(57)【要約】  高い面積固有の熱量を伝達するためのマイクロ熱伝達器において、熱伝達領域が設けられており、マイクロ熱伝達器における少なくとも１つの熱伝達媒体のための、それぞれ所属の分配容量部および入口および出口と共に、流入通路構造および流出通路構造が設けられており、それぞれ流入通路構造と流出通路構造との間の熱伝達媒体のための唯一の結合部としての幾つかの通過部が設けられている。課題は、比較的高い面積比熱量を伝達するための流体マイクロ熱伝達器を提供することであり、このマイクロ熱交換器は、流体の温度調整媒体に関する比較的僅かな流れ抵抗を有している。この課題を解決するためのマイクロ熱伝達器によれば、流入通路構造と流出通路構造とが、熱伝達媒体ごとに、交互の順序で互いに入り込んで配置されており、通過部が、熱伝達領域の傍に配置されており、流入通路構造、流出通路構造ならびに通過部が、共通の熱伝達領域にわたって延びている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い面積固有の熱量を伝達するためのマイクロ熱伝達器において、
ａ）熱伝達領域（１３）が設けられており、
ｂ）マイクロ熱伝達器における少なくとも１つの熱伝達媒体のための、それぞれ所属の分配容量部（５，６）および入口（７）および出口（８）と共に、流入通路構造（１）および流出通路構造（２）が設けられており、
ｃ）それぞれ流入通路構造（１）と流出通路構造（２）との間の熱伝達媒体のための唯一の結合部としての幾つかの通過部（３）が設けられており、
ｄ）流入通路構造（１）と流出通路構造（２）とが、熱伝達媒体ごとに、交互の順序で互いに入り込んで配置されており、
ｅ）通過部が、熱伝達領域の傍に配置されており、
ｆ）流入通路構造、流出通路構造ならびに通過部が、共通の熱伝達領域にわたって延びている、
ことを特徴とする、マイクロ熱伝達器。
【請求項２】
唯一の熱伝達媒体のために単個の流入通路構造（１）および流出通路構造（２）が設けられており、熱伝達領域（１３）が、熱伝達外面によって形成されている、請求項１記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項３】
流入通路構造（１）および流出通路構造（２）が、バリヤ（１０）によって個々の区分（１６）に分けられており、各区分が、それぞれ少なくとも１つの通過部（３）を介して、隣接する少なくとも２つの区分と結合されている、請求項１または２記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項４】
流入通路構造（１）および流出通路構造（２）が、熱伝達媒体ごとに、分配容量部（５，６）と共に、櫛形の偏平な通路構造を形成しており、櫛形構造が、互いに共通の平面上に配置されており、流入通路構造（１）および流出通路構造（２）の通路が、交互の順序で互いに平行に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項５】
流入通路構造（１）および流出通路構造（２）が、それぞれ所属の分配容量部（５，６）と共に、入口（７）もしくは出口（８）に関する明確な属性を有する通路群によって、複数の平面に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項６】
各平面における通路群が、熱伝達領域（１３）に向かって、漸増する数の通路を備えており、これらの通路が、各平面で、交互の順序で互いに平行に配置されており、各通路群に向かう各接続開口（２８）が、隣接する平面における同じ属性の入口もしくは出口と結合されている、請求項５記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項７】
平面が、それぞれ片側で形成された通路群と通路における接続開口（２８）としての貫通孔とを備えた板またはシートによって形成されている、請求項５または６記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項８】
流入通路構造および流出通路構造が、熱伝達媒体ごとに、溝状の凹部として片側で支持板（１１）に形成されていて、かつカバーシート（１２）によって密にカバーされており、通過部（３）が、溝構造としてカバーシートに形成して、溝状の凹部上に配置されており、カバーシートが、熱伝達領域を備えている、請求項１から７までのいずれか１項記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項９】
溝構造が、溝状の凹部に対して直交方向で配置されている、請求項８記載のマイクロ熱伝達器。
【請求項１０】
熱伝達領域（１３）と結合された電子素子のための流体冷却器に用いる、請求項１から９までのいずれか１項記載のマイクロ熱伝達器の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の形式の、高い面積比熱量を伝達するためのマイクロ熱伝達器、ならびに請求項７に記載の形式の、電子素子のための流体冷却器として用いるマイクロ熱交換器の使用に関する。
【０００２】
多くの場合技術プロセスにおいて、多くの場合損失出力に応じた熱量が発生し、この熱量は、適当な冷媒によって確実に導出される。熱量の導出は、一般的には熱伝導性の固体および／またはたとえば空冷または水冷の流動性の冷媒流体を介して行われる。
【０００３】
比較的大きな固有の損失熱量は、たとえばマイクロエレクトロニクス、マイクロ方法技術または別のマイクロ技術システムにおいて発生する。この場合絶えず進化する小型化も、電子構成要素、たとえばプロセッサの出力増加と同時に、固有の出力の著しい増加をもたらし、ひいてはこれに関連して固有の損失出力の増加をもたらす。その結果として固有の損失出力が増加するにつれ、確実な熱導出または冷却のための手段を改善するか、または改良する必要がある。
【０００４】
マイクロエレクトロニクスのための公知の冷却手段は、多くの場合冷却体を備えており、冷却体は、冷却しようとする電子素子と直接的に結合されていて、かつ冷却リブを介して、吸収された熱量を、通流する流体、有利には空気に伝達する。冷却体は、導出しようとする熱量を、良好な熱伝導性および比較的大きな熱容量に基づいて、まとめて吸収し、したがって局所的に生じる温度変動をある程度補償する。
【０００５】
マイクロ方法技術のための公知の冷却手段は、たとえば平行に配置された多数の流体通路を備えた、マイクロクロスフロー熱交換器またはカウンタフロー熱交換器のような流体式のマイクロ熱交換器を有している。このような熱交換器は、多くの場合マイクロ構造の流体通路を有しており、これによって、一方では生じる比較的大きな固有の熱伝達面積に基づいて、かつ伝達しようとする比較的短い熱伝達距離に基づいて、比較的高い熱伝達比率が見込まれる。しかしこのようなシステムは、原理的に流体通路長さにわたって比較的大きな温度差ひいては不均等で不均質な熱導出を有しており、このことは個々の流体通路の汚れによる閉塞によってさらに高められる。多くの場合このようなマイクロ構造熱交換器は、その特徴として、比較的高い通流抵抗ひいてはマイクロ通路を通過する際の冷媒の比較的高い圧力降下を有しており、それも個々の通路の閉塞率に特に大きく依存している。
【０００６】
進歩する小型化および増加する出力に関連して、導出しようとする比熱量が規定値を超えると、公知の構想は、迅速に物理限界に達する。
【０００７】
したがって本発明の課題は、比較的高い面積固有の熱量を伝達するための流体マイクロ熱伝達器を提供することであり、このマイクロ熱交換器は、前述のシステムの制限および欠点を有しておらず、かつ特別な形式で、その特徴として、流体の温度調整媒体に関する比較的僅かな流れ抵抗を有している。さらに有利には、本発明は、面にわたって一定に維持される温度レベルで、所定の熱伝達領域にわたって一定に維持される固有の熱量導出を有している。
【０００８】
さらに本発明の課題は、電子素子のための流体冷却器を提供することである。
【０００９】
この課題は、請求項１の特徴部に記載したマイクロ熱伝達器によって、ならびに請求項７の特徴部に記載の使用によって解決される。これらの請求項を引用する従属請求項には、マイクロ熱伝達器の有利な実施形態を記載した。
【００１０】
マイクロ熱伝達器は、前述の熱伝達領域を備えており、マイクロ熱伝達器におけるそれぞれ少なくとも１つの熱伝達媒体のための流入通路構造および流出通路構造を備えており、流入通路構造と流出通路構造との間の、熱伝達媒体に関する唯一の接続部としての幾つかの通過部を備えている。
【００１１】
熱伝達領域は、本発明の範疇では、熱伝達要素に対して選択的に、熱エネルギ源と前述の熱伝達媒体との間に、有利には熱伝達面を備えていて、さらに有利には前述の熱エネルギ源と温度調整する構成要素とを結合するためのマイクロ熱伝達器の熱伝達外面を備えている。この結合は、摩擦結合、形状結合または材料結合で行うことができ、この場合熱伝達は、摩擦結合および形状結合では、熱結合媒体、たとえば熱伝導流体または熱伝導ペーストによって改善することができる。材料（物質）結合は、たとえば材料結合の範疇で、ろう接または接着によって行われ、使用される材料の熱伝導性および熱容量が互いに調和されていると、一体的な熱伝達要素を有する前述の実施例と同等である。
【００１２】
本発明の重要な思想は、熱伝達媒体ごとの流入通路構造および流出通路構造ならびに通過部の配置構造にある。前述の通路構造は、交互の順序で、互いに入り組んでいて、かつ分離壁を備えており、分離壁は、通過部によってブリッジされる。分離壁は、通路構造と同様に、有利には熱伝達領域全体にわたって延びており、この場合通路は、多数平行に配置して、できるだけ深く熱伝達領域に入り込んでいる。有利には、分離壁は、できるだけ大きな長さを有しており、この場合通路は、全長にわたって分配されている。有利には、分離壁は、通過部によってブリッジされる長さ全体にわたって、一定に維持される厚さを有している。同様に有利には、全ての通過部は、横断面、長さ、熱伝達領域に対する相対配置構造に関して同じ寸法を有している。
【００１３】
このような構成の第１の利点によれば、通路構造における熱伝達媒体流れの高い分岐によって、また通過部における熱伝達媒体流れのさらに高い別の分岐によって、熱伝達のために提供される固有の面積が著しく高められ、この場合通過部における最大熱伝達が達成される。通過部が熱伝達領域で露出して、しかも熱伝達領域全体にわたって同じように露出しているので、効果的に、主に通過部において熱伝達が行われ、有利な形式では実質的に熱伝達領域全体にわたって均等に行われる。熱伝達媒体に対する熱伝達距離および損失出力を不都合に増加するだけでなく、マイクロ熱伝達器の構造寸法を増大することにもなる、熱伝達領域における温度補償のための追加的な質量体は、不要であるか、またはほとんど必要とされない。
【００１４】
有利には横断面寸法に関して比較的短い多数の通路に熱伝達媒体流れをさらに分岐することの第２の利点は、マイクロ熱伝達器における流体の通流抵抗が小さいことにある。有利には、通過部および通路構造は、総じて、マイクロ熱交換器の入口および出口よりも大きな横断面を有しており、この場合さらに有利には、通過部横断面は、総じて、入口または出口の通路横断面の合計より大きい。さらに有利には、通過部の長さは、最大横断面寸法の５倍を超えず、さらに有利には２倍を超えない。ここで重要な点によれば、通過部は、その寸法で、流体力学的かつ熱的には形成されない衝突流れが発生するように構成されている。３次元的で局所的に形成されない衝突流れは、この領域において、熱伝達壁に対して垂直の追加的な成分を有する流れベクトルを有しており、これによって壁と流体との間の熱伝達は局所的に高められる。通流抵抗は、この領域において、通過部の寸法によって僅かに維持される。この場合流入通路および流出通路において主に層流が生じ、熱伝達は、有利には通過部の領域にさらに集中される。
【００１５】
マイクロ熱伝達器の寸法は、主に使用目的に従って調整されており、この場合寸法は、有利には冷却しようとする要素、たとえば適応されるマイクロ反応器または電子素子の幾何学寸法に適合され、この場合通路構造、流体ガイド、通過部および壁の自由度は、使用目的と伝達しようとする比熱量とによって特定される。大きさおよび自由度の差異は、実際には主に製造方法によって制限され、この場合熱伝達流体による通流は常時保証する必要がある。たとえば流体における最低限の汚れまたは不均等性によって、流体ガイドにおける閉塞をもたらしてはならない（下位の自由度の限界）。幾何学サイズ、自由度、材料および経済的な枠条件に応じて、マイクロ熱伝達器における構造部を製作する際に、機械切削、圧刻、浸食（たとえば電気的、熱的または機械的）または化学エッチングによる製造方法も、射出成形法、析出法（たとえば電着）、公知のマイクロ構造法または前述の方法の組み合わせも考えられる。
【００１６】
単数または複数の前述のマイクロ熱伝達器を、たとえばマイクロ反応器における化学反応の温度を調整するため、またはたとえば電気回路、光源（たとえば白熱電球、放電過程など）または高温もしくは低温の熱源におけるシールド（熱源自体の温度調整のない保護シールド）において物理過程または電子過程の温度を調整するために用いることも、本発明の範疇である。この場合マイクロ熱伝達器は、使用に応じて、外側から、前述の過程を実施するための適合な装置の、単数または複数または全ての側に装着されるか、またはこの装置に組み込まれ、この場合各熱伝達領域は、マイクロ熱伝達器における通過部と、片側だけでなく、両側でも通路構造に接続することができる。
【００１７】
次に図面につき本発明の実施例を説明する。
【００１８】
図１のａおよびｂには、流入通路構造１、流出通路構造２ならびに仕切壁４上に設けられた通過部３の配置構造の一例を原理的に示した。両方の通路構造１，２は、たとえば交互の順序で、交互に平行に延びる通路によって形成されており、両方の通路構造は、１平面上に配置されていて、それぞれ入口７もしくは出口８のための分配容量部５，６から延びている。仕切壁は、図示の配置構造では、壁長さ全体にわたってほぼ同じ厚さであり、この場合同じまたは類似の流れ特性を得るために、通路構造をブリッジする通過部は、全ての通過部でできるだけ同じ寸法を有していて、専ら通路構造に通じていて、分配容量部には通じていない。熱伝達媒体の通流方向９は、幾つかの矢印によって示した。
【００１９】
別の配置構造、たとえばメアンダ（蛇行）状または渦巻き状に互いに入り組んで形成された通路構造も原則として考えられるが、通路構造１，２において有利な形式で発生する層流および通過部４における有利な乱流に関して、前述の設計基準を満たす必要がある。
【００２０】
図２のａおよびｂには、図１のａおよびｂと同じ方向からみた図で、かつ同じ符号で、第２実施例を示した。第１実施例とは異なって、熱伝達媒体は、１つではなく相前後して位置する複数の通過部４を通流し、このために前述の通路構造１，２は、流体に対して密なバリヤ１０によって個々の区分１６に分けられている。熱伝達媒体は、配置構造を通流する際に通路構造１，２の前述の区分の間を交互に幾度か往復し、この場合各通過部で熱量が放出されるか、または吸収される。この場合流入通路構造１および流出通路構造２が図２のａに示したように単にバリヤ１０によって仕切られて互いに整合して同じ通路に配置されていて、これに対して隣接する通路は個々の区分で両側で閉鎖されていて、単に通過部３を介して前述の流入通路構造１および流出通路構造２と接続されているか、または図の２ｂに示したように、流入通路構造１および流出通路構造２の配置構造が、図１のａおよびｂや図３のａおよびｂに示したように適当に交互に配置されているかは重要でなく、いずれにせよ本発明の範疇である。図２のａに示した実施例では、バリヤ１０の一部が仕切壁４の機能を担う。いずれにせよ通路部を通流するごとに熱伝達媒体の温度は変化する。全ての通過部ができるだけ同じ温度を有するよう所望される第１実施例に対して、第２の実施例の目的は、同時に高い面積比出力で、かつ小さな通流抵抗で、できるだけ高い熱効率を得ることにある。
【００２１】
図１のａおよびｂならびに図２のａおよびｂには、片側または両側で図示の配置構造に続く熱伝達領域をさらに図示することはしていない。
【００２２】
特に図１のａおよびｂならびに図２のａおよびｂには、達成しようとする有利な通過部３の構成を表している。通過部長さは、壁４のブリッジ延伸長さ（厚さ）に対応する。通過部横断面は、次のように設定されていて、つまり一方ではできるだけ僅かな流れ抵抗が生じるように設定されており、他方ではできるだけ高い熱伝達が、直接的に隣接する熱伝達領域１３（たとえば図４のａ参照）に行われ、追加的な構成要素、たとえば側方の横断面制限部または冷却リブを介して間接的に行われることのないように設定されている。したがって通過部の横断面は、絶対的にできるだけ大きく選択されている。さらに横断面の幅／高さの比は、直接的に偏平に延びる熱伝達領域に対するできるだけ大きな熱伝達面のために、できるだけ大きく、つまり１より大きく、有利には３より大きく、さらに有利には５より大きくなっている。通過部は、図１のａおよび図２のａに示したように、ウェブ（通過部３の間の壁４に載設される）によって制限される。ウェブは、図１のａおよび図２のａに図示していない熱伝達領域に対するスペーサのように作用して、かつ高さで通過部横断面の高さに相当する。ウェブは、通過部の側方制限部として役立ち、かつ原則として流れバリヤを形成する。したがってウェブは、側方の延伸度で、できるだけ狭幅に維持され、かつ有利には隣接する通過部の幅の最大５０％を有している。達成しようとする通過部の幅／高さの大きな比によって、熱伝達は、主に直接的に熱伝達領域に行われ、これに対してウェブの側面を介して僅かな熱伝達が行われる。したがってウェブは、冷却リブとして構想されていない。冷却リブは、伝達される熱量の大部分を吸収して、冷却リブ脚部を介して、つまり間接的に迂回して熱伝達領域１３（たとえば図４ａ参照）に伝達する。したがってウェブは、熱伝達において、冷却リブの他に考慮すべき役割を有しておらず、したがって熱伝導不良の材料から形成することもできる。
【００２３】
複数の通過部の、前述の横断面に対して小さな長さは、複数の流入流れの平行回路にある。流入流れでは、流れ距離の増加と共に、熱絶縁性の境界層を有する安定した流れ状態が形成され、つまり通過部の長さが増加するにつれ、熱伝達係数は低下し、しかしながら流れ抵抗は増加する。短い長さによって、その結果として同じ程度で有利には高い熱伝達および小さな流れ抵抗が得られる。熱伝達流体の滞留時間ならびにグレツ数は極めて小さく、これによってヌセルト数が高まる。このような通過部の平行回路および短い通過部長さによって、圧力損失は僅かである。通過部の典型的な寸法は、高さに関して０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、有利には０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍであり、通過部幅に関して０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、有利には０．８ｍｍ〜１．０ｍｍであり、ならびに通過部長さもしくは壁４の厚さに関して０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、有利には０．５ｍｍ〜０．６ｍｍである。
【００２４】
図３のａおよびｂには、第１実施例による配置構造を有するマイクロ熱伝達器の構成要素を示した。マイクロ熱伝達器は、図３のａに示した、前述の流入通路構造１および流出通路構造２と、分離壁４と、形成された凹部としての分配容量部５，６と、貫通孔としての入口７および出口８とを備えた支持板１１を有している。さらに支持板上に前述の凹部の周りに、接着剤を収容するための環状溝１４および／または載設しているカバーシート１２に関するシール手段１５が設けられている（図４のａおよびｂ参照）。これに対して通過部３は、通路構造１，２に対して直交する方向に向けられた溝としてカバーシート１２に形成（たとえば機械式に）されており、この場合延伸領域が、前述の熱交換領域１３を形成する。これに対応する、通過部３の高さで通路構造１，２の直交方向で示す横断面は、図４のａに示した。
【００２５】
有利には、支持板１は、熱伝導不良の材料から製作されており、カバーシート１２は、熱伝導良好の材料から製作されている。このような材料選択は有利であり、通過部において所望の形式で熱伝達が行われ、これに対して熱伝達は、通路構造ではできるだけ中断される。有利には、支持板とカバーシートとの間に、通過部と同じような、貫通孔を有する断熱シートが挿入されており、この場合断熱シートは、カバーシートに支持板を溶接するためにも考慮される。原則として、前述の材料の組み合わせでは、異なる熱膨張特性ひいてはこれに関連するせん断応力または相対運動の傾向が考慮され、このことは持続的な溶接を困難にするか、または接着または押し合わせのために前述の追加的な環状溝１４を必要とする。選択的にカバーシートに沿った側方の滑動に対して、環状溝１４に係合する形状結合部を設けてもよく、これは別の実施例では、支持板とカバーシートとの接合のためのプレス嵌め部として構想されている。
【００２６】
図４のｂには、前述の２つの熱伝達器における両側の配置構造を有する熱伝達領域１３を示した。この配置構造は、特に前述の第２実施例（図２のａおよびｂ参照）に関するカウンタフロー熱交換器として適している。
【００２７】
これに対して図５には、図４のａに相当する横断面で別の実施例を示した。ここでは前述の環状リブおよびシール手段は、構成をよりコンパクトにするために省略されている。支持板１１およびカバーシート１２は、有利には同じ材料または熱的に相互結合される材料、有利には金属、合金またはプラスチックから成っていて、有利には拡散溶接法で流体に対して密に相互結合される。継ぎ目１８における比較的大きなせん断応力を回避するために、本実施例の範囲で、支持板１１の、構造化されていない底領域１７は、できるだけ薄く、したがって柔軟で弾性的に形成される。有利には、壁４の高さひいては通路構造１，２の深さは、底領域の厚さより大きく、有利には２倍大きくなっている。図５に示していない入口および出口は、図３および図４に示した実施例のように底領域を貫通しなくてよく、たとえば端面側で支持板１１またはカバーシート１２を通ってマイクロ熱伝達器に開口することができる。
【００２８】
図６には、図４のａ、ｂおよび図５に相当する断面図で、プリント基板上の電子素子のための冷却器として使用するための選択的な構造を示した。図示のマイクロ熱伝達器は、前述の全ての実施例に対して、専ら中断して構造化されるか、または構造化されない板またはシートを備えている。支持板１は、入口もしくは出口７，８のための貫通孔を除いて構造化されていない底板１９（底領域に相当する）と、流入通路構造１、流出通路構造２ならびに入口７もしくは出口８のための分配容量部５，６の領域で中断された、底板１９に載設された構造板２０とから組み合わされている。同様にカバーシート１２は、構造化されていない熱伝達シート２１と、通過部の領域で中断された構造シート２２とから組み合わされている。構造シートおよび構造板における貫通孔の配置構造は、前述の実施例における、流体ガイド（壁、通過部、分配容量部などを備えた通路構造）のための前述の構造原理に従っていて、図３のａおよびｂに例示した。ここでもたとえば拡散溶接が、マイクロ熱伝達装置の層構造のための有効な接合方法として適している。
【００２９】
電子素子のための冷却器として使用するために、図６に示したマイクロ熱伝達器は、ボード２３に載設され、この場合入口７および出口８はボードを貫通している。また入口および出口を、これらのために設けられた通路を通って、多層ボードに組み込むこともできる。電子素子２４自体は、電子回路２５、たとえばプロセッサを備えており、電子回路２５は、導出しようとする熱量を発生させ、直に熱伝導シート２１に載設されている。さらに電子素子は、ケーシング２６と、ボード上の導体路に回路を接続するための電気コンタクト線２７とを備えている。
【００３０】
図７のａ〜ｄおよび図８には、マイクロ熱伝達器の第２実施例を示した。ここで述べておくと、流入通路構造１および流出通路構造２は、それぞれ所属の分配容量部５，６で、少なくとも２つ、この実施例では３つの平面にわたって延びている。前述の実施例のように、熱伝達領域１３および通過部３は、カバーシート１２に組み込まれている（図７のｄに示した平面図および図８に示した断面図の上側部分参照）。通過部の構造および作用ならびに効果的な熱伝達に関して薄い熱伝達領域は、同様に前述の基準に従って構成されている。同様に前述の実施例では、カバーシートの下方に、互いに平行に配置された多数の通路（図７のｃ参照）を備えた、流入通路構造１と流出通路構造２とを有するシート２９が設けられている。流入通路１および流出通路２は、通路として互いに交互に入り組んでいる。カバーシート１２における通過部３、シート２９における流入通路構造１および流出通路構造２は、それぞれ上下に開いた通路構造で、有利には互いに直交する方向に整列されている（図７のｃ、ｄおよび図８参照）。
【００３１】
前述の実施例に対して、入口７もしくは出口８のための分配容量部５，６は、１平面上で通路構造１，２の側方に配置されているのではなく、通路構造１，２を有する平面の下方において別の少なくとも１平面上に配置されている。分配容量部５，６は、通路構造と同様に、有利には各平面のシート２９ごとに形成された通路から成っている。通路は、平面ごとに、つまりシートごとに、図７のａ〜ｃおよび図８に示したように、有利には互いに平行に、また有利には入口もしくは出口に対する所属に関して交互の順序で配置されている。シートにおける全ての通路構造は、通路の底部領域に、結合開口２８、つまりシート２９を通る貫通孔を備えており、結合開口２８は、各分配容量部を、選択的に入口７もしくは出口８に対する同じ所属で、下方に位置する分配容量部と結合する。したがって熱伝達媒体、たとえば水または油は、入口を通過したあとで、強制的に全ての平面を通流し、通過部３を通過したあとで、出口に属する通路区分に流入する。ここでは、後続ガイドが、再び全ての平面を通って、逆の順序で出口８に向かって行われる（図８参照）。入口から分配容量部（入口）５（結合開口２８を通って）、流入通路構造１、通過部３を介して流出通路構造２に向かう流れ経過は、図８において、分岐した矢印で表した。
【００３２】
この実施例の特徴は、平面上の通路のレイアウトにある。通路は、垂直方向で、有利にはそれぞれ隣接する平面の通路と交差し（図７のａ〜ｃ参照）、シートもしくは平面は、熱伝達領域（１３）に向かう平面で、次第に多くの、有利には次第に微細になる通路を有している。各平面では、通路は、交互の順序で有利には互いに平行に配置されていて（図７のａ〜ｃ）、かつ結合開口２８を介して、流入通路構造もしくは流出通路構造の各通路と結合されている。
【００３３】
第１のシート２９ならびに第１のシート２９に取り付けられたカバーシート１２は、実際の熱伝達構造を有しており、これに対して残りの、下位に位置するシート２９は、分配容量部を有している。シートは、有利には冷却媒体たとえば水に対して耐腐食性の金属（たとえばＶＡ鋼、真鍮など）から製作されていて、かつ拡散溶接法を介して相互結合される。
【００３４】
第２実施例の格別な利点は、構造形式の良好な段階付けである。マイクロ熱交換器の入口および出口は、各平面に分岐され、つまり追加または省略によって、微細な分岐段階を有する実際に任意の分岐が実現される。
【００３５】
別の構成要素、たとえば冷却リブを介して迂回することなく、通過部における冷却媒体から熱伝達領域１３を通って冷却しようとする構成要素への極めて短い熱伝達距離によって、本発明によるマイクロ熱伝達器の全ての実施例の格別な利点が得られ、材料は、熱伝達領域で、強制的に極めて良好な熱伝導性を有する必要がなく、したがって比較的高い耐腐食性、ひいては耐用年数に基づいて選択可能である。原則として、マイクロ熱交換器のための材料の多様性は、耐腐食性の金属だけでなく、別の材料、たとえばガラス、プラスチックまたはセラミックスを対象としている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施例の流入通路構造および流出通路構造ならびに通過部の配置原理を示す、ａは斜視図であり、ｂは平面図である。
【図２】第２実施例の流入通路構造および流出通路構造ならびに通過部の配置原理を示す、ａは斜視図であり、ｂは平面図である。
【図３】ａ、ｂは、第１実施例のマイクロ熱伝達器の構成要素を示す図である。
【図４】ａ、ｂは、図３に示したマイクロ熱伝達器を、流入通路構造および流出通路構造に対して直交する方向でみた断面図である。
【図５】図４に相当する、選択的な実施例の断面図である。
【図６】図４に相当する、基板上の電子素子のための流体冷却器として使用するための選択的な実施例の断面図である。
【図７】ａ〜ｄは、第2実施例によるマイクロ熱伝達器の構造化されたシートを示す平面図である。
【図８】図7に示した実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  流入通路構造、  ２  流出通路構造、  ３  通過部、  ４  分離壁、  ５  分配容量部入口、  ６  分配容量部出口、  ７  入口、  ８  出口、  ９  通流方向、  １０  バリヤ、  １１  支持板、  １２  カバーシート、  １３  熱伝達領域、  １４  環状溝、  １５  シール手段、  １６  区分、  １７  底領域、  １８  継ぎ目、  １９  底板、  ２０  構造板、  ２１  熱伝導シート、  ２２  構造シート、  ２３  ボード、  ２４  電子素子、  ２５  電子回路、  ２６  ケーシング、  ２７  コンタクト線、  ２８  接続開口、  ２９  シート
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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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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【国際調査報告】
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