(57)【要約】【課題】コストアップを抑え，冷却効率を向上させた冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法を提供すること。【解決手段】冷却フィン３１は，フィン部１がベース部２から延出することで一体をなし，フィン部１の根元部分がストレート形状で，先端部分が波形状となるように傾斜している。すなわち，フィン部１は，根元部分から先端部分に近づくほど波形状になる傾斜を有している。また，冷却フィン３１の製造過程では，まず，ストレート形状の冷却フィンを押出成形する（押出ステップ）。次に，フィン部１の先端部分を，押出方向に交差する方向に曲げ，その形状を波形状とする（曲げステップ）。【選択図】            図２
2009147107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列状に配置された複数のフィン部と，それらフィン部を支持するベース部とが一体をなす冷却フィンにおいて，
前記フィン部の冷媒流方向の形状は，前記ベース部と繋がる根元部分がストレート形状であり，先端部分が波形状であることを特徴とする冷却フィン。
【請求項２】
請求項１に記載する冷却フィンにおいて，
前記冷却フィンの先端部分の波形状は，前記フィン部のピッチ（ｆ）と，前記フィン部の幅（ｗ）と，前記フィン部の波の高さ（ａ）との関係が，次の式（Ｉ）を満たすことを特徴とする冷却フィン。
ａ≧ｆ−ｗ      （Ｉ）
【請求項３】
列状に配置された複数のフィン部と，それらフィン部を支持するベース部とが一体をなす冷却フィンの製造方法において，
前記ベース部から櫛歯状に複数のフィン部が形成されたストレート形状のフィンを押出成形する押出ステップと，
前記ストレート形状のフィンの先端部分を押出方向に交差する方向に曲げ，当該先端部分の冷媒流方向の形状を波形状にする曲げステップとを含むことを特徴とする冷却フィンの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載する冷却フィンの製造方法において，
前記曲げステップでは，フィン部間の隙間に治具を配置し，冷間でフィン部の曲げ加工を行うことを特徴とする冷却フィンの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載する冷却フィンの製造方法において，
前記曲げステップでは，前記治具をフィン部の一方の側と他方の側とに互い違いに配置し，少なくとも一方の側の治具からフィン部を荷重することを特徴とする冷却フィンの製造方法。
【請求項６】
請求項３に記載する冷却フィンの製造方法において，
前記曲げステップでは，フィン部の押出直後の位置であって各フィン部間の隙間に治具を配置し，熱間でフィン部の曲げ加工を行うことを特徴とする冷却フィンの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載する冷却フィンの製造方法において，
前記曲げステップでは，前記治具として各フィン部間の隙間に挿入可能な櫛歯を有するものを配置し，当該治具を押出方向に交差する方向に移動させることを特徴とする冷却フィンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，半導体素子等の発熱体からの熱を流体に放熱する冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法に関する。さらに詳細には，冷却性能が高い冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，ハイブリッド自動車や電気自動車等に車載される高耐圧・大電流用のパワーモジュールは，半導体素子の動作時の自己発熱量が大きいことから，高放熱性を有する冷却構造を具備する必要がある。図１９に，冷却器を有するパワーモジュールの一例を示す。モジュール９０は，発熱体である半導体素子１０と，半導体素子１０を支持するヒートスプレッダ２０と，ヒートスプレッダ２０と接合し，内部に流路を備えた冷却器３０とを有する。
【０００３】
冷却器３０は，その内部に高熱伝導性を有する材料（例えばアルミ）からなる冷却フィン３１を有している。冷却フィン３１は，列状に等間隔配置され，冷却フィン３１の先端部に蓋板３２が固定されている。これにより，冷却器３０の内部には，冷却フィン３１，３１間に，冷却フィン３１の長手方向に沿って流路３５が形成される。そして，流路３５には，冷却水等の冷媒が供給され，半導体素子１０からの熱が放熱される。
【０００４】
このような冷却器３０では，冷媒の流れに沿って冷却フィン３１上に境界層が発達する。この境界層は，冷却性能を悪化させる要因となる。そこで，この境界層を破壊するため，冷却フィン３１を小ブロックに分割し，各ブロックを互い違いに配置するオフセットフィンや，冷却フィンを波形状に成形するウェーブフィン（例えば，特許文献１）が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２００２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来の冷却フィンには，次のような問題があった。すなわち，オフセットフィンの製造過程では，図２０に示すように，まず，押出成形機５０にて櫛歯上の貫通穴が設けられたダイス５１からストレート形状のフィン９１を押出成形する（Ａ）。その後，そのフィン９１の切断およびスリット加工を行いフィン９１の小ブロック９２を作成する（Ｂ）。そして，その小ブロック９２をオフセット配置してブロック化されたフィン９３を互い違いに組み合わせる（Ｃ）。
【０００６】
このようなオフセットフィンの製造過程では，所望のオフセット数分のブロック数が必要となる。一方，オフセットフィンの冷却性能向上には，オフセット数の増加が不可欠である。その結果，フィンの切断，スリット加工および組み付け費用が増し，製造過程の複雑化やコストアップを招く。
【０００７】
一方，ウェーブフィンは，サイン波形もしくはそれに相当する波形を成形することになり，押出成形ができない。そのため，ウェーブフィンの作製には，鋳造成形が一般的である。しかし，鋳造成形は，押出成形と比較して微細化し難く，フィンの表面積の増加が困難である。また，鋳造成形で利用可能な素材は，押出成形で利用される素材と比較して熱伝導率が悪い。そのため，冷却性能が十分でない。
【０００８】
また，オフセットフィンであっても，ウェーブフィンであっても，フィン部がベース部から一様に延出している形状であり，フィン部の高さ方向の中央付近では冷媒流速が速く，フィン部の根元付近では遅い。そのため，熱交換効率が悪い。また，発熱体から遠いフィン部の先端付近では，発熱体に近い根元付近と比較して冷媒との温度差が小さい。そのため，一段と熱交換効率が低くなる。
【０００９】
本発明は，前記した従来の冷却フィンが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，コストアップを抑え，冷却効率を向上させた冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題の解決を目的としてなされた冷却フィンは，列状に配置された複数のフィン部と，それらフィン部を支持するベース部とが一体をなす冷却フィンであって，フィン部の冷媒流方向の形状は，ベース部と繋がる根元部分がストレート形状であり，先端部分が波形状であることを特徴としている。
【００１１】
本発明の冷却フィンは，フィン部がベース部から延出することで一体をなし，その冷媒流方向（冷媒の入口から出口に向かう方向）の形状は，フィン部の根元部分がストレート形状で，先端部分が波形状となるように傾斜している。すなわち，フィン部は，根元部分から先端部分に近づくほど波形状になるように連続的に変化していることから，先端部分に近づくほどフィン部と流体との抵抗が大きく，流体である冷媒は流れ難い。
【００１２】
言い換えると，根元部分に近づくほど冷媒は流れ易い。そのため，根元付近の冷媒の流入量が増加する。つまり，フィン部の高さ方向のうち，根元側に多くの冷媒が流れる。よって，フィン部の根元付近での冷却性能が向上する。そして，発熱体をフィン部の根元側に近づけることで効率良く放熱することができる。一方，フィン部の先端部分は，波形状になる。そのため，流体である冷媒がフィン部に衝突することによって乱流化し，境界層の破壊効果が促進される。よって，先端付近でも高い冷却性能が得られる。この２つの理由によって冷却フィン全体としての冷却性能が向上する。
【００１３】
また，本発明の冷却フィンの先端部分の波形状は，フィン部のピッチ（ｆ）と，フィン部の幅（ｗ）と，フィン部の波の高さ（ａ）との関係が，次の式（Ｉ）を満たしているとよりよい。
ａ≧ｆ−ｗ      （Ｉ）
【００１４】
すなわち，上記式（Ｉ）を満たすことで，先端部分の流路のうち，冷媒が直線的に移動可能な部分なくなる。そのため，冷媒を蛇行させ，境界層を確実に薄くすることができる。よって，より確実に冷却性能が向上する。
【００１５】
また，本発明の冷却フィンの製造方法は，列状に配置された複数のフィン部と，それらフィン部を支持するベース部とが一体をなす冷却フィンの製造方法であって，ベース部から櫛歯状に複数のフィン部が形成されたストレート形状の冷却フィンを押出成形する押出ステップと，ストレート形状の冷却フィンの先端部分を押出方向に交差する方向に曲げ，当該先端部分の冷媒流方向の形状を波形状にする曲げステップとを含むことを特徴としている。
【００１６】
本発明では，押出ステップにて，ストレート形状の冷却フィンを押出成形している。そのため，鋳造成形の冷却フィンと比較して，フィン部の微細化が可能である。また，押出成形であることから，素材として熱伝導率が高いものを使用することができる。よって，冷却性能が高い。また，大量生産に向いており，安価で製造可能である。
【００１７】
そして，曲げステップにて，フィン部の先端部分を曲げ，その形状を波形状としている。すなわち，オフセットフィンのように複数のブロックに分割する必要がなく，１つの冷却フィンによって波形状を形成している。そのため，オフセットフィンと比較して，製造過程はシンプルであり，部品点数および工程数の削減が図られる。さらに，本製造方法によって作製される冷却フィンは，曲げられるフィン部の，波形角度や波形ピッチにより，冷却性能の調節が可能である。
【００１８】
さらに，本発明では，押出成形と曲げ加工との２つのステップによって，根元がストレート形状であり，先端部が波形状の冷却フィンを作製している。従って，冷却性能が高い冷却フィンがシンプルな工程で作製可能である。
【００１９】
また，本発明の曲げステップでは，フィン部間の隙間に治具を配置し，冷間でフィン部の曲げ加工を行うこととするとよい。冷間（常温）での曲げ加工方法としては，例えば治具をフィン部の一方の側と他方の側とに互い違いに配置し，少なくとも一方の側の治具からフィン部を荷重する。これにより，根元部分がストレート形状であって先端部分が波形状のフィン部を作製可能である。このように冷間の曲げ加工では，既存の設備を利用することができる。
【００２０】
また，本発明の曲げステップでは，フィン部の押出直後の位置であって各フィン部間の隙間に治具を配置し，熱間でフィン部の曲げ加工を行うこととするとよい。熱間での曲げ加工方法としては，例えば治具として各フィン部間の隙間に挿入可能な櫛歯を有するものを配置し，当該治具を押出方向に交差する方向に移動させる。この方法では，押出直後のために冷却フィン全体が高温であり，フィン部の加工が容易である。そのため，加工時の治具への負荷が小さい。また，押出時の熱を利用するため，熱間加工用の昇温の必要がない。そのため，製造時間の短縮化およびエネルギーの有効利用を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば，コストアップを抑え，冷却効率を向上させた冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法が実現されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，以下の形態では，車載用インテリジェントパワーモジュールの冷却器に内蔵される冷却フィンとして本発明を適用する。
【００２３】
［パワーモジュールの構造］
本形態のパワーモジュール１００は，図１に示すように，発熱体である半導体素子１０と，半導体素子１０を配するヒートスプレッダ２０と，内部に冷媒の流路を備えた冷却器３０とを有している。パワーモジュール１００では，半導体素子１０からの熱がヒートスプレッダ２０を介して冷却器３０に放熱される。
【００２４】
半導体素子１０は，インバータ回路を構成するＩＧＢＴ等の素子である。なお，車載用のパワーモジュールには，より多くの半導体素子が搭載されているが，説明を簡略化するためにその一部のみを概略図示している。
【００２５】
ヒートスプレッダ２０は，高熱伝導率の材料からなり，半導体素子１０からの熱を散熱する。また，ヒートスプレッダ２０は，冷却器３０にロウ付けされて冷却器３０と一体になっている。なお，冷却器３０への固定方法は，ロウ付けに限らず，例えばボルト固定であってもよい。
【００２６】
冷却器３０は，冷却フィン３１と，冷却フィン３１の先端部と接合する蓋板３２とを有している。冷却フィン３１は，アルミ合金等の高熱伝導性を有しかつ軽量である材料によって形成される。冷却器３０の内部の冷却フィン３１と蓋板３２によって区画された中空は，冷媒の流路３５となる。冷媒としては，液体および気体のいずれを用いてもよい。本形態では，冷媒として冷却水が流路３５に供給される。
【００２７】
［冷却フィンの構造］
続いて，冷却フィン３１の詳細について説明する。図２に冷却フィン３１の斜視図を，図３に冷却フィン３１の平面図をそれぞれ示す。
【００２８】
冷却フィン３１は，列状に等間隔配置されたフィン部１と，フィン部１を支持しフィン部１と一体をなすベース部２とによって構成される。そして，フィン部１の冷媒流方向（冷媒の入口から出口に向かう方向）の形状は，フィンの根元部分（フィン部１とベース部２との接合部）がストレート形状であり，フィンの先端部分に近づくにつれ波形になる形状をなしている。
【００２９】
具体的に，本形態の冷却フィン３１のフィン部１は，図４（図２中の枠Ｘの拡大）に示すように，ベース部２に対して垂直となる第１領域１１と，ベース部２に対して所定の角度で傾いている第２領域１２と，第１領域１１と第２領域１２とを繋いでいる第３領域１３とから構成されている。第１領域１１は，概ね，根元側の辺（下辺）が先端側の辺（上辺）よりも大きい台形形状をなしている。また，第２領域１２は，概ね，長方形状をなしている。また，第３領域１３は，概ね，第１領域１１の上辺と第２領域１２の上辺とを繋ぐ稜線を一辺とする三角形状をなしている。
【００３０】
フィン部１の，第１領域１１と第２領域１２とは，ベース部２上の同一直線からフィン部１として延出した部分である。すなわち，フィン部１の根元では，第１領域１１の下辺と第２領域の下辺とが繋がった状態でストレート形状をなしている。このうち，第１領域１１は，図５（図３中のＡ−Ａ断面）に示すように，ベース部２に対して垂直に延出している。第２領域１２は，図６（図３中のＢ−Ｂ断面）に示すように，ベース部２に対して所定の傾きをもっている。
【００３１】
一方，フィン部１の先端では，第１領域１１の上辺と第２領域の上辺とが第３領域１３を介して繋がった状態であり，その冷媒流方向の形状が波形状をなしている。また，第３領域１３は，根元を頂点とした略三角形状であり，先端部に近づくにつれてその幅が大きくなる領域である。すなわち，第１領域１１と第２領域１２との中間では，図７（図３中のＣ−Ｃ断面）に示すように，根元が第１領域１１であるため垂直に延出し，途中から第３領域１３となって僅かに傾いた形状になる。
【００３２】
本形態の冷却フィン３１は，２つの理由により従来の冷却フィンと比べて大幅に冷却性能が向上することが期待できる。図８は，従来の形状のストレートフィンの流速分布を示している。すなわち，従来の形態では，フィン部１の高さ方向（図８の上下方向）の中央付近が冷媒流速のピーク（図８の点線枠内）となり，根元付近での冷媒流速が遅い。そのため，フィン部１の根元付近での冷却性能が悪い。また，先端付近でも同様に冷媒流速が遅い。さらに，先端側は，発熱体である半導体素子１０から遠く，冷媒との温度差が小さい。そのため，先端付近でも冷却性能が悪い。
【００３３】
一方，図９は，本形態の形状の，根元がストレートで先端が波形の冷却フィンの流速分布を示している。本形態では，根元から先端に近づくに連れて波形状になることから，先端に近づくほどフィン部１と冷媒との抵抗が大きく，冷媒は流れ難くなる。そのため，冷媒流速のピーク（図９の点線枠内）がストレートフィンと比較して根元に近づき，根元付近の冷媒流入量が増加する（第１の理由）。よって，フィン部１の根元付近での冷却性能が向上する。
【００３４】
また，先端付近では，フィンが波形状になる。そのため，冷媒流がフィンに衝突することによって乱流化が促進され，境界層破壊の効果が期待できる（第２の理由）。よって，先端付近でも高い冷却性能が得られる。
【００３５】
［冷却フィンの製造方法］
続いて，冷却フィン３１の製造方法について説明する。冷却フィン３１の製造工程は，主として，押出成形によってストレートフィンを作製する押出工程と，フィン部の一部を曲げて波形フィンに加工する曲げ工程とを含んでいる。
【００３６】
冷却フィン３１の製造工程では，まず，押出工程として，安価で大量生産向きの工法である押出成形によってフィンを成形する。このとき成形されるフィン３１０は，図１０に示すようにストレート形状のフィン部１を有するストレートフィンである。すなわち，最終形態である先端が波形状で根元がストレート形状となるフィン形状は非常に複雑であり，押出成形のみでは成形が困難である。そのため，一旦，ストレート形状のフィン３１０を成形する。
【００３７】
次に，曲げ工程として，フィン部１の先端部を波形状に成形する。曲げ工程では，例えば図１１（Ａ）に示すように，フィン部１を挟んで両側に専用の治具６を挿入する。治具６は，フィン部１の一方の側に挿入される支持治具６１，６２と，他方の側に挿入される荷重治具６３とによって構成される。各治具６１，６２，６３は，フィン部１の冷媒流方向上，支持治具６１，荷重治具６３，支持治具６２の順に互い違いに配置される。
【００３８】
そして，図１１（Ｂ）に示すように，荷重治具６２によってフィン部１を荷重する。これにより，フィン部１が押出方向に交差する方向に塑性変形し，図２に示したような波形のフィン部１が成形される。すなわち，荷重治具６３に当接して傾いた面がフィン部１の第２領域１２となり，支持治具６１，６２に当接した面がフィン部１の第１領域１１となり，治具間に挟まれた面がフィン部１の第３領域１３となる。
【００３９】
なお，曲げ工程では，前述の冷間（常温）での加工のほか，押出工程の直後に行う熱間加工であってもよい。この熱間加工では，まず，冷間加工のときと同様に，押出工程として，通常の押出成形によってストレートフィンを作製する。すなわち，図１２に示すように，ストレートフィン３１０用のダイス５１を成形機５０に取り付け，成形機５０内にビレット５２を充填し，加圧部材５３によって成形機５０内を加圧する。これにより，ダイス５１から，図１０に示したようなストレート形状のフィン部１を有するストレートフィン３１０が押し出される。
【００４０】
ストレートフィン３１０が押し出された直後，図１３に示すように，フィン部１，１間に専用の治具７を挿入する。治具７は，図１４に示すように複数の櫛歯７１を有する櫛形状をなしている。そして，治具７の櫛歯７１の１つ１つが，フィン部１，１間に配置される。この状態で，冷却フィン３１の波形に合わせて，治具７をフィン部１の高さ方向から見て押出方向に交差する方向に周期的に動かす。これにより，フィン部１が熱間で変形し，図２に示したような波形のフィン部１が成形される。
【００４１】
上記の例による熱間加工では，押出工程の直後のため，フィン部１の温度（およそ６００度）が高い。そのため，フィン部１の曲げ加工が容易であり，加工時の治具７への負荷も小さい。よって，治具７の耐久性がよい。また，押出工程の直後であることから，押出工程時の熱を利用することができる。そのため，曲げ工程用の昇温の必要がない。よって，製造時間の短縮化およびエネルギーの有効利用を図ることができる。一方，先の例による冷間加工では，既存の設備で対応可能であることから，イニシャルコストの負担が少ない。
【００４２】
［冷却フィンの素材］
押出成形時に使用される素材は，アルミニウム合金であって，その中でも熱伝導率が高いものを使用することが可能である。表１に素材の熱伝導率比較を示す。表１中の素材はＪＩＳ規格に基づく表記である。
【表１】
2009147107.tif 000003
【００４３】
冷却フィン３１を成形する手法として鋳造があるが，鋳造成形で使用される素材（例えば，ＡＤＣ１２）は，同じアルミニウム合金であっても，熱伝導率は押出成形で使用される素材（例えば，Ａ６０６３）と比較して低い。本形態の冷却フィン３１は，押出成形であることから，鋳造成形されるものと比較して，冷却性能が高い。
【００４４】
［冷却フィンの寸法］
前述したように，冷却フィン３１の形状は，冷却性能および成形性に大きく影響する。そのため，所定の寸法基準を満たすことが重要となる。図１５に，冷却フィン３１の先端部での波形状のパラメータを示す。各パラメータの意味は，次のとおりである。
θ：波形角度
Ｐ：波形ピッチ
ｆ：フィンピッチ
ｗ：フィン幅
ａ：フィン曲げ量
ｃ：ストレート部の長さ
なお，冷間加工時の治具６によって波形状に加工する際，通常，支持治具６１，６２の幅と荷重治具６３の幅とは等しい。よって，フィン部１の第１領域１１のストレート部の長さと，第２領域１２のストレート部の長さとは等しいものとして説明する。
【００４５】
これらのパラメータが満たすべき条件を式（１）〜（４）に示す。波形ピッチ（Ｐ）は，フィン部１のストレート部の長さ（ｃ），フィン部１の曲げ量（ａ），波形角度（θ）によって次の式（１）で表すことができる。
Ｐ＝２（ｃ＋ａ／ｔａｎθ）        （１）
【００４６】
式（１）中，波形角度（θ）については，大きいほど冷媒流の乱流化が促進され，冷却性能が向上する。一方，大きすぎると，曲げ工程時にフィン部１が破断する可能性が高くなる。そこで，破断限界の設計角度をαとすると，波形角度（θ）は次の式（２）を満たす必要がある。
θ≦α                            （２）
【００４７】
ストレート部の長さ（ｃ）については，曲げ工程時に治具６（あるいは治具７，以下省略）が当てられる。そのため，当該長さ（ｃ）が小さいと，挿入される治具６の幅も小さくする必要がある。治具６の幅を小さくするほど，治具６の強度不足が懸念され，治具６の破断の可能性が高くなる。そこで，治具６の破断限界のストレート部の設計長さをβとすると，ストレート部の長さ（ｃ）は次の式（３）を満たす必要がある。
ｃ≧β                            （３）
【００４８】
フィン部１の曲げ量（ａ）については，曲げ量が小さいと境界層の破壊効果が期待できない。そこで，境界層を破壊し，冷却性能を向上させるためには，冷媒の流路３５のうち，冷媒が直線的に移動可能な部分をなくし，冷媒を蛇行させることが望ましい。具体的には，式（４）を満たすことが望ましい。
ａ≧ｆ−ｗ                        （４）
【００４９】
冷却フィン３１の形状は，上記式（１）〜（４）を満たす範囲内で波形ピッチ（Ｐ）や波形角度（θ）を変化させ，所望の冷却性能を満たすように調節する。すなわち，フィン部１や曲げ加工用の治具６の破断が生じない範囲で，冷却性能を最も発揮できる寸法を選択する。
【００５０】
続いて，冷却フィン３１の波形ピッチ（Ｐ）および波形角度（θ）と，冷却性能との相関を説明する。図１６は，Ｐ，θと圧力損失との相関を示している。図１７は，Ｐ，θと熱伝達率との相関を示している。両図とも，具体的な数値は記載せず，任意の波形角度（θ）を１とした場合の冷却性能（圧力損失，熱伝達率）を１として表現している。図１６および図１７中，白点によるプロットは，ストレート部の長さ（ｃ）が同じで，波形角度（θ）および波形ピッチ（Ｐ）を変化させたときの冷却性能を示している。また，黒点によるプロットは，波形ピッチ（Ｐ）が同じで，波形角度（θ）およびストレート部の長さ（ｃ）を変化させたときの冷却性能を示している。
【００５１】
両図に示すように，波形角度（θ）を大きく，また波形ピッチ（Ｐ）を狭くするほど圧損比ないし熱伝達率比が上昇することがわかる。つまり，曲げられるフィン部１の，波形角度（θ）や波形ピッチ（Ｐ）により，冷却性能の調節が可能であることがわかる。
【００５２】
以上詳細に説明したように本形態の冷却フィン３１は，フィン部１の根元部分がストレート形状で，先端部分が波形状となるように傾斜している。そのため，根元部分に近づくほど冷媒は流れ易く，根元付近の冷媒流入量が増加する。よって，半導体素子１０に近いフィン部１の根元付近での冷却性能が向上する。一方，フィン部１の先端部分は，波形状である。そのため，冷媒がフィン部に衝突することによって乱流化し，境界層の破壊効果が促進される。よって，先端付近でも高い冷却性能が得られる。
【００５３】
また，本形態の冷却フィン３１の製造工程では，まず，ストレート形状の冷却フィン３１０を押出成形している（押出ステップ）。そのため，鋳造成形の冷却フィンと比較して，フィン部１の微細化が可能である。また，素材として熱伝導率が高いものを使用することができる。よって，高い冷却性能が得られる。また，大量生産に向いており，安価で製造可能である。次に，フィン部１の先端部分を押出方向に交差する方向に曲げ，その形状を波形状としている（曲げステップ）。本形態では，オフセットフィンのように複数のブロックに分割する必要がなく，１つの冷却フィンによって波形状を形成している。そのため，オフセットフィンと比較して，製造過程はシンプルであり，部品点数および工程数の削減が図られる。よって，コストアップを抑え，冷却効率を向上させた冷却フィンおよび冷却フィンの製造方法が実現している。
【００５４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態では，冷却フィン３１に蓋板３２を接合することで冷媒の流路３５を形成しているが，これに限るものではない。例えば，図１８に示すように，冷却フィン３１を収容するフレーム３３を設け，フレーム３３の内面によってフィン部間を塞ぎ，流路を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施の形態にかかるパワーモジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態にかかる冷却フィンの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示した冷却フィンの概略構成を示す平面図である。
【図４】図２に示した冷却フィンの枠Ｘの詳細を示す図である。
【図５】図３に示した冷却フィンのＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図６】図３に示した冷却フィンのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図７】図３に示した冷却フィンのＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図８】従来の形態にかかる冷却フィンの流速分布を示す概略図である。
【図９】実施の形態にかかる冷却フィンの流速分布を示す概略図である。
【図１０】押出成形後のフィンの形状（ストレート形状）を示す図である。
【図１１】冷間加工によるフィンの曲げ加工の概要を示す概略図である。
【図１２】熱間加工によるフィンの曲げ加工の概要を示す概略図（ストレートフィンの押出）である。
【図１３】熱間加工によるフィンの曲げ加工の概要を示す概略図（ストレートフィンの曲げ）である。
【図１４】熱間加工時の治具の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】冷却フィンの波形部分の寸法を示す図である。
【図１６】冷却フィンの波形ピッチ，波形角度と圧力損失との相関を示すグラフである。
【図１７】冷却フィンの波形ピッチ，波形角度と熱伝達率との相関を示すグラフである。
【図１８】冷却器の応用例を示す斜視図である。
【図１９】従来の形態にかかるパワーモジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図２０】オフセットフィンの製造工程の概要を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    （冷却フィンの）フィン部
１１  （フィン部の）第１領域
１２  （フィン部の）第２領域
１３  （フィン部の）第３領域
２    （冷却フィンの）ベース部
１０    半導体素子
３０    冷却器
３１    冷却フィン
３５  （冷媒の）流路
６    （塑性加工時の）治具
７    （熱間加工時の）治具
１００  パワーモジュール
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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