(57)【要約】【課題】有効に放熱することができるマイクロ流路をそなえたマイクロ熱放散装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板１及びマイクロ流路１０などが設けられ、前記基板１には、第１面及び該第１面と逆向きの第２面を有する第１の絶縁層１１と、該絶縁層１１の第１面に積層される第１の導電層１２と、前記絶縁層１１の第２面を被うカバー部材２とを有している。また、前記基板１は、熱源と接触する第１の領域８２及び該第１の領域８２と所定の距離をおいて配設される第２の領域８３をそなえている。前記マイクロ流路１０は、前記基板１の第１、２の領域８２、８３のそれぞれに対応して第１、２のマイクロチャンネル１０１、１０２が配置されている。そして、前記第１、２のマイクロチャンネル１０１、１０２と連通する第１、２のマイクロ管１０３、１０４が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源よりの熱を除去するための手段であって、
第１面と逆向きの第２面を有する絶縁層と、該絶縁層の第１面上に電気回路が形成されている導電層とを有する基板と、前記基板の第２面上を被ったカバー部材とをそなえ、前記基板上に前記熱源と接触する第１の領域及び前記第１の領域と所定の距離をおいて配設される第２の領域を有し、
前記基板の前記絶縁層にマイクロ流路が設けられ、該マイクロ流路は、
そのいずれか一部分が前記導電層及び前記カバー部材のいずれかで画成されるよう，それぞれが前記基板の第１と第２の領域に配置されている第１と第２のマイクロチャンネルと、
前記第２マイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第１のマイクロチャンネルと連通する第２の端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第１のマイクロ管と、
前記第１のマイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第２のマイクロチャンネルにわたって連通する第２の端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第２のマイクロ管と、
前記マイクロ流路に内含されて前記第２のマイクロチャンネルから前記第１のマイクロ管を通じて前記第１のマイクロチャンネルへ流れると共に、前記第１のマイクロチャンネルから前記第２のマイクロ管を通じて第２のマイクロチャンネルへ回流する冷媒と、
をそなえてなるマイクロ熱放散装置。
【請求項２】
前記マイクロ流路にさらに、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロ管との横断面より大であると共に前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロ管との間に連通するマイクロ受入管が配置され、前記マイクロ受入管は、前記第１のマイクロチャンネルにわたって連通する第１の端部及び前記第２のマイクロ管の第１の端部と連通する第２の端部を有している請求項１に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項３】
前記第１のマイクロチャンネルには、並列に第１と第２の端部を有する平行チャンネルが複数形成され、
前記第１のマイクロ管の第２の端部が前記第１のマイクロチャンネルの前記平行チャンネルの第１の端部にわたって連通し、
前記受入管の前記第１の端部が広がると共に、前記第２の端部が細まり、
前記第１のマイクロチャンネルの前記平行チャンネルの第２の端部が前記受入管の広がり部にわたって接続される請求項２に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項４】
前記マイクロ流路はさらに、
その第１の端部が、前記受入管と前記第２のマイクロ管との間に連通する前記受入管の前記第２の端部にわたって、その第２の端部が前記第２のマイクロ管と連通して前記第２のマイクロ管の前記第１の端部に至る合流管と、
その第１の端部が前記第１のマイクロ管の前記第１の端部に、且つその第２の端部が前記合流管にわたって、前記第１のマイクロ管と前記合流管との間に連通する第３のマイクロ管とをそなえている請求項２に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項５】
前記第３のマイクロ管の第２の端部が、前記合流管の第１の端部にわたって接続される請求項４に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項６】
前記第２のマイクロ管の第１の端部には、並列に第１と第２の端部を有する第１の平行管が複数設けられ、
前記第２のマイクロ管の第１の端部に設けられている前記第１の平行管の前記第１の端部が、前記合流管の第２の端部にわたって連通し、
前記第２のマイクロ管の第１の端部における前記第１の平行管の第２の端部が、分かれて一対の支管が形成され、
前記第２のマイクロ管の第２の端部に並列に前記支管の中の一方からわたる第２の平行管が複数設けられている請求項４に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項７】
前記第１の孔のそれぞれの横断面が前記第２の孔のそれぞれの横断面より大である請求項６に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項８】
前記マイクロ流路において、前記第２のマイクロチャンネルと前記第１のマイクロ管との間に連通するマイクロタンクが配設されている請求項６に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項９】
前記マイクロタンクの横断面が、前記第２のマイクロチャンネルと前記第１のマイクロ管との横断面より大である請求項８に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１０】
前記第２のマイクロチャンネルには、並列にそれぞれが前記第２の平行管及び前記マイクロタンクの間にわたって連通する平行チャンネルが複数形成されている請求項８に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１１】
前記マイクロ流路には、
前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロ管との間に連通する合流管と、
前記第１のマイクロ管の第１の端部に連通する第１の端部及び前記合流管に連通する第２の端部とを有し、前記第１のマイクロ管と前記合流管との間に連通する第３のマイクロ管とが形成されている請求項１に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１２】
前記第２のマイクロ管の第１の端部に、並列にそれぞれが第１と第２の端部を有する第１の平行管が複数設けられ、
前記第２のマイクロ管の前記第１の端部に設けられている前記第１の平行管の第１の端部が前記合流管にわたって連通し、
前記第２のマイクロ管の第１の端部に設けられた前記第１の平行管の第２の端部が分かれて一対の支管が形成され、
前記第２のマイクロ管の第２の端部に、並列にそれぞれが前記第１の平行管における前記支管中のいずれかに連通する第２の平行管が複数設けられている請求項１１に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１３】
前記マイクロ流路において、前記第２のマイクロチャンネルと前記第１のマイクロ管との間に連通するマイクロタンクが配設されている請求項１に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１４】
前記マイクロタンクの横断面が前記第２のマイクロチャンネル及び前記第１のマイクロ管の横断面より大である請求項１３に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１５】
前記第２のマイクロチャンネルには、並列に前記第２のマイクロ管と前記マイクロタンクとの間に連通する通し管が複数設けられている請求項１３に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１６】
前記基板にさらに、前記マイクロ流路における冷媒の流れを制御する流量制御手段が取付けられている請求項１に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１７】
前記流量制御手段は、前記第１のマイクロ管と連通するマイクロ駆動手段が設けられている請求項１６に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１８】
前記第１のマイクロチャンネルはさらに、毛管作用を引き起こす毛細管手段が設けられている請求項１に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項１９】
前記毛細管手段は、前記カバー部材及び前記導電層中のいずれかに設けられる金属グリッド手段又はマイクロ突出手段を有している請求項１８に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項２０】
前記冷媒としては、空気、メタノール、エタノール及び水の中のいずれかを使う請求項１に記載のマイクロ熱放散装置。
【請求項２１】
マイクロ流路をそなえたマイクロ熱放散装置の製造方法であって、
（ａ）第１面と該第１面と逆向きの第２面を有する絶縁層と前記絶縁層の第１面上に形成されている導電層とでなる基板を用意するステップと、
（ｂ）前記絶縁層の所定位置に、マイクロ流路を形成するよう前記絶縁層の前記第１面から前記第２面にわたって孔を開設するステップと、
（ｃ）カバー部材を前記絶縁層の前記第２面に配設するステップとでなり、
前記マイクロ流路には、
それぞれが、その一部分が前記導電層で画成されるよう前記基板の第１と第２の領域に配置されている第１と第２のマイクロチャンネルと、
前記第２マイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第１のマイクロチャンネルと連通する第２端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第１のマイクロ管と、
前記第１のマイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第２のマイクロチャンネルにわたって連通する第２端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第２のマイクロ管と、
をそなえているマイクロ熱放散装置の製造方法。
【請求項２２】
さらに、（ｄ）前記マイクロ流路に冷媒を充填するステップを有する請求項２１に記載のマイクロ熱放散装置の製造方法。
【請求項２３】
前記ステップ（ａ）において、前記絶縁層の第２面にフォトレジスト層を形成し、
前記ステップ（ｂ）は、
(b1) 前記絶縁層の第２面の一部を光をさらし、前記フォトレジスト層をパターニングするステップと、
(b2) 前記絶縁層の第２面の光をさらした一部で前記孔を開設するステップを有する
請求項２１に記載のマイクロ熱放散装置の製造方法。
【請求項２４】
前記ステップ（ｃ）に先立って、前記孔に金属体によって充填してグリッド構造を形成するステップを有する請求項２１に記載のマイクロ熱放散装置の製造方法。
【請求項２５】
前記ステップ（ｃ）の後に、前記基板上に、前記マイクロ流路と連通するマイクロ駆動手段を配置するステップを有する請求項２１に記載のマイクロ熱放散装置の製造方法。
【請求項２６】
前記孔は、レーザアブレーションにより前記絶縁層に形成される請求項２１に記載のマイクロ熱放散装置の製造方法。
【請求項２７】
前記冷媒として、空気、メタノール、アセトン及び水の中のいずれかを使う請求項２１に記載のマイクロ熱放散装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ熱放散装置に関し、より詳しくは、基板における絶縁層に形成される冷媒のためのマイクロ流路をそなえるマイクロ熱放散装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれが第１面と該第１面と逆向きの第２面を有する絶縁層と前記絶縁層の第１面に電気回路が形成された導電層を有してなる第１と第２の配線板を設け、前記第１の配線板の前記導電層に凹陥みぞを形成し、前記第２の配線板の前記絶縁層の第２面を前記第１の配線板の前記導電層に接着することによって微細中空構造を構成する方法が開示されてある。（たとえば、特許文献１及び２参照）
【０００３】
【特許文献１】ドイツ特許ＤＥ１９７３９７１９号
【特許文献２】ドイツ特許ＤＥ１９７３９７２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この方法によれば、マイクロ中空構造を構成することができるが、前記マイクロ中空構造は前記絶縁層の間に形成されるので、その放熱にはなおも改善する余地がある。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、基板の絶縁層に形成されたマイクロ流路をそなえ、有効に放熱することができるマイクロ熱放散装置及びその製造方法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】
【０００６】
本発明の一観点によれば、熱源よりの熱を除去するための手段であって、第１面と逆向きの第２面を有する絶縁層と、該絶縁層の第１面上に電気回路が形成されている導電層とを有する基板と、前記基板の第２面上を被ったカバー部材とをそなえ、前記基板上に前記熱源と接触する第１の領域及び前記第１の領域と所定の距離をおいて配設される第２の領域を有し、前記基板の前記絶縁層にマイクロ流路が設けられ、該マイクロ流路は、そのいずれか一部分が前記導電層及び前記カバー部材の中のいずれかで画成されるよう，それぞれが前記基板の第１と第２の領域に配置されている第１と第２のマイクロチャンネルと、前記第２マイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第１のマイクロチャンネルと連通する第２の端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第１のマイクロ管と、前記第１のマイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第２のマイクロチャンネルにわたって連通する第２の端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第２のマイクロ管と、前記マイクロ流路に内含されて前記第２のマイクロチャンネルから前記第１のマイクロ管を通じて前記第１のマイクロチャンネルへ流れると共に、前記第１のマイクロチャンネルから前記第２のマイクロ管を通じて第２のマイクロチャンネルへ回流する冷媒と、をそなえてなるマイクロ熱放散装置を提供しようとするものである。
【０００７】
本発明の他の観点によれば、マイクロ流路をそなえたマイクロ熱放散装置の製造方法であって、（ａ）第１面と該第１面と逆向きの第２面を有する絶縁層と前記絶縁層の第１面上に形成されている導電層とでなる基板を用意するステップと、（ｂ）前記絶縁層の所定位置に、マイクロ流路を形成するよう前記絶縁層の前記第１面から前記第２面にわたって孔を開設するステップと、（ｃ）カバー部材を前記絶縁層の前記第２面に配設するステップとでなり、前記マイクロ流路には、それぞれが、その一部分が前記導電層で画成されるよう前記基板の第１と第２の領域に配置されている第１と第２のマイクロチャンネルと、前記第２マイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第１のマイクロチャンネルと連通する第２の端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第１のマイクロ管と、前記第１のマイクロチャンネルと連通する第１の端部及び前記第２のマイクロチャンネルにわたって連通する第２の端部を有し、前記第１のマイクロチャンネルと前記第２のマイクロチャンネルとの間を連通する第２のマイクロ管と、をそなえてなるマイクロ熱放散装置の製造方法をも提供しようとするものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上の構成により、本発明のマイクロ熱放散装置は、そのマイクロ流路に冷媒を循環させることにより半導体装置の熱を効果的に除去することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の前記その他の目的、特徴及び利点は添付図面に例示する本発明の好ましい実施例に関する以下の詳しい記載から明らかである。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。なお、以下の説明においては、そのサイズに拘らず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
図１は、本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第１の実施例、図２は該実施例における基板を概略示す。
【００１２】
図１、２を参照すると、本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第１の実施例は、概ね基板１及びマイクロ流路１０などが設けられる。
【００１３】
前記基板１は、第１面及び該第１面と逆向きの第２面を有する第１の絶縁層１１と、該絶縁層１１の第１面に積層される第１の導電層１２と、前記絶縁層１１の第２面を被うカバー部材２とを有している。また、前記基板１は、熱源（図示せず）と接触する第１の領域８２及び該第１の領域８２と所定の距離をおいて配設される第２の領域８３をそなえている。前記第１の絶縁層１１は、好ましくはエポキシ樹脂などによって形成される。また、前記カバー部材２としては、好ましくは前記第１の導電層１２と同一材料によって作られる。他の例においては、カバー部材２として、前記第１の絶縁層１１またはガラスによって作られる。また、図に示さないが、熱源とは電子装置例えば集積回路（ＩＣ）である。
【００１４】
前記マイクロ流路１０は、前記基板１の第１、２の領域８２、８３のそれぞれに対応して第１、２のマイクロチャンネル１０１、１０２が配置されている。そして、前記第１、２のマイクロチャンネル１０１、１０２と連通する第１、２のマイクロ管１０３、１０４が設けられている。
【００１５】
前記冷媒の流れは、図１の矢印Ａ，Ｂで示される。即ち、前記冷媒は、前記第２のマイクロチャンネル１０２から前記第１のマイクロ管１０３を通じて前記第１のマイクロチャンネル１０１へ流れ、また、前記第１のマイクロチャンネル１０１から前記第２のマイクロ管１０４を通じて前記第２のマイクロチャンネル１０２へ戻る。前記冷媒としては、イオン消失の水、空気、メタノール及びアセトンのいずれかを選べるが、好ましくは蒸留水を使う。
【００１６】
以下、前記マイクロ流路１０の好ましい構造について詳しく説明する。
【００１７】
前記マイクロ流路１０における第１と第２のマイクロチャンネル１０１、１０２のそれぞれには、並列に平行チャンネル１０１１、１０２１を複数そなえている。前記平行チャンネル１０１１、１０２１のそれぞれの第１の端部と第２の端部とを１０１１ｅ、１０２１ａ、１０１１ｆ、１０２１ｂ、前記第１と第２のマイクロ管１０３、１０４のそれぞれの第１の端部と第２の端部とを１０３ｃ、１０４ｇ、１０３ｄ、１０４ｈとする。
【００１８】
前記第１のマイクロ管１０３の第１の端部１０３ｃは前記第２のマイクロチャンネル１０２の平行チャンネル１０２１の第２の端部１０２１ｂに連通し、前記第１のマイクロ管１０３の第２の端部１０３ｄは前記第１のマイクロチャンネル１０１の平行チャンネル１０１１の第１の端部１０１１ｅと連通するように接続される。前記第２のマイクロ管１０４の第１の端部１０４ｇには並列に第１の平行管１０４１が複数設けられ、前記第１の平行管１０４１の第１と第２の端部を１０４１ｇ１と１０４１ｇ２とする。前記第１の平行管１０４１の第１の端部１０４１ｇ１が前記第１のマイクロチャンネル１０１の平行チャンネル１０１１と連通し、前記第２端部１０４１ｇ２のそれぞれは分かれて一対の支管が形成されている。前記第２のマイクロ管１０４の第２の端部１０４ｈには並列に第２の平行管１０４２が複数設けられ、それぞれの第１の端部と第２の端部を１０４２ｈ１と１０４２ｈ２とする。前記第２の平行管１０４２の第１の端部１０４２ｈ１のそれぞれは、前記第１の平行管１０４１の支管のそれぞれに、前記第２の平行管１０４２の第２の端部１０４２ｈ２が前記第２のマイクロチャンネル１０２の平行チャンネル１０２１のそれぞれの第１の端部１０２１ａにわたって接続される。
【００１９】
前記マイクロ流路１０はさらに、前記第１のマイクロチャンネル１０１と第２のマイクロ管１０４との間に連通する受入管１０５が設けられ、この第１の端部と第２の端部はそれぞれ広がり部及び収束部として１０５ｉと、１０５ｊとする。前記受入管１０５の第１の端部１０５ｉは、前記第１のマイクロチャンネル１０１と、即ち、前記第１のマイクロチャンネル１０１の平行チャンネル１０１１の第２端部１０１１ｆが前記受入管１０５の第１端部１０５ｉにわたって連通する。
【００２０】
前記マイクロ流路１０はさらに、前記受入管１０５と前記第２のマイクロ管１０４との間に連通する合流管１０６が設けられ、それぞれの第１と第２の端部を１０６ｋ、１０６ｌとする。この例においては、前記合流管１０６の第１の端部１０６ｋには、前記受入管１０５の第２の端部１０５ｊにわたって連通する一対のマイクロ通路１０６２、１０６２がそなえられている。前記合流管１０６の第２の端部１０６ｌが、前記第２のマイクロ管１０４の第１の端部１０４ｇに連通する、即ち、前記第２のマイクロ管１０４の第１端部１０４ｇの第１の平行管１０４１の第１の端部１０４１ｇ１が前記合流管１０６の第２の端部１０６ｌにわたって連通する。
【００２１】
前記マイクロ流路１０には、第３のマイクロ管１０７が設けられ、該第３のマイクロ管１０７の第１と第２の端部を１０７ｍと１０７ｎとし、この例においては、前記第３のマイクロ管１０７の第１の端部１０７ｍが前記第１のマイクロ管１０３の第１の端部１０３ｃに、第２の端部１０７ｎが前記合流管１０６の第１の端部１０６ｋのマイクロ通路１０６２にわたって該第３のマイクロ管１０７によって前記第１のマイクロ管１０３と前記合流管１０６との間に連通する。このようにして、前記冷媒は、前記第１のマイクロチャンネル１０１を通さず前記第２のマイクロチャンネル１０２から前記第３のマイクロ管１０７によって前記合流管１０６へ流れることができる。また、前記マイクロ流路１０は前記合流管１０６及び第３のマイクロ管１０７によって熱源よりの熱を低減させることができる。
【００２２】
前記マイクロ流路１０にはさらに、前記第２のマイクロチャンネル１０２と前記第１のマイクロ管１０３との間に連通するマイクロタンク１０８が設けられている。この例においては、前記マイクロチャンネル１０２の平行チャンネル１０２１はさらに延伸して前記マイクロタンク１０８と前記前記第２のマイクロ管１０４の第２端部１０４ｈにおける第２の平行管１０４２の第２端部１０４２ｈ２との間にわたって連通する。前記第１のマイクロ管１０３の第１の端部１０３ｃが延伸して前記マイクロタンク１０８にわたって連通する。
【００２３】
ここで、前記第１の平行管１０４１の横断面が前記第２の平行管１０４２より大であるので、前記第２のマイクロ管１０４の第２の端部１０４ｈの毛管効果は前記第２のマイクロ管１０４の第１端部１０４ｈより大きい。さらに、前記マイクロタンク１０８の横断面は前記第２のマイクロチャンネル１０２の平行チャンネル１０２１及び前記第１のマイクロ管１０３より大であるので、予め前記マイクロタンク１０８に貯めている冷媒が前記第２のマイクロチャンネル１０２から前記第１のマイクロ管１０３を通じて前記第１のマイクロチャンネル１０１へ流れることができる。また、前記受入管１０５の横断面が前記第１のマイクロチャンネル１０１の平行チャンネル１０１１、前記第２のマイクロ管１０４の第１と第２の平行管１０４１、１０４２及び前記合流管１０６より大である。
【００２４】
この例において、前記マイクロ流路１０は前記第１の導電層１２と前記カバー部材２により画成されている。なお、前記第１のマイクロチャンネル１０１の平行チャンネル１０１１は、前記第１のマイクロチャンネル１０１と前記第１の導電層１２との間に接触する領域が最も大きいように構成される。
【００２５】
上記構成によれば、前記第１の領域８２が熱源と接触すると、前記第１のマイクロチャンネル１０１内の冷媒は熱源と熱交換をし熱源からの熱を吸収する。前記第１のマイクロチャンネル１０１における冷媒は沸点温度に達するとすばやく蒸発する。前記冷媒が蒸発されると共に前記受入管１０５に流れるので、前記第１のマイクロ管１０３の冷媒が前記第１のマイクロチャンネル１０１へ、前記マイクロタンク１０８における冷媒が前記第１のマイクロ管１０３へ、前記第２のマイクロチャンネル１０２における冷媒が前記マイクロタンク１０８へ流れる。このとき、蒸発した冷媒が次第に加速され前記受入管１０５を通過し、前記合流管１０６に入る。前記冷媒が超高速で流れるため、前記合流管１０６は低圧状態になり、前記冷媒が前記第３のマイクロ管１０７から前記合流管１０６に引き込まれるようになる。そして、前記蒸発した冷媒が同様に前記第３のマイクロ管１０７からの冷媒と合流しながら熱交換をし、その熱をさらに下げると共に凝縮される。合流された冷媒がさらに前記第２のマイクロ管１０４へ、次いで前記第２のマイクロチャンネル１０２へ流れる。従って、良好な熱放散効果が得られる。
【００２６】
図３は、本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第２の実施例を概略示す。当該第２の実施例のマイクロ熱放散装置は、前記第１の実施例の装置と違って、さらに流量制御器４が設けられている。この例においては、前記流量制御器４にはマイクロ駆動装置例えばマイクロパンプ４１が設けられ、該マイクロパンプ４１が前記基板１において前記第１のマイクロ管１０３の第１の端部１０３ｃに連結され、前記マイクロ流路１０の冷媒が流れることができる。このように、前記冷媒は前記第１のマイクロチャンネル１０１に入る前でさえ蒸発されることができる。
【００２７】
図４と図５は、本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第３の実施例を概略示す。当該第３の実施例のマイクロ熱放散装置は、図示のように、前記実施例と違って、毛細管部材５が設けられ、前記第１のマイクロチャンネル１０１においてマイクロチャンネル１０１１Ａが一つのみ設けられる。前記毛細管部材５は金属グリッド構造５１が前記チャンネル１０１１Ａ内に配設されており、細管現象を引き起こすことができる。このように、前記第２のマイクロチャンネル１０２から前記第１のマイクロ管１０３を通じて前記第１のマイクロチャンネル１０１へ流れる冷媒が加速される。前記毛細管部材５は、また、例えば図６に示されているように、マイクロ突出部１４が、前記カバー部材２、前記第１の導電層１２及び前記第１のマイクロチャンネル１０１のチャンネル１０１１Ａに複数形成される。
【００２８】
図７は、本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第４の実施例を概略示す。本実施例のマイクロ熱放散装置は、図示の如く上記の実施例と違って、基板１はさらに第１面と第２面とを有する第２の絶縁層３１と第２の導電層３２が形成され、カバー部材２は前記第２の絶縁層３１の第１面に設けられると共に、前記第２の導電層３２は前記第２の絶縁層３１の第２面に設けられている。この例において、上記マイクロ流路１０の一部が、第１のマイクロ流路１０Ａとして前記第１の絶縁層１１に形成され、他部が第２のマイクロ流路１０Ｂとして第２の絶縁層３１に形成されている。また、図１に示しているように、前記第１のマイクロ流路１０Ａは第１のマイクロチャンネル１０１、受入管１０５、合流管１０６及び第２のマイクロ管１０４を有し、前記第２のマイクロ流路１０Ｂは、第２のマイクロチャンネル１０２、マイクロタンク１０８、第１のマイクロ管１０３、及び第３のマイクロ管１０７を有する。カバー部材２は連通孔２００が形成されており、前記第１のマイクロチャンネル１０１が前記第１のマイクロ管１０３に連通、また前記第２のマイクロチャンネル１０２が前記第２のマイクロ管１０４に連通することができる。前記第１の導電層１２に回路線３２０が配置され、半田付けによって集積回路８１が接続される。
【００２９】
図８は、図３のマイクロ熱放散装置の製造方法の第１の実施例を概略示すフローチャートである。
【００３０】
図９を参照すると、ステップＳ３００において、第１面及び該第１面と逆する第２面を有する絶縁層１１と、前記絶縁層１１の第１面に形成される導電層１２と、前記絶縁層１１の第２面に形成されるフォトレジスト層８とが積層される基板１が用意される。
【００３１】
図１０を参照すると、ステップＳ３０２において、前記の実施例に説明した前記マイクロ流路１０（図３参照）に対応して形成されるパターン６０を有するフォトマスク６を使って、前記絶縁層１１の第２面の一部１１Ａを光をさらし、前記フォトレジスト層８がパターニングされる。次いで、前記基板１において前記フォトレジスト層８を前記マスク６を介して光をさらすと、前記マスク６のパターン６０が前記フォトレジスト層８に転写される。そして、前記パターン６０に対応して前記レジスト層８に現像液によって切欠きが形成される。
【００３２】
図１１を参照すると、ステップＳ３０４において、前記絶縁層１１の第２面の一部１１Ａ（図１０参照）に、前記絶縁層１１の前記第１面から第２面に至る孔１００１が前記マイクロ流路において前記導電層１２によって画成されるよう形成される。前記孔１００１は、ドライエッチングによって形成されることができるが、ウェットエッチング或いはレーザアブレーションによって形成されてもよい。なお、該孔１００１が形成された後、該レジスト層８が除去される。
【００３３】
次いで、図１２を参照すると、ステップＳ３０６において、前記マイクロ流路１０を密封するようカバー部材２が前記絶縁層１１の第２面上に配置される。
【００３４】
ステップＳ３０８において、前記基板１にマイクロ駆動装置例えばマイクロパンプ４１（図３参照）が取付けられる。
【００３５】
ステップＳ３１０において、前記マイクロ流路１０に前記マイクロパンプ４１によって冷媒が充填される。なお、マイクロ流路に内含される空気を冷媒とする場合、このステップを省くことができる。
【００３６】
図１３に、図７のマイクロ熱放散装置の製造方法の第２の実施例を示す。
【００３７】
図１４を参照すると、ステップＳ４００において、それぞれが第１面及び該第１面と逆する第２面を有する該第１、２の絶縁層１１、３１と、第１の導電層１２と前記第２の絶縁層３１の第２面上に積層される第２の導電層３２と、カバー部材２とでなる基板１が用意される。また、前記第２の絶縁層３１の第１面にフォトレジスト層８Ａが形成される。
【００３８】
次いで図１５を参照すると、ステップＳ４０２において、パターン６０Ａを有するフォトマスク６Ａを介して前記第２の絶縁層３１に光をさらし前記パターン６０Ａが前記レジスト層８Ａに転写される。なお、前記マスク６Ａのパターン６０Ａは前記第２のマイクロ流路１０Ｂ（図７）に対応して形成される。そして、前記パターン６０Ａが転写されてある前記レジスト層８Ａに現像液によって前記レジスト層８Ａに切欠きが形成される。
【００３９】
さらに図１６を参照すると、ステップＳ４０４において、前記第２の絶縁層３１の第１面の一部３１Ａ（図１５参照）に、前記第２の絶縁層３１の前記第１面から第２面に至る第１の孔１００１が前記第２のマイクロ流路において前記第２の導電層３２によって画成されるよう形成される。前記第１の孔１００１は、ドライエッチングによって形成されることができるが、ウェットエッチング或いはレーザアブレーションによって形成されてもよい。そして、当該レジスト層８Ａが除去される。
【００４０】
次いで図１７を参照すると、ステップＳ４０６において、前記第２の絶縁層３１の第１面に前記カバー部材２が配置される。
【００４１】
図１８を参照すると、ステップＳ４０８において、前記カバー部材２に通孔２００が形成される。
【００４２】
さらに図１９を参照すると、ステップＳ４１０において、第１の絶縁層１１の第２面が前記カバー部材２にあるよう前記第１の絶縁層１１が前記カバー部材２に配置される。前記第１の絶縁層１１の第１面にフォトレジスト層８Ｃが形成される。
【００４３】
次いで、図２０を参照すると、ステップＳ４１２において、パターン６０Ｃを有するフォトマスク６Ｃを介して前記第１の絶縁層１１の第１面へ光をさらし前記レジスト層８Ｃがパターニングされる。なお、前記パターン６０Ｃは前記第１のマイクロ流路１０Ａに対応して形成される。そして、前記パターン６０Ｃが転写されてある前記レジスト層８Ｃに現像液によって前記レジスト層８Ｃに切欠きが形成される。
【００４４】
さらに、図２１を参照すると、ステップＳ４１４において、前記第１の絶縁層１１の第１面における光をさらした一部１１Ａに、前記第１の絶縁層１１の第１面から第２面に至る第２の孔１００２が前記第１のマイクロ流路において前記カバー部材２によって画成されるよう形成される。前記第２の孔１００２は、ドライエッチングによって形成されることができるが、ウェットエッチング或いはレーザアブレーションによって形成されてもよい。そして、当該レジスト層８Ｃが除去される。
【００４５】
さらに図２２を参照すると、ステップＳ４１６において、前記第１のマイクロチャンネル１０１の平行チャンネル１０１１Ａに金属グリッド構造５１が配置される。なお、他の例において、図５に示されているように、例えば焼結によって、カバー部材２及び前記第１のマイクロチャンネル１０１の平行チャンネル１０１１Ａによって画成している壁にマイクロ突出部１４が複数形成される。
【００４６】
さらに図２３を参照すると、ステップＳ４１８において、前記マイクロ流路を蓋するように、前記第１の絶縁層１１の第１面上に前記第１の導電層１２が設けられる。他の例においては、前記第１の絶縁層１１の第１面に第１の導電層１２を設ける前に、前記マイクロ突出部１４が前記第１の導電層１２に形成される。
【００４７】
さらにステップＳ４２０において、前記基板１にマイクロパンプ４１（図３参照）が取付けられる。
【００４８】
さらに、ステップＳ４２２において、前記第１、２のマイクロ流路１０Ａ、１０Ｂに前記マイクロパンプ４１によって冷媒が充填される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のマイクロ流路をそなえたマイクロ熱放散装置によれば、半導体素子による熱が効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第１の実施例のマイクロ流路を概略示す路線図。
【図２】該実施例における基板を示す概略下視断面図。
【図３】本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第２の実施例のマイクロ流路を概略示す路線図。
【図４】本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第３の実施例のマイクロ流路を概略示す路線図。
【図５】第１のマイクロチャンネルに配置される金属グリッド手段の局部拡大断面図。
【図６】前記第１のマイクロチャンネルに形成される複数の毛細管手段の局部拡大断面図。
【図７】本発明にかかるマイクロ熱放散装置の第４の実施例を概略示す局部拡大断面図。
【図８】本発明にかかるマイクロ熱放散装置の製造方法の第１の実施例を概略示すフローチャート。
【図９】本発明の第１の実施例の方法において用意される絶縁層と導電層とを有する基板構成を示す局部拡大断面図。
【図１０】本発明の第１の実施例の方法中の絶縁層パターニング工程による基板の局部拡大断面図。
【図１１】本発明の第１の実施例の方法中の絶縁層の孔形成工程による基板の局部拡大断面図。
【図１２】本発明の第１の実施例の方法中の絶縁層にカバー部材を配置する工程による基板の局部拡大断面図。
【図１３】本発明にかかるマイクロ熱放散装置の製造方法の第２の実施例を概略示すフローチャート。
【図１４】本発明の第２の実施例の方法において用意される第１の絶縁層と導電層とを有する基板構成を示す局部拡大断面図。
【図１５】本発明の第２の実施例の方法中の第１の絶縁層パターニング工程による基板の局部拡大断面図。
【図１６】本発明の第２の実施例の方法中の第１の絶縁層の孔形成工程による基板の局部拡大断面図。
【図１７】本発明の第２の実施例の方法中の第１の絶縁層にカバー部材を配置工程による基板の局部拡大断面図。
【図１８】本発明の第２の実施例の方法中のカバー部材に通孔を形成する工程による基板の局部拡大断面図。
【図１９】本発明の第２の実施例の方法中のカバー部材に第２の絶縁層を設ける工程による基板の局部拡大断面図。
【図２０】本発明の第２の実施例の方法中の第２の絶縁層をパターニングする工程による基板の局部拡大断面図。
【図２１】本発明の第２の実施例の方法中の第２の絶縁層に第２の孔を形成する工程による基板の局部拡大断面図。
【図２２】本発明の第２の実施例の方法中の第１のマイクロチャンネルに金属体によるグリッド手段を設ける工程による基板の局部拡大断面図。
【図２３】本発明の第２の実施例の方法中のカバー部材により第１のマイクロチャンネルを蓋する工程による基板の局部拡大断面図。
【符号の説明】
【００５１】
1...基板
2...カバー部材
4...流量制御器
6...フォトマスク
8...フォトレジスト層
10...マイクロ流路
11...第1の絶縁層11
12...第1の導電層12
14...マイクロ突出部
14...マイクロ突出部
31...第2の絶縁層
32...第2の導電層
41...マイクロパンプ
51...金属グリッド構造
60...パターン
82...第1の領域
83...第2の領域
101、102...第1、2のマイクロチャンネル
103、104...第1、2のマイクロ管
103c、103d、1011e、1011f、1041g1、1042h1、105i、106k、107m...第1の端部
104g、104h、1021a、1021b、1041g2、1042h2、105j、106l、107n...第2の端部
105...受入管
106...合流管
107...第3のマイクロ管
108...マイクロタンク
200...通孔
1001、1002...孔
1011、1021...平行チャンネル
１０６２...マイクロ通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2005033162.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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