CN101281006A - 热交换板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热交换板，可以缩短加工所需要的操作时间，降低制造成本，并可以防止接合部的根部焊道进入流路，而且可以防止因接合导致盖变形。所述热交换板具有：平板状的主体，在其表面形成截面呈矩形的至少一条第一槽；和盖，所述盖具有与所述第一槽大致相同的俯视形状，在嵌入所述第一槽内时，其背面与所述第一槽的底面相接，其两侧面与所述第一槽的两侧面相接，并且其表面与所述主体的表面大致齐平地形成，在所述背面的中央部设有沿着所述两侧面形成的第二槽，且所述盖通过摩擦搅拌接合来接合于所述主体上。

Description

热交换板
技术领域
本发明涉及一种热交换板，所述热交换板的内部具有冷却介质或者加热介质通过的流路。
背景技术
作为这种热交换板，例如具有用于在液晶制造装置的溅射工序中保持靶材的衬板。(例如日本专利第3818084号公报)
然而，在上述日本专利第3818084号公报公开的发明中，由于在主体的上表面(表面)上加工出的流路(水路)的截面形状具有复杂的形状(T字形状)，因而存在加工流路需要大量操作时间并且制造成本增加的问题。
而且，在上述日本专利第3818084号公报公开的发明中，也提出了使在主体上表面上加工的流路截面形状为最简单的形状(矩形)的方案，但是由于接合部形成在流路附近，因而存在接合部的根部焊道进入流路的可能。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种热交换板，可以缩短加工所需要的操作时间，降低制造成本，并可以防止接合部的根部焊道进入流路，而且可以防止因接合导致盖变形。
本发明为了解决上述问题，采用如下的手段。
本发明的热交换板，具有：平板状的主体，在其表面形成截面呈矩形的至少一条第一槽；和盖，其具有与上述第一槽大致相同的俯视形状，在嵌入上述第一槽内时，其背面与上述第一槽的底面相接，其两侧面与上述第一槽的两侧面相接，并且其表面与上述主体的表面大致齐平地形成，在上述背面的中央部，设有沿着上述两侧面形成的第二槽，且上述盖通过摩擦搅拌接合来接合于上述主体上。
根据本发明的热交换板，由于在主体的上表面(表面)加工出的第一槽的截面形状为最简单的形状(矩形)，因而可以缩短加工第一槽所需要的操作时间，可以降低制造成本。
而且，由于形成流路的第二槽形成在盖的下表面(背面)的中央部，因而在主体和盖接合时施加在盖上的负荷，可以通过高度与第一槽的深度大致相等的盖的周缘部传递至第一槽的底面、也就是主体，因而可以防止接合部的根部焊道进入流路，并可以防止因接合导致盖变形。
进而，由于盖的周缘部形成为高度与第一槽的深度大致相等，因而可以提高盖整体的刚性，使第二槽的宽度变大，扩大流路的宽度，扩大流路的截面积。
本发明的热交换板，具有：平板状的主体，在其表面形成截面呈矩形的至少一条第一槽；和平板状的盖，其覆盖上述主体的整个表面，并在其背面形成有凸部，上述凸部形成为，在叠合于上述主体的表面时，其顶面与上述第一槽的底面相接，其两侧面与上述第一槽的两侧面相接，在上述顶面的中央部设有沿着上述两侧面形成的第二槽，且上述盖通过摩擦搅拌接合来接合于上述主体上。
根据本发明的热交换板，由于在主体的上表面(表面)加工出的第一槽的截面形状为最简单的形状(矩形)，因而可以缩短加工第一槽所需要的操作时间，可以降低制造成本。
而且，由于形成流路的第二槽形成在凸部的顶面中央部上，因而在主体和盖接合时施加在盖上的负荷，可以通过高度与第一槽的深度大致相等的凸部的周缘部传递至第一槽的底面、也就是主体，因而可以防止接合部的根部焊道进入流路，并可以防止因接合导致盖变形。
进而，由于凸部的周缘部形成为高度与第一槽的深度大致相等，因而可以提高盖整体的刚性，使第二槽的宽度变大，扩大流路的宽度，扩大流路的截面积。
根据本发明，可以缩短加工所需要的操作时间，可以降低制造成本，防止接合部的根部焊道进入流路，并可以防止因接合导致盖变形。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的热交换板的概略俯视图。
图2是图1的局部剖视图。
图3是本发明的第二实施方式的热交换板的局部剖视图，是与图2相同的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
以下，参照图1和图2对本发明的热交换板的第一实施方式进行说明。图1是本实施方式的热交换板的概略俯视图，图2是图1的局部剖视图。
如图1所示，本实施方式的热交换板(以下称为衬板。)具有主体2和盖3。
主体2例如是由无氧铜、或者包含5％以下的Zr或Cr的铜合金制成、长2350mm、宽2010mm、厚15mm左右的俯视呈矩形的板状部件。而且，在该主体2的上表面(表面)2a上，设有例如俯视呈U字形、截面呈矩形的(第一)槽4、或者俯视呈波形、截面呈矩形的槽4。
盖3是具有与槽4相同的俯视形状的板状部件，其形成为，在嵌入槽4内时，其下表面(背面)3a与槽4的底面4a相接，其两侧面与槽4的两侧面4b相接，且其上表面(表面)3c与主体2的上表面2a齐平(形成同一平面)。而且，在该盖3的下表面3的中央部，设置沿着两侧面3b形成的截面呈矩形的(第二)槽5。盖3嵌入槽4内时形成的空间(更具体而言是由槽4的底面4a和槽5围成的空间)成为冷却介质或者加热介质通过的流路6。
主体2和盖3通过摩擦搅拌接合(Friction Stir Welding：FSW)而接合。摩擦搅拌接合是如图2所示的方法：使具有肩部7和销部8的旋转工具9旋转，同时插入主体2和盖的接缝(界线：接合线)，并使旋转工具9沿着该接缝移动而接合。
主体2和盖3通过摩擦搅拌接合而接合时，在衬板1上形成各自独立的多条(在本实施方式中是2条)流路6(在俯视呈U字形的槽4的底面4a和俯视呈U字形的盖3的下表面3a上形成的槽5之间所形成的流路6、以及俯视呈波形的槽4的底面4a和俯视呈波形的盖3的下表面3a上形成的槽5之间所形成的流路6)。而且，在接合后，在各流路6的一端部设置冷却介质或者加热介质的入口，在各流路6的另一端部分别设置冷却介质或者加热介质的出口。
根据本实施方式的衬板，由于在主体2的上表面2a上加工出的槽4的截面形状为最简单的形状(矩形)，因而可以缩短加工槽4所需要的操作时间，可以降低制造成本。
而且，由于形成流路6的槽5形成在盖3的下表面3a的中央部，因而在主体2和盖3接合时施加在盖3上的负荷，可以通过高度与槽4的深度大致相等的盖3的周缘部传递至槽4的底面4a、也就是主体2，因而可以防止接合部的根部焊道进入流路6，并可以防止因接合导致盖3变形。
进而，由于盖3的周缘部形成为高度与槽4的深度大致相等，因而可以提高盖3整体的刚性，使槽5的宽度变大，扩大流路6的宽度，扩大流路6的截面积。
(第二实施方式)
根据图3对本发明的衬板的第二实施方式进行说明。图3是本实施方式的衬板的局部剖视图，是与图2相同的图。
本实施方式的衬板，设置了盖13，以取代盖3，这一点与上述第一实施方式不同。由于其他构成要素与上述第一实施方式相同，因而在此省略对这些构成要素的说明。
与上述第一实施方式相同的部件采用相同的标号。
盖13是覆盖主体2的整个上表面2a、长2350mm、宽2010mm的俯视呈矩形的板状部件。而且，在该盖13的下表面(背面)13a上形成有凸部14。该凸部14形成为，在盖13与主体2的上表面2a叠合时，其顶面14a与槽4的底面4a相接，其两侧面14b与槽4的两侧面4b相接。凸部14嵌入槽4内时形成的空间(更详细地说，由槽4的底面4a和槽5围成的空间)成为冷却介质或者加热介质通过的流路6。
主体2和盖13通过摩擦搅拌接合(Friction Stir Welding：FSW)而接合。摩擦搅拌接合是如图3所示的下述方法：使具有肩部7和销部8的旋转工具9旋转，同时插入沿着板厚方向延伸的主体2和盖13的接缝(界线：接合线)，并使旋转工具9沿着该接缝移动而接合。
主体2和盖13通过摩擦搅拌接合而接合时，在衬板上形成各自独立的多条(在本实施方式中是2条)流路6(俯视呈U字形的槽4的底面4a和俯视呈U字形的凸部14的顶面14a上形成的槽5之间所形成的流路6、以及俯视呈波形的槽4的底面4a和俯视呈波形的凸部14的顶面14a上形成的槽5之间所形成的流路6)。而且，在接合后，在各流路6的一端部设置冷却介质或者加热介质的入口，在各流路6的另一端部分别设置冷却介质或者加热介质的出口。
根据本实施方式的衬板，由于在主体2的上表面2a上加工出的槽4的截面形状为最简单的形状(矩形)，因而可以缩短加工槽4所需要的操作时间，可以降低制造成本。
而且，由于形成流路6的槽5形成在凸部14的顶面14a的中央部，因而在主体2和盖13接合时施加在盖13上的负荷，可以通过高度与槽4的深度大致相等的凸部14的周缘部传递至槽4的底面4a、也就是主体2，因而可以防止接合部的根部焊道进入流路6，并可以防止因接合导致盖13变形。
进而，由于凸部14的周缘部形成为高度与槽4的深度大致相等，因而可以提高盖13整体的刚性，使槽5的宽度变大，扩大流路6的宽度，扩大流路6的截面积。
在本实施方式中，也可以在接合主体2和盖13后，对盖13的上表面(表面)进行磨削或者研磨，直至图2所示的状态，即直至主体2的整个表面2a露出，从而减小板厚而使用。
而且，本发明的热交换板，不仅可以适用于上述实施方式所说明的衬板，而且在阵列形成工序中也能适用于具有同样构成和功能的结构。

Claims (2)

1.一种热交换板，具有：
平板状的主体，在其表面形成截面呈矩形的至少一条第一槽；和
盖，其具有与所述第一槽大致相同的俯视形状，在嵌入所述第一槽内时，其背面与所述第一槽的底面相接，其两侧面与所述第一槽的两侧面相接，并且其表面与所述主体的表面大致齐平地形成，
在所述背面的中央部，设有沿着所述两侧面形成的第二槽，且所述盖通过摩擦搅拌接合来接合于所述主体上。
2.一种热交换板，具有：
平板状的主体，在其表面形成截面呈矩形的至少一条第一槽；和
平板状的盖，其覆盖所述主体的整个表面，并在其背面形成有凸部，所述凸部形成为，在叠合于所述主体的表面时，其顶面与所述第一槽的底面相接，其两侧面与所述第一槽的两侧面相接，
在所述顶面的中央部设有沿着所述两侧面形成的第二槽，且所述盖通过摩擦搅拌接合来接合于所述主体上。
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