專利名稱：散熱鰭片及鰭片組件的制作方法
技術領域：
本發明提供一種散熱鰭片及鰭片組件，特別是一種在焊接組裝時能有效維持焊接介質穩定性的鰭片及鰭片組件。
背景技術：
現今的散熱鰭片大多以鋁擠方式制造，然而，采用鋁擠制程制造出的散熱鰭片，其高度與厚度的比例會受到目前加工技術的限制，而無法進一步提高其散熱效能，故難以滿足現今電子組件大幅提高的散熱要求。因此，可考慮以焊接的組裝方式加以替代。
圖1A為一立體圖，顯示一用于焊接制程的已有散熱鰭片102的構造。如圖1A所示，散熱鰭片102將一片狀導熱材料彎折出具有L形截面的構造所形成，而包含一大面積的散熱部102a及一細長的焊接部102b。如圖1B所示，由焊接接合方式，各個鰭片102的焊接部102b可整齊排列貼覆至一基板104上固定，如此即構成一以焊接方式組合散熱鰭片而形成的鰭片組件100。
因焊接制程等同于在基板104與散熱鰭片102間的熱傳導過程中多加一層介質，而該介質的穩定性是影響焊接品質及鰭片與基板間的接觸熱阻的關鍵因素。在組件焊接過程中，為清潔金屬的表面氧化物并提高表面潤濕性，會加入助焊劑(Flux)以利焊接的進行。然而，若助焊劑在焊接后仍大量停留在焊接面內，會使焊接后的品質不易控制并增大鰭片與基板間的接觸熱阻。
圖1C為圖1B的局部俯視放大圖。詳如圖1C所示，已有的以焊接方式結合散熱鰭片102的做法，因各個散熱鰭片102的焊接部102b彼此緊密相鄰，因此，焊接部102b下焊料內的助焊劑106會受到相鄰鰭片(如圖示的A-A面)的阻擋而無法逸出，而僅能由焊接部102b的較短側邊小量流出，造成焊接后大量的助焊劑106仍滯留在鰭片焊接部102b與基板104間的焊接面，使焊接介質的穩定性難以控制，不但影響焊接品質且使散熱鰭片與基板間的接觸熱阻明顯增加。
發明內容
因此，本發明的目的在提供一種散熱鰭片及鰭片組件，其能保持散熱鰭片與基板間焊接介質的穩定性，而能提高焊接品質并有效降低散熱鰭片與基板間的接觸熱阻。
根據本發明的散熱鰭片，其特征在于，一片狀的導熱材料，該片狀導熱材料的一部形成有至少一缺口，且該片狀導熱材料的該部經彎折形成為一焊接部，用以焊接至一基板。缺口的數量及形狀并不限定，可為凹口、穿孔或溝槽等等的構造。
根據本發明的一種鰭片組件，其特征在于一基板，由導熱材料所構成；及復數個多個散熱鰭片，該各散熱鰭片的一部貼覆并焊接至該基板表面；其中該各散熱鰭片的該部形成有至少一缺口，使兩相鄰散熱鰭片間的該基板表面具有未被該散熱鰭片覆蓋的區域。
根據本發明在焊接部上形成缺口的設計，當各個散熱鰭片的焊接部緊密相鄰焊接至基板上時，兩相鄰鰭片間的基板表面會存在未被焊接部覆蓋的區域，而該區域即成為預留給焊料內的助焊劑及多余焊料由焊接部與基板間的焊接面大量逸出的空間。因此，助焊劑及多余焊料可由焊接面大量逸出至外界，而能有效維持散熱鰭片與基板間焊接介質的穩定性，獲得提高焊接品質并降低接觸熱阻的效果。
圖1A為顯示一用于焊接制程的已有的散熱鰭片的立體圖。
圖1B為已有的焊接結合的鰭片組件的立體圖。
圖1C為圖1B的局部俯視放大圖。
圖2A為顯示根據本發明的一實施例的散熱鰭片的立體圖。
圖2B為根據本發明的鰭片組件的立體圖。
圖2C為圖2B的局部俯視放大圖。
圖3為一散熱鰭片立體圖，顯示本發明散熱鰭片的一變化的實施例。
圖4為一散熱鰭片立體圖，顯示本發明散熱鰭片的另一變化的實施例。
具體實施例方式
圖2A為一立體圖，顯示根據本發明的一實施例的散熱鰭片12的構造。
如圖2A所示，散熱鰭片12由一片狀導熱材料彎折出具有L形截面的構造所形成，而包含一大面積的散熱部12a及一細長的焊接部12b。片狀導熱材料可采如鈑金加工的方式彎折形成焊接部12b，且導熱材料可為鋁、銅、鋁合金或銅合金及其混合物等構成的高熱傳導物質。
根據本發明的設計，焊接部12b具有由片狀導熱材料緣邊向內朝彎折處形成的多個凹口14，該凹口14的形狀可為任意形式，且其數量并不限定，使焊接部12b具有一呈鋸齒狀的緣邊。因此，當各個散熱鰭片12的焊接部12b，由焊接方式固定至如圖2B所示的基板16而構成一鰭片組件10時，兩相鄰鰭片間的基板16表面可存在大量未被焊接部12b覆蓋的區域16a。又，基板16的材料可為鋁、銅、鋁合金或銅合金及其混合物等等構成的高熱傳導物質。
圖2C為圖2B的局部俯視放大圖。詳如圖2C所示，根據本發明在焊接部12b上形成凹口14的設計，當各個散熱鰭片的焊接部12b緊密相鄰焊接至基板16時，基板16表面可存在大量未被焊接部12b覆蓋的區域16a，而該區域16a即成為兩相鄰鰭片間預留給焊料內的助焊劑18大量逸出的空間。換言之，當焊接壓合時，焊料內的助焊劑(Flux)18即可大量逸出并進入該預留區域16a中，使助焊劑18不會滯留在焊接部12b與基板16間的焊接面。
組件焊接過程中，所使用的助焊劑用以清除金屬表面的氧化物，并降低焊接材料于融化狀態時的表面張力以提高潤濕性，以利焊接的進行，在焊接后再將助焊劑加以清除。然而，滯留于焊接面的助焊劑會導致焊接介質的穩定性難以控制，不但影響焊接品質且使散熱鰭片與基板間的接觸熱阻明顯增加。舉例而言，若助焊劑以發泡式(FoamFluxing)方式呈泡沫狀涂布，在助焊劑不易由焊接面中跑出的情況下，氣泡滯留于焊接面中不但使焊接介質不穩定，且由極低的熱傳導系數的空氣構成的氣泡更明顯提高接觸熱阻。因此，根據本發明的設計，助焊劑可由焊接面大量逸出至外界，故能有效維持散熱鰭片與基板間焊接介質的穩定性，獲得提高焊接品質并降低接觸熱阻的效果。
再者，本發明的設計不僅可有效去除焊接面滯留的阻焊劑，同時可讓多余的焊料被擠壓出而進入基板上預留的空間16a，使散熱鰭片12與基板16間的焊接介質厚度變薄，進一步降低散熱鰭片12與基板16間的熱阻。
圖3顯示本發明散熱鰭片的一變化的實施例。如圖3所示，散熱鰭片12的焊接部12b亦可形成多個穿孔22，同樣可使基板存在預留給助焊劑及多余焊料的空間，當然，穿孔22形狀并不限定為圖示的圓形，亦可為多邊形等任意規則或不規則的形狀，且穿孔的數量亦不限定。圖4顯示出本發明散熱鰭片的另一變化的實施例，如圖4所示，亦可在焊接部12b上開設出一溝槽24，同樣可獲得使助焊劑及多余焊料大量逸出的效果。
因此，根據上述各個不同的變化的實施例可知，本發明的設計僅需符合維持散熱鰭片與基板間的足夠焊接強度，以及使兩鰭片間的基板表面上能存在未被焊接部覆蓋的區域的要求即可，其散熱鰭片的焊接部缺口的面積、形狀及數量等均可作任意變化。
再者，片狀導熱材料所彎折出的L形截面僅為例示之用，本發明僅需將片狀導熱材料彎折出包含缺口的一角部，而使該包含缺口的角部形成為焊接部即可，并未限定彎折出的外形。例如散熱鰭片亦可彎折出截面為三角形的散熱鰭片，而以一包含缺口的底部作為焊接部亦可。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均屬于所附權利要求保護范圍內。
權利要求
1.一種散熱鰭片，其特征在于一片狀的導熱材料，該片狀導熱材料的一部形成有至少一缺口，且該片狀導熱材料的該部經彎折形成為一焊接部，用以焊接至一基板。
2.根據權利要求1所述的散熱鰭片，其特征在于，該缺口為由該片狀導熱材料的緣邊向內形成的凹口，且該焊接部的緣邊呈鋸齒狀。
3.根據權利要求1所述的散熱鰭片，其特征在于，該缺口為該片狀導熱材料的該部形成的穿孔或溝槽。
4.根據權利要求1所述的散熱鰭片，其特征在于，該導熱材料及該基板由鋁、銅、鋁合金或銅合金及其混合物所組成的族群中所選出的材質所構成。
5.根據權利要求1所述的散熱鰭片，其特征在于，該片狀導熱材料的該部以鈑金加工方式經彎折形成為該焊接部，且該焊接部以緊密貼覆方式焊接至該基板。
6.根據權利要求1所述的散熱鰭片，其特征在于，該片狀導熱材料彎折成具有一L形的截面。
7.一種鰭片組件，其特征在于一基板，由導熱材料所構成；及多個散熱鰭片，該各散熱鰭片的一部貼覆并焊接至該基板表面；其中該各散熱鰭片的該部形成有至少一缺口，使兩相鄰散熱鰭片間的該基板表面具有未被該散熱鰭片覆蓋的區域。
8.根據權利要求7所述的鰭片組件，其特征在于，該散熱鰭片經鈑金加工方式彎折形成貼覆并焊接至該基板表面的該部。
9.根據權利要求8所述的鰭片組件，其特征在于，該散熱鰭片彎折成具有一L形的截面。
10.根據權利要求7所述的鰭片組件，其特征在于，該缺口為該部的緣邊向內延伸形成的凹口，或于該部形成的穿孔或溝槽。
11.根據權利要求7所述的鰭片組件，其特征在于，該導熱材料及該散熱鰭片由鋁、銅、鋁合金或銅合金及其混合物所組成的族群中所選出的材質所構成。
全文摘要
本發明提供一種散熱鰭片及鰭片組件，其中該鰭片由一片狀的導熱材料所構成，片狀導熱材料形成有缺口，且包含缺口的片狀導熱材料部分經彎折形成為一焊接部，用以焊接至一基板。該鰭片組件由一基片和多個散熱鰭片組成。該散熱鰭片及鰭片組件的結構能保持散熱鰭片與基板間焊接介質的穩定性，而能提高焊接品質并有效降低散熱鰭片與基板間的接觸熱阻。
文檔編號H01L23/367GK1567579SQ0314888
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月16日 優先權日2003年6月16日
發明者簡兆南, 施榮松, 吳瑋芳, 陳錦明 申請人:臺達電子工業股份有限公司