JP2004523921A

JP2004523921A - ヒートシンク

Info

Publication number: JP2004523921A
Application number: JP2002573500A
Authority: JP
Inventors: フランシス・エドワード・フィッシャー; ラッセル・ボウルズ
Original assignee: アアビッド・サーマロイ・エルエルシー
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2004-08-05
Also published as: WO2002076166A1; TW526697B; WO2002076166A9; CN1516996A; EP1374654A1; EP1374654A4

Abstract

複合ヒートシンク装置１は、アルミニウムで形成されたヒートシンク本体２，３を備え、本体２，３は、一対の平面４と、各平面４に機械的に固定され熱伝導性を有しはんだ付け可能な例えば銅製のはんだ付け可能な要素５とを備える。はんだ付け可能な要素５はそれぞれ、平面の一方に隣接する第１面と、プリント基板にはんだ付けされる第２面とを備える。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却される電子デバイスの表面に十分近接して取付けられたヒートシンクを用いた電子デバイスの冷却に関する。特に、本発明は、熱伝導性を有し板状に形成されたフィンまたは本体であるヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートシンクは、コンピュータ、中央処理装置、メモリ装置、制御装置、電源増幅器等のシステム基板のような電子デバイスにおいて要求されている。なぜならば、通常内部で使用される電子デバイスは、通常の使用で発熱し、しかも最適な操作温度範囲を有しており、その範囲外では、デバイスの操作能力は熱による悪化または過負荷により低下するおそれがあるからである。したがって、デバイスから熱を伝えかつその熱を対流および放射によって周囲の空気に放出するために、そのようなデバイスの上、あるいは並置される位置に熱伝導性要素を十分近接させて配置することが必須である。
【０００３】
トランジスタや小さな集積回路（ＩＣ）のような個々のデバイスは通常の操作中に生じた熱を放射することが可能であるかもしれないが、小型化（小さな器具設置跡）が要求されるとともに電子製品の複雑性が増大するので、製品内に生じた熱の密度が非常に高くなり得ることが認識されるであろう。この問題は、製品の処理能力が増大するにつれて、さらにいろいろなことを要求するようになる。
【０００４】
パーソナルコンピュータのマザーボードを組立てるような通常の使用では、銅製コネクタおよびはんだ付けエリアを持ったプリント基板（ＰＣＢ）に近接して接続された多数の電子部品がある可能性がある。さらに複雑である基板は、かなりの熱による負荷を処理しなければならず、デバイスおよび接続回路構成要素から熱を除去するために基板自体が熱伝導体を含んでいるものもある。そのような基板は、たいてい絶縁材料の薄板と、薄板を横切る金属製のロッドまたは板を有する金属製の伝導体とを設けて、熱を、電子デバイスを支持している表面から離れた面に導くようになっている。その構成は、基板の過負荷および電子要素デバイスの潜在的な故障となり得るホットスポットが生成されるのを避けるために基板全体に熱を分散させることを試みようとするものである。産業としては、基板の複雑な構造が回避されることが好ましく、熱拡散デバイスの多くは、基板の外部へ熱を伝導し、対流し、放射するように基板に取付けられている。
【０００５】
熱拡散デバイスには、集積回路の基板（ＰＣＢ）の開口部（ソケット取付部）に挿入するためのはんだ付けタグが設けられてもよく、かつ該熱拡散デバイスは、「基板貫通取付」のようなはんだ付けによってその中に保持される。そのような熱拡散デバイスは、通常は保護すべき電子デバイスに直接接触しており、そのデバイスおよびデバイスが取付けられた基板から伝導される熱を拡散する。他の構成においては、熱拡散デバイスは電子デバイスの上方に周囲を部分的に覆って取付けられている。そのようにして、熱拡散デバイスはその位置から基板の取付部を介して熱を伝導し、対流および放射によって大気に熱を放散する。いくつかの構成においては、熱拡散デバイスがはんだを用いて熱伝導性スラグによってデバイスに固定されるものもある。
【０００６】
公知の熱拡散デバイスおよびその構成またはＰＣＢ等のさらなる情報は、先行特許文献の記載によって理解することができる。すなわち、特許文献１〜１４を参照することができる。
【特許文献１】
米国特許第６０８５８３３号明細書
【特許文献２】
米国特許第５７７９１３４号明細書
【特許文献３】
米国特許第５７７１９６６号明細書
【特許文献４】
米国特許第５３９６４０３号明細書
【特許文献５】
米国特許第５３３９５１９号明細書
【特許文献６】
米国特許第５３１１９２８号明細書
【特許文献７】
米国特許第５１７２３０１号明細書
【特許文献８】
米国特許第４４０３１０２号明細書
【特許文献９】
米国特許第５９３０１１４号明細書
【特許文献１０】
国際公開第９９／１８７６２号パンフレット
【特許文献１１】
国際公開第９７／４３７８３号パンフレット
【特許文献１２】
国際公開第９６／３６９９４号パンフレット
【特許文献１３】
国際公開第９６／３６９９５号パンフレット
【特許文献１４】
欧州特許第２６９３１号明細書
【０００７】
熱拡散デバイスは、一般的には「ヒートシンク(heat sink)」と称され、アルミニウム、銅、またはタングステンを有する銅のように良好な熱伝導性を持つ金属合金から形成されたパッシブデバイスである。
【０００８】
そのようなヒートシンクは、これによって保護される電子デバイスと同様に、鉛スズ合金を含むはんだを用いてはんだ付けされている。
【０００９】
アルミニウムは例えば銅あるいは銅合金より軽量かつ安価であるといったようにヒートシンクに使用するのに良好な材料であるが、酸化被膜によって容易にはんだ付けされない。したがって、アルミニウム製のヒートシンクには、通常は、基板のソケット内に位置するためのはんだ付け可能な非アルミニウム挿入タグが設けられる。
【００１０】
より小型化された電子パッケージを得ることの重要性が、デバイスを表面に取付けるという関心を引き起こすこととなった。上述の特許文献２には、ヒートシンクに表面取付技術を適用する一つの方法が記載されている。
【００１１】
一般に、表面取付けに適したヒートシンクは、通常ははんだ付け可能な合金、すなわち一般的な鉛スズをベースとした粉末状およびペースト状のはんだとの互換性を得るためにスズを含んだ合金で被覆された銅から形成されている。
【００１２】
これらの表面取付けされたヒートシンクは現在商業的に成功しているが、そのコストを考慮し、かつ、黒色化アルミニウム(blackened aluminum)またはアルミニウム合金から製作された同程度のサイズのヒートシンクと比較して熱拡散機能が劣るためそれに替わる別のヒートシンクを見つけ出すような要求がなされることとなる。
【００１３】
上述の特許文献９には、銅のようにはんだ付け可能な材料からなる取付け付属品と、ロック機構によって該取付け付属品に固定された延長部を有したヒートシンクと、を備えたヒートシンク装置が記載されている。前記ロック機構は、取付け付属品とヒートシンクとの間の熱接触を制限する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、通常のはんだの材料を用いて基板の表面に取付け可能な新規のヒートシンクを提供することである。
【００１５】
この目的は、特に熱伝導性を有するシート、特にアルミニウムまたはその合金であるシートから、ヒートシンク本体を形成し、かつ熱拡散フィン及び表面取付けランドを形成するために該ヒートシンク本体を準備し、さらに、各ランドに少なくとも一つの熱伝導性を有するはんだ付け可能な要素を与えることによって達成される。求められる輪郭を形成するステップと、各熱伝導性を有するはんだ付け可能な要素をそれぞれのランドに機械的固定によって取付けるステップの順序は、選択される機械的固定の方法によって変えてもよい。また、適当なヒートシンク本体は押出し加工によって形成されてもよい。
【００１６】
適当な機械的固定は、締りばめを含むものとする。この締りばめは、差込部またはキー型のようなものを形成するために地表を部分せん断しあるいは半貫通し、そして少なくとも一つの熱伝導性はんだ付け要素に、対応したソケットまたはキー溝を与えることによって達成可能なものである。ランドは、対応する部品と嵌合させかつ差込部とソケットとの間で締りばめを形成するために、要素に提供される。締りばめは、スエージング(swaging) によってヒートシンクを表面取付けしようとする場合でも十分確実なものである。その環境において、ランドのはんだ付け可能な要素の取付けは、シートが予定したヒートシンクの形状に形成される前に、スエージングによって最も都合よくなされる。
【００１７】
相互に固定すべき対応面の機械的固定のもう一つの適当な形状はリベット、特に「自己リベット(self-riveting)」の技術である。この技術では、そのような面上の一つに予め決められた複数の点において、表面の一部が孔あけ具等に置き換えられている。置き換えられた部分は、そのような面が固定されている対応面に離間して形成された凹部または孔の中に延在している。
【００１８】
したがって、ヒートシンク組立体における一態様によれば、ヒートシンク組立体は、熱による過負荷の危険性を防止または緩和する目的で、実質的にプリント基板に取付けるのに適したアルミニウムによって構成されている。改良点は、ヒートシンク組立体に機械的に取付けられた熱伝導性を有するはんだ付け可能な要素(solderable element)にある。これによって、ヒートシンク組立体をはんだ付けによってプリント基板に取付ける面手段が提供されることとなる。
【００１９】
そのようなヒートシンクは、電子デバイスではなくプリント基板のような適宜準備されたＰＣＢのような基板に表面取付けすることが可能である。そして熱は、通常は基板に設けられた銅製パッドである熱伝導シートを介してヒートシンクに伝導されることが可能である。
【００２０】
したがって、本発明における一態様によれば、ヒートシンク本体と、複数の脚部とが提供される。ヒートシンク本体は、熱伝導性金属のシートまたは板から、あるいは、熱拡散フィンを提供するためにそれ自体知られている押出し加工によって形成される。脚部は、予定された使用においてヒートシンク本体を支持する手段を提供すべく都合よく設けられている。脚部には表面取付けのためのランドが設けられ、かつ、熱伝導性を有するはんだ付け可能な複数の要素が、ランドに隣接しかつ十分広範囲にわたるようランド上に取付けられ機械的に固定されており、はんだ技術によってヒートシンク本体を表面取付けするための好適な手段を提供している。
【００２１】
ヒートシンク本体は、金属のシートに折り畳みあるいは曲げ等の操作、さらには随意、切断及び／又は孔あけによっても形成されることが好ましい。特に、シートにおけるヒートシンク本体のランドとして形成される部分は、プレス加工により、あるいは部分せん断又は半穿孔加工によって金属シートの平面より突出した突出部を形成することにより、はんだ付け可能な要素を受けるのに適当なものとすることができる。
【００２２】
ヒートシンク本体の形状は、比較的単純なものとすることができる。これは、波形のシートを供給するために交互の方向に折り畳まれた実質的に平行な複数の層を含んでいるこれらの交互の折り曲げは、表面取付けに使用できる潜在的なランド面を提供する。熱拡散フィンが、そのようなランド面から離れて斜めに延在している。使用中において、ランド面は、熱を拡散させるため、熱を、基板上に取付けられた面から前記はんだ付け可能な要素を介して本体内に伝導する。
【００２３】
一般に、ヒートシンク本体は、熱の過負荷から保護すべき電子デバイスが配置される所定の表面エリアの周囲へ取付けられるものとされる。ヒートシンクは、デバイスから生じた熱を該ヒートシンクが拡散できるように対象となるデバイスに並置して取付けられる。ある適当な形状として、使用状態において、ヒートシンクが取付けられた表面から直立した脚部または壁部の形状をなした支持手段が設けられている。脚部または壁部は、保護すべきデバイスに十分またがるように設置され、かつ、熱拡散面、例えば平面のフィンとして好適に作用するヒートシンク本体のブリッジ部で接続されている。使用中では、大気中に流れる対流と相まって、ヒートシンク本体による熱伝導性、及びヒートシンクの表面からの熱放射性が、デバイスから放出される熱を拡散するように作用する。
【００２４】
このようなヒートシンクの一態様によれば、本体は、実質的に平行な平面内に熱拡散フィンが形成されるよう（シート状に形成された、あるいは押出し加工による）金属から形成される。そして、前記フィンの主平面エリアから離間した表面取付けランドを形成するために支持手段が前記面から離れる方向に延在しており、さらに、熱伝導性を有するはんだ付け可能な表面取付け要素が、前記ランドに対して整列された状態で機械的に取付けられる。
【００２５】
好適な金属はアルミニウムまたはその合金である。なぜならば、アルミニウムは強靭であり、延性を有し、任意の形状に容易に形成可能であり、所望の固有熱特性を有し、熱伝導性を有する他の金属よりも比較的豊富でありかつ安価であるからである。また、その熱特性は、電界処理による保護または塗装によって塗料で色付けすることによってさらに高められる。したがって、熱拡散する表面は、高性能な熱交換面を提供するために、例えば黒く色付けされてもよい。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
これらアルミニウムの供給は広く認識されているが、アルミニウムははんだ付けを受け入れないという欠点がある。この問題は、本発明により、アルミニウムのヒートシンク本体のランドに、熱伝導性を有するはんだ付け可能な要素を提供することによって解決される。
【００２７】
そのような要素は、熱伝導性を有する支持要素にはんだペースト互換性コーティングを適用することによって提供される。熱伝導性を有するはんだ付け可能な要素は、薄いシートで構成されてもよい。薄いシートは、はんだ付け可能な要素を（後に説明するように）機械的に取付けるべきランド面によく適合する。好適には、該要素は、工業的に通常利用されているようなはんだ付けに互換性を有するようはんだ合金、例えばスズまたはその合金のメッキを施した軽金属からなるキャリアシートを備えている。該要素は、例えば適当なソケットの中ぐり、切断、または孔明けによって、本発明のヒートシンク本体の準備されランドに締りばめするために準備することができる。これははんだ付けに互換性を有するコーティングがなされる前でも後でもよい。
【００２８】
要求されるアルミニウムのヒートシンク本体とその基板との間にはんだ付け可能な熱的接触を提供する前記要素の形状は、表面の取付けが十分となるようヒートシンク本体を支持する要素のランドに十分適合するのに適した形状である。はんだ付け可能な要素によるヒートシンク本体支持要素の隣接した表面の機械的な取付けを容易にしまたは促進するために、要素にはタグを付けるか直立部を設けてもよい。この場合、タグ又は直立部を支持用疎の表面に設けて、リベットまたは同様の表面貫通締結部材を用いて固定することができる。
【００２９】
本発明のもう一つの態様によれば、はんだまたはそのようなものを用いて表面に取付ける技術によってプリント基板のような基板にアルミニウムのヒートシンク本体を取付けるという問題は、予め決められた位置または基板の熱伝導性を有する領域で、少なくとも一つのはんだ付け可能な要素をはんだ付けすることによってそのようなヒートシンク本体を受ける基板を準備することで解決される。その位置で、ヒートシンクは表面に取付けられるべきであり、前記はんだ付け可能な要素は、ヒートシンク本体を受け、かつ機械的な固定によって要求された位置にそれを保持するよう構成されている。
【００３０】
はんだ付け可能な要素のそれぞれは、それぞれ支持要素の表面に設けられ、リベットまたは表面貫通型締結部材を用いて両者間に固定することができる。
【００３１】
本発明のもう一つの態様によれば、プリント基板上に適当に準備された表面にヒートシンクを取付けるための表面取付け構成は、クリップを含んでいる。このクリップは、熱伝導性を有する弾性材料からなり、共通の一の基部と対面するいくつかの面を形成している。ランドは、はんだ付けの互換性を有する面を有している。対向面の一方は、弾性的に他方へ傾いているが、ヒートシンク本体の一部が対向面間に挿入できるよう十分に曲げやすくなっている。そして、傾けられた表面は、ヒートシンク本体の前記部分に形成された凹部と協働するよう構成された回り止めが形成されている。この構成要素を取付けた表面において、クリップがはんだ付け可能な要素を備えている。使用において、クリップは、プリント基板の表面上にはんだ付けするための基部を提供し、かつ該クリップが略直立した位置に固定されるよう適正な方向に向けられる。それによって、適合するヒートシンク本体の一部をクリップ内に強制的に収めることが可能となる。クリップは、その位置において、ヒートシンク本体の関連する部分にこの目的で設けられた凹部と前記回り止めが相互に嵌まり合うことによって保持される。クリップの弾性は、ヒートシンク本体が故意にあるいは強制的に引っ張られることがない限り、相互に適合した関係を維持するのに十分である。本態様は、好適に準備されたプリント基板上へのヒートシンクの組立を容易にし、また、必要であればヒートシンクの取り外しも可能である。
【００３２】
はんだ付け可能な要素に取付けられるヒートシンク本体は、独立した指示部を備えている。これら支持部は、完全品としての組立体の内部に熱伝導路が形成されるように前記はんだ付け可能な要素と連続的に接触する少なくとも一つの縁部又は一つの面を有している。
【００３３】
本発明における他の目的及び特徴は、添付した図面に関連して考慮された後述の詳細の説明から明らかになるであろう。しかしながら、図面は単に実例の目的で描かれたものであり、本発明を限定するものではなく、別途記載した特許請求の範囲に限定されるものと理解されるべきである。さらに、図面は必ずしも寸法どおりに描かれているものではなく、他に指示しない限り、ここに記載した構造及び手法を単に概念的に描いたつもりである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の一態様による面取付けされるヒートシンク組立体が、図１に示されている。黒くメッキされたアルミニウムのシートが形成され、フィン付のヒートシンク１とされている。ヒートシンク１は、自由に延在した複数の熱拡散フィン２を有している。これら熱拡散フィン２は、使用状態において適度の熱負荷から保護すべき電子デバイス（図示せず）の上方に配置されるようにされた平面部３の両側に配置されている。ヒートシンク１は、ヒートシンクの基部に表面取付けランド４を備えている。これらランドは、熱伝導性を有するはんだ可能な要素５を備えた上で、当分野ではそれ自体知られているはんだ付け技術、例えばリフローはんだ法によって、基板にはんだ付けされるよう構成されている。これらはんだ付け可能な部材５は、ランド４の表面に隣接しランドにわたって延在しており、かつ機械的固定構造によって適当な位置に保持されている（図１（ｂ））。そのような機械的固定構造は、はんだ付け可能な部材５に形成されたソケット７内に挿入されるた差込部６を提供するために、ランドを部分的にせん断しあるいは半穿孔して突出させることによって達成される（図１ｂ）。また、この嵌合は、はんだ付け可能な部材５をランド上にスエージングすることによって促進される。このスエージング操作は、シートが図１に示すヒートシンク本体の所望のフィン付形状に形成される前に、最善に実行されるものであることが理解されるであろう。
【００３５】
ヒートシンクは、黒くメッキされたアルミニウムのシートから形成され、かつ、予定される折り畳み線の位置及び部分せん断または半貫通点はそこに予め決められている。必要な部分せん断が周知の手順を用いてシートになされ、はんだ可能要素５の定着する位置のエリア内で必要な差込部６が設けられる。
【００３６】
他の実施形態においては、図示しないが、所望の形状を得るためにアルミニウムを押出し成形してもよい。また、アルミニウムは、要求された表面特性を提供または改善するために、例えば塗装のような他の方法で着色、色付けあるいは仕上げることが可能である。同様に、選ばれた効果をなすためにどのような色を用いてもよく、したがって、場合によっては白色とすることもできる。
【００３７】
好適に準備されたはんだ付け可能な部材５は平面的に略矩形をなし、差込部を受けるためにその表面に設けられるソケットは、ランドに固定するために必要な位置に位置決めされ、中に押込まれ、そしてスエージングされる。
【００３８】
図１に示す実施例によるものを使用するには、ヒートシンクは、表面取付けのためのランドが熱の過負荷に対して保護されるべきデバイスの両側にくるように方向付けられ、したがって平面３は（図示しない）デバイスの上方に位置するものとなる。
【００３９】
当分野で周知のように、ヒートシンクは、高温表面への接触による熱伝導の組合せ、例えばこの表面取付け装置のランド４とはんだ付け可能な材５との間の接触領域と基板（図１には示さず）のそれぞれの領域との背職による熱伝導、及び周囲の空気流による対流、さらにはヒートシンク本体からの放射によって熱を拡散する。
【００４０】
したがって、通常の使用において、ヒートシンクはプリント基板のような基板上に面取付けされる。プリント基板は、所定の位置に電子デバイスを受けるための表面のエリアが形成されるよう通常のマスキング技術によって準備される。そのような位置に隣接してはんだペーストが熱伝導性を有する表面、例えば銅製パッドに用いられ、かつ、ヒートシンク本体が適正に位置決めされて該はんだペースト上に載置され、はんだ付けのための前記はんだ取付け可能な部材が提供される。図２に概念的に示されるように、ヒートシンクを基板の適正な位置に面取付けするために、周知のリフローはんだ技術が適用される。
【００４１】
この過程においてはんだ付けはプリント基板（ＰＣＢ）の選択された銅製パッドにスクリーン印刷される。本発明のヒートシンクは正確に位置を定められたら、次いで該組立体に熱が付与され、はんだが溶融し（リフロー）、はんだ取付け可能な部材５を接合し、これが冷却されてヒートシンクを適所に固定する。これはオーブン、例えば赤外線オーブンを利用することで可能である。
【００４２】
ウェーブはんだ付けのようなその他の技術は従来から知られているが、現時点では利フロー技術が好ましい。
【００４３】
さらに、改善した本発明によれば、他のヒートシンク装置が種々のはんだ取付け可能な部材５によって取付け可能である。
【００４４】
図３は、他のヒートシンクとともに使用するのに適したもう一つの構成を示す。図においてフィン付ヒートシンク取付け壁部３１、及び冷却フィン３２が示されている。前記壁部にはＬ型形状のはんだ付け可能な部材３５が、「リベット」３３として示す表面貫通締結部材によって取付けられている。はんだ付け可能な部材は、軽い熱伝導性を有する材料によって製作され、基板にはんだ付けされる表面３４に付けられるスズまたはスズ合金のコーティングを有している。そして、ヒートシンクはメッキされ色付けされたアルミニウムによって製作されている。リベット技術によって、良好な強度を有した信頼性に富む機械的固定がなされ、Ｌ型形状の要素３５とヒートシンクの壁部３１との間に良好な熱的接触を提供することができるようになる。その際に、以前のようにプリント基板上のはんだペーストパッドへの正しい位置決め及びリフローはんだ付けによって成し遂げられる表面取付け能力を犠牲にすることもない。
【００４５】
図４は、ヒートシンク本体の異なるタイプの類似の構成を示す。このヒートシンク本体は、下面領域の下端４４を有した単純な単一フィン４１を備えている。しかし、はんだ付け可能な部材４５の上方で直立した脚部と側壁の表面エリアとが接触することによって熱伝導性は維持されている。その接触は、ここではリベット４８として示した表面貫通締結部材によって確実に維持されている。
【００４６】
図５は、ヒートシンクの類似したフィンの壁部５１を示し、ここではリベット５８として示された表面貫通締結部材を用いて壁部に締結されたはんだ付け可能な部材５５を取付ける端部（５４）を有している。この構成は空間が貴重である場合の利用方法に適している。
【００４７】
図６は、ヒートシンクのフィン６１のための表面取付け装置を示す。フィンは、孔６７と、はんだ付け可能な基部６５を有する保持クリップ６４とによって取付けられる構成とされ、はんだ付けによって基板に表面取付けされる。ヒートシンクは、その後定められた位置に収められ、孔６７の中に延在する係止爪６８によってそこに保持される。これにより、単純であるが効果的な機械的固定がなされる。
【００４８】
本発明のもう一つの変形例では、プリント基板は、熱の過負荷に対して保護されるべき熱発生装置に対する操作上の関係においてヒートシンクの表面取付けの準備が十分にされている。これは、特にＬ型、または実質的にＶ型、あるいはＵ型形状の直立した脚部を有するはんだ可能な部材を、はんだペーストの存在する基板表面上の、はんだ付け可能な熱伝導性を有した座部に配置し、かつ、それをリフローはんだ技術によって固定することによりなされる。これによって、ヒートシンクはその後適正な向きとされ、位置決めされ、かつさらなるはんだ付けをすることなく所定の位置に機械的に表面取付けされる。
【００４９】
使用中において、本発明のヒートシンクは、通常は図７に示すように取付けられる。図に示すように、折り畳まれかつ溝孔を形成されたフィン付ヒートシンク本体７１は、銅製の座部パッド７９上でデバイス７０の上方に取付けられている。はんだ可能な部材及び取付けに用いられるはんだペーストは、図示されていないが、パッド７９上にあるヒートシンク７１を表面に取付けるために、表面７４の下に存在している。
【００５０】
本発明は、電子装置及び電子パッケージに機能的に近接したヒートシンクを表面に取付けする際に、コーティングされた金属及び合金から製作された比較的高価な冷却部品を使用する必要性をなくすことができ、電子分野に有効である。ここに提案されたようなヒートシンクを改善することによって、ボード設計にかかる費用を低減することができる。さらに、ヒートシンクをスズ又は合金でコーティングされた銅で製作した場合には、アルミニウムのヒートシンクと比較してコストが高くなることとは別に、いくつかの限界がある。スズでメッキされた銅は、メッキされ塗装されたアルミニウムよりも放射性が劣り、しかも、その特性を改善するために塗装することができない。
【００５１】
実質的にアルミニウムで製作されたヒートシンク組立体は、コーティングされた銅または銅合金から製作されたものより軽量であり、したがって、デバイス取扱い装置の吸引手段に頼る「つかみ置き(pick and place)」装置を通常用いる自動組立工程において有利である。
【００５２】
黒色化されたアルミニウムは、反射する表面と比較してより優れた熱吸収特性を示し、リフローはんだ技術を達成するために使用される赤外線オーブンにおいて特に効果的である。
【００５３】
ここに記載されたアルミニウムヒートシンクは、ここに記載された機械的組立方法によって容易に再資源化でき、したがって、現在の表面取付け法によるスズメッキされた銅製のヒートシンクに匹敵する。
【００５４】
このように、本発明の基本的な特徴を好適な具体例を用いて示し、記述しかつ指摘したが、その形状及び描かれた装置の詳細及びその作用は、本発明の考えから離れることなく当業者により様々な省略、代用及び変更が可能であることが理解されるであろう。例えば、同じ結果を得るために実質的に同様の方法で実質的に同様の機能をなす要素及び／又は方法の全ての組み合わせは発明の範囲内にある。さらに、本発明の公開された形状または具体例とともに示され及び／又は記載された構造及び／又は要素及び／又は方法は、通常のデザインの選択のように、他の公開されまたは記載されまたは提案された如何なる形状または具体例にも組み込まれてもよい。したがって、本発明は別に示す特許請求の範囲に示されたもののみに限られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１ａ】面に取付けられたヒートシンクの斜視図である。
【図１ｂ】図１ａに示すヒートシンクの一部の部分断面図であり、組立において機械的に相互に取付ける構成部品を概念的に示したものである。
【図２ａ】準備された表面に構成要素を取付ける通常の「リフロー」過程を３つの段階に概念的に示すものであり、スクリーン印刷はんだペーストを示す。
【図２ｂ】準備された表面に構成要素を取付ける通常の「リフロー」過程を３つの段階に概念的に示すものであり、載置された部材を示す。
【図２ｃ】準備された表面に構成要素を取付ける通常の「リフロー」過程を３つの段階に概念的に示すものであり、リフローはんだ付けを示す。
【図３】図３は、ヒートシンクとともに使用するのに適した表面取付け構成要素である（完全な形状で示されていない）。
【図４】図４は、ヒートシンク本体の要素のためのもう一つの表面取付け構成要素である（完全な形状で示されていない）。
【図５】図５は、ヒートシンク本体の端部取付け要素のためのさらにもう一つの表面取付け構成要素である（完全な形状で示されていない）。
【図６】図６は、ばねクリップによるもう一つの表面取付け構成要素を示す。
【図７】図７は、はんだ付けパッド上の位置に取付けられたヒートシンク本体表面を示す。
【符号の説明】
【００５６】
１複合ヒートシンク装置
２，３ヒートシンク本体
４平面
５はんだ部材（はんだ付け可能な要素）

Claims

基板に表面取付けするための複合ヒートシンク装置であって、
アルミニウムから本質的になり、実質的な平面を有する少なくとも一つの取付け用ランドを備えたヒートシンク本体と、
前記取付け用ランドの各々に機械的に固定された、熱伝導性を有するはんだ付け可能要素にして、前記ヒートシンク本体の少なくとも一つの前記平面に隣接する第１の平面及び、前記基板にはんだ付けされる、前記第１の平面に対向した第２の平面を備えた、熱伝導性を有するはんだ付け可能要素と、
を備えてなる複合ヒートシンク装置。
前記ヒートシンク本体は２つのランドを備え、前記平面が実質的に同一平面内にある請求項１記載の複合ヒートシンク装置。
前記本体は、前記ランドのそれぞれから直立した熱拡散フィンと、前記ランドから直立して前記フィン間に形成された屈曲部と、を備える請求項２記載の複合ヒートシンク装置。
前記屈曲部は、前記ランドに平行でかつ前記基板上の電子デバイスの上方に設けられる平面部を備える請求項３記載の複合ヒートシンク装置。
前記ヒートシンク本体はアルミニウムのシートから形成されている請求項１記載の複合ヒートシンク装置。
前記ヒートシンク本体はメッキされたアルミニウムのシートから形成されている請求項５記載の複合ヒートシンク装置。
前記メッキされたアルミニウムは黒色化されている請求項６記載の複合ヒートシンク装置。
前記ヒートシンク本体は押出し加工されたものである請求項１記載の複合ヒートシンク装置。
前記はんだ付け可能要素は、前記ランドに少なくとも一つの突出部を設け、前記各要素に少なくとも一つのソケットを形成し、かつ前記突出部のそれぞれを、少なくとも一つの前記ソケットに嵌合させることによって、前記ランドに機械的に固定されている請求項１記載の複合ヒートシンク装置。
前記はんだ付け可能要素がランドにスエージングされている請求項９記載の複合ヒートシンク装置。