DE19612259A1

DE19612259A1 - Integrated circuit component with cooling arrangement for high pin count package

Info

Publication number: DE19612259A1
Application number: DE1996112259
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Tappe
Original assignee: Alcatel SEL AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-02

Abstract

The IC component has a cooling body (6) with cooling ribs connected to the IC component (2) by spring elements. A heat sink attached to the component is a metal block (5) with a contour enclosing the component. The cooling body can be retrospectively mounted on the heat sink. The cooling body has a larger outline than the heat sink. The cooling body's base plate is clamped to the metal block by spring clamps.

Description

Die Erfindung betrifft ein IC-Bauelement mit Kühlanordnung, die aus einem Kühlrippen aufweisenden Kühlkörper besteht, der unter Verwendung von Federelementen mit dem IC-Bauelement verbunden ist. Derartige Anordnungen werden beispielsweise in Systemen der Nachrichtentechnik verwendet.The invention relates to an IC component with a cooling arrangement a cooling fins having heat sink, which is under Use of spring elements is connected to the IC component. Such arrangements are used, for example, in systems of Communication technology used.

Bei einer aus dem Dokument DE 295 13 636 U1 bekannten Kühlanordnung ist das IC-Bauelement mit seinen Anschlüssen in einen Stecksockel eingesetzt, der an der Unterseite in quadratischer Anordnung vorstehende, in eine Leiterplatte eingelötete Kontaktstifte hat. Ein unmittelbar auf der Oberseite des IC-Bauelements sitzender Kühlkörper ist mit einer Federklammer lösbar am IC-Bauelement befestigt. Die einstückig aus Federblech gestanzte Federklammer besteht aus einem mehrere freigeschnittene Federstege aufweisenden, in der Draufsicht konkav durchgebogenen Mittelteil, das zwischen Kühlrippen auf eine Basisplatte des Kühlkörpers drückt. Zwei Seitenschenkel der Federklammer, welche die Unterseite des Stecksockels mit zueinander gerichteten Haken hintergreifen bewirken, daß der Kühlkörper am IC-Bauelement anliegt.In a cooling arrangement known from document DE 295 13 636 U1 is the IC component with its connections in a socket used, the bottom in a square arrangement protruding pins soldered into a circuit board. One sitting directly on the top of the IC component The heat sink can be released with a spring clip on the IC component attached. The spring clip stamped in one piece from spring sheet consists of a multi-cut spring bar, in the top view concave bent central part, which between Presses cooling fins on a base plate of the heat sink. Two Side legs of the spring clip that cover the bottom of the Reach behind the base with the hooks facing each other cause the heat sink to rest on the IC component.

Aus dem Dokument DE 88 01 581 U1 ist ferner eine Kühlanordnung bekannt, bei welcher die Anschlüsse des IC-Bausteins zwei leistenförmige Steckfassungen kontaktieren und ein auf dem IC-Baustein angeordneter Kühlkörper an den Enden mit je einem aus Draht gefertigten Federbügel an den Steckfassungen befestigt ist. Die Federbügel haben hierfür widerhakenförmig gebogene Enden, die in Ausnehmungen der Steckfassungen einrasten und sich an deren Unterseite abstützen.A cooling arrangement is also known from document DE 88 01 581 U1 known in which the connections of the IC chip two Contact strip-shaped jacks and one on the IC module arranged heat sink at the ends with one each Wire manufactured spring clip is attached to the jacks. The spring clips have barbed ends for this purpose snap into recesses in the jacks and engage them Support underside.

Ein hochpoliges IC-Bauelement mit Kühlkörper ist weiterhin in der EP 0 661 739 A2 beschrieben. Es besteht aus einem eine quadratische Grundfläche aufweisenden Gehäuse, das an der Unterseite vier Reihen quadratisch angeordnete Kontaktstifte hat. Auf der Gehäuseoberseite ist eine metallene Abdeckplatte mit erhöhtem Rand angeordnet und im tiefer liegenden Plattenteil der Kühlkörper mit Wärmeleitkleber befestigt.A multi-pin IC component with a heat sink is still in the EP 0 661 739 A2. It consists of a square Case with base, four rows at the bottom has square contact pins. On the top of the housing is a metal cover plate with a raised edge and arranged in lower part of the heat sink with thermal adhesive attached.

Bei den bekannten Kühlanordnungen können die Außenmaße der Kühlkörper aus thermischen Gründen bedarfsweise auch größer sein als das zu kühlende Bauelement. Solche Anordnungen werden jedoch nicht allen Bedarfsfällen gerecht.In the known cooling arrangements, the outer dimensions of the For thermal reasons, the heat sink may also need to be larger than the component to be cooled. Such arrangements, however does not meet all needs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanordnung für hochpolige IC-Bauelemente zu schaffen, die Anschlüsse für eine Oberflächenmontage haben, und bei denen die an eine Leiterplatte gelöteten Anschlüsse für elektrische Prüfzwecke von der Bauelementeseite der Leiterplatte wenigstens vorübergehend zugänglich sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem IC-Bauelement mit Kühlanordnung gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kühlanordnung sind in Unteransprüchen angegeben. Mit der Erfindung erzielbare Vorteile können der Beschreibung entnommen werden.The invention has for its object a cooling arrangement for to create multi-pin IC components, the connections for one Have surface mount, and where the on a circuit board soldered connections for electrical test purposes from the Component side of the circuit board at least temporarily are accessible. This object is achieved by one IC component with cooling arrangement according to that specified in claim 1 Features resolved. Advantageous configurations of the cooling arrangement are specified in subclaims. Achievable with the invention Advantages can be found in the description.

Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wie folgt näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The invention is illustrated by means of a drawing Embodiment described in more detail as follows. In the drawing demonstrate:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Leiterplatte mit IC-Bauelement und daran befestigte Kühlanordnung, in der Vorderansicht; Fig. 1 shows a section of a circuit board with IC component attached thereto and cooling assembly, in the front view;

Fig. 2 die Anordnung der Fig. 1 mit längsgeschnittenem Kühlkörper, in der Seitenansicht. Fig. 2 shows the arrangement of Fig. 1 with a longitudinally cut heat sink, in side view.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Leiterplatte mit 1 und ein darauf angeordnetes IC-Bauelement mit 2 bezeichnet. Ein solches IC-Bauelement 2 enthält eine integrierte Schaltung, deren Anschlüsse 3 an Seitenwänden des plattenförmigen Bauelementekörpers austreten und für die Oberflächenmontage auf der Leiterplatte 1 abgebogenen Enden haben. Derartige IC-Bauelemente 2 sind handelsüblich und haben bei rechteckiger Ausführung an zwei entgegengesetzten Seitenwänden vorhandene Anschlüsse 3 oder bei hochpoligen, üblicherweise eine quadratische Grundfläche aufweisenden Ausführungen an allen vier Seitenwänden angeordnete Anschlüsse 3.In Figs. 1 and 2, a printed circuit board 1 and a disposed thereon IC component is designated 2. Such an IC component 2 contains an integrated circuit, the connections 3 of which emerge on the side walls of the plate-shaped component body and have bent ends for surface mounting on the printed circuit board 1 . IC components 2 of this type are commercially available and, in the case of a rectangular design, have connections 3 present on two opposite side walls or, in the case of multi-pole versions, which usually have a square base area, have connections 3 arranged on all four side walls.

Bei der Herstellung von elektronischen Baugruppen kommt es zunehmend vor, daß die Leiterplatten 1 mit einer relativ großen Anzahl IC-Bauelementen 2 voll bestückt werden und deren Anschlüsse 3 an entsprechende Leiterbahnen gelötet sind. Hier ist es noch während des Fertigungsablaufs einer Baugruppe zweckmäßig Funktionsprüfungen an den einzelnen IC-Bauelementen 2 vorzunehmen, jedoch entsteht dabei eine beträchtliche Verlustwärme, die das IC-Bauelement 2 ohne Wärmeabfuhr zerstören würde. Damit dies einerseits vermieden wird, die Anschlüsse 3 andererseits aber für Prüfspitzen antastbar bleiben, trägt jedes IC-Bauelement 2 eine mit Wärmeleitkleber auf der Oberfläche 4 befestigte Wärmesenke in Form eines plattenartigen Metallblocks 5, der im wesentlichen einen dem IC-Bauelement 2 entsprechenden Umriß hat.In the production of electronic assemblies, it is increasingly common for printed circuit boards 1 to be fully equipped with a relatively large number of IC components 2 and for their connections 3 to be soldered to corresponding conductor tracks. Here, it is still expedient to carry out functional tests on the individual IC components 2 during the production sequence of an assembly, but this results in considerable heat loss which would destroy the IC component 2 without heat dissipation. So that this is avoided on the one hand, but on the other hand the connections 3 remain touchable for test probes, each IC component 2 carries a heat sink attached to the surface 4 with heat-conducting adhesive in the form of a plate-like metal block 5 , which essentially has an outline corresponding to the IC component 2 .

Der Metallblock 5 ist in seinen Abmessungen so dimensioniert, daß während kurzzeitiger Funktionsprüfungen eine ausreichende Wärmeableitung vom IC-Bauelement 2 stattfindet. Ein schadhaftes IC-Bauelement 2 kann somit ausgewechselt werden, bevor die Baugruppe weiter bearbeitet wird. Für den Dauerbetrieb ist jedoch bei dem vorliegenden Anwendungsfall eine bedeutend höhere Wärmeableitung erforderlich. Daher wird erst nach erfolgreicher Funktionsprüfung des IC-Bauelements 2 auf dem Metallblock 5 ein entsprechend wirksamer Kühlkörper 6 befestigt, der einen größeren Umriß als die Wärmesenke hat. Der Kühlkörper 6 besteht üblicherweise aus einer Basisplatte 7 mit in parallelen Reihen hochstehenden Kühlrippen 8 und wird vorzugsweise aus dem Abschnitt eines Strangpreßprofils gebildet.The dimensions of the metal block 5 are dimensioned such that sufficient heat dissipation from the IC component 2 takes place during brief functional tests. A defective IC component 2 can thus be replaced before the assembly is further processed. For continuous operation, however, a significantly higher heat dissipation is required in the present application. Therefore, only after a successful functional test of the IC component 2 is a correspondingly effective heat sink 6 fastened on the metal block 5 , which has a larger outline than the heat sink. The heat sink 6 usually consists of a base plate 7 with cooling fins 8 projecting in parallel rows and is preferably formed from the section of an extruded profile.

Für die Befestigung des Kühlkörpers 6 hat der Metallblock 5 an zwei voneinander abgewandten Seiten je einen horizontal eingeschnittenen Schlitz 9 zur Aufnahme je einer U-förmigen, aus Flachband hergestellten Federklammer 10. Um eine optimale Wärmeleitung zu erzielen, wird vor der Fixierung des Kühlkörpers 6 eine Wärmeleitfolie 11 auf den Metallblock 5 gelegt. Danach werden die Enden der in die Schlitze 9 eingeschobenen und zum Kühlkörper 6 hin abgekröpften Federklammern 10 umgebogen, so daß die abgewinkelten oberen Federenden 12 (Fig. 2) zwischen die Kühlrippen 8 greifen und die Basisplatte 7 des Kühlkörpers 6 mit dem Metallblock 5 verklammern. Die Verklammerungen sind bedarfsweise wieder lösbar.For the attachment of the heat sink 6 , the metal block 5 has a horizontally cut slot 9 on each of two sides facing away from one another for receiving a U-shaped spring clip 10 made of flat strip. In order to achieve optimal heat conduction, a heat-conducting film 11 is placed on the metal block 5 before the heat sink 6 is fixed. Then the ends of the spring clips 10 inserted into the slots 9 and bent towards the heat sink 6 are bent so that the angled upper spring ends 12 ( FIG. 2) engage between the cooling fins 8 and clamp the base plate 7 of the heat sink 6 to the metal block 5 . If required, the brackets can be removed again.

Die vorliegende Kühlanordnung ist somit im wesentlichen aus zwei Komponenten zusammengesetzt. Dies sind der Metallblock 5 und der Kühlkörper 6. In vorteilhafter Weise kann daher zunächst der Metallblock 5 mit dem IC-Bauelement 2 fest verbunden werden und nach Bedarf, also nach Durchführung von Funktionsprüfungen am IC-Bauelement 2 der nachrüstbare Kühlkörper 6.The present cooling arrangement is thus essentially composed of two components. These are the metal block 5 and the heat sink 6 . Advantageously, the metal block 5 can therefore first be firmly connected to the IC component 2 and, if necessary, that is to say after performing functional tests on the IC component 2, the retrofittable heat sink 6 .

Claims

1. IC component with cooling arrangement, which consists of a cooling element having cooling fins, which is connected to the IC component using spring elements, characterized by a heat sink in the form of a metal block ( 5 ) fastened on the IC component ( 2 ), which essentially has an outline corresponding to the IC component ( 2 ) and to which the heat sink ( 6 ) can be subsequently fixed.

2. IC component with cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the cooling body ( 6 ) has a larger outline than the heat sink (metal block 5 ).

3. IC component with cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the metal block ( 5 ) has lateral slots ( 9 ) and in the slots ( 9 ) inserted spring clips ( 10 ), the angled spring ends ( 12 ) of the base plate ( 7 ) of the heat sink ( 6 ) with the metal block ( 5 ).

4. IC component with cooling arrangement according to claim 1, characterized in that between the metal block ( 5 ) and the base plate ( 7 ) of the heat sink ( 6 ), a heat-conducting film ( 11 ) is arranged.

5. IC component with cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the metal block ( 5 ) with a thermal adhesive on the IC component ( 2 ) is attached.