专利名称：波纹翅片型散热器的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及用于例如晶体管、LSI (large-scale integration 大规模集成电路)、 微处理器等因使用而发热的半导体元件的冷却的散热器，特别是具有波纹翅片的波纹翅片 型散热器。

　　背景技术：

　　用于冷却半导体元件的散热器有各种形态，以往，已知有通过在安装半导体元件 的支承基板上固定波纹翅片来扩大散热面积从而提高散热效果的波纹翅片型散热器。作为现有的波纹翅片型散热器，例如有专利文献1中记载的散热器。此处，参照图 4，对专利文献1中记载的波纹翅片型散热器进行说明。图4的(a)是表示在现有的波纹翅 片型散热器中、将波纹翅片的翅片固定部固定到固定槽的状况的图，图4的(b)是固定有翅 片固定部的固定槽附近的局部放大剖视图。如图4的(a)所示，现有的波纹翅片型散热器 100构成为主要具有波纹翅片110和形成有多个翅片固定用槽123的支承基板120，翅片固 定用槽123包括平坦的底部125 ；从开口侧扩展开来的锥形部124 ；以及位于锥形部124和 底部125之间的带有圆弧(7 —的角部127。波纹翅片110的波纹翅片固定部114具 有使该波纹翅片固定部114的下端部向翅片固定用槽123侧凸出而形成的凸出部111，该波 纹翅片固定部114的宽度形成为在翅片固定用槽123的开口侧的*小开口宽度以下。当利用下端平坦的压入刀具132将这样的波纹翅片固定部114按压向翅片固定用 槽123时，凸出部111被压溃而变形，从而沿着翅片固定用槽123的形状被压接紧固。这样， 波纹翅片固定部114被固定于翅片固定用槽123。专利文献1 日本专利第号公报但是，在如上所述的波纹翅片型散热器100中还留有改良的余地。此处，在散热器的技术领域中，谋求进一步提高散热效率。为此，进一步增加波纹 翅片与支承基板的密接面积和密接力成为重要课题。按照这一点来进行研究，在现有的波纹翅片型散热器100中，如图4的(b)所示， 有时无法使波纹翅片固定部114很好地扩展至翅片用固定槽123的角部127，无法沿角部 127良好地紧密接触，从而形成了间隙S。此外，在现有的波纹翅片型散热器100中，当利用下端平坦的压入刀具132按压波 纹翅片固定部114的凸出部111时，凸出部111被压溃从而在翅片固定用槽123的宽度方 向扩展开来，当扩展至角部127时，该凸出部111被向翅片固定用槽123的高度方向顶起而 变形。通过该变形，波纹翅片固定部114被向宽度方向牵拉，其大致中央部隆起而变形，由 此，会在凸出部111和翅片固定用槽123的底部125之间形成间隙S。因此，期望有这样的波纹翅片型散热器能够增加波纹翅片与支承基板的密接面 积和密接力，由此，能够提高散热效率。

　　发明内容

　　本发明提供一种波纹翅片型散热器，该波纹翅片型散热器包括波纹翅片，其用于 散热；以及支承基板，其为了固定所述波纹翅片的一部分而形成有由侧壁部和底部形成的 多个固定槽，所述波纹翅片型散热器的特征在于，所述底部在至少一部分具有脊部，该脊部 与所述底部平行地形成，并且该脊部的高度比所述底部的高度要高，所述侧壁部包括下降 部，其从所述支承基板沿垂直方向下降；锥形部，其直径随着从所述下降部朝向所述底部而 扩大；以及角部，其具有从所述锥形部连续地形成至所述底部的圆弧，所述波纹翅片的一部 分以沿着所述固定槽的侧壁部和底部的形状被固定。根据本发明，由于在底部的至少一部分具有脊部，所以波纹翅片的一部分首先被 脊部按压，从而沿脊部的形状扩展。进而，该波纹翅片的一部分沿底部的形状扩展，并向固 定槽的两侧的侧壁部压散开来。通过这样具有脊部，能够增加波纹翅片与支承基板的密接 面积。另外，通过具有脊部，能够相应地增加波纹翅片的变形量，由此，能够增强将波纹翅片 的一部分向固定槽的两侧的角部和侧壁部压散的力。因此，能够使波纹翅片的一部分与固 定槽良好地紧密接触。此外，由于固定槽的侧壁部具有下降部和锥形部，所以通过将波纹翅 片的一部分与固定槽配合固定，能够与相邻的波纹翅片之间相互牵拉的横向的力的作用相 配合地、使波纹翅片的一部分与侧壁部良好地紧密接触。这样，通过将波纹翅片的一部分以 沿着固定槽的侧壁部和底部的形状固定，能够增加波纹翅片与支承基板的密接面积。另外， 由于侧壁部具有带有圆弧的角部，所以朝向角部的方向被压散开来的波纹翅片的一部分按 压角部，由此能够提高波纹翅片相对于支承基板的固定强度。此外，优选的是，所述下降部的长度在所述侧壁部的长度的六分之一以上且在二 分之一以下。此外，优选的是，所述脊部的高度在所述固定槽的高度的十分之一以上且在三 分之二以下，所述脊部的下端部的宽度在所述固定槽的宽度的十分之一以上且在六分之五 以下，所述脊部的上端部的宽度在所述脊部的下端部的宽度的八分之一以上且在五分之四 以下，并且，满足以下关系所述上端部的宽度的尺寸在所述下端部的宽度的尺寸以下。由此，能够更合适地、且不对波纹翅片施加过大载荷地将波纹翅片的一部分以沿 着固定槽的侧壁部、底部以及角部的形状固定起来。此外，优选的是，所述角部的圆弧半径在所述固定槽的宽度的十六分之一以上且 在三分之一以下。由此，能够使波纹翅片的一部分更良好地与角部紧密接触。此外，本发明的波纹翅片型散热器的制造方法为制造**方面所记载的波纹翅片 型散热器的方法，其包括基板制造阶段、翅片成型阶段以及固定阶段。根据本发明的波纹翅片型散热器的制造方法，通过基板制造阶段，通过对所述支 承基板进行挤压加工或切削加工，来形成多个由所述侧壁部和所述底部构成的所述固定 槽，并且在所述底部形成所述脊部，所述侧壁部具有所述锥形部和所述角部；通过翅片成型 阶段，使金属薄板弯曲，以翅片底部和翅片顶部交替、并且相邻的连接部的外壁部间的尺寸 相对于所述固定槽的开口宽度的尺寸大致相同或稍小的方式，形成多个所述翅片底部、所 述翅片顶部以及所述连接部，由此来制造波纹翅片，其中，所述翅片底部构成所述波纹翅片 的下端、且相对于所述支承基板大致平行，所述翅片顶部构成所述波纹翅片的上端、且相对 于所述支承基板大致平行，所述连接部连接所述翅片底部和所述翅片顶部、且相对于所述支承基板大致垂直；通过固定阶段，将翅片固定部从开口侧插入到所述固定槽并配合至所 述脊部的上方，所述翅片固定部由所述翅片底部、和从该翅片底部的长度方向的两端部连 续地形成的所述连接部的下端部构成，从所述连接部之间，利用在末端具有凹部的冲压工 具的末端部将所述翅片底部按压向所述脊部，从而使所述翅片固定部沿所述固定槽的形状 变形，由此将所述波纹翅片固定于所述支承基板。根据本发明，能够获得如下效果。即，根据本发明的波纹翅片型散热器，能够增加 波纹翅片与支承基板的密接面积，能够提高从支承基板向波纹翅片的热传导性。因此，能够 提高波纹翅片型散热器的散热效率。此外，能够提高波纹翅片在支承基板上的固定强度。此外，根据本发明的波纹翅片型散热器的制造方法，使翅片固定部沿固定槽的形 状变形来将波纹翅片固定于支承基板，由此能够增加波纹翅片与支承基板的密接面积和密 接力，因此能够提高波纹翅片型散热器的散热特性。此外，能够提高波纹翅片在支承基板上 的固定强度。另外，由于无需使用楔形件等就能够使波纹翅片与支承基板配合并固定起来， 因此能够减少散热器的部件个数，能够以低廉的价格来制造散热器。关于所述本发明的各方面和效果以及其它的效果和进一步的特征，可以通过参照 附图在后面进行叙述的本发明的例示且非限制性的实施方式的详细说明来进一步了解。

　　图1的(a)是本实施方式所涉及的波纹翅片型散热器的整体结构图，(b)是(a)中 的固定槽部分的局部放大立体图。图2是图1中的固定槽附近的局部放大剖视图。图3的(a)到(C)是用于说明将波纹翅片固定于固定槽的状况的图。图4的(a)是表示在现有的波纹翅片型散热器中、将波纹翅片的翅片固定部固定 于固定槽的状况的图，(b)是固定有翅片固定部的固定槽附近的局部放大剖视图。标号说明1 波纹翅片型散热器；10 波纹翅片；11 翅片底部；12 翅片顶部；13 连接部； 14 翅片固定部；15 *外侧翅片底部；20 支承基板；21 上表面部；22 下表面部；23 固 定槽；24 侧壁部；24a 下降部；24b 锥形部；24c 角(corner)部；25 底部；26 脊部；28 卡合部；28a 卡合侧壁部；28b 卡合底部；29 敛缝部；31、32 冲压工具；31a 凹部。

　　具体实施例方式以下，对用于实施本发明所涉及的波纹翅片型散热器1的*佳方式进行说明。如图1的(a)所示，波纹翅片型散热器1构成为包括波纹翅片10，其用于释放热 量；以及支承基板20，其为了固定波纹翅片10的一部分而形成有多个由侧壁部24和底部 25形成的固定槽23。此处，波纹翅片10和支承基板20由铜、铜合金、铝合金等热传导性优 异的材料形成。波纹翅片10构成为具有翅片底部11，其构成波纹翅片的下端，并且相对于支承 基板20大致平行；翅片顶部12，其构成波纹翅片10的上端，并且相对于支承基板20大致平 行；以及连接部13，其连接翅片底部11和翅片顶部12，并且相对于支承基板20大致垂直。 翅片底部11和翅片顶部12交替地形成有多个。

　　这样的波纹翅片10可以通过利用冲压加工等使长条状的金属薄板弯曲来成型。 另外，在本实施方式中，如图ι的(a)和图2所示，在波纹翅片10的*外侧未形成连接部 13，并且，*外侧翅片底部15(参照图2)形成为比其他的翅片底部11要短。此外，波纹翅片10的连接部13自支承基板20起的高度只要是足以获得散热效果 的高度，则没有特别限定。此外，波纹翅片10的宽度Wl既可以在支承基板20的宽度以下， 也可以在支承基板20的宽度以上，并没有特别限定。此外，波纹翅片10的厚度可以考虑到 强度等而适当设定。在本实施方式中，在这样构成的波纹翅片10中，翅片底部11和连接部13、13的下 端附近与固定槽23配合，从而沿固定槽23的形状被固定，所述连接部13、13从翅片底部11 的长度方向的两端部连续地形成。以下，为了便于说明，将该部分也称为“翅片固定部”。翅 片固定部14(参照图2)的宽度、即连接部13的外壁部间的尺寸形成为与固定槽23的开口 侧的宽度、即侧壁部24、24间的尺寸大致相同或稍小。由此，能够将翅片固定部14顺畅地 插入到固定槽23中。如图1的(a)和(b)所示，支承基板20成为波纹翅片型散热器1的基座，在上表 面部21具有多条固定槽23，该固定槽23具有用于固定波纹翅片10的预定宽度和深度。此 外，支承基板20在下表面部22与半导体元件等发热源(未图示)抵接，将来自发热源(未 图示)的热传递至波纹翅片10。如图1的(b)所示，从支承基板20的上表面部21向下表面部22侧凹陷设置有多 条固定槽23，并且固定槽23形成为具有侧壁部24和底部25。侧壁部24包括下降部24a，其相对于支承基板20的上表面部21大致垂直地下 降；锥形部24b，其从下降部24a、即下降部24a的下端部连续地形成，并且其直径随着朝向 底部25而扩大；以及角部24c，其具有从锥形部24b、即锥形部24b的下端部连续地形成的 圆弧。下降部24a的长度Ll优选在侧壁部24的长度L2的六分之一以上且在二分之一 以下。若下降部24a的长度Ll在侧壁部24的长度L2的六分之一以下，则下降部24a的长 度Ll过短，所以有可能无法使翅片固定部14良好地紧密接触，因而不是优选的。另一方 面，若下降部24a的长度Ll在侧壁部24的长度L2的二分之一以上，则下降部24a与锥形 部24b所成的角度、以及锥形部24b与角部24c所成的角度过陡，所以有可能无法使翅片固 定部14良好地紧密接触，因而不是优选的。更为优选的是，下降部24a的长度Ll在侧壁部 24的长度L2的四分之一以上且在三分之一以下。角部24c的圆弧半径优选在固定槽23的宽度W2的十六分之一以上且在三分之一 以下。若角部24c的圆弧半径在固定槽23的宽度W2的十六分之一以下，则角部24c的角 度过陡，有可能无法使翅片固定部14沿角部24c的形状良好地紧密接触，因而不是优选的。 另一方面，若角部24c的圆弧半径在固定槽23的宽度W2的三分之一以上，则角部24c的角 度过缓，有可能固定强度不足，因而不是优选的。更为优选的是，角部24c的圆弧半径在固 定槽23的宽度W2的八分之一以上且在四分之一以下。底部25形成为与支承基板20的上表面部21大致平行的平板状，在该底部25的 至少一部分具有脊部26，该脊部26与底部25平行地形成、并且高度比底部25要高。在本实施方式中，脊部26形成于底部25的大致中央部。脊部26形成为脊部26自固定槽23起的高度H2在固定槽23的高度Hl的十分之一以上且在三分之二以下，脊部 26的下端部的宽度W3在固定槽23的宽度W2的十分之一以上且在六分之五以下，脊部26 的上端部的宽度W4在脊部26的下端部的宽度W3的八分之一以上且在五分之四以下，并 且，满足脊部26的上端部的宽度W4的尺寸在脊部26的下端部的宽度W3的尺寸以下的关 系。由此，能够增加翅片固定部14与固定槽13的密接面积。更为优选的是，脊部26自固 定槽23起的高度H2在固定槽23的高度Hl的四分之一以上且在二分之一以下，脊部26的 下端部的宽度W3在固定槽23的宽度W2的五分之一以上且在三分之一以下，脊部26的上 端部的宽度W4在脊部26的下端部的宽度W3的三分之一以上且在二分之一以下。这样的支承基板20例如通过利用挤压加工或切削加工在金属板的一个板面部 (在本实施方式中为上表面部21)凹设多条固定槽23而形成。此外，在支承基板20的两端部形成有卡合部28，该卡合部28用于在位于波纹翅片 10的*外侧的*外侧翅片底部15与连续地形成于*外侧翅片底部15的连接部13卡合。 卡合部28构成为具有卡合侧壁部28a，其从上表面部21沿垂直方向下降；以及卡合底部 28b，其从卡合侧壁部28a连续地形成，并且相对于支承基板20平行。卡合部28的宽度形 成为与从*外侧翅片底部15的外端部到连接部13的外壁部为止的尺寸大致相同的宽度。此外，在卡合部28的外侧进一步形成有敛缝部29。敛缝部29通过被压溃来将* 外侧翅片底部15固定于卡合部28，在本实施方式中，敛缝部29形成为沿卡合部28的卡合 底部28b的外侧端部向上立起的凸起状。敛缝部29的高度H3优选形成为比卡合侧壁部 28a的高度、即固定槽23的高度Hl要低，以免在压溃敛缝部29时末端部附近勾挂到卡合侧 壁部28a。接下来，参照图3的(a)至(c)并适当参照图1、图2，对将翅片固定部14固定于 固定槽23的状况进行说明。如图3的(a)所示，将波纹翅片10的翅片固定部14从开口侧 插入到固定槽23中，并配合至脊部26的上方。然后，如图3的(b)所示，从连接部13、13 之间利用在末端具有凹部31a的冲压工具31的末端部将翅片底部11按压向固定槽23的 脊部26。由此，翅片底部11沿脊部26的形状紧密接触，并且从脊部26在固定槽23的底部 25的宽度方向上压散开来，从而沿角部24c的形状紧密接触。进而，翅片固定部14从角部 24c向上方被顶起，从而沿锥形部24b和下降部24a的形状紧密接触。由于固定槽23的侧壁部24具有下降部24a和锥形部24b，所以通过将翅片固定 部14与固定槽23配合固定，能够与相邻的波纹翅片10相互牵拉的横向的力的作用相配合 地、使翅片固定部14中的特别是连接部13、13与侧壁部24良好地紧密接触。此外，由于侧 壁部24具有带有圆弧的角部24c，所以能够使翅片固定部14与角部24c良好地紧密接触。 这样，如图3的(c)所示，翅片固定部14沿固定槽23的形状紧密接触地被固定。此外，与此同时，使*外侧的连接部13和*外侧翅片底部15与卡合部28 (参照图1 的(b))配合，并利用末端平坦的冲压工具32将敛缝部29向接近卡合底部28b(参照图1的 (b))的方向按压，此时，敛缝部29沿冲压工具32的末端的形状被压溃并向*外侧翅片底部 15的上方扩展，从而将*外侧翅片底部15按压向卡合底部28b(参照图1的(b))侧。由此， 如图3的(c)所示，*外侧翅片底部15和连接部13被卡合部28(参照图1的(b))固定。这样，波纹翅片10被固定于支承基板20。另外，冲压工具31的末端的凹部31a优 选形成为以下宽度和深度考虑到脊部26的下端部的宽度和高度以及翅片底部11的厚度，能够使翅片底部11沿脊部26的形状紧密接触。根据本实施方式所涉及的波纹翅片型散热器1，通过使波纹翅片10的翅片固定部 14沿支承基板20的固定槽23的形状紧密接触，能够增加波纹翅片10与支承基板20的密 接面积，能够提高从支承基板20向波纹翅片10的热传导性。因此，能够提高波纹翅片型散 热器1的散热效率。此外，能够提高波纹翅片10相对于支承基板20的固定强度。以上，对本实施方式所涉及的波纹翅片型散热器进行了说明，但本发明的波纹翅 片型散热器并不限定于本实施方式，当然也可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变 形。

　　权利要求

　　一种波纹翅片型散热器，该波纹翅片型散热器构成为包括波纹翅片，其用于散热；以及支承基板，其为了固定所述波纹翅片的一部分而形成有由侧壁部和底部形成的多个固定槽，所述波纹翅片型散热器的特征在于，所述底部在至少一部分具有脊部，该脊部与所述底部平行地形成，并且该脊部的高度比所述底部的高度要高，所述侧壁部包括下降部，其从所述支承基板沿垂直方向下降；锥形部，其直径随着从所述下降部朝向所述底部而扩大；以及角部，其具有从所述锥形部连续地形成至所述底部的圆弧，所述波纹翅片的一部分以沿着所述固定槽的侧壁部和底部的形状固定于该固定槽。

　　2.根据权利要求1所述的波纹翅片型散热器，其特征在于，所述下降部的长度在所述侧壁部的长度的六分之一以上且在二分之一以下。

　　3.根据权利要求1或2所述的波纹翅片型散热器，其特征在于，所述脊部的高度在所述固定槽的高度的十分之一以上且在三分之二以下，所述脊部的 下端部的宽度在所述固定槽的宽度的十分之一以上且在六分之五以下，所述脊部的上端部 的宽度在所述脊部的下端部的宽度的八分之一以上且在五分之四以下，并且，满足以下关 系所述上端部的宽度的尺寸在所述下端部的宽度的尺寸以下。

　　4.根据权利要求1或2所述的波纹翅片型散热器，其特征在于，所述角部的圆弧半径在所述固定槽的宽度的十六分之一以上且在三分之一以下。

　　5.根据权利要求3所述的波纹翅片型散热器，其特征在于，所述角部的圆弧半径在所述固定槽的宽度的十六分之一以上且在三分之一以下。

　　6.一种波纹翅片型散热器的制造方法，其为权利要求1中记载的波纹翅片型散热器的 制造方法，所述波纹翅片型散热器的制造方法的特征在于，该波纹翅片型散热器的制造方法包括以下阶段基板制造阶段，在该基板制造阶段，通过对所述支承基板进行挤压加工或切削加工，来 形成多个由所述侧壁部和所述底部构成的所述固定槽，并且在所述底部形成所述脊部，所 述侧壁部具有所述锥形部和所述角部；翅片成型阶段，在该翅片成型阶段，使金属薄板弯曲，以翅片底部和翅片顶部交替、并 且相邻的连接部的外壁部间的尺寸相对于所述固定槽的开口宽度的尺寸大致相同或稍小 的方式，形成多个所述翅片底部、所述翅片顶部以及所述连接部，由此来制造波纹翅片，其 中，所述翅片底部构成所述波纹翅片的下端、且相对于所述支承基板大致平行，所述翅片顶 部构成所述波纹翅片的上端、且相对于所述支承基板大致平行，所述连接部连接所述翅片 底部和所述翅片顶部、且相对于所述支承基板大致垂直；以及固定阶段，在该固定阶段，将翅片固定部从开口侧插入到所述固定槽并配合至所述脊 部的上方，所述翅片固定部由所述翅片底部、和从该翅片底部的长度方向的两端部连续地 形成的所述连接部的下端部构成，在所述连接部之间，利用在末端具有凹部的冲压工具的 末端部将所述翅片底部按压向所述脊部，从而使所述翅片固定部沿所述固定槽的形状变 形，由此将所述波纹翅片固定于所述支承基板。

　　全文摘要

　　本发明提供一种波纹翅片型散热器。波纹翅片型散热器(1)包括波纹翅片(10)；以及形成有由侧壁部(24)和底部(25)形成的多个固定槽(23)的支承基板(20)。底部(25)在至少一部分具有脊部(26)，侧壁部(24)由下降部(24a)、锥形部(24b)以及角部(24c)形成，翅片固定部(14)以沿着固定槽(23)的侧壁部(24)和底部(25)的形状被固定。波纹翅片型散热器(1)的制造方法包括基板制造阶段、翅片成型阶段以及固定阶段。根据本发明，能够提供一种能够提高散热效率的波纹翅片型散热器及其制造方法。

　　文档编号H01L23/36GKSQ

　　公开日2010年12月1日 申请日期2009年1月21日 优先权日2008年1月21日

　　***吉村正, 宫本三也, 小山卓巳, 岩田邦久, 武藤文男, 渡边阳介 申请人:水谷电机工业株式会社