DE29820316U1

DE29820316U1 - Installation structure of the heat radiator of an integrated circuit chip arrangement

Info

Publication number: DE29820316U1
Application number: DE29820316U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2008-11-13

Description

zeitler &-pipKe j.'j _r ^: _:-\r\ zeitler &-pipKe j.'j _r ^: _: -\r\

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT AND'tRADEMÄRK ATTOr'nEYSPATENT ATTORNEYS EUROPEAN PATENT AND'TRADEMARK ATTORNEYS

POSTFACH 26 02 51 TELEFON: 089/22 18 06 HERRNSTRASSE 15PO BOX 26 02 51 TELEPHONE: 089/22 18 06 HERRNSTRASSE 15

D-80059 MÜNCHEN TELEFAX: 089/22 26 27 D-80539 MÜNCHEND-80059 MUNICH FAX: 089/22 26 27 D-80539 MUNICH

7020 Ill/Br.7020 Ill/Br.

&iacgr;&ogr; Robert LIANG &iacgr;&ogr; Robert LIANG

No. 28, YangHsiang Road, YangMei,
Taoyuan, Taiwan, R.O.C.No. 28, YangHsiang Road, YangMei,
Taipei, Taiwan, ROC

Montaqeaufbau des Wärmeabstrahlers einer integriertenMounting structure of the heat radiator of an integrated SchaltunqschipanordnunqCircuit chip arrangement

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Montageaufbau des Wärmeabstrahlers einer integrierten Schaltungschipanordnung.The present invention relates to a mounting structure of the heat radiator of an integrated circuit chip assembly.

Nach dem Stand der Technik führt die Aktivierung der Chipanordnung (einschließlich BGA, QFP sowie CPU) eines Computers zu einer höheren Temperatur hierin. Wenn die Wärme nicht wirkungsvoll abgeführt werden kann, wird die Leistungsfähigkeit des Computers hierdurch beeinflußt oder zum Versagen gebracht. Dementsprechend muß jeder Computerhauptrahmen mit einem Wärmeabstrahier versehen sein, um die Wärme abzuleiten, die von der Chipanordnung erzeugt wird.According to the current art, the activation of the chip assembly (including BGA, QFP and CPU) of a computer results in a higher temperature therein. If the heat cannot be dissipated effectively, the performance of the computer will be affected or caused to fail. Accordingly, each computer main frame must be provided with a heat dissipator to dissipate the heat generated by the chip assembly.

Im allgemeinen sind Chipanordnungen mit einer hohen Betriebsgeschwindigkeit mit Wämneabstrahlern versehen. Dabei ist bei einem Wärmeabstrahier, bei welchem eine Mehrzahl von Ableitungsrippen direkt auf der Chipanordnung installiert ist, sogar mit einem Gebläse versehen, welches sich an dem Wärmeabstrahier befindet. Der größte Teil der Wärme, die durch den Betrieb einer Chipanordnung induziert wird, wird von dem Wärmeabstrahier absorbiert. Wenn die Chipanordnung aktiviert wird, wird der Ventilator gleichzeitig betätigt, um die Ableitrippen anzublasen, um somit die Wärme abzuführen. Die herkömmliche Art den War-In general, chip assemblies with a high operating speed are provided with heat radiators. In a heat radiator in which a plurality of dissipation fins are installed directly on the chip assembly, a fan is even provided on the heat radiator. Most of the heat induced by the operation of a chip assembly is absorbed by the heat radiator. When the chip assembly is activated, the fan is simultaneously operated to blow the dissipation fins to dissipate the heat. The conventional way of installing the heat radiator

meabstrahler an einer Chipanordnung zu montieren, liegt darin, daß der Wärmeabstrahier den Sockel einer Chipanordnung über ein elastisches Metallstück ergreift (z.B. taiwanesische Patentveröffentlichung Nr. 316 687). Das herkömmliche elastische Metallstück, mit welchem ein Wärmeabstrahier mit der Chipanordnung zum Eingriff geführt wird, besitzt jedoch einem komplizierten Aufbau. Dementsprechend ist die Montage umständlich. Eine elastische Ermüdung kann leicht eintreten. Außerdem entstehen hohe Fertigungskosten. Dementsprechend löst sich der Aufbau leicht wenn der Computer transportiert wird. Wenn eine größere Kraft aufgrund eines sorglosen Umganges ausgeübt wird, kann die präzise und &iacgr;&ogr; schwache Chipanordnung beschädigt werden. Wenn die Kombination der Chipanordnung und der Hauptleiterplatte mittels eines BGA-Sockels oder durch direktes Auflöten anstelle eines Sockels bewerkstelligt wird, kann nicht jede Stelle zum Einsatz kommen für den Eingriff eines elastischen Stückes.The advantage of mounting a heat radiator on a chip assembly is that the heat radiator engages the socket of a chip assembly via an elastic metal piece (e.g., Taiwan Patent Publication No. 316,687). However, the conventional elastic metal piece with which a heat radiator is engaged with the chip assembly has a complicated structure. Accordingly, the assembly is cumbersome. Elastic fatigue is easy to occur. In addition, manufacturing costs are high. Accordingly, the structure is easy to come off when the computer is transported. If a large force is applied due to careless handling, the precise and weak chip assembly may be damaged. When the combination of the chip assembly and the main circuit board is accomplished by means of a BGA socket or by direct soldering instead of a socket, not every location can be used for the engagement of an elastic piece.

Im allgemeinen werden die Stifte einer Chipanordnung auf eine Hauptleiterplatte aufgelötet, wobei nur ein Zwischenraum von 0,25 mm besteht zwischen der Chipanordnung und der Hauptleiterplatte. Somit ist der Raum begrenzt. Dementsprechend kommt der Raum nie zum Einsatz zur Verbesserung des Wäremeableitproblems. Statt der Verwendung eines Wärmeableitbandes, um den Wärmeabstrahier an der Chipanordnung zu halten, werden Schrauben eingesetzt, um den Wärmeabstrahier an der Chipanordnung zu befestigen (z.B. taiwanesische Patentveröffentlichung Nr. 257 346). Da jedoch in einer Hochtemperaturumgebung das Band leicht versagt, verlangen die Hersteller von Chipanordnungen, daß die Hauptleiterplatte mit Löchern versehen ist zum Eingriff der Schraube. Obwohl der Ableitungseffekt besser ist als bei einem Wärmeableitungsband, ist das Einbringen der Löcher in die Hauptleiterplatte wesentlich schwieriger, da sie nicht an alle Anordnungen angepaßt werden können, und nicht alle Hersteller von Hauptleiterplatten sind bereit, sich diesen Auflagen zu unterwerfen. Außerdem sind die Kosten hoch und der Arbeitsaufwand groß. Somit stoßen die vorgenannten Verfahren auf wesentliche Schwierigkeiten. Dementsprechend besteht das Bedürfnis für einen Montageaufbau des Wärmeabstrahlers einer integrierten Schaltungschipanordnung, welche die vorgenannten Nachteile beseitigt.Generally, the pins of a chip assembly are soldered to a main circuit board, with only a 0.25 mm gap between the chip assembly and the main circuit board. Thus, the space is limited. Accordingly, the space is never used to improve the heat dissipation problem. Instead of using a heat dissipation tape to hold the heat dissipator to the chip assembly, screws are used to fix the heat dissipator to the chip assembly (e.g., Taiwan Patent Publication No. 257,346). However, since the tape easily fails in a high temperature environment, chip assembly manufacturers require the main circuit board to be provided with holes for the screw to engage. Although the dissipation effect is better than that of a heat dissipation tape, making the holes in the main circuit board is much more difficult because they cannot be adapted to all assemblies, and not all main circuit board manufacturers are willing to comply with these requirements. In addition, the cost is high and the labor is large. Thus, the above-mentioned methods encounter significant difficulties. Accordingly, there is a need for a mounting structure of the heat radiator of an integrated circuit chip assembly that eliminates the above-mentioned disadvantages.

• · &igr;• · &igr;

• ····

Es liegt dementsprechend der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Montageaufbau des Wärmeabstrahlers einer integrierten Schaltungschipanordnung zur Verfügung zu stellen, welcher geringe Kosten verursacht und für die unterschiedlichen Hauptleiterplatten geeignet ist, die industriell zur Verfügung gestellt werden. Dabei soll sich d er Wärmeabstrahlungskörper leicht und rasch an der Chipanordnung montieren lassen und ebenso rasch sich hiervon lösen lassen. Der Aufbau soll so ausgestaltet sein, daß er sich an jeder beliebigen Hauptleiterplatte installieren läßt.Accordingly, the invention is based on the object of providing a mounting structure for the heat radiator of an integrated circuit chip arrangement, which is low in cost and suitable for the various main circuit boards that are available industrially. The heat radiator should be easy and quick to mount on the chip arrangement and just as quick to remove from it. The structure should be designed in such a way that it can be installed on any main circuit board.

&iacgr;&ogr; Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Montageaufbaues auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.&iacgr;&ogr; This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of the main claim, with reference being made to the features of the subclaims with regard to preferred embodiments of the assembly structure according to the invention.

Der erfindungsgemäße Montageaufbau des Wärmeabstrahlers einer integrierten Schaltungschipanordnung umfaßt einen Haltesitz sowie einen Kühlkörper mit einer Mehrzahl von Kühlrippen, die auf dessen Platte installiert sind. Das Zentrum der Halteplatte ist mit einer Öffnung versehen, wobei die unteren Kanten jeweils mit nach unten gerichteten Seitenplatten versehen sind und jeweils zwei einander gegenüberliegende Seiten nach innen gerichtete Haken tragen. Die Kühlrippen durchgreifen die Öffnung des Haltesitzes nach oben derart, daß die Platte der Kühlrippen an dem Rand der Öffnung anliegen, während außerdem die Haken des Haltesitzes eng mit den Kanten der einander gegenüberliegenden Seiten der Chipanordnung zum Eingriff kommen, um somit zu verhindern, daß die Kühlrippen relativ zum Haltesitz gleiten. Damit ist der erfindungsgemäße Montageaufbau zusammengesetzt. Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Montageaufbaues unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:The mounting structure of the heat radiator of an integrated circuit chip arrangement according to the invention comprises a holding seat and a heat sink with a plurality of cooling fins which are installed on its plate. The center of the holding plate is provided with an opening, the lower edges of which are each provided with downwardly directed side plates and each two opposite sides carry inwardly directed hooks. The cooling fins reach upwards through the opening of the holding seat in such a way that the plate of the cooling fins rests against the edge of the opening, while in addition the hooks of the holding seat come into close engagement with the edges of the opposite sides of the chip arrangement in order to prevent the cooling fins from sliding relative to the holding seat. The mounting structure according to the invention is thus assembled. Further advantages, details and features essential to the invention emerge from the following description of various embodiments of the mounting structure according to the invention with reference to the attached drawings. In detail:

Fig. 1 Eine Explosionsdarstellung der Bestandteile des Aufbaues gemäßFig. 1 An exploded view of the components of the structure according to

der Erfindung,the invention,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des unteren Aufbaues des HaltesitFig. 2 a perspective view of the lower structure of the holding seat

zes gemäß der Erfindung,zes according to the invention,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der montierten Bestandteile desFig. 3 is a perspective view of the assembled components of the

Aufbaues gemäß der Erfindung,Structure according to the invention,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Aufbau der montierten Elemente gemäß derFig. 4 a section through the structure of the assembled elements according to the

Erfindung,Invention,

&iacgr;&ogr; Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des erfin&iacgr;&ogr; Fig. 5 is a perspective view of an embodiment of the inventive

dungsgemäßen Aufbaues, wobei alle vier Seitenplatten mit Haken versehen sind,construction according to the invention, with all four side panels provided with hooks,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Aufbau-Fig. 6 is a perspective view of an embodiment of the structure

es gemäß der Erfindung, wobei alle vier Seitenplatten mit Auskerit according to the invention, wherein all four side plates with recess

bungen versehen sind undexercises and

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbaues, wobei alle vier Seitenplatten in der Nähe der vier Ecken installiert sind.Fig. 7 is a perspective view of an embodiment of the structure according to the invention, with all four side panels installed near the four corners.

Die Fig. 1 zeigt den Montageaufbau des Wärmeabstrahlers oder Kühlkörpers einer integrierten Schaltungschipanordnung gemäß der Erfindung. Der Wärmeabstrahier umfaßt einen Haltesitz 1 sowie einen Kühlkörper 2. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Haltesitz eine rechteckfönmige Ausbildung, wobei das Zentrum mit einer rechteckförmigen öffnung 10 versehen ist. Jede Seite des Haltesitzes trägt einen nach unten gerichtete Seitenplatte 11. Zwei einander gegenüberliegende Seitenplatten 11 sind jeweils mit nach innen gerichteten Haken 111 versehen (entsprechend der Darstellung in Fig. 2). Die Kühlrippen 2 sind auf einer rechteckförmigen Platte 21 installiert, die größer ist als die öffnung 10. Eine Mehrzahl von Kühlrippen 22 ragt von der Platte 21 nach oben. Allgemein wird die Chipanordnung 3 auf einer Schaltungsplatine 4 montiert. Da die Stifte der Chipanordnung 3, die auf die Schaltungsplatine aufgelötet sind, eine vorbestimmte Höhe besitzen (etwa 0,25 mm), ergibt sich somit ein Zwischenraum (0,25 mm) mit einerFig. 1 shows the mounting structure of the heat radiator or heat sink of an integrated circuit chip assembly according to the invention. The heat radiator comprises a holding seat 1 and a heat sink 2. According to a preferred embodiment, the holding seat has a rectangular configuration, the center of which is provided with a rectangular opening 10. Each side of the holding seat carries a downwardly directed side plate 11. Two opposite side plates 11 are each provided with inwardly directed hooks 111 (as shown in Fig. 2). The cooling fins 2 are installed on a rectangular plate 21 which is larger than the opening 10. A plurality of cooling fins 22 protrude upwardly from the plate 21. Generally, the chip assembly 3 is mounted on a circuit board 4. Since the pins of the chip arrangement 3, which are soldered onto the circuit board, have a predetermined height (approximately 0.25 mm), this results in a gap (0.25 mm) with a

entsprechenden Höhe zwischen der Chipanordnung 3 und der Schaltungsplatine 4. Während der Montage ist es lediglich erforderlich, daß der Kühlkörper 2 die öffnung 10 des Haltesitzes 1 nach oben durchgreift, so daß die Platte 21 des Kühlkörpers 2 an dem Rand der öffnung 10 anliegt, wobei außerdem die Haken 111 der beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Haltesitzes 1 eng mit den Kanten 31 auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten der Chipanordnung 3 in Eingriff treten, während die anderen beiden einander gegenüberliegenden Seitenplatten 11 in Kontakt mit den beiden Kanten der Chipanordnung 3 treten und derart abgeschirmt werden, daß sie rasch montiert werden können (entsprechend der Darstellung in den Fig. 3 und 4). Wenn es alternativ gewünscht wird, den Kühlkörper 2 zu lösen, ist es lediglich erforderlich, den Haltesitz nach oben zu drücken, so daß die Haken 111 von der Chipanordnung 3 getrennt werden. Außerdem ist in Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Haltesitzes 1 gemäß der Erfindung wiedergegeben. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau besitzt jede Kante der Seitenplatten 11 einen nach innen gerichteten Haken 111, wobei durch diese Haken 111 die Kante 31 der Chipanordnung 3 weiter wirkungsvoll fixiert werden kann. Eine weitere Ausführungsform des Haltesitzes 1 ist in Fig. 6 wiedergegeben, wobei der Aufbau gemäß der Darstellung in Fig. 5 zum Einsatz kommt, mit der Ausnahme, daß jede Mitte der Seitenplatten 11 eine Kerbe trägt, so daß die vier Seiten der rechteckförmigen Haltesitze 1 jeweils zwei kürzere Seitenplatten 11 besitzt und jede der Seitenplatten 11 einen entsprechenden Haken 111 trägt, um mehr Material einzusparen, wobei sich hierdurch der gleiche Effekt bewirken läßt. Eine weitere Ausführungsform des Haltesitzes 1 gemäß der Erfindung ist in Fig. 7 wiedergegeben, wobei die Seitenplatten kürzer ausgebildet sind und sich an den vier Ecken des Haltesitzes 1 befinden, so daß eine L-Form gebildet wird. Jede Kante der Seitenplatten 11 ist mit einem Haken 111 versehen. Hierdurch können die Kanten der Chipanordnung 3 fixiert werden, so daß sich der gleiche Biegeeffekt ergibt. Damit erleichtert sich der Vorgang des Montierens oder Lösens gemäß der Erfindung. Darüber hinaus besitzt die erfindungsgemäße Ausgestaltung einen einfachen Aufbau. Somit reduzieren sich auch die Kosten. Schließlich zeichnet sich die vorliegende Erfindung durch die folgenden Vorteile aus:appropriate height between the chip assembly 3 and the circuit board 4. During assembly, it is only necessary for the heat sink 2 to reach upwards through the opening 10 of the holding seat 1 so that the plate 21 of the heat sink 2 rests against the edge of the opening 10, and furthermore the hooks 111 of the two opposite sides of the holding seat 1 closely engage the edges 31 on the two opposite sides of the chip assembly 3, while the other two opposite side plates 11 come into contact with the two edges of the chip assembly 3 and are shielded in such a way that they can be quickly assembled (as shown in Figs. 3 and 4). Alternatively, if it is desired to release the heat sink 2, it is only necessary to push the holding seat upwards so that the hooks 111 are separated from the chip assembly 3. In addition, another embodiment of the holding seat 1 according to the invention is shown in Fig. 5. In the structure shown in Fig. 2, each edge of the side plates 11 has an inwardly directed hook 111, whereby the edge 31 of the chip arrangement 3 can be further effectively fixed by these hooks 111. Another embodiment of the holding seat 1 is shown in Fig. 6, whereby the structure as shown in Fig. 5 is used, with the exception that each center of the side plates 11 has a notch, so that the four sides of the rectangular holding seats 1 each have two shorter side plates 11 and each of the side plates 11 has a corresponding hook 111 in order to save more material, whereby the same effect can be achieved. Another embodiment of the holding seat 1 according to the invention is shown in Fig. 7, whereby the side plates are shorter and are located at the four corners of the holding seat 1, so that an L-shape is formed. Each edge of the side plates 11 is provided with a hook 111. This allows the edges of the chip arrangement 3 to be fixed so that the same bending effect is achieved. This facilitates the process of mounting or detaching according to the invention. In addition, the design according to the invention has a simple structure. This also reduces costs. Finally, the present invention is characterized by the following advantages:

1. Die Hauptelemente der vorliegenden Erfindung umfassen lediglich einen Haltesitz sowie einen Kühlkörper bzw. Wärmeabstrahier, wodurch sich geringere Herstellungskosten ergeben.1. The main elements of the present invention only include a support seat and a heat sink or heat dissipator, which results in lower manufacturing costs.

2. Da der Haltesitz und die Chipanordnung direkt miteinander zum Eingriff gebracht werden können, gewährleistet die Erfindung eine einfache Montage.2. Since the holding seat and the chip assembly can be directly engaged with each other, the invention ensures easy assembly.

3. Der erfindungsgemäße Aufbau verhindert ein Lösen der Bestandteile aufgrund von Schwingungen oder Vibrationen.3. The structure according to the invention prevents the components from becoming loose due to oscillations or vibrations.

Zusammenfassend wird ein Montageaufbau des Wärmeabstrahlers einer integrierten Schaltungschipanordnung zur Verfügung gestellt mit einem Haltesitz sowie einem Wärmeabstrahier oder Kühlkörper, der eine Mehrzahl von Kühlrippen trägt, die auf seiner Platte installiert sind. Das Zentrum der Halteplatte besitzt eine Öffnung, wobei die unteren Kanten jeweils mit nach unten gerichteten Seitenplatten versehen sind, während von deren Seiten einen nach innen gerichteten Haken trägt. Die Kühlrippen durchgreifen die Öffnung des Haltesitzes nach oben, so daß die Platte des Kühlkörpers an dem Rand der Öffnung anliegt. Darüber hinaus greifen die Haken des Haltesitzes an den Kanten der Seiten der Chipanordnung an, um dadurch zu verhindern, daß der Haltesitz und der Kühlkörper relativ zueinander gleiten können. Damit ist der erfindungsgemäße Montageaufbau vollständig. In summary, a mounting structure of the heat radiator of an integrated circuit chip assembly is provided, comprising a support seat and a heat radiator or heat sink carrying a plurality of cooling fins installed on its plate. The center of the support plate has an opening, the lower edges of which are each provided with downwardly directed side plates, while the sides thereof carry an inwardly directed hook. The cooling fins pass upwardly through the opening of the support seat so that the plate of the heat sink rests against the edge of the opening. In addition, the hooks of the support seat engage the edges of the sides of the chip assembly to thereby prevent the support seat and the heat sink from sliding relative to each other. Thus, the mounting structure according to the invention is complete.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It should be expressly stated again at this point that the foregoing description is merely of an exemplary nature and that various changes and modifications are possible without departing from the scope of the invention.

Claims

Protection claims:

1. Mounting structure of the heat radiator of an integrated circuit chip assembly
marked by:

a holding seat (1) with a flat body, the center of which is provided with an opening (10),

downwardly directed side plates (11) on each of the lower edges of the retaining seat (1) and

a heat sink (2) with a plate (21) from which a plurality of cooling fins (22) extend.

2. Mounting structure according to claim 1, characterized in that the holding seat (1) is rectangular.

3. Mounting structure according to one of claims 1 or 2, characterized in that engagement elements (111) are formed on opposite sides of the holding seat (1), wherein the cooling body

(2) the central opening (10) of the holding seat (1) extends upwards and the engagement elements (111) of the holding seat (1) engage with the edges of the two opposite sides of the chip arrangement (3), while the two other opposite side plates

(11) are in contact with the other two opposite edges of the chip arrangement (3).

4. Mounting structure according to claim 3, characterized in that the engagement elements consist of inwardly directed hooks (111).

5. Mounting structure according to claim 1, characterized in that engagement elements (111) are installed on each of the sides of the holding seat (1), wherein the heat sink (2) reaches upwards through the opening (10) of the holding seat (1), while the engagement elements (101) of the holding seat (1) abut against the edges of all opposite sides of the chip arrangement (3).

6. Mounting structure according to claim 5, characterized in that the engagement elements are designed as inwardly directed hooks (111).

7. Mounting structure according to one of claims 5 or 6, characterized in that the center of each side plate (11) has a notch (112).

8. Mounting structure according to claim 1, characterized in that the side plates (11) are shorter and are concentrated on the corners of the holding seat (1) to form an L-shape.