 핀 클립들로 삽입 고정되는 개구된 방열판 지지대로 이루어져, 방열판 지지대가 인쇄회로기판에 삽입 고정되면 탄성 연결편의 탄성복원력에 의해 다수개의 방열판과 실장된 반도체 패키지 상면이 상호 접촉되어 발생된 열이 방출되도록 한다.

여기서, 다수개의 탄성 연결편을 방열판 지지대의 하면에 부착된 압축 스프링으로 하거나, 다수개의 탄성연결편을 방열판 지지대의 상면에 부착된 인장 스프링으로 하면 된다.

제 1 도는 종래의 BGA 패키지 방열기의 평면도이고,

제 2 도는 제 1 도의 Ⅱ-Ⅱ방향의 단면도이고,

제 3 도는 본 고안의 일실시예를 보이기 위한 본 고안의 BGA 패키지 방열기의 평면도이고,

제 4 도는 제 3 도의 Ⅳ-Ⅳ방향의 단면도이고,

제 5 도는 본 고안에 의한 BGA 패키지 방열기의 사용상태도이고,

제 6 도는 본 고안의 또 다른 일실시예를 보이기 위한 단면도이다.

■ 도면의 주요부분에 대한 간략한 부호설명 ■

10,20,30 : 방열판 11,21,31 : 핀 클립

12,22,32 : 인쇄회로기판 13,23,33 : 반도체 패키지

14 : 접착 테이프 24,34 : 방열판 지지대

26 : 압축스프링 36 : 인장스프링

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안인 반도체 패키지 방열기의 바람직한 제 1 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 고안의 제 1 실시 예를 보이기 위한 본 고안인 반도체 패키지 방열기의 평면도이고, 제 4 도는 제 3 도의 Ⅳ-Ⅳ방향의 단면도이다.

본 고안인 반도체 패키지 방열기는 핀 클립(21)이 양측으로 돌출되어 형성되고, 핀클립이 인쇄회로기판(22)에 삽입되어 고정되는 방열판 지지대(24)가 있다.

방열판 지지대(24)는 단면의 형태가 요(凹)형태를 가지며, 요(凹)내부에는 대략적인 형상이 직사각형태로 개구되어 있다.

그리고, 방열판 지지대(24)의 하면에는 연결수단에 의해 일정거리 이격되어 연결 부착된 다수개의 방열판(20)이 있다. 다수개의 방열판(20)은 인쇄회로기판(22)에 실장된 다수개의 반도체 패키지(23)의 상면과 상호 일대일 대응되게 연결수단인 탄성 연결편으로 각각 부착되는데, 탄성 연결편은 방열판 지지대(24)의 개구된 하면에 장방향 일측과 타측으로 적어도 네 개 이상 각각 부착되는 다수개의 압축 스프링(26)으로 한다.

이러한 구조로 이루어진 본 고안인 반도체 패키지 방열기는 제 5 도에 도시된 바와 같이, 방열판 지지대(24)가 인쇄회로기판(22)에 핀 클립(21)을 통해 삽입 고정되면서 인쇄회로기판(22)에 실장된 다수개의 반도체 패키지(23)와 방열판(20)의 접촉면적을 증대시켜 반도체 패키지(23)내부에서 발생된 열을 대기 중으로 효율적으로 방출시키게 된다.

즉, 방열판 지지대(24)가 인쇄회로기판(22)에 삽입 고정되면 반도체 패키지(23)와 방열판 지지대(24)에 부착된 다수개의 방열판(20)이 상호 일대일 대응되어 접촉하게 된다. 그리고, 방열판 지지대(24)가 완전히 삽입 고정되면 압축스프링(26)은 압축력에 의해 반도체 패키지(23) 상면과 방열판(20)을 상호 밀착시키게 된다.

여기서, 반도체 패키지(23)의 실장높이 차이 또는 반도체 패키지(23)의 몰딩 불균일 등에 의해 반도체 패키지 상면 높이가 일정치 않더라도 압축스프링(26)이 압축되면서 패키지 상면 높이의 불균일을 보정하여 항상 반도체 패키지(23)의 상면과 방열판(20)이 완전히 접촉되게 한다.

따라서, 반도체 패키지(23)와 방열판(20)의 접촉면적이 증가되어 반도체 패키지(23)내부에서 발생된 열이 효율적으로 방열판(20)을 통해 대기 중으로 방출된다. 그리고, 압축스프링(26)의 압축력에 의해 반도체 패키지(23)가 부착 고정됨으로 별도의 접착수단이 필요없게 된다.

제 5 및 제 6 도는 본 고안의 또 다른 제 2 실시 예를 보인 도면으로, 본 고안의 제 2 실시 예인 반도체 패키지 방열기는 핀 클립(31)이 돌출 형성되고, 핀 클립(31)에 의해 인쇄회로기판(32)에 삽입 고정되는 평판형의 방열판 지지대(34)가 있다.

그리고, 방열판 지지대(34)는 개구되어 있고, 상면에는 다수개의 방열판(30)이 탄성 연결편에 의해 일정거리 이격되어 부착된다.

다수개의 방열판(30)은 인쇄회로기판(32)에 부착된 다수개의 반도체 패키지(33)상면과 상호 일대일 맞대응되게 탄성 연결편인 다수개의 인장스프링(36)에 의해 방열판 지지대(34)의 개구된 상면에 각각 부착 고정된다.

이러한 구조로 이루어진 본 고안의 제 2 실시 예인 반도체 패키지 방열기는 제 1 실시 예와 동일하게 반도체 패키지(33)와 방열판(30)의 접촉면적이 증대된다.

즉, 방열판 지지대(34)가 핀 클립(31)을 통해 인쇄회로기판(32)에 삽입되면 인쇄회로기판(32)에 실장된 반도체 패키지(33)상면과 방열판(30)이 서로 접촉하게 된다.

이어 방열판 지지대(34)가 인쇄회로기판(32)에 완전히 삽입 고정되면 반도체 패키지(33)는 방열판(30)을 밀어 인장스프링(36)이 늘어나게 하고, 늘어난 인장스프링(36)은 하방향으로 수축력을 작용시키게 된다. 여기서, 반도체 패키지(33)의 실장 높이차 또는 몰딩 불량으로 인해 반도체 패키지(33)상면 높이가 불균일 하더라도 인장스프링(36)의 수축력 차에 의해 방열판(30)과 반도체 패키지(33)의 상면 접촉높이가 보정되면서 반도체 패키지(33)와 방열판(30)의 상호 완전하게 밀착되어 접촉면적은 증대된다.

그리고, 인장스프링(36)의 수축력에 의해 별도의 접착수단이 필요없이 반도체 패키지(33)를 고정한 상태에서 발생된 열을 대기 중으로 방출시킬 수 있게 된다.

상기에서 상술한 바와 같이, 본 고안인 반도체 패키지 방열기는 반도체 패키지의 높이 차이에 관계없이 반도체 패키지와 방열판의 접촉 면적이 증대되어 열방출 효율이 증대되는 잇점이 있다.

또한, 방열판에 반도체 패키지를 접착시키기 위한 별도의 접착수단이 필요없게 되어 반도체 패키지 생산 원가의 절감이 가능하며, 손쉽게 탈착이 가능하여 지속적인 사용이 가능한 잇점이 있다.

Claims

인쇄회로기판에 실장된 다수개의 패키지에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 반도체 패키지 방열기에 있어서,

상기 실장된 다수개의 반도체 패키지 상면에 상호 대응되게 형성된 다수개의 방열판과;

상기 다수개의 방열판이 다수개의 탄성 연결편으로 상호 부착되며, 상기 인쇄회로기판에 핀 클립들로 삽입 고정되는 개구된 방열판 지지대로 이루어져,

상기 방열판 지지대가 상기 인쇄회로기판에 삽입 고정되면 상기 탄성 연결편의 탄성복원력에 의해 상기 다수개의 방열판과 실장된 반도체 패키지 상면이 상호 접촉되어 발생된 열이 방출되는 것이 특징인 반도체 패키지 방열기.
청구항 1 에 있어서, 상기 다수개의 탄성 연결편은 상기 방열판 지지대의 하면에 부착된 압축 스프링인 것이 특징인 반도체 패키지 방열기.
청구항 1 에 있어서, 상기 다수개의 탄성연결편은 상기 방열판 지지대의 상면에 부착된 인장 스프링인 것이 특징인 반도체 패키지 방열기.