JP2013168543A - Cooling device and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device which tracks shape changes of an adherend and attains high efficiency and stable heat radiation characteristics, and to provide a manufacturing method of the cooling device.SOLUTION: A cooling device includes: a substrate that has multiple blocks defined by multiple slits formed on a surface, the substrate where a through hole is formed in an extention direction of the block at each block; and carbon nano-tubes formed in the multiple slits.

Description

本発明は、冷却装置及びその製造方法に係り、特に、液冷方式の冷却装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a cooling device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a liquid cooling type cooling device and a manufacturing method thereof.

半導体ＩＣチップやパッケージ、車載用パワー半導体等の電子部品や電子機器等では、動作時に発生する熱を効率的に取り除き、高い信頼性のもとに継続的に動作する機能を搭載することが求められている。例えば、サーバやＰＣには非常に多くの熱を発生するＣＰＵ（Central Processing Unit）が使用されているため、そこから発生する熱を効率よく取り除くとともに、筐体内部や設置場所の温度環境を適正に維持することが求められている。また、装置の小型化・高速化の進展に伴い、電流密度が増加しひいては発熱量も多くなっており、熱を効率的に取り除くことがますます求められている。   Electronic components and electronic devices such as semiconductor IC chips and packages, automotive power semiconductors, etc. must be equipped with a function that efficiently removes heat generated during operation and operates continuously with high reliability. It has been. For example, a server or PC uses a CPU (Central Processing Unit) that generates a great deal of heat, so that the heat generated from it can be removed efficiently and the temperature environment in the chassis and installation location is appropriate. Is required to be maintained. In addition, with the progress of miniaturization and speeding up of devices, the current density increases and the amount of heat generation increases, and there is an increasing demand for efficient removal of heat.

発熱体を冷却する手法としては、例えば、ファンを備えたフィン付きヒートシンクを用いた空冷方式、機械式ポンプを用いて流体を流すことによる液冷方式等が挙げられる。現状では、技術の成熟度、ランニングコスト、信頼性等の面から、空冷方式が多く用いられている。一方、液冷方式は、液体の流量を調整することによって必要な冷却性能に制御することができ、また、取り除いた熱をまとめて所望の場所に集約できるため、設置場所の空調等を含めたシステム全体の省電力化に繋げることが可能となる。このため、今後、システムへの実装の容易性、信頼性、生産性等が向上できれば、能動的に必要な冷却性能を提供することが可能で、取り除いた熱を集約しやすい液冷方式が主流になる可能性が高い。   As a method for cooling the heating element, for example, an air cooling method using a finned heat sink equipped with a fan, a liquid cooling method by flowing a fluid using a mechanical pump, or the like can be cited. At present, the air cooling method is often used from the standpoints of technological maturity, running cost, reliability, and the like. On the other hand, the liquid cooling method can be controlled to the required cooling performance by adjusting the flow rate of the liquid, and since the removed heat can be collected and concentrated in a desired location, air conditioning at the installation location is included. It becomes possible to lead to power saving of the entire system. For this reason, if the ease of mounting in the system, reliability, productivity, etc. can be improved in the future, it will be possible to actively provide the required cooling performance, and the liquid cooling method that will easily collect the removed heat will be the mainstream. Is likely to be.

液冷方式の中では、マイクロオーダのディメンジョンをもつマイクロチャネルに液体を導入する冷却方式が注目されている。マイクロスケールの流れは層流であるとともに体積力よりも表面力（流体の粘性効果）の影響が大きくなる効果が現れるため、少ない流量の流体によって熱伝達率を向上することができる。これにより、熱源から発生した熱を効率よく移動させるとともに、必要な冷却性能を得ることができる。さらに、チャネルの幅及び高さはマイクロオーダであるため、冷却装置を小型化できるメリットもある。また、流体の使用量が少ないため、流体の移動エリアや保管エリアに対する設計の自由度が向上するメリットもある。   Among liquid cooling systems, a cooling system that introduces a liquid into a microchannel having a micro-order dimension has attracted attention. The microscale flow is a laminar flow and has an effect that the influence of the surface force (fluid viscosity effect) is larger than that of the body force. Therefore, the heat transfer rate can be improved with a small flow rate of fluid. As a result, the heat generated from the heat source can be efficiently transferred and the necessary cooling performance can be obtained. Furthermore, since the width and height of the channel are on the micro order, there is an advantage that the cooling device can be miniaturized. In addition, since the amount of fluid used is small, there is an advantage that the degree of freedom in designing the fluid movement area and storage area is improved.

特開２００４−１３４７４２号公報JP 2004-134742 A

基板上にバンプ接合されたＣＰＵチップは、初期の状態で表面に反り（主に凸形状が多い）が発生している。チップサイズによって反りの大きさは異なるが、例えば１０ｍｍ□のチップにおいては、２０μｍ〜３０μｍ程度も反っていることがある。また、動作に伴う温度変化や実装方法の違いによっても反りの形状や変化量は異なってくる。   The CPU chip bump-bonded on the substrate is warped on the surface in the initial state (mainly having many convex shapes). Although the warpage varies depending on the chip size, for example, a 10 mm square chip may be warped by about 20 μm to 30 μm. In addition, the shape and amount of warping vary depending on the temperature change accompanying the operation and the mounting method.

しかしながら、従来のマイクロチャネルチップは、ＣＰＵチップの反りによる影響に対して十分考慮されていなかった。また、マイクロチャネルチップはＴＩＭ（サーマルインターフェイスマテリアル）を介してＣＰＵチップ上に搭載されるが、熱サイクルが加わるとＣＰＵチップの反りやその温度変化に追従することができず、ＣＰＵチップとマイクロチャネルチップとの間で剥離が生じることがあった。またその結果、マイクロチャネルチップによる十分な放熱効果を発揮できなくなることがあった。   However, the conventional microchannel chip has not been sufficiently considered for the influence of the warp of the CPU chip. In addition, the microchannel chip is mounted on the CPU chip via a TIM (thermal interface material). However, when a thermal cycle is applied, it cannot follow the warp of the CPU chip or its temperature change. Separation may occur with the chip. As a result, a sufficient heat dissipation effect by the microchannel chip may not be exhibited.

本発明の目的は、被着体の形状変化に追従して高効率且つ安定した放熱特性を得ることができる冷却装置及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a cooling device capable of obtaining highly efficient and stable heat dissipation characteristics following a change in the shape of an adherend and a method for manufacturing the same.

実施形態の一観点によれば、表面に形成された複数のスリットによって画定された複数のブロックを有し、前記複数のブロックのそれぞれに、前記ブロックの延在方向に貫通孔が形成された基板と、前記複数のスリット内に形成されたカーボンナノチューブとを有する冷却装置が提供される。   According to one aspect of the embodiment, the substrate has a plurality of blocks defined by a plurality of slits formed on a surface, and a through hole is formed in each of the plurality of blocks in the extending direction of the block. And a cooling device having carbon nanotubes formed in the plurality of slits.

また、実施形態の他の観点によれば、表面に平行な方向に延在する貫通孔を有する複数の基板を形成する工程と、前記複数の基板上にカーボンナノチューブを成長する工程と、前記カーボンナノチューブが形成された前記複数の基板を、前記カーボンナノチューブを介して互いに接続する工程とを有する冷却装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the embodiment, a step of forming a plurality of substrates having through holes extending in a direction parallel to the surface, a step of growing carbon nanotubes on the plurality of substrates, and the carbon There is provided a method of manufacturing a cooling device including a step of connecting the plurality of substrates on which the nanotubes are formed to each other via the carbon nanotubes.

また、実施形態の更に他の観点によれば、表面に平行な方向に延在する複数の貫通孔を有する基板を形成する工程と、前記基板に、前記貫通孔が形成されたブロックを互いに分離するように複数のスリットを形成する工程と、前記複数のスリット内にカーボンナノチューブを成長する工程とを有する冷却装置の製造方法が提供される。   According to still another aspect of the embodiment, a step of forming a substrate having a plurality of through holes extending in a direction parallel to the surface is separated from a block in which the through holes are formed in the substrate. Thus, there is provided a method for manufacturing a cooling device including a step of forming a plurality of slits and a step of growing carbon nanotubes in the plurality of slits.

開示の冷却装置及びその製造方法によれば、冷却装置を搭載する被着体の形状変化に追従して形状を変化することができる。また、熱伝導性に優れたカーボンナノチューブをスリット内に形成することにより、熱抵抗の増加を抑制することができる。これにより、高効率且つ安定した放熱特性を実現することができる。   According to the disclosed cooling device and the manufacturing method thereof, the shape can be changed following the change in the shape of the adherend on which the cooling device is mounted. Moreover, an increase in thermal resistance can be suppressed by forming carbon nanotubes excellent in thermal conductivity in the slit. Thereby, highly efficient and stable heat dissipation characteristics can be realized.

図１は、第１実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the first embodiment. 図２は、第１実施形態による冷却装置の構造を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the cooling device according to the first embodiment. 図３は、第１実施形態による冷却装置の効果を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the effect of the cooling device according to the first embodiment. 図４は、第１実施形態の比較例による冷却装置の構造及び課題を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure and problems of a cooling device according to a comparative example of the first embodiment. 図５は、第１実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。FIG. 5 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the method of manufacturing the cooling device according to the first embodiment. 図６は、第１実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。FIG. 6 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing the cooling device according to the first embodiment. 図７は、第１実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。FIG. 7 is a process cross-sectional view (part 3) illustrating the method for manufacturing the cooling device according to the first embodiment. 図８は、第１実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図（その４）である。FIG. 8 is a process cross-sectional view (part 4) illustrating the method of manufacturing the cooling device according to the first embodiment. 図９は、第１実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図（その５）である。FIG. 9 is a process cross-sectional view (part 5) illustrating the method for manufacturing the cooling device according to the first embodiment. 図１０は、カーボンナノチューブの変形に伴う熱抵抗への影響を測定した結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the results of measuring the influence on the thermal resistance accompanying the deformation of the carbon nanotube. 図１１は、第２実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the second embodiment. 図１２は、第２実施形態による冷却装置の効果を示す概略断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the effect of the cooling device according to the second embodiment. 図１３は、第２実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。FIG. 13 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the manufacturing method of the cooling device according to the second embodiment. 図１４は、第２実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。FIG. 14 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing the cooling device according to the second embodiment. 図１５は、第３実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the third embodiment. 図１６は、第３実施形態による冷却装置の効果を示す概略断面図である。FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing the effect of the cooling device according to the third embodiment. 図１７は、第４実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the fourth embodiment. 図１８は、第４実施形態による冷却装置の構造を示す概略断面図である。FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the cooling device according to the fourth embodiment.

［第１実施形態］
第１実施形態による冷却装置及びその製造方法についてについて図１乃至図１０を用いて説明する。 [First Embodiment]
The cooling device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図１は、本実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。図２は、本実施形態による冷却装置の構造を示す概略断面図である。図３は、本実施形態による冷却装置の効果を示す概略断面図である。図４は、本実施形態の比較例による冷却装置の構造及び課題を示す概略断面図である。図５乃至図９は、本実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図である。図１０は、カーボンナノチューブの変形に伴う熱抵抗への影響を測定した結果を示すグラフである。   FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the cooling device according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the effect of the cooling device according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure and problems of a cooling device according to a comparative example of the present embodiment. 5 to 9 are process cross-sectional views illustrating the manufacturing method of the cooling device according to the present embodiment. FIG. 10 is a graph showing the results of measuring the influence on the thermal resistance accompanying the deformation of the carbon nanotube.

はじめに、本実施形態による冷却装置の構造について図１及び図２を用いて説明する。なお、図２（ａ）は図１のＸ−Ｙ面に平行なマイクロチャネル部の断面図であり、図２（ｂ）は図１のＸ−Ｚ面に平行なマイクロチャネル部の断面図であり、図２（ｃ）は図１のＹ−Ｚ面に平行なマイクロチャネル部の断面図である。   First, the structure of the cooling device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 2A is a cross-sectional view of the microchannel portion parallel to the XY plane of FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the microchannel portion parallel to the XZ plane of FIG. FIG. 2C is a cross-sectional view of the microchannel portion parallel to the YZ plane of FIG.

本実施形態による冷却装置４０は、図１及び図２に示すように、一方向（Ｘ方向）に長い長方体の外形を有する複数のマイクロチャネルチップ３０を有している。各マイクロチャネルチップ３０には、長辺に対して平行にマイクロチャネルチップ３０を貫通するように、貫通孔（以下、マイクロチャネルという）３２が設けられている。複数のマイクロチャネルチップ３０は間隔（スリット）を開けて平行に配置されており、マイクロチャネルチップ３０間はマイクロチャネル３２の延在する方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に配向した複数のカーボンナノチューブ２４によって互いに接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling device 40 according to the present embodiment includes a plurality of microchannel chips 30 having a rectangular outer shape that is long in one direction (X direction). Each microchannel chip 30 is provided with a through hole (hereinafter referred to as a microchannel) 32 so as to penetrate the microchannel chip 30 in parallel to the long side. The plurality of microchannel chips 30 are arranged in parallel at intervals (slits), and the microchannel chips 30 are arranged in a direction (Y direction) perpendicular to the extending direction of the microchannel 32 (X direction). The plurality of aligned carbon nanotubes 24 are connected to each other.

このように、本実施形態による冷却装置４０では、複数のマイクロチャネルチップ３０がカーボンナノチューブ２４を介して接続されている。カーボンナノチューブ２４はしなやかで柔軟性に富んだ材料であるため、カーボンナノチューブ２４を用いた接続部分は、冷却装置の被着体（例えば、発熱源であるＣＰＵチップ）の形状変化に追従して撓むことができる。   Thus, in the cooling device 40 according to the present embodiment, the plurality of microchannel chips 30 are connected via the carbon nanotubes 24. Since the carbon nanotube 24 is a flexible and flexible material, the connection portion using the carbon nanotube 24 flexes following the shape change of the adherend of the cooling device (for example, the CPU chip that is a heat source). Can be removed.

本実施形態による冷却装置４０は、例えば図３（ａ）に示すように、ＴＩＭ（サーマルインターフェイスマテリアル）４２を介してＣＰＵチップ４４上に搭載される。ＣＰＵチップ４４やＣＰＵチップ４４が搭載される回路基板（図示せず）に反りが生じたときには、例えば図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ＣＰＵチップ４４の表面の形状に追従してカーボンナノチューブ２４の接続部分が変形し、ＣＰＵチップ４４と各マクロチャネルチップ３０との間の接合を維持することができる。これにより、ＣＰＵチップ４４表面の形状変化に伴う冷却装置４０による放熱効率の低下を抑制することができる。   The cooling device 40 according to the present embodiment is mounted on the CPU chip 44 via a TIM (thermal interface material) 42, for example, as shown in FIG. When warping occurs in the CPU chip 44 or a circuit board (not shown) on which the CPU chip 44 is mounted, for example, as shown in FIGS. 3B and 3C, the surface shape of the CPU chip 44 is followed. Thus, the connecting portion of the carbon nanotube 24 is deformed, and the bonding between the CPU chip 44 and each macro channel chip 30 can be maintained. Thereby, the fall of the thermal radiation efficiency by the cooling device 40 accompanying the shape change of the CPU chip 44 surface can be suppressed.

なお、一枚のチップに複数のマイクロチャネル３２が設けられた冷却装置４０では、ＣＰＵチップ４４の表面が平坦なときは、例えば図４（ａ）に示すように、ＣＰＵチップ４４と冷却装置４０との間の接合は十分である。しかしながら、ＣＰＵチップ４４や、バンプ４６を介してＣＰＵチップ４４が搭載される回路基板４８に反りが生じた場合には、反りに追従して冷却装置４０が変形することができず、最悪の場合、冷却装置４０とＣＰＵチップ４４との間で剥離が生じる（図４（ｂ））。またその結果、冷却装置４０によるＣＰＵチップ４４の放熱効果が低下する。   In the cooling device 40 in which a plurality of microchannels 32 are provided on one chip, when the surface of the CPU chip 44 is flat, for example, as shown in FIG. 4A, the CPU chip 44 and the cooling device 40 are provided. The junction between is sufficient. However, if the CPU chip 44 or the circuit board 48 on which the CPU chip 44 is mounted via the bumps 46 is warped, the cooling device 40 cannot be deformed following the warp, which is the worst case. Then, peeling occurs between the cooling device 40 and the CPU chip 44 (FIG. 4B). As a result, the heat dissipation effect of the CPU chip 44 by the cooling device 40 is reduced.

冷却装置４０を複数のマイクロチャネルチップ３０に分割することにより、冷却装置４０の全体に占めるマイクロチャネルチップ３０の体積割合は低下する。しかしながら、マイクロチャネルチップ３０間を接続するカーボンナノチューブ２４は極めて熱伝導性の高い材料であるため、マイクロチャネルチップ３０を分割することによる熱抵抗の増加を抑制することができる。   By dividing the cooling device 40 into a plurality of microchannel chips 30, the volume ratio of the microchannel chip 30 to the entire cooling device 40 is reduced. However, since the carbon nanotubes 24 connecting the microchannel chips 30 are a material having extremely high thermal conductivity, an increase in thermal resistance due to the division of the microchannel chips 30 can be suppressed.

なお、図１及び図２の例では各マイクロチャネルチップ３０に１つずつのマイクロチャネル３２を設けているが、各マイクロチャネルチップ３０に複数のマイクロチャネル３２を設けるようにしてもよい。この場合のマイクロチャネル３２は、平面方向に並べて配置してもよいし、高さ方向に並べて配置してもよい。また、異なる個数のマイクロチャネル３２を有するマイクロチャネルチップ３０を用いて冷却装置４０を形成してもよい。また、マイクロチャネルチップ３０の数は特に限定されるものではなく、マイクロチャネル３２のサイズやＣＰＵチップ４４の大きさ等に応じて適宜設定することができる。マイクロチャネル３２の断面形状も、四角形形状に限定されるものではない。   1 and 2, one microchannel 32 is provided for each microchannel chip 30, but a plurality of microchannels 32 may be provided for each microchannel chip 30. In this case, the microchannels 32 may be arranged side by side in the plane direction, or may be arranged side by side in the height direction. Further, the cooling device 40 may be formed using microchannel chips 30 having different numbers of microchannels 32. The number of microchannel chips 30 is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the size of the microchannel 32, the size of the CPU chip 44, and the like. The cross-sectional shape of the microchannel 32 is not limited to a square shape.

次に、本実施形態による冷却装置の製造方法について図５乃至図９を用いて説明する。   Next, the method for manufacturing the cooling device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、マイクロチャネルチップを形成するための基板として、２種類のシリコン基板を用意する。一方の基板はマイクロチャネルを彫り込むための基板であり、他方の基板はマイクロチャネルの蓋をするための基板である。   First, two types of silicon substrates are prepared as substrates for forming a microchannel chip. One substrate is a substrate for engraving the microchannel, and the other substrate is a substrate for covering the microchannel.

シリコン基板１０，２０の厚さは、ＣＰＵチップの大きさや反りの度合いに応じて、マイクロチャネルチップの数、カーボンナノチューブで繋ぐ長さ等をもとに、適宜選択することが望ましい。例えば、ＣＰＵチップのサイズが１０ｍｍ□であり反り３８μｍ程度が想定される場合、幅７０μｍのマイクロチャネルを形成した幅１００μｍ、高さ６２５μｍのマイクロチャネルチップ７７個を、長さ３０μｍのカーボンナノチューブで繋いで冷却装置を形成する。ここでは、このようなサイズの冷却装置を形成することを想定し、厚さ８５μｍのシリコン基板１０と、厚さ１５μｍのシリコン基板２０とを用意するものとする。   The thicknesses of the silicon substrates 10 and 20 are preferably selected as appropriate based on the number of microchannel chips, the length connected by the carbon nanotubes, and the like according to the size of the CPU chip and the degree of warpage. For example, when the size of a CPU chip is 10 mm □ and a warp of about 38 μm is assumed, 77 microchannel chips having a width of 100 μm and a height of 625 μm, in which microchannels having a width of 70 μm are formed, are connected by carbon nanotubes having a length of 30 μm. To form a cooling device. Here, assuming that a cooling device having such a size is formed, a silicon substrate 10 having a thickness of 85 μm and a silicon substrate 20 having a thickness of 15 μm are prepared.

シリコン基板１０，２０は、パターン形成、エッチング処理、接合等を両面に施すため、両面ミラータイプのシリコン基板であることが望ましい。シリコン基板１０，２０は、不純物をドープすることにより導電性を付与したものでもよい。不純物としては、例えば、Ｂ（硼素）などのＰ型不純物や、Ｐ（燐）、Ａｓ（砒素）、Ｓｂ（アンチモン）等のＮ型不純物が該当する。   The silicon substrates 10 and 20 are preferably double-sided mirror type silicon substrates in order to perform pattern formation, etching, bonding, and the like on both sides. The silicon substrates 10 and 20 may be provided with conductivity by doping impurities. Examples of the impurity include P-type impurities such as B (boron) and N-type impurities such as P (phosphorus), As (arsenic), and Sb (antimony).

次いで、シリコン基板１０上に、例えばスピンコート法により、フォトレジスト膜１２を形成する。フォトレジスト膜１２としては、例えば、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製の「ＡＺＰ４６２０」を用いることができる。このレジスト材料を、例えば回転数２０００ｒｐｍでシリコン基板１０上に塗布し、例えば１２０℃でプリベークすることにより、フォトレジスト膜１２を形成する。   Next, a photoresist film 12 is formed on the silicon substrate 10 by, eg, spin coating. As the photoresist film 12, for example, “AZP4620” manufactured by AZ Electronic Materials can be used. This resist material is applied onto the silicon substrate 10 at a rotational speed of, for example, 2000 rpm, and pre-baked at, for example, 120 ° C., thereby forming the photoresist film 12.

次いで、フォトリソグラフィによりフォトレジスト膜１２をパターニングし、フォトレジスト膜に、形成しようとするマイクロチャネルの高さに相当する幅、例えば３００μｍ〜５００μｍ（ここでは４００μｍとする）のストライプ状の開口部１４を形成する（図５（ａ））。   Next, the photoresist film 12 is patterned by photolithography, and a stripe-shaped opening 14 having a width corresponding to the height of the microchannel to be formed, for example, 300 μm to 500 μm (here 400 μm) is formed in the photoresist film. Is formed (FIG. 5A).

次いで、フォトレジスト膜１２をマスクとしてシリコン基板１０をエッチングし、シリコン基板１０に、形成しようとするマイクロチャネルの幅に対応する深さ、例えば７０μｍの溝１６を形成する（図５（ｂ））。   Next, the silicon substrate 10 is etched using the photoresist film 12 as a mask, and a groove 16 having a depth corresponding to the width of the microchannel to be formed, for example, 70 μm is formed in the silicon substrate 10 (FIG. 5B). .

シリコン基板１０のエッチングには、例えばＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching、深堀りＲＩＥ）法を用いることができる。ＤＲＩＥ法とは、エッチングとエッチング側壁保護とを繰り返しながら行うエッチング技術である。エッチングのステップにおいては、例えばＳＦ６ガスを用いてエッチングを行う。側壁保護のステップにおいては、例えばＣ４Ｆ８ガスを用いて側壁を保護する。保護膜により横方向のエッチングが抑制される異方性エッチングとなる。これにより、アスペクト比の高い溝を形成することができる。エッチングのステップとしては、例えば、コイルパワーを６００Ｗ、プロセスチャンバ内の圧力を１４．５ｍＴｏｒｒ、基板へのＲＦパワーを３８０ｋＨｚで２３Ｗとした状態下にて、ＳＦ６ガスを１３０ｓｃｃｍの流量で導入する７．５秒の処理を適用することができる。側壁保護のステップとしては、例えば、コイルパワーを６００Ｗ，プロセスチャンバ内の圧力を１４．５ｍＴｏｒｒとした状態下にて、Ｃ４Ｆ８ガスを例えば１３０ｓｃｃｍの流量で導入する６．３秒の処理を適用することができる。 For example, DRIE (Deep Reactive Ion Etching) can be used for etching the silicon substrate 10. The DRIE method is an etching technique that repeats etching and etching sidewall protection. In the etching step, for example, etching is performed using SF 6 gas. In the side wall protection step, the side wall is protected using, for example, C 4 F 8 gas. It becomes anisotropic etching in which lateral etching is suppressed by the protective film. Thereby, a groove with a high aspect ratio can be formed. As an etching step, for example, SF 6 gas is introduced at a flow rate of 130 sccm in a state where the coil power is 600 W, the pressure in the process chamber is 14.5 mTorr, and the RF power to the substrate is 23 W at 380 kHz. .5 second processing can be applied. As the side wall protection step, for example, a process of 6.3 seconds in which C 4 F 8 gas is introduced at a flow rate of, for example, 130 sccm under a state where the coil power is 600 W and the pressure in the process chamber is 14.5 mTorr. Can be applied.

次いで、例えばアッシングにより、フォトレジスト膜１２を除去する。   Next, the photoresist film 12 is removed by, for example, ashing.

次いで、溝１６を形成したシリコン基板１０を、所定の大きさに切断する（図５（ｃ））。シリコン基板１０の切断方法は、特に限定されるものではないが、例えば上述のＤＲＩＥ法を適用することができる。切断したシリコン基板１０は、マイクロチャネルチップの部品となるものであり、その大きさは形成しようとするマイクロチャネルチップの大きさに応じて適宜選択される。ここでは、シリコン基板１０を、幅６２５μｍ、長さ１０ｍｍの形状に加工するものとする。切断したシリコン基板１０の表面には、長辺に沿って幅４００μｍ、深さ７０μｍ、長さ１０ｍｍの溝１６が形成される。   Next, the silicon substrate 10 in which the grooves 16 are formed is cut into a predetermined size (FIG. 5C). Although the cutting method of the silicon substrate 10 is not particularly limited, for example, the above-described DRIE method can be applied. The cut silicon substrate 10 is a component of a microchannel chip, and the size thereof is appropriately selected according to the size of the microchannel chip to be formed. Here, the silicon substrate 10 is processed into a shape having a width of 625 μm and a length of 10 mm. A groove 16 having a width of 400 μm, a depth of 70 μm, and a length of 10 mm is formed along the long side on the surface of the cut silicon substrate 10.

また、シリコン基板２０についても、所定の大きさに切断する（図６（ａ））。シリコン基板２０の切断方法は、特に限定されるものではないが、例えば上述のＤＲＩＥ法を適用することができる。切断したシリコン基板２０は、マイクロチャネルチップの部品となるものであり、その大きさは形成しようとするマイクロチャネルチップの大きさに応じて適宜選択される。ここでは、シリコン基板２０を、幅６２５μｍ、長さ１０ｍｍの形状に加工するものとする。   The silicon substrate 20 is also cut into a predetermined size (FIG. 6A). Although the cutting method of the silicon substrate 20 is not particularly limited, for example, the above-described DRIE method can be applied. The cut silicon substrate 20 is a component of a microchannel chip, and the size is appropriately selected according to the size of the microchannel chip to be formed. Here, the silicon substrate 20 is processed into a shape having a width of 625 μm and a length of 10 mm.

次いで、シリコン基板２０上に、例えば熱酸化法により、例えば膜厚３００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（図示せず）を形成する。   Next, a silicon oxide film (not shown) with a film thickness of, for example, about 300 nm is formed on the silicon substrate 20 by, eg, thermal oxidation.

次いで、シリコン酸化膜上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚２．５ｎｍ相当のＦｅ（鉄）を堆積する。これにより、シリコン基板２０上に、Ｆｅの触媒金属膜２２を形成する（図６（ｂ））。   Next, for example, Fe (iron) having a thickness of 2.5 nm is deposited on the silicon oxide film by, eg, sputtering. As a result, an Fe catalytic metal film 22 is formed on the silicon substrate 20 (FIG. 6B).

触媒金属としては、Ｆｅのほか、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｐｔ（白金）又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金を用いてもよい。また、触媒として、金属膜以外に、微分型静電分級器（ＤＭＡ：differential mobility analyzer）等を用い、予めサイズを制御して作製した金属微粒子を用いてもよい。この場合も、金属種については薄膜の場合と同様でよい。   As the catalyst metal, in addition to Fe, Co (cobalt), Ni (nickel), Au (gold), Ag (silver), Pt (platinum), or an alloy containing at least one of these materials may be used. In addition to the metal film, metal fine particles prepared by controlling the size in advance using a differential mobility analyzer (DMA) or the like may be used as the catalyst. In this case, the metal species may be the same as in the case of the thin film.

また、これら触媒金属の下地膜として、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｖ（バナジウム）、ＴａＮ（窒化タンタル）、ＴｉＳｉｘ（チタンシリサイド）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＴｉＯｘ（酸化チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、ＴｉＮ（窒化チタン）などの膜又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金からなる膜を形成してもよい。例えば、Ｆｅ（２．５ｎｍ）／Ａｌ（１０ｎｍ）の積層構造、Ｃｏ（２．６ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）の積層構造等を適用することができる。金属微粒子を用いる場合は、例えば、Ｃｏ（平均直径：３．８ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）などの積層構造を適用することができる。 In addition, as a base film of these catalyst metals, Mo (molybdenum), Ti (titanium), Hf (hafnium), Zr (zirconium), Nb (niobium), V (vanadium), TaN (tantalum nitride), TiSi x (titanium) Silicide), Al (aluminum), Al 2 O 3 (aluminum oxide), TiO x (titanium oxide), Ta (tantalum), W (tungsten), Cu (copper), Au (gold), Pt (platinum), Pd A film made of (palladium), TiN (titanium nitride), or an alloy containing at least one of these materials may be formed. For example, a stacked structure of Fe (2.5 nm) / Al (10 nm), a stacked structure of Co (2.6 nm) / TiN (5 nm), and the like can be applied. When metal fine particles are used, for example, a laminated structure such as Co (average diameter: 3.8 nm) / TiN (5 nm) can be applied.

次いで、シリコン基板２０上に、触媒金属膜２２を触媒として、例えばホットフィラメントＣＶＤ法により、カーボンナノチューブ２４を成長する。   Next, carbon nanotubes 24 are grown on the silicon substrate 20 by using, for example, a hot filament CVD method using the catalytic metal film 22 as a catalyst.

カーボンナノチューブ２４の成長条件は、特に限定されるものではないが、例えば、原料ガスとしてアセチレン・アルゴンの混合ガス（分圧比１：９）を用い、成膜室内の総ガス圧を１ｋＰａ、ホットフィラメント温度を１０００℃、成長時間を１５分とする。これにより、層数が３層〜６層（平均４層程度）、直径が４ｎｍ〜８ｎｍ（平均６ｎｍ）、長さが６０μｍ程度の多層カーボンナノチューブ２４を、１×１０１１本／ｃｍ２程度の面密度で成長することができる。 The growth conditions of the carbon nanotube 24 are not particularly limited. For example, a mixed gas of acetylene and argon (partial pressure ratio 1: 9) is used as a source gas, the total gas pressure in the film forming chamber is 1 kPa, and a hot filament. The temperature is 1000 ° C. and the growth time is 15 minutes. As a result, the multi-walled carbon nanotubes 24 having a number of layers of 3 to 6 (average of about 4 layers), a diameter of 4 nm to 8 nm (average of 6 nm), and a length of about 60 μm are about 1 × 10 11 / cm 2 . It can grow at areal density.

カーボンナノチューブ２４の長さは、カーボンナノチューブで繋ぐマイクロチャネルチップの間隔に応じて適宜選択される。ここでは、長さ６０μｍ程度のカーボンナノチューブ２４を成長するものとする。   The length of the carbon nanotube 24 is appropriately selected according to the interval between the microchannel chips connected by the carbon nanotube. Here, it is assumed that carbon nanotubes 24 having a length of about 60 μm are grown.

なお、カーボンナノチューブ２４は、熱ＣＶＤ法やリモートプラズマＣＶＤ法などの他の成膜方法により形成してもよい。また、成長するカーボンナノチューブ２４は、単層カーボンナノチューブでもよい。また、炭素原料としては、アセチレンのほか、メタン、エチレン等の炭化水素類や、エタノール、メタノール等のアルコール類などを用いてもよい。   The carbon nanotubes 24 may be formed by other film forming methods such as a thermal CVD method and a remote plasma CVD method. The growing carbon nanotubes 24 may be single-walled carbon nanotubes. Moreover, as a carbon raw material, you may use hydrocarbons, such as methane and ethylene other than acetylene, alcohols, such as ethanol and methanol.

こうして、シリコン基板２０上に、シリコン基板２０の法線方向に配向（垂直配向）した複数のカーボンナノチューブ２４を形成する（図６（ｃ））。   Thus, a plurality of carbon nanotubes 24 oriented in the normal direction of the silicon substrate 20 (vertical orientation) are formed on the silicon substrate 20 (FIG. 6C).

次いで、溝１６を形成したシリコン基板１０と、カーボンナノチューブ２４を形成したシリコン基板２０とを接合する（図７（ａ））。シリコン基板１０とシリコン基板２０との接合には、シリコン同士の直接接合、金属膜を用いた共晶結合、接合材料を用いた接合等を用いることができる。   Next, the silicon substrate 10 in which the grooves 16 are formed and the silicon substrate 20 in which the carbon nanotubes 24 are formed are bonded (FIG. 7A). For bonding the silicon substrate 10 and the silicon substrate 20, direct bonding between silicon, eutectic bonding using a metal film, bonding using a bonding material, or the like can be used.

これにより、溝１６の内面とシリコン基板２０の表面により周囲が規定されたマイクロチャネル３２を有し、シリコン基板２０側の側面にカーボンナノチューブ２４が形成されたマイクロチャネルチップ３０を形成する（図７（ｂ））。   Thus, the microchannel chip 30 having the microchannel 32 whose periphery is defined by the inner surface of the groove 16 and the surface of the silicon substrate 20 and having the carbon nanotubes 24 formed on the side surface on the silicon substrate 20 side is formed (FIG. 7). (B)).

なお、カーボンナノチューブ２４は、シリコン基板１０とシリコン基板２０とを接合した後に形成するようにしてもよい。この場合、後述するカーボンナノチューブ１８を形成する場合にあっては、カーボンナノチューブ２４の成長と同時にカーボンナノチューブ１８を形成してもよい。   The carbon nanotubes 24 may be formed after the silicon substrate 10 and the silicon substrate 20 are joined. In this case, when forming the carbon nanotube 18 described later, the carbon nanotube 18 may be formed simultaneously with the growth of the carbon nanotube 24.

次いで、マイクロチャネルチップ３０のカーボンナノチューブ２４の端部と、反対側のシリコン基板１０の表面に、例えば蒸着法により、例えばＩｎ（インジウム）やＡｕ（金）等のメタル膜（図示せず）を形成する。   Next, a metal film (not shown) such as In (indium) or Au (gold), for example, is deposited on the end of the carbon nanotube 24 of the microchannel chip 30 and the surface of the opposite silicon substrate 10 by, for example, vapor deposition. Form.

次いで、メタル膜を形成した複数のマイクロチャネルチップ３０を加熱しながら圧着していく。この際、加熱温度は、カーボンナノチューブ面とシリコン面に形成したメタルの種類に応じて適宜選択する。また、加圧量は、カーボンナノチューブ２４に必要なベンディング量やマイクロチャネルチップ３０の配置間隔等に応じて適宜選択される。ここでは、メタル膜としてＩｎを用いることを想定して１６５℃、０．５ＭＰａの条件で加圧し、長さ６０μｍのカーボンナノチューブ２４が３０μｍまでベンディングした状態でマイクロチャネルチップ３０間を接合する。カーボンナノチューブ２４をベンディングした状態で接合するのは、ＣＰＵチップ４４等の反りによってマイクロチャネルチップ３０間の間隔が広がったときにも、カーボンナノチューブ２４によってマイクロチャネルチップ３０間の接合を維持するためである。   Next, the plurality of microchannel chips 30 on which the metal film is formed are pressure-bonded while being heated. At this time, the heating temperature is appropriately selected according to the type of metal formed on the carbon nanotube surface and the silicon surface. The amount of pressurization is appropriately selected according to the amount of bending required for the carbon nanotube 24, the arrangement interval of the microchannel chips 30, and the like. Here, assuming that In is used as the metal film, pressurization is performed under the conditions of 165 ° C. and 0.5 MPa, and the microchannel chips 30 are bonded in a state where the carbon nanotubes 24 having a length of 60 μm are bent to 30 μm. The reason why the carbon nanotubes 24 are bonded in a bent state is to maintain the bonding between the microchannel chips 30 by the carbon nanotubes 24 even when the interval between the microchannel chips 30 is widened due to warpage of the CPU chip 44 or the like. is there.

このようにして、所望の数のマイクロチャネルチップ３０をカーボンナノチューブ２４を介して接続し、本実施形態による冷却装置４０を完成する（図７（ｃ））。   In this way, a desired number of microchannel chips 30 are connected via the carbon nanotubes 24 to complete the cooling device 40 according to the present embodiment (FIG. 7C).

シリコン基板１０とカーボンナノチューブ２４との間の接合には、Ｉｎ等のメタル膜を用いなくてもよい。例えば、カーボンナノチューブ２４が接合されるシリコン基板１０の表面を、ＸｅＦ２やＢｒＦ３等を用いてポーラス状にエッチングしておき、カーボンナノチューブ２６とシリコン基板１０との間のアンカリング効果によって接合するようにしてもよい。 For the bonding between the silicon substrate 10 and the carbon nanotube 24, a metal film such as In may not be used. For example, the surface of the silicon substrate 10 to which the carbon nanotubes 24 are bonded is etched in a porous shape using XeF 2 , BrF 3 or the like, and bonded by the anchoring effect between the carbon nanotubes 26 and the silicon substrate 10. You may do it.

或いは、例えば図８（ａ）に示すように、シリコン基板１０の表面にもカーボンナノチューブ１８を形成しておき、カーボンナノチューブ１８とカーボンナノチューブ２４との噛み合わせによりマイクロチャネルチップ３０同士を接合してもよい（図８（ｂ））。   Alternatively, for example, as shown in FIG. 8A, carbon nanotubes 18 are also formed on the surface of the silicon substrate 10, and the microchannel chips 30 are joined together by meshing the carbon nanotubes 18 and the carbon nanotubes 24. It is also possible (FIG. 8B).

また、１つのマイクロチャネルチップ３０に複数のマイクロチャネル３２を有する冷却装置は、例えば図９に示す方法により製造することができる。   Further, a cooling device having a plurality of microchannels 32 in one microchannel chip 30 can be manufactured by the method shown in FIG. 9, for example.

まず、図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示す方法と同様にして、シリコン基板１０の両面に溝１６を形成する（図９（ａ））。   First, the grooves 16 are formed on both surfaces of the silicon substrate 10 in the same manner as shown in FIGS. 5A to 5C (FIG. 9A).

次いで、溝１６を形成したシリコン基板１０の両面に、カーボンナノチューブ２４を形成したシリコン基板２０を接合し、２つのマイクロチャネル３２を有するマイクロチャネルチップ３０を形成する（図９（ｂ））。シリコン基板１０，２０を接合した後、カーボンナノチューブ２４を形成するようにしてもよい。   Next, the silicon substrate 20 on which the carbon nanotubes 24 are formed is bonded to both surfaces of the silicon substrate 10 on which the grooves 16 are formed to form the microchannel chip 30 having two microchannels 32 (FIG. 9B). The carbon nanotubes 24 may be formed after the silicon substrates 10 and 20 are joined.

次いで、図７（ｃ）或いは図８（ｂ）に示す方法と同様にして、複数のマイクロチャネルチップ３０を接合し、冷却装置４０を完成する（図９（ｃ））。   Next, similarly to the method shown in FIG. 7C or FIG. 8B, a plurality of microchannel chips 30 are joined to complete the cooling device 40 (FIG. 9C).

或いは、図７（ａ）乃至図７（ｂ）に示す工程において、溝１６が形成されたシリコン基板１０を同じ方向に複数枚積層し、所望の数のマイクロチャネル３２を有するマイクロチャネルチップ３０を形成するようにしてもよい。   Alternatively, in the steps shown in FIGS. 7A to 7B, a plurality of silicon substrates 10 having grooves 16 formed thereon are stacked in the same direction, and a microchannel chip 30 having a desired number of microchannels 32 is obtained. You may make it form.

また、高さ方向に複数のマイクロチャネル３２を有するマイクロチャネルチップ３０は、一の面に複数の溝１６を形成したシリコン基板１０を用いることにより、実現することができる。   Further, the microchannel chip 30 having the plurality of microchannels 32 in the height direction can be realized by using the silicon substrate 10 in which the plurality of grooves 16 are formed on one surface.

図１０は、カーボンナノチューブの変形に伴う熱抵抗への影響を測定した結果を示すグラフである。図１０の測定は、長さ５０μｍのカーボンナノチューブに圧力を印加して撓ませたときの、カーボンナノチューブの両端面の温度差を測定した結果をまとめたものである。   FIG. 10 is a graph showing the results of measuring the influence on the thermal resistance accompanying the deformation of the carbon nanotube. The measurement of FIG. 10 summarizes the results of measuring the temperature difference between both end faces of a carbon nanotube when pressure is applied to the carbon nanotube having a length of 50 μm and bent.

カーボンナノチューブに印加する圧力が０．１ＭＰａ程度では、カーボンナノチューブの長さはほとんど変化しない。このときのカーボンナノチューブの両端面の温度差は、０．３８℃程度である。カーボンナノチューブに印加する圧力が０．２５ＭＰａになると、カーボンナノチューブの変形量は１６μｍ程度となる。このときのカーボンナノチューブの両端面の温度差は、０．３６℃程度である。カーボンナノチューブに印加する圧力が０．５０ＭＰａになると、カーボンナノチューブの変形量は３０μｍ程度となる。このときのカーボンナノチューブの両端面の温度差は、０．３６℃程度である。   When the pressure applied to the carbon nanotube is about 0.1 MPa, the length of the carbon nanotube hardly changes. At this time, the temperature difference between both end faces of the carbon nanotube is about 0.38 ° C. When the pressure applied to the carbon nanotube is 0.25 MPa, the deformation amount of the carbon nanotube is about 16 μm. At this time, the temperature difference between both end faces of the carbon nanotube is about 0.36 ° C. When the pressure applied to the carbon nanotube is 0.50 MPa, the amount of deformation of the carbon nanotube is about 30 μm. At this time, the temperature difference between both end faces of the carbon nanotube is about 0.36 ° C.

このように、カーボンナノチューブに印加する圧力が増加するとともにカーボンナノチューブの変形量は大きくなるが、カーボンナノチューブの両端面の温度差はほとんど変化しない。このことは、ＣＰＵチップ４４の表面に反りが生じてカーボンナノチューブ２４が撓んだときにも、カーボンナノチューブ２４の熱抵抗の変化はほとんどなく、均一な放熱特性が得られることを示している。   Thus, the pressure applied to the carbon nanotubes increases and the amount of deformation of the carbon nanotubes increases, but the temperature difference between both end faces of the carbon nanotubes hardly changes. This indicates that even when the surface of the CPU chip 44 is warped and the carbon nanotube 24 is bent, the thermal resistance of the carbon nanotube 24 hardly changes and uniform heat dissipation characteristics can be obtained.

このように、本実施形態によれば、マイクロチャネルチップを複数のブロックに分割し、これらブロック間をカーボンナノチューブによって接続するので、ＣＰＵチップの反りに追従して冷却装置の形状を変化することができる。また、熱伝導性に優れたカーボンナノチューブによってブロック間を接続することにより、熱抵抗の増加を抑制することができる。これにより、高効率且つ安定した放熱特性を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, the microchannel chip is divided into a plurality of blocks and the blocks are connected by the carbon nanotubes, so that the shape of the cooling device can be changed following the warpage of the CPU chip. it can. Moreover, the increase in thermal resistance can be suppressed by connecting the blocks with carbon nanotubes having excellent thermal conductivity. Thereby, highly efficient and stable heat dissipation characteristics can be realized.

［第２実施形態］
第２実施形態による冷却装置及びその製造方法について図１１乃至図１４を用いて説明する。図１乃至図１０に示す第１実施形態による冷却装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。 [Second Embodiment]
A cooling device and a manufacturing method thereof according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Components similar to those of the cooling device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図１１は、本実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。図１２は、本実施形態による冷却装置の効果を示す概略断面図である。図１３及び図１４は、本実施形態による冷却装置の製造方法を示す工程断面図である。   FIG. 11 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the present embodiment. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the effect of the cooling device according to the present embodiment. 13 and 14 are process cross-sectional views illustrating the manufacturing method of the cooling device according to the present embodiment.

はじめに、本実施形態による冷却装置の構造について図１１を用いて説明する。   First, the structure of the cooling device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態による冷却装置４０は、平板状のマイクロチャネルチップ３０を有している。マイクロチャネルチップ３０には、一方向（Ｘ方向）に延在しマイクロチャネルチップ３０を貫通する複数のマイクロチャネル３２が設けられている。マイクロチャネルチップ３０には、また、マイクロチャネル３２と同じ方向（Ｘ方向）に延在する複数のスリット３４が設けられている。スリット３４は、マイクロチャネルチップ３０の一表面からマイクロチャネル３２間の領域に達するように形成されている。スリット３４内には、マイクロチャネル３２の延在する方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に配向した複数のカーボンナノチューブ２４が形成されている。   The cooling device 40 according to the present embodiment includes a flat microchannel chip 30. The microchannel chip 30 is provided with a plurality of microchannels 32 extending in one direction (X direction) and penetrating the microchannel chip 30. The microchannel chip 30 is also provided with a plurality of slits 34 extending in the same direction (X direction) as the microchannel 32. The slit 34 is formed so as to reach the region between the microchannels 32 from one surface of the microchannel chip 30. In the slit 34, a plurality of carbon nanotubes 24 oriented in the direction (Y direction) perpendicular to the direction (X direction) in which the microchannel 32 extends are formed.

このように、本実施形態による冷却装置４０は、マイクロチャネル３２が形成された各ブロック間に間隙（スリット３４）が設けられている点で、第１実施形態による冷却装置と共通している。一方、本実施形態による冷却装置４０は、スリット３４がマイクロチャネルチップ３０を貫通しておらず、マイクロチャネルチップ３０が複数のブロックに分離していない点で、第１実施形態による冷却装置とは異なっている。   Thus, the cooling device 40 according to the present embodiment is common to the cooling device according to the first embodiment in that a gap (slit 34) is provided between each block in which the microchannel 32 is formed. On the other hand, the cooling device 40 according to the present embodiment is different from the cooling device according to the first embodiment in that the slit 34 does not penetrate the microchannel chip 30 and the microchannel chip 30 is not separated into a plurality of blocks. Is different.

マイクロチャネルチップ３０は、第１実施形態による冷却装置の場合のように、必ずしもマイクロチャネル３２が形成された複数のブロックに分離している必要はない。マイクロチャネル３２が形成された個々のブロック間にスリット３４を設け、その部分のマイクロチャネルチップ３０を薄くすることにより、マイクロチャネルチップ３０を変形しやすくすることができる。   The microchannel chip 30 does not necessarily have to be separated into a plurality of blocks in which the microchannels 32 are formed as in the cooling device according to the first embodiment. By providing the slits 34 between the individual blocks in which the microchannels 32 are formed and thinning the microchannel chip 30 at that portion, the microchannel chip 30 can be easily deformed.

本実施形態による冷却装置４０は、例えば図１２（ａ）に示すように、ＴＩＭ４２を介してＣＰＵチップ４４上に搭載される。ＣＰＵチップ４４やＣＰＵチップ４４が搭載される回路基板（図示せず）に反りが生じたときには、スリット３４を設けたことの効果により、被着体の形状変化に追従してマイクロチャネルチップ３０自身が撓むことができる。これにより、ＣＰＵチップ４４表面の形状変化に伴う冷却装置４０による放熱効率の低下を抑制することができる。   The cooling device 40 according to the present embodiment is mounted on the CPU chip 44 via the TIM 42 as shown in FIG. When warping occurs in the CPU chip 44 or a circuit board (not shown) on which the CPU chip 44 is mounted, the microchannel chip 30 itself follows the shape change of the adherend due to the effect of providing the slit 34. Can bend. Thereby, the fall of the thermal radiation efficiency by the cooling device 40 accompanying the shape change of the CPU chip 44 surface can be suppressed.

スリット３４を設けることにより、冷却装置４０の全体に占めるマイクロチャネルチップ３０の体積割合は低下する。しかしながら、スリット３４内に形成されたカーボンナノチューブ２４は極めて熱伝導性の高い材料であるため、マイクロチャネルチップ３０を分割することによる放熱効率への影響は小さい。また、カーボンナノチューブ２４はしなやかで柔軟性に富んだ材料であるため、スリット３４内にカーボンナノチューブ２４を形成することによってマイクロチャネルチップ３０の撓みが阻害されることもない。   By providing the slit 34, the volume ratio of the microchannel chip 30 to the entire cooling device 40 is reduced. However, since the carbon nanotube 24 formed in the slit 34 is a material having extremely high thermal conductivity, the influence on the heat radiation efficiency by dividing the microchannel chip 30 is small. Further, since the carbon nanotube 24 is a flexible and flexible material, the bending of the microchannel chip 30 is not hindered by forming the carbon nanotube 24 in the slit 34.

次に、本実施形態による冷却装置の製造方法について図１３及び図１４を用いて説明する。   Next, the manufacturing method of the cooling device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、マイクロチャネルチップを形成するための基板として、２種類のシリコン基板を用意する。一方の基板はマイクロチャネルを彫り込むためのシリコン基板１０であり、他方の基板はマイクロチャネルの蓋をするためのシリコン基板２０である。   First, two types of silicon substrates are prepared as substrates for forming a microchannel chip. One substrate is a silicon substrate 10 for engraving the microchannel, and the other substrate is a silicon substrate 20 for covering the microchannel.

次いで、シリコン基板１０に、例えば図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す第１実施形態による冷却装置の製造方法と同様にして、溝１６を形成する（図１３（ａ））。なお、溝１６の深さ、高さ、ピッチは、形成しようとするマイクロチャネル３２の高さ、幅、ピッチに、それぞれ該当する。   Next, grooves 16 are formed in the silicon substrate 10 in the same manner as in the method for manufacturing the cooling device according to the first embodiment shown in FIGS. 5A and 5B, for example (FIG. 13A). The depth, height, and pitch of the grooves 16 correspond to the height, width, and pitch of the microchannel 32 to be formed.

次いで、溝１６を形成したシリコン基板１０上に、シリコン基板２０を接合し、マイクロチャネルチップ３０を形成する。マイクロチャネルチップ３０内には、溝１６の内面とシリコン基板２０の表面により周囲が規定されたマイクロチャネル３２が形成される（図１３（ｂ））。   Next, the silicon substrate 20 is bonded onto the silicon substrate 10 in which the grooves 16 are formed, and the microchannel chip 30 is formed. In the microchannel chip 30, a microchannel 32 whose periphery is defined by the inner surface of the groove 16 and the surface of the silicon substrate 20 is formed (FIG. 13B).

次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、シリコン基板１０及び２０を異方性エッチングし、マイクロチャネルチップ３０の表面からマイクロチャネル３２間の領域に達するスリット３４を形成する（図１３（ｃ））。スリット３４の形成には、前述のＤＲＩＥ法を適用することができる。   Next, the silicon substrates 10 and 20 are anisotropically etched by photolithography and dry etching to form slits 34 that reach the region between the microchannels 32 from the surface of the microchannel chip 30 (FIG. 13C). The aforementioned DRIE method can be applied to the formation of the slit 34.

次いで、例えば熱酸化法により、マイクロチャネルチップ３０の表面に、例えば膜厚３００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（図示せず）を形成する。   Next, a silicon oxide film (not shown) having a film thickness of, for example, about 300 nm is formed on the surface of the microchannel chip 30 by, eg, thermal oxidation.

次いで、マイクロチャネルチップ３０のスリット３４が形成された側の表面上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚２．５ｎｍ相当のＦｅを堆積する。これにより、Ｆｅの触媒金属膜２２を形成する（図１４（ａ））。   Next, Fe having a thickness of, for example, 2.5 nm is deposited on the surface of the microchannel chip 30 on which the slits 34 are formed by, for example, sputtering. Thereby, a catalytic metal film 22 of Fe is formed (FIG. 14A).

次いで、ミリング法やＲＩＥ法により触媒金属膜２２をエッチバックし、触媒金属膜２２をスリット３４の側壁部分に選択的に残存させる（図１４（ｂ））。   Next, the catalytic metal film 22 is etched back by a milling method or an RIE method, and the catalytic metal film 22 is selectively left on the side wall portion of the slit 34 (FIG. 14B).

次いで、スリット３４内に、触媒金属膜２２を触媒として、例えばホットフィラメントＣＶＤ法により、カーボンナノチューブ２４を成長する。カーボンナノチューブ２４は、触媒金属膜２２が形成された表面に対して垂直に成長されるため、マイクロチャネルチップ３０の表面に対して平行に、スリット３４内を埋め込むように成長される。   Next, the carbon nanotubes 24 are grown in the slit 34 by using, for example, a hot filament CVD method using the catalytic metal film 22 as a catalyst. Since the carbon nanotubes 24 are grown perpendicular to the surface on which the catalytic metal film 22 is formed, the carbon nanotubes 24 are grown so as to be embedded in the slits 34 in parallel to the surface of the microchannel chip 30.

これにより、スリット３４内にカーボンナノチューブ２４が形成され、本実施形態による冷却装置４０が完成する（図１４（ｃ））。   Thereby, the carbon nanotube 24 is formed in the slit 34, and the cooling device 40 according to the present embodiment is completed (FIG. 14C).

このように、本実施形態によれば、マイクロチャネル間にスリットを設け、マイクロチャネルチップの形状変化をしやすくするので、ＣＰＵチップの反りに追従して冷却装置の形状を変化することができる。また、熱伝導性に優れたカーボンナノチューブをスリット内に形成することにより、熱抵抗の増加を抑制することができる。これにより、高効率且つ安定した放熱特性を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, the slits are provided between the microchannels, and the shape of the microchannel chip is easily changed. Therefore, the shape of the cooling device can be changed following the warp of the CPU chip. Moreover, an increase in thermal resistance can be suppressed by forming carbon nanotubes excellent in thermal conductivity in the slit. Thereby, highly efficient and stable heat dissipation characteristics can be realized.

［第３実施形態］
第３実施形態による冷却装置及びその製造方法について図１５及び図１６を用いて説明する。図１乃至図１４に示す第１及び第２実施形態による冷却装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。 [Third Embodiment]
A cooling device and a manufacturing method thereof according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. Constituent elements similar to those of the cooling device and the manufacturing method thereof according to the first and second embodiments shown in FIG. 1 to FIG.

図１５は、本実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。図１６は、本実施形態による冷却装置の効果を示す概略断面図である。   FIG. 15 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the present embodiment. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing the effect of the cooling device according to the present embodiment.

はじめに、本実施形態による冷却装置の構造について図１５を用いて説明する。   First, the structure of the cooling device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態による冷却装置４０は、平板状のマイクロチャネルチップ３０を有している。マイクロチャネルチップ３０には、一方向（Ｘ方向）に延在しマイクロチャネルチップ３０を貫通する複数のマイクロチャネル３２が設けられている。マイクロチャネルチップ３０には、また、マイクロチャネル３２と同じ方向（Ｘ方向）に延在する複数のスリット３４が設けられている。スリット３４は、マイクロチャネルチップ３０の表面からマイクロチャネル３２間の領域に達するように、マイクロチャネルチップ３０の両面に形成されている。スリット３４内には、マイクロチャネル３２の延在する方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に配向した複数のカーボンナノチューブ２４が形成されている。   The cooling device 40 according to the present embodiment includes a flat microchannel chip 30. The microchannel chip 30 is provided with a plurality of microchannels 32 extending in one direction (X direction) and penetrating the microchannel chip 30. The microchannel chip 30 is also provided with a plurality of slits 34 extending in the same direction (X direction) as the microchannel 32. The slits 34 are formed on both surfaces of the microchannel chip 30 so as to reach the region between the microchannels 32 from the surface of the microchannel chip 30. In the slit 34, a plurality of carbon nanotubes 24 oriented in the direction (Y direction) perpendicular to the direction (X direction) in which the microchannel 32 extends are formed.

このように、本実施形態による冷却装置４０は、マイクロチャネル３２間の領域に間隙（スリット３４）が設けられている点で、第１及び第２実施形態による冷却装置と共通している。一方、本実施形態による冷却装置４０は、マイクロチャネルチップ３０がマイクロチャネル３２毎に分離していない点で、第１実施形態による冷却装置とは異なっている。   Thus, the cooling device 40 according to the present embodiment is common to the cooling devices according to the first and second embodiments in that a gap (slit 34) is provided in the region between the microchannels 32. On the other hand, the cooling device 40 according to the present embodiment is different from the cooling device according to the first embodiment in that the microchannel chip 30 is not separated for each microchannel 32.

マイクロチャネルチップ３０は、第１実施形態による冷却装置の場合のように、必ずしもマイクロチャネル３２毎に分離している必要はない。マイクロチャネル３２が形成された個々のブロック間にスリット３４を設け、その部分のマイクロチャネルチップ３０を薄くすることにより、マイクロチャネルチップ３０を変形しやすくすることができる。マイクロチャネル３２が形成された個々のブロックを接続する部分は、第２実施形態の冷却装置のようにマイクロチャネルチップ３０の表面部に設けてもよいし、本実施形態の冷却装置４０のようにマイクロチャネルチップ３０の中心部に設けてもよい。   The microchannel chip 30 is not necessarily separated for each microchannel 32 as in the cooling device according to the first embodiment. By providing the slits 34 between the individual blocks in which the microchannels 32 are formed and thinning the microchannel chip 30 at that portion, the microchannel chip 30 can be easily deformed. Portions connecting the individual blocks in which the microchannels 32 are formed may be provided on the surface portion of the microchannel chip 30 as in the cooling device of the second embodiment, or as in the cooling device 40 of the present embodiment. You may provide in the center part of the microchannel chip | tip 30. FIG.

本実施形態による冷却装置４０は、例えば図１６（ａ）に示すように、ＴＩＭ４２を介してＣＰＵチップ４４上に搭載される。ＣＰＵチップ４４やＣＰＵチップ４４が搭載される回路基板（図示せず）に反りが生じたときには、スリット３４を設けたことの効果により、被着体の形状変化に追従してマイクロチャネルチップ３０自身が撓むことができる。これにより、ＣＰＵチップ４４表面の形状変化に伴う冷却装置４０による放熱効率の低下を抑制することができる。   The cooling device 40 according to the present embodiment is mounted on the CPU chip 44 via the TIM 42 as shown in FIG. 16A, for example. When warping occurs in the CPU chip 44 or a circuit board (not shown) on which the CPU chip 44 is mounted, the microchannel chip 30 itself follows the shape change of the adherend due to the effect of providing the slit 34. Can bend. Thereby, the fall of the thermal radiation efficiency by the cooling device 40 accompanying the shape change of the CPU chip 44 surface can be suppressed.

スリット３４を設けることにより、冷却装置４０の全体に占めるマイクロチャネルチップ３０の体積割合は低下する。しかしながら、スリット３４内に形成されたカーボンナノチューブ２４は極めて熱伝導性の高い材料であるため、マイクロチャネルチップ３０を分割することによる放熱効率への影響は小さい。また、カーボンナノチューブ２４はしなやかで柔軟性に富んだ材料であるため、スリット３４内にカーボンナノチューブ２４を形成することによってマイクロチャネルチップ３０の撓みが阻害されることもない。   By providing the slit 34, the volume ratio of the microchannel chip 30 to the entire cooling device 40 is reduced. However, since the carbon nanotube 24 formed in the slit 34 is a material having extremely high thermal conductivity, the influence on the heat radiation efficiency by dividing the microchannel chip 30 is small. Further, since the carbon nanotube 24 is a flexible and flexible material, the bending of the microchannel chip 30 is not hindered by forming the carbon nanotube 24 in the slit 34.

なお、本実施形態による冷却装置４０は、第２実施形態による冷却装置の製造方法と同様の手法を用い、図１３（ｃ）の工程において、マイクロチャネルチップ３０の両面にスリット３４を形成することにより、製造することができる。   The cooling device 40 according to the present embodiment uses the same method as the manufacturing method of the cooling device according to the second embodiment, and forms slits 34 on both surfaces of the microchannel chip 30 in the step of FIG. 13C. Can be manufactured.

このように、本実施形態によれば、マイクロチャネル間にスリットを設け、マイクロチャネルチップの形状変化をしやすくするので、ＣＰＵチップの反りに追従して冷却装置の形状を変化することができる。また、熱伝導性に優れたカーボンナノチューブをスリット内に形成することにより、熱抵抗の増加を抑制することができる。これにより、高効率且つ安定した放熱特性を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, the slits are provided between the microchannels, and the shape of the microchannel chip is easily changed. Therefore, the shape of the cooling device can be changed following the warp of the CPU chip. Moreover, an increase in thermal resistance can be suppressed by forming carbon nanotubes excellent in thermal conductivity in the slit. Thereby, highly efficient and stable heat dissipation characteristics can be realized.

［第４実施形態］
第４実施形態による冷却装置及びその製造方法について図１７及び図１８を用いて説明する。図１乃至図１６に示す第１乃至第３実施形態による冷却装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。 [Fourth Embodiment]
A cooling device and a manufacturing method thereof according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18. Components similar to those of the cooling device and the manufacturing method thereof according to the first to third embodiments shown in FIGS. 1 to 16 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図１７は、本実施形態による冷却装置の構造を示す斜視図である。図１８は、本実施形態による冷却装置の構造を示す概略断面図である。なお、図１８は、図１７のＸ−Ｚ面に平行なマイクロチャネル部の断面図である。   FIG. 17 is a perspective view showing the structure of the cooling device according to the present embodiment. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the cooling device according to the present embodiment. 18 is a cross-sectional view of the microchannel portion parallel to the XZ plane of FIG.

本実施形態による冷却装置４０は、図１７に示すように、図１に示す第１実施形態の冷却装置のマイクロチャネルチップ３０の一表面に、Ｙ方向に延在する複数の溝３６を設けたものである。   As shown in FIG. 17, the cooling device 40 according to the present embodiment is provided with a plurality of grooves 36 extending in the Y direction on one surface of the microchannel chip 30 of the cooling device of the first embodiment shown in FIG. Is.

第１実施形態による冷却装置では、マイクロチャネルチップ３０をＸ方向に延在するブロック毎に分割することにより、主にＸ−Ｙ面のＹ方向の反りに追従できるようにした。また、第２及び第３実施形態による冷却装置では、マイクロチャネル３２間にＸ方向に延在するスリット３４を設けることにより、主にＸ−Ｙ面のＹ方向の反りに追従できるようにした。   In the cooling device according to the first embodiment, the microchannel chip 30 is divided into blocks extending in the X direction so that the Y-direction warpage of the XY plane can be mainly followed. In the cooling device according to the second and third embodiments, the slit 34 extending in the X direction is provided between the microchannels 32 so that the Y-direction warpage of the XY plane can be mainly followed.

しかしながら、ＣＰＵチップ等の反りは、必ずしも一方向に生じるものではなく、Ｘ−Ｙ面のＸ方向に生じることもある。第１乃至第３実施形態による冷却装置は、Ｘ−Ｙ面のＸ方向に生じる反りに対しては、必ずしも十分であるとはいえない。   However, warpage of the CPU chip or the like does not necessarily occur in one direction, and may occur in the X direction of the XY plane. The cooling devices according to the first to third embodiments are not necessarily sufficient for warping that occurs in the X direction of the XY plane.

本実施形態による冷却装置４０のようにマイクロチャネルチップ３０の表面にＹ方向に延在する複数の溝３６を設けることにより、Ｘ−Ｙ面のＸ方向に生じる反りに追従してマイクロチャネルチップ３０が形状変化しやすくなる。これにより、ＣＰＵチップ表面の形状変化に伴う冷却装置４０の放熱効率の低下を更に抑制することができる。   By providing a plurality of grooves 36 extending in the Y direction on the surface of the microchannel chip 30 as in the cooling device 40 according to the present embodiment, the microchannel chip 30 follows the warp generated in the X direction of the XY plane. Becomes easy to change shape. Thereby, the fall of the thermal radiation efficiency of the cooling device 40 accompanying the shape change of the CPU chip surface can be further suppressed.

溝３６の部分は、図１８（ａ）に示すようにマイクロチャネルチップ３０の表面を彫り込むだけでもよいし、図１８（ｂ）に示すようにカーボンナノチューブ３８で埋め込むようにしてもよい。カーボンナノチューブ３８は、図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）に示したと同様の手法により、形成することができる。   The groove 36 may be simply carved on the surface of the microchannel chip 30 as shown in FIG. 18A, or may be embedded with carbon nanotubes 38 as shown in FIG. 18B. The carbon nanotube 38 can be formed by the same method as shown in FIGS. 14 (a) to 14 (c).

このように、本実施形態によれば、マイクロチャネルチップの表面に、マイクロチャネルと交差する方向に延在する溝を形成するので、ＣＰＵチップの反りに追従して冷却装置の形状を変化させることができる。これにより、高効率且つ安定した放熱特性を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the groove extending in the direction intersecting the microchannel is formed on the surface of the microchannel chip, the shape of the cooling device can be changed following the warp of the CPU chip. Can do. Thereby, highly efficient and stable heat dissipation characteristics can be realized.

［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。 [Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.

例えば、上記第４実施形態では、マイクロチャネルチップ３０の一方の表面だけに溝３６を設けたが、マイクロチャネルチップ３０の両方の表面に溝３６を設けてもよい。   For example, in the fourth embodiment, the groove 36 is provided only on one surface of the microchannel chip 30, but the groove 36 may be provided on both surfaces of the microchannel chip 30.

また、上記第４実施形態では第１実施形態の冷却装置に溝３６を設けた場合を示したが、同様の溝３６を第２実施形態の冷却装置や第３実施形態の冷却装置に設けてもよい。   Moreover, although the case where the groove | channel 36 was provided in the cooling device of 1st Embodiment was shown in the said 4th Embodiment, the same groove | channel 36 was provided in the cooling device of 2nd Embodiment, or the cooling device of 3rd Embodiment. Also good.

また、上記実施形態に記載した冷却装置の構造、構成材料、製造条件等は、一例を示したものにすぎず、当業者の技術常識等に応じて適宜修正や変更が可能である。   In addition, the structure, constituent materials, manufacturing conditions, and the like of the cooling device described in the above embodiment are merely examples, and can be appropriately modified or changed according to technical common sense of those skilled in the art.

例えば、上記実施形態では、マイクロチャネルチップを形成する基板としてシリコン基板を用いたが、基板は、熱伝導性のよい材料であれば特に限定されるものではない。   For example, in the above embodiment, a silicon substrate is used as a substrate on which a microchannel chip is formed. However, the substrate is not particularly limited as long as it has a good thermal conductivity.

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.

（付記１） 表面に形成された複数のスリットによって画定された複数のブロックを有し、前記複数のブロックのそれぞれに、前記ブロックの延在方向に貫通孔が形成された基板と、
前記複数のスリット内に形成されたカーボンナノチューブと
を有することを特徴とする冷却装置。 (Supplementary Note 1) A substrate having a plurality of blocks defined by a plurality of slits formed on the surface, and a through-hole formed in each of the plurality of blocks in the extending direction of the block;
And a carbon nanotube formed in the plurality of slits.

（付記２） 付記１記載の冷却装置において、
前記複数のスリットは、前記基板の一の表面に形成されている
ことを特徴とする冷却装置。 (Supplementary note 2) In the cooling device according to supplementary note 1,
The cooling device, wherein the plurality of slits are formed on one surface of the substrate.

（付記３） 付記１記載の冷却装置において、
前記複数のスリットは、前記基板の対向する一対の表面にそれぞれ形成されている
ことを特徴とする冷却装置。 (Appendix 3) In the cooling device according to Appendix 1,
The plurality of slits are respectively formed on a pair of opposed surfaces of the substrate.

（付記４） 付記１記載の冷却装置において、
前記基板は、前記基板を貫通する前記複数のスリットによって前記複数のブロックに分割されている
ことを特徴とする冷却装置。 (Supplementary note 4) In the cooling device according to supplementary note 1,
The cooling apparatus according to claim 1, wherein the substrate is divided into the plurality of blocks by the plurality of slits penetrating the substrate.

（付記５） 付記１乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置において、
前記基板の表面に、前記貫通孔の延在する方向と交差する方向に延在する複数の溝が更に形成されている
ことを特徴とする冷却装置。 (Appendix 5) In the cooling device according to any one of appendices 1 to 4,
A cooling device, wherein a plurality of grooves extending in a direction intersecting with a direction in which the through hole extends are further formed on the surface of the substrate.

（付記６） 表面に平行な方向に延在する貫通孔を有する複数の基板を形成する工程と、
前記複数の基板上にカーボンナノチューブを成長する工程と、
前記カーボンナノチューブが形成された前記複数の基板を、前記カーボンナノチューブを介して互いに接続する工程と
を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。 (Appendix 6) Forming a plurality of substrates having through-holes extending in a direction parallel to the surface;
Growing carbon nanotubes on the plurality of substrates;
Connecting the plurality of substrates on which the carbon nanotubes are formed to each other via the carbon nanotubes.

（付記７） 表面に平行な方向に延在する複数の貫通孔を有する基板を形成する工程と、
前記基板に、前記貫通孔が形成されたブロックを互いに分離するように複数のスリットを形成する工程と、
前記複数のスリット内にカーボンナノチューブを成長する工程と
を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。 (Appendix 7) Forming a substrate having a plurality of through holes extending in a direction parallel to the surface;
Forming a plurality of slits in the substrate so as to separate the blocks in which the through holes are formed;
And a step of growing carbon nanotubes in the plurality of slits.

（付記８） 付記７記載の冷却装置の製造方法において、
前記カーボンナノチューブを成長する工程では、前記スリットの側壁部分から選択的に前記カーボンナノチューブを成長する
ことを特徴とする冷却装置の製造方法。 (Supplementary note 8) In the manufacturing method of the cooling device according to supplementary note 7,
In the step of growing the carbon nanotubes, the carbon nanotubes are selectively grown from a side wall portion of the slit.

（付記９） 付記６乃至８のいずれか１項に記載の冷却装置の製造方法において、
前記基板の表面に、前記貫通孔と交差する方向に延在する複数の溝を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする冷却装置の製造方法。 (Supplementary note 9) In the manufacturing method of the cooling device according to any one of supplementary notes 6 to 8,
The manufacturing method of the cooling device further comprising a step of forming a plurality of grooves extending in a direction intersecting the through hole on the surface of the substrate.

１０，２０…シリコン基板
１２…フォトレジスト膜
１４…開口部
１６…溝
１８，２４，３８…カーボンナノチューブ
２２…触媒金属膜
３０…マイクロチャネルチップ
３２…マイクロチャネル
３４…スリット
３４…溝
４０…冷却装置
４２…ＴＩＭ
４４…ＣＰＵチップ
４６…バンプ
４８…回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Silicon substrate 12 ... Photoresist film 14 ... Opening part 16 ... Groove 18, 24, 38 ... Carbon nanotube 22 ... Catalyst metal film 30 ... Microchannel chip 32 ... Microchannel 34 ... Slit 34 ... Groove 40 ... Cooling device 42 ... TIM
44 ... CPU chip 46 ... Bump 48 ... Circuit board

Claims (7)

表面に形成された複数のスリットによって画定された複数のブロックを有し、前記複数のブロックのそれぞれに、前記ブロックの延在方向に貫通孔が形成された基板と、
前記複数のスリット内に形成されたカーボンナノチューブと
を有することを特徴とする冷却装置。 A substrate having a plurality of blocks defined by a plurality of slits formed on the surface, and a through-hole formed in each of the plurality of blocks in the extending direction of the block;
And a carbon nanotube formed in the plurality of slits. 請求項１記載の冷却装置において、
前記複数のスリットは、前記基板の一の表面に形成されている
ことを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein
The cooling device, wherein the plurality of slits are formed on one surface of the substrate. 請求項１記載の冷却装置において、
前記複数のスリットは、前記基板の対向する一対の表面にそれぞれ形成されている
ことを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein
The plurality of slits are respectively formed on a pair of opposed surfaces of the substrate. 請求項１記載の冷却装置において、
前記基板は、前記基板を貫通する前記複数のスリットによって前記複数のブロックに分割されている
ことを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein
The cooling apparatus according to claim 1, wherein the substrate is divided into the plurality of blocks by the plurality of slits penetrating the substrate. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置において、
前記基板の表面に、前記貫通孔の延在する方向と交差する方向に延在する複数の溝が更に形成されている
ことを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 4,
A cooling device, wherein a plurality of grooves extending in a direction intersecting with a direction in which the through hole extends are further formed on the surface of the substrate. 表面に平行な方向に延在する貫通孔を有する複数の基板を形成する工程と、
前記複数の基板上にカーボンナノチューブを成長する工程と、
前記カーボンナノチューブが形成された前記複数の基板を、前記カーボンナノチューブを介して互いに接続する工程と
を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。 Forming a plurality of substrates having through holes extending in a direction parallel to the surface;
Growing carbon nanotubes on the plurality of substrates;
Connecting the plurality of substrates on which the carbon nanotubes are formed to each other via the carbon nanotubes. 表面に平行な方向に延在する複数の貫通孔を有する基板を形成する工程と、
前記基板に、前記貫通孔が形成されたブロックを互いに分離するように複数のスリットを形成する工程と、
前記複数のスリット内にカーボンナノチューブを成長する工程と
を有することを特徴とする冷却装置の製造方法。
Forming a substrate having a plurality of through holes extending in a direction parallel to the surface;
Forming a plurality of slits in the substrate so as to separate the blocks in which the through holes are formed;
And a step of growing carbon nanotubes in the plurality of slits.
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