(57)【要約】  【課題】  多接合部ばねフィンガを有する接地ばねを用いて電子モジュールと熱的に接触したヒート・シンクを接地させるための方法および装置を提供する。  【解決手段】  ヒート・シンクとプリント回路基板（ＰＣＢ）との間に、電磁干渉（ＥＭＩ）を抑制するための接地ばねを挿入する。接地ばねは、その基部に形成された開口を有する導電性材料を含み、この開口を通ってヒート・シンクはＰＣＢ上に搭載された電子モジュールと熱的に接触する。基部は、ヒート・シンクの外側面と電気的に接触し、基礎から多接合部ばねフィンガが延出して、プリント回路基板上の導電性パッドと電気的に接触する。圧縮の間、各ばねフィンガの先端の動きは、ｚ軸に実質的に制限される。従って、接地ばねが、ＰＣＢに対するヒート・シンクの様々な取り付け高さに対応しなければならない場合であっても、先端の最終的な取り付け位置を精密に制御することができる。好ましくは、ばねフィンガの末端は、導電性パッドから滑り落ちにくいくぼんだ先端部となっている。【選択図】  図６
2009515329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒート・シンク接地ばねであって、
概ね平坦な部分を有する導電性材料を含む基部であって、前記基部の前記概ね平坦な部分が、ヒート・シンクの外側面の少なくとも一部と接触するように構成されている、基部と、
前記基部の前記概ね平坦な部分から延出する導電性材料を含む多接合部ばねフィンガと、
を含む、ヒート・シンク接地ばね。
【請求項２】
前記多接合部ばねフィンガが前記基部の前記概ね平坦な部分に向かって圧縮されると、前記多接合部ばねフィンガの先端の動きが、前記基部の前記概ね平坦な部分の面に対して垂直な方向に実質的に制限されるように、前記多接合部ばねフィンガが構成されている、請求項１に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項３】
前記多接合部ばねフィンガが二接合であり、前記基部の前記概ね平坦な部分を中央フィンガ部分につなぐ第１のＶ形の接合部と、前記中央フィンガ部分を遠位フィンガ部分につなぐ第２のＶ形の接合部とを含む、請求項１に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項４】
前記基部の前記概ね平坦な部分が切り抜きを含み、この切り抜きから前記中央フィンガ部分が形成され、前記中央フィンガ部分が切り抜きを含み、この切抜きから前記遠位フィンガ部分が形成される、請求項３に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項５】
前記遠位フィンガ部分が、前記基部の前記概ね平坦な部分に対して実質的に平行な方向に延出するくぼんだフィンガ先端を含む、請求項３に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項６】
前記二接合部ばねフィンガが前記基部の前記概ね平坦な部分に向かって圧縮されると、前記二接合部ばねフィンガの前記くぼんだフィンガ先端の動きが、前記基部の前記概ね平坦な部分の面に対して垂直な方向に実質的に制限されるように、前記二接合部ばねフィンガの各々が構成されている、請求項５に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項７】
前記基部の前記概ね平坦な部分に開口が形成され、この開口を通ってヒート・シンクおよびモジュールが相互に熱的に接触するように配置され、前記開口が概ね矩形の形状を画定する４つの側面を有し、前記開口の４つの側面の各々に沿って２つ以上の多接合部ばねフィンガが配置されている、請求項１に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項８】
前記基部および前記多接合部ばねフィンガが、１枚のシート・メタルから切って湾曲されて一体的な単一構成を形成する、請求項７に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項９】
回路カード・アセンブリであって、
表面上に電子モジュールが搭載されているプリント回路基板と、
前記プリント回路基板の前記表面の上方に配置され、前記モジュールと熱的に接触しているヒート・シンクと、
概ね平坦な基礎部分に形成された開口を有する導電性材料を含む接地ばねであって、前記開口を通って前記ヒート・シンクおよび前記モジュールが相互に熱的に接触する、接地ばねと、
を含み、前記基礎部分が前記ヒート・シンクの外側面の少なくとも一部と電気的に接触し、前記基礎部分から複数の多接合部ばねフィンガが延出して前記プリント回路基板の前記表面上の導電性パッドと電気的に接触する、回路カード・アセンブリ。
【請求項１０】
前記多接合部ばねフィンガが前記接地ばねの前記基礎部分に向かって圧縮されると、前記多接合部ばねフィンガの先端の動きがｚ軸に実質的に制限されるように、前記多接合部ばねフィンガの各々が構成されている、請求項９に記載の回路カード・アセンブリ。
【請求項１１】
前記多接合部ばねフィンガの各々が二接合であり、前記接地ばねの前記基礎部分を中央フィンガ部分につなぐ第１のＶ形の接合部と、前記中央フィンガ部分を遠位フィンガ部分につなぐ第２のＶ形の接合部とを含む、請求項９に記載の回路カード・アセンブリ。
【請求項１２】
前記接地ばねの前記基礎部分が複数の切り抜きを含み、この切り抜きから前記中央フィンガ部分が形成され、各中央フィンガ部分が切り抜きを含み、この切抜きから前記遠位フィンガ部分が形成される、請求項１１に記載の回路カード・アセンブリ。
【請求項１３】
前記遠位フィンガ部分が、前記接地ばねの前記基礎部分に対して実質的に平行な方向に延出するくぼんだフィンガ先端を含む、請求項１１に記載の回路カード・アセンブリ。
【請求項１４】
前記二接合部ばねフィンガが前記接地ばねの前記基礎部分に向かって圧縮されると、前記二接合部ばねフィンガの前記くぼんだフィンガ先端の動きがｚ軸に実質的に制限されるように、前記二接合部ばねフィンガの各々が構成されている、請求項１３に回路カード・アセンブリ。
【請求項１５】
前記接地ばねの前記基礎部分に形成された前記開口が、概ね矩形の形状を画定する４つの側面を有し、前記開口の４つの側面の各々に沿って前記複数の多接合部ばねフィンガの２つ以上が配置されている、請求項９に記載の回路カード・アセンブリ。
【請求項１６】
前記接地ばねが、１枚のシート・メタルから切って湾曲されて一体的な単一構成を形成する、請求項９に記載の回路カード・アセンブリ。
【請求項１７】
前記電子モジュールが集積回路を含む、請求項９に記載の回路カード・アセンブリ。
【請求項１８】
電子モジュールと熱的に接触したヒート・シンクを接地するための方法であって、
表面上に電子モジュールが搭載されているプリント回路基板を設けるステップと、
前記プリント回路基板の前記表面の上方に、前記モジュールと熱的に接触するようにヒート・シンクを配置するステップと、
前記プリント回路基板と前記ヒート・シンクとの間に接地ばねを挿入するステップと、
を含み、前記接地ばねが、概ね平坦な基礎部分に形成された開口を有する導電性材料を含み、前記開口を通って前記ヒート・シンクおよび前記モジュールが相互に熱的に接触し、前記接地ばねの前記基礎部分が前記ヒート・シンクの外側面の少なくとも一部と電気的に接触し、前記接地ばねの前記基礎部分から複数の多接合部ばねフィンガが延出して、前記プリント回路基板の前記表面上の導電性パッドと電気的に接触する、方法。
【請求項１９】
前記挿入するステップが、複数のねじを用いて前記接地ばねを前記ヒート・シンクの前記外側面に取り付けるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記多接合部ばねフィンガの各々が二接合であり、前記接地ばねの前記基礎部分を中央フィンガ部分につなぐ第１のＶ形の接合部と、前記中央フィンガ部分を遠位フィンガ部分につなぐ第２のＶ形の接合部とを含み、前記遠位フィンガ部分が、前記接地ばねの前記基礎部分に対して実質的に平行な方向に延出するくぼんだフィンガ先端を含み、前記挿入するステップが、各くぼんだフィンガ先端を、前記プリント回路基板の前記表面上の前記導電性パッドの１つに係合させるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子パッケージングの分野に関する。更に具体的には、本発明は、電子コンポーネントから熱を取り除くために用いるヒート・シンクを接地する電子パッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロプロセッサおよび集積回路等の電子コンポーネントは、効率的に機能するために、ある指定された温度範囲内で動作しなければならない。過度の熱は、電子コンポーネントの性能、信頼性、寿命を脅かし、故障を起こす恐れさえある。過度の熱を制御するために、ヒート・シンクが広く用いられている。通常、ヒート・シンクは、フィン、ピン、または他の同様の構造を用いて形成されて、ヒート・シンクの表面積を大きくし、これによってヒート・シンク上を空気が通る際の熱放散を高める。更に、ヒート・シンクが、真空チャンバあるいは熱パイプまたはそれら両方等の高性能の構造を含み、これによって熱伝導を更に高めることもまれではない。ヒート・シンクは、通常、銅またはアルミニウム等の金属で形成される。
【０００３】
電子コンポーネントは、一般的に、電子パッケージを用いて実装され（すなわちモジュール）、このパッケージが含むモジュール基板に、電子コンポーネントが電子的に接続される。場合によっては、モジュールは、モジュール内に電子コンポーネントを封止するキャップを含む（すなわちキャップ付きモジュール）。また別の場合には、モジュールはキャップを含まない（すなわちベア・ダイ（bare die）・モジュール）。キャップ付きモジュールの場合、ヒート・シンクは通常、ヒート・シンクの下面とキャップの上面との間の熱インタフェース、および、キャップの下面と電子コンポーネントの上面との間の別の熱インタフェースを用いて取り付けられる。ベア・ダイ・モジュールの場合には、ヒート・シンクは通常、ヒート・シンクの下面と電子コンポーネントの上面との間の熱インタフェースを用いて取り付けられる。ヒート・シンクは、接着剤、クリップ、締め付け具、ねじ、ボルト、鉤付きの押しピン、ロード・ポスト（load post）等、様々な取り付け機構を用いてモジュールに取り付けられる。
【０００４】
熱を発生することに加えて、電子コンポーネントは電磁放射も発生する。電子コンポーネントが発する電磁放射は、近傍の電子コンポーネントおよびシステムにおいて電磁干渉（ＥＭＩ：electromagnetic interference）またはノイズを生じる場合がある。米国および他の国々における規制機関は、電子製品が生じるＥＭＩについての限度を明記する規則を定めている。これらの規則およびＥＭＩの負の影響のため、ＥＭＩを抑える（すなわち、電子製品内で発生する電磁放射を最小限に抑えるか効果的に閉じ込める）ように電子製品を設計することが望ましい。ＥＭＩの抑制は、ＥＭＩを生じる電子コンポーネントをヒート・シンクに結合する場合には、極めて重要である。ヒート・シンクは、電子コンポーネントが発生する電磁放射を更に発散させるためのアンテナとして作用する。
【０００５】
ＥＭＩを抑制するために、ＥＭＩを生じる電子コンポーネントに結合されたヒート・シンクを接地することは珍しくない。例えば、ＥＭＩを生じる電子コンポーネントを包囲する開口を有する接地ばねによって、ヒート・シンクを、電子コンポーネントが搭載されているプリント回路基板（ＰＣＢ）の接地面に、電子的に結合することができる。
【０００６】
図１は、例示的なヒート・シンク・アセンブリ１００を分解図で示す。ヒート・シンク１０２は中央面１０４を含み、この面１０４は、マイクロプロセッサ等のＥＭＩを生じる電子コンポーネントを有するモジュールと熱的に接触するように配置される。また、ヒート・シンク１０２は外側面１０６を含み、この上に接地ばね１１０が取り付けられる。接地ばね１１０は中央開口１１２を含み、これを通ってモジュールはヒート・シンク１０２の中央面１０４と熱的に接触する。接地ばね１１０は、弾性のある導電性の材料で作成される。４つのねじ１２０が、接地ばね１１０の貫通孔を通って延在し、ヒート・シンク１０２のねじ穴に挿入され、これによって接地ばね１１０をヒート・シンク１０２に固定すると共に電気的に接続する。
【０００７】
接地ばね１１０から、８つのばねフィンガ１１４が延出している。ばねフィンガ１１４は、接地ばね１１０を切って湾曲させることによって形成する。開口１１２の各側から２つのばねフィンガ１１４が延出し、それによってモジュールを包囲するようになっている。アセンブリ１００をモジュールに取り付けるには、モジュールの面の上部とヒート・シンク１０２の中央面１０４との間に熱伝導性の接着剤を適用する。ヒート・シンク・アセンブリ１００をモジュールに取り付けると、ばねフィンガ１１４の先端は、モジュールが搭載されているＰＣＢの表面上のはんだパッドに接触する。はんだパッドはＰＣＢの接地面に電気的に接続され、従ってヒート・シンク１０２は接地ばね１１０を介してそれに接地される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
単一接合部ばねフィンガ１１４を有する接地ばね１１０等、単一接合部ばねフィンガを用いた従来の接地ばねには、多数の欠点がある。ばねフィンガ１１４は、幅に対して長さが長いために壊れやすく、ヒート・シンク・アセンブリ１００の処理の間に破損する恐れがある。更に、ばねフィンガ１１４は、長さが比較的長いために、カード・アセンブリ・プロセス（すなわち、ヒート・シンク・アセンブリ１００をＰＣＢ上に取り付けるプロセス）の間およびその後の双方において、モジュールが搭載されているＰＣＢの表面上のはんだパッドから滑り落ちやすい。
【０００９】
図２に、単一接合部ばねフィンガを用いた従来の接地ばねの別の欠点を示す。図２は、１つのばねフィンガ１１４の先端がＰＣＢに係合するヒート・シンク・アセンブリ１００の一部およびＰＣＢ２１０の一部を示す斜視図である。図１を参照して上述したように、ばねフィンガ１１４は接地ばね１１０から延出し、接地ばね１１０はヒート・シンク１０２の外側面１０６に取り付けられている。通常、ばねフィンガ１１４は比較的長く、ＰＣＢ２１０に対するヒート・シンク１０２の取り付け高さの範囲に対処する。例えば、ＰＣＢ２１０に対するヒート・シンク１０２を取り付け高さは、機械的な製造許容度等のために、カード・アセンブリごとに異なる場合がある。しかしながら、ＰＣＢ２１０に対するヒート・シンク１０２の取り付け高さが変動すると、各ばねフィンガ１１４の先端の取り付け位置がＰＣＢ２１０の表面に沿って滑ってしまう。従って、ばねフィンガ１１４の先端の最終的な取り付け位置を精密に制御することは難しい。図２に示すように、ＰＣＢ２１０に対する各ばねフィンガ１１４の先端の最終的な取り付け位置は、一般に、弧２１２に収まる（すなわち、ばねフィンガ１１４の長さが弧の半径を形成する）。ばねフィンガ１１４の長さが長くなると、その先端の最終的な取り付け位置を制御することはいっそう難しくなる。
【００１０】
従って、ヒート・シンクを接地するための改良された機構が望まれていることは明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、ヒート・シンクとプリント回路基板（ＰＣＢ）との間に、電磁干渉（ＥＭＩ）を抑制するための接地ばねを挿入する。接地ばねは、複数の多接合部ばねフィンガを含む。すなわち、各ばねフィンガが２つ以上の接合部を有する。接地ばねは、その概ね平坦な基礎部分に形成された開口を有する導電性材料を含み、この開口を通ってヒート・シンクはＰＣＢ上に搭載された電子モジュールと熱的に接触する。接地ばねの基礎部分は、ヒート・シンクの外側面と電気的に接触し、接合ばねの基礎部分から多接合部ばねフィンガが延出して、ＰＣＢ上の導電性パッドと電気的に接触する。各多接合部ばねフィンガは、圧縮の間、その先端の動きがｚ軸に実質的に制限されるように構成されている。従って、接地ばねが、ＰＣＢに対するヒート・シンクの様々な取り付け高さに対応しなければならない場合であっても、先端の最終的な取り付け位置を精密に制御することができる。好ましくは、ばねフィンガの末端は、導電性パッドから滑り落ちにくいくぼんだ先端部となっている。
【００１２】
本発明の前述およびその他の特徴および利点は、添付図面に例示した本発明の好適な実施形態の更に具体的な以下の説明から、明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下で、添付図面に関連付けて、本発明の好ましい例示的な実施形態を説明する。添付図面において、同様の名称は同様の要素を表す。
【００１４】
１．０  概要
本発明の好適な実施形態に従って、ヒート・シンクとプリント回路基板（ＰＣＢ）との間に、電磁干渉（ＥＭＩ）を抑制するための接地ばねを挿入する。接地ばねは、複数の多接合部ばねフィンガを含む。すなわち、各ばねフィンガは２つ以上の接合部を有する。接地ばねは、その概ね平坦な基礎部分に形成された開口を有する導電性材料を含み、この開口を通ってヒート・シンクはＰＣＢに搭載された電子モジュールと熱的な接触を行う。接地ばねの基礎部分は、ヒート・シンクの外側面と電気的な接触を行い、多接合部ばねフィンガは、接地ばねの基礎部分から延出して、ＰＣＢ上の導電性パッドと電気的に接触する。各多接合部ばねフィンガは、その先端の動きが圧縮中に実質的にｚ軸に制限されるように構成される。従って、接地ばねがＰＣＢに対するヒート・シンクの様々な取り付け高さに対応しなければならない場合であっても、先端の最終的な取り付け位置を精密に制御することができる。好ましくは、ばねフィンガの末端はくぼんだ先端部とし、これによって導電性経路から滑り落ちにくくする。
【００１５】
２．０  詳細な説明
図面、特に図３を参照すると、本発明の好適な実施形態に従った、二接合部ばねフィンガ３０４を用いた接地ばね３０２を有するヒート・シンク・アセンブリ３００が分解図で示されている。図３に示すばねフィンガ３０４は、２つの接合部を有するという点で、「二接合部」である。しかしながら、本発明は図３に示すような二接合部ばねフィンガに限定されないことは認められよう。本発明の好適な実施形態に従って、ばねフィンガはいずれかの多接合部構成を有するものとすれば良い。
【００１６】
ヒート・シンク３１０は中央面３１２を含み、この面３１２は、マイクロプロセッサ等の電磁干渉（ＥＭＩ）を生じる電子コンポーネントを有するモジュールと熱的に接触するように配置される。また、ヒート・シンク３１０は外側面３１４を含み、この上に接地ばね３０２が取り付けられる。接地ばね３０２は中央開口３０６を含み、これを通ってモジュールはヒート・シンク３１０の中央面３１２と熱的に接触する。好ましくは、４つのねじ３２０が、接地ばね３０２の貫通孔を通って延出し、ヒート・シンク３１０のねじ穴に挿入され、これによって接地ばね３０２をヒート・シンク３１０に固定すると共に電気的に接続する。いずれの数または構成のねじも使用可能であり、あるいは、他の取り付け機構（例えば接着剤、溶接、クリップ、締め付け具、ボルト、鉤付きの押しピン、ロード・ポスト等）を用いて、ヒート・シンク２１０とモジュールが搭載されているプリント回路基板（ＰＣＢ）との間に接地ばね３０２を固定することも可能である。例えば、ヒート・シンク３１０、接地ばね３０２、およびＰＣＢの貫通孔に鉤付きの押しピンを挿入することによって、ヒート・シンク３１０とＰＣＢとの間に接地ばね３０２を固定することができる。あるいは、ヒート・シンク３１０からロード・ポストを突出させ、接地ばね３０２、ＰＣＢ、裏側のボルスタ、およびロードばね（loading spring）の貫通孔に挿入することによって、ヒート・シンク３１０とＰＣＢとの間に接地ばね３０２を固定することができる。当技術分野において既知の他の多くの取り付け機構も用いることができる。本発明の精神および範囲がいずれか１つの取り付け機構に限定されないことは、当業者には認められよう。
【００１７】
図示するように、ヒート・シンク３１０の外側面３１４は、好ましくは、ヒート・シンク３１０の中央面３１２よりも引っ込ませて、ばね３２０の頭部のための間隙を与える。しかしながら、本発明の好適な実施形態の機構および装置は、ヒート・シンクの構成には無関係に等しく適用されることは、当業者には認められよう。
【００１８】
ヒート・シンク３１０は、アルミニウム、銅等の金属で形成する。通常のように、ヒート・シンク３１０は、フィン、ピン、または他の同様の構造を用いて形成されて、表面積を大きくし、これによって空気がヒート・シンク上を通る際の熱放散を高める。更に、ヒート・シンク３１０が、真空チャンバあるいは熱パイプまたはそれら両方等の高性能の構造を含み、これによって熱伝導を更に高めることも可能である。
【００１９】
接地ばね３０２は、ステンレス鋼、ベリリウム銅、リン青銅、硬化鋼、ばね鋼等、弾性的に変形可能かつ導電性の材料で作成される。好ましくは、接地ばね３０２は、０．００４インチのハーフ・ハード（half-hard）「３０１」ステンレス鋼から切って湾曲させる。
【００２０】
好ましくは、接地ばね３０２から８つの二接合部ばねフィンガ３０４が延出する。接地ばね３０２の中央開口３０６の各側から２つの二接合部ばねフィンガ３０４が延出し、それによってモジュールを包囲されるようになっていると好ましい。しかしながら、いかなる数または構成の二接合部ばねフィンガ３０４も使用可能である。ヒート・シンク・アセンブリ３００をモジュールに取り付けると、二接合部ばねフィンガ３０４の先端は、モジュールが搭載されているＰＣＢの表面上の導電性パッドに接触する。導電性パッドはＰＣＢの接地面に電気的に接触し、従ってヒート・シンク３１０は接地ばね３０２を介してそれに接地される。
【００２１】
好ましくは、モジュールの上面とヒート・シンク３１０の中央面３１２との間に従来の熱伝導性の接着剤を適用することによって、モジュールにヒート・シンク・アセンブリ３００を取り付ける。しかしながら、熱伝導性の接着剤を用いることは必須ではない。代わりに、熱ジェル、グリース、ペースト、オイル、パッド、または他の高熱伝導性の材料等の熱伝導性のインタフェースを、ヒート・シンク３１０とモジュールとの間に挿入することも可能である。これは、熱伝導性の接着剤の代わりに別の取り付け機構を用いて、モジュールが搭載されているＰＣＢに対してヒート・シンク３１０を固定する場合である。例えば、上述したように、鉤付きの押しピンまたはロード・ポスト取り付け機構を用いて、ＰＣＢに対してヒート・シンク３１０を固定することができる。しかしながら、他の取り付け機構を用いるには追加の労力および部品が必要となるので、電子デバイス製造業者は、製造コストを最小限に抑えるために、接着剤で搭載したヒート・シンクの利用を好むことが多い。
【００２２】
図４は、１つの二接合部ばねフィンガ３０４のある領域における接地ばね３０２を部分的に拡大斜視図で示す。二接合部ばねフィンガ３０４は、概ね平坦な基礎部分４０４を中央フィンガ部分４０６につなぐ第１のＶ形の接合部４０２と、中央フィンガ部分４０６を遠位フィンガ部分４１０につなぐ第２のＶ形の接合部４０８と、を含む。更に、遠位フィンガ部分４１０は、好ましくは、基礎部分４０４に対して実質的に平行な方向に延出するくぼんだフィンガ先端４１６を含む。好ましくは、基礎部分４０４、中央フィンガ部分４０６、遠位部分４１０、およびくぼんだフィンガ先端４１６は、１枚のシート・メタルから切って湾曲させて、一体的な単一構成を形成する。例えば、基礎部分４０４は切り抜き４１６を含み、これから中央フィンガ部分４０６を形成することができる。同様に、中央フィンガ部分４０６は切り抜き４１４を含み、これから遠位フィンガ部分４１０およびくぼんだフィンガ先端４１６を形成することができる。切り抜きは、図４に示すように２つの脚部間の穴の形態とすることができる。あるいは、切り抜きは、単一の脚部に隣接する切り欠きの形態とすることができる。別の選択肢では、二接合部ばねフィンガ３０４は、基礎部分４０４から別個に形成し、その後、溶接やリベット等の従来の固着手段によって取り付けることができる。更に別の選択肢では、二接合部ばねフィンガ３０４は、個別のユニットとしてヒート・シンクに直接取り付けることができる。
【００２３】
好ましくは、遠位フィンガ部分４１０およびくぼんだフィンガ先端４１６は約２．０ｍｍ幅であり、これは従来の接地ばねの単一接合部ばねフィンガとほぼ同じ幅である。好ましくは、中央フィンガ部分４０６は約５．０ｍｍ幅であり、これは従来の接地ばねの単一接合部ばねフィンガの幅よりもかなり大きい。以下で延べるように、この幅の広さによって、本発明の好適な実施形態に従った二接合部ばねフィンガは、従来の接地ばねの単一接合部ばねフィンガに比べて、壊れやすくなく、いっそう堅固かつ安定したものとなる。
【００２４】
図５は、１つの二接合部ばねフィンガ３０４のくぼんだフィンガ先端４１６がＰＣＢ５１０に係合するヒート・シンク・アセンブリ３００の一部およびＰＣＢ５１０の一部を示す斜視図である。図３を参照して上述したように、二接合部ばねフィンガ３０４は接地ばね３０２から延出し、接地ばね３０２はヒート・シンク３１０の外側面３１４に取り付けられている。図５に示すように、ＰＣＢ５１０に対する各二接合部ばねフィンガ３０４のくぼんだフィンガ先端４１６の最終的な取り付け位置は、一般に、線５１２に収まる（すなわち、くぼんだフィンガ先端４１６の圧縮中の動きは、「ｚ軸」と一般的に称されるものに実質的に制限される）。従って、接地ばねがＰＣＢに対するヒート・シンクの様々な取り付け高さに対応しなければならない場合であっても、先端の最終的な取り付け位置を精密に制御することができる。これは、図２に示した従来の接地ばね１１０の単一接合部ばねフィンガ１１４に比べて好都合である。図２に示すように、ＰＣＢ２１０に対する単一接合部ばねフィンガ１１４の先端の最終的な取り付け位置は、一般に、弧２１２に収まる（すなわち、単一接合部ばねフィンガ１１４の長さが弧の半径を形成する）。このため、従来の接地ばねがＰＣＢに対するヒート・シンクの様々な取り付け高さに対応しなければならない場合、従来の接地ばねの単一接合部ばねフィンガの先端の最終取り付け位置を精密に制御することが難しくなる。
【００２５】
本発明の好適な実施形態に従った接地ばねは、従来の接地ばねに比べていくつかの他の利点も与える。例えば、従来の接地ばねのばねフィンガは、幅に対して長さが長いために壊れやすく、ヒート・シンク・アセンブリの処理の間に破損する恐れがある。本発明の好適な実施形態による接地ばねは、ヒート・シンク・アセンブリの処理の間に破損しにくい。なぜなら、二接合部ばねフィンガは単一接合部ばねフィンガほど壊れやすくないからである。例えば、単一接合部ばねフィンガの幅に対する長さと比較すると、二接合部ばねフィンガの最も狭い部分（すなわち遠位フィンガ部分４１０およびくぼんだフィンガ先端４１６）は、幅に対して短い。また、このため、二接合部ばねフィンガの先端は、ＰＣＢ上の導電性パッドから滑り落ちにくい。従来の接地ばねの単一接合部ばねフィンガは、比較的長い長さのために、カード・アセンブリ・プロセスの間およびその後の双方において導電性パッドから滑り落ちやすい。例えば、従来の接地ばねの単一接合部ばねフィンガは、衝撃または振動を受けた結果として、または保守の間に人の指が当たった結果として、カード・アセンブリ・プロセスの後に現場において導電性パッドから滑り落ちる場合がある。この点で、本発明の好適な実施形態が組み込んでいるくぼんだフィンガ先端４１６は、ＰＣＢの導電性パッドからいっそう滑り落ちにくくなっている。
【００２６】
図６は、本発明の好適な実施形態に従った、ヒート・シンク３１０とＰＣＢ６０５との間に二接合部ばねフィンガ３０４を挿入した接地ばね３０２を有する回路カード・アセンブリ６００を側面図で示す。図６には、明確さのため、２つのみの二接合部ばねフィンガ３０４を示す。ベア・ダイ・モジュール６１０は、モジュール基板６１５、半導体チップ６２０等の電子コンポーネント、および電子接続部６２５を含む。ＰＣＢ６０５をモジュール基板６１５に電気的に接続する電子接続部は、ピン・グリッド・アレイ（ＰＧＡ）、セラミック・コラム・グリッド・アレイ（ＣＣＧＡ）、ランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）等とすることができる。半導体チップ６２０は、熱インタフェース６３５を介してヒート・シンク３１０と熱的に接続されている。熱インタフェース６３５は、好ましくは熱伝導性接着剤の層であり、これは更に、ヒート・シンク・アセンブリ３００をベア・ダイ・モジュール６１０およびＰＣＢ６０５に対して固定する。ＰＣＢ６０５は、はんだパッド６４０等の、ＰＣＢ６０５の接地面（図示せず）に接続された導電性パッドを含む。二接合部ばねフィンガ３０４のくぼんだフィンガ先端４１６は、好ましくは「嵌め合わせ」ボール・イン・ソケット（ball-in-socket）の方法ではんだパッド６４０に係合して、くぼんだフィンガ先端４１６がはんだパッド６４０から滑り落ちる可能性を低くする。はんだパッド６４０は、ベア・ダイ・モジュール６１０の側縁部に沿って配置される。好ましくは、ＰＣＢ６０５に隣接して裏側ボルスタ・プレート６４５を位置付け、それらの間に絶縁層（図示せず）を挿入する。
【００２７】
図７は、本発明の好適な実施形態に従った、多接合部ばねフィンガを有する接地ばねを用いて電子モジュールと熱的に接触したヒート・シンクを接地させるための方法７００のフロー図である。方法７００は、ステップの好適な順序を示す。しかしながら、様々なステップは相互に対していかなる時点でも実行可能であることは理解しなければならない。ＰＣＢに電子モジュールをはんだ付けする（ステップ７１０）。複数の多接合部ばねフィンガを有する接地ばねをヒート・シンクに取り付けて、ヒート・シンク・アセンブリを形成する（ステップ７２０）。モジュール上に、熱伝導性の接着剤を適用する（ステップ７３０）。最後に、モジュールにヒート・シンク・アセンブリを取り付ける。この際、多接合部ばねフィンガのくぼんだフィンガ先端は、ＰＣＢの表面上の導電性パッドと係合させる（ステップ７４０）。
【００２８】
本発明の範囲内で多くの変形が可能であることは、当業者には認められよう。例えば、ヒート・シンクは、熱伝導性の接着剤の代わりに、別の取り付け機構を用いて搭載することも可能である。更に、接地ばねをねじでヒート・シンクに固定する代わりに、別の取り付け機構を用いてヒート・シンクとＰＣＢとの間の適所に接地ばねを保持することも可能である。また、二接合部ばねフィンガの代わりに、三接合部ばねフィンガ等の他の多接合部ばねフィンガを用いることもできる。従って、本発明についてその好適な実施形態を参照して具体的に図示し説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細においてこれらおよびその他の変更を行うことができることは、当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】単一接合部ばねフィンガを用いた接地ばねを有する従来のヒート・シンク・アセンブリの分解斜視図である。
【図２】単一接合部ばねフィンガがプリント回路基板（ＰＣＢ）に接触する領域における、図１に示した従来のヒート・シンク・アセンブリの一部を示す組立て斜視図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に従った、二接合部ばねフィンガを用いた接地ばねを有するヒート・シンク・アセンブリの分解斜視図である。
【図４】本発明の好適な実施形態に従った、二接合部ばねフィンガのある領域における、図３に示した接地ばねの一部を示す拡大斜視図である。
【図５】接合部ばねフィンガがＰＣＢに接触する領域における、図３に示したヒート・シンク・アセンブリの一部を示す組立て斜視図である。
【図６】本発明の好適な実施形態に従った、ヒート・シンクとＰＣＢとの間に二接合部ばねフィンガを挿入した接地ばねを有する回路カード・アセンブリを側面図である。
【図７】本発明の好適な実施形態に従った、多接合部ばねフィンガを有する接地ばねを用いて電子モジュールと熱的に接触したヒート・シンクを接地させるための方法７００のフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月5日(2009.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒート・シンク接地ばねであって、
概ね平坦な部分を有する導電性材料を含む基部であって、前記基部の前記概ね平坦な部分が、ヒート・シンクの外側面の少なくとも一部と接触するように構成されている、基部と、
前記基部の前記概ね平坦な部分から延出する導電性材料を含む多接合部ばねフィンガと、
を含む、ヒート・シンク接地ばね。
【請求項２】
前記多接合部ばねフィンガが前記基部の前記概ね平坦な部分に向かって圧縮されると、前記多接合部ばねフィンガの先端の動きが、前記基部の前記概ね平坦な部分の面に対して垂直な方向に実質的に制限されるように、前記多接合部ばねフィンガが構成されている、請求項１に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項３】
前記多接合部ばねフィンガが二接合であり、前記基部の前記概ね平坦な部分を中央フィンガ部分につなぐ第１のＶ形の接合部と、前記中央フィンガ部分を遠位フィンガ部分につなぐ第２のＶ形の接合部とを含む、請求項１に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項４】
前記基部の前記概ね平坦な部分が切り抜きを含み、この切り抜きから前記中央フィンガ部分が形成され、前記中央フィンガ部分が切り抜きを含み、この切抜きから前記遠位フィンガ部分が形成される、請求項３に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項５】
前記遠位フィンガ部分が、前記基部の前記概ね平坦な部分に対して実質的に平行な方向に延出するくぼんだフィンガ先端を含む、請求項３に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項６】
前記二接合部ばねフィンガが前記基部の前記概ね平坦な部分に向かって圧縮されると、前記二接合部ばねフィンガの前記くぼんだフィンガ先端の動きが、前記基部の前記概ね平坦な部分の面に対して垂直な方向に実質的に制限されるように、前記二接合部ばねフィンガの各々が構成されている、請求項５に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項７】
前記基部の前記概ね平坦な部分に開口が形成され、この開口を通ってヒート・シンクおよびモジュールが相互に熱的に接触するように配置され、前記開口が概ね矩形の形状を画定する４つの側面を有し、前記開口の４つの側面の各々に沿って２つ以上の多接合部ばねフィンガが配置されている、請求項１に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項８】
前記基部および前記多接合部ばねフィンガが、１枚のシート・メタルから切って湾曲されて一体的な単一構成を形成する、請求項７に記載のヒート・シンク接地ばね。
【請求項９】
回路カード・アセンブリであって、
表面上に電子モジュールが搭載されているプリント回路基板と、
前記プリント回路基板の前記表面の上方に配置され、前記モジュールと熱的に接触しているヒート・シンクと、
概ね平坦な基礎部分に形成された開口を有する導電性材料を含む接地ばねであって、前記開口を通って前記ヒート・シンクおよび前記モジュールが相互に熱的に接触する、接地ばねと、
を含み、前記基礎部分が前記ヒート・シンクの外側面の少なくとも一部と電気的に接触し、前記基礎部分から複数の多接合部ばねフィンガが延出して前記プリント回路基板の前記表面上の導電性パッドと電気的に接触する、回路カード・アセンブリ。
【請求項１０】
電子モジュールと熱的に接触したヒート・シンクを接地するための方法であって、
表面上に電子モジュールが搭載されているプリント回路基板を設けるステップと、
前記プリント回路基板の前記表面の上方に、前記モジュールと熱的に接触するようにヒート・シンクを配置するステップと、
前記プリント回路基板と前記ヒート・シンクとの間に接地ばねを挿入するステップと、
を含み、前記接地ばねが、概ね平坦な基礎部分に形成された開口を有する導電性材料を含み、前記開口を通って前記ヒート・シンクおよび前記モジュールが相互に熱的に接触し、前記接地ばねの前記基礎部分が前記ヒート・シンクの外側面の少なくとも一部と電気的に接触し、前記接地ばねの前記基礎部分から複数の多接合部ばねフィンガが延出して、前記プリント回路基板の前記表面上の導電性パッドと電気的に接触する、方法。
【請求項１１】
前記挿入するステップが、複数のねじを用いて前記接地ばねを前記ヒート・シンクの前記外側面に取り付けるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記多接合部ばねフィンガの各々が二接合であり、前記接地ばねの前記基礎部分を中央フィンガ部分につなぐ第１のＶ形の接合部と、前記中央フィンガ部分を遠位フィンガ部分につなぐ第２のＶ形の接合部とを含み、前記遠位フィンガ部分が、前記接地ばねの前記基礎部分に対して実質的に平行な方向に延出するくぼんだフィンガ先端を含み、前記挿入するステップが、各くぼんだフィンガ先端を、前記プリント回路基板の前記表面上の前記導電性パッドの１つに係合させるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【国際調査報告】
2009515329.tif 000010
2009515329.tif 000011