JP2007242724A - マイクロチャンネル構造体、マイクロチャンネル構造体の製造方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、低コスト化を図ることが可能なマイクロチャンネル構造体、マイクロチャンネル構造体の製造方法及び電子機器を提供すること。
【解決手段】第１の端板７と、流入用開口部２ａが長さ方向の一部の領域に設けられた流入部材２と、流出用開口部３ａが長さ方向の一部に設けられた流出部材３と、第１の端板７上の流入部材２及び流出部材３の位置に対応した孔２１，２６，２７が設けられ、孔２１，２６，２７に流入部材２及び流出部材３が挿通された状態で、流入用開口部２ａ及び流出用開口部３ａが設けられた領域に積層され複数の微細流路を構成する複数の流路板５，６と、第１の端板７上の流入部材２及び流出部材３の位置に対応した２つの孔８ｃが設けられ、２つの孔８ｃのそれぞれに流入部材２及び流出部材３が挿通された状態で、複数の流路板５，６上に積層された第２の端板８とを備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、マイクロチャンネル構造体、マイクロチャンネル構造体の製造方法及び電子機器に関する。

近年、半導体の高密度化に伴い、単位体積あたりの発熱量が増大し、ヒートシンク及びファンを備えた冷却装置では冷却能力が不足することが課題となっている。そこで、発熱体を冷却する手法として、マイクロチャンネルと呼ばれる微細な流路に冷媒を流す手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の電子機器の液冷システムは、金属として銅からなる薄板を用い、この薄板を矩形管状に打ち抜き加工し、複数枚積層することにより流路が形成されている。そして、複数の薄板を積層した後、冷却液の入口及び出口それぞれにパイプを接続している。
特開２００５−１６６８５５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の液冷システムでは、入口及び出口に設けるパイプを接続するために、パイプを薄板に溶接したり、パイプ形状を作り込んだブロックを積層する必要がある。これにより、コストが高くなるという問題が生じる。
また、薄板を積層するために、薄板同士の位置関係を決めるための位置決めピン等が必要である。この場合、位置決めピン等を冷却液の流路以外に配置する必要があり、無駄なスペースが存在することになる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、低コスト化を図ることが可能なマイクロチャンネル構造体、マイクロチャンネル構造体の製造方法及び電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のマイクロチャンネル構造体は、流体が流れる複数の微細流路を有するマイクロチャンネル構造体であって、第１の端板と、前記第１の端板に固定され、前記微細流路に流体を流入させる流入用開口部が長さ方向の一部の領域に設けられた流入部材と、前記第１の端板に固定され、前記微細流路から流体を流出させる流出用開口部が長さ方向の一部に設けられた流出部材と、前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した孔が設けられ、前記孔に前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられた領域に積層され前記複数の微細流路を構成する複数の流路板と、前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した２つの孔が設けられ、前記２つの孔のそれぞれに前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられていない領域の前記複数の流路板上に積層された第２の端板とを備えることを特徴とする。

本発明に係るマイクロチャンネル構造体では、流入部材から流入した流体は、流入部材の長さ方向の一部に形成された流入用開口部より微細流路に流れる。微細流路を通過した流体は、流出部材の長さ方向の一部に形成された流出用開口部より流出部材に流出する。このとき、微細流路は、流路板が流入部材及び流出部材の長さ方向に積層された構造であるため、簡易な構成で、微細流路に効率良く流体を流すことが可能となる。したがって、マイクロチャンネル構造体に、例えば、発熱体を配置することにより、効率良く冷却することができる。
また、従来のように流路の入口及び出口にパイプを溶接する必要がないため、コストを抑えたマイクロチャンネル構造体を提供することが可能となる。さらには、流路板の位置関係を決める位置決めピン等が必要でないため、無駄なスペースがないので、低コスト化、小型化を図ることが可能となる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体は、前記流入部材の流入用開口部及び前記流出部材の流出用開口部が、前記複数の流路板の積層方向にわたって連続して開口していることが好ましい。
本発明に係るマイクロチャンネル構造体では、流入用開口部及び流出用開口部は、複数の流路板が設けられている領域にわたって開口しているため、流入部材及び流出部材を流れる流体を妨げることがないので、微細流路内に流体を効率良く流すことが可能となる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体は、前記流入部材の流入用開口部及び前記流出部材の流出用開口部が、前記複数の流路板の積層方向にわたって間隔をあけて複数形成されていることが好ましい。
本発明に係るマイクロチャンネル構造体では、流入用開口部及び流出用開口部は、流入部材及び流出部材の長さ方向に間隔をあけて複数形成されているため、開口部の加工が簡単であるため、より簡易な構成にすることが可能となる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体は、前記流入部材の複数の流入用開口部及び前記流出部材の複数の流出用開口部の開口径が、前記第２の端板から前記第１の端板に向けて順に大きくなっていることが好ましい。

本発明に係るマイクロチャンネル構造体では、流入部材の流入口付近で流体の圧力損失は低く、流入部材の下流側に向かうに従い、水の圧力損失が高くなるため、第２の端板から第１の端板に向けて流入用開口部の開口径を大きくすることにより、圧力損失の高くなる側での抵抗を低減し、微細流路での流体の流れる量を均一化することができる。
また、流出部材では、下流側に向かうに従い水の圧力損失が低くなるため、第２の端板から第１の端板に向けて流出用開口部の開口径を順に大きくすることにより、流体を微細流路から流出部材へ流れ易くすることが可能となる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体は、前記複数の微細流路間を相互に流体が流通する流路を有することが好ましい。
本発明に係るマイクロチャンネル構造体では、複数の微細流路間を相互に流体が流通する流路を有しているため、微細流路内において相対的に高い温度の流体と相対的に低い温度の流体とを攪拌混合することができる。これにより、例えば、マイクロチャンネル構造体に発熱体を設けることで、より効率的に冷却することが可能となる。

本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法は、流体が流れる複数の微細流路を有するマイクロチャンネル構造体の製造方法であって、前記微細流路に流体を流入させる流入用開口部が長さ方向の一部の領域に設けられた流入部材と、前記微細流路から流体を流出させる流出用開口部が長さ方向の一部に設けられた流出部材とを有する第１の端板を形成する工程と、前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した孔が設けられ、前記孔に前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられた領域に前記複数の微細流路を構成する複数の流路板を積層する工程と、前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した２つの孔が設けられ、前記２つの孔のそれぞれに前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられていない領域の前記複数の流路板上に第２の端板を積層する工程とを有することを特徴とする。

また、本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法では、流入部材及び流出部材を基準とし、この流入部材及び流出部材に流路板の孔を通すことにより、微細流路が形成される。すなわち、流入部材及び流出部材が位置決めを兼ねているため、位置決めピン等を設ける必要がない。したがって、簡易な方法により、マイクロチャンネル構造体を製造することができるので、製造コストを抑えることが可能となる。

また、本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法は、少なくとも前記第２の端板を焼きバメで封止することが好ましい。

また、本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法では、例えば、第２の端板の孔の大きさを、流入部材及び流出部材の外形の大きさより小さくしておく。そして、複数の流路板を流入部材及び流出部材の長さ方向に積層した後、第２の端板を加熱し、この第２の端板の孔を拡張する。その後、この第２の端板を流路に積層した後、冷却する。これにより、第２の端板の孔は収縮し、流入部材及び流出部材に固定される。このように、焼きバメを用いることができるので、安価な方法により、流路板を流入部材及び流出部材に固定することが可能となる。

また、本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法は、少なくとも前記第２の端板が、前記流入部材及び前記流出部材より熱膨張係数の高い材料で形成されていることが好ましい。

本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法では、焼きバメにより第２の端板を固定する際、例えば、第２の端板の方が熱膨張係数の高い材料で形成されているため、第２の端板を冷却する際に第２の端板の孔が、より収縮するので確実に流入部材及び流出部材に第２の端板が固定される。

本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法では、前記複数のマイクロチャネル構造体を同時に形成可能な大判の部材を用い、前記複数のマイクロチャネル構造体を形成した後、切断して分割する工程を有することが好ましい。
本発明に係るマイクロチャンネル構造体の製造方法では、複数のマイクロチャネル構造体を同時に形成する際、位置決めピン等が必要でないため、生産効率が向上する。

また、本発明に係る電子機器は、電流を供給されることによって発光する固体発光光源を有する電子機器であって、上記のマイクロチャンネル構造体の面上に前記固体発光光源が載置されたことを特徴とする。
本発明に係る電子機器では、冷却効率が高く、コストを抑えたマイクロチャンネル構造体を用いることにより、電子機器全体も簡易な構成、かつ、安価で、発光特性の優れたものとなる。

以下、図面を参照して、本発明に係るマイクロチャンネル構造体,マイクロチャンネル構造体の製造方法及び電子機器の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
図１は、マイクロチャンネル構造体の概略構成を示す斜視図であって、図１（ａ）は、斜視図であり、図１（ｂ）は、矢印Ｐから見た側面図であり、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線における矢視断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線における矢視断面図である。
マイクロチャンネル構造体１０は、図１（ａ），図２（ａ）に示すように、銅やアルミニウムのように熱伝導性が高い金属材料からなる流路板５，６が複数積層された流路部４が形成されており、その内部には、水（流体）Ｗ等の液体を流通可能な微細な流路（微細流路）１１を複数有する。

マイクロチャンネル構造体１０は、図１（ａ）に示すように、内部に水Ｗを導入するための円形管状の導入管（流入部材）２と、内部に導入された水Ｗを排出するための円形管状の排出管３（流出部材）とを備えている。また、マイクロチャンネル構造体１０の上面１０ａは、図１（ｂ）に示すように、発熱体Ｈと接触するために平坦に形成される。この発熱体Ｈは、マイクロチャンネル構造体１０の上面１０ａにろう付け、あるいは、ハンダ付け等で接合されている。
さらに、導入管２及び排出管３の外径Ｌは、図１（ｂ）に示すように、ほぼ同じ大きさとなっている。

マイクロチャンネル構造体１０の内部には、図２（ａ）に示すように、複数の微細な流路１１が形成されている。この流路１１は、水Ｗとの接触面積を大きくするために、流路１１の断面形状の縦横比（アスペクト比）が大きく形成されている。具体的には、図２（ｂ）に示すように、各流路１１の流路板５，６の積層方向の寸法Ｌ１は２〜３ｍｍ、この積層方向に直交する寸法Ｌ２は５０〜１００μｍ程度の略矩形に形成されている。
このような構成により、導入管２からマイクロチャンネル構造体１０の内部に導入された水Ｗは、複数の微細な流路１１に分流し、その後、排出管３から外部に排出されるようになっている。水Ｗの流量は、例えば、３ｃｃ／秒程度である。

次に、導入管２には、図２（ａ）に示すように、流路１１が形成されている領域にわたって連続して開口部（流入用開口部）２ａが形成されている。また、排出管３には、流路１１が形成されている領域にわたって連続して開口部（流出用開口部）３ａが形成されている。また、開口部２ａ及び開口部３ａは、図４に示すように、長さ方向の一部を切り欠いた形状となっており、断面形状が半円状となっている。
また、この導入管２の開口部２ａにより、導入管２を流通した水Ｗを複数の流路１１に流出し、排出管３の開口部３ａにより、流路１１から流出した水Ｗを排出管３に流入させるようになっている。

次に、流路部を示す図である。
この流路部４は、図２に示すように、導入管２の下流２ｂ側及び排出管３の上流３ｂ側から順に、平板状の下板７（第１の端板）と、複数の流路板５，６と、上板（第２の端板）８とを備えており、これらにより、複数の微細流路１１が形成されている。

流路板５は、図３に示すように、マイクロチャンネル構造体１０の内部に形成される複数の流路１１を構成するための薄板部材である。流路板５は、図３に示すように、楕円状の抜き穴部（孔）２１を有する枠状部材となっている。この抜き穴部２１の中央部分は流路１１を構成し、長手方向の両端５ａ，５ｂ側は、導入管２及び排出管３が貫通可能な円弧状となっている。

流路板６は、図３に示すように、マイクロチャンネル構造体１０の内部に形成される複数の流路１１同士を仕切る壁部１２を構成するための薄板部材である。また、流路板６は、図３に示すように、長手方向の両端６ａ，６ｂ側に抜き穴部（孔）２６，２７が形成されており、抜き穴部２６，２７の中央部分が、壁部１２を形成している。
抜き穴部２６，２７は、導入管２及び排出管３の位置に対応して設けられ、抜き穴部２６，２７の形状は、導入管２及び排出管３が貫通可能な略半円状となっている。
なお、流路板５の外形は、流路板６の外形と同一であり、さらに、流路板５の抜き穴２１の両端５ａ，５ｂ側の一部の形状が、流路板６の抜き穴部２６，２７と一致するように形成されている。すなわち、マイクロチャンネル構造体１０は、抜き穴部２６，２７に導入管２及び排出管３が挿通された状態で、流路板５，６を導入管２及び排出管３を長さ方向（導入管２及び排出管３内を水Ｗが流れる方向）の開口部２ａ及び開口部２ｂが設けられた領域に積層させることにより、複数の流路１１が形成される。

上板８には、図３に示すように、両端８ａ，８ｂ側の導入管２，排出管３に対応した位置に、外径Ｍの円形状の２つの抜き穴部（孔）８ｃが形成されている。また、２つの孔８ｃのそれぞれに導入管２及び排出管３が挿通された状態で、開口部２ａ及び開口部３ｃが設けられていない領域の複数の流路板５，６上に積層されている。
この孔８ｃの外径Ｍは、導入管２，排出管３の外径Ｌより若干径の小さい大きさとなっている。

次に、以上の構成からなる本実施形態のマイクロチャンネル構造体１０の製造方法について説明する。
まず、下板７に導入管２，排出管３を固定する。そして、図４に示すように、流路板５の抜き穴部２１を導入管２，排出管３に通し、次に、流路板６の抜き穴部２６，２７を導入管２，排出管３に通す。このように、導入管２，排出管３の開口部２ａ，３ｂが形成されている領域にわたって、流路板５及び流路板６を交互に積層し、流路板５，６同士は拡散接合法等の方法で固定する。次に、焼きバメにより上板８を固定する。すなわち、上板８を加熱し、抜き穴部８ｃを拡張させて、上板８の抜き穴部８ｃを導入管２，排出管３に通す。その後、上板８を冷却することにより、上板８の抜き穴部８ｃが収縮し、導入管２，排出管３に上板８が固定される。

本実施形態に係るマイクロチャンネル構造体１０では、流路１１は、流路板５及び流路板６が導入管２及び排出管３の長さ方向に積層された構造であるため、簡易な構成で、流路１１に効率良く水Ｗを流すことが可能となる。したがって、マイクロチャンネル構造体１０の上面１０ａに設けられた発熱部Ｈを効率良く冷却することができる。さらには、流路板５，６の位置関係を決める位置決めピンが必要でないため、無駄なスペースがないので、低コスト化、小型化を図ることが可能となる。
また、本実施形態に係るマイクロチャンネル構造体１０の製造方法では、従来のように流路１１の入口及び出口にパイプを溶接する必要がないため、コストを抑えたマイクロチャンネル構造体１０を製造することが可能となる。
さらに、導入管２及び排出管３を基準とし、導入管２及び排出管３を貫通する抜き穴部２１が形成された流路板５及び抜き穴部２６，２７が形成された流路板６を積層することにより流路１１が形成されるため、簡易な方法により、マイクロチャンネル構造体を製造することができるので、製造コストを抑えることが可能となる。

なお、導入管２，排出管３，下板７，流路板５，６，上板８は、熱伝導率の高い金属材料からなるとしたが、特に、焼きバメにより下板７を導入管２，排出管３に固定する場合、導入管２，排出管３をＣｕで形成し、上板８をＣｕより熱膨張係数の高いＡｌで形成することが好ましい。このような構成では、上板８を冷却する際に上板８の孔８ｃが、より収縮するので確実に導入管２及び排出管３に固定される。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るマイクロチャンネル構造体１０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るマイクロチャンネル構造体３０では、導入管３１の開口部（流入用開口部）３６及び排出管３２の開口部（流出用開口部）３７の形状において、第１実施形態と異なる。
開口部３６及び開口部３７は、導入管３１，排出管３２の長さ方向（導入管３１，排出管３２内を水Ｗが流れる方向）に間隔をあけて複数形成されている。
具体的には、開口部３６，３７は、図５に示すように、複数の開口部３６ａ，３７ａを備えており、これら開口部３６ａ，３７ａは、導入管３１の下流３１ｂ側及び排出管３２の上流３２ｂ側に向かって順に大きくなっている。すなわち、開口部３６は、導入管３１の下流３１ｂ側の開口径Ｃが、上流３１ａ側の開口径Ｄより順に大きく形成されている。また、開口部３７も開口部３６と同様に、排出管３２の上流３２ｂ側の開口径Ｅが、下流３２ａ側の開口径Ｆより順に大きく形成されている。

次に、以上の構成からなる本実施形態のマイクロチャンネル構造体３０の製造方法について説明する。
まず、下板７に導入管３１，排出管３２を固定する。そして、図６に示すように、第１実施形態と同様に、導入管３１の最も上流３１ａ側に位置する開口部３６ａ，排出管３２の最も下流３２ａ側に位置する開口部３７ａまで、流路板５及び流路板６を積層する。そして、最後に、導入管３１，排出管３２に上板８を焼きバメにより固定する。

本実施形態に係るマイクロチャンネル構造体３０及びマイクロチャンネル構造体１０の製造方法では、導入管３１の上流３１ａ付近では水Ｗの圧力損失は低く、導入管３１の下流３１ｂ側に向かうに従い水Ｗの圧力損失が高くなるため、導入管３１の下流３１ｂに向かって開口部３６を順に大きくすることにより、圧力損失の高くなる側での抵抗を低減し、流路１１での水Ｗの流れる量を均一化することができる。
また、排出管３２では、下流３２ａ側に向かうに従い水Ｗの圧力損失が低くなるため、排出管３２の上流３２ｂ側に向かって開口部３７を大きくすることにより、水Ｗを流路１１から排出管３２へ流れ易くすることが可能となる。
なお、開口部３６ａ，３７ａの開口径を同じにすることによって、穴開け加工が容易になるが、圧力損失を考慮すると、本実施形態のように開口径を変えることが好ましい。

［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図７から図９を参照して説明する。
本実施形態に係るマイクロチャンネル構造体４０では、流路板４６及び流路板４７が、導入管（流入部材）４１及び排出管（流出部材）４２の長さ方向に複数積層され、流路板４６，流路板４７に平行な方向及び流路板４６，流路板４７の積層方向に流路４８が複数形成される点で、第１実施形態と異なる。すなわち、流路４８は、複数の微細流路４８ａ間を相互に水Ｗが流通することを可能にしている。

図７（ａ）は、マイクロチャンネル構造体の概略構成を示す斜視図であって、図７（ｂ）は、図７（ａ）の上板５０，流路板４６及び流路板４７を外した状態を示す斜視図であり、図８（ａ）は、図７（ａ）の矢印Ｑから見た裏面図であり、図８（ｂ）は、図７（ａ）のＡ１−Ａ１線における矢視断面図である。なお、本実施形態において、発熱体Ｈは、図８（ａ）に示すように、下板４９上に設けられている。

流路部４５は、図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、導入管４１の下流４１ｂ側及び排出管４２の上流４２ｂ側から順に、平板状の下板４９と、複数の流路板４６，４７と、上板（第２の端板）５０とを備えており、これらにより、図７（ｂ）に示すように、流路板４６，４７に平行な方向（図中のｘ方向）及び流路板４６，４７の積層方向（図中のｚ方向）に複数の流路４８が形成されている。

また、導入管４１及び排出管４２には、図７（ｂ）に示すように、流路４８が形成されている領域にわたって連続して開口部（流入用開口部）４１ａ，開口部（流出用開口部）４２ａが形成されている。この導入管４１の開口部４１ａにより、導入管４１を流通した水Ｗを複数の流路４８に流出し、排出管４２の開口部４２ａにより、複数の流路４８から流出した水Ｗを排出管４２に流入させるようになっている。

具体的に、流路板４６は、図９（ａ）に示すように、水Ｗが流れる方向（図中のｙ方向）に順に抜き穴部５１，５２及び開口部５３が形成され、この抜き穴部５１，５２及び開口部５３が、流路板４６の水Ｗの流れる方向と直交する方向（ｘ方向）に複数列形成されたものである。また、流路板４７は、図９（ｂ）に示すように、流路板４６を、裏返したものである。すなわち、水Ｗが流れる方向に向かって、開口部５３，抜き穴部５２，５１が順に形成されている。

また、流路板４６，４７には、図９（ｃ）に示すように、開口部４６ａから流出した水Ｗを複数の流路４８に流入させる導入側拡大穴部５５が形成され、また、複数の流路４８から流出した水Ｗを開口部４７ａに流入させる排出側穴部５６が形成されている。さらに、この導入側拡大穴部５５及び排出側穴部５６には、導入管４１及び排出管４２が貫通可能な略半円状の抜き穴部５５ａ及び抜き穴部５６ａがそれぞれ形成されている。

このような流路板４６及び流路板４７を、図７（ｂ），図８（ｂ）に示すように、を交互に積層することにより、抜き穴部５１，５２及び開口部５３の一部が重なり、複数の流路４８が構成される。すなわち、複数の抜き穴部５１，５２及び開口部５３が形成された流路板４６，４７が積層されることによって構成されているため、図８（ｂ）に示すように、上下の流路板４６，４７の抜き穴部５１，５２及び開口部５３の一部が重なった部分に、複数の流路４８が形成される。この流路４８は、流路部４５に流入した水Ｗを、図７（ｂ），図８（ｂ）に示す流路板４６，４７に平行な方向（図中のｘ方向），水Ｗの流れる方向（ｙ方向）及び流路板４６，４７の積層方向（図中のｚ方向）、すなわち、３次元的に拡散させている。したがって、相対的に発熱体Ｈに近いことによって高温とされる流体と、相対的に発熱体Ｈから遠いことによって低温とされる流体とが、流路４８によって攪拌されるため、これらの流体が混合されることになる。

次に、以上の構成からなる本実施形態のマイクロチャンネル構造体４０の製造方法について説明する。
まず、下板４９に導入管４１，排出管４２を固定する。そして、図７（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様に、流路板４６，４７の抜き穴部５５ａ及び抜き穴部５６ａを導入管４１，排出管４２に通すことにより、導入管４１の開口部４１ａ，排出管４２の開口部４２ａまで、流路板４６及び流路板４７を積層する。そして、最後に、導入管４１，排出管４２に上板５０を焼きバメにより固定する。

本実施形態に係るマイクロチャンネル構造体４０では、流路板４６，４７を積層することにより、水Ｗを攪拌させることが可能であるため、吸熱性能が向上し、効率的に発熱体Ｈを冷却することが可能となる。
また、マイクロチャンネル構造体４０の製造方法では、流路板４６，４７を積層することにより、流路４８が形成されるため、短時間で安価にマイクロチャンネル構造体を製造することが可能となる。また、流路板４６及び流路板４７は、抜き穴部５１，５２及び開口部５３の形成パターンが同一であるため、２種類の流路板を作らなくて済むので、コストを低減させることができる。

［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について、図１０から図１２を参照して説明する。
本実施形態に係るマイクロチャンネル構造体６０では、流路４８部分の構成は、第３実施形態と同様であるが、導入管６１の開口部（流入用開口部）６５及び排出管６２の開口部（流出用開口部）６６の形状において、第３実施形態と異なる。
すなわち、開口部６５及び流出用開口部６６は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、導入管６１，排出管６２の長さ方向（導入管６１，排出管６２内を水Ｗが流れる方向）に間隔をあけて複数形成されている。
このマイクロチャンネル構造体６０には、図１０（ｂ）に示すように、開口部６５が形成されており、この開口部６５は、導入管６１の下流６１ｂ側の流路板４６の平面方向（ｘ方向）に形成された円形状の２つの開口部６５ａ，６５ｂが形成されている。さらに、開口部６５は、この２つの開口部６５ａ，６５ｂよりも上板５０側には、円形状の開口部６５ｃが形成されている。
また、排出管６２には、導入管６１と同様に、排出管６２の上流６２ｂ側の円形状の２つの開口部６６ａ，６６ｂ及び下流６２ａ側の円形状の開口部６６ｃを有する開口部６６が形成されている。

このマイクロチャンネル構造体６０では、導入管６１を流通した水Ｗは、開口部６６ａ，６６ｂにより強制的に流路板４６，４７の平面方向（図中のｘ方向）に放射上に流出する。したがって、より吸熱性能が向上し、効率的に発熱体Ｈを冷却することが可能となる。
また、このマイクロチャンネル構造体６０の製造方法では、円形状の穴開け加工であるため、より安価により製造することが可能となる。

なお、本実施形態において、開口部６５及び開口部６６の形状を、図１２に示すように、開口部６５ｃ及び開口部６６ｃに位置する開口部６５ｄ及び開口部６６ｄを開口部６５ａ，６６ａ，開口部６５ｂ，６６ｂに比べ小さく形成した導入管７１及び排出管７２を用いても良い。この構成では、流路４８を流れる水Ｗの量をより均一化することができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態として、上記第１実施形態のマイクロチャンネル構造体１０を有するプロジェクタ５００について説明する。

図１３は、上記実施形態のマイクロチャンネル構造体１０を備えたプロジェクタ（電子機器）５００の説明図である。図中、符号５１２、５１３、５１４は上記実施形態のマイクロチャンネル構造体１０を備えた３個の光源装置（固体発光光源）、５２２、５２３、５２４は液晶ライトバルブ、５２５はクロスダイクロイックプリズム、５２６は投写レンズを示している。

各光源装置５１２、５１３、５１４には、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光するＬＥＤチップが採用されている。なお、光源光の照度分布を均一化させるための均一照明系として、各光源装置の後方にロッドレンズやフライアイレンズを配置してもよい。

赤色光源装置５１２からの光束は、重畳レンズ５３５Ｒを透過して反射ミラー５１７で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ５２２に入射する。また、緑色光源装置５１３からの光束は、重畳レンズ５３５Ｇを透過して緑色光用液晶ライトバルブ５２３に入射する。また、青色光源装置５１４からの光束は、重畳レンズ５３５Ｂを透過して反射ミラー５１６で反射され、青色光用液晶ライトバルブ５２４に入射する。なお、均一照明系としてフライアイレンズを用いた場合には、各光源からの光束は重畳レンズを介することにより液晶ライトバルブの表示領域において重畳され、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。

また、各液晶ライトバルブの入射側および出射側には、偏光板（図示せず）が配置されている。そして、各光源からの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブに入射する。また、入射側偏光板の前方に偏光変換手段（図示せず）を設けてもよい。この場合、入射側偏光板で反射された光束をリサイクルして各液晶ライトバルブに入射させることが可能になり、光の利用効率を向上させることができる。

各液晶ライトバルブ５２２、５２３、５２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム５２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投写レンズ５２６により投写スクリーン５２７上に投写され、拡大された画像が表示される。

上述した本実施形態のプロジェクタ５００は、ＬＥＤチップがマイクロチャンネル構造体１０により、冷却されることによって大きな電流を供給でき、高輝度化される。したがって、上述したマイクロチャンネル構造体１０を有することにより、表示特性の優れたプロジェクタ５００を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、導入管２，排出管３を１ユニットのみ有する場合を示しているが、図１４に示すように、複数の導入管１０２及び排出管１０３が形成されたマイクロチャンネル構造体１００であっても良い。この構成の場合、大判の下板（部材）１０１に導入管１０２及び排出管１０３が複数固定され、図１４に示す抜き穴部２１が複数形成された大判の流路板１０５（部材）及び抜き穴部２６，２７が複数形成された大判の流路板１０６（部材）を積層する。そして、最後に、複数の抜き穴部８ｃを有する上板（図示略，部材）を複数の導入管１０２，排出管１０３に固定し、切断して分割することにより、複数の微細流路を有するマイクロチャンネル構造体１０を得ることができる。したがって、従来では、図１５に示すように、マイクロチャンネル構造体の形成領域Ｒの位置決めとして、例えば、位置決めピン１１０が必要となっていたが、本発明では、複数の導入管１０２，排出管１０３が位置決めの基準となるため、このような位置決めピン１１０が不必要となる。すなわち、位置決めピン１１０及び位置決めピン１１０を設けるスペースが不要となるため、大判の下板，流路板，上板が小さくて済みコストを抑えることが可能となる。
なお、図１４に示すマイクロチャンネル構造体１００では、第１実施形態のマイクロチャンネル１０の導入管２，３を複数備える場合であるが、第２，第３，第４実施形態に示したマイクロチャンネル構造体の導入管２，３１，４１，６１，７１，排出管３，３２，４２，６２，７２を複数備えた場合でも、同様の効果が得られる。

また、導入管及び排出管を円形管状としたが、矩形管状であっても良い。この構成の場合、抜き穴部を矩形状とし、導入管及び排出管が貫通可能な形状にすれば良い。
また、下板に導入管、排出管を固定したが、下板と導入管と排出管３とが一体成型されていても良い。
また、流体として水Ｗを用いた液冷構造を示したが、水以外の液体を用いても良いし、空冷であっても良い。

また、開口部３６，３７，６５，６６は、円形状であるとしたが、矩形状にしても良い。さらに、最後に積層される上板８，５０を焼きバメにより固定したが、例えば、すべての流路部４，４５を焼きバメにより固定しても良い。

本発明の第１実施形態に係るマイクロチャンネル構造体を示す斜視図である。 図１のマイクロチャンネル構造体の（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における矢視断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における矢視断面図である。 図１のマイクロチャンネル構造体の流路板を示す斜視図である。 図１のマイクロチャンネル構造体の製造方法を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るマイクロチャンネル構造体を示す断面図である。 図５のマイクロチャンネル構造体の製造方法を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るマイクロチャンネル構造体を示す断面図である。 図７のマイクロチャンネル構造体の（ａ）は矢印Ｑから見た正面図であり、（ｂ）はＡ１−Ａ１線における矢視断面図である。 図７のマイクロチャンネル構造体の製造方法を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るマイクロチャンネル構造体を示す断面図である。 本発明のマイクロチャンネル構造体の変形例を示す断面図である。 図１１のマイクロチャンネル構造体の第１，２流路を示す平面図である。 本発明の第５実施形態に係る電子機器を示す概略図である。 本発明のマイクロチャンネル構造体の変形例を示す斜視図である。 従来のマイクロチャンネル構造体の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１…マイクロチャンネル構造体、２，３１，４１，６１，７１…導入管（流入部材）、３，３２，４２，６２，７２…排出管（流出部材）、２ａ，３６，４１ａ，６５…開口部（流入用開口部）、３ａ，３７，４２ａ，６６…開口部（流出用開口部）、８…上板（第２の端板）、７…下板（第１の端板）、５，６…流路板、８ｃ…抜き穴部（孔）、１１…流路（微細流路）、２１…抜き穴部（孔）、２６，２７…抜き穴部（孔）、５１２，５１３，５１４…光源装置（固体発光光源）

Claims (10)

1. 流体が流れる複数の微細流路を有するマイクロチャンネル構造体であって、
   第１の端板と、
   前記第１の端板に固定され、前記微細流路に流体を流入させる流入用開口部が長さ方向の一部の領域に設けられた流入部材と、
   前記第１の端板に固定され、前記微細流路から流体を流出させる流出用開口部が長さ方向の一部に設けられた流出部材と、
   前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した孔が設けられ、前記孔に前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられた領域に積層され前記複数の微細流路を構成する複数の流路板と、
   前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した２つの孔が設けられ、前記２つの孔のそれぞれに前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられていない領域の前記複数の流路板上に積層された第２の端板とを備えることを特徴とするマイクロチャンネル構造体。
2. 前記流入部材の流入用開口部及び前記流出部材の流出用開口部が、前記複数の流路板の積層方向にわたって連続して開口していることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチャンネル構造体。
3. 前記流入部材の流入用開口部及び前記流出部材の流出用開口部が、前記複数の流路板の積層方向にわたって間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチャンネル構造体。
4. 前記流入部材の複数の流入用開口部及び前記流出部材の複数の流出用開口部の開口径が、前記第２の端板から前記第１の端板に向けて順に大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載のマイクロチャンネル構造体。
5. 前記複数の微細流路間を相互に流体が流通する流路を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマイクロチャンネル構造体。
6. 流体が流れる複数の微細流路を有するマイクロチャンネル構造体の製造方法であって、
   前記微細流路に流体を流入させる流入用開口部が長さ方向の一部の領域に設けられた流入部材と、前記微細流路から流体を流出させる流出用開口部が長さ方向の一部に設けられた流出部材とを有する第１の端板を形成する工程と、
   前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した孔が設けられ、前記孔に前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられた領域に前記複数の微細流路を構成する複数の流路板を積層する工程と、
   前記第１の端板上の前記流入部材及び前記流出部材の位置に対応した２つの孔が設けられ、前記２つの孔のそれぞれに前記流入部材及び前記流出部材が挿通された状態で、前記流入用開口部及び前記流出用開口部が設けられていない領域の前記複数の流路板上に第２の端板を積層する工程とを有することを特徴とするマイクロチャンネル構造体の製造方法。
7. 少なくとも前記第２の端板を焼きバメで封止することを特徴とする請求項６に記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
8. 少なくとも前記第２の端板が、前記流入部材及び前記流出部材より熱膨張係数の高い材料で形成されていることを特徴とする請求項７に記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
9. 前記複数のマイクロチャネル構造体を同時に形成可能な大判の部材を用い、前記複数のマイクロチャネル構造体を形成した後、切断して分割する工程を有することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
10. 電流を供給されることによって発光する固体発光光源を有する電子機器であって、
    請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマイクロチャンネル構造体の面上に前記固体発光光源が載置されたことを特徴とする電子機器。
    

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