JP4581964B2

JP4581964B2 - マイクロチャンネル構造体の製造方法

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Publication number: JP4581964B2
Application number: JP2005314061A
Authority: JP
Inventors: 明江川; 悟志木下; 邦彦高城
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: CN1821051A; US20060180298A1; US8018128B2; CN1821051B; JP2006247828A

Description

本発明は、マイクロチャンネル構造体及びその製造方法、光源装置、並びにプロジェクタに関するものである。

マイクロチャンネル構造体は、数μｍ〜数百μｍ幅の微細流路を複数備える構造体であり、種々の用途に用いられている。例えば、微細流路に冷却媒体（流体）を流すことによって高い冷却性能を有する熱交換部品として用いられたり、小流量の流体の搬送経路として用いられたりしている。

例えば、数ｍｍ〜数ｃｍ幅の流路を複数備える構造体である熱交換器であれば、特許文献１に示すように、プレス加工によって形成された波状板部材を外周壁部材の収納部に収納配置することによって、安価に大量生産することができる。
ところが、プレス加工では微細加工が困難であるため、上述のような数μｍ〜数百μｍ幅の流路を複数形成する場合には、一般的には、シリコンのエッチングを行うことによって流路が形成されている。
実開昭６１−８４３８９号公報

しかしながら、シリコンを用いて流路を形成した場合には、銅等の金属を用いて流路を形成した場合と比較して熱伝導性の面で不利となるため、マイクロチャンネル構造体を高い冷却性能を有する熱交換部品として用いることが困難となる。
一方、銅等の金属を用いて数μｍ〜数百μｍ幅の流路を形成する場合には、ワイヤカット放電加工等の加工法を用いることによって形成することができる。しかしながら、ワイヤカット放電加工で流路を形成する場合には多くの加工時間を必要とするため、マイクロチャンネル構造体を安価に大量生産するための加工法としては好ましくない。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、短時間で安価にマイクロチャンネル構造体を製造可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のマイクロチャンネル構造体は、流体が流れる微細流路を有するマイクロチャンネル構造体であって、上記微細流路が、波状に加工された波状板部材と、上記波状板部材を囲う外周壁部材とを備えて構成され、上記波状板部材の対向部同士の間隔を確保するスペーサを備えることを特徴とする。
このような特徴を有する本発明のマイクロチャンネル構造体によれば、波状板部材の対向部同士の間隔がスペーサによって確保される。このため、波状板部材を外周壁部材によって囲った場合に、波状板部材の対向部同士が接触することに起因する流路の閉塞が発生することを抑止することができる。
また、波状板部材は板状部材をプレス加工し、その後、凹凸方向から押圧することによって容易に形成することができる。このため、本発明のマイクロチャンネル構造体を短時間で安価に製造することが可能となる。

なお、本発明のマイクロチャンネル構造体において、具体的には、上記スペーサが、上記対向部同士の間に配置される球状部材であるという構成や、上記対向部の一部によって構成される凸部であるという構成を採用することができる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体においては、上記波状板部材の頂部と底部とが上記外周壁部材と接触されているという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、波状板部材の頂部と底部とが外周壁部材に接触され、波状板部材と外周壁部材との間の伝熱効率が高まる。したがって、冷却性能に優れたマイクロチャンネル構造体となる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体においては、上記波状板部材と上記外周壁部材とが銅によって形成されているという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、より伝熱効率が高まり、より冷却性能が向上される。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体においては、上記外周壁部材に、上記波状板部材の頂部と底部との各々が個々に嵌合される位置決め溝が形成されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、波状板部材の頂部と底部とを溝部に嵌合することによって、波状板部材の位置決めを容易にすることができる。また、切欠き形状を半円や三角形にすることにより、外周壁部材の上部あるいは下部と波状板部材との接触面積が増加し、波状板部材と外周壁部材との間の伝熱効率が高まる。したがって、冷却性能に優れたマイクロチャンネル構造体となる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体においては、上記波状板部材と上記外周壁部材との間に、熱伝導性を有するペースト材が介在されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、波状板部材と外周壁部材とを熱的に確実に接続することができ、伝熱効率を向上させることができ、より冷却性能に優れたマイクロチャンネル構造体となる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体においては、上記外周壁部材に、上記流体の流れ方向に上記波状板部材の位置がずれることを防止する切欠き構造を有するという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、波状板部材が流体の流れによって、流体の流れ方向に位置ずれすることを防止することができる。

次に、本発明の光源装置は、電流を供給されることによって発光及び発熱する固体発光光源と当該固体発光光源が載置される基台とを有する光源装置であって、上記基台として、本発明のマイクロチャンネル構造体を用いることを特徴とする。
本発明のマイクロチャンネル構造体によれば、波状板部材の対向部同士が接触することに起因する流路の閉塞が発生することを抑止することができる。したがって、本発明の光源装置は、より信頼性に優れたものとなる。

次に、本発明のプロジェクタは、本発明の光源装置を備えることを特徴とする。
したがって、本発明のプロジェクタは、より信頼性に優れたものとなる。

本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法は、流体が流れる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、板状部材を波状にプレス加工することによって波状板部材を成形するプレス工程と、上記波状板部材を凹凸の配列方向から押圧する押圧工程と、外周壁部材に形成された収納部に上記波状板部材を収納配置する配置工程とによって上記微細流路を形成することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、プレス工程において板状部材を波状にプレス加工することによって波状板部材が成形され、押圧工程において波状板部材が凹凸の配列方向から押圧され、この押圧された波状部材が配置工程において外周壁部材に形成された収納部に収納配置されることによって、微細流路が形成される。
すなわち、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、波状板部材を凹凸の配列方向から押圧することによって、波状板部材の対向部同士の間隔を容易に小さくすることができるため、ワイヤカット放電加工等で加工する場合と比較して極めて短時間で微小流路を形成することができる。また、プレス工程、押圧工程及び配置工程は、ワイヤカット放電加工等やエッチング加工と比較して極めて安価に行うことができる処理プロセスであるため、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、極めて安価にマイクロチャンネル構造体を製造することができる。
したがって、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、短時間で安価にマイクロチャンネル構造体が製造可能となる。
また、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法においては、プレス工程によって波状板部材のピッチ精度を確保することができるので、設計した所望の冷却性能を精度よく実現することができる。

また、本発明マイクロチャンネル構造体の製造方法においては、上記波状板部材の対向部同士の間隔を確保するためのスペーサを形成するスペーサ形成工程を有するという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、押圧工程において波状板部材を凹凸の配列方向から押圧した場合であっても、波状板部材の対向部同士の接触が防止され、流路が閉塞することを防止することが可能となる。
なお、上記スペーサ形成工程は、上記プレス工程より前に行われることが好ましい。スペーサ形成工程をプレス工程より前に行うことによって、板状部材にスペーサを形成することができるため、容易にスペーサを形成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の製造方法においては、具体的には、スペーサ形成工程が、上記板状部材の表面に球状部材を配置する工程であるという構成を採用することができる。また、上記スペーサ形成工程が、上記板状部材の一部に凸部を形成する工程であるという構成を採用することもできる。

また、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法においては、表面上に樹脂層が形成された上記板状部材を用い、上記押圧工程より後に上記樹脂層を取り除く樹脂層除去工程を有するという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、押圧工程において、波状板部材が凹凸の配列方向から押圧された際における、波状板部材の対向部同士の接触が防止される。このため、流路が閉塞することを防止することが可能となる。
なお、上記樹脂層は、上記板状部材のいずれか一方の面側のみ形成されていても良い。

なお、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法においては、上記配置工程が、上記外周壁部材の下部あるいは上部に形成された溝部に上記波状板部材を配置する工程と、上記溝部に上記波状板部材が配置された上記外周壁部材の下部あるいは上部に上記外周壁部材の上部あるいは下部を接合する工程とを有する場合には、上記波状板部材の頂部から底部までの高さが上記溝部の高さより高く設定されているという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、外周壁部材の上部あるいは下部を外周壁部材の下部あるいは上部に接合した場合に、波状板部材の頂部と底部とが確実に外周壁部材に接触される。このように、波状板部材の頂部と底部とが外周壁部材に接触することによって波状板部材と外周壁部材との間の伝熱効率が高まる。したがって、冷却性能に優れた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、波状板部材の頂部と底部とが外周壁部材に接触されることによって、波状板部材のピッチ精度を保つことが可能となり、設計した所望の冷却性能を精度よく実現することが可能となる。
また、上記波状板部材の頂部あるいは／及び底部を平坦化する平坦化工程を有するという構成を採用しても良い。このような場合には、波状板部材と外周壁部材との接触面積が増加することになり、波状板部材と外周壁部材との伝熱効率が高まり、より冷却性能に優れた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、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法においては、上記板状部材と上記外周壁部材とが銅によって形成されているという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、伝熱効率に優れたマイクロチャンネル構造体を安価に製造することが可能となる。また、銅は、その性質上、加工性が高いため、より容易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。

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及びその製造方法、光源装置、並びにプロジェクタの一実施形態について説明する。
なお、以下の図面において、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、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１の斜視図である。
この図に示すように、本第１実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１は、外周壁部材１と波状板部材２とを備えて構成されている。

外周壁部材１は、外周壁部材上部１１と外周壁部材下部１２とによって構成されている。外周壁部材上部１１の下面側には溝部１３が形成されており、この外周壁部材上部１１の下面に外周壁部材下部１２が接合されることによって、波状板部材２を収納配置するための収納部１４が形成されている。すなわち、外周壁部材１は、溝部１３の壁面と外周壁部材下部１２の上面によって、波状板部材２を囲っている。

波状板部材２は、波状に成形された板状部材であり、稜線方向の端部が開放された状態で外周壁部材１の収納部１４の収納配置されている。このような波状板部材２が収納部１４に収納配置されることによって、波状板部材２の稜線方向に延在する複数の微細流路が形成されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。この図に示すように、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１は、波状板部材２の対向部２１，２２同士の間隔を確保するためのスペーサとして機能する球状部材３（スペーサ）を複数備えている。この球状部材３によって、波状板部材２の対向部２１，２２が球状部材３の直径以下の距離に接近することが防止されている。すなわち、球状部材３によって、波状板部材２の対向部２１，２２が接触することに起因する微細流路の閉塞を防止している。

また、図２に示すように、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１においては、波状板部材２の頂部と底部とが外周壁部材１に接触されている。このため、波状板部材２と外周壁部材１との間の伝熱効率が高まっている。
また、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１においては、波状板部材２及び外周壁部材１とが銅によって形成されている。このため、マイクロチャンネル構造体Ｍ１の伝熱効率がさらに向上されている。

このような構成を有する本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１によれば、球状部材３によって、波状板部材２の対向部２１，２２が球状部材３の直径以下に近づくことを防止されている。したがって、波状板部材２の対向部２１，２２同士が接触することに起因する微細流路の閉塞を防止することが可能となる。

また、マイクロチャンネル構造体Ｍ１を熱交換部品として用いる場合には、球状部材３を配置することによって、波状板部材２の稜線方向に沿って流れる流体が球状部材３に当たり、乱流が形成される。このため、波状板部材２から流体に効率的に熱を伝達することが可能となる。

次に、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１の製造方法について説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、銅によって形成された板状部材２ａを用意する。なお、この板状部材２ａの厚さは、微細流路の流路壁の厚さ相当の厚みとされ、具体的には、５０〜１００μｍ程度の厚みとされる。

次に、図３（ｂ）に示すように、板状部材２ａの表面上にスペーサとしての球状部材３を複数配置する（スペーサ形成工程）。なお、球状部材３は、板状部材２ａの表面上にランダムに配置しても良いが、ランダムに配置した場合には、後のプレス工程においてプレス加工に対して邪魔な位置に配置される恐れもあるため、ある程度の位置決めをして配置することが好ましい。具体的に、球状部材３を位置決めする方法としては、例えば、板状部材２ａの表面上の球状部材配置領域に半田を付着させる。そして、半田が付着された板状部材２ａの表面に球状部材３の前面に球状部材３をばら撒き、その後、半田に付着しなかった球状部材３を取り除くことによって球状部材３を位置決めする方法を採用することができる。

続いて、図３（ｃ）に示すように、球状部材３が配置された板状部材２ａをプレス機の上側プレス部Ｐ１と下側プレス部Ｐ２との間に挟みこむことによってプレス加工する（プレス工程）。ここで、上側プレス部Ｐ１と下側プレス部Ｐ２とは、プレス加工されることによって板状部材２ａが波状板部材２に成形されるような凹凸形状とされている。なお、図４（ａ）に示すように、上側プレス部Ｐ１と下側プレス部Ｐ２とは、噛み合った際に横方向に球状部材３が位置できる空間が形成されるように形状設定されている。
そして、このようなプレス機によって板状部材２ａをプレス加工することによって、波状板部材２が成形される。

その後、図４（ｂ）に示すように、波状板部材２を凹凸の配列方向から押圧する（押圧工程）。このように、プレス工程において成形された波状板部材２を凹凸の配列方向から押圧することによって、容易に波状板部材２の対向部２１，２２同士を接近させることができる。
また、本実施形態のマイクロチャンネル構造体の製造方法においては、板状部材２ａの表面上に球状部材３が複数配置されているため、図４（ｃ）に示すように、波状板部材２の対向部２１，２２同士が球状部材３の直径の距離よりも近づくことを防止することができる。

そして、図５（ａ）に示すように、押圧工程において押圧された波状板部材２を外周壁部材上部１１に形成された溝部１３に収納し、さらに外周壁部材下部１２を接合することによって、波状板部材２を外周壁部材１の収納部１４に収納配置する（配置工程）。ここまでの工程によって、微細流路を有する本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１が製造される。
なお、本実施形態のマイクロチャンネル構造体の製造方法においては、波状板部材２を外周壁部材上部１１に形成された溝部１３に収納し、その後、外周壁部材下部１２を接合するため、図５（ｂ）に示すように、波状板部材２の頂部から底部までの高さが溝部１３の高さより高く設定されていることが好ましい。このように波状板部材２の頂部から底部までの高さを溝部１３の高さより高く設定することによって、外周壁部材下部１２を接合した際に、波状板部材２が外周壁部材上部１１と外周壁部材下部１２とによって上下方向に押圧される。このため、波状板部材２と外周壁部材１との接触面積を広げることができ、伝熱効率の向上を図ることができる。なお、図５（ｂ）においては、球状部材３の図示を省略している。
また、このように波状板部材２の頂部から底部までの高さを溝部１３の高さより高く設定する場合において、外周壁部材下部１２を接合する以前に、図６に示すように、波状板部材２の頂部及び底部を平坦化する平坦化工程を行っても良い。具体的には、波状板部材２の頂部及び底部を研磨することによって平坦化することができる。このような平坦化工程を行うことによって、波状板部材２と外周壁部材１との接触面積を広げることができるとともに、外周壁部材上部１１と外周壁部材下部１２とを接合する際に波状板部材がずれることを抑止することができる。なお、図６においても、球状部材３の図示を省略している。

なお、外周壁部材上部１１と外周壁部材下部１２と波状板部材２とは、拡散接合されることが好ましい。これによって、外周壁部材上部１１と外周壁部材下部１２と波状板部材２との間における熱抵抗が低下し、より伝熱効率の向上を図ることができる。
また、外周壁部材１と波状板部材２とを拡散接合する代わりに、図７に示すように、外周壁部材１と波状板部材２との間に熱伝導性を有するペースト材５を介在させても良い。このようにペースト材５を外周壁部材１と波状板部材２との間に介在させることによっても、外周壁部材１と波状板部材２とを熱的に確実に接続することができ、伝熱効率を向上させることができる。また、このようなペースト材５を用いた場合には、例えば、波状板部材２の頂部の高さや底部との高さにばらつきがある場合であっても、外周壁部材１と波状板部材２とを熱的に確実に接続することが可能となる。このようなペースト材５としては、熱硬化樹脂に銅等の熱伝導性の高いのフィラーを含有させたものや銅ペースト材を用いることができる。なお、図７においても、球状部材３の図示を省略している。

このように、伝熱効率の向上を図ることによって、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１を優れた冷却能力を有する熱交換部品として用いることが可能となる。
また、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１及びその製造方法によれば、外周壁部材１及び波状板部材２とが銅によって形成されているため、シリコン等によって形成されるマイクロチャンネル構造体と比較して、伝熱効率を極めて向上させることが可能となる。また、銅は、加工性に優れているため、マイクロチャンネル構造体Ｍ１の製造をより容易なものとすることができる。

以上の説明のように、本実施形態のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、波状板部材２を凹凸の配列方向から押圧することによって、波状板部材２の対向部２１，２２同士の間隔を容易に小さくすることができるため、ワイヤカット放電加工等で加工する場合と比較して極めて短時間で微小流路を形成することができる。また、プレス工程、押圧工程及び配置工程は、ワイヤカット放電加工等やエッチング加工と比較して極めて安価に行うことができる処理プロセスであるため、本発明のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、極めて安価にマイクロチャンネル構造体Ｍ１を製造することができる。
したがって、本実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１の製造方法によれば、短時間で安価にマイクロチャンネル構造体が製造可能となる。

また、本実施形態のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、波状板部材２の対向部２１，２２同士の間隔を確保するための球状部材３を配置するスペーサ形成工程を有しているため、押圧工程において波状板部材２を凹凸の配列方向から押圧した場合であっても、波状板部材２の対向部２１，２２同士の接触が防止され、微細流路が閉塞することを防止することが可能となる。

また、本実施形態のマイクロチャンネル構造体の製造方法によれば、スペーサ形成工程がプレス工程よりも前に行われている。このため、板状部材２ａに球状部材３を配置することができるため、容易に球状部材３を配置することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図８は、本第２実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ２の断面図である。この図に示すように、本第２マイクロチャンネル構造体Ｍ２は、波状板部材２の一部が凸部２３として形成されており、この凸部２３がスペーサとしての機能を有している。
なお、波状板部材３の対向部２１に形成される凸部２３ａ（波状板部材３の一方側の面から突出する凸部）と波状板部材３の対向部２２に形成される凸部２３ｂ（波状板部材３の他方側の面から突出する凸部）とは、波状板部材３の稜線方向にずらされて形成されている。これによって、波状板部材３の対向部２１に形成される凸部２３ａと波状板部材３の対向部２２に形成される凸部２３ｂとが重なり合うことを防止することができるため、確実に凸部２３がスペーサとしての機能を発揮することができる。

このような本第２実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ２を製造する場合には、上記第１実施形態のマイクロチャンネル構造体の製造方法において示したスペーサ形成工程において、球状部材３を配置する代わりに、図９に示すように凸部２３を形成する。
このような凸部２３は、プレス加工等によって容易に形成することができる。また、スペーサとして球状部材３を用いる場合と比較してスペーサの位置決めを容易化することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の説明においても上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図１０は、本第３実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ３の断面図である。この図に示すように、本第３実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ３は、スペーサ（球状部材３）を有していない。

このような構成のマイクロチャンネル構造体Ｍ３の製造方法においては、スペーサ形成工程を行わず、上記第１実施形態において示した板状部材２ａの代わりに、図１１に示すような、表面上に樹脂層４が形成された板状部材２ｂを用いる。

このような表面に樹脂層４が形成された板状部材２ｂをプレス工程において波状板部材２に成形し、その後、押圧工程において波状板部材２を凹凸の配列方向から押圧した場合には、表面に樹脂層４が形成されているため、図１２に示すように、波状板部材２の対向部２１，２２同士の接触が防止される。

そして、押圧工程後の波状板部材２から樹脂層４を除去し（樹脂層除去工程）、配置工程を行うことによって、波状板部材２の対向部２１，２２同士の接触に起因する微細流路の閉塞が発生することを防止することができる。
なお、樹脂層除去工程においては、熱によって樹脂層４を溶解させることによって樹脂層４を除去しても良いし、薬品によって樹脂層４を溶解させることによって樹脂層４を除去しても良い。

また、本実施形態においては、両面側に樹脂層４が形成された板状部材２ｂを用いているが、片側面のみに樹脂層４が形成された板上部材を用いることもできる。
このような板状部材を押圧工程において凹凸の配列方向から押圧した場合には、図１３に示すように、樹脂層４が形成された側の面によって構成される対向部２１ａ，２２ａ同士の接触が防止され、樹脂層４が形成されていない面は潰れて密着される。このような場合であっても、対向部２１ａと対向部２２ａとの間は離間されるため、流体の流路を確保することができる。また、板状部材の片側面のみに樹脂層４を形成した場合には、図１３に示すように、波状板部材の下部が平坦化されるため、波状板部材と外周壁部材１との接触面積を広げることができ、伝熱効率の向上を図ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態の説明においても上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図１４は、本第４実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ４の斜視図である。なお、図１４の斜視図においては、説明の便宜上、溝部１３より上側の外周壁部材の図示を省略している。また、球状部材３の図示も省略している。
そして、この図に示すように、本第４実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ４は、流体の流れ方向に波状板部材２の位置がずれることを防止する切欠き構造１６が外周壁部材１に形成されている。そして、この切欠き構造１６に波状板部材２の両端部が嵌め込まれている。
このような構成を採用することによって、波状板部材２が流体の流れや製造工程において、流体の流れ方向に位置ずれすることを防止することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態として、上記実施形態のマイクロチャンネル構造体を有する光源装置について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記第１実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１を備える光源装置について説明するが、上記第１実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１に限らず、上記第２実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ２、上記第３実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ３あるいは上記第４実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ４を備えることも可能である。

図１５は、本第５実施形態の光源装置１００の概略構成を示した平面図である。また、図１６は図１５におけるＢ−Ｂ断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態の光源装置１００は、基台１１０と、ＬＥＤチップ１２０（固体発光光源）と、樹脂フレーム１３０と、キャップ１４０とを備えて構成されている。

基台１１０は、ＬＥＤチップ１２０（固体発光光源）が載置されるものであり、上記実施形態のマイクロチャンネル構造体によって構成されている。
ＬＥＤチップ１２０は、電流を供給されることによって発光及び発熱するものであり、シリコン等によって形成されかつＬＥＤチップ１２０に電力を供給するための配線が形成されたサブマウント１２１上にフリップチップ実装され、このサブマウント１２１ごと熱伝導性の接着剤（例えば、銀ペースト）によって基台１１０上に実装されている。

また、第１基台１１０の上面には、リフレクタ１１４が配置されており、さらに当該リフレクタ１１４を囲うように樹脂フレーム１３０が配置されている。そして、樹脂フレーム１３０の上部に支持されてキャップ１４０が配置されており、キャップ１４０と樹脂フレーム１３０によって形成された空間内には、シリコンオイル等が充填されている。図１５及び図１６に示すように、樹脂フレーム１３０には、アウターリード１３１，１３２がインサードモールドされており、このアウターリード１３１，１３２の一端が基台１１０上に配置されたフレキシブル基板１１７，１１８と接続され、他端が金ワイヤ１２２等によってサブマウント１２１上に形成された接続パッドと接続されている。そして、サブマウント１２１、フレキシブル基板１１７，１１８、アウターリード１３１，１３２及び金ワイヤ１２２を介してＬＥＤチップ１２０に電力が供給される。なお、本実施形態においては、図１５に示すように、各アウターリード１３１，１３２に３本ずつの金ワイヤ１２２が接続されているが、ＬＥＤチップ１２０に供給される電力量に応じて金ワイヤ１２２の本数は変更される。

このように構成された本実施形態の光源装置１００において、ＬＥＤチップ１２０に電流が供給されると、ＬＥＤチップ１２０から光が射出され、この射出された光がキャップ１４０を介して光源装置１００から射出される。そして、ＬＥＤチップ１２０から側方に射出された光は、リフレクタ１１４によってキャップ１４０方向に反射され、その後キャップ１４０を介して光源装置１００から射出される。

そして、本実施形態の光源装置１００においては、基台１１０として上記実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１が用いられているため、微細流路に冷却媒体（流体）を流すことによってＬＥＤチップ１２０を効率的に冷却することが可能となり、ＬＥＤチップ１２０の熱による破損を防止することが可能となる。したがって、信頼性に優れた光源装置１００となる。
また、上記実施形態のマイクロチャンネル構造体Ｍ１は、上述のように安価に大量生産することが可能なため、マイクロチャンネル構造体Ｍ１を基台１１０として備える光源装置１００も、安価に製造することが可能となる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態として、上記第５実施形態の光源装置１００を備えるプロジェクタについて説明する。

図１７は、上記実施形態の光源装置を備えたプロジェクタ５００の説明図である。図中、符号５１２、５１３、５１４は上記実施形態の光源装置、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。

図１７のプロジェクタ５００は、上記第５実施形態のように構成した３個の光源装置５１２、５１３、５１４を備えている。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、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光源装置は、ＬＥＤチップが冷却されることによって高輝度化されるとともに安価に製造することができるものである。したがって、上述した光源装置を備えることにより、表示特性の優れたプロジェクタを安価に提供することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係るマイクロチャンネル構造体及びその製造方法、光源装置、並びにプロジェクタの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記第１実施形態ではスペーサとして球状部材３を用い、上記第２実施形態ではスペーサとして凸部２３を用いた。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、スペーサとして、例えば、波状板部材２の稜線方向に延在配置される金属ワイヤ等を用いることも可能である。

また、上記第１〜第４実施形態においては、外周壁部材上部１１に溝部１３を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、外周壁部材下部１２に溝部を形成しても良い。

また、上記第１〜第４実施形態においては、外周壁部材１及び波状板部材２を銅によって形成した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の材料によって外周壁部材１及び波状板部材２を形成しても良い。ただし、マイクロチャンネル構造体を熱交換部品として用いる場合には、伝熱効率の高い材料であることが好ましい。

また、上記第１、第２または第４実施形態のマイクロチャンネル構造体の製造方法において、板状部材２ａの表面を荒らす表面処理工程を行っても良い。このような表面処理工程を行うことによって、波状板部材２の表面積が広くなり、流体と波状板部材２の接触面積が広くなるため、より伝熱効率の向上を図ることが可能となる。

また、上記第１〜第４実施形態において、図１８に示すように、外周壁部材に、波状板部材２の頂部と底部とが嵌合される位置決め溝１５を形成しても良い。このような位置決め溝１５を形成することによって、波状板部材２の位置決めが容易となる。また、波状板部材２と外周壁部材１との接触面積を広げることができ、伝熱効率の向上を図ることが可能となる。なお、位置決め溝１５は、ダイシング加工等によって容易に形成することができる。
なお、位置決め溝１５は、図１８に示すような断面が矩形状の溝である必要はなく、図１９に示すように断面が半球状であっても良いし、図２０に示すように断面が三角状であっても良い。

また、上記第６実施形態において、固体発光光源としてＬＥＤチップを採用したが、固体発光光源として半導体レーザ等を採用することも可能である。さらに、上述したプロジェクタでは光変調手段として液晶ライトバルブを採用したが、光変調手段として微小ミラーアレイデバイス等を採用することも可能である。

本発明の第１実施形態であるマイクロチャンネル構造体の斜視図である。図１におけるＡ−Ａ線断面図である。本発明の第１実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法を説明するための図である。本発明の第１実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法を説明するための図である。本発明の第１実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法を説明するための図である。本発明の第１実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法の変形例を説明するための図である。本発明の第１実施形態であるマイクロチャンネル構造体の変形例を示す図である。本発明の第２実施形態であるマイクロチャンネル構造体の断面図である。本発明の第２実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法を説明するための図である。本発明の第３実施形態であるマイクロチャンネル構造体の断面図である。本発明の第３実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法を説明するための図である。本発明の第３実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法を説明するための図である。本発明の第３実施形態であるマイクロチャンネル構造体の製造方法の変形例を説明するための図である。本発明の第４実施形態であるマイクロチャンネル構造体の斜視図である。本発明の第５実施形態である光源装置の概略構成を示す図である。図１５のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第６実施形態であるプロジェクタの概略構成を示す図である。本発明のマイクロチャンネル構造体の変形例である。本発明のマイクロチャンネル構造体の変形例である。本発明のマイクロチャンネル構造体の変形例である。

符号の説明

Ｍ１〜Ｍ３……マイクロチャンネル構造体、１……外周壁部材、１３……溝部、１４……収納部、１６……位置決め溝、２……波状板部材、２ａ，２ｂ……板状部材、２１，２２，２１ａ，２２ａ……対向部、２３……凸部（スペーサ）、３……球状部材（スペーサ）、４……樹脂層、１００……光源装置、５００……プロジェクタ

Claims

流体が流れる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、
表面上に樹脂層が形成された板状部材を波状にプレス加工することによって波状板部材を成形するプレス工程と、前記波状板部材を凹凸の配列方向から押圧する押圧工程と、前記押圧工程より後に行われる前記樹脂層を取り除く樹脂層除去工程と、外周壁部材に形成された収納部に前記波状板部材を収納配置する配置工程とによって前記微細流路を形成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。
前記樹脂層が前記板状部材のいずれか一方の面側のみ形成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
前記配置工程が、前記外周壁部材の下部あるいは上部に形成された溝部に前記波状板部材を配置する工程と、前記溝部に前記波状板部材が配置された前記外周壁部材の下部あるいは上部に前記外周壁部材の上部あるいは下部を接合する工程とを有し、
前記波状板部材の頂部から底部までの高さが前記溝部の高さより高く設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
前記波状板部材の頂部あるいは／及び底部を平坦化する平坦化工程を有することを特徴とする請求項３記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。