(57)【要約】【課題】接着剤を使用することなく、流体の流路としての空隙を容易にかつ高精度に形成することのできる熱回路基板を用いた高効率の熱交換モジュールおよびこの熱交換モジュールを用いた浄水器を提供することを目的とする。【解決手段】冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた複数枚の熱回路基板と、前記複数枚の熱回路基板によって積層状に挟持され、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子とを具備し、前記熱回路基板は、第１の熱伝導体と、第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する第３の熱伝導体とを有し、前記第３の熱伝導体と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されている。【選択図】図１
2008232502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた複数枚の熱回路基板と、
前記複数枚の熱回路基板によって積層状に挟持され、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子と、を具備し、
前記熱回路基板は、
第１の熱伝導体と、
第２の熱伝導体と、
前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する第３の熱伝導体と、
を有し、
前記第３の熱伝導体と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されている
ことを特徴とする熱交換モジュール。
【請求項２】
冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた熱回路基板と、
前記熱回路基板を挟持し、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子と、
積層方向両端に位置する前記電子熱交換素子の表面に設けられた空冷式のヒートシンクと、を具備し、
前記熱回路基板は、
第１の熱伝導体と、
第２の熱伝導体と、
前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する第３の熱伝導体と、
を有し、
前記第３の熱伝導体と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されている
ことを特徴とする熱交換モジュール。
【請求項３】
前記化学結合は、金属結合またはファンデルワールス結合であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換モジュール。
【請求項４】
前記第３の熱伝導体と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは絶縁体薄膜を介して結合されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の熱交換モジュール。
【請求項５】
冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた複数枚の熱回路基板と、
前記複数枚の熱回路基板によって積層状に挟持され、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子と、を具備し、
前記熱回路基板は、
第１の熱伝導体と、
第２の熱伝導体と、
前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する絶縁体層と、
を有し、
前記絶縁体層と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されていることを特徴とする熱交換モジュール。
【請求項６】
冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた熱回路基板と、
前記熱回路基板を挟持し、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子と、
積層方向両端に位置する前記電子熱交換素子の表面に設けられた空冷式のヒートシンクと、を具備し、
前記熱回路基板は、
第１の熱伝導体と、
第２の熱伝導体と、
前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する絶縁体層と、
を有し、
前記絶縁体層と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されていることを特徴とする熱交換モジュール。
【請求項７】
前記化学結合は、水素結合、イオン結合またはファンデルワールス結合である
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換モジュール。
【請求項８】
前記絶縁体層と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは絶縁体薄膜を介して結合されている
ことを特徴とする請求項５から請求項７の何れかに記載の熱交換モジュール。
【請求項９】
前記冷媒または前記熱媒は、水，フッ素系不活性液体またはアルコールであることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の熱交換モジュール
【請求項１０】
第１の熱伝導体、第２の熱伝導体、第３の熱伝導体は、銅，ステンレス，チタン，白金または金属化合物あるいは高熱伝導性セラミックで構成されることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の熱交換モジュール。
【請求項１１】
前記電子熱交換素子は、ペルチェ素子であることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の熱交換モジュール。
【請求項１２】
前記ペルチェ素子を最大電流点の１０〜３０％の範囲で動作するように制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項１１に記載の熱交換モジュール。
【請求項１３】
前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールと、
前記熱回路基板が有する前記空隙に流通されて前記電子熱交換素子により冷却または加熱された冷媒あるいは熱媒としての水が貯蔵される貯蔵タンクと、
を備えることを特徴とする浄水器。
【請求項１４】
前記貯蔵タンクは、
タンク内において昇降可能な昇降手段を具備した取水口と、
該取水口に接続される給水管を介して前記熱回路基板に対してタンク内の水を供給するポンプと、
前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水をタンク内に環流させる環流配管と、
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の浄水器。
【請求項１５】
前記取水口の昇降手段は、予め設定された冷却条件または加熱条件に基づいて、取水位置を逐次調整する取水位置制御手段を備えることを特徴とする請求項１４に記載の浄水器。
【請求項１６】
前記貯蔵タンクは、
所定の距離を介して離間させて設けられる第１の取水手段と第２の取水手段と、
前記第１の取水手段と前記第２の取水手段とから取水された水を混合させる混合手段を備えることを特徴とする請求項１５に記載の浄水器。
【請求項１７】
前記混合手段によって混合された水を前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールに対して環流させる環流手段をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の浄水器。
【請求項１８】
前記貯蔵タンクは、
前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水と、貯留されている水との混合を抑制する仕切部材を備えることを特徴とする請求項１３から請求項１７の何れかに記載の浄水器。
【請求項１９】
前記貯蔵タンクは、
前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水を通過させるフィルタ部材を備えることを特徴とする請求項１３から請求項１８の何れかに記載の浄水器。
【請求項２０】
前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールを制御する制御手段をさらに備え、
該制御手段の制御により前記熱回路基板の空隙を経て加熱された水を９５〜１００℃まで加熱し、
当該加熱された水を、前記貯蔵タンクおよび前記フィルタ部材の少なくとも一方に所定の時間にわたって貯留または流通させることを特徴とする請求項１３から請求項１９の何れかに記載の浄水器。
【請求項２１】
前記冷媒または前記熱媒には、前記フィルタ部材を通過した排水を利用することを特徴とする請求項１３から請求項２０の何れかに記載の浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子熱交換素子を用いて冷媒あるいは熱媒の熱交換を行う熱交換モジュールおよび当該モジュールを用いて冷却または加熱された飲料水を得る浄水器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷媒あるいは熱媒の熱交換を行うために用いられる熱交換モジュールとしては、ペルチェ素子等の電子熱交換素子と、熱回路基板を組み合わせたものが考えられる。
【０００３】
つまり、１または２以上の電子熱交換素子を２枚以上の熱回路基板によってサンドイッチ状に挟持し、前記各熱回路基板が有する熱交換用の空隙に冷媒あるいは熱媒を供給して冷媒の冷却あるいは熱媒の加熱を単体で行える構造とした熱交換モジュールである。
【０００４】
なお、いうまでもないが、ペルチェ素子は、その特性として、通電する電流の方向を逆にするだけで冷却と加熱を切り替えること（即ち、発熱面（ホットサイド）と吸熱面（コールドサイド））を切り替えることができる。つまり、単体の熱交換モジュールにおいて通電方向を切り替えるだけで、冷媒を冷却する用途と、熱媒を加熱する用途の二通りに利用することが可能である。
【０００５】
ここで、熱交換モジュールに適用可能な熱回路基板としては、金属熱伝導体箔が張られた２つの基板の対向する面の所定の部位に、ハーフエッチングして溝を形成し、その後、これら溝が対向するようにして当該２つの基板を接着剤を用いて、当該溝を冷媒の流路として用いるものが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
また、このような熱回路基板の他の構造としては、絶縁体としてポリイミド（ポリイミド接着剤）を使用し、キュア温度のわずかな相違により熱圧着する構造とすることも考えられる。
【特許文献１】特開２００１−２３７５０３号公報
【特許文献２】特開平２−１１０９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１，２の熱回路基板、および上記ポリイミド接着剤による接合の熱回路基板では、２つの基板を接着剤を使用して固着（接着）するようにしているので、これら２つの基板間において十分な剥離強度を得ることができず、流路としての溝に充填される冷媒の漏れや接着剤の液中（冷媒が液体の場合）への溶出、長期不安定性など多くの問題を有しており、実用的な熱交換モジュールを構成することは困難である。
【０００８】
また、上記特許文献１，２の熱回路基板では、接着剤の耐温度特性が例えば０℃〜１２０℃程度の狭い温度範囲のみしか使用することができなかった。そのため、０℃より低い超低温あるいは１２０℃を超える高温の流体を流路（溝）に流通させることは不可能であった。
【０００９】
また、上記従来の技術において、ポリイミドのキュア温度のわずかな相違によるポリイミド（ポリイミド接着剤）の熱圧着（ポリイミド接着法）では、発生するボイド（空孔）を除去することができず、しかも使用するポリイミドも特定の構造のもの（例えば富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製Ｄ１０Ａ）のみが接着することができ、他の構造のものは接着することが極めて困難であるという性質を有する。そのため、このポリイミド接着法による熱回路基板の製造法は実用レベルとは言い難い。
【００１０】
また、ポリイミドの熱圧着（ポリイミド接着法）においては、現実には３００℃以上の加温が密着強度を満足させるために必要であり、この加温に伴って発生する電気伝導体自体あるいは熱伝導体自体の酸化などの劣化、熱伝導体の熱膨張による寸法精度の劣化などの諸問題をクリアするのが困難である。
【００１１】
さらには、上記従来の技術においては、熱交換モジュールの長期使用に伴って熱回路基板から接着剤やポリイミド（ポリイミド接着剤）が冷媒中に溶出することがあり、この接着剤やポリイミドの冷媒中への溶出によるセンサ（例えばバイオセンサ、ケミカルセンサなど）精度への悪影響のため、高精度のセンサ類には使用できないという問題がある。
【００１２】
さらにまた、熱交換モジュールを用いて飲料水を高効率で冷却または加熱できる浄水器を作製したいという要望があるが、上記従来の熱回路基板を用いた場合には、上述のように接着剤やポリイミド（ポリイミド接着剤）が冷媒（水）中に溶出する虞があり、厳しく異物の混入を排除して、人体への十分な安全性が求められる浄水器への適用は到底困難であった。
【００１３】
そこで、本発明は、接着剤を使用することなく、流体の流路としての空隙を容易にかつ高精度に形成することのできる熱回路基板を用いた高効率の熱交換モジュールおよびこの熱交換モジュールを用いた浄水器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の熱交換モジュールは、冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた複数枚の熱回路基板と、前記複数枚の熱回路基板によって積層状に挟持され、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子とを具備し、前記熱回路基板は、第１の熱伝導体と、第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する第３の熱伝導体とを有し、前記第３の熱伝導体と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されていることを特徴とする。なお、前記積層状とは、垂直方向だけではなく、他の方向に積層させる場合を含む。
【００１５】
また、請求項２に記載の熱交換モジュールは、冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた熱回路基板と、前記熱回路基板を挟持し、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子と、積層方向両端に位置する前記電子熱交換素子の表面に設けられた空冷式のヒートシンクとを具備し、前記熱回路基板は、第１の熱伝導体と、第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する第３の熱伝導体とを有し、前記第３の熱伝導体と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されていることを特徴とする。
【００１６】
なお、前記化学結合は、金属結合またはファンデルワールス結合であってもよい。
【００１７】
また、前記第３の熱伝導体と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは絶縁体薄膜を介して結合されるようにできる。
【００１８】
また、請求項５に記載の熱交換モジュールは、冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた複数枚の熱回路基板と、前記複数枚の熱回路基板によって積層状に挟持され、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子とを具備し、前記熱回路基板は、第１の熱伝導体と、第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する絶縁体層とを有し、前記絶縁体層と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の熱交換モジュールは、冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた熱回路基板と、前記熱回路基板を挟持し、前記冷媒の冷却あるいは前記熱媒の加熱を行う１または２以上の電子熱交換素子と、積層方向両端に位置する前記電子熱交換素子の表面に設けられた空冷式のヒートシンクとを具備し、前記熱回路基板は、第１の熱伝導体と、第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する絶縁体層とを有し、前記絶縁体層と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは化学結合されていることを特徴とする。
【００２０】
なお、前記化学結合は、水素結合、イオン結合またはファンデルワールス結合であってもよい。
【００２１】
また、前記絶縁体層と前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とは絶縁体薄膜を介して結合されるようにできる。
【００２２】
また、前記冷媒または前記熱媒は、水，フッ素系不活性液体またはアルコールであるようにできる。
【００２３】
また、第１の熱伝導体、第２の熱伝導体、第３の熱伝導体は、銅，ステンレス，チタン，白金または金属化合物あるいは高熱伝導性セラミックで構成されるようにしてもよい。
【００２４】
また、前記電子熱交換素子は、ペルチェ素子とすることができる。
【００２５】
また、前記ペルチェ素子を最大電流点の１０〜３０％の範囲で動作するように制御する制御装置を備えるようにできる。
【００２６】
請求項１３に係る浄水器は、前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールと、前記熱回路基板が有する前記空隙に流通されて前記電子熱交換素子により冷却または加熱された冷媒あるいは熱媒としての水が貯蔵される貯蔵タンクとを備えることを特徴とする。
【００２７】
また、前記貯蔵タンクは、タンク内において昇降可能な昇降手段を具備した取水口と、該取水口に接続される給水管を介して前記熱回路基板に対してタンク内の水を供給するポンプと、前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水をタンク内に環流させる環流配管とを備えるようにできる。
【００２８】
また、前記取水口の昇降手段は、予め設定された冷却条件または加熱条件に基づいて、取水位置を逐次調整する取水位置制御手段を備えるようにしてもよい。
【００２９】
また、前記貯蔵タンクは、所定の距離を介して離間させて設けられる第１の取水手段と第２の取水手段と、前記第１の取水手段と前記第２の取水手段とから取水された水を混合させる混合手段を備えるようにできる。
【００３０】
また、前記混合手段によって混合された水を前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールに対して環流させる環流手段をさらに備えるようにできる。
【００３１】
また、前記貯蔵タンクは、前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水と、貯留されている水との混合を抑制する仕切部材を備えるようにしてもよい。
【００３２】
また、前記貯蔵タンクは、前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水を通過させるフィルタ部材を備えるようにできる。
【００３３】
また、前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールを制御する制御手段をさらに備え、該制御手段の制御により前記熱回路基板の空隙を経て加熱された水を９５〜１００℃まで加熱し、当該加熱された水を、前記貯蔵タンクおよび前記フィルタ部材の少なくとも一方に所定の時間にわたって貯留または流通させるようにできる。
【００３４】
また、前記冷媒または前記熱媒には、前記フィルタ部材を通過した排水を利用するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００３６】
すなわち、本発明に係る熱交換モジュールによれば、接着剤を使用することなく、流体の流路としての空隙を容易に高精度且つ薄型（例えば、２０μ〜１ｍｍ）に形成可能な熱回路基板を用いているので、高効率で冷媒の冷却や熱媒の加熱を行うことができる。
【００３７】
なお、流体の流路の熱伝導率は、熱回路基板の厚さに反比例して高くなるため、薄型の熱回路基板を熱交換モジュールに適用することで、極めて効率的に熱の移動を行うことが可能となる。
【００３８】
また、本発明に係る熱交換モジュールを長期間使用しても従来のように熱回路基板から接着剤やポリイミド（ポリイミド接着剤）が冷媒中に溶出することがなく、接着剤やポリイミドの冷媒中への溶出によるセンサ（例えばバイオセンサ、ケミカルセンサなど）の精度へ悪影響を与えることがないので、高精度のセンサ類の冷却等にも使用可能である。
【００３９】
また、電子熱交換素子の発熱側の冷却にも熱回路基板を用いることができるので、高効率の放熱を行うことができる。
【００４０】
なお、電子熱交換素子の発熱側の冷却に空冷式のヒートシンクを用いる構成とすることもでき、その場合には構成を簡単にしてコストを低廉化することができる。また、空冷式のヒートシンクに必要に応じて冷却ファンを設けることにより、冷却効率をより高めることもできる。
【００４１】
また、電子熱交換素子としてのペルチェ素子を最大電流点の１０〜３０％の範囲で動作するように制御する制御装置（例えば、マイクロコンピュータ）を備えるようにした場合には、ＣＯＰ（吸熱量／投入電力）を３．０〜１．５という高効率での動作を可能とすることができる。
【００４２】
また、別発明に係る浄水器は、本発明に係る熱交換モジュールにおいて、前記熱回路基板が有する熱交換用の空隙の少なくとも一つに、冷媒または熱媒として例えば浄水された水を供給し、前記電子熱交換素子の作用により冷却または加熱された前記水を貯蔵する貯蔵タンクを備えるようにしたので、本発明に係る熱交換モジュールの特性を活かして高効率で冷却あるいは加熱した飲料用の水を得ることができる。
【００４３】
特に、本発明に係る熱交換モジュールの熱回路基板は、接着剤を使用することなく構成されているので、長期間使用しても従来の熱回路基板のように接着剤やポリイミド（ポリイミド接着剤）が水に溶出することがなく、異物混入の無い安全性の高い飲料水を提供することができる。
【００４４】
また、熱交換モジュールの熱回路基板をステンレスあるいは高熱伝導性セラミック等で構成した場合には、長期間使用しても錆を生じることがなく、清浄な飲料水を安定して供給することができる。
【００４５】
また、前記貯蔵タンクが、タンク内において昇降可能な昇降手段を具備した取水口と、該取水口に接続される給水管を介して前記熱回路基板に対してタンク内の水を供給するポンプと、前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水をタンク内に環流させる環流配管とを備えるように構成した場合には、効率良く冷却した水または加熱した水を貯蔵することができる。
【００４６】
さらにまた、前記取水口の昇降手段が、予め設定された冷却条件または加熱条件に基づいて、取水位置を逐次調整する取水位置制御手段（例えば、マイクロコンピュータ）を備えるように構成した場合には、冷却条件（例えば、ペルチェ素子の電流値、その電流値によるペルチェ素子のジュール熱、ゼーベック効果による損失とペルチェ効果による吸熱量、取水口の温度、ペルチェ素子ホットサイドとコールドサイドの水の流量と温度、室温等のパラメータによる）に整合させた最適な取水位置に取水口を移動させて、より効率的に水を冷却，加熱することが可能である。上記冷却条件にもよるが、ペルチェ素子のホットサイドの温度を重視して制御すると効果的であるとの実験結果を得ている。
【００４７】
また、前記貯蔵タンクが、所定の距離を介して離間させて設けられる第１の取水手段と第２の取水手段と、前記第１の取水手段と前記第２の取水手段とから取水された水を混合させる混合手段を備えるように構成した場合には、温度が比較的低い水と、温度が比較的高い水との混合を抑制することができ、熱回路基板による水の冷却あるいは加熱を効率良く行うことができる。
【００４８】
また、前記混合手段によって混合された水を前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールに対して環流させる環流手段をさらに備えるようにした場合には、熱回路基板による水の冷却あるいは加熱をより効率的に行うことができる。
【００４９】
また、前記貯蔵タンクが、前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水と、貯留されている水との混合を抑制する仕切部材を備えるように構成した場合には、温度が比較的低い水と、温度が比較的高い水との混合をより一層抑制することができ、熱回路基板による水の冷却あるいは加熱を効率的に行うことができる。
【００５０】
また、前記貯蔵タンクが、前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水を通過させるフィルタ部材を備えるようにした場合には、前記熱回路基板の空隙を経て冷却または加熱された水の浄化やミネラル等の微量元素の添加を行うことができる。
【００５１】
また、前記請求項１から請求項１２の何れかに記載の熱交換モジュールを制御する制御手段をさらに備え、該制御手段の制御により前記熱回路基板の空隙を経て加熱された水を９５〜１００℃まで加熱し、当該加熱された水を、前記貯蔵タンクおよび前記フィルタ部材の少なくとも一方に所定の時間にわたって貯留または流通させるように構成した場合には、前記貯蔵タンクおよびフィルタ部材の少なくとも一方の加熱殺菌を容易に行うことができる。
【００５２】
また、前記冷媒または前記熱媒には、前記フィルタ部材を通過した排水を利用する場合には、排水を有効活用することができ、別途冷媒または熱媒を用意する必要がないのでコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００５４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液冷式の熱交換モジュールの構成例（（ａ）〜（ｄ））を示す概略構成図、図２は、本発明の第２の実施形態に係る空冷式の熱交換モジュールの構成例を示す概略構成図である。
【００５５】
図１において、（ａ）に示す熱交換モジュールＭ１は、電子熱交換素子として１個のペルチェ素子Ｐ１Ａを２枚の熱回路基板Ｔ１，Ｔ２で挟持した構成となっている。なお、熱回路基板Ｔ１，Ｔ２の詳細な構成については後述する。
【００５６】
ここで、ペルチェ素子については、図１において、Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂの４種類が例示されるが、素子の構造は同一であり、電流を供給する電源によって区分されている。即ち、後述するスイッチ電源ＳＷ１によって電流が供給されるペルチェ素子がＴ１Ａ，Ｔ１Ｂ、スイッチ電源ＳＷ２によって電流が供給されるペルチェ素子がＴ１Ａ，Ｔ１Ｂである。
【００５７】
そして、熱回路基板Ｔ１には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体１が、熱回路基板Ｔ２には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体２が、それぞれ供給される。実際には、例えばマイクロコンピュータ等で流量を制御可能なポンプ等の圧送手段によって供給される。
【００５８】
このようにして構成された熱交換モジュールＭ１は、ペルチェ素子Ｐ１Ａに例えばスイッチ電源ＳＷ１の制御によって所定方向の直流電流を所定電流量供給することにより、例えばペルチェ素子Ｐ１Ａの熱回路基板Ｔ１側がコールドサイド、熱回路基板Ｔ２側がホットサイドである場合には、流体１の熱を奪って冷却し、流体２側に熱を放出して加熱することができる。
【００５９】
なお、ペルチェ素子の特性として、電流方向を逆転するだけで、容易且つ迅速にホットサイドとコールドサイドを入れ替えることができる。従って、例えばスイッチ電源ＳＷ１の制御によって電流方向を逆転させると、流体１と流体２の冷却と加熱を入れ替えることが可能である。
【００６０】
また、流体１および流体２としては、特には限定されないが、水，フッ素系不活性液体またはアルコール等を用いることができる。特に、熱交換モジュールＭ１をバイオセンサ、ケミカルセンサ等のセンサ類や半導体デバイス等の冷却に用いる場合には、万一流体が漏洩しても化学反応等を生じないフッ素系不活性液体を用いることが望ましい。
【００６１】
次に、図１（ｂ）を参照して熱交換モジュールＭ２について説明する。
【００６２】
熱交換モジュールＭ２は、２個のペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａを接合したものを熱回路基板Ｔ１，Ｔ２で挟持した構成となっている。
【００６３】
そして、熱回路基板Ｔ１には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体１が、熱回路基板Ｔ２には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体２が、それぞれ供給される。実際には、例えばマイクロコンピュータ等で流量を制御可能なポンプ等の圧送手段によって供給される。
【００６４】
このようにして構成された熱交換モジュールＭ２は、ペルチェ素子Ｐ１Ａに例えばスイッチ電源ＳＷ１の制御によって所定方向の直流電流を所定電流量供給し、ペルチェ素子Ｐ２Ａに例えばスイッチ電源ＳＷ２の制御によって所定方向の直流電流を所定電流量供給することにより、例えばペルチェ素子Ｐ１Ａの熱回路基板Ｔ１側がコールドサイド、ペルチェ素子Ｐ２Ａの熱回路基板Ｔ２側がホットサイドである場合には、流体１の熱を奪って冷却し、流体２側に熱を放出して加熱することができる。
【００６５】
なお、電流方向の制御により冷却と加熱を入れ替えることができるのは、熱交換モジュールＭ１の場合と同様である。
【００６６】
次に、図１（ｃ）を参照して熱交換モジュールＭ３について説明する。
【００６７】
熱交換モジュールＭ３は、１枚の熱回路基板Ｔ１を２個のペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂで挟持し、さらに、ペルチェ素子Ｐ１Ａの開放面に熱回路基板Ｔ２を接合し、ペルチェ素子Ｐ１Ｂの開放面に熱回路基板Ｔ３が接合されて構成されている。
【００６８】
そして、熱回路基板Ｔ１には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体１が、熱回路基板Ｔ２には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体２が、熱回路基板Ｔ３には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体３が、それぞれ供給される。実際には、流体１〜３は、例えばマイクロコンピュータ等で流量を制御可能なポンプ等の圧送手段によって供給される。
【００６９】
このようにして構成された熱交換モジュールＭ３は、ペルチェ素子Ｐ１ＡとＰ１Ｂに接触する熱回路基板Ｔ１側がコールドサイド、ペルチェ素子Ｐ１Ａと熱回路基板Ｔ２が接触する側と、ペルチェ素子Ｐ１Ｂと熱回路基板Ｔ３が接触する側とがホットサイドである場合には、流体１の熱を奪って冷却し、流体２と流体３側に熱を放出して加熱することができる。
【００７０】
なお、電流方向の制御により冷却と加熱を入れ替えることができるのは、熱交換モジュールＭ１，Ｍ２の場合と同様である。
【００７１】
次に、図１（ｄ）を参照して熱交換モジュールＭ４について説明する。
【００７２】
熱交換モジュールＭ４は、２個のペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａを接合したものと、２個のペルチェ素子Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂを接合したものによって熱回路基板Ｔ１を挟持すると共に、ペルチェ素子Ｐ２Ａの開放面に熱回路基板Ｔ２を接合し、ペルチェ素子Ｐ２Ｂの開放面に熱回路基板Ｔ３が接合されて構成されている。
【００７３】
そして、熱回路基板Ｔ１には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体１が、熱回路基板Ｔ２には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体２が、熱回路基板Ｔ３には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体３が、それぞれ供給される。実際には、流体１〜３は、例えばマイクロコンピュータ等で流量を制御可能なポンプ等の圧送手段によって供給される。
【００７４】
このようにして構成された熱交換モジュールＭ４は、ペルチェ素子Ｐ１ＡとＰ１Ｂに接触する熱回路基板Ｔ１側がコールドサイド、ペルチェ素子Ｐ２Ａと熱回路基板Ｔ２が接触する側と、ペルチェ素子Ｐ２Ｂと熱回路基板Ｔ３が接触する側とがホットサイドである場合には、流体１の熱を奪って冷却し、流体２と流体３側に熱を放出して加熱することができる。
【００７５】
なお、電流方向の制御により冷却と加熱を入れ替えることができるのは、他の熱交換モジュールＭ１〜Ｍ３の場合と同様である。
【００７６】
また、液冷式の熱交換モジュールの構成は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すものに限定されず、冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた複数枚の熱回路基板と、その複数枚の熱回路基板によってペルチェ素子を積層状に挟持する構成となっているものであればどのような形式であってもよい。
【００７７】
続いて、図２を参照して本発明の第２の実施形態に係る空冷式の熱交換モジュールＭ５の構成例について説明する。
【００７８】
空冷式の熱交換モジュールＭ５は、２個のペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａを接合したものと、２個のペルチェ素子Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ｂを接合したものによって熱回路基板Ｔ１を挟持すると共に、ペルチェ素子Ｐ２ＡとＰ２Ｂの開放面に放熱フィンを有するヒートシンク（ラジエータ）２００がそれぞれ接続されている。
【００７９】
そして、熱回路基板Ｔ１には一端側から冷媒または熱媒を構成する流体１が供給される。実際には、流体１は、例えばマイクロコンピュータ等で流量を制御可能なポンプ等の圧送手段によって供給される。
【００８０】
このようにして構成された熱交換モジュールＭ５は、ペルチェ素子Ｐ１ＡとＰ１Ｂに接触する熱回路基板Ｔ１側がコールドサイド、ペルチェ素子Ｐ２Ａとヒートシンク２００が接触する側と、ペルチェ素子Ｐ２Ｂとヒートシンク２００が接触する側とがホットサイドである場合には、流体１の熱を奪って冷却し、ヒートシンク２００に熱を放出させることができる。
【００８１】
なお、電流方向の制御により冷却と加熱を入れ替えることができるのは、前出の熱交換モジュールＭ１〜Ｍ４の場合と同様である。
【００８２】
また、必要に応じて、ヒートシンク２００に電動式の冷却ファンを設けるようにして、放熱効果を高めるようにしてもよい。
【００８３】
また、空冷式の熱交換モジュールの構成は、図２に示すものに限定されず、冷媒あるいは熱媒を流通させる空隙を備えた熱回路基板と、その熱回路基板を挟持し、冷媒の冷却あるいは熱媒の加熱を行う１または２以上のペルチェ素子と、積層方向両端に位置するペルチェ素子子の表面に設けられた空冷式のヒートシンクとを有する構成であれば含まれる。
【００８４】
ここで、図３から図２１を参照して、本発明に係る熱交換モジュールＭ１〜Ｍ５に適用し得る熱回路基板Ｔａ〜Ｔｈの構成について説明する。
【００８５】
図３は熱回路基板Ｔａを示す断面図、図４は熱回路基板Ｔａの張り合わせの工程を説明する断面図、図５は熱回路基板Ｔａの張り合わせの工程を説明する断面図、図６は熱回路基板Ｔａの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【００８６】
図３に示す熱回路基板Ｔａは、第１の熱伝導体１０と、第２の熱伝導体２０と、第１の熱伝導体１０と第２の熱伝導体２０との間に介在され、空隙３１，３２を有する第３の熱伝導体３０と、を有し、第３の熱伝導体３０と第１の熱伝導体１０および第２の熱伝導体２０とは化学結合されている。この化学結合は、金属結合またはファンデルワールス結合である。
【００８７】
ここでは、第１の熱伝導体１０が存在する層を第１の層とし、第３の熱伝導体３０が存在する層を第２の層とし、第２の熱伝導体２０が存在する層を第３の層とする。
【００８８】
図３において、第１の熱伝導体１０、第２の熱伝導体２０、および第３の熱伝導体３０は、それぞれ異種または同種の熱伝導体、あるいは一部のみ異種の熱伝導体である。これらの熱伝導体は例えば金属である。
【００８９】
第３の熱伝導体３０には、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、複数の空隙３１，３２が形成されている。
【００９０】
次に、熱回路基板Ｔａの製造方法、すなわち図３に示した熱回路基板Ｔａの張り合わせ（直接張り合わせ）工程について、図４〜図６を参照して説明する。
【００９１】
この熱回路基板Ｔａの製造方法は、次の（１）〜（５）の工程を含んでいる。
【００９２】
（１）最初に、第２の層に対応する第３の熱伝導体３０に、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、複数の空隙を形成する。
【００９３】
（２）次に、第１の熱伝導体１０、第２の熱伝導体２０および第３の熱伝導体３０における互いに他の熱伝導体と接触する表面（対向する表面）、すなわち、図４に示すように、第１の熱伝導体１０における第２の熱伝導体２０と接触する表面１０Ａ、第３の熱伝導体３０における第１の熱伝導体１０と接触する表面３０Ａおよび第２の熱伝導体２０と接触する表面３０Ｂ、および第２の熱伝導体２０における第３の熱伝導体２０と接触する表面２０Ａを、アルカリ性溶液（たとえば５％〜３５％苛性ソーダ溶液、５％〜３５％炭酸ソーダ溶液など）または酸性溶液（たとえば１０％〜３５％希塩酸、希硫酸溶液、ＳＳＰ溶液など）により、当該各表面の酸化皮膜の除去、脱脂洗浄、ソフトエッチングを行い、十分に清浄な状態にする。
【００９４】
（３）続いて、上記各表面１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ，３０Ｂに関し、アンカ効果を持たせるために面粗度を１μｍ〜５μｍに調整する。
【００９５】
（４）さらに続いて、図５に示すように、第１の熱伝導体１０の表面１０Ａと第３の熱伝導体３０の表面３０Ａとを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第１の熱伝導体１０と第３の熱伝導体３０とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易にすることができる。
【００９６】
（５）そして、図６に示すように、上記（４）の工程の場合と同様に、第３の熱伝導体３０の表面３０Ｂと第２の熱伝導体２０の表面２０Ａとを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第３の熱伝導体３０と第２の熱伝導体２０とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易に行うことができる。
【００９７】
上述した（１）〜（５）の工程を実施することにより、図３に示した熱回路基板Ｔａが作製されたことになる。
【００９８】
上記（１）〜（５）の各工程による製造方法により、ハーフエッチングなど加工進行途中で加工を止めなければならない加工法で溝を作製する方法などの場合と比較して、高精度に、安定した空隙や溝を作製することができた。
【００９９】
ところで、上述した空隙は、所定の流体が充填可能であって、当該流体の流路として機能する。この所定の流体は、例えば、高温および／または高圧力および／または超低温の流体、金属流体、電磁流体またはイオン性流体である。
【０１００】
ここで、厚み１７０μｍの熱伝導体として銅を採用したときの製造方法と、従来の技術の製造方法との、空隙精度を比較した結果について説明する。
【０１０１】
上記製造方法の場合では、空隙深さ±２μｍの誤差範囲内に抑制することができた。また、空隙に関しては、円形、方形、楕円形、およびこれらの組み合わせなど任意の形状のものが高精度に作製することができ、しかも複雑な階段状の空隙も高精度に作製することができた。
【０１０２】
これに対し、従来の技術の製造方法の場合において、ハーフエッチング方式では空隙深さ±２４μｍの誤差があった。さらに接着剤を使用した場合は圧着時のプレス圧によりさらに±１５μｍ、つまり｛（±２４μｍ）＋（±１５μｍ）｝のばらつきが生じた。
【０１０３】
なお、上記製造方法により作製された２つの金属（熱伝導体）に関する引き剥がし強度試験においては、張り合わせた金属同士が張り合わせ面以外の箇所で破壊されてしまい測定不能という極めて強いピール強度が得られた。
【０１０４】
なお、第１の熱伝導体と第３の熱伝導体との接合、および第３の熱伝導体と第２の熱伝導体との接合は、それぞれ直接接合するようにしたが、これに限定されることなく、絶縁体薄膜を介して接合するようにしてもよい。
【０１０５】
次に、他の構成に係る熱回路基板Ｔｂについて説明する。
【０１０６】
図７は熱回路基板Ｔｂを示す断面図、図８は熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図、図９は熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図、図１０は熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図、図１１は熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【０１０７】
熱回路基板Ｔｂは、熱回路基板Ｔとは、同一の層においても異種の熱伝導体が用いられている点と、各種の形状の空隙が形成されている点とが相違する。そこで、これらの相違点について説明する。
【０１０８】
熱回路基板Ｔｂにおいても、熱回路基板Ｔの場合と同様に、第１の層に第１の熱伝導体が、第２の層に第３の熱伝導体が、第３の層に第２の熱伝導体が、それぞれ使用されるものとする。
【０１０９】
図７に示すように、第１の層には第１の熱伝導体１０，５０が使用され、第１の熱伝導体１０と第１の熱伝導体５０とは異種の熱伝導体である。また、第２の層には第３の熱伝導体３０，６０が使用され、第３の熱伝導体３０と第３の熱伝導体６０とは異種の熱伝導体である。さらに、第３の層には第２の熱伝導体２０，４０が使用され、第２の熱伝導体２０と第２の熱伝導体４０とは異種の熱伝導体である。
【０１１０】
また、第１の層、第２の層および第３の層の各層に使用される熱伝導体は、それぞれ異種の熱伝導体であり、一部の層においては他の層に使用される熱伝導体と同種の熱伝導体である。これらの熱伝導体は例えば金属である。
【０１１１】
なお、熱回路基板Ｔｂにおいては、第１の層、第２の層および第３の層に使用される熱伝導体は、それぞれが異種または同種の熱伝導体でもよい。また、任意の２つの層に使用される熱伝導体が同種の熱伝導体で、他の１つの層に使用される熱伝導体が前記任意の２つの層に使用される熱伝導体とは異なる熱伝導体でもよい。さらに、同一の層に使用される熱伝導体おいても、異種または同種の熱伝導体であってもよい。
【０１１２】
図７に示す熱回路基板Ｔｂにおいては、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、複数の空隙１１０１，１１０２，１１０３，１１０４が形成されている。
【０１１３】
空隙１１０１は、第１の層の第１の熱伝導体１０に形成された空隙１１０１Ａと、第２の層の第３の熱伝導体３０に形成された空隙１１０１Ｂと、第３の層の第２の熱伝導体４０に形成された空隙１１０１Ｃとを有している。
【０１１４】
空隙１１０２は、第２の層の第３の熱伝導体３０に形成された空隙である。
【０１１５】
空隙１１０３は、第２の層の第３の熱伝導体３０に形成された空隙１１０３Ｂと、第３の層の第２の熱伝導体２０に形成された空隙１１０３Ｃとを有している。
【０１１６】
空隙１１０４は、第２の層の第３の熱伝導体３０に形成された空隙１１０４Ｂと、第３の層の第２の熱伝導体２０に形成された空隙１１０４Ｃとを有している。
【０１１７】
なお、第２の層に形成されている空隙１１０４Ｂにおいては、第３の熱伝導体３０とは異種の熱伝導体６０が配置されている。
【０１１８】
第２の層における第３の熱伝導体と、第１の層における第１の熱伝導体および第３の層における第２の熱伝導体とは、化学結合されている。この化学結合は、金属結合またはファンデルワールス結合である。
【０１１９】
次に、熱回路基板Ｔｂの製造方法、すなわち図７に示した熱回路基板Ｔｂの張り合わせ（直接張り合わせ）工程について、図８〜図１１を参照して説明する。
【０１２０】
この熱回路基板Ｔｂの製造方法は、次の（１）〜（５）の工程を含んでいる。
【０１２１】
ここで、図７において、空隙１１０１を有する第１の熱伝導体１０、第３の熱伝導体３０、第２の熱伝導体４０に着目して、これらの熱伝導体の接合について説明する。
【０１２２】
（１）最初に、第１の層に対応する第１の熱伝導体１０、第２の層に対応する第３の熱伝導体３０、第３の層に対応する第２の熱伝導体４０に、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、複数の空隙を形成する。
【０１２３】
（２）次に、第１の熱伝導体１０、第２の熱伝導体４０および第３の熱伝導体３０における互いに他の熱伝導体と接触する表面（対向する表面）、すなわち、図６に示すように、第１の熱伝導体１０における第２の熱伝導体４０と接触する表面１０Ａ、第３の熱伝導体３０における第１の熱伝導体１０と接触する表面３０Ａおよび第２の熱伝導体２０と接触する表面３０Ｂ、および第２の熱伝導体４０における第３の熱伝導体２０と接触する表面４０Ａを、アルカリ性溶液（たとえば５％〜３５％苛性ソーダ溶液、５％〜３５％炭酸ソーダ溶液など）または酸性溶液（たとえば１０％〜３５％希塩酸、希硫酸溶液、ＳＳＰ溶液など）により、当該各表面の酸化皮膜の除去、脱脂洗浄、ソフトエッチングを行い、十分に清浄な状態にする。
【０１２４】
（３）続いて、上記各表面１０Ａ，３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａに関し、アンカ効果を持たせるために面粗度を１μｍ〜５μｍに調整する。
【０１２５】
（４）さらに続いて、第１の熱伝導体１０の表面１０Ａと第３の熱伝導体３０の表面３０Ａとを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第１の熱伝導体１０と第３の熱伝導体３０とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易に行うことができる。
【０１２６】
（５）そして、上記（４）の工程の場合と同様に、第３の熱伝導体３０の表面３０Ｂと第２の熱伝導体４０の表面４０Ａとを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第３の熱伝導体３０と第２の熱伝導体４０とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易に行うことができる。
【０１２７】
上述した（１）〜（５）の工程を実施することにより、熱回路基板Ｔｂが作製されたことになる。
【０１２８】
ところで、空隙が大きい場合、例えば図９に示すように第１の熱伝導体１０に形成された空隙１１０１Ａが、高さＨ（第１の熱伝導体１０の高さＨでもある）、幅Ｗ、長さＤ（第１の熱伝導体１０の長さＤでもある）のサイズで、その幅Ｗが所定値（例えば３ｍｍ）を超える空隙であった場合は、当該空隙に、当該熱伝導体の厚さＨ（高さＨ））と同等の厚さを有する補助的スペーサを挿入して熱圧着をするようにする。なお、空隙の幅Ｗが所定値（３ｍｍ）以下の小さい空隙の場合には補助的スペーサは不要である。
【０１２９】
すなわち、第１の熱伝導体１０と第３の熱伝導体３０との接合のときには、図１０に示すように、第１の熱伝導体１０に形成された空隙１１０１Ａに補助的スペーサ６１を挿入し、また、第３の熱伝導体３０に形成された空隙１１０１Ｂに補助的スペーサ６３を挿入して、上記（４）の工程（熱圧着）を実施する。
【０１３０】
また、第３の熱伝導体３０と第２の熱伝導体４０との接合のときも、図１１に示すように、第２の熱伝導体４０に形成された空隙１１０１Ｃに補助的スペーサ６２を挿入して、上記（５）の工程（熱圧着）を実施する。
【０１３１】
このように、空隙が大きい場合、第１の熱伝導体１０、第２の熱伝導体４０、および第３の熱伝導体３０のそれぞれの熱伝導体と同じ厚さを有する補助的スペーサ６１，６２，６３を該当する空隙に挿入して、熱圧着することにより、圧着の均一性を維持することができる。
【０１３２】
上述した（１）〜（５）の張り合わせ工程を繰り返すことにより、図７に示したように、空隙１１０２の如く閉じられた空隙、あるいは空隙１１０１，１１０３，１１０４の如く外に開いた多層構造を有する任意の形状の空隙を作製することができる。
【０１３３】
また、補助的スペーサを組み合わせることにより、高さＨ、幅Ｗ、長さＤについて７μｍ〜１００ｍｍ以上の自由な大きさの空隙を形成することが可能であり、従来の技術においては不可能であった多層のマルチチャンネルを作製することができる。
【０１３４】
本実施の形態２においては、上記（１）〜（５）の各工程による製造方法により、ハーフエッチングなど加工進行途中で加工を止めなければならない加工法で溝を作製する方法などの場合と比較して、高精度に、安定した空隙や溝を作製することができた。
【０１３５】
ところで、上述した空隙は、所定の流体が充填可能であって、当該流体の流路として機能する。この所定の流体は、例えば、高温および／または高圧力および／または超低温の流体、金属流体、電磁流体またはイオン性流体である。
【０１３６】
ここで、厚み１７０μｍの熱伝導体として銅を採用したときの、上記製造方法の場合と、従来の技術の製造方法の場合との、空隙精度を比較した結果を説明する。
【０１３７】
上記製造方法の場合では、空隙深さ±２μｍの誤差範囲内に抑制することができた。また、空隙に関しては、円形、方形、楕円形、およびこれらの組み合わせなど任意の形状のものが高精度に作製することができ、しかも複雑な階段状の空隙も高精度に作製することができた。
【０１３８】
これに対し、従来の技術の製造方法の場合において、ハーフエッチング方式では空隙深さ±２４μｍの誤差があった。さらに接着剤を使用した場合は圧着時のプレス圧によりさらに±１５μｍ、つまり｛（±２４μｍ）＋（±１５μｍ）｝のばらつきが生じた。しかも、従来の技術においては、空隙は、円形または単なる溝形状のものに限定される。
【０１３９】
なお、上記製造方法により作製された２つの金属（熱伝導体）に関する引き剥がし強度試験においては、張り合わせた金属同士が張り合わせ面以外の箇所で破壊されてしまい測定不能という極めて強いピール強度が得られた。
【０１４０】
また、第１の熱伝導体１０と第３の熱伝導体３０とが、第１の熱伝導体５０と第３の熱伝導体３０とが、第３の熱伝導体３０と第２の熱伝導体４０とが、第３の熱伝導体３０と第２の熱伝導体２０とが、前もって任意の形状に加工された金属片であって、これらの金属片を、接着剤を使用することなく、原子間接着、水素イオン結合、または水素イオン結合により、直接張り合わせる（結合させる）ようにしてもよい。
【０１４１】
また、上述した第１の熱伝導体１０，５０、第２の熱伝導体２０、４０、第３の熱伝導体３０，６０として、市販の硬質基板、セラミック基板、またはフレキシブルプリント基板、などの基板の金属箔部分をそのまま使用するようにしてもよい。
【０１４２】
さらに、上述した第１の熱伝導体１０，５０、第２の熱伝導体２０、４０、第３の熱伝導体３０，６０としてのカーボン、カーボン構造体などの難切削材に対しマイクロサンドブラストにより空隙を高精度に作製し、これらの高精度の空隙を有する難切削材を上記（４）および（５）の工程による接合方法（製造方法）により接合するようにしてもよい。その空隙としては、円形、方形、楕円形、およびこれらの組み合わせなど任意の形状のものが高精度に作製することが可能である。これにより、半田などの補助剤を用いずに基板パターン部の良好な電気的接続を同時に行うことができる。
【０１４３】
さらに、上記（１）〜（５）の工程を繰り返すことにより、多層構造の立体構造基板を構成することができる。
【０１４４】
なお、第１の熱伝導体と第３の熱伝導体との接合、および第３の熱伝導体と第２の熱伝導体との接合は、それぞれ直接接合するようにしたが、これに限定されることなく、絶縁体薄膜を介して接合するようにしてもよい。
【０１４５】
次に、他の構成に係る熱回路基板Ｔｃについて説明する。
【０１４６】
図１２は熱回路基板Ｔｃを示す断面図、図１３は熱回路基板Ｔｃの張り合わせの工程を説明する断面図、図１４は熱回路基板Ｔｃの張り合わせの工程を説明する断面図、図１５は熱回路基板Ｔｃの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【０１４７】
図１２に示す熱回路基板Ｔｃは、第１の熱伝導体２１０と、第２の熱伝導体２２０と、第１の熱伝導体２１０と第２の熱伝導体２２０との間に介在され、空隙１１１１，１１１２を有する絶縁体（絶縁体層）２３０と、を有し、絶縁体２３０と第１の熱伝導体２１０および第２の熱伝導体２２０とは化学結合されている。この化学結合は、水素結合、イオン結合またはファンデルワールス結合である。
【０１４８】
ここでは、第１の熱伝導体２１０が存在する層を第１の層とし、絶縁体（絶縁体層）２３０が存在する層を第２の層とし、第２の熱伝導体２２０が存在する層を第３の層とする。
【０１４９】
図１２において、第１の熱伝導体２１０および第２の熱伝導体２２０は、異種または同種の熱伝導体例えば金属である。絶縁体２３０は、可溶性の絶縁体（例えばポリイミド、液晶ポリマなど）である。
【０１５０】
絶縁体２３０には、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、複数の空隙１１１１，１１１２が形成されている。
【０１５１】
次に、熱回路基板Ｔｃの製造方法、すなわち図１２に示した熱回路基板Ｔｃの張り合わせ（直接張り合わせ）工程について、図１３〜図１５を参照して説明する。
【０１５２】
この熱回路基板Ｔｃの製造方法は、次の（１）〜（６）の工程を含んでいる。
【０１５３】
（１）最初に、第１の熱伝導体２１０および第２の熱伝導体２２０における絶縁体２３０と接触する表面（対向する表面）、すなわち、図１３に示すように、第１の熱伝導体２１０における絶縁体２３０と接触する表面２１０Ａ、第２の熱伝導体２２０における絶縁体２３０と接触する表面２２０Ａを、アルカリ性溶液（たとえば５％〜３５％苛性ソーダ溶液、５％〜３５％炭酸ソーダ溶液など）または酸性溶液（たとえば１０％〜３５％希塩酸、希硫酸溶液、ＳＳＰ溶液など）により、当該各表面の酸化皮膜の除去、脱脂洗浄、ソフトエッチングを行い、十分に清浄な状態にする。
【０１５４】
（２）また、上記第１および第２の熱伝導体における絶縁体と接触する各表面に関し、アンカ効果を持たせるために面粗度を１μｍ〜５μｍに調整する。
【０１５５】
（３）次に、第２の層に対応する絶縁体２３０に、化学エッチング、あるいはプラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザ加工、マイクロサンドブラスト等により任意のパターンに空隙を形成する。
【０１５６】
（４）続いて、絶縁体２３０における第１の熱伝導体２１０と接触する表面２３０Ａおよび第２の熱伝導体２２０と接触する表面２３０Ｂに対し、その可溶性絶縁体の種類（例えばポリイミド、液晶ポリマなど）に応じて適切な溶剤を０．２μｍ〜２μｍの厚さに塗布する。
【０１５７】
（５）さらに続いて、図１４に示すように、第１の熱伝導体２１０の表面２１０Ａと絶縁体２３０の表面２３０Ａとを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第１の熱伝導体２１０と絶縁体２３０とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易に行うことができる。
【０１５８】
（６）そして、図１５に示すように、上記（５）の工程の場合と同様に、絶縁体２３０の表面２３０Ｂと第２の熱伝導体２２０の表面２２０Ａとを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第３の熱伝導体３０と第２の熱伝導体２０とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易に行うことができる。
【０１５９】
上述した（１）〜（６）の工程を実施することにより、図１２に示した熱回路基板Ｔｃが作製されたことになる。
【０１６０】
上記（１）〜（６）の各工程による製造方法により、ハーフエッチングなど加工進行途中で加工を止めなければならない加工法で溝を作製する方法などの場合と比較して、高精度に、安定した空隙や溝を作製することができた。
【０１６１】
ところで、上述した空隙は、所定の流体が充填可能であって、当該流体の流路として機能する。この所定の流体は、例えば、高温および／または高圧力および／または超低温の流体、金属流体、電磁流体またはイオン性流体である。
【０１６２】
なお、第１の層に対応する第１の熱伝導体と第２の層に対応する絶縁体との接合、および第２の層に対応する絶縁体と第３の層に対応する第２の熱伝導体との接合は、それぞれ直接接合するようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、絶縁体薄膜を介して接合するようにしてもよい。
【０１６３】
次に、他の構成に係る熱回路基板Ｔｄについて説明する。
【０１６４】
図１６は熱回路基板Ｔｄを示す断面図、図１７は熱回路基板Ｔｄの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【０１６５】
熱回路基板Ｔｄにおいては、第１の層〜第４の層で構成され、第１の層には第１の熱伝導体が、第２の層および第３の層には絶縁体（絶縁体層）が、第４の層には第２の熱伝導体が、それぞれ使用されるものとする。
【０１６６】
図１６に示すように、第１の層には第１の熱伝導体２１０が使用されている。また、第２の層には絶縁体２３１が使用されている。第３の層には絶縁体２３２，２５０が使用され、絶縁体２３２と絶縁体２５０とは異種の絶縁体である。さらに、第４の層には第２の熱伝導体２２０，２４０，２６０が使用され、第２の熱伝導体２２０と第２の熱伝導体２４０と第２の熱伝導体２６０とは異種の熱伝導体である。
【０１６７】
第１の層および第４の層に使用される熱伝導体は、それぞれ異種または同種の熱伝導体でもよい。また同一の層に使用される熱伝導体おいても、異種または同種の熱伝導体であってもよい。これらの熱伝導体は例えば金属である。
【０１６８】
図１６に示す熱回路基板Ｔｄにおいては、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、複数の空隙２０１，２０２，２０３が形成されている。
【０１６９】
空隙２０１は、第２の層の絶縁体２３１に形成された空隙２０１Ｂと、第３の層の絶縁体２３２に形成された空隙２０１Ｃとを有している。
【０１７０】
空隙２０２は、第１の層の第１の熱伝導体２１０に形成された空隙２０２Ａと、第２の層の絶縁体２３１に形成された空隙２０２Ｂとを有している。
【０１７１】
空隙２０３は、第１の層の第１の熱伝導体２１０に形成された空隙２０３Ａと、第２の層の絶縁体２３１に形成された空隙２０３Ｂと、第３の層の絶縁体２５０に形成された空隙２０３Ｃと、第４の層の第２の熱伝導体２４０に形成された空隙２０３Ｄとを有している。
【０１７２】
第１の層における第１の熱伝導体と第２の層における絶縁体とが、第２の層における絶縁体と第３の層における絶縁体とが、第３の層における絶縁体と第４の層における第２の熱伝導体とが、上記実施の形態３の場合と同様に、化学結合されている。この化学結合は、水素結合、イオン結合またはファンデルワールス結合である。
【０１７３】
次に、熱回路基板Ｔｄの製造方法、すなわち図１６に示した熱回路基板Ｔｄの張り合わせ（直接張り合わせ）工程について、説明する。
【０１７４】
この熱回路基板Ｔｄの製造方法は、次の（１）〜（８）の工程を含んでいる。
【０１７５】
（１）最初に、第１の層に対応する第１の熱伝導体２１０、および第４の層に対応する第２の熱伝導体２２０，２４０，２６０に、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、複数の空隙を形成する。
【０１７６】
（２）次に、第１の熱伝導体２１０における第２の層に対応する絶縁体２３１と接触する表面（対向する表面）、第２の熱伝導体２２０における第３の層に対応する絶縁体と接触する表面と、第２の熱伝導体２４０における第３の層に対応する絶縁体２５０と接触する表面と、第２の熱伝導体２６０における第３の層に対応する絶縁体２３２と接触する表面とを、アルカリ性溶液（たとえば５％〜３５％苛性ソーダ溶液、５％〜３５％炭酸ソーダ溶液など）または酸性溶液（たとえば１０％〜３５％希塩酸、希硫酸溶液、ＳＳＰ溶液など）により、当該各表面の酸化皮膜の除去、脱脂洗浄、ソフトエッチングを行い、十分に清浄な状態にする。
【０１７７】
（３）また、上記第１および第２の熱伝導体における絶縁体と接触する各表面に関し、アンカ効果を持たせるために面粗度を１μｍ〜５μｍに調整する。
【０１７８】
（４）続いて、第２の層に対応する絶縁体２３１および第３の層に対応する絶縁体２３２，２４０に、化学エッチング、あるいはプラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザ加工、マイクロサンドブラスト等により任意のパターンに空隙を形成する。
【０１７９】
（５）さらに、第２の層に対応する絶縁体２３１における第１の熱伝導体２１０および第３の層に対応する絶縁体２３２あるいは絶縁体２５０と接触する表面と、第３の層に対応する絶縁体２３２における絶縁体２３１と接触する表面と、第３の層に対応する絶縁体２５０における絶縁体２３１と接触する表面とに対し、その可溶性絶縁体の種類（例えばポリイミド、液晶ポリマなど）に応じて適切な溶剤を０．２μｍ〜２μｍの厚さに塗布する。
【０１８０】
ここで、溶剤としては、たとえばＮＮＰ、苛性ソーダなどの強アルカリ、あるいは塩酸などの強酸が挙げられる。
【０１８１】
（６）続いて、第１層に対応する第１の熱伝導体２１０と第２の層に対応する絶縁体２３１とを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第１の熱伝導体２１０と絶縁体２３１とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易に行うことができる。
【０１８２】
（７）さらに続いて、上記（６）の工程の場合と同様に、第３の層に対応する絶縁体と第４の層に対応する絶縁体とを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１０分〜１２０分間、熱圧着して、第３の層に対応する絶縁体と第４の層に対応する絶縁体とを接合させる。この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷの適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えてもよい。その結果、この超音波振動による摩擦により、さらに接合を容易に行うことができる。
【０１８３】
上述した（１）〜（７）の工程が終了した時点での構造体（立体構造基板）は、図１７に示す状態になっている。
【０１８４】
（８）そして、図１７に示す状態から、第２の層の絶縁体と第３の層の絶縁体とを接触させ、２５０℃〜３５０℃の温度、１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力の下で１５分〜１２０分間、熱圧着して、第２の層の絶縁体２３１と第３の層の絶縁体２３２，２５０，２６０とを接合させる。
【０１８５】
この熱圧着のときに、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、出力１００Ｗ〜１ｋＷ（あるいは出力５０〜８００Ｗ）の適切な超音波つまり超音波振動を縦向きあるいは横向きに加えて化学活性化させ、かつ摩擦による接合を利用するようにしてもよい。これにより、可溶性の絶縁体の接合が達成でき、接着剤の使用による弊害をなくし、極めて良質の設計値通りの複数の空隙を有する熱回路基板Ｔｄを作製することができる。
【０１８６】
上述した（１）〜（８）の工程を実施することにより、図１６に示した熱回路基板Ｔｄが作製されたことになる。
【０１８７】
ところで、空隙が大きい場合、例えば図９に示した場合と同様に、熱伝導体あるいは絶縁体に形成された空隙が、高さＨ、幅Ｗ、長さＤのサイズで、その幅Ｗが所定値（例えば３ｍｍ）を超える空隙であった場合は、当該空隙に、当該熱伝導体あるいは絶縁体の厚さＨ（高さＨ））と同等の厚さを有する補助的スペーサを挿入して熱圧着をするようにする。なお、空隙の幅Ｗが所定値（３ｍｍ）以下の小さい空隙の場合には補助的スペーサは不要である。
【０１８８】
このように、空隙が大きい場合、第１の熱伝導体、第２の熱伝導体および絶縁体の厚さと同じ厚さを有する補助的スペーサを該当する空隙に挿入して、熱圧着することにより、圧着の均一性を維持することができる。
【０１８９】
また、補助的スペーサを組み合わせることにより、高さＨ、幅Ｗ、長さＤについて７μｍ〜１００ｍｍ以上の自由な大きさの空隙を形成することが可能であり、従来の技術においては不可能であった多層のマルチチャンネルを作製することができる。
【０１９０】
従来の技術においては、ポリイミドのキュア温度のわずかな相違によるポリイミド（ポリイミド接着剤）の熱圧着（ポリイミド接着法）のときに発生する微小なボイドを、完全に抑制することができ、極めて良質な接合構造を得ることができる。
【０１９１】
また、上記（１）〜（８）の各工程による製造方法により、ハーフエッチングなど加工進行途中で加工を止めなければならない加工法で溝を作製する方法などの場合と比較して、高精度に、安定した空隙や溝を作製することができた。
【０１９２】
ところで、上述した空隙は、所定の流体が充填可能であって、当該流体の流路として機能する。この所定の流体は、例えば、高温および／または高圧力および／または超低温の流体、金属流体、電磁流体またはイオン性流体である。
【０１９３】
ここで、厚み１７０μｍの熱伝導体として銅を採用したときの、上記製造方法の場合と、従来の技術の製造方法の場合との、空隙精度を比較した結果を説明する。
【０１９４】
上記製造方法の場合では、空隙深さ±２μｍの誤差範囲内に抑制することができた。また、空隙に関しては、円形、方形、楕円形、およびこれらの組み合わせなど任意の形状のものが高精度に作製することができ、しかも複雑な階段状の空隙も高精度に作製することができた。
【０１９５】
これに対し、従来の技術の製造方法の場合において、ハーフエッチング方式では空隙深さ±２４μｍの誤差があった。さらに接着剤を使用した場合は圧着時のプレス圧によりさらに±１５μｍ、つまり｛（±２４μｍ）＋（±１５μｍ）｝のばらつきが生じた。しかも、従来の技術においては、空隙は、円形または単なる溝形状のものに限定される。
【０１９６】
なお、実施の形態４において、第１の層に対応する第１の熱伝導体と第２の層に対応する絶縁体との接合、および第３の層に対応する絶縁体と第４の層に対応する第２の熱伝導体との接合は、それぞれ直接接合するようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、絶縁体薄膜を介して接合するようにしてもよい。
【０１９７】
次に、他の構成に係る熱回路基板Ｔｅについて説明する。
【０１９８】
図１８は熱回路基板Ｔｅを示す断面図、図１９は熱回路基板Ｔｅの利用形態を説明する図である。
【０１９９】
図１８（ａ）に示す熱回路基板Ｔｅは、図７に示した熱回路基板Ｔｂの構成において、熱伝導体３１０，３２０を追加した構成になっている。図１６（ａ）において図７に示した構成要素と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【０２００】
この熱回路基板Ｔｅにおいて、熱伝導体３１０，３２０は例えば金属であり、熱伝導体３１０と第１の層の第１の熱伝導体とは化学結合されているとともに、熱伝導体３２０と第３の層の第２の熱伝導体とは化学結合されている。この化学結合は、例えば金属結合またはファンデルワールス結合である。
【０２０１】
図１８（ｂ）に示す熱回路基板Ｔｆは、図１６に示した熱回路基板Ｔｄの構成において、熱伝導体３３０，３４０を追加した構成になっている。図１８（ｂ）において図１６に示した構成要素と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【０２０２】
この熱回路基板Ｔｆにおいて、熱伝導体３３０，３４０は例えば金属であり、熱伝導体３３０と第１の層の第１の熱伝導体とは化学結合されているとともに、熱伝導体３４０と第４の層の第２の熱伝導体とは化学結合されている。この化学結合は、例えば金属結合またはファンデルワールス結合である。
【０２０３】
上述した熱伝導体３１０〜３４０と第１の熱伝導体あるいは第４の熱伝導体とは、熱回路基板Ｔｂにおける（２）〜（５）の工程を実施することにより化学結合されることになる。ここでは、その詳細な説明は省略する。
【０２０４】
次に、図１８（ａ）、（ｂ）に示した熱回路基板Ｔｅ，Ｔｆの利用形態について、図１９を参照して説明する。
【０２０５】
図１９において、実装基板４００には、電子デバイス４１０が実装されており、この電子デバイス４１０のモールドの上面には、例えば図１８（ａ）、（ｂ）に示した熱回路基板Ｔｅ，Ｔｆが密着して設けられている。
【０２０６】
次に、他の構成に係る熱回路基板Ｔｇについて説明する。
【０２０７】
図２０は熱回路基板Ｔｇの利用形態を説明する図である。なお、図２０において、（ａ）は熱回路基板Ｔｇの側面図を示し、（ｂ）は熱回路基板Ｔｇの上面図を示している。
【０２０８】
熱回路基板Ｔｇは、図２０（ａ）に示すように、第１の層に第１の熱伝導体５１０が、第２の層に第３の熱伝導体５３０が、第３の層に第２の熱伝導体５２０が、それぞれ使用されている。また、第１の熱伝導体５１０に空隙５１１および空隙５１２が形成されているとともに、第３の熱伝導体５３０に空隙５３１が形成されている。第２の熱伝導体５２０には空隙は形成されていない。
【０２０９】
第１の熱伝導体５１０、第２熱伝導体５２０および第３の熱伝導体５３０は、それぞれ同種または異種の熱伝導体例えば金属である。
【０２１０】
熱回路基板Ｔｇにおいて、第３の熱伝導体５３０と、第１の熱伝導体５１０および第２の熱伝導体５２０とは、上記実施の形態１の場合と同様に、化学結合されている。この化学結合は、金属結合またはファンデルワールス結合である。
【０２１１】
図２０に示す熱回路基板Ｔｇは、例えば熱回路基板Ｔａで説明した（１）〜（５）の工程を含む製造方法により作製することができる。
【０２１２】
なお、上記（１）の工程に相当する工程においては、第１の層に対応する第１の熱伝導体５１０および第２の層に対応する第３の熱伝導体５３０に対して、化学エッチング、プラズマエッチング、機械加工、プレス打ち抜き、レーザトリミング、マイクロサンドブラスト法などにより、空隙を形成する。
【０２１３】
この場合、第１の熱伝導体５１０については、所定距離離間した２つの空隙５１１，５１２を形成するようにする。一方、第３の熱伝導体５３０については、図２０（ａ）に示すように、前記２つの空隙５１１，５１２に対応して設けられ、断面が４５度をもって傾斜される面（傾斜面）５３１Ａ，５３１Ｂを有し、これら面５３１Ａと面５３１Ｂとの間に空隙を形成するようにする。
【０２１４】
そして、作製された熱回路基板Ｔｇにおいては、空隙（空間）５１１、空隙（空間）５３１および空隙（空間）５１２で、光などの電磁波の導波路６００が形成されたことになる。この導波路６００の途中は屈曲した構成になっていてもよい。
【０２１５】
これにより、空隙５１１の入射口５１１ａに対し垂直に入射する光などの電磁波６１０は、導波路６００を伝播する、すなわち、面５３１Ａおよび面５３１Ｂによって反射されて空隙５１２の出射口５１２ａから上方向（垂直）へ出射されることになる。このようなことから、第３の熱伝導体５３０は反射率の高い例えば金属を使用するのが好ましい。このようにして光など電磁波を４５度の傾斜を有する第３の熱伝導体（金属）で反射させ、効率よく伝播させることができる。
【０２１６】
このように、空隙５３１を有する第３の熱伝導体５３０における空隙５３１は、電磁波の屈折および反射する手段（導波路）として利用される。換言すれば、空隙つまり導波路６００を有する立体構造基板を、電磁波の屈折および反射する手段として利用することができる。
【０２１７】
次に、他の構成に係る熱回路基板Ｔｈについて説明する。
【０２１８】
図２１は熱回路基板Ｔｈの利用形態を説明する図である。なお、図２１において、（ａ）は熱回路基板Ｔｈの側面図を示し、（ｂ）は熱回路基板Ｔｈの上面図を示している。
【０２１９】
図２１に示す熱回路基板Ｔｈは、図２０に示した熱回路基板Ｔｇの構成において、導波路６００に代替して光ファイバ７００を採用した構成になっている。図２１において、図２０に示した構成要素と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【０２２０】
光ファイバ７００は、空隙５１１、空隙５３１および空隙５１２で形成される空隙（空間）に、ファイバなどの樹脂を充填して形成されている。
【０２２１】
これにより、空隙５１１の入射口５１１ａに対し垂直に入射する光などの電磁波６１０は、光ファイバ７００を伝播して空隙５１２の出射口５１２ａから上方向（垂直）へ出射されることになる。
【０２２２】
このように、空隙５３１を有する第３の熱伝導体５３０における空隙５３１は、電気回路の要素（光ファイバ）として利用される。換言すれば、空隙つまり光ファイバ７００を有する立体構造基板を、光ファイバを含む電気回路として利用することができる。
【０２２３】
以上説明したように、熱回路基板Ｔａ〜Ｔｈによれば、次の（１）〜（８）の作用効果を得ることができる。
【０２２４】
（１）ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、第１の熱伝導体と第２の熱伝導体との間に介在され、空隙を有する第３の熱伝導体または絶縁体と、前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、空隙や溝を容易にかつ高精度（例えば空隙深さ±２μｍの誤差範囲内に抑制）に、しかもその空隙に関しては、円形、方形、楕円形、およびこれらの組み合わせなど任意の形状のものが高精度に作製することができ、しかも複雑な階段状の空隙も高精度に作製することができる。
【０２２５】
（２）上述したように、ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、空隙を有する第３の熱伝導体または絶縁体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、ポリイミド接着剤を使用したことに起因するボイドを防止することができる。しかも、ポリイミド接着剤を使用する必要がないので、ポリイミド接着法のときに必要な密着強度を満足させるための３００℃以上の加温が必要ないととなり、これより、従来の技術において発生していた電気伝導体自体あるいは熱伝導体自体の酸化などの劣化、熱伝導体の熱膨張による寸法精度の劣化などを抑制することができる。
【０２２６】
（３）上述したように、ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、空隙を有する第３の熱伝導体または絶縁体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、接着剤を用いた場合に発生していた、十分な剥離強度が得られないことに起因する流路としての溝に充填される冷媒の漏れや接着剤の液中（冷媒が液体の場合）への溶出を、防止することができる。
【０２２７】
これにより、空隙は密閉性が確保されるので、当該空隙に高圧力の状態の流体を充填することができる。
【０２２８】
（４）上述したように、ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、空隙を有する第３の熱伝導体または絶縁体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、接着剤の耐温度特性（例えば０℃〜１２０℃程度の狭い温度範囲）に依存することなく、０℃より低い超低温あるいは１２０℃を超える高温の流体を空隙に流通させることができる。
【０２２９】
（５）上述したように、ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、空隙を有する第３の熱伝導体または絶縁体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、従来の技術の如く熱回路基板の長期使用に伴って接着剤やポリイミド（ポリイミド接着剤）が冷媒中に溶出する、という問題は発生することは無く、これにより、本発明の構造体を適用した立体構造基板を、例えばバイオセンサ、ケミカルセンサなど高精度のセンサ（高感度の化学センサ）類に使用することができる。
【０２３０】
（６）上述したように、ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、空隙を有する第３の熱伝導体または絶縁体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、第１の熱伝導体あるいは第２の熱伝導体としてセラミックやカーボンなどの難切削材料を用いた場合であっても、第３の熱伝導体または絶縁体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とを接合することができる。
【０２３１】
（７）上述したように、ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、空隙を有する第３の熱伝導体または絶縁体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、スルーホールを用いない多層化による回路の集積密度を向上させることができる。
【０２３２】
（８）上述したように、ポリイミド接着剤を含む接着剤を使用することなく、空隙を有する第３の熱伝導体と、第１の熱伝導体および第２の熱伝導体とが化学結合されるようになっているので、任意の形状のものが高精度に作製可能な空隙（空間）を有する第３の熱伝導体については、当該空隙（空間）を電磁波の導波路（電磁波を屈折および反射させる手段）として利用することができ、また、当該空隙を、この空隙にファイバなどの樹脂を充填して光ファイバ（電気回路の要素）として利用することができる。
【０２３３】
なお、上述した（１）および（２）のことから、安定した集熱、放熱特性が得られる流路（空隙）、およびその寸法精度に優れた流路を形成することができる。また、上述した（３）および（４）のことから、流路を流れる気体、液体など流体に対し、広範囲の環境適応特性（例えば高圧、高温、超低温など）を持たせることができる。さらに、上述した（５）のことから、溶出などのない長期安定性に優れた流路（空隙）を形成することができる。
【０２３４】
次に、図２２，図２３を参照して、本発明に係る熱交換モジュールを応用した浄水器の構成例について説明する。
【０２３５】
ここで、図２２は、液冷式の熱交換モジュールＭ４を適用した浄水器１００の構成を示す概略構成図、図２３は空冷式の熱交換モジュールＭ５を適用した浄水器４００の構成を示す概略構成図である。
【０２３６】
まず、図２２において、浄水器１００は、冷水貯蔵タンク（例えば３．２リットル貯蔵）１０１を備え、図示しない給水口を介して浄水された水が貯留される。なお、浄水の方式は特に制限されず所定の浄水フィルタ等を介して行われる。また、冷水貯蔵タンク１０１からの水を用いる際に再度、浄水を行うようにしてもよい。
【０２３７】
冷水貯蔵タンク１０１は、昇降手段（例えば、リニアモータ等）１０３を備えた取水口１０２、タンク下方に設置される水取り出し用のバルブ１０４を備えている。
【０２３８】
なお、図示は省略するが、冷水貯蔵タンク１０１内には複数の温度センサが設けられ、タンク内の水温を測定できるようになっている。
【０２３９】
取水口１０２は可撓性のホース１０５を備え、ポンプ１０６に接続されている。ポンプ１０６は、配管１０７を介して液冷式の熱交換モジュールＭ４の熱回路基板Ｔ１の一端に接続され、取水口１０２より取り込んだ水が流体１として圧送されるようになっている。熱回路基板Ｔ１の他端には冷水貯蔵タンク１０１に戻る配管１０８が接続され、熱回路基板Ｔ１で熱交換（本実施冷では冷却）された水が冷水貯蔵タンク１０１で貯留されるようになっている。
【０２４０】
なお、本実施例においては、熱回路基板Ｔ１〜Ｔ３として、６０ｍｍ×６５ｍｍの大きさで、流路（空隙）の深さが０．２ｍｍのものを採用している。
【０２４１】
また、浄水器１００は、ホットサイド冷却用タンク１０９を備え、冷却水が貯留されるようになっている。その冷却水は、配管１１０を介して接続されるポンプ１１１によって汲み出され、配管１１２を介して熱交換モジュールＭ４の熱回路基板Ｔ２，Ｔ３の一端へ流体２，３として圧送されるようになっている。熱回路基板Ｔ２，Ｔ３の他端には配管１１３ａ，１１３ｂが接続されヒートシンク１１４で冷却水の放熱を行った後、配管１１５を介してホットサイド冷却用タンク１０９に戻されるようになっている。
【０２４２】
熱交換モジュールＭ４のペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂにはスイッチ電源ＳＷ１が、ペルチェ素子Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂにはスイッチ電源ＳＷ２がそれぞれ接続されている。
【０２４３】
浄水器１００は、さらに制御装置としてマイクロコンピュータ３００を備え、このマイクロコンピュータ３００は、ポンプ１０６，１１１、取水口の昇降手段１０３、スイッチ電源ＳＷ１，ＳＷ２に接続され、各装置を制御するようになっている。
【０２４４】
具体的には、所望する冷水の温度に応じてスイッチ電源ＳＷ１，ＳＷ２を所定のタイミングでオン・オフさせると共に、ポンプ１０６，１１１の回転数を適宜調整する。また、冷水貯蔵タンク１０１に貯留される水の温度に応じて取水口の昇降手段１０３を駆動させて、ペルチェ素子のコールドサイド（ペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂと熱回路基板Ｔ１との接触側）とペルチェ素子のホットサイド（ペルチェ素子Ｐ２Ａと熱回路基板Ｔ２との接触面、Ｐ２Ｂと熱回路基板Ｔ３との接触側）の温度差が例えば１５〜２０℃に保たれるように制御する。
【０２４５】
ここで、本実施例に係る浄水器１００による冷却実験の結果について述べる。
【０２４６】
冷水貯蔵タンク１０１に常温（２５℃）の水を３．２リットル貯留した状態で、マイクロコンピュータ３００の制御により各装置を駆動させたところ、３２分で冷水貯蔵タンク１０１内の水を３℃まで冷却することができた。
【０２４７】
また、熱交換モジュールＭ４の近傍で測定した結果、コールドサイドの熱回路基板Ｔ１の出口側では電源投入後、数秒で４℃以下の冷水を得られることが確認できた。
【０２４８】
上記実験においては、冷却開始時にペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂに計７．５Ａ、ペルチェ素子Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂに計１６Ａの電流を通電して急速冷却を行った。この時の電力は２９２．５Ｗで、冷却能力は５２６Ｗに達した。
【０２４９】
その後、冷水貯蔵タンク１０１内の水が冷却されるに従って、取水口の昇降手段１０３を駆動させて取水口１０２を上昇させて、ペルチェ素子のコールドサイド（ペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂと熱回路基板Ｔ１との接触側）とペルチェ素子のホットサイド（ペルチェ素子Ｐ２Ａと熱回路基板Ｔ２との接触面、Ｐ２Ｂと熱回路基板Ｔ３との接触側）の温度差を１５〜２０℃に保ちつつ、スイッチ電源ＳＷ１，ＳＷ２を制御してペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂへの電流量を変化させ、またポンプ１１１の回転数を制御してホットサイドの熱回路基板Ｔ２，Ｔ３への冷却水の流量をコントロールして冷却水温度が６０℃以下となるように制御した。
【０２５０】
さらに、冷水貯蔵タンク１０１内で５℃以下の領域が一定量を越えてからは、ポンプ１０６の回転数を制御してコールドサイドの熱回路基板Ｔ１への水の流量を逐次増加させて、タンク内の全量が３℃以下になるまで実験を継続した。この際のコールドサイドの熱回路基板Ｔ１への水の流量は１２０〜２３０ｃｃ／ｍｉｎ、ホットサイドの熱回路基板Ｔ２，Ｔ３への冷却水の流量は約４００ｃｃ／ｍｉｎであった。
【０２５１】
ここで、本実施例に対する比較例として、熱交換モジュールＭ４に代えて一般的なペルチェ素子用の水冷ジャケットを使用して同様の冷却実験を行った結果について述べる。
【０２５２】
この比較実験で用いた水冷ジャケットの流路の深さは約４ｍｍであった。
【０２５３】
冷水貯蔵タンク１０１の取水口１０２の位置は最上部に固定し、他の条件は上記実施例と同様にした。また、各パラメータは動的には変化させずに従来より一般的に行われている方法、即ち、最低到達温度が３℃以下を確保した範囲でペルチェ素子のコールドサイドの流量が最大となるように調整したが、同一電流値であってもペルチェ素子は自身の温度により吸熱量が変化するため、流量と電流値は適宜調整した。
【０２５４】
比較実験は計５回行ったが、その結果、水冷ジャケットを使用した場合には、冷水貯蔵タンク１０１内の３．２リットルの常温（２５℃）の水の全量を３℃に冷却するのに平均９０分以上を要した。
【０２５５】
この結果から、一般的な水冷ジャケットを使用した場合に比して、本実施例に係る浄水器は約３倍近い速さで、３℃の水（３．２リットル）を得られる冷却性能を有することが分かる。
【０２５６】
なお、本実施例では、液冷式の熱交換モジュールとして図１の（ｄ）に示す熱交換モジュールＭ４を用いる場合について述べたがこれに限定されものではなく、用途やコストに応じて他の熱交換モジュールＭ１〜Ｍ３を採用することもできる。
【０２５７】
また、前述のようにペルチェ素子の特性として電流の方向を変えるだけで、コールドサイドとホットサイドを切り替えることができるので、マイクロコンピュータ３００の制御によりスイッチ電源ＳＷ１，ＳＷ２からの電流方向を切り替えることにより、貯蔵タンク１０１に加熱された水（温水）を貯留することも可能である。なお、その際には、ホットサイド冷却用タンク１０９内の冷却水は不要ともいえるが、逆に熱回路基板Ｔ２，Ｔ３を介して生成される冷却された水を回収して利用するようにもできる。
【０２５８】
また、各ペルチェ素子Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂを最大電流点の１０〜３０％の範囲で動作するように制御するようにした場合には、ＣＯＰ（吸熱量／投入電力）を３．０〜１．５という高効率での動作を可能とすることができる。
【０２５９】
次に、図２３を参照して空冷式の熱交換モジュールＭ５を適用した浄水器４００の構成について説明する。なお、図２２の浄水器１００と同一の構成については同一符号を付して説明は省略する。
【０２６０】
本実施例に係る浄水器４００では、液冷式の熱交換モジュールＭ４に代えて、図２に示す空冷式の熱交換モジュールＭ５に空冷ファン３０１を付加したものが採用されている。
【０２６１】
マイクロコンピュータ３００は、取水口の昇降手段（例えば、リニアモータ等）１０３、ポンプ１０６、スイッチ電源ＳＷ１，ＳＷ２および空冷ファン３０１に接続され、各装置を制御するようになっている。
【０２６２】
本実施例に係る浄水器４００による冷却実験を行ったところ、常温（２５℃）の３．２リットルの水を３℃まで下げるのに４６分かかった。
【０２６３】
液冷式の熱交換モジュールＭ４を用いた浄水器１００に比して、冷却速度は劣るが、ホットサイド冷却用タンク１０９やポンプ１１１が不要となりコストが安く済む点や、小型化を図り易いなどのメリットもある。
【０２６４】
なお、ヒートシンク２００に付設されている空冷ファン３０１は必須ではなく、用途等に応じて空冷ファン３０１を省略するようにしてもよい。
【０２６５】
また、マイクロコンピュータ３００の制御によりスイッチ電源ＳＷ１，ＳＷ２からの電流方向を切り替えることにより、貯蔵タンク１０１に加熱された水（温水）を貯留することも可能である点は浄水器１００と同様である。
【０２６６】
このように、本実施例に係る浄水器１００，４００によれば、従来に比して短時間で冷却あるいは加熱した水を効率良く得ることができるという効果がある。
【０２６７】
特に、本発明に係る熱交換モジュールＭ１〜Ｍ５に適用される熱回路基板Ｔ１〜Ｔ３（Ｔａ〜Ｔｈ）が備える優れた特性から、長期間にわたる使用によっても接着剤や溶剤が溶け出す心配は皆無であり、安全性の高い飲料水を提供する浄水器として極めて優秀であるといえる。また、熱回路基板Ｔ１〜Ｔ３をステンレスや高熱伝導性セラミック等で構成する場合には、長期間の使用によっても錆を生じることがなく、清浄な飲料水を安定して供給することができる。
【０２６８】
また、浄水器１００，４００の主な用途は、飲料水提供であるといえるが、必ずしもこれに限定されず、冷水あるいは温水を必要とする用途であれば転用は容易である。例えば、半導体デバイスのテスト装置等に冷水や温水を供給するチラーとして応用することも可能である
【０２６９】
また、貯蔵タンク１０１に貯留しておく水は、上記実施例に示すように予め所定のフィルタ等によって浄水しても良いし、あるいはその水を使用する直前に浄水するようにしてもよい。
【０２７０】
次に、図２４と図１５を参照して、他の実施例に係る浄水器５００について説明する。
【０２７１】
ここで、図２４は浄水器５００の外観を示す正面図、図２５はサブタンクの構成を示す平面図である。  
本実施例に係る浄水器５００は、図２４に示すように、上方にメインタンク５０１ａ，５０１ｂとサブタンク５０２ａ，５０２ｂを備え、その下方側に冷却・加熱システムＳが設けられる構成となっている。
【０２７２】
メインタンク５０１ａ，５０１ｂには常温（例えば２４℃）の水が例えば４リットル貯留されている。なお、水取入れ部５５０，５５１を介して水を補給できるようになっている。
【０２７３】
メインタンク５０１ａ，５０１ｂに貯留されている水は、チューブ５０３，５０４を介して下方のサブタンク５０２ａ，５０２ｂに導かれている。
【０２７４】
サブタンク５０２ａ，５０２ｂは、冷却・加熱システムＳで冷却された冷水あるいは加熱された温水を貯留（例えば２リットル）するものである。
【０２７５】
サブタンク５０２ａ，５０２ｂは、図２５に示すように、奥行き方向に、複数の仕切板（仕切部材）９００が、側壁との間に所定の空隙９０４を設けて立設されている。
【０２７６】
また、サブタンク５０２ａ，５０２ｂの一端側には加熱システムＳで冷却された冷水あるいは加熱された温水を取り入れる取入部９０１と、その近傍にあってサブタンク５０２ａ，５０２ｂ内の水を取り出す取出部９０２が設けられている。
【０２７７】
また、サブタンク５０２ａ，５０２ｂの他端側にもサブタンク５０２ａ，５０２ｂ内の水を取り出す取出部９０３が設けられている。
【０２７８】
また、図示は省略したが、取出部９０２から取り出される水Ａと、取出部９０３から取り出される水Ｂとを混合させる混合部（混合手段）が設けられ、この混合部で混合された水が冷却・加熱システムＳに環流されるようになっている。
【０２７９】
そして、取入部９０１から取り入れられた冷水または温水は、前記仕切板９００の存在により、矢印Ｄで示すように空隙９０４を介してのみ対流される（即ち、蛇行される）ので、取出部９０２側の水と、取出部９０３側の水が混じり合うことが抑制される。
【０２８０】
これにより、例えば、取入部９０１から冷却された水Ｃが流入する場合に、取出部９０２側から取り出される水Ａの温度は例えば４℃、取出部９０３側から取り出される水Ａの温度は例えば２４℃とすることができる。この場合に上記混合部で水Ａと水Ｂとが混合された結果、例えば１０〜１４℃の水を冷却・加熱システムＳに環流させることができ、冷却・加熱システムＳに過度の負荷を生じさせることなく効率良く冷水を生成することができる。
【０２８１】
なお、取入部９０１から温水を取り入れる場合には、冷却・加熱システムＳに過度の負荷を生じさせることなく効率良く温水を生成することができる。
【０２８２】
次に、冷却・加熱システムＳについて説明する。
【０２８３】
冷却・加熱システムＳには、先に説明した空冷式の熱交換モジュールＭ５が用いられ、その上下にラジエータ８００ａ，８００ｂが設けられている。
【０２８４】
このラジエータ８００ａ，８００ｂは、例えば０．８〜１ｍｍ程度の非常に狭い間隔で放熱フィン８０１が多数にわたって立設されている。
【０２８５】
各放熱フィン８０１の間には、０．８〜１ｍｍ程度の厚さのスペーサ８０２が介在されて間隔を保っている。また、各スペーサ８０２は、ボルト８０３によって固定されている。
【０２８６】
各放熱フィン８０１の上下端は、台座８０４，８０５に半田付けにより固定されている。
【０２８７】
なお、上記スペーサ８０２およびボルト８０３は、ラジエータ８００ａ，８００ｂの製造工程においては必須であるが、上述のように台座８０４，８０５に各放熱フィン８０１の上下端が半田付けされた後には、スペーサ８０２およびボルト８０３を外してもよい。
【０２８８】
また、特には限定されないが、台座８０４，８０５に予めエッチング等の方法により、各放熱フィン８０１の上下端を挿通可能な溝を形成する場合には、製造工程において、その溝に沿って各放熱フィン８０１を挿通させて位置決めすることができ、作業性を向上させることができる。
【０２８９】
なお、各放熱フィン８０１の間隔は、上記スペーサ８０２の厚さあるいは台座８０４，８０５に形成される溝の間隔の調整により、任意の間隔とすることができる。
【０２９０】
また、放熱フィン８０１および台座８０４，８０５の材質は、銅あるいはアルミニウム等を使用することができる。
【０２９１】
また、図２４において、符号Ｆ１〜Ｆ４で示されるのは、フィルタ部材である。
【０２９２】
このフィルタ部材Ｆ１〜Ｆ４には活性炭等が封入（後処理活性炭フィルタと呼称される）され、冷却・加熱システムＳで加熱された冷水あるいは温水がチューブを介して流通され、不純物等の除去あるいはミネラル等の微量元素の添加が行われる。
【０２９３】
また、冷却・加熱システムＳの制御により、メインタンク５０１ａ，５０１ｂ、サブタンク５０２ａ，５０２ｂおよびフィルタ部材Ｆ１〜Ｆ４の内部を加熱殺菌することが可能である。
【０２９４】
具体的には、冷却・加熱システムＳにより９５〜１００℃の熱水を生成し、その熱水をメインタンク５０１ａ，５０１ｂ、サブタンク５０２ａ，５０２ｂおよびフィルタ部材Ｆ１〜Ｆ４に約５分間程度にわたって貯留あるいは流通させることにより、メインタンク５０１ａ，５０１ｂ、サブタンク５０２ａ，５０２ｂおよびフィルタ部材Ｆ１〜Ｆ４の内部に繁殖する雑菌を死滅させることができる。
【０２９５】
また、既存の制御技術を適用して、所定時間毎あるいは夜間等の所定の時間帯に上述の加熱殺菌を自動的に行うことも可能であり、常に清浄な飲料水を提供するのに資することができる。
また特に、本実施例によれば、別途加熱装置を付加する必要がなく、冷却・加熱システムＳの制御の仕方で対応することができるので、コストが嵩むことなく加熱殺菌を実現することができるという大きなメリットがある。
【産業上の利用可能性】
【０２９６】
本発明は、電子デバイス、光デバイスあるいはバイオデバイス、燃料電池電極、またはこれらが実装された実装基板等の温度、湿度あるいは液体、気体濃度など環境管理を適切に設定するためなどに適用可能な熱交換モジュールを提供することができる。また、短時間で冷水あるいは温水を得ることができ、しかも加熱殺菌を容易に行うことのできる浄水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２９７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液冷式の熱交換モジュールの構成例（（ａ）〜（ｄ））を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る空冷式の熱交換モジュールの構成例を示す概略構成図である。
【図３】熱回路基板Ｔａを示す断面図である。
【図４】熱回路基板Ｔａの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図５】熱回路基板Ｔａの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図６】熱回路基板Ｔａの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図７】熱回路基板Ｔｂを示す断面図である。
【図８】熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図９】熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図１０】熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図１１】熱回路基板Ｔｂの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図１２】熱回路基板Ｔｃを示す断面図である。
【図１３】熱回路基板Ｔｃの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図１４】熱回路基板Ｔｃの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図１５】熱回路基板Ｔｃの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図１６】熱回路基板Ｔｄを示す断面図である。
【図１７】熱回路基板Ｔｄの張り合わせの工程を説明する断面図である。
【図１８】熱回路基板Ｔｅ，Ｔｆを示す断面図である。
【図１９】熱回路基板Ｔｅ，Ｔｆの利用形態を説明する図である。
【図２０】熱回路基板Ｔｇの利用形態を説明する図である。
【図２１】熱回路基板Ｔｈの利用形態を説明する図である。
【図２２】液冷式の熱交換モジュールＭ４を適用した浄水器の構成を示す概略構成図である。
【図２３】空冷式の熱交換モジュールＭ５を適用した浄水器の構成を示す概略構成図である。
【図２４】他の実施例に係る浄水器の外観を示す正面図である。
【図２５】他の実施例に係る浄水器のサブタンクの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０２９８】
Ｍ１〜Ｍ４    液冷式の熱交換モジュール
Ｍ５          空冷式の熱交換モジュール
Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ  ペルチェ素子
Ｔ１〜Ｔ３，Ｔａ〜Ｔｈ  熱回路基板
２００        ヒートシンク
１０，５０  第１の熱伝導体
２０，４０  第２の熱伝導体
３０，６０  第３の熱伝導体
３１，３２，１１０１，１１０２，１１０３，１１０４，１１１１，１１１２  空隙
６１，６２，６３  補助的スペーサ
２１０  第２の熱伝導体
２２０、２４０，２６０  第２の熱伝導体
２３０，２３１，２３２  絶縁体
２０１，２０２，２０３  空隙
３１０，３２０，３３０，３４０  熱伝導体
４００  実装基板
４１０  電子デバイス
４２０  立体構造基板
５１０  第１の熱伝導体
５２０  第２の熱伝導体
５３０  第３の熱伝導体
５１１，５１２，５３１  空隙
５１１ａ  入射口
５１２ａ  出射口
６００  導波路
６１０  電磁波
７００  光ファイバ
１００  浄水器
１０１  冷水貯蔵タンク
１０２  取水口
１０３  昇降手段
１０６，１１１  ポンプ
３００  マイクロコンピュータ
ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ電源
４００  浄水器
３０１  空冷ファン
５００  浄水器
５０１ａ，５０１ｂ  メインタンク
５０２ａ，５０２ｂ  サブタンク
Ｓ  冷却・加熱システム
８００ａ，８００ｂ  ラジエータ
８０２  スペーサ
８０３  ボルト
８０４，８０５  台座
Ｆ１〜Ｆ４  フィルタ部材
９００  仕切板
【図１】
2008232502.tif 000003
【図２】
2008232502.tif 000004
【図３】
2008232502.tif 000005
【図４】
2008232502.tif 000006
【図５】
2008232502.tif 000007
【図６】
2008232502.tif 000008
【図７】
2008232502.tif 000009
【図８】
2008232502.tif 000010
【図９】
2008232502.tif 000011
【図１０】
2008232502.tif 000012
【図１１】
2008232502.tif 000013
【図１２】
2008232502.tif 000014
【図１３】
2008232502.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008232502.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2008232502.tif 000019
【図１８】
2008232502.tif 000020
【図１９】
2008232502.tif 000021
【図２０】
2008232502.tif 000022
【図２１】
2008232502.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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