KR100905485B1 - 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

소형 박형이며, 또한, 냉각 성능이 높은 냉각 장치, 전자 기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법이다. 냉각 장치(1)는 한 쌍의 열 확산성이 낮은 재료로서 예를 들면 유리로 이루어지는 직사각형 형상의 제1 유리 기판(2) 및 제2 유리 기판(3)이 실리콘 부재(4)를 통해 접착되어 있다. 이들 기판(2), (3)의 접착면에는 홈(5) 및 홈(6)이 형성되어 있다. 이 홈(5), (6)은 이들 기판(2), (3)이 접착했을 때에 루프형 히트 파이프로서 기능하도록 형성되어 있다.

냉각 장치, 전자 기기 장치, 유리 기판, 실리콘 부재, 홈.

Description

냉각 장치{COOLING DEVICE}

본 발명은 예를 들면 PC나 디지털 카메라 등에 사용되는 카드형 기억 매체의 드라이버로부터 발생되는 열을 냉각하기 위해 사용되는 냉각 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은 이와 같은 냉각 장치를 탑재하는 PC나 디지털 카메라 등의 전자 기기 장치에 관한 것이다.

메모리 스틱(등록 상표), 스마트 미디어(등록 상표), 콤팩트 플래시(등록 상표) 등의 기억 매체는 플로피 디스크 등 종래의 것과 비교하여 소형 또한 박형(薄型)이며, 또한 기억 용량도 매우 크게 하는 것이 가능하기 때문에, PC나 디지털 카메라 등의 전자 기기 장치에 범용되어 오고 있다.

이들 기억 매체는 플래시 메모리와 드라이버를 일체적으로 가지는 것이나, 드라이버가 장치 본체나 다른 카드 등에 탑재된 것이 있지만, 어느 쪽이든 최근에는 상당히 대용량화되어 가고 있다.

그런데, 이와 같이 기억 매체의 기억 용량이 대용량화되어 오면, 상기 드라이버로부터 많은 열이 발생하여, 동작 불량 등의 문제를 일으킨다.

그래서, 예를 들면 전자 기기 장치 측에 냉각 장치를 설치하는 것이 고려되 며, 그와 같은 냉각 방법으로서 히트 파이프를 사용한 기술을 들 수 있다.

히트 파이프란, 관의 내벽에 모세관 구조를 갖게 한 금속제 파이프이며, 내부는 진공이고, 소량의 물 또는 대체 프레온 등이 봉입(封入)되어 있다. 히트 파이프의 일단을 열원(熱源)에 접촉시켜 가열하면, 내부의 액체가 증발하여 기화(氣化)되고, 이 때 잠열(潛熱)(기화열)로서 열이 수용된다. 그리고, 저온부로 고속으로(대략 음속으로) 이동하고, 그래서, 차게 되고 또 액체로 되돌아와, 열을 방출한다(응축 잠열에 의한 열 방출). 액체는 모세관 구조를 통해(또는 중력에 의해) 원래의 장소로 되돌아오므로, 연속적으로 양호한 효율로 열을 이동시킬 수 있다.

그러나, 종래의 히트 파이프는 관(管) 모양이며 공간적으로 대규모적인 장치가 되므로, 소형 박형화가 요구되는 PC나 디지털 카메라 등 전자 기기 장치의 냉각 장치에는 적합하지 않다.

그래서, 히트 파이프를 소형화하기 위해, 실리콘 기판과 유리 기판의 각 접합면 상에 홈을 형성하고, 이들 기판을 접합함으로써 히트 파이프를 구성하는 유로(流路)를 기판 사이에 형성한 냉각 장치가 제안되었다. 그리고, 상기 접합 시에는, 소량의 물 또는 대체 프레온 등이 봉입되며, 그것들이 히트 파이프 내에서 상태 변화를 일으킴으로써 히트 파이프로서의 역할을 완수하는 것이다.

그러나, 상기와 같이 실리콘 기판을 사용하여 히트 파이프를 구성하면, 실리콘 자체의 열 전도성이 좋기 때문에, 냉각해야 할 대상물로부터의 열이 실리콘 기판 표면에서 확산되어 버려, 내부의 액체 기화가 불충분하거나 또는 전혀 기화되지 않아, 히트 파이프로서의 기능이 충분히 발휘되지 않는다고 하는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 소형 박형이고, 또한, 냉각 성능이 높은 냉각 장치, 전자 기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이러한 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 제1 관점에 관한 냉각 장치는 실리콘보다 열 전도성이 낮은 재료로 이루어지고, 서로 대향하여 배치되고, 각 대향면에 히트 파이프를 구성하기 위한 홈이 형성된 한 쌍의 제1 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재(介在)되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착하기 위한 접착 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 2 매의 기판이 접합되고, 그 대향하는 면 상의 홈이 히트 파이프의 유로를 구성하므로, 소형 박형화가 가능해진다. 또한, 히트 파이프를 구성하는 재료가 실리콘보다 열 전도성이 낮으므로, 열 확산을 막을 수 있다. 이에 따라, 냉각 성능이 좋아져, 히트 파이프로서의 기능을 충분히 완수할 수 있다. 또한, 2 매의 기판 접합은 접착 부재를 통해 실행되고 있으므로, 확실하게 밀착하는 것이 가능해진다. 즉, 기판의 재료로서 실리콘보다 열 전도성이 낮은 유리나 플라스틱 등을 사용하면, 가공성에 있어서도 실용화가 가능하지만, 이들 기판 사이는 접착성이 나빠진다. 그래서, 본 발명에서는 이것을 보완하기 위해 기판 사이에 접착 부재를 개재시키고 있다. 그리고, 그 경우의 조합으로서는, 2 매의 기판 모두 유리 기판끼리, 플러스틱 기판끼리, 또는 한쪽이 유리 기판이며 다른 쪽이 플라스틱 기판이라도 된다. 또, 접착 부재로서는 가공성이나 경제성 등의 관점으로부터 실리콘이나 구리 등을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 제2 관점에 관한 전자 기기 장치는 플래시 메모리를 가지는 카드형 기억 매체가 착탈 가능한 슬롯을 가지며, 상기 기억 매체측, 해당 장치측 또는 해당 장치와는 분리된 부위에 드라이버를 가지는 전자 기기 장치로서, 상기 드라이버로부터 발해지는 열을 냉각하기 위해, 상기 구성의 냉각 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는, 상기 구성의, 즉 소형 박형화하고 또한 냉각 성능이 양호한 냉각 장치를 탑재하게 되므로, 전자 기기 장치 자체가 소형 박형화되어 동작 불량 등이 생기지도 않는다.

본 발명의 제3 관점에 관한 냉각 장치의 제조 방법은 실리콘보다 열 전도성이 낮은 재료로 이루어지는 제1 및 제2 기판의 각 표면에 히트 파이프를 구성하기 위한 홈을 형성하는 공정과, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 표면에, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착하기 위한 접착 부재를 형성하는 공정과, 상기 접착 부재를 통해 상기 제1 기판의 표면과 상기 제2 기판의 표면을 접합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 구성의 냉각 장치를 효율 양호하고 확실하게 제조하는 것이 가능해진다.

본 발명의 한 형태에 의하면, 전술한 냉각 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 접합 공정은 양극 접합, 초음파 접합 또는 열융착 접합인 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 의하면, 효율적으로, 또한, 확실하게 접합하는 것이 가능하다.

본 발명의 한 형태에 의하면, 전술한 냉각 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 접착 부재 형성 공정은 스퍼터링에 의해 접착 부재를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 의하면, 재질의 제약없이 균일하게 박막을 형성할 수 있다. 이에 따라, 기판을 접착하여 히트 파이프를 형성할 때에, 접착 부재의 요철이 없기 때문에 확실하게 밀착하는 것이 가능하다.

본 발명의 한 형태에 의하면, 전술한 냉각 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 홈 형성 공정은 케미컬 에칭 또는 파우더 빔 에칭에 의해 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 의하면, 케미컬 에칭 또는 파우더 빔 에칭 등은, 예를 들면 미세한 입자에 의하므로, 홈을 형성할 때에 세부까지 골고루 미치는 것이 가능하다. 이에 따라, 홈이 확실하게 형성되므로, 히트 파이프로서의 기능을 확실하게 완수할 수 있다.

도 1은 본 발명의 냉각 장치를 분해한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 냉각 장치를 조립한 상태의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 냉각 장치의 제1 유리 기판에 형성된 홈의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 4는 본 발명의 냉각 장치의 제2 유리 기판에 형성된 홈의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 5는 본 발명의 냉각 장치의 제1 유리 기판과 제2 유리 기판을 조립한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 6 (A) 내지 도 6 (B)는 종래 및 본 발명에 사용되는 기판의 열 확산 영역을 모식적으로 나타낸 비교도이다.

도 7은 본 발명의 냉각 장치의 제조 방법을 나타낸 공정도이다.

도 8은 본 발명의 냉각 장치의 홈 형성 공정을 나타낸 개략도이다.

도 9는 본 발명의 냉각 장치의 홈 형성 공정에서 사용되는 파우더 빔 에칭 장치를 나타낸 개략도이다.

도 10은 본 발명의 냉각 장치의 홈 형성 공정에서 사용되는 DRIE 장치를 나타낸 개략도이다.

도 11은 본 발명의 냉각 장치의 홈 형성 공정에서 사용되는 RIE 장치를 나타낸 개략도이다.

도 12는 본 발명의 냉각 장치의 박막 형성 공정에 사용되는 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.

도 13은 본 발명의 냉각 장치의 접합 공정에 사용되는 양극(陽極) 접합 장치를 나타낸 개략도이다.

도 14는 본 발명의 냉각 장치의 홈 형성 공정에서 사용되는 케미컬 에칭 처리를 나타낸 개략도이다.

도 15는 본 발명의 다른 형태에 관한 냉각 장치의 제조 공정을 나타낸 도면이다.

도 16은 본 발명의 다른 형태에 관한 냉각 장치의 초음파 접합 공정을 나타낸 개략도이다.

도 17은 본 발명의 냉각 장치를 탑재한 PC의 개략 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

(냉각 장치)

도 1은 본 발명의 냉각 장치를 분해한 사시도이며, 도 2는 냉각 장치가 조립된 상태의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 냉각 장치(1)는 한 쌍의 예를 들면 파이렉스(등록 상표) 유리 또는 코닝 7740 유리로 이루어지는 직사각형 형상의 제1 유리 기판(2)과 제2 유리 기판(3)이 실리콘 부재(4)를 통해 접합되어 있다. 이들 기판(2, 3)의 접합면에는 홈(5) 및 홈(6)이 형성되어 있다. 그 홈(5, 6)은 이들 기판(2, 3)이 접합했을 때에 루프형 히트 파이프로서 기능하도록 형성되어 있다.

이들 각 기판(2, 3)은 유리로 이루어지기 때문에, 열 확산성이 낮아 히트 파이프로서는 유용하지만, 유리 기판(2, 3)끼리의 접합은 접착성이 낮기 때문에, 실리콘 부재(4)를 통함으로써 확실하게 접합을 실행할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 사용하여 각 기판(2, 3)에 형성된 홈의 구성에 대하여 설명한다.

그리고, 홈의 단면 형상에 대해서는 후술하는 도 8의 설명에서 직사각형 형상의 단면 형상을 가지는 홈의 설명이 있지만, 본 발명의 홈의 단면 형상은 이것에 한정되는 것이 아니고, 단면 형상을 삼각형 형상, 반원 형상, 원 형상 등으로 하는 것도 가능하다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 유리 기판(2)의 표면(2a)에는 홈(5)이 형성되어 있다. 이 홈(5)은 액체 및 기체가 흐르는 유로와, 액을 공급하는 저장 탱크로 주요부가 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 홈(5)으로서 물 등의 액체가 흐르는 유로(7)가 있고, 액체는 그 유로(7)로부터 후술하는 윅(wick)(8)에 도입된다. 도입된 액체는 윅(8)에 의해 기체가 되어, 기체 수취부(9)에 도입된다. 그 기체는 유로(10)로부터 라디에이터(11)에 도입되어 응축되고 액체로 변화되어, 저온부(12)로 이동한다. 다시, 또 유로(7)로 되돌아간다. 그와 같이 하여 액체와 기체의 순환이 실행된다.

리저버(13)와 저장부(14)에는 액체가 저장된다. 리저버(13) 내의 액체는 기체 수취부(9) 내의 액량이 어느 일정 이하로 되었을 때에 유입하도록 되어 있다. 또, 저장부(14) 내의 액체는 저온부(12) 내의 액량이 어느 일정 이하로 되었을 때에 유입하도록 되어 있다. 즉, 리저버(13)와 저장부(14)는 히트 파이프 내가 드라이 아웃되지 않도록 하기 위해 액체를 저장하고 있으며, 필요에 따라 액체가 이들 리저버(13)와 저장부(14) 내로 유입하도록 되어 있다.

또, 유리 기판(2, 3)의 중앙이며 유로(7, 10)에 근접하는 위치에는 단열 홀(15)이 형성되어 있다. 이에 따라, 열 확산이 방지되게 되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 기판(3)의 표면(3b)에는 홈(6)이 형성되어 있다. 그 홈(6)은 윅(8)과 라디에이터(11)와 단열 홀(16)로 이루어진다.

윅(8)은 냉각부로서 기능하는 것이며, 유로(7) 또는 리저버(13)로부터 도입된 액체를 기화하고, 기화된 기체를 기체 수취부(9)에 유입시킨다.

라디에이터(11)는 유로(10)로부터 도입된 기체를 액체로 응축시켜, 저온부(12)로 순환시킨다.

그리고, 본 실시예에서는 윅(8)과 라디에이터(11)는 각각 복수의 미소(微小) 홈(미소 그루브)으로 구성되어 있다.

또 전술한 단열 홀(15)과 대향한 위치에는 단열 홀(16)이 형성되어 있다. 이들 단열 홀(15, 16)은 열 확산성을 방지하기 위해, 기판(2, 3) 상에 홈으로서 형성되어 있다.

도 5는 제1 유리 기판(2)과 제2 유리 기판(3)을 실리콘 부재(4)를 통해 접합한 상태를 나타내고 있다.

이들 제1 유리 기판(2)과 제2 유리 기판(3)의 접합에 의해 구성되는 히트 파이프의 내부에는 액체가 봉입(封入)되어 있다. 그리고, 봉입된 액체는 히트 파이프 내에서 액체로부터 기체 또는 기체로부터 액체로 상태 변화시키면서 순환함으로써 열 이동을 실행하게 하고, 이에 따라 냉각 장치(1)로서 기능한다.

이하, 그 액체/기체의 순환 모습을 편의적으로 유로(7)를 시점으로 하여 설명한다.

먼저, 액체가 유로(7)로부터 윅(8)에 유입된다. 그 때에 윅(8)에 유입되는 액체의 양이 소정 이하일 때는 드라이 아웃을 회피하기 위해, 리저버(13)로부터 부족 분의 액체가 공급되게 되어 있다.

윅(8)에 유입된 액체는 가열되어 비등(沸騰)한다. 비등함으로써 기화한 기체는 기체 수취부(9)에 유입된다. 이 기체는 유로(10)를 통해 라디에이터(11)에 유입되어, 액체로 응축된다. 이 때 응축된 액체는 라디에이터(11)의 하부에 배치되는 저온부(12)에 유입된다. 이 액체는 저온부(12)로부터 유로(7)에 재차 순환된다. 또, 저온부(12)로부터 이 유로(7)에 유입되는 액체의 양이 소정 이하인 경우에는 액체 저장부(14)에 저장된 액체가 저온부(12)에 유입하게 되어 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 기판의 재료로서 유리를 사용했지만, 다른 재료, 예를 들면 플라스틱을 사용해도 되며, 유리 기판과 플라스틱 기판의 조합이라도 된다. 또한, 본 발명에서는, 실리콘보다 열 전도성이 낮은 재료이면, 그것을 기판 재료로서 사용하는 것이 가능하다.

도 6 (A) 내지 도 6 (B)는 기판 상을 어느 일정 시간에서 열이 확산된 영역을 모식적으로 도면에 나타낸 것이며, 도 6 (A)는 기판의 재료로서 실리콘을 사용한 경우를 나타내고, 도 6 (B)는 기판의 재료로서 유리를 사용한 경우를 나타내고 있다.

도 6 (A)에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판의 열원(A-1)(윅)의 열은 화살표로 나타내는 바와 같이 열이 광역에 걸쳐 확산된다(A-2). 이에 대하여 도 6 (B)에 나타내는 바와 같이 유리 기판(2, 3)의 열원(B-1)(윅)의 열은 화살표에 나타내는 바와 같이 열이 그다지 넓은 영역까지 확산되지 않는다(B-2).

히트 파이프로서 기능하기 위해서는, 윅에 일정 이상의 열이 집중되어야 하지만, 도 6 (A)에 나타낸 것처럼 기판의 재료가 실리콘으로 이루어지는 경우에는 열의 확산이 커 그 기능을 충분히 완수하지 못한다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 도 6 (B)에 나타낸 것처럼 기판의 재료가 유리나 플라스틱으로 이루어지는 경우에 는 열의 확산이 규제되어, 즉 열이 윅에 집중되어, 히트 파이프로서의 기능을 충분히 완수하게 된다.

(냉각 장치의 제조 방법)

도 7은 냉각 장치의 제조 공정을 나타낸 것이다.

먼저, 기판(2, 3) 상에 히트 파이프를 구성하는 홈을 형성한다(스텝 701). 아래 쪽에 배치되는 제1 유리 기판(2)의 표면(2a)에는, 유로와 액을 저장하는 저장 탱크와 단열 홀(15)용 홈을 형성한다. 또, 위쪽에 배치되는 제2 유리 기판(3)의 표면(3b) 상에는 액체로부터 기체로 상태 변화시키는 기능을 가지는 윅(8)과 기체로부터 액체로 상태 변화시키는 기능을 가지는 라디에이터(11)와 단열 홀용 홈을 형성한다.

다음에, 제2 유리 기판(3) 상의 표면(3b)에, 예를 들면 스퍼터링에 의해 접착 부재로서의 실리콘 박막을 형성한다(스텝 702). 유리 기판(2, 3)은 열 확산성이 낮아 히트 파이프로서의 기능을 충분히 발휘하지만, 유리 기판(2, 3)끼리의 접합에 대해서는 밀착성이 낮아 적합하지 않다고 하는 문제가 있기 때문에, 제2 유리 기판(3)의 표면(3b)에 실리콘 박막을 형성하여 밀착성을 향상시키고 있다. 그리고, 실리콘 박막의 막 두께는 약 200∼500nm가 바람직하다. 또, 스퍼터링은 제1 유리 기판(2)의 표면에 실행해도 물론 상관없다.

다음에, 홈이 각각 형성된 제1 유리 기판(2)과 제2 유리 기판(3)을 실리콘 박막을 통해 접합한다(스텝 703). 유리 기판(2, 3)끼리를 접합할 때에는, 히트 파이프 내에서 상태 변화하는 물질, 예를 들면 물을 홈 내에 봉입한다.

도 8은 스텝 701에서의 홈 형성 공정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 유리 기판(2, 3)을 린스액 등으로 세정한다[도 8 (a)].

세정 후의 유리 기판(2, 3) 상에, 예를 들면 오디루(도쿄 오카 공업 주식회사제) 등의 유기 용제로 이루어지는 레지스트(17)를 도포한다[도 8 (b)].

다음에, 패터닝 형성을 실행한다[도 8 (c)]. 패터닝 형성은 먼저 포토마스크(photomask)를 사용하여 광 노광을 실행하여, 레지스트(17)에 마스크 패턴의 잠상(潛像)을 작성한다. 현상하여 레지스트막을 패턴화한다.

다음에, 패턴화된 유리 기판(2, 3) 상에 50∼60μ의 알루미나 파우더를 내뿜어 1 회째의 에칭 처리인 파우더 빔 에칭을 실행한다[도 8 (d)]. 이 에칭 처리에 의해 곡면을 가지는 홈(17a)을 형성한다.

다음에, 곡면을 가지는 홈(17a)을 DRIE(Deep Reactive Ion Etching), RIE(Reactive Ion Etching) 또는 리모넨(limonene) 에칭을 실행하여, 단면이 직각을 가지는 홈(17b)을 형성한다[도 8 (e)].

이상이 유리 기판(2, 3) 상에 홈을 형성하는 일련의 공정이지만, 이하에 각각의 에칭 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 9는 전술한 파우더 빔 에칭 처리를 실행하기 위한 파우더 빔 에칭 장치(18)의 구성을 나타내는 도면이다.

패터닝 형성된 유리 기판(2, 3)은 이동 장치(18a) 상에 탑재된다. 이동 장치(18a)가 좌우 방향으로 이동하는 데 따라, 그 이동 장치(18a) 상에 배치된 유리 기판(2, 3)도 좌우 방향으로 이동한다. 그 유리 기판(2, 3)의 상부에는 다수의 파우더 빔 노즐(18b)이 이동 장치(18a)에 의한 기판의 이동 방향과 직교하는 방향으로 배치되어 있다.

유리 기판(2, 3)이 좌우 방향으로 이동하는 데 따라, 노즐(18b)로부터 50∼60㎛ 정도 크기의 알루미나 파우더가 유리 기판(2, 3) 상에 분무된다. 이에 따라, 유리 기판(2, 3) 상에 골고루 알루미나 파우더가 분무된다. 패턴이 실시되지 않은 부분에 알루미나 파우더가 분무되어 곡면을 가지는 홈(17a)이 형성된다.

도 10은 전술한 곡면을 가지는 홈(17a)으로부터 단면이 직각을 가지는 홈(17b)을 형성하기 위한 DRIE 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

DRIE 장치(19)는 유리 기판(2, 3)을 수납하는 진공 체임버(20)를 가진다. 이 진공 체임버(20)의 상방부에는, 헬리콘파(helicon wave) 안테나(21)가 배치되어 있다. 또, 진공 체임버(20)에는, 해당 체임버(20) 내의 공기를 감압하기 위한 진공 펌프(22)가 접속되고, 또 기체를 도입하는 가스 도입구(23)가 설치되어 있다.

곡면을 가지는 홈(17a)이 형성된 유리 기판(2, 3)은 진공 체임버(20) 내에의 탑재대(24)에 탑재된다. 유리 기판(2, 3)이 탑재된 후, 진공 체임버(20) 내를 진공 펌프(22)에 의해 감압한다. 그 후, 가스 도입구(23)로부터 진공 체임버(20) 내로, 예를 들면 SF₆ 가스를 도입한다. 또한 전원(25)을 넣어 진공 체임버(20)에 자장(磁場)을 인가하고, 다시 헬리콘파 안테나(21)에도 고주파를 인가한다. 이 진공 체임버(20) 내에 헬리콘파를 생성시키고, 이 헬리콘파로부터 란다우 감쇠(Landau damping)의 과정을 통해 전자 에너지를 수송함으로써 이 전자를 가속하고, 이 전자를 가스 분자에 충돌시켜 높은 이온화율을 얻는다. 그와 같은 헬리콘파와 전자의 상호 작용에 의해 생성된 플라스마에 의해 에칭 처리를 실행한다.

도 11은 전술한 곡면을 가지는 홈(17a)으로부터 직각을 가지는 홈(17b)을 형성하기 위한 RIE 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

RIE 장치(26)는 유리 기판(2, 3)을 수납하는 진공 체임버(20)를 가진다. 진공 체임버(20) 내에는, 한 쌍의 평판형 전극(27a, 27b)이 평행으로 배치되어 있다. 또, 진공 체임버(20)에는, 해당 체임버(20) 내를 감압하기 위한 진공 펌프(22)가 접속되고, 또 기체를 도입하는 가스 도입구(23)가 설치되어 있다.

곡면을 가지는 홈(17a)이 형성된 유리 기판(2, 3)은 진공 체임버(20) 내에의 하방 전극(27b)에 탑재된다. 유리 기판(2, 3)이 탑재된 후, 진공 체임버(20) 내를 진공 펌프(22)에 의해 감압한다. 그 후, 가스 도입구(23)로부터 진공 체임버(20) 내에, 예를 들면 염소계 가스 등을 도입한다. 이와 함께, 전원(25)를 넣으면, 윗쪽의 전극(27a)이 인가되고, 아래 쪽의 전극(27b)은 접지 전위가 된다. 또, 도입된 염소계 가스는 플라스마 상태가 되고, 그곳에서 생긴 플러스 이온을 가속함으로써 유리 기판(2, 3)에 충돌시킨다. 이 플러스 이온에 의해 에칭 처리를 실행한다.

그리고, 도입된 가스를 여기에서는 염소계 가스로 했지만, 불소 등의 할로겐을 함유하는 화합물 등의 가스로 실행해도 된다.

도 12는 전술한 공정에서 사용되는 스퍼터링 장치(28)의 구성을 나타내는 도면이다.

스퍼터링 장치(28)는 진공 체임버(29)와, 진공 체임버(29) 내를 감압하기 위한 진공 펌프(30)와, 기체를 도입하는 기체 도입부(31)를 구비한다.

진공 체임버(29) 내의 상부에는, 유리 기판(2, 3)을 고정하는 기판 홀더(32)가 배치되고, 그것과 대향하는 위치의 하부에는 실리콘으로 이루어지는 타깃 기판(33)이 배치되어 있다. 또, 유리 기판(2, 3)과 타깃 기판(33) 사이에 전압을 인가하는 전압 인가부(도시하지 않음)가 접속되어 있다.

진공 체임버(29) 내를 진공 펌프(30)에 의해 감압하고, 진공 체임버(29) 내에 불활성 가스로서, 예를 들면 아르곤 가스를 기체 도입부(31)로부터 도입한다.

진공 체임버(29) 내에 아르곤 가스가 도입되어 있으므로, 전압 인가부에 의해 유리 기판(2, 3)과 타깃 기판(33) 사이에 직류 고전압이 인가되면, 아르곤 가스가 이온화한다. 그 이온화된 아르곤 가스를 타깃 기판(33)에 충돌시켜, 튀어 날아간 타깃 물질을 유리 기판(2, 3)에 성막시킨다. 이에 따라, 유리 기판(2, 3)에 타깃 물질로서의 실리콘 부재(4)가 성막된다.

이와 같이, 스퍼터링 방법을 사용함으로써, 기판의 재료에 제약을 받지 않고 기판 상에 실리콘 부재(4)의 박막을 균일하게 형성할 수 있다.

도 13은 전술한 접합 공정에 사용되는 양극(陽極) 접합 장치(34)의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

양극 접합 장치(34)는 접착 부재로서의 실리콘 부재(4)를 통해 2 매의 유리 기판(2, 3)을 접합하기 위한 장치이다.

양극 접합 장치(34)는 양극 접합 장치(34) 전체를 가열하는 히터(35)와, 접 합하는 유리 기판(2, 3)을 끼우도록 배치된 하(下)전극(36a)과 상(上)전극(36b)과, 이들 전극에 전력을 공급하는 전원(37)을 구비한다.

히터(35)를 사용하여, 양극 접합 장치(34)를 약 400∼500℃로 가열한다. 또한, 전원(37)을 넣음으로써, 하전극(36a)과 상전극(36b) 사이에 전압을 인가한다. 이에 따라 실리콘 부재(4)와 각 유리 기판(2, 3)의 계면(界面)에 큰 정전(靜電) 인력이 발생하여, 이들을 확실하게 접합할 수 있다.

그리고, 본 발명에서는, 전술한 파우더 빔 에칭 대신에, 도 14에 나타내는 케미컬 에칭을 실행해도 된다. 이 케미컬 에칭 처리의 프로세스를 이하에 나타낸다.

이 케미컬 에칭 처리는 패터닝 형성된 유리 기판(2, 3)[도 14 (a)]을, 예를 들면, 초산으로 채워진 에칭 버스(38)에 도입한다[도 14 (b)]. 이에 따라, 레지스트에 의해 패턴이 형성되어 있지 않은 부분에 초산이 침식하여, 에칭 처리기 실행된다[도 14 (c)].

이 에칭 처리는 전술한 파우더 빔 에칭과 동일하게, 미세한 입자에 의해 곡면을 가지는 홈을 형성하는 것이며, 그 후에, 전술한 제2 에칭 공정이 필요하게 된다.

도 15는 기판(2, 3)의 재료가 플라스틱으로 이루어지는 경우의 간단한 제조 플로를 나타내고 있다.

기판(2) 상에는 접착 부재로서의 구리 박막(4a)이 형성되어 있다[도 15 (a)].

다음에, 기판(2)과 기판(3)을 구리 박막(4a)을 개재시킨 상태에서 접합한다[도 15 (b)]. 그 접합 방법으로서는 이하의 초음파 접합 또는 열융착 접합이 있다.

도 16은 초음파 접합의 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 16 (a)에 나타내는 바와 같이, 홈(17b)이 형성된 2 매의 플라스틱 기판(2) 표면에 스퍼터링에 의해 구리의 박막(4a)을 형성한다[도 16 (b)].

다음에, 2 매의 플라스틱 기판(2, 3)을 도면에 나타내는 바와 같이 서로 겹치게 하고, 압력을 가해 초음파 진동을 준다. 그러면, 초음파 에너지가 접합면의 산화 피막을 파괴하고, 그 결과 활성화된 구리 원자가 플라스틱 기판과 결합하게 된다.

또, 초음파 접합 대신에 열융착 접합에 의해 접합을 실행할 수도 있다.

예를 들면, 접착 부재인 구리 부재를 통한 적층 상태의 2 매의 플라스틱 기판에 대하여 열을 가한다. 그 열을 가함으로써, 플라스틱 기판 사이에 협지(挾持)된 구리 부재가 녹아 이들 플라스틱 기판에 융착된다.

이와 같은 방법에 의해서도, 플라스틱 기판이 구리 부재를 통해 확실하게 접착할 수 있다.

(전자 기기 장치)

도 17은 본 발명에 관한 냉각 장치가 탑재된 PC의 개략 사시도이다.

PC(39)는 플래시 메모리와 드라이버(42)를 가지는 카드형 기억 매체(40)를 착탈하기 위한 슬롯(41)을 가진다.

본 발명에 관한 냉각 장치(1)는 슬롯(41)을 통해 장착된 기억 매체(40)의 예 를 들면 드라이버(42)의 바로 아래에 윅이 위치하도록 PC(39) 내에 배치되어 있다.

그리고, 여기에서는, 전자 기기 장치로서 PC를 예를 들어 설명했지만, 본 발명에 관한 냉각 장치는 디지털 카메라나 비디오 카메라 등 다른 전자 기기 장치에도 탑재하는 것이 가능하다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명에 의하면, 소형 박형화가 가능하고 냉각 성능이 높은 냉각 장치, 전자 기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (14)

1. 실리콘보다 열 전도성이 낮은 재료로 이루어지고, 서로 대향하여 배치되고, 각 대향면에 폐쇄된 루프형 히트 파이프를 구성하기 위한 홈이 형성되어 있고, 형성된 상기 홈은 서로 비 일치하는, 한 쌍의 제1 기판 및 제2 기판과,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재(介在)되어, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착하는 접착 부재

   를 포함하는 냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 기판 및 제2 기판은 유리 또는 플라스틱으로 이루어지는, 냉각 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 접착 부재는 실리콘 또는 구리로 이루어지는, 냉각 장치.
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