CN101275776B - 药液用温度调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种药液用温度调节装置，其具有：流路部件，其在表里两面具有药液用流路；导热板，其以分别面向该流路部件表里两面的所述流路的方式被配设；热电微型组件，其经由该导热板对所述流路中流动的药液进行冷却或加热，该药液用温度调节装置中，在环绕所述流路部件表里两面的所述流路的密封面上，至少形成有一条围绕所述流路周围并与该流路部件一体的山形密封用突起部，在将所述导热板压接到该密封用突起部的状态下将其固定到该流路部件上。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体相关生产装置等中使用的药液用温度调节装置，更具体而言，涉及这样一种药液用温度调节装置：使半导体处理用腐蚀性药液与紧密固定有热电微型组件的导热板接触，从而对该药液进行冷却或加热。
背景技术
半导体相关生产装置等中，关于将用于半导体处理的腐蚀性药液与紧密固定热电微型组件的导热板相接触而进行温度控制的药液用温度调节装置，众所周知如日本发明专利公报特开平11-67717号所公开的装置，该药液用温度调节装置中，与所述药液接触的部件是利用抗腐蚀性优异的氟树脂构成。
下面，参照该专利文献中所使用的参照符号，对该专利文献中记载的药液用温度调节装置的结构进行说明，为与实施例中的符号相区别这里的参照符号使用原文中的带括号标记。药液的流路(10)形成于由氟树脂构成的流路部件(1)的表里两面，用剖面呈“コ”字状的氟树脂(21)和被包在该氟树脂(21)内且剖面呈矩形的弹性体(20)形成密封部(9)，对该流路(10)周围与导热板(2a、2b)之间进行密封；该密封部(9)嵌入到所述流路部件(1)表里两面的所述流路(10)的周围所形成的环状槽内。
该结构中，需要对所述导热板(2a、2b)和构成所述密封部(9)的所述氟树脂(21)之间进行密封，以及对所述流路部件(1)的环状槽的槽底与所述氟树脂(21)之间进行密封。因此，若不采用在所述氟树脂(21)的导热板(2a、2b)侧和与此相反的所述环状槽的槽底侧分别形成多个同心圆状的突起(22)等手段，同时密封所述两个地方，则在结构上存在药液漏出这样的危险性。而这样做的结果，会使所述密封部(9)的结构复杂化，不仅使该热交换器的制造成本变高，还存在采用该热交换器的药液用温度调节装置价格变贵这样的问题。
此外，通过另外将氟树脂(21)嵌入所述环状槽内来构成所述流路部件(1)的密封部(9)时，该流路部件(1)和密封部(9)的氟树脂(21)中，随着对所述流路(10)内流动的药液反复进行冷却或加热，所述氟树脂会因热变形而稍微发生塑性形变，并且，该氟树脂(21)会在所述环状槽内错位移动，因此，会磨损形成于该氟树脂(21)上的所述突起(22)，其结果，有可能不能确保该密封部(9)的密封性。
发明内容
本发明所要解决的技术课题在于，使流路部件中的药液流路周围的密封面的结构简单化，并谋求密封性的改善，减少密封处，由此，使药液用温度调节装置的结构简单化，并使其制造成本降低。
为解决上述技术课题，本发明的药液用温度调节装置具有：流路部件，其由抗腐蚀性树脂制成，并在表里两面具有供药液流动的槽状流路；导热板，其分别面向所述流路设置在该流路部件的表里两面；热电微型组件，其设置在该导热板的外表面，并经由该导热板对所述流路中流动的药液进行冷却或加热，该药液用温度调节装置中，在所述流路部件的表里两面形成的密封面上，至少形成有一条围绕所述流路周围并与该流路部件一体的密封用突起部，所述导热板在压接到该密封用突起部的状态下固定到该流路部件上。
本发明中，作为优选，在所述流路部件的外周面，以环绕该流路部件的方式形成有凹槽，该凹槽具有底部达到所述密封用突起部的背后的深度，该凹槽内嵌有由耐热、抗腐蚀性的橡胶弹性材料形成的密封用辅助部件，用于将压力施加到所述密封用突起部上。
采用本发明的具体结构，所述流路部件呈四角形且所述外周面具有4个平坦的周面部，另外，所述密封用突起部形成为四角形框状，并具有4个直线状密封边，该4个直线状密封边分别平行于所述4个周面部而延伸，该4个直线状密封边与相应所述各周面部的距离相同，且所述4个周面部上形成的所述凹槽的深度相同。
也可以在设置于所述流路部件表里两面的导热板的外表面上，分别设置与热电微型组件紧密接触的放热板，其用于加强所述热电微型组件放热。
采用本发明的优选机构，所述导热板比所述流路部件尺寸大，通过横插在该流路部件外侧的连接螺钉，来对该流路部件两侧的两个导热板进行相互连接，并通过旋紧该连接螺钉来相互夹紧该两个导热板，将所述流路部件挟持并固定在该导热板之间。
该情况下，也可采用如下方式，即，在设置于所述流路部件表里两面的导热板外表面上分别配设有与该热电微型组件紧密接触的放热板，其用于加强所述热电微型组件放热，利用固定螺钉将该放热板固定到所述导热板上，将所述热电微型组件挟持并固定到该放热板和导热板之间。
(发明的效果)
采用所述本发明的药液用温度调节装置，由于将对流路部件和导热板之间进行密封的密封用突起部同该流路部件一体形成，因此，与分体形成该密封用突起部的现有技术相比，可使所述流路部件中密封面周围的密封部的结构简单化，并可谋求密封性的改善，与此同时，也可减少密封处。其结果，可使药液用温度调节装置的结构简单，并可使制造成本降低。
此外，在所述流路部件的外周面，形成有底部深度达到所述密封用突起部背后的位置的凹槽，该凹槽内嵌有由耐热、抗腐蚀性橡胶弹性材料形成的密封用辅助部件，由此，随着对所述热交换器的流路中流动的所述药液进行冷却或加热，可抑制该流路部件的密封部发生塑性形变，其结果，可更进一步提高该密封部的密封性。
附图说明
图1是在省略用于结合各部件的机构的状态下表示本发明药液用温度调节装置的原理结构的分解立体图。
图2是在包括有用于结合各部件的结构的状态下表示所述药液用温度调节装置的具体机构的分解立体图。
图3是构成所述药液用温度调节装置一部分的热交换器的分解立体图。
图4是在横穿分流室和合流室的位置剖分图3的热交换器而对其进行表示的放大剖面图。
图5是在横穿流路和隔壁的位置剖分图3的热交换器而对其进行表示的放大剖面图。
图6是在仅组装热交换器而放热板与之分开的状态下表示图2的药液用温度调节装置的立体图。
图7是组装完图2的药液用温度调节装置状态下的分解立体图。
具体实施方式
下面，基于附图，对用于实施本发明的药液用温度调节装置的最佳实施方式进行详细说明。
图1是在省略用于结合各部件的机构的状态下表示本发明药液用温度调节装置的整体原理性结构的分解立体图。在半导体相关生产装置等中，该温度调节装置1用于控制半导体处理液等腐蚀性药液的温度，其具有：流路部件6，其呈矩形决状并由抗腐蚀性树脂(氟树脂)制成，且在表里两面具有供所述药液流动的槽状流路6a、6b；矩形导热板8a、8b，其分别面向所述流路6a、6b被安装在该流路部件6表里两面；热电微型组件10，其设置在该导热板8a、8b的外表面，并经由该导热板8a、8b对所述流路中流动的药液进行冷却或加热；矩形的放热板14，其隔着该热电微型组件10设置在所述导热板8a、8b的外表面，以加强该热电微型组件10的放热，通过用适当的手段将这些部件结合在一起由此而构成所述温度调节装置1。所述热电微型组件10由多个珀耳帖元件(Peltier′s element)构成。
如图3和图6可知，所述流路部件6、矩形导热板8a、8b和热电微型组件10是与夹在所述流路部件6和矩形导热板8a、8b之间的片材16一起构成热交换器4的部件，通过在该热交换器4的两侧设置所述放热板14，形成所述温度调节装置1。
使所述流路部件6、矩形导热板8a、8b、热电微型组件10和放热板14相互结合的方法多种多样，例如，可考虑利用带螺纹的杆将整个装置一并结合的方法，即，利用带螺纹的杆将位于温度调节装置1两端的两个放热板14相互连接，并旋紧该带螺纹的杆使该两个放热板14被相互夹紧，由此，将所述流路部件6、导热板8a、8b和热电微型组件10挟持并固定在这些放热板14之间。
但在实施例中，如图2、图3和图6所示，采用了如下方法，即，两个导热板8a、8b位于所述流路部件6两侧，在将该流路部件6挟持到该两个导热板8a、8b之间的状态下，利用多个连接螺钉18将两个导热板8a、8b相互连接起来，由此，利用该流路部件6和导热板8a、8b形成所述热交换器4，并经由所述热电微型组件10，分别利用固定螺钉19将所述放热板14固定到该热交换器4的各导热板8a、8b上。
接下来，基于图2～图7所示的实施例，对所述温度调节装置1的结构进行更详细的说明。如图2～图6所示，构成该温度调节装置1的所述热交换器4以如下方式构成，即，经由与该流路部件6相同的氟树脂构成的薄的所述片材16，将所述导热板8a、8b分别安装到所述流路部件6的表里两面。这些导热板8a、8b具有在纵横两方向比所述流路部件6大的尺寸，在一侧的第一导热板8a的周边，形成有多个供所述连接螺钉18穿插的螺钉穿插孔18a，在另一侧的第二导热板8b的周边，形成有多个用于供所述连接螺钉18旋入的螺纹孔18b。所述连接螺钉18横插在所述流路部件6和片材16的外侧，利用所述连接螺钉18，将该两个导热板8a、8b相互连接在一起，并且，通过旋紧该螺钉18来相互夹紧两个导热板8a、8b，由此，所述流路部件6和片材16被挟持并固定在该导热板8a、8b之间。
此外，也可不在所述第二导热板8b上设置所述螺纹孔18b，而设置与所述第一导热板8a相同的螺钉穿插孔18a，所述连接螺钉18穿插该第一导热板8a和第二导热板8b的螺钉穿插孔18a，使该连接螺钉18旋入并紧固到该第二导热板8b外侧配置的螺母上，由此，相互连接该两导热板8a、8b。
在所述导热板8a、8b自身的表面具有抗腐蚀性时，可省略所述片材16。
作为所述导热板8a、8b，例如，可采用石墨基板、碳化硅基板、玻璃状碳基板、或在石墨基板的药液接触面侧设置非结晶碳层或碳化硅层的复合基板等。或者，可用铝板形成所述导热板8a、8b，也可组合铝板和所述基板之一来形成所述导热板8a、8b。在组合铝板和所述基板的情况下，基板以层压状态配置在铝板内侧，既可将该铝板和基板结合成一个，也可使其处于各自独立的状态。另外，像这样组合铝板和所述基板时，作为优选，可使该基板与所述流路部件6大小相同，并在比该基板大的铝板上，形成所述螺钉穿插孔18a、螺纹孔18b和后述的螺纹孔19b。
另外，所述片材16也可通过粘接或熔融胶合而一体设置到所述导热板8a、8b的药液接触面侧，在一体化设置二者的情况下，可提高该导热板8a、8b对所述药液的抗腐蚀性，所以可防止如下情况的出现：即，因该导热板8a、8b自身腐蚀，使重金属离子等有害不纯物溶到在所述热交换器4的流路部件6的流路6a、6b中流动的药液上。
另一方面，所述流路部件6是用抗腐蚀性优良的氟树脂，具体而言是指用可溶性聚四氟乙烯树脂(PFA)或聚四氟乙烯树脂(PTFE)形成的四角形部件，它具有由4个平坦的周面部11a和4个倒角的角部11b构成的外周面11。从图4和图5也可知，该流路部件6的表里两面分别形成有所述流路6a、6b，该流路6a、6b呈绕中央的隔壁7a、7b延伸的浅槽形。另外，该流路部件6的外周面11的1个周面部11a上，分别连接有所述药液的导入侧和导出侧的导管20A、20B，在导管20A、20B与周面部11a的连接处对液体具有密封性。而且，导入侧的导管20A的连接部分上形成有分流室6c，该分流室6c用于使从该导管20A导入的药液分流供给到所述流路6a、6b，导出侧的导管20B的连接部分上形成有合流室6d，该合流室6d用于使所述各流路6a、6b中流动的药液合流，并从该导管20B导出。
此外，所述流路部件6的表里两面分别形成有密封面13，该密封面13呈围绕所述流路6a、6b周围的四角框状，该密封面13上一体形成有呈山形的密封用突起部6e，该密封用突起部6e用于确保安装所述导热板8a、8b后的密封性。与所述密封面13相同，该密封用突起部6e呈围绕所述流路6a、6b周围的四角框状，并由4个密封边6ea和4个呈弧状的角边6eb构成，所述4个密封边6ea平行于所述4个周面部11a而呈直线延伸，且与各自所对应的所述4个周面部11a之间的距离相同。
在该密封用突起部6e整体上，尽可能使所述密封用突起部6e在密封时均匀变形，因此，所述密封用突起部6e的各角边6eb优选形成为呈四分之一圆形的圆弧形。
另外，所述流路部件6的外周面11上，在靠该流路部件6的表里两表面侧的位置上，以围绕该流路部件6的方式形成有凹槽6f，该凹槽6f具有达到所述密封用突起部6e背后的深度，该凹槽6f内嵌有由耐热、抗腐蚀性的橡胶弹性材形成的密封用辅助部件24，利用该辅助部件24，将压力从所述密封用突起部6e的背后施加到其上。此外，利用该凹槽6f、密封用辅助部件24和所述密封用突起部6e，形成密封部22。优选所述凹槽6f在所述4个周面部11a中的深度相同。
所述密封用突起部6e的剖面形状可为圆弧状、矩形、唇缘状或其它形状。另外，图示的例子中，仅设置有1条密封用突起部6e，但根据需要也可设置多条。
如此，在将所述导热板8a、8b压接到所述密封用突起部6e上的状态下而将其固定到所述流路部件6上，由此，可确保该流路部件6的密封面13和所述导热板8a、8b之间的良好密封性。此外，将由橡胶弹性体形成的所述密封用辅助部件24嵌着到所述凹槽6f内，并利用该辅助部件24将压力从所述密封用突起部6e的背后施加到其上，因此，随着对在所述流路部件6的流路6a、6b中流动的药液反复进行冷却或加热，即使该流路部件6稍微热变形，也可利用该辅助部件24将所述密封用突起部6e的热变形抑制到最小限度，其结果，可抑制该密封用突起部6e的塑性形变并进一步提高密封性。
另外，所述放热板14安装在所述热交换器4的两个导热板8a、8b的外表面，例如在冷却所述药液的情况下，经由冷却管12将冷却水导入内部流路，所述放热板14加强了所述热电微型组件10的热传递。如图2、图6和图7可知，该放热板14与所述导热板8a、8b大小大致相同，在该放热板14的周边，形成有供多个固定螺钉19插入的多个螺钉插入孔19a。
另一方面，在所述导热板8a、8b的周边，用于旋入所述固定螺钉19的多个螺纹孔19b，形成于所述连接螺钉18所插入的螺钉插入孔18a之间的位置，将所述固定螺钉19旋入并紧固到这些螺纹孔19b中，由此，所述放热板14经由所述热电微型组件10固定到该导热板8a、8b上。此时，通过将所述放热板14紧密贴合到所述热电微型组件10的外表面上，将该热电微型组件10按压到所述导热板8a、8b上，由此，该热电微型组件10被挟持并固定在该导热板8a、8b和放热板14之间。但是，所述热电微型组件10也可利用螺钉固定等适当方法安装到所述导热板8a、8b上。
也可不在所述导热板8a、8b上设置所述螺纹孔19b，而设置与所述放热板14相同的螺钉穿插孔19a，所述固定螺钉19穿插该放热板14和导热板8a、8b的螺钉穿插孔19a，并将所述固定螺钉19旋入并紧固到该导热板8a、8b外表面上配置的螺母上，由此，相互连接该导热板8a、8b和放热板14。
另外，在所述导热板8a、8b上安装放热板14时，当然要设计成所述连接螺钉18的螺钉头不会造成妨碍的结构。
Claims (5)
1.一种药液用温度调节装置，其具有：流路部件，其由抗腐蚀性树脂制成，并在表里两面具有供药液流动的槽状流路；导热板，其分别面向所述流路设置在该流路部件表里两面；热电微型组件，其设置在该导热板的外表面，并经由该导热板对所述流路中流动的药液进行冷却或加热，其特征在于，
在所述流路部件的表里两面形成的密封面上，至少形成有一条围绕所述流路周围并与该流路部件一体的密封用突起部，所述导热板在压接到该密封用突起部的状态下固定到该流路部件上，
在所述流路部件的外周面，以环绕该流路部件的方式形成有凹槽，该凹槽具有底部达到所述密封用突起部的背后的深度，该凹槽内嵌有由耐热、抗腐蚀性的橡胶弹性材料形成的密封用辅助部件，用于将压力施加到所述密封用突起部上。
2.如权利要求1所述的药液用温度调节装置，其特征在于，所述流路部件呈四角形且所述外周面具有4个平坦的周面部，所述密封用突起部形成为四角形框状，并具有4个直线状密封边，该4个直线状密封边分别平行于所述4个周面部而延伸，该4个直线状密封边与相应所述各周面部的距离相同，且所述4个周面部上形成的所述凹槽的深度相同。
3.如权利要求1或2所述的药液用温度调节装置，其特征在于，在设置于所述流路部件表里两面的导热板的外表面上，分别设置有与热电微型组件紧密接触的放热板，其用于加强所述热电微型组件放热。
4.如权利要求1或2所述的药液用温度调节装置，其特征在于，所述导热板比所述流路部件尺寸大，通过横插在该流路部件外侧的连接螺钉，来对该流路部件两侧的两个导热板进行相互连接，并通过旋紧该连接螺钉来相互夹紧该两个导热板，将所述流路部件挟持并固定在该导热板之间。
5.如权利要求4所述的药液用温度调节装置，其特征在于，在设置于所述流路部件表里两面的导热板外表面上分别配设有与该热电微型组件紧密接触的放热板，其用于加强所述热电微型组件放热，利用固定螺钉将该放热板固定到所述导热板上，将所述热电微型组件挟持并固定到该放热板和导热板之间。
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