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DE3614086A1 - DEVICE AND METHOD FOR THERMALLY COUPLING A SEMICONDUCTOR BUILDING UNIT TO A COOLING PLATE AND FOR ELECTRICALLY COUPLING TO A CIRCUIT BOARD - Google Patents

DEVICE AND METHOD FOR THERMALLY COUPLING A SEMICONDUCTOR BUILDING UNIT TO A COOLING PLATE AND FOR ELECTRICALLY COUPLING TO A CIRCUIT BOARD

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DE3614086A1
DE3614086A1 DE19863614086 DE3614086A DE3614086A1 DE 3614086 A1 DE3614086 A1 DE 3614086A1 DE 19863614086 DE19863614086 DE 19863614086 DE 3614086 A DE3614086 A DE 3614086A DE 3614086 A1 DE3614086 A1 DE 3614086A1
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DE
Germany
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structural unit
circuit board
cooling plate
heat sink
assembly
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DE19863614086
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Carlo Mailand/Milano Cognetti de Martiis
Bruno Monza Mailand/Milano Murari
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STMicroelectronics SRL
Original Assignee
SGS Microelettronica SpA
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Description

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Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Kopplung einer Halbleiter-Baueinheit mit einer Kühlplatte und zur elektrischen Kopplung mit einer SchaltungsplatteDevice and method for the thermal coupling of a semiconductor unit with a cooling plate and for the electrical Coupling with a circuit board

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur verbesserten thermischen Kopplung einer Halbleiter-Baueinheit mit einer Kühlplatte sowie zur verstärkten elektrischen Kopplung von Baueinheit-Leitungen, die auf mehr als einer Seite der Baueinheit vorgesehen sind, mit einer Schaltungsplatte. Im allgemeinen bezieht sich die Erfindung also auf das Kühlen von Halbleiter-Baueinheiten, und spezieller gesehen bezieht sie sich auf eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Koppeln solcher Baueinheiten mit einer externen Kühlplatte.The present invention relates to an apparatus and a method for improved thermal coupling a semiconductor assembly with a cooling plate and for the increased electrical coupling of assembly lines, provided on more than one side of the assembly with a circuit board. In general, the The invention thus relates to the cooling of semiconductor components and, more particularly, relates to an improved one Apparatus and an improved method for coupling such assemblies to an external cold plate.

\jj Im einschlägigen Stand der Technik ist es bekannt, eine Halbleiter-Baueinheit mit einer Kühlplatte mittels einer mechanischen Konstruktion zu koppeln, die dazu ausgelegt ist, die Baueinheit in enge Berührung mit der Kühlplatte zu drängen. Typischerweise wurde eine Anordnung des Schrauben-Typs für Baueinheiten verwendet, die auf einer mit einer Öffnung versehenen Platte montiert waren, da die Baueinheit eine enge thermische Berührung mit der Kühlplatte benötigte. Obwohl die Anordnung des Schrauben-Typs gemäß dem Stand der Technik ein bestimmtes Ausmaß an mechanischer Adhäsion schaffte, konnte es dennoch zu einem unerwünschten Abheben des von dem Schraubenbereich am weitesten entfernten Bereichs der Baueinheit kommen; dies führte zu einer Erhöhung des unerwünschten thermischen Widerstands. \ jj In the related art, it is known a semiconductor package to be coupled to a cooling plate by means of a mechanical construction that is adapted to urge the assembly into close contact with the cooling plate. Typically, a screw-type assembly has been used for assemblies mounted on an apertured plate because the assembly required close thermal contact with the cold plate. Although the prior art screw-type arrangement provided a certain amount of mechanical adhesion, undesirable lifting of the portion of the assembly furthest from the screw portion could still occur; this led to an increase in the undesirable thermal resistance.

In dem DE-GM 79 06 405In DE-GM 79 06 405

ist z.B. eine Hal.bleiter-Kühlkörpervorrichtung des Schrauben-Typs offenbart. Dabei sind ein IC-Chip in einem Kunststoffblock sowie ein metallischer Streifen, der von einer Seite des Blocks wegsteht, an dem Kühlkörper mittels einer Schraube befestigt, die sich durch miteinander ausgerichtete Löcher in dem wegstehendenFor example, a screw-type semiconductor heat sink device is disclosed. There are a IC chip in a plastic block and a metallic strip protruding from one side of the block on which Heat sink attached by means of a screw that extends through aligned holes in the protruding

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Streifenbereich und einer darüberliegenden Klemme hindurcherstreckt. Die darüberliegende Klemme ist in ein Gehäuse, das den wegstehenden Streifenbereich umqibt, sowie eine über dem Kunststoffblock liegende freitragende Zunge gebogen. Die freitragende Zunge besitzt einen Vorsprung, der an dem Kunststoffblock angreift und Druck auf diesen ausübt.Strip area and an overlying clamp extends through it. The clamp above is in a housing that surrounds the protruding strip area and one above the Plastic block lying cantilevered tongue, curved. The cantilevered tongue has a projection that is attached to the Attacks plastic block and exerts pressure on it.

Bei einer in den Fig. 1a und 1b skizzierten Vorrichtung gemäß der italienischen Patentanmeldung Nr. 20505A/85, der Anmelder in, die dasselbe Prioritätsdatum wie die vorliegende Anmeldung aufweist, wird Kraft direkt auf die elektronische Baueinheit anstatt auf eine von der Baueinheit wegstehende Zunge ausgeübt. Eine derartige Anordnung des Schrauben-Typs würde die mechanische Adhäsion zwischen der elektronischen Baueinheit und der Kühlplatte beträchtlich erhöhen; dadurch reduziert sich die Wahrscheinlichkeit des genannten Abhebens der Baueinheit, das einen unerwünschten Wärmeableitungswiderstand verursacht. Die LrStreckung des Schraubenkopfes befindet sich auf einem höheren Niveau als die Höhe der Klemme oder der Baueinheit; dadurch ist eine direktere oder positivere Kraftausübung in Richtung auf die Klemme geschaffen, als dies bei dem zuerst genannten DE-GM 79 06 der Fall ist. DieIn a device sketched in FIGS. 1a and 1b according to Italian patent application No. 20505A / 85, the applicant in, which has the same priority date as the present application will force directly to the electronic Assembly instead of exercised on a tongue projecting from the assembly. Such a screw-type arrangement would considerably increase the mechanical adhesion between the electronic assembly and the cooling plate; through this the probability of the aforementioned lifting of the structural unit, which has an undesirable heat dissipation resistance, is reduced caused. The length of the screw head is at a higher level than the height of the clamp or assembly; thereby is a more direct one or created more positive exertion of force in the direction of the clamp than in the case of the first-mentioned DE-GM 79 06 the case is. the

positive Klemmkraft, die direkt auf die elektronische Baueinheit ausgeübt wird, und zusätzlich dazu die Plazierung eines flexiblen wärmeleitenden Materials zwischen der Baueinheit und der Kühlplatte erhöhen die Wärmeableitung, die im Vergleich zum einschlägigen Stand der Technik wesentlich verbessert ist. Obwohl die Vorrichtung qemäß der genannten Patentanmeldung der Anraelderin eine stärkere mechanische Adhäsion als die Vorrichtung gemäß dem genannten DE-GM schafft, erstrecten sich die zur Kopplung mit einer Schalungsplatte dienenden Leitungen im Fall der Anmeldung der Anmelderin nur von einer Seite der Baueinheit weg, die an dem externen Kühlkörper angebracht ist. Durch diese Ausführung ist die Zahl der Leitungen zur Kopplung mit der Schaltungsplatte begrenzt, wodurch auch die Verwendung von komplizierteren Schaltungen beschränkt ist.positive clamping force, which is exerted directly on the electronic assembly, plus the placement of a flexible thermally conductive material between the unit and the cooling plate increase the heat dissipation, which in the Compared to the relevant prior art is significantly improved. Although the device according to the said patent application the Anraelder woman has a stronger mechanical adhesion than creates the device according to the said DE-GM, the erstrecten to Coupling with a shuttering panel serving lines in the case of Registration of the applicant away only from one side of the structural unit that is attached to the external heat sink. Through this Execution is limited to the number of lines for coupling to the circuit board, which also eliminates the use of more complicated circuits.

■ ■ _ ζ . 36U086 ■ ■ _ ζ . 36U086

Es besteht daher ein Bedarf für eine Vorrichtung und ein Verfahren zum thermischen Koppeln von Baueinheiten aus elektronischen Bauteilen mit einer Kühlplatte in einer derartigen Weise, daß ein relativ bequemes Einführen und Entfernen der Baueinheit ermöglicht ist und eine erhöhte Flexibilität bezüglich der Positionierung der Kühlung benötigenden elektronischen Baueinheit oder eines Kühlung benötigenden elektronischen Bauteils geschaffen ist und außerdem die Möglichkeit gegeben ist, Baueinheiten mit einer Anzahl von Leitungen auf mehr als einer ihrer Seiten mit einer Schaltungsplatte zu koppeln (durch Anbringung auf einer Flachseite).There is therefore a need for an apparatus and a method for thermally coupling structural units from electronic components with a cooling plate in such a way that a relatively convenient insertion and removal of the structural unit is enabled and increased flexibility with regard to the positioning of the cooling required electronic assembly or an electronic component requiring cooling is created and there is also the possibility of building units with a number of lines on more than one of their sides to couple a circuit board (by attaching it to a flat side).

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung eines verbesserten Kühlkörper-Kopplungsmechanismus für eine Halbleiter-Baueinheit.An object of the present invention is thus that of Creation of an improved heat sink coupling mechanism for a semiconductor package.

Noch ein Ziel der vorliegenden .Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Koppeln einer Halbleiter-Baueinheit mit einer Kühlplatte.Another object of the present invention is that To provide an improved method of coupling a semiconductor package to a cold plate.

Ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Koppeln einer elektronischen Baueinheit mit einer Kühlplatte in einer derartigen Weise, daß sich die Baueinheit, die an mehr als einer ihrer Seiten mit Leitungen versehen ist, mit einer gedruckten Schaltungsplatte elektrisch koppeln läßt.It is an additional object of the present invention to provide a method and apparatus for Coupling an electronic assembly to a cooling plate in such a way that the assembly that is attached to more than one of its sides is wired, can be electrically coupled to a printed circuit board.

Zur Erreichung der genannten Ziele schafft die vorliegende Erfindung eine Wärmeableitungsvorrichtung zum Ableiten der Wärme in einer Halbleiter-Baueinheit, wobei die Baueinheit sich von mehreren ihrer Seiten wegerstreckende elektrische Leitungen aufweist und wobei die Vorrichtung eine eine erste und eine zweite Fläche aufweisende Kühlplatte oder ein plattenförmiges Teil eines Kühlkörpers, eine Schaltungsplatte, die eine sich durch diese hindurcherstreckende Öffnung besitzt und auf der ersten Fläche der Kühlplatte montiert ist,In order to achieve the above objects, the present invention provides a heat dissipation device for dissipating the Heat in a semiconductor assembly, the assembly extending away from several of its sides electrical Having lines and wherein the device has a first and a second surface having a cooling plate or a plate-shaped part of a heat sink, a circuit board, which has an opening extending therethrough and is mounted on the first surface of the cooling plate,

sowie eine Federclipeinrichtung zum Befestigen der Baueinheit an der ersten Fläche der Kühlplatte innerhalb der Öffnung der Schaltungsplatte aufweist, wobei die Federclipeinrichtung die obere Oberfläche der Baueinheit sowie die zweite Fläche der Kühlplatte berührt.and spring clip means for securing the assembly to the first surface of the cooling plate within the opening of the circuit board, the spring clip means comprising the top surface of the assembly as well as the second surface touches the cooling plate.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt eine Vorrichtung zum Kühlen einer Baueinheit, die an mehr als einer ihrer Seiten Leitungen aufweist, eine Kühlplatte, eine angrenzend an die Baueinheit angeordnete gedruckte Schaltungsplatte sowie eine Federclipeinrichtung zum Befestigen der Baueinheit an der Kühlplatte, wobei es den an mehr als einer Seite der Baueinheit befindlichen Leitungen ermöglicht ist, in elektrischen Rontakt mit der gedruckten Schaltungsplatte zu treten, wobei die Federclipeinrichtung im allgemeinen an einem Bereich der Baueinheit angreift, welcher der der Kühlplatte benachbarten Seite der Baueinheit entgegengesetzt ist, und wobei die Fecerclipeinrichtung außerdem dazu ausgelegt ist, an einer nicht mit der Baueinheit in Berührung befindlichen Fläche der Kühlplatte anzugreifen.According to an embodiment of the present invention, a device for cooling a structural unit, which has lines on more than one of its sides, a cooling plate, one arranged adjacent to the structural unit printed circuit board and a spring clip device for securing the assembly to the cooling plate, wherein it the lines located on more than one side of the assembly is enabled to be in electrical contact with the printed one Circuit board to step, wherein the spring clip device engages generally on a portion of the assembly which the the side of the structural unit adjacent to the cooling plate is opposite, and the Fecerclip device also to it is designed to attack a surface of the cooling plate that is not in contact with the structural unit.

Es ist auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur thermischen Kopplung einer Komponenten-Baueinheit, die an mehr als einer ihrer Seiten mit Leitungen versehen ist, mit einer Kühlplatte offenbart; das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet das Befestigen der Baueinheit an der Kühlplatte mittels eines Federclips, der an einer oberen Oberfläche der Baueinheit sowie an einer unteren Oberfläche der Kühlplatte angreift. Der Federclip ist dazu ausgelegt, ein Befestigen der Baueinheit an der Kühlplatte in der Nähe einer Kante der Kühlplatte zu ermöglichen, wobei es den sich an mehr als einer Seite der Baueinheit befindenden Leitungen ermöglicht ist, in elektrischen Kontakt mit einer gedruckten Schaltungsplatte zu treten.There is also a method according to the invention for thermal Coupling of a component assembly, which is provided with lines on more than one of its sides, with a cooling plate disclosed; the inventive method includes attaching the assembly to the cooling plate by means of a Spring clip that engages an upper surface of the assembly and a lower surface of the cooling plate. The spring clip is designed to secure the assembly to the cooling plate in the vicinity of an edge of the cooling plate allow, wherein it is possible to be located on more than one side of the assembly lines in make electrical contact with a printed circuit board.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Kühlen einer Baueinheit ausAccording to a further aspect of the present invention, an apparatus for cooling an assembly is also from

•: _Λ_ 36H086• : _ Λ _ 36H086

elektrischen Bauteilen beschrieben, wobei die Baueinheit an mehr als einer ihrer Seiten mit Leitungen für die Verbindung mit einer gedruckten Schaltungsplatte versehen ist. Die Vorrichtung beinhaltet eine Kühlkörpereinrichtung zum Ableiten der dieser zugeführten Wärme sowie eine Kopplungseinrichtung zum unter Kraftausübung erfolgenden Koppeln der Baueinheit mit der Kühlkörpereinrichtung. Die Kopplungseinrichtung benötigt nur begrenzten Raum für die Berührung mit der Kühlkörpereinrichtung, wobei es den an mehr als einer Seite der Baueinheit vorhandenen Leitungen gleichzeitig gestattet ist, daß sie sich in elektrischem Kontakt mit der gedruckten Schaltungsplatte befinden.electrical components described, the structural unit on more than one of its sides with lines for the connection is provided with a printed circuit board. The device includes a heat sink device for Dissipation of the heat supplied to it and a coupling device for coupling the under force Unit with the heat sink device. The coupling device requires only limited space for contact with the heat sink device, the lines present on more than one side of the structural unit at the same time are allowed to be in electrical contact with the printed circuit board.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Schaltungsanordnung offenbart. Diese Anordnung umfaßt eine Schaltungsplatte, eine Kühlplatte, die sich auf einer ersten Seite der Schaltungsplatte befindet, sowie wenigstens eine Komponeten-Baueinheit, die der thermischen Kühlung bedarf und elektrische Leitungen an mehr als einer Seite der Baueinheit aufweist. Die Komponenten-Baueinheit ist auf der Kühlplatte derart positioniert, daß sie ausgewählte Leiter auf der Schaltungsplatte kontaktiert. Außerdem ist eine Kopplungseinrichtung zum Befestigen der Baueinheit an der Kühlplatte vorgesehen.In accordance with a further aspect of the present invention, electronic circuitry is disclosed. These Arrangement includes a circuit board, a cooling plate located on a first side of the circuit board, as well at least one component unit for thermal cooling needs and has electrical lines on more than one side of the assembly. The component assembly is on the Cooling plate positioned to contact selected conductors on the circuit board. Also is a Coupling device provided for fastening the structural unit to the cooling plate.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred developments of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen von. · Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1a eine Seitenansicht einer Vorrichtung für die Wärmeableitung von einer Halbleiter-Baueinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorstehend erwähnten Patentanmeldung der Anmelderin;The invention and further developments of the invention are described below with reference to the drawings in FIG. · Embodiments explained in more detail. 1 a shows a side view of a device for heat dissipation of a semiconductor assembly according to an embodiment of the aforementioned Applicant's patent application;

Fig. 1b eine Perspektivansicht der Vorrichtung der Fig. 1a; Fig. 2a eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile x-x der Fig. 2b einer Vorrichtung für die Wärmeableitung von einer Halbleiter-Baueinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, die elektrische Leitungen an mehr als einer Seite der Baueinheit aufweist; und Fig. 2b eine Perspektivansicht der Vorrichtung der Fig. 2a.Fig. 1b is a perspective view of the device of Fig. 1a; 2a shows a sectional view in the direction of the arrows x-x of the 2b shows a device for the dissipation of heat from a semiconductor module according to the present invention Invention comprising electrical leads on more than one side of the assembly; and FIG. 2b is a perspective view of the device of FIG. 2a.

In den Fig. 1a und 1b ist eine Vorrichtung für eine wirksame Wärmeableitung von einer Halbleiter-Baueinheit 10 gezeigt. Ein Kühlkörper 20 dient als Platform für eine gedruckte Schaltungsplatte 15, bei er sich z.B. um einen Teil eines Hybrid-Substrats handeln kann. Die Halbleiter-Baueinheit 10 besitzt sich von dieser wegerstreckende elektrische Leitungen Die Leitungen 11 sind mit Leiterbahnen 16 auf der gedruckten Schaltungsplatte 15 elektrisch gekoppelt. Ein aus einer Mutter und einer Schraube gebildeter Mechanismus 22 übt eine Kraft auf eine Hebel- oder Brückeneinheit 21 sowie auf die Halbleiter-Baueinheit 10 aus. Die auf die Halbleiter-Baueinheit 10 ausgeübte Kraft gestattet es einem flexiblen thermischen bzw. wärmeleitenden Material 25, das zwischen der Halbleiter-Baueinheit 10 und dem Kühlkörper 20 angeordnet ist, einen guten thermischen Kontakt zwischen der Halbleiter-Baueinheit und dem Kühlkörper 20 zu schaffen. Bei dieser Anordnung können sich die für die Kopplung mit der Schaltungsplatte dienenden elektrischen Leitungen nur von einer Seite der Baueinheit wegerstrecken.In Figs. 1a and 1b is a device for effective Heat dissipation from a semiconductor assembly 10 is shown. A heat sink 20 serves as a platform for a printed Circuit board 15, for example part of a Hybrid substrate can act. The semiconductor assembly 10 has electrical lines extending therefrom The lines 11 are electrically coupled to conductor tracks 16 on the printed circuit board 15. One from a mother and a screw-formed mechanism 22 exerts a force on a lever or bridge unit 21 as well as on the Semiconductor assembly 10 from. The force exerted on the semiconductor assembly 10 allows a flexible thermal or thermally conductive material 25, which is arranged between the semiconductor assembly 10 and the heat sink 20, a to create good thermal contact between the semiconductor assembly and the heat sink 20. With this arrangement the electrical lines used for coupling with the circuit board can only be seen from one side of the Extend the unit.

In den Fig. 2a und 2b ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum thermischen Koppeln der Baueinheit 10, bei der Leitungen an mehr als einer Seite der Baueinheit vorhanden sind, mit einem Kühlkörper bzw. einer Kühlplatte 20 gezeigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen Federclip 30, der an einem oberen Flächenbereich der Halbleiter-Baueinheit sowie an einer Bodenfläche der Kühlplatte 20 angreift. Die Schaltungsplatte 15, in der eine öffnung ausgebildet ist, ist dazu ausgelegt, in enger Nachbarschaft mit drei Seiten der Baueinheit 10 angeordnet zu werden. Auf diese Weise können sich bei der Baueinheit 10 die mit der Schaltungsplatte 15 elektrisch gekoppelten elektrischen Leitungen 11 von drei Seiten der Baueinheit 10 wegerstrecken. Es ist wiederum möglich, ein wärmeleitendes Material 25 zwischen der Halbleiter-Baueinheit 10 und der Kühlplatte 20 zur Verbesserung der Wärmeleitung anzuordnen.2a and 2b is a device according to the invention for thermal coupling of the structural unit 10, in which there are lines on more than one side of the structural unit, with a heat sink or a cooling plate 20 is shown. The device according to the invention has a spring clip 30, which acts on an upper surface area of the semiconductor module and on a bottom surface of the cooling plate 20. the Circuit board 15, in which an opening is formed, is designed to be in close proximity to three sides of the Assembly 10 to be arranged. In this way, in the case of the structural unit 10, the components with the circuit board 15 electrically coupled electrical lines 11 extend away from three sides of the structural unit 10. Again it is possible a thermally conductive material 25 between the semiconductor package 10 and the cooling plate 20 to improve the heat conduction to be arranged.

Wie in den Fig. 2a und 2b zu erkennen ist, ist der aus einer Mutter und einer Schraube gebildete Mechanismus der Fig. 1a und 1b durch den Federclip 30 ersetzt, um die Baueinheit 10, die Leitungen an mehr als einer ihrer Seiten aufweist, an der Kühlplatte 20 zu befestigen. Bei dieser Konfiguration schafft der Federclip 30 in Kombination mit der in der Schaltungsplatte 15 vorgesehen Öffnung, die sich an der Stelle befindet, an der die Baueinheit 10 anzuordnen ist, mehrere deutliche Vorteile. Die Position der Halbleiter-Baueinheit auf der Kühlplatte 20 kann etwas flexibler sein, und die Position der Baueinheit ist nicht durch die Position der Schraubenlöcher begrenzt, wie sie ansonsten bei der Kühlplatte der Fig. 1a und 1b erforderlich sind. Diese Flexibilität ermöglicht es, die Baueinheit 10 an verschiedenen Bereichen auf der oberen Oberfläche der Kühlplatte 20 zu befestigen. Außerdem ermöglicht es der Federclip 30, daß die Baueinheit näher an dem Rand der Kühlplatte 20 angeordnet wird. Der Federclip 30 läßt sich einfach und rasch entfernen, falls die Kühlplatte 20 relativ zu der Schaltungsplatte 15 bewegt werden muß. Falls die Baueinheit 10 von der Schaltungsplatte 15 getrennt bzw. entfernt werden muß, wird dieser Vorgang durchAs can be seen in FIGS. 2a and 2b, the mechanism formed from a nut and a screw is shown in FIGS 1b replaced by the spring clip 30 to the assembly 10, which has lines on more than one of its sides, on the To attach cooling plate 20. With this configuration creates the spring clip 30 in combination with the opening provided in the circuit board 15, which is located at the point is located on which the assembly 10 is to be arranged, several clear advantages. The position of the semiconductor assembly on the cooling plate 20 can be somewhat more flexible, and the position of the assembly is not limited by the position of the Bounded screw holes, as they are otherwise required in the cooling plate of Figs. 1a and 1b. This flexibility allows the assembly 10 to be attached to various areas on the top surface of the cooling plate 20. In addition, the spring clip 30 enables the assembly to be positioned closer to the edge of the cooling plate 20. Of the Spring clip 30 can be removed easily and quickly if the cooling plate 20 is moved relative to the circuit board 15 got to. If the assembly 10 has to be separated from the circuit board 15, this process is carried out

die einfache Entfernbarkeit des Federclips 30 erleichtert. Die Möglichkeit, eine elektrische Kopplung für Leitungen zu schaffen, die sich von mehreren Seiten der Halbleiter-Baueinheit wegerstrecken, wobei es sich bei dem in Fig. 2b gezeigten Ausführungsbeispiel um drei Seiten handelt, führt zu einer Erhöhung der Schaltungskopplungsflexibilität zwischen der Baueinheit und der Schaltungsplatte.the easy removal of the spring clip 30 facilitates. The possibility of an electrical coupling for cables to create, which extend away from several sides of the semiconductor assembly, wherein it is in Fig. 2b embodiment shown is three pages, leads to an increase in the circuit coupling flexibility between the assembly and the circuit board.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß auch viele Variationen möglich sind. Z.B. ist es möglich, die aus einer Mutter und einer Schraube gebildete Anordnung der Fig. 1a und 1b zusammen mit der Baueinheit in einer Öffnung in der Schaltungsplatte 15 in ähnlicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2a und 2b zu verwenden.It follows from the above description that many variations are also possible. E.g. it is possible to use the The arrangement of FIGS. 1a and 1b formed from a nut and a screw together with the structural unit in an opening to be used in the circuit board 15 in a manner similar to the embodiment of FIGS. 2a and 2b.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Kühlkörper (20) sowie ein Verfahren zur Wärmeableitung von einer Baueinheit (10) beschrieben, die elektronische Bauteile enthält. Die Wärmeableitung erfolgt unter Verwendung einer Kühlplatte (20), die unter einer Schaltungsplatte (15) angeordnet ist. Die Baueinheit (10), die sich von mehr als einer Seite der Baueinheit (10) wegerstreckende Leitungen (11) aufweist, wird derart auf der Kühlplatte (20) positioniert, daß die sich von den Seiten der Baueinheit (10) wegerstreckenden Leitungen (11) mit Leitern (16) auf der Schaltungsplatte (15) elektrisch gekoppelt werden können, wobei die Schaltungsplatte (15) um wenigstens zwei und vorzugsweise drei Seiten der Baueinheit (10) herum angeordnet ist. Die Baueinheit (10) wird an der Kühlplatte (20) mittels eines Federclips (30) befestigt. Der Federclip (30) gestattet ein flexibles Positionieren der Baueinheit (10) relativ zu der Kühlplatte (20), und zwar einschließlich einer Positionierung der Baueinheit (10) nahe bei der Kante der Kühlplatte (20). Die Wärmeleitung zwischen der Baueinheit (10) und der Kühlplatte (20) läßt sich durch=Vorsehen einesAccording to the present invention, a heat sink (20) and a method for dissipating heat from a structural unit (10) which contains electronic components. The heat is dissipated using a cooling plate (20), which is arranged under a circuit board (15). The assembly (10) extending from more than one side of the assembly (10) extending lines (11) is positioned on the cooling plate (20) in such a way that it extends from the sides lines (11) extending away from the structural unit (10) are electrically coupled to conductors (16) on the circuit board (15) can, wherein the circuit board (15) by at least two and preferably arranged around three sides of the assembly (10). The unit (10) is attached to the cooling plate (20) attached by means of a spring clip (30). The spring clip (30) allows flexible positioning of the structural unit (10) relative to the cooling plate (20) including positioning the assembly (10) close to the edge the cooling plate (20). The heat conduction between the structural unit (10) and the cooling plate (20) can be achieved by = providing a

""".Jt'. ' " ' 36H086 43 """.Jt'.'"' 36H086 43

zusammendrückbaren wärmeleitenden Materials (25) verbessern. Die Schaltungsplatte (15) ist vorzugsweise mit einer öffnung versehen, so daß sich die Schaltungsplatte (15) sehr nahe
zu den drei Seiten der Baueinheit (10) anordnen läßt, so daß eine Erhöhung der Verbindungs- bzw. Anschlußmöglichkeiten
geschaffen ist.Improve compressible thermally conductive material (25). The circuit board (15) is preferably provided with an opening so that the circuit board (15) is very close
can be arranged on the three sides of the structural unit (10), so that an increase in the connection possibilities
is created.

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Claims (12)

KU NKER-SCHMITT-NIIi*>N HIRSCH : : 36U086 SGS MICROELETTRONICI SpA u.Z.: K 30 523S/6eb 25. April 1986 Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Kopplung einer Halbleiter-Baueinheit mit einer Kühlplatte und zur elektrischen Kopplung mit einer Schaltungsplatte AnsprücheKU NKER-SCHMITT-NIIi *> N HIRSCH:: 36U086 SGS MICROELETTRONICI SpA u.Z .: K 30 523S / 6eb April 25, 1986 Device and method for thermal coupling of a semiconductor unit with a cooling plate and for electrical coupling with a circuit board Claims 1. Vorrichtung zur Wärmeableitung von einer Baueinheit, die elektronische Komponenten enthält, und elektrische Leitungen aufweist, die sich von mehreren Seiten der Baueinheit wegerstrecken,1. Device for dissipating heat from an assembly containing electronic components and electrical lines which extend away from several sides of the structural unit, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kühlplatte (20) vorgesehen ist, die eine erste und eine zweite planare Fläche aufweist,characterized in that a cooling plate (20) is provided which has a first and has a second planar surface, daß eine Federclipeinrichtung (30) zum derartigen Befestigen der Baueinheit (10) an der ersten Fläche der Kühlplatte (20) vorgesehen ist, daß die an mehreren Seiten der Baueinheit (10) befindlichen Leitungen (11) elektrischen Kontakt mit einer Schaltungsplatte (15) herstellen können, wobei die Federclipeinrichtung (30) im allgemeinen an einem Bereichthat a spring clip device (30) for such fastening of the structural unit (10) on the first surface of the cooling plate (20) it is provided that the lines (11) located on several sides of the structural unit (10) make electrical contact with a circuit board (15), the spring clip means (30) generally on one area - r~ " 36H086- r ~ " 36H086 der Baueinheit (10) angreift, der einer Seite der Baueinheit (10) entqeqengesetzt ist, die der ersten Fläche der Kühlplatte (20) benachbart ist, und wobei die Federclipeinrichtung (30) außerdem dazu ausgelegt ist, an der Kühlplatte (20) an deren nicht mit der Baueinheit (10) in Berührung befindlichen zweiten Fläche anzugreifen, und daß die Schaltungsplatte (15) mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen (16) ausgebildet ist, mit denen entsprechenden Leitungen (11) der Baueinheit (10) gekoppelt sind, wobei die Schaltungsplatte (15) sich um mehr als eine Seite der Baueinheit (10) herumerstreckt.engages the structural unit (10) which is opposite to a side of the structural unit (10) that is the first surface the cooling plate (20) is adjacent, and wherein the spring clip device (30) is also adapted to is to act on the cooling plate (20) on its second surface which is not in contact with the structural unit (10), and that the circuit board (15) is formed with a plurality of conductor tracks (16) with which corresponding lines (11) of the structural unit (10) coupled are, wherein the circuit board (15) extends around more than one side of the structural unit (10) stretching around. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,2. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federclipeinrichtung (30) dazu ausgelegt ist, die Baueinheit (10) in der Nähe einer Kante der Kühlplatte (20) an der Kühlplatte (20) zu befestigen.characterized in that the spring clip device (30) is designed to the structural unit (10) in the vicinity of a To attach the edge of the cooling plate (20) to the cooling plate (20). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,3. Device according to claim 1 or 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeleitendes Material zwischen der Baueinheit (10) und der ersten Fläche der Kühlplatte (20) angeordnet ist.characterized in that a thermally conductive material between the structural unit (10) and the first surface of the Cooling plate (20) is arranged. 4. Verfahren zum thermischen Koppeln einer Halbleiter-Baueinheit, die sich von einer Mehrzahl ihrer Seiten wegerstreckende elektrische Leitungen aufweist, mit einem Kühlkörper unter Ermöglichung einer Kopplung der Leitungen mit einer Schaltungsplatte, die eine Öffnung aufweist und auf dem Kühlkörper angeordnet ist.
gekennzeichnet durch folgende Schritte:4. A method of thermally coupling a semiconductor package having electrical leads extending from a plurality of its sides to a heat sink while enabling the leads to be coupled to a circuit board having an opening and disposed on the heat sink.
characterized by the following steps: Plazieren der Baueinheit (10) innerhalb der Öffnung der Schaltungsplatte (15) unter elektrischer Verbindung der Leitungen (11) der Baueinheit (10) mit der Schaltungsplatte (15), undPlacing the assembly (10) within the opening of the Circuit board (15) with electrical connection of the lines (11) of the structural unit (10) to the circuit board (15), and Befestigen der Baueinheit (10) an dem Kühlkörper (20) mittels eines Federclips (30), der an der oberen Oberfläche der Baueinheit (10) und an der unteren Oberlache des Kühlkörpers (20)Attaching the structural unit (10) to the heat sink (20) by means of a spring clip (30) which is attached to the upper surface of the structural unit (10) and to the lower surface of the heat sink (20) 36H08636H086 angreift, wobei der Federclip (30) zur Ermöglichung eines Positonierens der Baueinheit (10) in bezug auf die Schaltungsplatte (15) und den Kühlkörper (20) entfernbar ist.attacks, wherein the spring clip (30) to enable positioning of the structural unit (10) with respect to the Circuit board (15) and the heat sink (20) is removable. 5. Verfahren nach Anspruch 4,5. The method according to claim 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeleitendes Material (25) zwischen der Baueinheit (10) und dem Kühlkörper (20) angeordnet wird.characterized in that a thermally conductive material (25) between the structural unit (10) and the heat sink (20) is arranged. 6. Vorrichtung zum Kühlen einer Baueinheit (10), die elektrische Komponenten beinhaltet und Leitungseinrichtungen (11) aufweist, die sich an mehr als einer Seite von der Baueinheit (10) wegerstrecken,6. Device for cooling a structural unit (10) which contains electrical components and line devices (11) which extend away from the structural unit (10) on more than one side, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß eine Kühlkörpereinrichtung (20) vorgesehen ist, die sich zur Ableitung von Wärme, die der Kühlkörpereinrichtung (20) von der Baueinheit (10) zugeführt wird, mit der Baueinheit (10) in Berührung befindet,that a heat sink device (20) is provided, which is used to dissipate heat from the heat sink device (20) is fed from the structural unit (10), is in contact with the structural unit (10), daß eine Kopplungseinrichtung (30) zum derartigen Befestigen der Baueinheit (10) an der Kühlkörpereinrichtung (20) vorgesehen ist, daß die sich von mehr als einer Seite der Baueinheit (10) wegerstreckenden Leitungseinrichtungen (11) elektrischen Kontakt mit einer Schaltungsplatte (15) herstellen können, und daß die Schaltungsplatte (15) bei an der Kühlkörpereinrichtung (20) befestigter Baueinheit (10) um mehr als eine der Seiten der Baueinheit (10) herum angeordnet ist.that a coupling device (30) is provided for fastening the structural unit (10) to the heat sink device (20) in this way is that the line devices (11) extending from more than one side of the structural unit (10) are electrical Can make contact with a circuit board (15), and that the circuit board (15) with the structural unit (10) attached to the heat sink device (20) by more than one of the sides the assembly (10) is arranged around. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,7. Apparatus according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (25) aus wärmeleitendem Material zur Verbesserung der Wärmeleitung zwischen der Baueinheit (10) und der Kühlkörpereinrichtung (20) zwischen der Kühlkörpereinrichtung (20) und der Baueinheit (10) angeordnet ist.characterized in that a device (25) made of thermally conductive Material to improve the heat conduction between the structural unit (10) and the heat sink device (20) is arranged between the heat sink device (20) and the structural unit (10). 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,8. Apparatus according to claim 6 or 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Kühlkörpereinrichtung (20) um eine metallische Platte handelt und daß escharacterized in that the heat sink device (20) is a metallic plate and that it : -V-: - ' 36U086 H : -V- : - '36U086 H sich bei der Kopplungseinrichtung (30) um einen Federclip handelt, der Flexibilität bei der Positionierung der Baueinheit (10) auf der metallischen Platte (20) ermöglicht.the coupling device (30) is a spring clip acts, which allows flexibility in the positioning of the structural unit (10) on the metallic plate (20). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8,9. Apparatus according to claim 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Federclip (30) die metallische Platte (20) nur in einem Bereich berührt, der dem Bereich der Baueinheit (10) ,an dem dsrFederclip (30) die Baueinheit (10) berührt, gegenüberliegt.characterized in that the spring clip (30) is the metallic Plate (20) only touches in an area that corresponds to the area of the structural unit (10) on which the spring clip (30) the structural unit (10) touches, opposite. 10. Elektronische Anordnung,
gekennzeichnet durch10. Electronic arrangement,
marked by eine Schaltungsplatte (15), in der eine durchgehende Öffnung ausgebildet ist,a circuit board (15) in which a through opening is trained, eine Kühlplatte (20) mit einer ersten und einer zweiten Fläche, wobei die erste Fläche mit der Bodenfläche der Schaltungsplatte (15) zusammenliegt, a cooling plate (20) having a first and a second surface, the first surface being contiguous with the bottom surface of the circuit board (15), durch wenigstens eine Konponenten-Baueinheit (10), die einer thermischen Kühlung bedarf, wobei die Koiiroonenten-Baueinheit (1n) > innerhalb der Öffnung der Schaltungsplatte (15) derart auf der Kühlplatte (20) positioniert ist, daß ausgewählte Leiter (16) auf der Schaltungsplatte (15) kontaktiert werden, und wobei die Komponenten-Baueinheit (10) sich von mehreren ihrer Seiten wegerstreckende elektrische Leitungen (11) aufweist, die mit der Schaltungsplatte (15) gekoppelt sind, undby at least one component assembly (10) which requires thermal cooling, the coiiroonent assembly (1 n ) being positioned on the cooling plate (20) within the opening of the circuit board (15) in such a way that selected conductors (16) on the circuit board (15), and wherein the component assembly (10) has electrical lines (11) which extend away from several of its sides and are coupled to the circuit board (15), and durch eine Kopplungseinrichtung (30) zum flexiblen Befestigen der Komponenten-Baueinheit (10) an der Kühlplatte (20) .by a coupling device (30) for flexible fastening of the component assembly (10) to the cooling plate (20). 11. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Kopplungseinrichtung (30) um einen Federclip handelt.11. Electronic circuit arrangement according to claim 10, characterized in that the coupling device (30) is a spring clip. 12. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeleitendes Material (25) zwischen der Kühlplatte (20) und der Baueinheit (10) vorgesehen ist.12. Electronic circuit arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that a thermally conductive material (25) is provided between the cooling plate (20) and the structural unit (10).
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