(57)【要約】【課題】冷却性能が高く、熱的安定性及び強度に優れた冷却装置、電子機器装置、表示装置及び冷却装置の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の冷却装置１はポリイミド樹脂からなる流路基板１０、中間基板３０及び蓋基板５０と、該中間基板３０の孔３１、３２に組み込まれる熱伝導性の高い金属からなるコンデンサ基板２０、エバポレータ基板４０とから構成されるので、熱源からの熱を熱伝導性の高いエバポレータ基板又はコンデンサ基板に封じ込め、実質的に潜熱の量を多くすることが可能となる。【選択図】　図１
2004037039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝が表面に形成された第１の基板と、
金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、
前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板と
を具備し、
前記第１の基板及び前記第３の基板のうち少なくとも一方がポリイミド樹脂からなる
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくともコンデンサの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合され、かつ、前記第３の基板の表面に組み込まれた第４の基板を更に具備することを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却装置において、
前記第２及び前記第４の基板のうち少なくとも一方は、銅又はニッケルを含む金属からなることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記第１の基板の前記溝表面にはダイヤモンド状炭素膜が形成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載の冷却装置において、
接合された前記第１の基板と第３の基板とは、前記第２の基板を含む領域とヒートパイプを構成するコンデンサを含む領域とに物理的に分離され、
これら分離された領域間に介挿され、前記ウィックと前記コンデンサとを繋ぐための流路が内部に形成されたフレキシブル基板
を更に具備することを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
ヒートパイプを構成する少なくともウィックが設けられた第１の基材と、
前記第１の基材と物理的に分離され、ヒートパイプを構成する少なくともコンデンサが設けられた第２の基材と、
前記第１の基材と前記第２の基材との間に介挿され、前記ウィックと前記コンデンサとを繋ぐための流路が内部に形成されたフレキシブル基板と
を具備し、
前記第１の基材及び前記第２の基材のうち少なくとも一方が、ポリイミド樹脂からなる
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の開口溝が形成された第１の基板と、
金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、
前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板と、
前記第１の基板の、前記第２の基板の該表面と接合する面と反対側する面から覆うように接合された蓋基板と
を具備し、
前記第１の基板、前記第３の基板及び前記蓋基板のうち少なくとも一つがポリイミド樹脂からなる
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項７に記載の冷却装置において、
前記第１の基板の開口溝と前記蓋基板とを接合し形成された作動液流路には、ダイヤモンド状炭素膜が形成されていることが特徴とする冷却装置。
【請求項９】
フラッシュメモリとドライバとを有するカード型の記憶装置が着脱可能なスロットを有する電子機器装置であって、
前記スロットに近接するように配置された冷却装置を有し、
前記冷却装置が、ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝が表面に形成された第１の基板と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板とを具備し、第１の基板及び第３の基板がポリイミド樹脂からなる
ことを特徴とする電子機器装置。
【請求項１０】
表示部と表示用のドライバとを有する表示装置であって、
前記ドライバに近接するように配置された冷却装置を有し、
前記冷却装置が、ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝が表面に形成された第１の基板と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板とを具備し、第１の基板及び第３の基板がポリイミド樹脂からなる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
中央演算処理部と、
前記中央演算処理部に近接するように配置された冷却装置とを有し、
前記冷却装置が、ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝が表面に形成された第１の基板と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板とを具備し、第１の基板及び第３の基板がポリイミド樹脂からなる
ことを特徴とする電子機器装置。
【請求項１２】
ポリイミド樹脂からなりヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝を表面に有する第１の基板を形成する工程と、
金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝を表面に有する第２の基板を形成する工程と、
第３の基板の表面に、前記第２の基板を組み込む工程と、
前記第１の基板の表面と前記第３の基板の表面とを接合する工程と
を具備することを特徴とする冷却装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の冷却装置の製造方法において、
金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくともコンデンサの溝を表面に有する第４の基板を形成する工程と、
前記第３の基板の表面に、前記第４の基板を組み込む工程と
を更に具備することを特徴とする冷却装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の冷却装置の製造方法において、
前記第１の基板の該溝にダイヤモンド状炭素膜を形成する工程を更に具備することを特徴とする冷却装置の製造方法。
【請求項１５】
ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の開口溝を有する第１の基板を形成する工程と、
金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝を表面に有する第２の基板を形成する工程と、
前記第１の基板の第１の表面と蓋基板とを接合し、作動液流路を形成する工程と、
第３の基板の表面に、前記第２の基板を組み込む工程と、
前記第１の基板の第２の表面と前記第３の基板の表面とを接合する工程と
を具備することを特徴とする冷却装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の冷却装置の製造方法において、
金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくともコンデンサの溝を表面に有する第４の基板を形成する工程と、
前記第３の基板の表面に、前記第４の基板を組み込む工程と
を更に具備することを特徴とする冷却装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の冷却装置の製造方法において、
前記作動液流路を形成する工程は、該流路表面にダイヤモンド状炭素膜を形成する工程を更に具備することを特徴とする冷却装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパソコンやディジタルカメラ等に用いられるカード型の記憶媒体のドライバから発せられる熱を冷却するために用いられる冷却装置及びその製造方法に関する。また、本発明は、このような冷却装置を搭載するパソコンやディジタルカメラ等の電子機器装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メモリスティック（登録商標）、スマートメディア（登録商標）、コンパクトフラッシュ（登録商標）等の記憶媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク等の従来のものと比べて小型かつ薄型であり、しかも記憶容量も非常に大きくすることが可能であることから、パソコンやディジタルカメラ等の電子機器装置に汎用されるようになってきている。これらの記憶媒体はフラッシュメモリとドライバとを一体的に有するものや、ドライバが装置本体や別のカード等に搭載されたものがあるが、いずれにしても最近では相当大容量化してきている。このように記憶媒体の記憶容量が大容量化してくると、上記のドライバから多大な熱が発生し、動作不良等の問題を生じる。
【０００３】
そこで、このような装置の発熱源に冷却装置を設けることが考えられ、そのような冷却方法としてヒートパイプを用いた冷却方法が挙げられる。
【０００４】
ヒートパイプとは、管の内壁に毛細管構造を持たせた金属製パイプであり、内部は真空で、少量の水もしくは代替フロンなどが封入されている。ヒートパイプの一端を熱源に接触させて加熱すると、内部の液体が蒸発して気化し、このとき潜熱（気化熱）として、熱が取り込まれる。そして、低温部へ高速に（ほぼ音速で）移動し、そこで、冷やされてまた液体に戻り、熱を放出する（凝縮潜熱による熱放出）。液体は毛細管構造を通って（もしくは重力によって）元の場所へ戻るので、連続的に効率よく熱を移動させることができる。
【０００５】
しかしながら、従来のヒートパイプは管状であり空間的に大掛かりな装置となるので、小型薄型化が求められるパソコンやディジタルカメラ等の電子機器装置等の冷却装置としては不向きである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ヒートパイプを小型化するために、シリコン基板とガラス基板との各接合面上に溝を形成し、これらの基板を接合することによってヒートパイプを構成する流路を基板間に形成した冷却装置が提案されている。なお、上記の接合の際には、少量の水もしくは代替フロンなどが封入され、それらが、ヒートパイプ内で状態変化を起こすことによって、ヒートパイプとしての役割を果たすものである。
【０００７】
しかしながら、上記のようにシリコン基板を用いてヒートパイプを構成すると、シリコン自体の熱伝導性がよいため、冷却すべき対象物からの熱が拡散してしまい、内部の液体の気化が不十分であったり、或いは全く気化せず、ヒートパイプとしての機能が十分に発揮しないという問題がある。
【０００８】
また、シリコン基板を搭載した電子機器を落とした場合、割れるといった強度の面での問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、冷却性能が高く、熱的安定及び強度に優れた冷却装置、電子機器装置、表示装置及び冷却装置の製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る冷却装置は、ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝が表面に形成された第１の基板と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板とを具備し、少なくとも第１の基板及び第３の基板のうち一方はポリイミド樹脂からなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、ウィックの溝が表面に形成された第２の基板が金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなるので、熱源からの熱をウィックの溝に効率よく伝達することが可能であり、その一方で第１の基板等がポリイミド樹脂からなるので、熱伝導性が低く、ウィックに蓄積された熱の拡散が小さい。従って、ウィックに熱を封じ込めることになり、実質的に潜熱の量を多くすることが可能となり、ヒートパイプとしての冷却性能を高めることができる。更に、ポリイミド樹脂は熱的安定及び柔軟性があるために強度の点で優れ、それにより冷却装置の寿命を長期化させることが可能となる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、コンデンサの溝が表面に形成された第４の基板が金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなるので、熱源からの熱をコンデンサの溝に効率よく伝達することが可能であり、その一方で第１の基板等がポリイミド樹脂からなるので、熱伝導性が低く、コンデンサに蓄積された熱の拡散が小さい。従って、コンデンサに熱を封じ込めることになり、実質的に潜熱の量を多くすることが可能となり、ヒートパイプとしての冷却性能を高めることができる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、第２の基板及び第４の基板のうち少なくとも一方は、銅又はニッケルを含む金属からなることを特徴とする。これにより、熱効率がよくなる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記第１の基板の表面と前記第３の基板の表面との間に介在され、シリコン又は銅からなる薄膜層を更に具備することを特徴とする。これにより、ポリイミドから形成される第１の基板と第３の基板は、基板表面にシリコン又は銅の薄膜を介し、さらに該薄膜の間に接着剤を介して接合可能となる。この場合、接着部材としては熱可塑性ポリイミドなどの熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、接合された前記第１の基板と第３の基板とは、前記第２の基板を含む領域とヒートパイプを構成するコンデンサを含む領域とに物理的に分離され、これら分離された領域間に介挿され、前記ウィックと前記コンデンサとを繋ぐための流路が内部に形成されたフレキシブル基板を更に具備することを特徴とする。これにより、ヒートパイプを構成する流路基板をフレキシブル形状とすることが可能となる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、ヒートパイプを構成する少なくともウィックが設けられた第１の基材と、前記第１の基材と物理的に分離され、ヒートパイプを構成する少なくともコンデンサが設けられた第２の基材と、前記第１の基材と前記第２の基材との間に介挿され、前記ウィックと前記コンデンサとを繋ぐための流路が内部に形成されたフレキシブル基板とを具備し、前記第１の基材及び前記第２の基材のうち少なくとも一方が、ポリイミド樹脂からなることを特徴とする。これにより、ウィック基板とコンデンサ基板を平面上に限定されずに配置することが可能となる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の開口溝が形成された第１の基板と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板と、前記第１の基板の、前記第２の基板の該表面と接合する面と反対側する面から覆うように接合された蓋基板とを具備し、前記第１の基板、前記第３の基板及び前記蓋基板のうち少なくとも一つがポリイミド樹脂からなることを特徴とする。
【００１８】
これにより、第１の基板の開口溝に蓋基板が密接し、該２枚の基板でヒートパイプの流路を形成することができ、第１の基板の厚みが流路の厚みとなるので、流路が実質上増大し、ヒートパイプとしての性能が向上する。
【００１９】
本発明の一の形態によれば、前記第１の基板の開口溝と前記蓋基板とを接合し形成された作動液流路には、ダイヤモンド状炭素膜が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の冷却装置は第１、第３若しくは蓋基板のうち少なくとも一つがポリイミド樹脂からなるが、該ポリイミド樹脂には若干の吸水性があるため、作動液流路がポリイミド樹脂からなる場合、このようなダイヤモンド状炭素膜を表面に設けることにより、その耐久性を向上させることが可能となる。
【００２１】
本発明の第２の観点に係る電子機器は、フラッシュメモリとドライバとを有するカード型の記憶装置が着脱可能なスロットを有する電子機器装置であって、前記スロットに近接するように配置された冷却装置を有し、前記冷却装置が、ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝が表面に形成された第１の基板と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝が表面に形成され、該表面が前記第１の基板と接合された第２の基板と、前記第２の基板が表面に組み込まれ、該表面が前記第１の基板と接合された第３の基板とを具備し、第１の基板及び第３の基板がポリイミド樹脂からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明は、ノートパソコンの中央処理部や外部記憶装置の装着用のスロット、あるいは液晶表示装置等の駆動ドライバの冷却装置として用いることが可能である。これにより、これらの機器における冷却性能を向上させつつ、優れた強度を有することが可能となる。
【００２３】
本発明の第３の観点に係る冷却装置の製造方法は、ポリイミド樹脂からなりヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の溝を表面に有する第１の基板を形成する工程と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝を表面に有する第２の基板を形成する工程と、第３の基板の表面に、前記第２の基板を組み込む工程と、前記第１の基板の表面と前記第３の基板の表面とを接合する工程とを具備することを特徴とするものである。本発明は、上記構成の冷却装置を効率よく確実に製造することが可能となる。
【００２４】
本発明の一の形態によれば、上記の冷却装置の製造方法において、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、前記第３の基板の表面に、前記第４の基板を組み込む工程とを更に具備することを特徴とするものである。このような構成によれば、コンデンサ部分においても、熱伝導率の高い材料で形成される。これによって、熱の移動をさらに効果的にすることができる。
【００２５】
本発明の一の形態によれば、第１の基板の表面と第３の基板の表面とは、第１の基板及び第３の基板に熱を加えて融着させることにより接合することを特徴とするものである。このような構成によれば、かつ確実に接合することが可能となる。また、接合工程簡略化によるコスト削減を図ることができる。
【００２６】
また、本発明の一の形態によれば、前記第１の基板の該溝にダイヤモンド状炭素膜を形成する工程を更に具備することを特徴とする。このような構成によれば、ポリイミド樹脂からなる基板の耐久性を向上させることが可能となり、さらに作動液の流動性を高めることにより冷却性能が向上する。
【００２７】
また、本発明の別の形態に係る冷却装置に製造方法は、ヒートパイプを構成する少なくともウィックを除く部位の開口溝を有する第１の基板を形成する工程と、金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくとも前記ウィックの溝を表面に有する第２の基板を形成する工程と、前記第１の基板の第１の表面と蓋基板とを接合し、作動液流路を形成する工程と、第３の基板の表面に、前記第２の基板を組み込む工程と、前記第１の基板の第２の表面と前記第３の基板の表面とを接合する工程とを具備することを特徴とする。
【００２８】
これにより、上述した構成の冷却装置を効率良く確実に製造することができる。
【００２９】
また、本発明の一の形態によれば金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなり、少なくともコンデンサの溝を表面に有する第４の基板を形成する工程と、前記第３の基板の表面に、前記第４の基板を組み込む工程とを更に具備することを特徴とする。これにより、効率良く放熱手段（コンデンサ）を組み込むことができる。
【００３０】
また、本発明の一の形態によれば、前記作動液流路を形成する工程は、該流路表面にダイヤモンド状炭素膜を形成する工程を更に具備することを特徴とする。このような構成によれば、基板の耐久性及び冷却性能が向上した性能の良い冷却装置を製造することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３２】
（冷却装置）
図１は本発明の冷却装置を分解した斜視図であり、図２は冷却装置の組み立てた状態の断面図である。
【００３３】
図１及び図２に示すように、冷却装置１は５枚の基板１０、２０、３０、４０及び５０からなる。流路基板１０、中間基板３０、蓋基板５０は非熱可塑性のポリイミド樹脂からなる矩形状の基板である。コンデンサ基板２０、エバポレータ基板４０は例えば銅等の熱伝導性の高い金属からなる矩形状の基板である。コンデンサ基板２０、エバポレータ基板４０はそれぞれ中間基板３０の孔３１、３２に組み込まれる。これら４枚の基板１０、２０、３０、４０及び５０は、各基板の接合面上に銅薄膜（ここでは図示せず）が被覆され、更に熱可塑性ポリイミド（宇部興産製、Ｕｐｉｌｅｘ　ＶＴ等）の接着層６０を介して熱圧着により固定される。コンデンサ基板２０の表面２０ａ、及びエバポレータ基板の表面４０ａには溝２１及び４１が、また流路基板１０には、開口溝１１が、中間基板３０には孔３１及び３２がそれぞれ形成されている。これらの溝２１及び４１、開口溝１１及び孔３１及び３２は５枚の基板が接着する際にループ状のヒートパイプとして機能するように形成されている。
【００３４】
次に、図３を用いて流路基板１０、コンデンサ基板２０、中間基板３０、エバポレータ基板４０及び蓋基板５０に形成された溝２１及び４１、開口溝１１及び孔３１及び３２の構成について説明する。
【００３５】
図３に示すように、蓋基板５０は、流路基板１０との接着面に銅薄膜（図示せず）が形成されている。
【００３６】
流路基板１０は、開口溝１１が形成されている。この流路基板１０に設けられた開口溝１１はそれぞれ、流路基板１０を貫通している。この開口溝１１は、前述の蓋基板５０と接着層６０を介して接合することにより、作動液流路として、液体が流れる液相路１２及び気体が流れる気相路１５と、液を貯蔵し、供給するリザーバ１３とから構成される。なお、蓋基板５０及び流路基板１０によって、形成された液相路１２、気相路１５及びリザーバ１３の溝には、ダイヤモンド状炭素（以下、ＤＬＣと記す）の薄膜（図示せず）を形成してもよい。蓋基板５０及び流路基板１０の材料であるポリイミド樹脂は、若干の吸水性を有するので、形状の変形等が起こるといった問題が生じる。つまり、このＤＬＣの薄膜層を形成することによって、保護膜となり耐久性の優れた冷却装置１となる。
【００３７】
また、中間基板３０には、孔３１、３２が設けられ、この孔３１、３２はそれぞれ、中間基板３０を貫通するように形成されている。
【００３８】
コンデンサ基板２０の表面２０ａ上には溝２１が形成されている。この溝２１は、気相路１５から導入された気体を液体へ凝縮させるコンデンサとして機能し、凝縮した液体を低温部１６へ循環させる。
【００３９】
エバポレータ基板４０の表面４０ａ上には溝４１が形成される。この溝４１は、冷却部として機能するもので、液相路１２またはリザーバ１３から導入された液体を気化し、気化した気体を蒸発部１４へ流入させる。
【００４０】
図４は、上記の各基板１０、２０、３０、４０及び５０を接合した状態を示している。
【００４１】
これら各基板１０、２０、３０、４０及び５０との接合により構成されるヒートパイプの内部には液体が封入されている。封入された液体はヒートパイプ内で液体から気体または気体から液体へと状態変化しながら循環する。これにより熱移動を行わせ、冷却装置１として機能する。
【００４２】
以下、その液体／気体の循環の様子を便宜的に液相路１２を始点として説明する。
【００４３】
まず、液体が液相路１２から蒸発部１４へ流入する。その際に蒸発部１４に流入する液体の量が所定以下であるときにはドライアウトを回避するために、リザーバ１３から不足分の液体が供給されるようになっている。
【００４４】
蒸発部１４に流入した液体は、加熱され沸騰する。沸騰することによって気化した気体は、気相路１５を介して低温部１６へ流入し、液体に凝縮される。このとき凝縮された液体は、低温部１６から液相路１２へ再度循環される。
【００４５】
なお、本実施形態では、コンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０の材料として銅からなるものとしたが、他に材料、例えばシリコン、ニッケル等を用いても良い。
【００４６】
図５は基板上をある一定時間で熱が拡散した領域を模式的に図に示したもので、図５（ａ）はシリコン基板を用いた場合を示し、図５（ｂ）はポリイミド樹脂基板を用いた場合を示し、図５（ｃ）はポリイミド樹脂基板に銅等の金属を組み込んだポリイミド樹脂・金属複合基板を示している。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、シリコン基板の熱源Ａ−１の熱は矢印に示すように熱が広域にわたり拡散する（Ａ−２）。これに対して図７（ｂ）に示すようにポリイミド樹脂基板の熱源Ｂ−１の熱は矢印に示すように熱がそれほど広い領域まで拡散しない（Ｂ−２）。
【００４８】
ヒートパイプとして機能するためには、エバポレータに一定以上の熱が集中しなければならないが、図５（ａ）に示したように基板の材料がシリコンからなる場合には熱の拡散が大きくその機能を十分に果たさない。
【００４９】
また、ヒートパイプとして機能するためには、エバポレータに一定以上の熱伝導性がなければならないが、図５（ｂ）に示したようにポリイミド樹脂基板のみの場合には熱伝導性がほとんどなくその機能を十分に果たさない。
【００５０】
以上の点に対し、本発明では、図５（ｃ）に示したように、ポリイミド樹脂・金属複合基板の熱源Ｃ−１の熱は金属部については高い拡散性を有し、その周りのポリイミド樹脂領域にはほとんど拡散せず（Ｃ−２）、エバポレータにおいては熱が十分に伝わり、周囲のポリイミド樹脂の部分に熱が拡散しにくいので、つまり熱がエバポレータに集中し、ヒートパイプとしての機能を十分に果たすことになる。
【００５１】
本発明の冷却装置１はポリイミド樹脂からなる流路基板１０、中間基板３０及び蓋基板５０と、該中間基板３０の孔３１、３２に組み込まれる熱伝導性の高い金属からなるコンデンサ基板２０、エバポレータ基板４０とから構成される。
【００５２】
このような構成によって、ウィックの溝が表面に形成されたエバポレータ基板４０が金属又は金属にほぼ相当する熱伝導率を有する材料からなるので、熱源からの熱をウィックの溝に効率よく伝達することが可能であり、その一方で流路基板１０、中間基板３０及び蓋基板５９等がポリイミド樹脂からなるので、熱伝導性が低く、ウィックに蓄積された熱の拡散が小さい。従って、ウィックに熱を封じ込めることになり、実質的に潜熱の量を多くすることが可能となり、ヒートパイプとしての冷却性能を高めることができる。更に、ポリイミド樹脂は熱的安定及び柔軟性があるために強度の点で優れ、それにより冷却装置１の寿命を長期化させることも可能となる。
【００５３】
（冷却装置の製造方法）
図６は冷却装置の製造工程を示したものである。
【００５４】
まず、ヒートパイプとして機能するための流路基板１０中間基板３０、蓋基板５０の溝、開口溝１１及び孔を形成する（ステップ６０１）。ポリイミド樹脂からなる流路基板１０の表面１０ａには、液相路１２、気相路１５、リザーバ１３、蒸発部１４及び低温部１６として機能する開口溝１１を形成する。ポリイミド樹脂からなる中間基板３０には、中間基板３０を貫通するように孔３１、３２を形成する。
【００５５】
図７は、ステップ６０１の例として、流路基板１０の形成する工程を説明する。
【００５６】
図７（ａ）は、略２５〜１０００μｍの厚さである加工前の流路基板１０を示している。
【００５７】
次に、図７（ｂ）において、中間基板３０及び蓋基板５０との接着する両面に銅薄膜７０を形成する。この銅薄膜７０の形成方法としては、流路基板１０の両面に酸素プラズマにより基板表面を改質処理した後に、スパッタ法により厚み略５０ｎｍ以上１μｍ以下の銅薄膜７０を蒸着し、成膜させる。
【００５８】
次に、図７（ｃ）に示すように、（ｂ）で銅薄膜７０が形成された流路基板１０を真空ホットプレス装置へ導入し、略１０−４〜１０Ｔｏｒｒの真空状態で１５０〜３５０℃の熱を加え、２〜６０ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力で、接着層６０を蓋基板５０との接合面に熱圧着により固定する。
【００５９】
次に、図７（ｄ）に示すように、流路基板１０を例えばレーザ加工機にセットし、流路基板１０のどちらか一方の面からＹＡＧレーザ第３高調波を照射し、加工する。この際、レーザ加工機には予め流路基板１０の所望のパターンを入力する必要がある。
【００６０】
次に、図７（ｅ）に示すように、流路基板１０に、レーザ第３高調波により、所望のパターンで貫通した開口溝１１が形成される。
【００６１】
ここでは、流路基板１０の開口溝１１の形成方法についての説明を行ったが、中間基板３０は、流路基板１０との接合面に、銅薄膜７０及び接着層６０の形成、更にこの後上述と同様にレーザ加工によって孔を形成する。さらに、蓋基板５０は、流路基板１０との接着面に銅薄膜７０を形成する。また、蓋基板５０に関しては、孔を形成する必要がないので、レーザ加工は不要である。
【００６２】
次に、ヒートパイプとして機能するためのコンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０の溝を形成する（ステップ６０２）。
【００６３】
まず、図８（ａ）に示すように、プレート８２上例えば有機材料であるＳＵ−８からなるレジスト層８１を形成し、その上にパターンニングされたレジスト層８３を形成する。これをパターン基板９０と呼ぶ。
【００６４】
次に、図８（ｂ）に示すように、パターン基板８０の上方からＵＶを照射し、レジスト層８１のエッチングを行う。
【００６５】
次に、図８（ｃ）に示すように、このパターン基板８０からレジスト層８３を剥離し、この表面に銅の電鋳で銅層８４を形成する。
【００６６】
そして、図８（ｄ）に示すように、パターン基板８０から銅層８４を剥離する。剥離した銅層８４が溝を有するコンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０となる。
【００６７】
冷却装置製造の次の工程として、図９に示すように、流路基板１０と蓋基板５０との接合を熱圧着により行う（ステップ６０３）。
【００６８】
上述に示すように、流路基板１０と蓋基板５０とは、接着面に形成された銅薄膜と接着層６０を介して、１０−４〜１０Ｔｏｒｒの真空状態中で、所定温度１５０〜３５０℃、時間は５〜１５分間、２〜６０ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力をかけることにより、接合される。
【００６９】
次に、流路基板１０と蓋基板５０とを接合後、形成された作動液流路にＤＬＣの薄膜（図示せず）を形成する（ステップ６０４）。
【００７０】
まず、ステップ６０３で形成された作動液流路の溝表面に銅の薄膜をホットエンボスにより埋めこんだ後、ＰＢＩＩ装置に導入し、酸素イオンを溝表面に注入し、銅表面を改質する。作動液流路の溝を除く非処理部分は、メタルマスク又はレジストマスクの保護膜により保護される。流路基板１０と蓋基板５０は、真空装置内の中心部に絶縁碍子を介しパルス電源に接続されている。真空装置は、真空ポンプにより排気され、更に、イオン源において、酸素、メタン、窒素、チタン等がパルスプラズマ化され、該パルスに同期して供給されるようになっている。このように、非処理領域を保護膜で保護することにより、選択的に必要な処理領域つまり、作動液流路の溝のみにＤＬＣ薄膜を形成することができる。次にイオン源より供給されたメタンガスを、パルスプラズマ化し、この改質後の作動液流路の溝表面にＤＬＣ薄膜を３ミクロン形成する。この時の水との接触角は７０度であった。更にイオン源より供給されたＣＦ４ガスをパルスプラズマ化し、時間は約３分間で、イオン注入を行い、表面の水素をフッ素で置換する。この場合は水との接触角は１１０度になった。これにより、作動液流路の溝にＤＬＣ薄膜が形成される。なお、ここでは、銅の酸化で説明したが、銅の変わりにチタンを用いた注入した場合においても同様の結果が得られた。
【００７１】
図１０に示すように、中間基板３０の孔３１、３２に対し、コンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０の接合を行う（ステップ６０５）。
【００７２】
熱可塑性ポリイミドからなる接着層６０が接着面に形成された中間基板３０に、接着面方向からコンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０を組み込み、１０−４〜１０Ｔｏｒｒの真空状態中で、所定温度１５０〜３５０℃、時間は５〜１５分間、２〜６０ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力をかけることにより、接合させる。
【００７３】
最後に、図１１に示すように、コンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０が接合された中間基板３０に蓋基板５０が接合された流路基板１０の接合を行う（ステップ６０６）。
【００７４】
銅薄膜と熱可塑性ポリイミドからなる接着層６０を接着面に形成された中間基板３０と流路基板１０とを、１０−４〜１０Ｔｏｒｒの真空状態中、所定温度１５０〜３５０℃、時間は５〜１５分間、２〜６０ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力をかけることにより、接合される。
【００７５】
この実施形態において、コンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０の材質として銅を用いているが、シリコンやニッケル等の材料を用いることもできる。
【００７６】
この実施形態において、接着層６０は、熱可塑性のポリイミド樹脂を用いて説明したが、熱硬化性のポリイミド樹脂を用いることも可能である。この場合において、熱硬化性ポリイミド樹脂は、熱を加えることによって硬化されるので、接合の最後において熱を加えるとよい。
【００７７】
なお、本実施形態においては、流路基板１０及び中間基板３０の開口溝１１及び孔３１、３２の加工において、レーザ加工で説明したが、金型を用いた成形方法としてホットエンボス等で加工してもよい。この場合には、流路基板１０の加工する貫通する開口溝１１に関しては、開口溝に限定されずに、溝として加工することが可能である。溝として加工された場合においては、蓋基板５０及び接着層６０が不要となり、薄型化を図ることができる。また、このようなヒートパイプの流路となる溝には、同様にＤＬＣ薄膜を形成することが好ましい。
【００７８】
また、流路基板１０及び中間基板３０の開口溝１１及び孔３１、３２の加工において、レーザ加工ではなく、エッチング加工（ヒドラジン、ＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いたケミカルエッチングもしくは酸素プラズマを用いたプラズマエッチング）やサンドブラスト等の方法でも可能となる。
【００７９】
なお、本実施形態では、コンデンサ基板２０及びエバポレータ基板４０の形成にＵＶ−ＬＩＧＡ法を用いているが、フォトエッチング、機械加工又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｉｏｎ　ｅｔｃｈｉｎｇ）等の方法で加工を行ってもよい。
【００８０】
上に述べた製造方法により、ヒートパイプを効率よく製造できる。
【００８１】
（冷却装置の他の例）
図１２はコンデンサ基材１２２とエバポレータ基材１２４とをフレキシブル基板１２１で繋げているフレキシブル冷却装置１２０を示したものである。
【００８２】
コンデンサ基材１２２、エバポレータ基材１２４はそれぞれポリイミド樹脂からなり、上述した方法によってコンデンサ基板２０、エバポレータ基板４０が組み込まれたものである。
【００８３】
フレキシブル基板１２１はプラスチックからなり、内部にヒートパイプの流路１２３を含んでいる。これらの基材又は基板が一体となってヒートパイプを構成する。
【００８４】
フレキシブル基板１２１は自由な変形が可能である。例えば電子機器の発熱部にエバポレータ基材１２４を装着させ、電子機器の外部表面の形状に沿うようにフレキシブル基板を密着させることができる。
【００８５】
このような構成の冷却装置によれば、狭い空間にも効率的にヒートパイプを装着させることができ、電子機器等の小型薄型化が図れる。
【００８６】
（電子機器装置）
図１３は本発明に係る冷却装置が搭載されたパソコンの概略斜視図である。
【００８７】
パソコン１３０は、フラッシュメモリ１３３とドライバ１３２とを有する記録媒体１３４を着脱するためのスロット１３１、及び演算処理部（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）１３５を有する。本発明に係る冷却装置１はスロット１３１を介して装着された記録媒体１３４の例えばドライバ１３２の直下にウィックが位置するようにパソコン１３０内に配置されている。
【００８８】
また、本発明に係る冷却装置１は、エバポレータが演算処理部１３５に隣接するように配置されてもよい。この場合、コンデンサは図示しない例えば冷却ファンなどに隣接するように設置するのが好ましい。これにより、演算処理部１３５から発せられた熱はエバポレータで吸収され、冷却ファンの働きによってコンデンサから放出されるため、演算処理部１３５を冷却することができる。
【００８９】
なお、ここでは、電子機器装置としてパソコンを例にとり説明したが、本発明に係る冷却装置はディジタルカメラやビデオカメラ等の他の電子機器装置にも搭載することが可能である。
【００９０】
（表示装置）
図１４は本発明に係る冷却装置が搭載された液晶ディスプレイの概略斜視図である。
【００９１】
液晶ディスプレイ１４０は、駆動ドライバ１４１、表示部１４２、冷却ファン１４３とを有する。本発明に係る冷却装置１はドライバ１４１に隣接してエバポレータが位置するように、さらに冷却ファン１４３に隣接してコンデンサが位置するように液晶ディスプレイ内に配置されている。液晶ディスプレイ１４０の起動によってドライバ１４１から発生した熱は、エバポレータに吸収され、この吸収熱により冷却装置１の内部の液体が気化し、流路を通ってコンデンサに流れる。冷却ファン１４３はコンデンサを冷却し、コンデンサに流れてきた気体の熱を放出させ、この気体を再び液化させる。コンデンサで液化された液体は流路を通ってエバポレータに流れ、ドライバ１４１から発生した熱を吸収して再び気化する。このように冷却装置１内部の液体の循環によってドライバ１４１を冷却することができる。同様にして、エバポレータを表示部１４２に隣接して設置することにより、表示部１４２を冷却することも可能である。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型薄型化が可能で、温調性能が高い冷却装置、電子機器装置、表示装置及び冷却装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の形態に係る冷却装置の構成を表す分解した斜視図である。
【図２】本発明の一の形態に係る冷却装置の組み立てた状態の断面図である。
【図３】本発明の一の形態に係る冷却装置の各基板を示す平面図である。
【図４】本発明の一の形態に係る冷却装置の流路基板、中間基板、コンデンサ基板及びエバポレータ基板を組み立てた状態を示した平面図である。
【図５】シリコン基板、ポリイミド樹脂基板及び本発明のポリイミド樹脂・金属複合基板に対して熱拡散性の観点から比較した図である。
【図６】本発明の冷却装置の製造工程を示した図である。
【図７】本発明の冷却装置に用いる流路基板を形成する工程を示した概略図である。
【図８】本発明の冷却装置に用いるコンデンサ基板及びエバポレータ基板を形成する工程を示した概略図である。
【図９】本発明の冷却装置の用いる流路基板と蓋基板とを接合する工程を示した概略図である。
【図１０】本発明の冷却装置に用いる中間基板にコンデンサ基板及びエバポレータ基板を組み込む工程を示した概略図である。
【図１１】本発明の冷却装置に用いる蓋基板と接合した流路基板とコンデンサ基板エバポレータ基板が組み込まれた中間基板を接合する工程を示した概略図である。
【図１２】本発明の他の形態に係る冷却装置を示した概略図である。
【図１３】本発明の冷却装置を搭載したパソコンの概略斜視図である。
【図１４】本発明の冷却装置を搭載した液晶ディスプレイの概略斜視図である。
【符号の説明】
１…冷却装置
１０…流路基板
１１…溝
１２…流路
１３…リザーバ
１４…蒸発部
１５…流路
１６…低温部
２０…コンデンサ基板
３０…中間基板
４０…エバポレータ基板
５０…蓋基板
６０…接着層
１３０…フレキシブル冷却装置
１４０…パソコン
１５０…液晶ディスプレイ
【図１】
2004037039.tif 000003
【図２】
2004037039.tif 000004
【図３】
2004037039.tif 000005
【図４】
2004037039.tif 000006
【図５】
2004037039.tif 000007
【図６】
2004037039.tif 000008
【図７】
2004037039.tif 000009
【図８】
2004037039.tif 000010
【図９】
2004037039.tif 000011
【図１０】
2004037039.tif 000012
【図１１】
2004037039.tif 000013
【図１２】
2004037039.tif 000014
【図１３】
2004037039.tif 000015
【図１４】
2004037039.tif 000016