(57)【要約】【課題】容易に製造可能な流体冷却装置を提供する。【解決手段】積層板を積層して形成される積層体１０の外周に、積層板の一端辺の両端側に設けられる導電板１６２Ａを厚み方向に積層して連結された導電層１６２が形成されている。これにより、積層板を厚み方向に積層する際に、半導体パッケージに電力を供給する導電層１６２も同時に形成することができる。したがって、導電層１６２を備えた流体冷却装置１を容易に製造することができる。【選択図】図２
2007220834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体からの熱が伝達されるフィンを有する伝熱板、および前記フィン間に流体を流通させる流路を形成する流路孔を有する流路板を備えて構成される積層板を積層した流路形成部を備えた流体冷却装置であって、
前記積層板は、一端辺の両端側にそれぞれ導電部を備え、
前記流路形成部の外周に前記導電部を積層して連結される導電層が設けられた
ことを特徴とする流体冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体冷却装置において、
前記導電層および前記流路形成部の間に、これらの導電層および流路形成部を絶縁する絶縁層が設けられた
ことを特徴とする流体冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の流体冷却装置において、
前記導電層と前記絶縁層との境界、および前記流路形成部と前記絶縁層との境界のうち少なくともいずれか一方の境界は、前記積層方向に沿って凹凸状に形成された
ことを特徴とする流体冷却装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の流体冷却装置において、
前記積層体は、前記フィンを左右対称に分離する中心線の延長上に設けられるとともに、この中心線に対して左右対称となる接合突出部を備え、
前記発熱体は、前記接合突出部の前記中心線の延長上に接合される
ことを特徴とする流体冷却装置。
【請求項５】
電子により駆動するとともに、駆動により発熱する駆動発熱部と、
前記発熱部を冷却する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の流体冷却装置と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項６】
発熱体からの熱が伝達されるフィンを有する伝熱板、および前記フィン間に流体を流通させる流路を形成する流路孔を有する流路板を備えて構成される積層板を積層した流路形成部を備え、この流路形成部の外周に絶縁層を介して導電層が形成される流体冷却装置を製造する製造方法であって、
積層板を複数連結させた基板の一端辺の両端側に、この一端辺と隣り合う辺から前記一端辺に亘る位置に孔部を形成する孔部形成工程と、
前記基板を厚み方向に複数積層して連結させて積層基板を形成する積層工程と、
前記孔部に絶縁部材を充填して絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記積層基板を積層方向に切断して絶縁層を端面から露出させて積層体を成形する成形工程と、を備えた
ことを特徴とする流体冷却装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路孔に冷却水を流通させることで発熱体を冷却する流体冷却装置、電子機器、および流体冷却装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）やＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）の高輝度を実現するために、これらのＬＥＤやＬＤを積載したパッケージの裏面に冷却装置を設ける構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のものは、積層プレートを積層して形成される液冷ジャケットである。この液冷ジャケットは、銅のような熱伝導性の良好な金属の薄板に、流路を形成する穴を打ち抜き加工して積層プレートを形成し、これらの積層プレートを積層させて接合し、端部に流体の流入部および流出部が設けられた端板を接合して形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６６８５５号公報（第４頁ないし第７頁、図１ないし図７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、ＬＥＤやＬＤなどの半導体パッケージと、液冷ジャケットなどの冷却装置と、を電子機器などに実装しやすくするため、半導体パッケージと冷却装置とを一体化した構成が望まれている。このような一体構造では、半導体パッケージの裏面に電極を形成して、冷却装置の表面に設けられる電極にこの半導体パッケージの裏面の電極を接続する。しかしながら、上記特許文献１に記載のような液冷ジャケットでは、半導体パッケージを取り付ける際に、液冷ジャケットの表面に絶縁層を挟んで電極となる導電層を設ける必要がある。このため、液冷ジャケットに絶縁層を設ける工程、導電層を設ける工程が必要となり、製造コストが増大してしまうという問題が挙げられる。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑み、容易に製造可能な流体冷却装置、電子機器、および流体冷却装置の製造方法を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流体冷却装置は、発熱体からの熱が伝達されるフィンを有する伝熱板、および前記フィン間に流体を流通させる流路を形成する流路孔を有する流路板を備えて構成される積層板を積層した流路形成部を備えた流体冷却装置であって、前記積層板は、一端辺の両端側にそれぞれ導電部を備え、前記流路形成部の外周に前記導電部を積層して連結される導電層が設けられたことを特徴とする。
ここで発熱体としては、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）やＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）などの半導体パッケージが用いられる。そして、導電層には、電力を供給する電力供給部に接続され、この導電層から半導体パッケージに電力が供給される。
【０００８】
この発明によれば、積層板を積層して形成される流路形成部の外周に、積層板の一端辺の両端側に設けられる導電部を厚み方向に積層して連結された導電層が形成されている。これにより、導電部を厚み方向に積層するだけで、導電層を容易に形成することができる。したがって、発熱体に電力を供給する導電層を備えた流体冷却装置を容易に製造することができる。さらに、積層板と導電部とが一体化された基板を積層することで、流路形成部と導電層とを同時に形成することができる。したがって、より容易に流体冷却装置を製造することができる。
【０００９】
また、本発明では、前記導電層および前記流路形成部の間に、これらの導電層および流路形成部を絶縁する絶縁層が設けられることが好ましい。
この発明によれば、導電層および流路形成部の間に絶縁層が設けられている。これにより、積層板として熱伝導率の良好な例えば銅、アルミ、および銅やアルミの合金などの金属を用いた場合でも、絶縁層により流路形成部と導電層とが絶縁されているので、流路形成部に電気が逃げたり、ショートしたりすることなく、良好に発熱体に電力を供給することができる。
【００１０】
この時、本発明では、前記導電層と前記絶縁層との境界、および前記流路形成部と前記絶縁層との境界のうち少なくともいずれか一方の境界は、前記積層方向に沿って凹凸状に形成されたことが好ましい。
この発明によれば、導電層と絶縁層との境界、および流路形成部と絶縁層との境界のうち少なくともいずれか一方の境界が凹凸状となっているため、導電層および絶縁層、もしくは流路形成部および絶縁層の接合強度を高めることができる。ここで、この凹凸は、積層板に設けられる孔部の形状や大きさを変形させるだけで容易に形成されるため、絶縁層と、導電層および流路形成部との接合強度を容易に高めることができる。
【００１１】
さらに、本発明では、前記積層体は、前記フィンを左右対称に分離する中心線の延長上に設けられるとともに、この中心線に対して左右対称となる接合突出部を備え、前記発熱体は、前記接合突出部の前記中心線の延長上に接合されることが好ましい。
この発明によれば、積層板は、伝熱板に設けられるフィンの中心線上に設けられ、この中心線に対して左右対称に設けられる接合突出部を備え、この接合突出部に発熱体が接合されている。これにより、発熱体の熱がフィンに均等に伝熱され、フィンから流体中に効率よく放熱することができる。したがって、流体冷却装置の冷却能力が向上し、発熱体を良好に冷却することができる。
【００１２】
また、本発明の電子機器は、電子により駆動するとともに、駆動により発熱する駆動発熱部と、前記発熱部を冷却する上記したような流体冷却装置と、を備えたことを特徴とする。
ここで、電子機器としては、例えば電子により発光するＬＥＤもしくはＬＤなどを備えた照明光学系と、照明光学系から射出された光束を光変調する光変調素子と、光変調素子から射出された光束をスクリーンなどの投写対象に拡大投写する投写光学系と、照明光学系のＬＥＤやＬＤに設けられる上記のような流体冷却装置と、を備えたプロジェクタなどが例示できる。
この発明によれば、上記のような流体冷却装置を電子機器の駆動発熱部に取り付けるので、駆動発熱部の熱を良好に冷却することができる。さらに、導電層を備えた流体冷却装置に駆動発熱部を接続するため、この導電層と例えば電力を供給する電力供給部とを接続するだけで容易に駆動発熱部への電気的配線が実施できる。また、流体冷却装置と駆動発熱部をユニット化できるので、電子機器への組み込みも容易に実施できる。したがって、電子機器の製造工程を簡略化でき、製造コストも低減することができる。
【００１３】
そして、本発明の流体冷却装置の製造方法は、発熱体からの熱が伝達されるフィンを有する伝熱板、および前記フィン間に流体を流通させる流路を形成する流路孔を有する流路板を備えて構成される積層板を積層した流路形成部を備え、この流路形成部の外周に絶縁層を介して導電層が形成される流体冷却装置を製造する製造方法であって、積層板を複数連結させた基板の一端辺の両端側に、この一端辺と隣り合う辺から前記一端辺に亘る位置に孔部を形成する孔部形成工程と、前記基板を厚み方向に複数積層して連結させて積層基板を形成する積層工程と、前記孔部に絶縁部材を充填して絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記積層基板を積層方向に切断して絶縁層を端面から露出させて積層体を成形する成形工程と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、積層板が複数連結された基板の一端辺の両端側に、この一端辺と隣り合う辺から前記一端辺に亘って孔部を形成する。そして、この基板を積層して積層基板を形成した後、孔部に絶縁部材を充填させて絶縁層を形成する。そして、この後、絶縁層が端面から露出するように積層基板を積層方向に沿って切断して積層体を成形している。このため、導電板と積層板とが一体化された状態で絶縁層を形成し、最後に積層基板を切断して積層板を形成するので、導電板が積層板から離れずに、積層板の積層時に同時に導電層を形成することができる。よって、積層体の形成後に、導電層や絶縁層を新たに形成する手間が省け、容易に流体冷却装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[第一の実施の形態]
以下、本発明における一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
［流体冷却装置の構成］
図１は、本発明に係る第一の実施の形態の流体冷却装置の概略を示す平面図である。図２は、第一の実施の形態における流体冷却装置の概略を模式的に示す斜視図である。図３は、図２におけるIII−III線で断面した際の断面図である。図４は、図２におけるIV−IV線で断面した際の断面図である。図５は、図１のV−V線で断面した際の断面図である。
【００１６】
図１ないし図５において、１は、流体冷却装置であり、この流体冷却装置１は、内部に冷却流体を流通させることで発熱体としての半導体パッケージ２の熱を冷却する装置である。この流体冷却装置１は、複数の積層板が積層されて箱状に形成された積層体１０を備えて構成されている。この積層体１０は、内部に冷却流体が流通される流路が形成される流路形成部としての冷却部本体１０Ａと、半導体パッケージ２が接合される接合面１０Ｂに形成される接合部１６と、を備えている。
【００１７】
冷却部本体１０Ａは、図３に示すように、パイプ接続板１１と、複数の伝熱板１２と、複数の流路板１３と、蓋端板１４と、を備えた積層板を積層し、例えば拡散接合などにより接合することで形成されている。上記のような積層板は、いずれも熱伝導性が良好な例えば銅、アルミ、および銅やアルミの合金などの金属部材にて形成されている。また、これらの積層板は、積層方向に直交する面形状が長手方向を有する略矩形状に形成され、いずれも略同一寸法に形成されている。
【００１８】
パイプ接続板１１は、積層体１０の一端面に配置される積層板である。このパイプ接続板１１は、矩形の両端側にそれぞれ冷却流体を導入する流体導入孔１１Ａおよび流体を排出する流体流出孔１１Ｂが形成されている。これらの流体導入孔１１Ａおよび流体流出孔１１Ｂには、それぞれ冷却流体を導入または排出する金属製のパイプ３が例えばロウ付けなどにより接続されている。そして、このパイプ３は、図示しないチューブを介して図示しないポンプに接続されている。
【００１９】
伝熱板１２は、厚み寸法が例えば１０μｍないし１ｍｍに形成される薄板状の積層板である。この伝熱板１２は、長手方向の両端側にはそれぞれ導入孔１２Ａおよび排出孔１２Ｂが形成されている。これらの導入孔１２Ａおよび排出孔１２Ｂは、それぞれ、パイプ接続板１１の流体導入孔１１Ａおよび流体流出孔１１Ｂに対向する位置に形成されている。
そして、これらの伝熱板１２に形成された導入孔１２Ａ同士、流体導入孔１１Ａおよび導入孔１２Ａは、後述の流路板１３に形成される流路孔１３Ａにより互いに連結され、導入流路１５Ａを形成している。同様に、伝熱板１２に形成された排出孔１２Ｂ同士、排出孔１２Ｂおよび流体流出孔１１Ｂは、流路板１３に形成される流路孔１３Ａにより互いにに連結されて排出流路１５Ｂを形成している。
【００２０】
また、伝熱板１２の導入孔１２Ａおよび排出孔１２Ｂの間には、フィン１２Ｃが形成されている。このフィン１２Ｃは、伝熱板１２の長手方向に直交する中心線Ｐ（図５参照）に対して左右対称となるように、すなわち導入孔１２Ａから中心線Ｐまでの距離と排出孔１２Ｂから中心線Ｐまでの距離が略同一寸法となるように形成されている。
【００２１】
流路板１３は、伝熱板１２と略同一厚み寸法、例えば１０μｍないし１ｍｍに形成される薄板状の積層板である。この流路板１３は、パイプ接続板１１および伝熱板１２の間、各伝熱板１２間、伝熱板１２および蓋端板１４の間にそれぞれ配置されている。
【００２２】
そして、この流路板１３には、長手方向に沿って、積層方向に連通する略矩形状の流路孔１３Ａが形成されている。この流路孔１３Ａは、上記したように隣り合う伝熱板１２２の導入孔１２Ａ同士、パイプ接続板１１に最も近接して配置される伝熱板１２の導入孔１２Ａおよび流体導入孔１１Ａをそれぞれ連結し、導入流路１５Ａを形成する。また、流路孔１３Ａは、上記したように、隣り合う伝熱板１２の排出孔１２Ｂ同士、パイプ接続板１１に最も近接する伝熱板１２の排出孔１２Ｂおよび流体流出孔１１Ｂを連結して、排出流路１５Ｂを形成する。さらに、流路孔１３Ａは、隣り合う伝熱板１２のフィン１２Ｃの間に、導入流路１５Ａおよび排出流路１５Ｂ間を連通する流路としてのマイクロチャネル部１５Ｃを形成する。
【００２３】
蓋端板１４は、積層体１０のパイプ接続板１１とは反対側の他端面に配置される積層板である。この蓋端板１４は、上記パイプ接続板１１、伝熱板１２、および流路板１３にて形成される冷却流体の流路の一端部を閉塞する。
【００２４】
そして、冷却部本体１０Ａは、上記のようなパイプ接続板１１、伝熱板１２、流路板１３、および蓋端板１４により、内部に導入流路１５Ａ、排出流路１５Ｂ、およびマイクロチャネル部１５Ｃを備えた流路が形成され、この流路に冷却流体を流通させることでフィン１２Ｃの熱を冷却し、半導体パッケージ２を冷却している。
【００２５】
接合部１６は、半導体パッケージ２が接合される接合突出部１６１と、半導体パッケージ２に電気的に接続される導電層１６２とを備えている。また、これらの接合突出部１６１および導電層１６２の間には、絶縁層１６３が設けられ、互いに絶縁されている。なお、絶縁層１６３を形成する絶縁素材としては、本実施の形態ではポリイミドなどが用いられる。なお、絶縁素材としては、これに限られず、絶縁性に優れた例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ)、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などを用いてもよい。
【００２６】
接合突出部１６１は、冷却部本体１０Ａから接合面１０Ｂ側に突出して設けられており、突出端面が平面状に形成されている。この接合突出部１６１は、前述した冷却部本体１０Ａを構成する積層板の一部を積層することで形成されている。すなわち、パイプ接続板１１、伝熱板１２、流路板１３、および蓋端板１４には、長手方向と平行する一端辺の両端側に略矩形状に切欠かれた切欠部１６１Ａが設けられ、これらの切欠部１６１Ａの間に突出部１６１Ｂが突設されている。この突出部１６１Ｂは、伝熱板１２の中心線Ｐに対して左右対称となるように形成されている。そして、これらのパイプ接続板１１、伝熱板１２、流路板１３、および蓋端板１４を積層させることで、突出部１６１Ｂが積層されて図１および図２に示すような接合突出部１６１が形成される。
【００２７】
導電層１６２は、接合突出部１６１の両端側、すなわち積層板の切欠部１６１Ａの位置に設けられている。この導電層１６２は、冷却部本体１０Ａを形成する積層板と同一の素材、すなわちアルミ、銅、アルミや銅の合金などの金属部材にて形成される導電部としての導電板１６２Ａを、冷却部本体１０Ａの積層板の積層方向と同一方向に積層して形成されている。この時、導電層１６２の上面は、接合突出部１６１の突出端面と略同一平面上に形成され、この導電層１６２の上面と接合突出部１６１とにて平坦な接合面１０Ｂが形成される。そして、導電層１６２は、図示しない電力供給部と電気的に接続されており、この導電層１６２に半導体パッケージ２を接続することで、半導体パッケージ２に電力が供給される。
【００２８】
そして、接合部１６では、絶縁層１６３と導電層１６２との導電板１６２Ａの積層方向に沿う境界、絶縁層１６３と接合突出部１６１との積層板の積層方向に沿う境界、および絶縁層１６３と冷却部本体１０Ａとの積層板の積層方向に沿う境界が凹凸状に形成されている。すなわち、導電層１６２を構成する導電板１６２Ａの一部、および冷却部本体１０Ａを構成する積層板のうち伝熱板１２および流路板１３の一部は、他の導電板１６２Ａおよび積層板と比べて面方向の外径寸法が大きく、もしくは小さく形成されており、絶縁層１６３との境界が凹凸状に形成される。これにより、絶縁層１６３および導電層１６２の接合強度、絶縁層１６３および接合突出面の接合強度、絶縁層１６３および冷却部本体１０Ａの接合強度が向上する。
【００２９】
［流体冷却装置の使用方法］
上記のような流体冷却装置１では、接合突出部１６１および２つの導電層１６２に亘って半導体パッケージ２を接合する。具体的には、半導体パッケージ２の裏面に設けられる図示しないヒートシンク部を接合突出部１６１の中心線Ｐ上に、図５に示すように接合突出部１６１との間に例えば熱伝導接着剤や半田などの熱伝導部材１７を介して接合される。
【００３０】
そして、半導体パッケージ２の裏面に設けられる電極と、導電層１６２とを例えばハンダ付けなどにより接合する。この導電層１６２は、上記したように絶縁層１６３を介して冷却部本体１０Ａおよび接合突出部１６１に接合されているため、半導体パッケージ２と冷却部本体１０Ａとを絶縁することができる。
【００３１】
この時、接合突出部１６１の突出端面および導電層１６２の上面にて平坦な接合面１０Ｂが形成されているため、熱伝導部材１７の厚み寸法を小さくできる。したがって、この熱伝導部材層での熱抵抗が小さくなり、半導体パッケージ２の熱を良好に冷却部本体１０Ａに伝達することができ、半導体パッケージ２を良好に冷却することができる。
【００３２】
そして、上記のように半導体パッケージ２を接合した流体冷却装置１の冷却部本体１０Ａに冷却流体を流通させると、マイクロチャネル部１５Ｃにおいて、半導体パッケージ２の熱が伝達されるフィン１２Ｃと冷却流体との間で熱交換され、フィン１２Ｃの熱が冷却流体中に放熱される。この時、フィン１２Ｃは、中心線Ｐに対して左右対称に設けられているため、中心線Ｐ上に接合される半導体パッケージ２の熱を均等にフィン１２Ｃに伝達させることができる。したがって、マイクロチャネル部１５Ｃにおいて、フィン１２Ｃの面積を有効に活用して冷却流体との間で熱交換することができ、フィン１２Ｃと冷却流体との間の熱交換率が向上する。よって、良好に半導体パッケージ２の熱を冷却することができる。
【００３３】
［流体冷却装置の製造方法］
次に上記のような流体冷却装置１の製造方法について、図６ないし図１０に基づいて説明する。図６は、流体冷却装置の製造工程を示すフローチャートである。図７は、パイプ接続板を製造するためのパイプ接続基板の構成を示す平面図である。図８は、伝熱板を製造するための伝熱基板の構成を示す平面図である。図９は、流路板を製造するための流路基板の構成を示す平面図である。図１０は、蓋端板を製造するための蓋基板の構成を示す平面図である。
【００３４】
流体冷却装置１の積層体１０の製造では、図６に示すように、先ず、各積層板が上下左右方向に連結された基板に打ち抜き加工により孔部を形成する（ステップＳ１：孔部形成工程）。ここで、各基板として、図７ないし図１０に示すように、パイプ接続板１１が上下左右方向に連結されたパイプ接続基板４１、伝熱板１２が上下左右方向に接続された伝熱基板４２、流路板１３が上下左右方向に連結された流路基板４３、および蓋端板１４が上下左右方向に連結された蓋基板４４を用いる。なお、図７ないし図１０において、パイプ接続板１１、伝熱板１２、流路板１３、および蓋端板１４が上下左右方向にそれぞれ４つ連結された例を示すが、さらに多くのパイプ接続板１１、伝熱板１２、流路板１３、および蓋端板１４が連結された基板を用いてもよい。
【００３５】
具体的に、このステップＳ１では、図７に示すように、パイプ接続基板４１のパイプ接続板１１の両端側に、流体導入孔１１Ａおよび流体流出孔１１Ｂを打ち抜き加工により形成する。また、パイプ接続板１１の接合面１０Ｂを形成する接合辺４Ａの両端側に、略Ｌ字状の切欠部１６１Ａを打ち抜き加工により形成する。ここで、切欠部１６１Ａは、接合辺４Ａから、この接合辺４Ａと隣り合う側辺４Ｂに亘って形成する。これにより、接合辺４Ａの両端位置にそれぞれ導電層１６２を形成する導電板１６２Ａが形成される。
また、図８に示すように、伝熱基板４２の伝熱板１２の両端側に、導入孔１２Ａおよび排出孔１２Ｂを打ち抜き加工により形成する。そして、パイプ接続基板４１と同様に、接合辺４Ａから側辺４Ｂに亘ってＬ字状の切欠部１６１Ａを打ち抜き加工により形成し、導電板１６２Ａを形成する。
【００３６】
さらに、図９に示すように、流路基板４３の流路板１３に、流路孔１３Ａを打ち抜き加工により形成する。そして、パイプ接続基板４１および伝熱基板４２と同様に、接合辺４Ａから側辺４Ｂに亘ってＬ字状の切欠部１６１Ａを打ち抜き加工により形成し、導電板１６２Ａを形成する。
【００３７】
そして、図１０に示すように、蓋基板４４においても、パイプ接続基板４１、伝熱基板４２、および流路基板４３と同様に、接合辺４Ａから側辺４Ｂに亘ってＬ字状の切欠部１６１Ａを打ち抜き加工により形成し、導電板１６２Ａを形成する。
【００３８】
このステップＳ１の後、各基板を積層して、例えば拡散接合やロウ付けなどにより連結接合し、積層基板を形成する（ステップＳ２：積層工程）。具体的には、パイプ接続基板４１、および蓋基板４４をそれぞれ両端側に配置し、これらのパイプ接続基板４１および蓋基板４４の間に流路基板４３および伝熱基板４２を交互に複数積層する。この際、各基板が積層された状態で、隣り合う基板の切欠部１６１Ａが互いに連結され、積層方向に沿って切欠部１６１Ａによる空洞が形成されるように、各基板の積層位置を調整する。
【００３９】
そして、ステップＳ２の後、切欠部１６１Ａによって形成された空洞に絶縁部材を充填する（ステップＳ３：絶縁層形成工程）。具体的には、切欠部１６１Ａによって形成された空洞にポリイミドの前躯体であるポリアミック酸水溶液を充填し、このポリアミック酸水溶液を加熱する。これにより、溶媒が除去されてイミド化反応が進行し、切欠部１６１Ａにポリイミドが充填される。なお、絶縁物質としては、ポリイミドに限らず、絶縁性に優れた例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ)、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの絶縁性樹脂を利用することができる。
【００４０】
この後、積層基板を切断して、積層体１０を形成する（ステップＳ４：成形工程）。具体的には、図７ないし図１０に示す側辺４Ｂに沿って積層基板を切断した後、接合辺４Ａに沿って積層基板を切断する。これにより、積層体１０の接合面１０Ｂおよび接合面１０Ｂと隣り合う側面に絶縁層１６３が露出し、導電層１６２と、冷却部本体１０Ａおよび接合突出部１６１とが絶縁層１６３により絶縁された状態となる。
【００４１】
上記のような流体冷却装置１の製造方法では、ステップＳ２にて各基板を積層する工程において、導電層１６２を同時に積層形成することができる。また、基板に各積層板と導電板１６２Ａとを成形し、これらの基板を積層して絶縁層１６３を形成した後、ステップＳ４にて切断して積層体１０を形成するので、導電層１６２を形成する導電板１６２Ａが各基板から分離されない。このため、容易に積層体１０を製造することができ、製造に要するコストも低減することができる。
【００４２】
［第二の実施の形態］
次に本発明の第二の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１１は、第二の実施の形態に係るプロジェクタの光学系近傍の概略構成を示す図である。
【００４３】
第二の実施の形態は、上記第一の実施の形態にて示した流体冷却装置１を備えた電子機器としてのプロジェクタについて説明する。
【００４４】
この第二の実施の形態に係るプロジェクタ５は、図１１に示すように、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色をそれぞれ発光する発熱体、および駆動発熱部としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）５１と、ＬＥＤ５１からの射出された光束を光変調する液晶パネル５２と、液晶パネル５２にて光変調された光束を色合成するクロスダイクロイックプリズム５３と、色合成された光束をスクリーン８に向かって投写する投写光学系５４と、ＬＥＤ５１に設けられてＬＥＤ５１の熱を冷却する冷却機構７とを備えている。
【００４５】
ＬＥＤ５１は、色毎に設けられ、すなわち、赤色ＬＥＤ５１Ｒ、緑色ＬＥＤ５１Ｇ、および青色ＬＥＤ５１Ｂが設けられている。これらのＬＥＤ５１は、光束の発光量に応じた熱量を発熱する発熱体である。そして、ＬＥＤ５１の発熱効率の低下を防止し、射出される光束の色を安定させるためには、この発熱された熱を吸熱、放熱などにより冷却することが必要となる。
【００４６】
液晶パネル５２は、赤色用液晶パネル５２Ｒ、緑色用液晶パネル５２Ｇ、および青色用液晶パネル５２Ｂを備え、これらの各色液晶パネル５２は、それぞれ各色のＬＥＤ５１に対向して配置されている。これらの液晶パネル５２は、図示しない制御回路部に電気的に接続されている。そして、この制御回路部から画像信号に基づいた所定の駆動信号が入力されることにより駆動され、ＬＥＤ５１から入射した光束を画素毎に光変調する。
【００４７】
クロスダイクロイックプリズム５３は、各液晶パネル５２から射出された光束を色合成し、画像を形成し、投写光学系５４に投射する。そして、投写光学系５４は、クロスダイクロイックプリズム５３からの画像を拡大投写させてスクリーン８に表示させる。
【００４８】
冷却機構７は、ＬＥＤの裏面に例えばロウ付けなどにより接合される流体冷却装置１と、流体冷却装置１に冷却流体を流通させるポンプ７１と、冷却流体の熱を放熱するラジエータ７２と、これらの流体冷却装置１、ポンプ７１、およびラジエータ７２を連結するチューブ７３とを備えている。ここで、流体冷却装置１は、上記第一の実施の形態のものを利用する。この流体冷却装置１において、導電層１６２には、各ＬＥＤの裏面に突出形成される電極が例えばハンダ付けなどにより接合され、この導電層１６２は、図示しない制御回路部に電気的に接続されている。
【００４９】
このような冷却機構７では、ポンプ７１により冷却流体を流体冷却装置１、ラジエータ７２、およびチューブ７３の内部に流通させる。このような構成では、流体冷却装置１にてＬＥＤ５１の熱を冷却流体内に放熱させ、この冷却流体の熱をラジエータ７２にて冷却し、再び流体冷却装置１に流通させるので、効率よく流体冷却装置１にてＬＥＤの熱を冷却することができる。
【００５０】
また、ＬＥＤの裏面に形成される電極を流体冷却装置１の導電層１６２に接合することで、これらＬＥＤと流体冷却装置１をユニット化することができ、プロジェクタ５への組み込みが容易に実施できる。従って、プロジェクタ５の製造工程を簡略化することができ、製造コストも低減することができる。
【００５１】
[実施の形態の変形例]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５２】
例えば、積層体１０は、各基板が拡散接合により接合されている例を示したが、例えばロウ付けなどにより接合されて構成されたものであってもよい。
【００５３】
さらに、流体冷却装置１の製造方法において、ステップＳ４にて基板を接合辺４Ａ、側辺４Ｂを切断して積層体１０を製造する例を示したが、例えばステップＳ２の後、側辺４Ｂのみを切断し、ステップＳ３にて側辺４Ｂ側から絶縁物質を充填する製造方法としてもよく、ステップＳ１の後、側辺４Ｂのみを切断して、この後ステップＳ２にて積層工程を実施してもよい。すなわち、絶縁物質を充填する工程において、導電板１６２Ａが各基板から離脱していなければよく、このような製造方法であっても、容易に流体冷却装置１を製造することができる。
また、ステップＳ１の孔部形成工程としては、孔部の形成に打ち抜き加工だけでなく、エッチング加工も用いることができる。
【００５４】
また、第二の実施の形態において、流体冷却装置１をプロジェクタ５のＬＥＤ５１に取り付ける構成を示したが、これに限定されず、例えばＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）を備えたプロジェクタにおいて、ＬＤの裏面に流体冷却装置を接合する構成としてもよい。また、電子機器としてプロジェクタに限らず、例えばパーソナルコンピュータなどの他の電子機器に本発明の流体冷却装置１を取り付ける構成としてもよく、この場合、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などに取り付ける構成とすれば、ＣＰＵを良好に冷却することができる。
【００５５】
また、上記第一の実施の形態において、伝熱板１２のフィン１２Ｃが伝熱板１２の長手方向に直交し、かつ積層板の積層方向に沿う中心線Ｐに対して対称となるように形成され、半導体パッケージ２が接合突出部１６１の中心線Ｐに沿って配置される例を示したが、これに限らない。例えばフィン１２Ｃが伝熱板１２の一方側に偏って形成されたものであってもよく、この場合、半導体パッケージ２も同様に、接合部１６の一方側に偏って配置させることで、半導体パッケージ２の熱を均等にフィン１２Ｃに伝達させることができる。
【００５６】
また、導電層１６２と絶縁層１６３との境界、接合突出部１６１と絶縁層１６３との境界、および冷却部本体１０Ａと絶縁層１６３との境界が凹凸状に形成される例を示したが、直線状に形成されていてもよい。この場合、例えば絶縁物質として接着性の良好な素材、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などを選択することで、接合強度を維持することができる。
【００５７】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、発熱体の熱を冷却する流体冷却装置、およびこの流体冷却装置を備えた電気機器に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る第一の実施の形態の流体冷却装置の概略を示す平面図。
【図２】第一の実施の形態における流体冷却装置の概略を模式的に示す斜視図。
【図３】図２におけるIII−III線で断面した際の断面図。
【図４】図２におけるIV−IV線で断面した際の断面図。
【図５】図１のV−V線で断面した際の断面図。
【図６】流体冷却装置の製造工程を示すフローチャート。
【図７】パイプ接続板を製造するためのパイプ接続基板の構成を示す平面図。
【図８】伝熱板を製造するための伝熱基板の構成を示す平面図。
【図９】流路板を製造するための流路基板の構成を示す平面図。
【図１０】蓋端板を製造するための蓋基板の構成を示す平面図。
【図１１】第二の実施の形態に係るプロジェクタの光学系近傍の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１…流体冷却装置、２…発熱体としての半導体パッケージ、１０…積層体、１０Ａ…流路形成部としての冷却部本体、１２…伝熱板、１２Ｃ…フィン、１３…流路板、１３Ａ…流路孔、５１…発熱体としてのＬＥＤ、１６２…導電層、１６２Ａ…導電部としての導電板、１６３…絶縁層。
【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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