(57)【要約】【課題】    冷却フィンと基板との間にある溶接過程に用いられる媒体の安定性を維持し、溶接の品質を高めつつ冷却フィンと基板との間の接触熱抵抗を有効に下げることのできる冷却フィン構造及びフィン・アセンブリを提供する。【解決手段】    本発明の冷却フィン構造は、開口部（１４）を有する熱伝導シートによって構成されており、開口部（１４）を含む熱伝導シートの部分を折り曲げることにより基板に溶接するための溶接部（１２ｂ）を形成する。【選択図】  図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導シートを備えた冷却フィン構造であって、
前記熱伝導シートの一部が少なくとも一つの開口部を形成し、前記開口部を折り曲げて、基板に溶接するための溶接部を形成したことを特徴とする冷却フィン構造。
【請求項２】
前記開口部は、前記熱伝導シートの縁部に形成されたノッチ、又は、前記熱伝導シートの溶接部に形成された通り穴、或いはスロットであることを特徴とする、請求項１に記載の冷却フィン構造。
【請求項３】
前記熱伝導シートは、Ｌ字形の断面を有するように折り曲げられていることを特徴とする、請求項１に記載の冷却フィン構造。
【請求項４】
熱伝導材料によって構成された基板と、
一部分が前記基板の表面上に貼付けられ溶接された複数の冷却フィンと、を有するフィン・アセンブリであって、
前記各冷却フィンの基板貼付け部に少なくとも一つの開口部を形成することにより、隣り合う冷却フィン同士の間の前記基板表面が前記冷却フィンに覆われない所定領域を有することを特徴とするフィン・アセンブリ。
【請求項５】
前記冷却フィンは、シートメタルワーキングによって折り曲げられ、前記基板表面に貼付けられ溶接されることを特徴とする、請求項４に記載の冷却フィン・アセンブリ。
【請求項６】
前記開口部は、前記冷却フィンの縁部に形成されたノッチ、又は、前記冷却フィンの基板貼付け部に形成された通り穴、或いはスロットであることを特徴とする、請求項４に記載の冷却フィン・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却フィン構造及びフィン・アセンブリに関し、特に、アセンブリの溶接時に溶接過程に用いられる媒体の安定性を維持する冷却フィン構造及びフィン・アセンブリに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷却フィンは、アルミニウム押出し加工によって製造されたものが多い。しかし、このような製造過程によって製造された冷却フィンは、高さと厚さの比例が目下の加工技術に制限され、その冷却効果をさらに高めることが出来ず、現在の電子素子に対して大幅に引き上げられた冷却要求を満足することが出来ない。よって、溶接によって冷却フィンを接合する方法が考えられた。
【０００３】
図１Ａは溶接過程に用いられる従来の冷却フィン１０２の構造を示す斜視図である。図１Ａに示すように、冷却フィン１０２は、熱伝導シートをＬ字形の断面構造を有するように折り曲げて形成され、広い面積を有する放熱部１０２ａと細長い溶接部１０２ｂを有する。図１Ｂに示すように、溶接接合によって、各フィン１０２の溶接部１０２ｂは基板１０４上に整列して貼付けられて固定される。これにより、溶接によって組み合わされた冷却フィンから成るフィン・アセンブリ１００を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶接過程は基板１０４と冷却フィン１０２との間の熱伝導過程に一層の媒体を加えることになるため、前記媒体の安定性は溶接の品質、及びフィンと基板との間の接触熱抵抗に影響を与える鍵となる。素子の溶接過程において、溶接を順調に行うために、金属の表面の酸化物を取り除き、且つ表面湿り度を高めるフラックス（Flux）を加えることがある。しかし、フラックスが溶接後も大量に溶接面に残っている場合、溶接後の品質の制御が困難になり、フィンと基板との間の接触熱抵抗を上げる原因となる。
【０００５】
図１Ｃは、図１Ｂの部分を拡大した平面図である。図１Ｃに示すように、従来の溶接によって冷却フィン１０２を接合する方法は、各冷却フィン１０２の溶接部１０２ｂが互いに緊密に隣り合う。このため、溶接部１０２ｂの下にあるはんだろうのフラックス１０６は隣接するフィン（図1Ｃに示すＡ-Ａ面）に阻まれて溢流できず、溶接部１０２ｂの比較的短い側辺から少量流出することができるだけである。したがって、溶接後、大量のフラックス１０６がフィン溶接部１０２ｂと基板１０４との間の溶接面に滞留することとなる。この結果、溶接過程に用いられる媒体の安定性を制御し難く、溶接の品質に悪影響を及ぼすだけでなく、冷却フィンと基板との間の接触熱抵抗を更に高めてしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、その目的は、冷却フィンと基板との間にある溶接過程に用いられる媒体の安定性を維持し、溶接の品質を高めつつ冷却フィンと基板との間の接触熱抵抗を有効に下げることのできる、冷却フィン構造及びフィン・アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、熱伝導シートを備えた冷却フィン構造であって、前記熱伝導シートの一部が少なくとも一つの開口部を形成し、前記開口部を折り曲げて、基板に溶接するための溶接部を形成したものである。
【０００８】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、前記開口部が、前記熱伝導シートの縁部に形成されたノッチ、又は、前記熱伝導シートの溶接部に形成された通り穴、或いはスロットである構成としている。
【０００９】
また、第３の発明は、上記第１の発明において、前記熱伝導シートが、Ｌ字形の断面を有するように折り曲げられてた構成としている。
【００１０】
また、第４の発明は、熱伝導材料によって構成された基板と、一部分が前記基板の表面上に貼付けられ溶接された複数の冷却フィンと、を有するフィン・アセンブリであって、前記各冷却フィンの基板貼付け部に少なくとも一つの開口部を形成することにより、隣り合う冷却フィン同士の間の前記基板表面が前記冷却フィンに覆われない所定領域を有する構成としている。
【００１１】
また、第５の発明は、上記第４の発明において、前記冷却フィンが、シートメタルワーキングによって折り曲げられ、前記基板表面に貼付けられ溶接される構成としている。
【００１２】
また、第６の発明は、上記第４の発明において、前記開口部は、前記冷却フィンの縁部に形成されたノッチ、又は、前記冷却フィンの基板貼付け部に形成された通り穴、或いはスロットである構成としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溶接部に開口部を形成するため、各冷却フィンの溶接部が基板上に緊密に隣り合う状態で溶接される際、隣り合うフィン同士の間の基板表面に溶接部に覆われない所定領域が存在することになり、前記所定領域ははんだろう内のフラックス及び余分なはんだろうが、溶接部と基板との間の溶接面から外へ大量に溢流できる空間となる。よって、フラックスと余分なはんだろうは溶接面から大量に外へ溢流でき、冷却フィンと基板との間の溶接過程に用いられる媒体の安定性を有効に維持し、溶接の品質を高めつつ冷却フィンと基板との間の接触熱抵抗を有効に下げる効果をあげる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図２Ａは、本発明の実施例の冷却フィン１２の構造を示す斜視図である。
【００１５】
図２Ａに示すように、冷却フィン１２は、熱伝導シートをＬ字形の断面構造を有するように折り曲げて形成され、広い面積を有する放熱部１２ａと細長い溶接部１２ｂを有する。熱伝導シートはシートメタルワーキング方法によって折り曲げられて溶接部１２ｂを形成し、また熱伝導シートの材料は、例えばアルミニウム、銅、アルミニウム合金または銅合金若しくはその合成物によって構成された高熱伝導物質である。
【００１６】
本発明において、溶接部１２ｂは、熱伝導シートの縁部に形成された複数の開口部１４により、溶接部１２ｂにジグザグの縁部を形成する。また、開口部１４の形状と数は制限されない。よって、各冷却フィン１２の溶接部１２ｂが、溶接によって図２Ｂに示す基板１６に固定されてフィン・アセンブリ１０を構成した際、隣り合うフィン同士の間に位置する基板１６の表面には溶接部１２ｂに覆われない所定領域１６ａが大量に存在することになる。また、基板１６の材料は、例えばアルミニウム、銅、アルミニウム合金または銅合金若しくはその合成物によって構成された高熱伝導物質である。
【００１７】
図２Ｃは図２Ｂの部分を拡大した平面図である。図２Ｃに示すように、本発明において、溶接部１２ｂに開口部１４を形成することによって、各冷却フィンの溶接部１２ｂが緊密に隣り合う状態で基板１６に溶接される際、隣り合うフィン同士の間の基板１６表面に溶接部１２ｂに覆われない所定領域１６ａが大量に存在することになり、所定領域１６ａははんだろう内のフラックス１８が外へ大量に溢流できる空間となる。即ち、圧接の際に、はんだろう内のフラックス１８は大量に所定領域１６ａに溢れ出ることができ、溶接部１２ｂと基板１６の溶接面に滞留しない。
【００１８】
溶接過程において使用されるフラックスは、金属の表面の酸化物を取り除き、且つ、溶けた状態の溶接材料の表面張力を下げ湿り度を高めて溶接を順調に行うために加えられ、溶接後に取り除かれる。しかし、溶接面に滞留するフラックスは、溶接過程に用いられる媒体の安定性を制御し難くし、溶接後の品質に影響を及ぼすだけでなく、冷却フィンと基板との間の接触熱抵抗を上げる原因となる。例えば、フラックスがフォーミング（Foam Fluxing）方式によって泡状に塗布された場合、フラックスが溶接面から溢流し難い状態では気泡が溶接面に滞留するため、溶接過程に用いられる媒体を不安定にするだけでなく、熱伝導係数が極めて低い空気によって構成された気泡が接触熱抵抗を著しく高める。よって、本発明によれば、フラックスが溶接面から大量に外へ溢流できるため、冷却フィンと基板との間にある溶接過程に用いられる媒体の安定性を有効に維持し、溶接の品質を高めつつ冷却フィンと基板との間の接触熱抵抗を下げる効果をあげることができる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、溶接面に滞留するフラックスを有効に取り除くことが出来るだけでなく、同時に余分なはんだろうを基板上の所定領域１６ａに押出すことができ、冷却フィン１２と基板１６との間の溶接媒体の厚さを薄くし、更には冷却フィン１２と基板１６との間の熱抵抗を減らすことが可能となる。
【００２０】
図３は、本発明の冷却フィン構造の一変化例を示す図である。図３に示すように、冷却フィン１２の溶接部１２ｂに多数の通り穴２２を形成してもよく、同様に基板にフラックス及び余分なはんだろうの溢れ出る所定領域を形成することができる。もちろん、通り穴２２の形状は図に示すような円形に限定されることなく、多辺形、など任意の規則又は不規則な形状であってもよく、且つ通り穴の数も制限されない。図４は、本発明の冷却フィン構造の別の変化例を示す図である。図４に示すように、溶接部１２ｂにスロット２４を形成してもよく、同様にフラックス及び余分なはんだろうを排出する効果を得ることができる。
【００２１】
上述した異なる変化例から分かるように、本発明は、冷却フィンと基板との間の溶接強度を維持することができ、且つ、隣り合うフィン同士の間の基板表面上に溶接部に覆われない所定領域が形成されればよく、冷却フィンの溶接部にある開口部の面積、形状、及び数などは制限されない。
【００２２】
さらに、熱伝導シートを折り曲げてなるＬ字形の断面は一例に過ぎず、本発明においては熱伝導シートを、開口部のある角部を形成するように折り曲げ、前記開口部のある角部が溶接部となればよく、折り曲げる形は制限されない。例えば、冷却フィンは折り曲げた断面が三角形である冷却フィン構造でもよく、開口部を有する底部が溶接部となればよい。
【００２３】
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上説明したように、本発明は、電子素子などを冷却する冷却フィン構造及びフィン・アセンブリについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】従来の冷却フィンの構造を示す斜視図である。
【図１Ｂ】従来のフィン・アセンブリを示す斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの部分の拡大平面図である。
【図２Ａ】本発明の実施例の冷却フィン構造を示す斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例のフィン・アセンブリを示す斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの部分の拡大平面図である。
【図３】本発明の冷却フィン構造の一変化例を示す斜視図である。
【図４】本発明の冷却フィン構造の別の変化例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
10              フィン・アセンブリ
12              冷却フィン
12ａ            放熱部
12ｂ            溶接部
14              ノッチ
16              基板
16ａ            所定領域
18              フラックス
22              通り穴
24              スロット
【図１Ａ】
2004363543.tif 000003
【図１Ｂ】
2004363543.tif 000004
【図１Ｃ】
2004363543.tif 000005
【図２Ａ】
2004363543.tif 000006
【図２Ｂ】
2004363543.tif 000007
【図２Ｃ】
2004363543.tif 000008
【図３】
2004363543.tif 000009
【図４】
2004363543.tif 000010