CN103717786A - 带有流路的构件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高形成流路的壁面与金属构件之间的紧贴性的带有流路的构件及其制造方法。带有流路的构件(100)具有：基材(101)，其由金属或合金形成；板状构件(102)，其由金属或合金形成且呈板状，具有两个平板部(11)和凸部(12)而形成流路(106)，所述两个平板部(11)位于宽度方向的两端部，且主面在同一平面上通过，所述凸部(12)设于该两个平板部(11)之间，且板厚方向的剖面呈相对于平板部突起的形状；金属沉积层(105)，在使平板部(11)的主面内的凸部(12)的顶点的相反侧的主面与基材(101)对置配置的状态下，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向板状构件(101)的凸部(12)的顶点侧的表面及基材(101)的表面直接吹附固相状态的粉末并使其沉积，由此形成金属沉积层(105)。

Description

带有流路的构件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种在半导体、液晶显示装置、光盘等的制造工艺中用于基板的温度调节、气体供给等的带有流路的构件及其制造方法。
背景技术
设有在板状的金属构件的内部流通流体的流路的构造物(带有流路的构件)，在半导体、液晶显示装置、光盘等的制造中的基板工艺等中用于各种用途。例如，在流路中流通有载热体(制冷剂)的带有流路的构件用作对基板的温度进行调节(冷却或加热)的温度调节装置(冷冻板等)(例如，参照专利文献1)。另外，在流路中流通有具有规定的成分的气体的带有流路的构件用作向基板供给该气体的簇射板。
上述的带有流路的构件通过如下方式制造，例如，分别制成使流体流通的管、和对与该管对应的形状的凹部进行掘凿加工等而形成的板状的金属构件，并将管载置于金属构件的凹部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-13497号公报
发明概要
发明要解决的课题
然而，当以上述方式制成带有流路的构件时，难以使设于金属构件的凹部与管以在两者之间不产生间隙地紧贴而将两者接合。因此，在金属构件的凹部与管的壁面之间产生间隙，可能导致热阻变大，进而导致在管内流通的流体与金属构件之间的导热性、均热性降低，或者可能导致向间隙混入杂质，或者可能因间隙而导致管晃荡。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种提高形成流路的壁面与金属构件之间的紧贴性的带有流路的构件及其制造方法。
解决方案
为了解决上述课题、达成目的，本发明所涉及的带有流路的构件在该构件的内部设有流路，其特征在于，所述带有流路的构件具备：基材，其由金属或合金形成；板状构件，其由金属或合金形成且呈板状，具有两个平板部和凸部而形成所述流路，所述两个平板部位于宽度方向的两端部，且主面在同一平面上通过；所述凸部设于该两个平板部之间，且板厚方向的剖面呈相对于所述平板部突起的形状；金属沉积层，其通过在使所述平板部的主面内的所述凸部的顶点的相反侧的主面与所述基材对置配置的状态下，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向所述板状构件的所述凸部的顶点侧的表面及所述基材的表面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积而形成。
上述带有流路的构件的特征在于，还具备第二板状构件，该第二板状构件由金属或合金形成且呈板状，与所述板状构件的所述相反侧的主面接合，且与所述板状构件一同形成所述流路。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述第二板状构件呈平板状。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述第二板状构件具有：位于宽度方向的两端部且主面在同一平面上通过的两个第二平板部；设于该两个第二平板部之间且板厚方向的剖面呈相对于所述第二平板部突起的形状的第二凸部，并且，在所述两个第二平面部的主面内的所述第二凸部的顶点的相反侧的主面处，所述第二板状构件与所述板状构件的所述两个平板部的所述相反侧的主面分别接合，所述基材具有形成在呈平面的表面且能够载置所述第二凸部的凹部，所述金属沉积层在将所述第二凸部载置于所述凹部的状态下形成。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述第二板状构件的宽度方向上的长度比所述板状构件的宽度方向上的长度长。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述板状构件的端部越靠近所述基材、其宽度方向上的长度越长。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述板状构件的端部越靠近所述基材、其宽度方向上的长度越长，所述第二板状构件的端部越靠近所述基材、其宽度方向上的长度越长，且所述第二板状构件的端面比所述板状构件延伸突出到更靠外侧的位置。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述凸部相对于该平板部立起的方向与所述平板部所成的角度比90度小。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述凸部相对于该平板部立起的方向与所述平板部所成的角度比70度小。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述基材的表面与所述板状构件的上表面之间的阶梯差为0.8mm以下。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述基材通过使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，至少向所述第二板状构件的表面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积而形成。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述板状构件由不锈钢、或者铜或铜合金形成，所述基材及所述金属沉积层由铝或铝合金形成。
在上述带有流路的构件的基础上，其特征在于，所述第二板状构件由不锈钢、或者铜或铜合金形成。
本发明所涉及的带有流路的构件的制造方法是在由金属或合金形成的构件的内部设有流路的带有流路的构件的制造方法，其特征在于，所述带有流路的构件的制造方法包括如下工序：配置板状构件的工序，在由金属或合金形成的基材上配置由金属或合金形成且呈板状且具有两个平板部和凸部而形成所述流路的板状构件，所述两个平板部位于宽度方向的两端部，且主面在同一平面上通过，所述凸部设于该两个平板部之间，且板厚方向的剖面呈相对于所述平板部突起的形状，并且，使在所述平板部的主面内的所述凸部的顶点的相反侧的主面与所述基材对置；金属沉积层形成工序，在所述基材上配置有所述板状构件的状态下，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向所述板状构件的所述凸部的顶点侧的表面及所述基材的表面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积，由此形成金属沉积层。
在上述带有流路的构件的制造方法的基础上，其特征在于，所述板状构件配置工序中，将第二板状构件配置于所述基材上，所述第二板状构件由金属或合金形成且呈板状，与所述板状构件的所述相反侧的主面接合，并与所述板状构件一同形成所述流路。
在上述带有流路的构件的制造方法的基础上，其特征在于，所述板状构件配置工序中，将第二板状构件配置于所述基材的形成在呈平面的表面且能够载置所述第二凸部的凹部，所述第二板状构件呈由所述第二金属或合金形成的板状，具有：两个第二平板部，其位于宽度方向的两端部，主面在同一平面上通过且分别与所述板状构件的两个所述平板部接合；第二凸部，其设于该两个第二平板部之间，且板厚方向的剖面呈相对于所述第二平板部突起的形状，所述金属沉积层形成工序中，在所述第二凸部载置于所述凹部的状态下形成所述金属沉积层。
在上述带有流路的构件的制造方法的基础上，其特征在于，所述带有流路的构件的制造方法还包括第二金属沉积层形成工序，除去所述基材，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向所述第二板状构件的表面及所述金属沉积层的露出面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积，由此形成第二金属沉积层。
发明效果
根据本发明，将具有平板部及凸部的板状构件配置于基材上，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向板状构件的凸部侧的面及基材的表面直接吹附固相状态的粉末并使其沉积，由此形成金属沉积层，因此能够提高成为载热体的流路的板状构件的凸部与由金属沉积层构成的构件之间的紧贴性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的带有流路的构件的构造的剖视图。
图2是表示图1所示的管的外观的立体图。
图3是表示图1所示的带有流路的构件的制造方法的流程图。
图4A是用于说明图1所示的带有流路的构件的制造方法的剖视图。
图4B是用于说明图1所示的带有流路的构件的制造方法的剖视图。
图5是表示冷喷涂装置的概要的示意图。
图6是表示利用冷喷涂法在管上形成有金属沉积层的样子的剖视图。
图7是表示在比较例的管上形成有金属沉积层的样子的照片。
图8是表示板状构件的详细的形状的剖视图。
图9是表示在图8所示的板状构件上形成有金属沉积层的样子的照片。
图10A是表示使凸部的倾斜角θ变化的情况的铜皮膜的状态的表。
图10B是表示θ=100°的情况的铜皮膜的状态的照片。
图10C是表示θ=110°的情况的铜皮膜的状态的照片。
图11A是表示使端部的厚度t0变化的情况下的上述皮膜的状态的表。
图11B是表示t0＝0.1mm的情况的铜皮膜的状态的照片。
图11C是表示t0＝0.2mm的情况的铜皮膜的状态的照片。
图11D是表示t0=0.4mm的情况的铜皮膜的状态的照片。
图11E是表示t0=0.8mm的情况的铜皮膜的状态的照片。
图11F是表示t0=1.0mm的情况的铜皮膜的状态的照片。
图11G是表示t0=2.0mm的情况的铜皮膜的状态的照片。
图12是表示变形例1-1所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图13是表示变形例1-1所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图14是表示变形例1-1所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图15是表示变形例1-2所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图16是表示变形例1-2所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图17是表示变形例1-3所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图18是表示变形例1-4所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图19是表示变形例1-5所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图20是表示本发明的实施方式2所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图21是表示图20所示的管的制成工序的立体图。
图22是表示实施方式3所涉及的带有流路的构件的剖视图。
图23是表示实施方式4所涉及的带有流路的构件的构造的剖视图。
图24是表示实施方式4所涉及的带有流路的构件的制造方法的流程图。
图25A是用于说明实施方式4所涉及的带有流路的构件的制造方法的剖视图。
图25B是用于说明实施方式4所涉及的带有流路的构件的制造方法的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细的说明。需要说明的是，本发明并不被以下的实施方式限定。另外，在以下的说明中参照的各附图只不过是在能够理解本发明的内容的程度内简要示出形状、大小、及位置关系。即，本发明并不仅仅被在各附图中例示出的形状、大小、及位置关系限定。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的带有流路的构件的构造的剖视图。
如图1所示，实施方式1所涉及的带有流路的构件100具备：基材101；由两个板状构件102、103构成且载置于基材101的管104；形成于管104及基材101的表面的金属沉积层105。上述的带有流路的构件100使所希望的流体(液体或气体)在管104内流通而用作温度调节装置(例如冷冻板)、流体供给装置(例如簇射板)等。
基材101由金属或合金形成。金属或合金的种类根据带有流路的构件100的用途而被适当地选择。例如，在将带有流路的构件100用作温度调节装置的情况下，作为基材101的材料而使用导热性良好的铝或铝合金等。另外，在将金属沉积层105侧作为被温度调节的对象物的载置面的情况下，从加工容易性的观点出发，也可以选择基材101的材料。
如图2所示，构成管104的两个板状构件102、103各自具有：位于宽度方向的两端部且主面在同一平面上通过的两个平板部11；设于该两个平板部11之间且板厚方向的剖面呈相对于平板部11突起的形状的凸部12。上述板状构件102、103在各自具有的平板部11的主面内的使凸部12的顶点的相反侧的主面彼此对置地接合。由此，形成于两个凸部12之间的空间106成为使流体流通的流路。
各板状构件102、103由金属或合金形成。金属或合金的种类根据在流路(空间)106中流通的流体的种类而被选择。例如，在将带有流路的构件100用作温度调节装置的情况下，当使用自来水、海水作为载热体(制冷剂)时，优选使用具有良好的导热性且相对于上述载热体而具有耐腐蚀性的不锈钢(SUS)等。另外，当使用PCW(process cooling water)、有机溶剂、非活泼性气体等作为载热体时，还优选使用导热性优异的铝或铝合金。
金属沉积层105利用下述的所谓的冷喷涂法形成：使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向管104的表面、其周围的基材101上表面(以下，将其通称作沉积层形成面)直接吹附固相状态的粉末并使其沉积。金属或合金的种类根据带有流路的构件100的用途而被选择。例如，在将带有流路的构件100用作温度调节装置的情况下，优选使金属沉积层105由导热性优异的铜或铜合金、铝或铝合金等形成。需要说明的是，金属沉积层105的材料可以与基材101的材料相同，也可以不同。
接着，对带有流路的构件100的制造方法进行说明。图3是表示带有流路的构件100的制造方法的流程图。
首先，在工序S11中，例如通过对轧制板进行冲压加工等而形成凸部12，由此制成板状构件102、103。需要说明的是，关于板状构件102、103的形状、厚度的条件，在后面进行说明。
在下一工序S12中，如图4A所示，使板状构件102、103的凸部12的顶点朝向外侧而使平板部11彼此对置，通过缝焊等来接合平板部11，由此制成管104(参照图2)。
在工序S13中，如图4B所示，在预先形成有供凸部12载置的凹部107的基材101上配置由板状构件102、103制成的管104。此时，也可以通过钎焊、粘合剂、螺栓等将一方的板状构件103固定于基材101，也可以仅将凸部12嵌入凹部107。
在工序S14中，利用冷喷涂法在管104的表面及其周围的基材101上表面(沉积层形成面108)形成金属沉积层105。
图5是表示在金属沉积层105的形成中使用的冷喷涂装置的概要的示意图。如图5所示，冷喷涂装置60具备：对压缩气体进行加热的气体加热器61；收容金属沉积层105的材料的粉末(以下，称作材料粉末或仅称作粉末)且向喷枪63供给的粉末供给装置62；将加热后的压缩气体及供给到该压缩气体处的材料粉末向基材67喷射的气体喷嘴64；分别调节压缩气体的相对于气体加热器61及粉末供给装置62的供给量的阀65及66。
作为压缩气体而使用氦气、氮气、空气等。供给到气体加热器61的压缩气体为例如50℃以上，且在被加热到比材料粉末的熔点低的范围的温度后向喷枪63供给。压缩气体的加热温度优选为300～900℃。
另一方面，供给到粉末供给装置62的压缩气体以成为规定的排出量的方式将粉末供给装置62内的材料粉末向喷枪63供给。
加热后的压缩气体借助呈扇形的气体喷嘴64而成为超音速流(约340m／s以上)。此时的压缩气体的气体压力优选为1～5MPa左右。这是因为，通过将压缩气体的压力调整为该程度，能够实现材料粉末(皮膜)相对于基材67的紧贴强度的提高。更优选地，以2～4MPa左右的压力进行处理。供给到喷枪63的材料粉末通过向该压缩气体的超音速流之中的投入而被加速，保持固相状态不变以高速向基材67碰撞并进行沉积(参照图5)。需要说明的是，只要是能够保持固相状态向基材67碰撞而形成皮膜的装置即可，并不局限于图5所示的冷喷涂装置60。
在上述的冷喷涂装置60中，作为基材67而配置嵌入管104的基材101，并在沉积层形成面108形成皮膜。此时，当从气体喷嘴64向沉积层形成面108均等地吹附材料粉末时，如图6所示，金属沉积层105成为凸部12的顶点附近凸起的形状。因此，若需要使金属沉积层105的上表面平坦，则在较厚地沉积金属沉积层105之后，通过切削等来除去不需要的部分。或者，当形成金属沉积层105时，也可以增加粉末相对于凸部12以外的区域的吹附量(吹附时间、吹附次数)，进行使金属沉积层105的上表面整体上变得平坦那样的控制。
由此，完成图1所示的带有流路的构件100。
接着，在本实施方式1中，对由板状构件102、103制成管104的理由进行说明。
图7是表示将具有使圆形的一部分扁平的剖面的管903载置于在基材901设置的凹部902、利用冷喷涂法向管903及基材901的上表面形成有金属沉积层904的构造物的剖面的照片。如图7所示，在基材901的上表面、管903的扁平的部分形成有金属沉积层904。然而，在管903的侧部、尤其是管903与凹部902之间的间隙几乎不形成金属沉积层904。
根据上述的实验结果，本申请发明人想到：在管与载置该管的凹部之间大致平行于粉末的吹附方向的方向具有间隙的情况、具有平行于粉末的吹附方向的面的情况下，难以在管及其周围形成均匀的金属沉积层。
因此，本申请发明人对能够在管及其周围形成均匀的金属沉积层的管的形状反复进行深入研究，其结果是，直至完成使用设有凸部的板状构件102、103而形成管104的本发明。
图8是用于说明对构成管104的构件中配置于金属沉积层105侧的板状构件102的形状及厚度赋予的条件的图。如图8所示，平板部11与凸部12形成的角度θ优选为90°以上，更优选为110°以上。换言之，凸部12相对于该平板部11立起的方向与平板部11形成的角度(仰角，180°-θ)优选为比90°小，更优选为比70°小。
这是因为，假设在角度θ比90°小的情况下，相对于从气体喷嘴64吹附的粉末的吹附方向，在板状构件102上产生成为阴影的部分，因此在该部分几乎无法沉积粉末。与此相对地，使角度θ从90°起越大、粉末越容易附着于板状构件102，若角度θ成为110°以上，则能够大致稳定地形成沉积粉末的均匀的皮膜。需要说明的是，从平板部11变化为凸部12的部分可以倒圆角(R)，也可以不倒圆角。
另外，平板部11的端部处的厚度t0优选为小于0.5mm(在与板状构件103的平板部11接合的情况下，总计小于1.0mm)，更优选为小于0.1mm(在与板状构件103的平板部接合的情况下，总计小于0.2mm)。这是因为，沉积层形成面108中的阶梯差(平板部11的上表面与基材101上表面之间的高度之差，参照图4B)越大，粉末越难以附着于管104的端面，反之，阶梯差越小，能够在包括管104的端面在内的区域整体形成均匀的皮膜。
如以上说明的那样，在实施方式1中，在基材101上配置管104，利用冷喷涂法在该管104的表面(板状构件102侧的面)及其周围的基材101上表面形成金属沉积层105。如此形成的金属沉积层105不发生相变还能抑制氧化，因此具有较高的导热性。另外，当材料粉末与基材(或之前形成的皮膜)发生碰撞时，在粉末与基材之间产生塑性变形而获得锚栓效应，并且彼此的氧化皮膜被破坏而产生基于新生面彼此的金属结合，因此金属沉积层105与管104之间的紧贴强度也变高，从而能够抑制热阻。此外，在实施方式1中，使用满足上述条件的板状构件102而形成管104，因此能够在包含管104的端面在内沉积层形成面108的整体范围内形成均匀且相对于下层的紧贴强度高的金属沉积层105。因此，根据实施方式1，能够在管104与金属沉积层105之间获得良好的导热性，能够比以往提高在管104中部流通的流体与至少金属沉积层105侧的带有流路的构件100的表面之间的导热性。另外，还能够抑制管104的松动。
实施例
使平板部11与凸部12形成的角度θ及平板部11的端部的厚度t0变化的多个板状构件102由SUS制成。进行如下实验：将该SUS构件以使凸部朝向上方的状态直接载置于铝(Al)基材上，利用冷喷涂法形成铜(Cu)皮膜。其结果在图9～图11G中示出。需要说明的是，在该实验中，厚度t0等于沉积层形成面的阶梯差。
图9是表示在Al基材上配置SUS构件、且从上述构件之上形成Cu皮膜(金属沉积层)的构造物的剖面的照片，示出θ=120°、t0=0.1mm的情况。如图9所示，在该情况下，虽然在凸部的斜面的一部分观察到Cu皮膜的厚度薄的部分，但能够在SUS构件及Al基材上的整体无间隙地形成Cu皮膜。
图10A是表示使角度θ变化的情况下的区域A(图9)的Cu皮膜的状态的表。另外，图10B是将θ=100°的情况的区域A附近放大表示的照片。图10C是将θ=110°的情况的区域A附近放大表示的SEM(扫描式电子显微镜)照片。
如图10A所示，在θ≤100°的情况下，在铜皮膜内局部产生空穴。这被认为是Cu粉末的沉积密度局部降低(参照图10B)。另一方面，在θ≥110°的情况下，铜皮膜内未发现空穴，能够形成均匀且密度高的Cu皮膜(参照图10C)。
图11A是表示使厚度t0变化的情况下的区域B(图9)的Cu皮膜的状态的表。另外，图11B～图11G是与t0=0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.8mm、1.0mm、2.0mm的情况对应的区域B附近的SEM照片。
如图11A～图11C所示，在SUS构件的端部的厚度(距离Al基材的阶梯差)t为0.2mm以下的情况下，也能够在SUS构件的侧面无间隙地形成Cu皮膜。另外，在SUS构件及Al基材上也能够一体地形成均匀的Cu皮膜。
如图11D、图11E所示，在厚度t0=0.4mm、0.8mm的情况下，虽然在沉积的Cu皮膜内的一部分观察到间隙，但也能够在SUS构件的侧面无间隙地形成Cu皮膜。
另一方面，如图11F、图11G所示，在厚度t0=1.0mm、2.0mm的情况下，难以在SUS构件的侧面形成Cu皮膜，越是增大厚度t0、SUS构件的侧面与Cu皮膜之间的间隙变得越大。另外，形成于Al基材上的Cu皮膜与形成于SUS构件上的Cu皮膜完全分离。
(变形例1-1)
接着，对实施方式1的变形例1-1进行说明。图12～图14是表示变形例1-1所涉及的带有流路的构件的构造的剖视图。
在带有流路的构件中形成流路的板状构件的凸部的形状并不局限于图1所示的形状。例如，如图12所示，将具有三边所围起的凸部13的板状构件111、112接合起来而制成管113，也可以形成剖面形状为六边形的流路13a。需要说明的是，也可以对六边形的角的部分倒圆角。
另外，如图13所示，也可以将具有大致半椭圆形状的凸部14的板状构件121、122接合起来而制成管123，形成剖面形状为大致椭圆形的流路14a。在该情况下，也可以对该部分的角进行倒圆角，使大致椭圆形的流路14a变得略微扁平，以使得在从平板部11移行至凸部14的区域中两者形成的角度超过90°。
或者，如图14所示，也可以将具有正弦曲线形状的凸部15的板状构件131、132接合起来而制成管133。在该情况下，从平板部11移行至凸部15的区域成为平缓的曲线，因此在该移行的区域也能够更容易地形成均匀的金属沉积层105。
(变形例1-2)
接着，对实施方式1的变形例1-2进行说明。图15及图16是表示变形例1-2所涉及的带有流路的构件的一部分的构造的剖视图，示出金属沉积层105(参照图1)的形成前的状态。
在上述的实施方式1中，仅将板状构件103侧的凸部12载置于在基材101设置的凹部107内。然而，例如图15所示，也可以将板状构件103侧的直至平板部11的部分载置于基材141内。在该情况下，只要将能够载置板状构件103侧的凸部12及平板部11的凹部142设于基材141即可。根据该变形例1-2，能够减少对于各板状构件102、103的平板部11的厚度t0的制约。
或者，如图16所示，也可以将能够载置板状构件102侧的直至平板部11的部分的凹部144设于基材143。在该情况下，板状构件102的平板部11的上表面与基材143的上表面的高度对齐，因此能够消除对于平板部11的端部的厚度t0的制约。
需要说明的是，也可以将上述变形例1-2应用于上述的变形例1-1。
(变形例1-3)
接着，对实施方式1的变形例1-3进行说明。图17～图19是表示变形例1-3所涉及的带有流路的构件的一部分的构造的剖视图，示出金属沉积层105(参照图1)的形成前的状态。
在上述实施方式1中，使板状构件102、103的平板部11的宽度方向上的长度相互对齐。然而，如图17所示，也可以使配置于基材101侧的板状构件152的平板部17的宽度方向上的长度比配置于其之上的板状构件151的平板部16的长度长，使板状构件152的端部比板状构件151的端部更向外侧延伸突出。
在此，如上所述，为了利用冷喷涂法而在平板部11的端面形成均匀的金属沉积层105(参照图1)，优选沉积层形成面108中的阶梯差为0.8mm以下。因此，在实施方式1中接合两个板状构件102、103，因此需要将各板状构件102、103的平板部11的厚度设为0.4mm以下。然而，在变形例1-3中，由于使沉积层形成面153中的阶梯差在两个阶段变化，因此只要将与这些的阶梯差相当的板状构件152的厚度t1及151的厚度(板厚)t2分别设为0.8mm以下即可。因此，在该情况下，能够减少对于板厚t1、t2的制约。
(变形例1-4)
如图18所示，在变形例1-4中，将板状构件161、162各自的平板部18、19的端部切削为锥状，以使得越是靠近基材101、宽度方向上的长度变得越长。需要说明的是，此时，基材101侧的板状构件162的端面比配置于其之上的板状构件161的端面更向外侧延伸突出。由此，从基材101的上表面到平板部18的上表面以倾斜面连结，从而抑制沉积层形成面163中的阶梯差的影响。在该情况下，在平板部18、19的端部(即，倾斜面)也能够容易地形成均匀的金属沉积层105，因此能够减少对于平板部18、19的板厚的制约。
(变形例1-5)
如图19所示，在变形例1-5中，将板状构件171、172各自的平板部20、21的端部切削为锥状，以使得越是靠近基材101、宽度方向上的长度变得越长，并且使基材101侧的平板部21比另一方的平板部20更向外侧延伸突出。由此，能够进一步减少对于平板部20、21的板厚的制约。
(实施方式2)
接着，对本发明的实施方式2进行说明。
图20是表示实施方式2所涉及的带有流路的构件的构造的剖视图。如图20所示，实施方式2所涉及的带有流路的构件200具备：基材201；由板状构件202、203构成的管204；利用冷喷涂法而形成的金属沉积层205。需要说明的是，形成基材201、管204、及金属沉积层205的材料与在实施方式1中说明过的材料相同。
如图21所示，一方的板状构件202与图1所示的板状构件102相同地，具有主面在同一平面上通过的两个平板部22和设于该两个平板部22之间的凸部23。另外，另一方的板状构件203呈平板状。板状构件202在平板部22的主面内的凸部23的顶点的相反侧的主面处与板状构件203接合。由此，在凸部23与板状构件203之间形成流通流体的流路206。需要说明的是，对于板状构件202的形状及厚度的条件与在实施方式1中说明过的板状构件102相同。
在呈平板状的基材201的上表面固定管204，使用冷喷涂装置60在管204的表面及其周围的基材201的上表面形成金属沉积层205，由此来制造上述的带有流路的构件200。
根据以上说明的实施方式2，管204的下侧的面呈平板状，因此无需在基材201形成凹部，从而能够简化制造工序。
需要说明的是，在实施方式2中，也与上述实施方式1的变形例1-1相同地，也可以将凸部23的剖面形状设为所希望的形状。另外，与变形例1-2～1-5相同地，也可以在基材201的上表面设置用于载置板状构件203、平板部22的凹部等，从而减少或消除基材201的上表面与平板部22的上表面之间的阶梯差。
(变形例2-1)
接着，对实施方式2的变形例2-1进行说明。
在实施方式2中，虽然将平板状的板状构件203与具有凸部23的板状构件202接合，但也可以将具有与板状构件202相同的方向的凸部的第二板状构件与板状构件202接合来代替上述结构。在该情况下，优选将第二板状构件的凸形状形成得比凸部23浅。由此，在板状构件202与第二板状构件之间形成成为流路的空间。需要说明的是，在该情况下，通过将供第二板状构件配置的基材201的上表面成形为凸状，也可以减小在与第二板状构件之间产生的空隙。
(实施方式3)
接着，对本发明的实施方式3进行说明。
图22是表示实施方式3所涉及的带有流路的构件的构造的剖视图。如图22所示，实施方式3所涉及的带有流路的构件300具备基材301、与基材301一同成为流路的一部分的板状构件302、金属沉积层303。
板状构件302与图1所示的板状构件102相同地，具有主面在同一平面上通过的两个平板部31、和设于该两个平板部31之间的凸部32。该板状构件302使平板部31的主面内的凸部32的顶点的相反侧的主面朝向基材301而直接配置于基材301上。由此，在凸部32与基材301之间形成流通流体的流路304。需要说明的是，对于板状构件302的形状及厚度t0的条件与在实施方式1中说明过的条件相同。
基材301、板状构件302、及金属沉积层303的材料与在实施方式1中说明过的材料相同，根据在流路304中流通的流体而适当地选择即可。尤其是在实施方式3中，基材301也与流体直接接触，因此由相对于流体具有耐腐蚀性的材料形成基材301即可。例如，在流路中流通自来水、海水的情况下，优选由SUS形成基材301。
在基材301的上表面固定板状构件302，使用冷喷涂装置60在板状构件302的表面及其周围的基材301的上表面形成金属沉积层303，由此来制造上述的带有流路的构件300。
根据以上说明过的实施方式3，能够减少构成带有流路的构件300的部件件数，并且能够简化制造工序。
需要说明的是，在实施方式3中，也与实施方式1的变形例1-1相同地，也可以将凸部32的形状设为所希望的形状。另外，与变形例1-2、1-4相同地，也可以在基材301的上表面设置用于载置平板部31的凹部、或将平板部31的端部设为锥状等，由此来减少或消除基材301的上表面与平板部31的上表面之间的阶梯差。
(实施方式4)
接着，对本发明的实施方式4进行说明。
图23是表示实施方式4所涉及的带有流路的构件的构造的剖视图。如图23所示，实施方式4所涉及的带有流路的构件400具备：由板状构件102、103构成的管104；利用冷喷涂法而形成在管104两侧的金属沉积层401及402。需要说明的是，关于形成板状构件102、103及金属沉积层401、402的材料，与在实施方式1中说明过的相同。
参照图24～图25B对实施方式4所涉及的带有流路的构件的制造方法进行说明。图24是表示实施方式4所涉及的带有流路的构件的制造方法的流程图。需要说明的是，图24所示的工序S41及42与图3所示的工序S11及S12对应，故省略说明。
在工序S43中，如图25A所示，在预先形成有板状构件103的供凸部12载置的凹部404的夹具403上，载置由板状构件102、103制成的管104。此时，可以利用粘合剂等将一方的板状构件103临时固定于夹具403，也可以将凸部12嵌入凹部404。
在下一工序S44中，将管104的表面及其周围的夹具403上表面作为沉积层形成面405，利用冷喷涂法来形成金属沉积层401。
在工序S45中，如图25B所示，将板状构件102、103(管104)及金属沉积层401从夹具403取下。
此外，在工序S46中，将露出的板状构件103及其周围的金属沉积层401表面作为沉积层形成面406，利用冷喷涂法来形成金属沉积层402。由此，完成管104的周围被金属沉积层401、402覆盖的带有流路的构件400。需要说明的是，然后，进一步掘凿不必要的部分等，也可以制成金属沉积层401、402的表面。
根据以上说明过的实施方式4，在管104的周围整体形成与管表面之间的紧贴强度高的金属沉积层401、402，因此能够比以往提高在管104中部流通的流体与带有流路的构件400的两面之间的导热性。
需要说明的是，也可以将实施方式4所涉及的带有流路的构件的制造方法应用于实施方式2及其变形例2-1所涉及的带有流路的构件。
附图标记说明如下：
11、16～22、31 平板部
12～15、23、32 凸部
13a、14a 流路
60 冷喷涂装置
61 气体加热器
62 粉末供给装置
63 喷枪
64 气体喷嘴
65、66 阀
100、200、300、400 带有流路的构件
101、141、143、201、301、901 基材
102、103、111、121、131、151、152、161、171、202、203、302 板状构件
104、113、123、133、204、903 管
105、205、303、401、402、904 金属沉积层
106、206、304 流路(空间)
107、142、144、404、902 凹部
108、153、163、405、406 沉积层形成面
403 夹具

Claims (16)

1.一种带有流路的构件，在该构件的内部设有流路，
所述带有流路的构件的特征在于，具备：
基材，其由金属或合金形成；
板状构件，其由金属或合金形成且呈板状，具有两个平板部和凸部而形成所述流路，所述两个平板部位于宽度方向的两端部，且主面在同一平面上通过，所述凸部设于该两个平板部之间，且板厚方向的剖面呈相对于所述平板部突起的形状；
金属沉积层，其通过在使所述平板部的主面内的所述凸部的顶点的相反侧的主面与所述基材对置配置的状态下，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向所述板状构件的所述凸部的顶点侧的表面及所述基材的表面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积而形成。
2.根据权利要求1所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述带有流路的构件还具备第二板状构件，该第二板状构件由金属或合金形成且呈板状，与所述板状构件的所述相反侧的主面接合，且与所述板状构件一同形成所述流路。
3.根据权利要求2所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述第二板状构件呈平板状。
4.根据权利要求2所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述第二板状构件具有：位于宽度方向的两端部且主面在同一平面上通过的两个第二平板部；设于该两个第二平板部之间且板厚方向的剖面呈相对于所述第二平板部突起的形状的第二凸部，并且，在所述两个第二平面部的主面内的所述第二凸部的顶点的相反侧的主面处，所述第二板状构件分别与所述板状构件的所述两个平板部的所述相反侧的主面接合，
所述基材具有形成在呈平面的表面且能够载置所述第二凸部的凹部，
所述金属沉积层在将所述第二凸部载置于所述凹部的状态下形成。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述第二板状构件的宽度方向上的长度比所述板状构件的宽度方向上的长度长。
6.根据权利要求1所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述板状构件的端部越靠近所述基材、其宽度方向上的长度越长。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述板状构件的端部越靠近所述基材、其宽度方向上的长度越长，
所述第二板状构件的端部越靠近所述基材、其宽度方向上的长度越长，且所述第二板状构件的端面比所述板状构件延伸突出到更靠外侧的位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述凸部相对于该平板部立起的方向与所述平板部所成的角度比90度小。
9.根据权利要求8所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述凸部相对于该平板部立起的方向与所述平板部所成的角度比70度小。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述基材的表面与所述板状构件的上表面之间的阶梯差为0.8mm以下。
11.根据权利要求2至5中任一项所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述基材通过使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，至少向所述第二板状构件的表面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积而形成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述板状构件由不锈钢、或者铜或铜合金形成，
所述基材及所述金属沉积层由铝或铝合金形成。
13.根据权利要求2至5中任一项所述的带有流路的构件，其特征在于，
所述第二板状构件由不锈钢、或者铜或铜合金形成。
14.一种带有流路的构件的制造方法，该构件由金属或合金形成，在其内部设有流路，
所述带有流路的构件的制造方法的特征在于，包括如下工序：
配置板状构件的工序，在由金属或合金形成的基材上配置由金属或合金形成且呈板状并具有两个平板部和凸部而形成所述流路的所述板状构件，所述两个平板部位于宽度方向的两端部，且主面在同一平面上通过，所述凸部设于该两个平板部之间，且板厚方向的剖面呈相对于所述平板部突起的形状，并且，使在所述平板部的主面内的所述凸部的顶点的相反侧的主面与所述基材对置；
金属沉积层形成工序，在所述基材上配置有所述板状构件的状态下，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向所述板状构件的所述凸部的顶点侧的表面及所述基材的表面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积，由此形成金属沉积层。
15.根据权利要求14所述的带有流路的构件的制造方法，其特征在于，
所述板状构件配置工序中，将第二板状构件配置于所述基材上，所述第二板状构件由金属或合金形成且呈板状，与所述板状构件的所述相反侧的主面接合，并与所述板状构件一同形成所述流路。
16.根据权利要求15所述的带有流路的构件的制造方法，其特征在于，
所述带有流路的构件的制造方法还包括第二金属沉积层形成工序，除去所述基材，使由金属或合金构成的粉末与气体一同加速，向所述第二板状构件的表面及所述金属沉积层的露出面直接吹附固相状态的所述粉末并使其沉积，由此形成第二金属沉积层。
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