TWI434020B - 散熱機器及散熱機器之製造方法 - Google Patents

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TWI434020B
TWI434020B TW099100062A TW99100062A TWI434020B TW I434020 B TWI434020 B TW I434020B TW 099100062 A TW099100062 A TW 099100062A TW 99100062 A TW99100062 A TW 99100062A TW I434020 B TWI434020 B TW I434020B
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Hiroyuki Yoshihara
Masaki Goto
Toru Kimura
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

散熱機器及散熱機器之製造方法
本發明係關於一種使用於以電力轉換裝置為主之各種裝置之用以冷卻發熱元件之散熱機器之中、尤其是以樹脂密封之散熱機器及散熱機器之製造方法。
以往，以冷卻發熱元件之散熱機器而言，一般係廣泛使用散熱座(heatsink)。此散熱座大致可區分為：以壓鑄(die cast)成形或擠壓成形將散熱片(heat dissipating fin)與散熱片支撐基盤予以一體化者、及將散熱片與散熱片支撐基盤予以個別化加以組合者。後者係可藉由將散熱片與散熱片支撐基盤予以個別化，而緩和對於在擠壓成形或壓鑄成形所需之金屬模之強度的限制等，且可縮小鄰接散熱片間之片間距(fin pitch)或增長散熱片長度。因此，與前者相比，有利於藉由半導體裝置設置面積之小型化、或將發熱元件小型化所達成之低成本化。
此外，在將散熱片與散熱片支撐基盤予以個別化加以組合者中，就嵌合散熱片與散熱片支撐基盤之方法而言，例如有壓接工法(crimping)。關於此在例如專利文獻1中，已揭示有一種散熱機器，其係預先製作與散熱片支撐基盤之平面狀平行之複數個溝，且從上方將散熱片之側緣部嵌合於上述溝，並將壓接工具之前端抵靠於形成於上述複數個溝之間的其他複數個溝，藉此而使嵌合有上述散熱片之側緣部壓窄。
此外，在專利文獻2中係揭示一種將散熱片支撐基板之溝，形成為從溝之開口部朝向底部擴開之錐(taper)狀，且於溝底部兩側附加形成圓角，藉此在將散熱片壓接於溝之際，散熱片會變形為沿著溝形狀之擴開錐狀，而壓接固定於溝之技術。
[先前記述文獻] [技術文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-102786號公報(第3頁、第8圖)
[專利文獻2]日本特開2002-299864號公報(第4頁、第1圖、第6圖)
然而在上述專利文獻1所揭示之技術中，由於散熱片支撐基盤之溝的底部係沿著衝壓(press)刀朝擴開方向變形，因此散熱片雖易於與溝開口部相接，但難以與溝底部相接。結果，由於容易在散熱片與溝之間產生間隙，因此會有散熱片與散熱片支撐基盤間之熱電阻變大且散熱效果降低之問題。
再者，為了將1片散熱片嵌合於散熱片支撐基盤，壓接工具係需將散熱片用之溝與壓接工具用溝之2處溝擴寬，因此壓接工具之荷重變大。結果，為了增大衝壓荷重，需要框架(frame)或馬達(motor)較大之衝壓裝置，因此會有用以將散熱片壓接於散熱片支撐基盤之設備變大且該設備費用變得高價之問題。
此外，在上述專利文獻2之技術中，需將散熱片支撐基盤之溝形成為從溝開口部朝向底部擴開之錐狀，且於溝底部兩側作成圓角。此外，將散熱片壓接於上述溝之際，僅將壓入刀(衝壓刀)按壓於散熱片且利用上述溝之形狀而使散熱片之形狀變化。因此用以確保散熱片與溝之密著度之高度之按壓散熱片之壓力的精確度管理較困難，而會有因為上述壓力之誤差而使熱電阻變大且散熱效果降低之問題。
本發明係有鑑於上述問題而研創者，其目的在提供一種散熱機器及散熱機器之製造方法，藉由消除散熱片之側面與散熱片支撐基盤之間之間隙而擴大接觸面積，即可縮小散熱片與散熱片支撐基盤間之熱電阻，而可提高散熱效果，並且可縮小將散熱片壓接於散熱片支撐基盤時之衝壓荷重。
本發明之散熱機器之特徵為具有：複數個散熱片；散熱片支撐基盤，該散熱片支撐基盤之一面安裝有發熱元件，另一面形成有複數個平行之散熱片溝；及在上述散熱片溝中裝設有至少一個散熱片，該散熱片溝之底面有從溝之底面露出一定高度之突起；以上述突起之上部推壓散熱片之一側面，藉此使上述散熱片之另一側面按壓於上述散熱片溝之側面，而使上述散熱片固定於上述突起之上部與散熱片溝之側面之間。
如上所述，依據本發明之散熱機器及其安裝方法，藉由使上述突起傾倒於散熱片側，且推壓上述散熱片之一側面，而使上述散熱片之另一側面按壓於上述散熱片溝之側面，即可消除散熱片側面與散熱片溝之間之間隙。結果，可確保散熱片與散熱片溝之接觸面積較大，因此散熱片與散熱片支撐基盤之熱電阻會變小，而可提高散熱效果。
本實施形態係關於一種用以將從使用於例如電力轉換裝置之發熱元件所發出之熱有效率地散熱之散熱機器。在此，以發熱元件而言，係可列舉電力轉換裝置中之將交流轉換為直流之轉換(convert)部之二極體(diode)、將直流轉換為交流之反相器(inverter)部之雙極電晶體(bipolar transistor)、作為開關元件之IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣閘極型雙極電晶體)、MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬氧化物半導體場效電晶體)、或GTO(Gate Turnoff Thyristor，閘極斷流閘流體)等。另外，本發明並不限定於此實施形態。
第1圖係為使用本實施形態所示之散熱機器之半導體裝置之俯視圖。第2圖係為第1圖之A-A間之剖面圖。在第2圖中，在散熱片支撐基盤1之一面藉由絕緣樹脂薄膜(sheet)10黏合有導線架(lead frame)7，而導線架7與散熱片支撐基盤1係電性絕緣。上述導線架7係藉由金屬線(wire)與發熱元件9焊接黏合。此外，導線架7、散熱片支撐基盤1及散熱片4係以銅、鋁等導熱率較高的構件形成，以使發熱元件9效率良好地散熱。
再者，塑模(mold)樹脂6係覆蓋發熱元件9、導線架7及金屬線8，用以使上述各構件與半導體裝置之外部之間電性絕緣。此外，為了兼具絕緣性與高傳導性，在絕緣樹脂薄膜10中係於環氧(epoxy)樹脂混合有矽及氮化硼粒子等填料(filler)。另外，絕緣樹脂薄膜10之線膨脹率係以較散熱片支撐基盤1之線熱膨脹率小為較佳。
此外，在散熱片支撐基盤1之另一面係形成有複數個平行之散熱片溝2，而在上述散熱片溝2則裝設有散熱片4。
(實施形態1)
第3圖係為顯示實施形態1之散熱機器之正面圖。其中，第3圖(a)係為顯示在形成於散熱片支撐基盤1之複數個平行之散熱片溝2，針對一個散熱片溝2裝設有一個散熱片4之狀態的圖。此外，從散熱片溝2之底面露出具有一定高度之第1突起3。在此，第1突起3之高度係構成為較散熱片溝2之上端部低。因此，即使是在使散熱片4相對於散熱片溝2之高度方向傾斜之狀態亦可插入而不會與散熱片溝2或第1突起3干擾，且在散熱機器之製程中容易插入散熱片4。
此外，第3圖(b)係為顯示藉由衝壓加工使第1突起3傾倒於散熱片4側，且將散熱片4壓接於第1突起3之上部與散熱片溝2之側面之間之狀態的圖。再者，第4圖係為散熱片支撐基盤1、散熱片溝2及第1突起3之斜視圖。在本實施形態1中，散熱片溝2係形成為長方體狀。此外，突起3係從散熱片溝2之底部形成為長方體狀。
第5圖係顯示第3圖(a)之B-B間之剖面圖，第6圖係顯示第3圖(a)之C-C間之剖面圖。如兩圖所示，在此實施形態1中，第1突起3之長度方向之長度及散熱片溝2之長度方向之長度，係與散熱片支撐基盤1之溝長度方向之長度相同。
以此實施形態1之散熱機器之製造方法而言，係以藉由以下所示之步驟製造為較佳。亦即，首先經過藉由壓鑄成形或擠壓成形同時在散熱片支撐基盤1之一面形成複數個平行之散熱片溝2、及在各散熱片溝2內形成第1突起3之步驟。接著經過針對一個散熱片溝2裝設一個散熱片4之步驟。之後經過將衝壓刀5插入於散熱片溝2之側面之中未裝設有散熱片4之側之側面、與第1突起3之間，並藉由衝壓機對衝壓刀5施加荷重，藉此使第1突起3傾倒於散熱片4側而將第1突起3之上部推壓於散熱片4之一側面而壓接散熱片之步驟，以將散熱片4固定於散熱片溝2之側面與第1突起3之上部之間。
第7圖係為顯示上述步驟之中使用衝壓刀5而使第1突起3傾倒之步驟的圖。在此，為了易於插入於第1突起3與散熱片溝2之間，如第7圖所示衝壓刀5之前端部之形狀係以作成衝壓刀5之寬度朝向其前端部變窄之形狀為較理想。此外，為了使衝壓刀5不易折斷，而且為了使衝壓刀角度較大，係以將衝壓刀5之前端部局部平坦化為較理想。綜上所述，衝壓刀5之形狀係以作成衝壓刀5之寬度朝向其前端部變窄之梯形為較理想。
如第7圖(a)所示，在散熱片溝2之側面之中未裝設有散熱片4之側之側面與第1突起3之間插入衝壓刀5(或壓接治具)，使第1突起3傾倒於散熱片4側。具體而言，如第7圖(b)所示，在散熱片溝2之側面之中未裝設有散熱片4之側之側面與第1突起3之間插入衝壓刀5而藉由衝壓機進行衝壓。在此，由於係使用銅、鋁等塑性較大之金屬作為第1突起3之材質，因此藉由上述衝壓機之衝壓，第1突起3即變形且隨著衝壓刀5前端之形狀而傾倒於散熱片4側。之後，衝壓刀5之前端部抵接於散熱片溝2之下端部而停止。藉此，第1突起3之上部即將散熱片4按壓於散熱片溝2之側面，因此如第7圖(b)所示，散熱片4壓接於上述第1突起3之上部與散熱片溝2之側面之間。
藉由以上方式，即可獲得散熱片4與散熱片溝2之側面之密著性良好之散熱片之安裝構造。結果，即可將散熱片4與散熱片溝2之接觸面積確保為較大，因此散熱片與散熱片支撐基盤間之熱電阻會變小，而可提高散熱效果。
此外，在此時，如第7圖(c)所示，第1突起3之上部成為在維持散熱片4之直立性之狀態下直接咬入散熱片4之側面之狀態，且預先規定衝壓刀5前端之形狀及衝壓刀之衝程(stroke)量，俾可在散熱片4之側面形成凹陷13。藉此，即可易於以衝壓刀5之衝程量管理第1突起3之傾倒量。再者，藉由目視上述散熱片4之側面等方式，即可易於判斷衝壓加工是否正常進行。
在此使第1突起3傾倒之際施加於衝壓刀5之衝壓荷重係為衝壓刀5行進之方向之分力、與垂直方向亦即使第1突起3與散熱片溝2之間擴寬之方向之分力之和。此時相對於衝壓刀5之前端部相對於衝壓刀5所行進之方向之角度為鈍角(亦即衝壓刀5所行進之方向之分力＜垂直方向之分力)時，一般而言第1突起3不會從與散熱片支撐基盤1之界面傾倒，而從例如第1突起3之前端部朝向散熱片4側變形，亦即壓曲變形。第1突起3壓曲變形時，由於散熱片溝2與第1突起3之間之擴寬量變少，因此會有無法正常壓接散熱片4之虞。
因此，亦可將第1突起3之形狀作成第1突起3之寬度從上部愈往下部愈大之梯形。藉由如此作成，在將衝壓刀5插入於散熱片溝2之際，即使衝壓刀5之位置從散熱片溝2與第1突起3之間稍微偏移，亦可防止第1突起3壓曲變形。結果，即可確保散熱片溝2與第1突起3之間之擴寬量，而可正常壓接散熱片4。
綜上所述，依據本實施形態1，係藉由在散熱片溝2之側面之中未裝設有散熱片4之側之側面與第1突起3之間插入衝壓刀5(或壓接治具)，而使第1突起3傾倒於散熱片4側，藉此使散熱片4壓接於上述第1突起3之上部與散熱片溝2之側面之間。藉此，即可獲得散熱片4與散熱片溝2之側面之密著性良好之散熱片之安裝構造。結果，可將上述散熱片與上述散熱片溝之接觸面積確保為較大，因此散熱片與散熱片支撐基盤之熱電阻會變小，而可提高散熱效果。
(實施形態2)
第8圖係為顯示實施形態2之散熱機器之正面圖。另外，對於與第3圖相同之構成係賦予相同符號，且省略該等說明。與實施形態1之不同處係為針對一個散熱片溝裝設二個散熱片之點及突起之形狀。
第8圖(a)係為顯示在形成於散熱片支撐基盤1之複數個平行之散熱片溝2，針對一個散熱片溝2裝設有二個散熱片4之狀態的圖。此外，從散熱片溝2之大致中央部之底面，係露出具有一定高度之分叉狀之第2突起11。在此，第2突起11之高度構成為較散熱片溝2之上端部低，此點係與實施形態1相同。
此外，第8圖(b)係為顯示藉由衝壓加工使第2突起11之形成為分叉狀之前端部之凹部擴寬，且將散熱片4壓接於第2突起11之上部與散熱片溝2之側面之間之狀態的圖。再者，第9圖係為第2突起11之斜視圖。在第9圖中，係顯示將第2突起11之形成為分叉之前端部分之各形狀，作成其寬度從第2突起11之上部愈往下部愈大之梯形之狀態。然而，與實施形態1之情形相同，亦可將第2突起11之形成為分叉之前端部分之各形狀作成長方形。
第10圖係顯示第8圖(a)之B-B間之剖面圖，第11圖係顯示第8圖(a)之C-C間之剖面圖。另外，對於與第5圖及第6圖相同之構成係賦予相同符號，且省略該等說明。從第10圖及第11圖可得知，在此實施形態2中，第2突起11及散熱片溝2之各個溝長度方向之長度，係與散熱片支撐基盤1之溝長度方向之長度相同。
以此實施形態2之散熱機器之製造方法而言，係以藉由以下之步驟製造為較理想。亦即，首先經過在散熱片支撐基盤1之一面形成複數個平行之散熱片溝2，同時在各散熱片溝2內形成為使第2突起11之前端部成形為分叉狀的步驟。在此，上述散熱片支撐基盤1、散熱片溝2及第2突起11均係與實施形態1同樣地藉由壓鑄成形或擠壓成形而形成。接著經過針對一個散熱片溝2裝設二個散熱片之步驟。之後，經過在第2突起11之形成為分叉狀之前端部之凹部插入衝壓刀5且藉由衝壓機對衝壓刀5施加荷重，藉此使第2突起11之前端部擴寬，而將第2突起11之上部推壓於散熱片4之一側面而壓接散熱片之步驟，而將散熱片4固定於散熱片溝2之側面與第2突起11之上部之間。藉由以上之製造方法，為了將二片散熱片固定，只要藉由衝壓刀4(或壓接治具)僅將第2突起11之前端部之凹部一處位置予以壓接即可，因此相較於習知技術可減少在散熱機器之製程中所使用之衝壓刀之數量，藉此可實現衝壓加工時之低荷重化，因此可將衝壓裝置小型化。
第12圖係為顯示上述步驟中使用衝壓刀5使第2突起11之形成為分叉狀之前端部擴寬之步驟的圖。另外，對於與第7圖相同之構成係賦予相同符號，且省略該等說明。如第12圖(a)所示，在第2突起11之形成為分叉狀之前端部之凹部插入衝壓刀5(或壓接治具)。之後進一步對衝壓刀5施加荷重，使衝壓刀5行進至與第2突起11之形成為分叉狀之前端部之底部抵接為止。在此，與第1突起3相同係使用銅、鋁等之塑性較大之金屬作為第2突起11之材質，因此第2突起11係變形，且如第12圖(b)所示，第2突起11之前端部係隨著衝壓刀5前端之形狀擴寬。藉此，由於形成為分叉狀之第2突起11之一方之上部係將散熱片4按壓於散熱片溝2之側面，因此散熱片4係壓接於上述第2突起11之上部與散熱片溝2之側面之間。藉由以上方式，可獲得散熱片4與散熱片溝2之側面之密著性良好之散熱片之安裝構造。結果，可將散熱片4與散熱片溝2之接觸面積確保為較大，因此散熱片與散熱片支撐基盤間之熱電阻會變小，而可提高散熱效果。
此外，如上所述，在衝壓刀5之前端部抵接於第2突起11之形成為分叉狀之前端部之底部而停止時，如第12圖(c)所示，成為在第2突起11之上部維持散熱片4之直立性之狀態下直接咬入散熱片4之側面之狀態，且預先規定衝壓刀5前端之形狀及衝壓刀之衝程量，俾可在散熱片4之側面形成凹陷13。藉此，即可易於以衝壓刀5之衝程量管理第1突起11之形成為分叉狀之前端部之擴寬量。再者，藉由目視上述散熱片4之側面等方式，即可易於判斷衝壓加工是否正常進行。
綜上所述，依據此實施形態2，由於係在第2突起11 之形成為分叉狀之前端部之凹部插入衝壓刀5(或壓接治具)而使第2突起11之前端部擴寬，藉此形成為分叉狀之第2突起11之一方之上部係將散熱片4推壓於散熱片溝2之側面，因此散熱片4係壓接於上述第1突起3之上部與散熱片溝2之側面之間，而可獲得散熱片4與散熱片溝2之側面之密著性良好之散熱片之安裝構造。結果，可將散熱片4與散熱片溝2之接觸面積確保為較大，因此散熱片與散熱片支撐基盤間之熱電阻會變小，而可提高散熱效果。
再者，在將上述二個散熱片4壓接於第2突起11之上部與散熱片溝2之側面之間之際，由於只要藉由衝壓刀4(或壓接工具)僅將第2突起11之形成為分叉狀之前端部之凹部一處位置予以壓接即可。結果，相較於習知技術可減少在散熱機器之製程中所使用之衝壓刀之數量，且藉此可使衝壓加工時所需之荷重減少，因此可將衝壓裝置小型化。
另外，在此實施形態2中，雖係使用前端部形成為分叉狀者作為第2突起11，惟亦可取代上述構成而將在實施形態1所使用之第1突起3配置二個在散熱片溝2之大致中央部來實現。
(實施形態3)
在實施形態1及實施形態2中，第1突起3、第2突起11及散熱片溝2各溝長度方向之長度係與散熱片支撐基盤1之溝長度方向之長度相同而且分別為一連串者。在此實施形態3中，係例如將實施形態1中之第1突起3及散熱片溝2分別在溝長度方向分割為複數個，且將經分割之第1突起3與散熱片溝2分別以相同長度成對配置。
第13圖係顯示第3圖(a)之B-B間之剖面圖，第14圖係顯示第3圖(a)之C-C間之剖面圖。另外，對於與第5圖及第6圖相同之構成係賦予相同符號，且省略該等說明。從第13圖及第14圖可得知，在此實施形態3中，係將第1突起3及散熱片溝2分別在溝長度方向分割為二個，且將經分割之第1突起3與散熱片溝2分別以相同長度成對配置。
在此實施形態3中，在以壓鑄成形形成第1突起3及散熱片溝2時，上述第1突起3及散熱片溝2之分割面係與第1突起3及散熱片溝2同樣地由模具所形成。另一方面，在以擠壓成形形成第1突起3及散熱片溝2時，係在成形後藉由將分割面予以切削加工而形成。
在此，尤其在周圍溫度極低的環境下，因散熱片溝2、第1突起3及散熱片4各個之線膨脹差，而成為在散熱片4與散熱片溝2之側面之接觸面及散熱片4與第1突起3之上部之接觸面分別施加應力之狀態。尤其如實施形態1及實施形態2之情形，散熱片溝2及第1突起3之長度較長時，由於膨脹收縮量之絕對值變大，因此上述應力會變大。結果，散熱片溝2、第1突起3或散熱片4會變形，而散熱片4與散熱片溝2之側面之接觸面及散熱片4與第1突起3之上部之接觸面之接觸面積會變小。由於此，會有散熱片4與散熱片溝2之間之熱電阻變大，散熱效果劣化之虞。
另一方面，在此實施形態3中，由於係將散熱片溝2及第1突起3分別在溝長度方向分割為2個，使得散熱片溝與突起之每一個長度變短。結果，可減少各個膨脹收縮量，而減小上述應力之絕對值。綜上所述，即使在周圍溫度極低的環境下，亦可將散熱片4與散熱片溝2之側面之接觸面及散熱片4與第1突起3之上部之接觸面之接觸面積確保為較大，因此可防止在上述環境下之散熱片4與散熱片溝2之間之熱電阻之上升。
再者，藉由將第1突起3分割為2個，在如上所述第1突起3進行衝壓加工時所需之荷重會變小，因此可更進一步減小衝壓荷重。
綜上所述，依據此實施形態3，係藉由將散熱片溝2及第1突起3分別在溝長度方向分割為2個，即使在周圍溫度極低的環境下，亦可減少散熱片溝2及第1突起3各個膨脹收縮量，且可將散熱片4與散熱片溝2之側面之接觸面及散熱片4與第1突起3之上部之接觸面之接觸面積確保為較大，因此可防止在上述環境下之散熱片4與散熱片溝2之間之熱電阻之上升。
(實施形態4)
在實施形態3中，雖係將散熱片溝2及第1突起3分別在溝長度方向分割為二個，惟亦可分別例如在溝長度方向分割為三個，且改變所分割之散熱片溝及突起各個高度。
第15圖係為顯示第8圖(a)之B-B間之剖面圖，第16圖係為顯示此實施形態4之散熱機器之正面圖之一部分的圖。另外，對於與第8圖及第12圖相同之構成係賦予相同符號，且省略該等說明。由第15圖可明瞭，在此實施形態4中，係將散熱片溝2分別在溝長度方向分割為三個，而第2突起11係以與所分割之散熱片溝2中配置於散熱片支撐基盤1之兩端之散熱片溝相同的長度成對配置。此外，第3突起12係以與所分割之散熱片溝2中配置於散熱片支撐基盤1中央之散熱片溝2相同的長度成對配置。再者，相較於第2突起11，第3突起12之高度係設為較第2突起11之高度高。結果，如第16圖所示，散熱片4係藉由第2突起11與第3突起12之高度之不同突起而固定。
在此，將散熱片4插入於散熱片溝2與第2突起11之間，而從該第2突起11之上部施加衝壓荷重時，由於散熱片支撐基盤1之翹曲或尺寸參差不齊、衝壓刀之位置偏移等緣故，使形成於第2突起11之前端之凹部的擴寬量變化。例如，第2突起11之前端之擴寬量較大時，散熱片4係以第2突起11之上部為基點在第2突起11側變形為L字狀。結果，散熱片4之側面與散熱片溝2之側面之接觸面積減少，因此會有散熱片4與散熱片溝2之間之熱電阻變大且散熱效果變差之虞。
另一方面，在此實施形態4中，三個散熱片溝2雖分別為相同高度，惟係將配置於散熱片支撐基盤1中央之第3突起12之高度作成較配置於散熱片支撐基盤1兩端之第2突起11之高度高。再者，第2突起11與第3突起12係分別在散熱片之高度方向不同之位置壓接散熱片4。因此，施加於散熱片4與突起之接觸面之應力，係分散於第2突起11之上部及第3突起12之上部之接觸面，而可防止散熱片4變形為L字狀。
此外，將散熱片4插入於第2突起11及第3突起12與散熱片溝2之間時，散熱片4係於插入於高度較高之第3突起12與散熱片溝2之間後，插入於高度較低之第2突起11與散熱片溝2之間。亦即，散熱片4係在第3突起12與散熱片溝2之間搖晃受抑制之狀態下，插入於第2突起11與散熱片溝2之間。結果，可易於將散熱片4插入於第2突起11及第3突起12與散熱片溝2之間。尤其散熱片4較長之情形下，於將散熱片4插入於第2突起11及第3突起12與散熱片溝2之間時，因散熱片4傾倒而難以插入於位於散熱片支撐基盤之兩端之第2突起11。然而，依據此實施形態4，具有高度較高之第3突起12，藉此可抑制上述散熱片4傾倒，因此可易於將散熱片4插入於第2突起11及第3突起12與散熱片溝2之間。
再者，在散熱機器之製程中，於將散熱片4插入於第2突起11及第3突起12與散熱片溝2之間之後，將散熱機器搬運至設置有衝壓裝置之場所。此時，由於第3突起12之高度較高，因而可抑制上述搬運時之散熱片4之傾斜或傾倒。
綜上所述，依據此實施形態4，係將散熱片溝2分別在溝長度方向分割為三個，且高度較低之第2突起11係以與所分割之散熱片溝2中配置於散熱片支撐基盤1兩端之散熱片溝相同的長度成對配置。此外，高度較高之第3突起12係以與所分割之散熱片溝2中配置於散熱片支撐基盤1中央之散熱片溝2相同的長度成對配置。藉此，即可將散熱片4更確實地固定於第2突起11及第3突起12與散熱片溝2之間。
以下顯示使用此實施形態1至4之散熱機器之半導體裝置之一實施例。第17圖係顯示該半導體裝置之斜視圖，第18圖係顯示該半導體裝置之上面圖。再者，第19圖係顯示第18圖之D-D間之剖面圖。另外，對於與第8圖相同之構成係賦予相同符號，且省略該等說明。
該半導體裝置係將其側面及底面予以個別片化為由塑模樹脂6所覆蓋之散熱片支撐基盤1與散熱片4。藉此，即可使散熱片4之片長度較塑模樹脂6之散熱片4之長度方向之長度長，而且使鄰接之散熱片間之片間距變窄，因此可將半導體裝置之設置面積小型化。此外，由於可將半導體裝置中之散熱片4之表面積之合計增大，因此可擴大散熱效果。結果，可選擇例如接合(junction)溫度之絕對最大定額較小之元件作為發熱元件9，因而可謀求發熱元件之小型化、低成本化。
此外，散熱片支撐基盤1係藉由塑模樹脂6覆蓋其側面及底面。由於散熱片支撐基盤1係如上述藉由壓鑄成形或擠壓成形而形成，因此散熱片支撐基盤1係有成為伴隨翹曲或彎曲之狀態之情形。再者，會有因為周圍溫度變化而使散熱片支撐基盤1膨脹而更為變形之情形。由於以上原因，而有散熱片4按壓於散熱片溝2側面之力降低，且因散熱片4與散熱片溝2之間之熱電阻上升而使得散熱性惡化之虞。
另一方面，藉由以塑模樹脂6覆蓋散熱片支撐基盤1之側面及底面，即可約束散熱片支撐基盤1之側面及底面，且可抑制散熱片支撐基盤1膨脹而變形。結果，可防止將散熱片4按壓於散熱片溝2之力降低，而可防止上述散熱性之惡化。
1．．．散熱片支撐基盤
2．．．散熱片溝
3．．．第1突起
4．．．散熱片
5．．．衝壓刀
6．．．塑模樹脂
7．．．導線架
8．．．金屬線
9．．．發熱元件
10．．．絕緣樹脂薄膜
11．．．第2突起
12．．．第3突起
第1圖係為使用本發明之散熱機器之半導體裝置之俯視圖。
第2圖係為使用本發明之散熱機器之半導體裝置中之第1圖之A-A間之剖面圖。
第3圖(a)及(b)係為本發明之實施形態1之散熱機器之正面圖。
第4圖係為本發明之實施形態1之散熱片支撐基盤、散熱片溝及第1突起之斜視圖。
第5圖係為本發明之實施形態1中之第3圖(a)之B-B間之剖面圖。
第6圖係為本發明之實施形態1中之第3圖(a)之C-C間之剖面圖。
第7圖(a)至(c)係為顯示本發明之實施形態1中使用衝壓刀使第1突起傾倒之步驟的圖。
第8圖(a)及(b)係為本發明之實施形態2之散熱機器之正面圖。
第9圖係為本發明之實施形態2之第2突起之斜視圖。
第10圖係為本發明之實施形態2中之第8圖(a)之B-B間之剖面圖。
第11圖係為本發明之實施形態2中之第8圖(a)之C-C間之剖面圖。
第12圖(a)至(c)係為顯示本發明之實施形態2中使用衝壓刀使第2突起之形成為分叉狀之前端部擴寬之步驟的圖。
第13圖係為本發明之實施形態3中之第3圖(a)之B-B間之剖面圖。
第14圖係為本發明之實施形態3中之第3圖(a)之C-C間之剖面圖。
第15圖係為本發明之實施形態4中之第8圖(a)之B-B間之剖面圖。
第16圖係為顯示本發明之實施形態4之散熱機器之正面圖之一部分的圖。
第17圖係為使用本發明之散熱機器之半導體裝置之斜視圖。
第18圖係為使用本發明之散熱機器之半導體裝置之俯視圖。
第19圖使用本發明之散熱機器之半導體裝置中之第18圖之D-D間之剖面圖。
1．．．散熱片支撐基盤
2．．．散熱片溝
3．．．第1突起
4．．．散熱片

Claims (4)

  1. 一種散熱機器，係具備：複數個散熱片；及散熱片支撐基盤，該散熱片支撐基盤之一面安裝有發熱元件，另一面形成有供裝設上述散熱片的複數個平行之散熱片溝、及從該散熱片溝之底面露出一定高度且使用於上述散熱片的固定之突起；以上述突起之上部推壓上述散熱片之一側面，藉此使上述散熱片之另一側面按壓於上述散熱片溝之側面，且使上述散熱片固定於上述突起之上部與上述散熱片溝之側面之間；其中上述突起及上述散熱片溝係分別在上述散熱片溝之長度方向分割為複數個，並且用分別以相同長度成對配置在上述散熱片溝之長度方向的方式形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱機器，其中，在上述散熱片溝之長度方向經分割為複數個之突起，係突起之高度不同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱機器，其中，在上述散熱片溝之長度方向經分割為3個以上之上述突起之中，配置於上述散熱片支撐基盤之上述散熱片溝之長度方向的中央部之突起之高度，係較配置於上述散熱片支撐基盤之上述散熱片溝之長度方向的兩側之突起之高度為高。
  4. 一種散熱機器之製造方法，係包含： 在一面安裝有發熱元件，另一面形成有供裝設散熱片的複數個平行之散熱片溝、及從上述散熱片溝之底面露出一定高度且使用於上述散熱片的固定之突起的散熱片支撐基盤中，在上述散熱片支撐基盤的另一面，將上述突起及上述散熱片溝，分別於上述散熱片溝之長度方向分割為三個以上且成對配置，並且，將配置在上述散熱片溝之長度方向之中央部的突起之高度，以比配置在上述散熱片溝之長度方向之兩側的突起之高度還高的方式形成之步驟；在將上述散熱片裝設於上述散熱片溝時，在插入於配置在上述散熱片溝的長度方向之中央部的突起與上述散熱片溝之間之後，插入於配置在上述散熱片溝的長度方向之兩側的突起與上述散熱片溝之間之步驟；使衝壓刀抵接於散熱片之上部，同時將衝壓刀插入於上述散熱片溝側面之中未裝設有散熱片之側之側面與上述突起之間之步驟；及藉由衝壓機對上述衝壓刀施加荷重，藉此使上述突起傾倒於散熱片側，並將上述突起之上部推壓於散熱片之一側面而壓接散熱片之步驟。
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