JP2000208975A - Stage for controlling temperature and heat exchanger plate provided thereon - Google Patents

Stage for controlling temperature and heat exchanger plate provided thereon

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JP2000208975A
JP2000208975A JP11003649A JP364999A JP2000208975A JP 2000208975 A JP2000208975 A JP 2000208975A JP 11003649 A JP11003649 A JP 11003649A JP 364999 A JP364999 A JP 364999A JP 2000208975 A JP2000208975 A JP 2000208975A
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plate
heat exchange
heat
fluid
pipe
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Japanese (ja)
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Satoshi Fukuhara
聡 福原
Hironaga Akiba
浩永 秋葉
Tadayuki Hanamoto
忠幸 花本
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/14Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
    • F28F1/22Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means having portions engaging further tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/04Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being spirally coiled

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage for controlling the temperature, which is provided with a thin heat exchanger plate having superior thermal response and uniformity of heat. SOLUTION: A heat exchanger plate 3 is constituted only by a fluid pipe 20, in which temperature-controlled water flows. The fluid pipe 20 is a pipe, of square cross section, having an inlet port 80 and an outlet port 90. In a piping process, the pipe is folded in the vicinity of center so that two pipes for sending and returning are round and spirally wound to form a flat heat exchanger plate 3. In the plate 3, the inlet port 80 and the outlet port 90 are arranged in approximately the same location vicinity, and they are provided between each adhesive plate 1 and a base plate 10. Water which flows from the inlet port 80 goes concentrically around from the outer circulation toward a turning point 60 in the vicinity of the center, and after passing through the turning point 60, it goes around concentrically from the center and flows toward the outlet port 90 in the outer circulation. Accordingly, a sending pipe 60 and a returning pipe 50 are arranged alternatively adjacently.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、載置される基板を加熱又
は冷却したりするための、基板の温度調節用ステージに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage for adjusting the temperature of a substrate for heating or cooling a substrate to be mounted.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハや液晶基板などの基板を加
熱又は冷却するための手段として、熱電変換モジュール
(以下、熱電モジュール)を備えた温度調節用ステージが
知られている。この温度調節用ステージは、一般に、基
板を載置し、それを加熱及び冷却するための上側のプレ
ート(載置用プレート)と、熱電モジュールからの熱を吸
収又放熱して熱交換を行なう下側のプレート(熱交換用
プレート)との双方が、複数の熱電モジュールを間に挟
んで接合された構成となっている。熱交換用プレート
は、内部に温度調節された水が通るための通路(流体通
路)を備えている。
2. Description of the Related Art Thermoelectric conversion modules are used as means for heating or cooling substrates such as semiconductor wafers and liquid crystal substrates.
(Hereinafter referred to as thermoelectric module) is known as a temperature control stage. In general, the temperature control stage mounts a substrate, and heats and cools the substrate by using an upper plate (mounting plate) and a heat exchange module by absorbing or radiating heat from the thermoelectric module. Both sides (plates for heat exchange) are joined together with a plurality of thermoelectric modules interposed therebetween. The heat exchange plate includes a passage (fluid passage) through which water whose temperature is adjusted passes.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した温度調節用ス
テージに備えられる熱交換用プレートは、熱交換用プレ
ート上に配置される各熱電モジュールと均等に熱交換を
行なうこと、いわゆる均熱性に優れることが望まれる。
そのため、熱交換用プレートは、内部の流体通路を流れ
る水の温度が熱交換用プレートの全面にわたって均等に
なるよう、大きい熱容量を持つことが必要なので、その
流体通路の容積が大きく、全体として厚く構成される。
だが、それにより、各熱電モジュールからの熱を急速に
吸熱及び放熱することが困難になる、いわゆる熱応答性
に優れなくなるという問題が生じる。そのため、薄く構
成された熱容量の小さい熱交換用プレートが望まれる。
しかし、薄く構成することにより、均熱性に優れなくな
るという問題が生じてしまう。
The heat exchange plate provided on the above-mentioned temperature control stage performs heat exchange uniformly with each thermoelectric module arranged on the heat exchange plate, that is, is excellent in so-called heat uniformity. It is desired.
Therefore, the heat exchange plate needs to have a large heat capacity so that the temperature of the water flowing in the internal fluid passage is uniform over the entire surface of the heat exchange plate, so that the volume of the fluid passage is large and the whole is thick. Be composed.
However, this causes a problem that it becomes difficult to rapidly absorb and radiate heat from each thermoelectric module, that is, the so-called thermal responsiveness becomes poor. Therefore, a heat exchange plate that is thin and has a small heat capacity is desired.
However, when the thickness is reduced, there arises a problem that the heat uniformity is not excellent.

【0004】従って、本発明の目的は、熱応答性及び均
熱性に優れた薄型の熱交換用プレートを備える温度調節
用ステージを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a temperature control stage having a thin heat exchange plate having excellent thermal responsiveness and heat uniformity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点に従
う温度調節用ステージは、基板が載置される載置用プレ
ートと、その載置用プレートに接合された熱電変換モジ
ュールと、熱電変換モジュールに接合され、熱媒体流体
を利用して前記熱電変換モジュールと熱交換を行なう熱
交換用プレートとを備える。熱交換用プレートは、熱媒
体流体を流すための流体通路を有し、この流体通路は熱
電変換モジュールとの接合面の実質的全域にわたって、
実質的に均等な密度で張り巡らされている。
A temperature adjusting stage according to a first aspect of the present invention comprises a mounting plate on which a substrate is mounted, a thermoelectric conversion module joined to the mounting plate, and a thermoelectric conversion module. A heat exchange plate that is joined to the conversion module and performs heat exchange with the thermoelectric conversion module using a heat medium fluid is provided. The heat exchange plate has a fluid passage for flowing the heat medium fluid, and the fluid passage extends over substantially the entire area of the interface with the thermoelectric conversion module.
It is stretched at a substantially uniform density.

【0006】好適な実施形態では、流体通路は、熱媒体
流体の流れる方向が互いに逆である第1の流路と第2の
流路を有し、第1の流路と第2の流路が上記接合面の実
質的全域にわたって交互に隣接して配置されている。
[0006] In a preferred embodiment, the fluid passage has a first flow passage and a second flow passage in which the flow directions of the heat medium fluid are opposite to each other, and the first flow passage and the second flow passage. Are arranged alternately adjacent to each other over substantially the entire area of the joining surface.

【0007】好適な実施形態では、熱交換用プレート
は、流体通路を構成するパイプを曲げて平板状に形成し
たものである。
In a preferred embodiment, the heat exchange plate is formed by bending a pipe constituting a fluid passage into a flat plate shape.

【0008】別の好適な実施形態では、熱交換用プレー
トは、少なくとも一方の面に凹路が形成されている平板
と、前記平板の前記凹路が形成された面に接合された蓋
板とを備え、流体通路は、蓋板でカバーされた凹路であ
る。
[0008] In another preferred embodiment, the heat exchange plate includes a flat plate having a recess formed on at least one surface thereof, and a lid plate joined to the flat surface of the flat plate having the recess formed therein. And the fluid passage is a concave passage covered by a lid plate.

【0009】更に別の好適な実施形態では、熱交換用プ
レートは、プレス加工により一方の面に凹路が形成され
ている平板と、平板の凹路が形成された面に接合された
蓋板とを備え、流体通路は、蓋板でカバーされた凹路で
ある。
In still another preferred embodiment, the heat exchange plate includes a flat plate having a concave path formed on one surface by press working, and a lid plate joined to the flat plate with the concave path formed thereon. And the fluid passage is a concave passage covered by the lid plate.

【0010】本発明に第2の観点に従う温度調節用ステ
ージは、基板が載置される載置用プレートと、その載置
用プレートに接合された熱電変換モジュールと、熱電変
換モジュールに接合され、熱媒体流体を利用して熱電変
換モジュールと熱交換を行なう熱交換用プレートとを備
える。熱交換用プレートは、熱電変換モジュールとの接
合面の実質的全域を包含する表面を持つ熱伝達部材と、
この熱伝達部材の内部に熱媒体流体を流すための流体通
路とを有する。
A temperature adjustment stage according to a second aspect of the present invention includes a mounting plate on which a substrate is mounted, a thermoelectric conversion module bonded to the mounting plate, and a thermoelectric conversion module bonded to the thermoelectric conversion module. A heat exchange plate for performing heat exchange with the thermoelectric conversion module using a heat medium fluid is provided. The heat exchange plate has a heat transfer member having a surface covering substantially the entire area of the bonding surface with the thermoelectric conversion module;
A fluid passage for flowing a heat medium fluid is provided inside the heat transfer member.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態に係
る温度調節用ステージの断面構成を示し、図2は、その
温度調節用ステージに備えられる熱交換用プレートの平
面構成を示す。尚、図1は図2のA−A線での断面図で
ある。
FIG. 1 shows a sectional configuration of a temperature control stage according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a plan configuration of a heat exchange plate provided in the temperature control stage. . FIG. 1 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【0012】上記温度調節用ステージは、例えば円形の
平板である基板載置用プレート13と、この基板載置用
プレート13の下面に接合された複数の熱電モジュール
11a、11b、11c、…(以下、各熱電モジュール
11)と、温度調節された熱媒体流体(例えば水)を利用
して各熱電モジュール11と熱交換を行う熱交換用プレ
ート3とを備える。また、各熱電モジュール11と熱交
換用プレート3は、相互間に接着板10a、10b、1
0c、…(以下、各接着板10)を挟んで、且つ各熱電モ
ジュール11が熱交換用プレート3と載置用プレート1
3との間に挟まれるようにして、ベース板1と載置用プ
レート13との間に挟み込まれている。載置用プレート
13とベース板1とは、複数のボルト15a、15b、
…で締結される。それにより、各熱電モジュール11が
載置用プレート13に圧着され、また、熱交換用プレー
ト3が、各接着板10を介して、各熱電モジュール11
に圧着される。尚、この温度調節用ステージの略中央の
3箇所に、このステージ全体を上面から下面へ抜ける貫
通穴5a、5b、5c(載置用プレート13側)及び12
a、12b、12c(ベース板1側)が設けられている。
この3箇所の貫通穴5a、5b、5c及び12a、12
b、12cには、載置用プレート13上に載置された基
板(図示せず)を昇降するための3本の昇降ピン9a、9
b、9cが挿通される。
The temperature adjusting stage includes a substrate mounting plate 13 which is, for example, a circular flat plate, and a plurality of thermoelectric modules 11a, 11b, 11c,. , Each thermoelectric module 11), and a heat exchange plate 3 that performs heat exchange with each thermoelectric module 11 using a temperature-controlled heat medium fluid (eg, water). Further, each thermoelectric module 11 and the heat exchange plate 3 are provided with adhesive plates 10a, 10b, 1
0c,... (Hereinafter referred to as the respective adhesive plates 10), and each thermoelectric module 11 has the heat exchange plate 3 and the mounting plate 1
3 so as to be sandwiched between the base plate 1 and the mounting plate 13. The mounting plate 13 and the base plate 1 are provided with a plurality of bolts 15a, 15b,
... is concluded. Thereby, each thermoelectric module 11 is pressed against the mounting plate 13, and the heat exchange plate 3 is connected to each thermoelectric module 11 via each adhesive plate 10.
Is crimped. In addition, through holes 5a, 5b, 5c (on the mounting plate 13 side) and 12 through which the entire stage passes from the upper surface to the lower surface are provided at approximately three central positions of the temperature adjusting stage.
a, 12b and 12c (the base plate 1 side) are provided.
These three through holes 5a, 5b, 5c and 12a, 12
b and 12c have three lifting pins 9a and 9 for lifting and lowering a substrate (not shown) mounted on the mounting plate 13.
b and 9c are inserted.

【0013】以下、各構成要素について説明する。Hereinafter, each component will be described.

【0014】載置用プレート13は、例えばアルミニウ
ムのような熱伝導性の良い金属材料で構成され、中実の
金属板でもよいし、パネル型ヒートパイプのようなもの
でもよい。そして、載置用プレート13の上面には、半
導体ウエハ等の温度制御対象となる基板が載置される。
載置用プレート13の下面には、各熱電モジュール11
が、例えば熱伝導性の良いグリース(図示せず)を介して
圧着される。
The mounting plate 13 is made of a metal material having good heat conductivity such as aluminum, and may be a solid metal plate or a panel-type heat pipe. Then, on the upper surface of the mounting plate 13, a substrate such as a semiconductor wafer to be temperature-controlled is mounted.
On the lower surface of the mounting plate 13, each thermoelectric module 11
Is press-bonded via, for example, grease (not shown) having good thermal conductivity.

【0015】各熱電モジュール11は、多数のP型半導
体チップ(図示せず)とN型半導体チップ(図示せず)とを
交互に二次元に配列し、且つそれらを電気的に直列に接
続したものであり、これに電流を流すことによりペルチ
ェ効果を生じ、載置用プレート13から熱を吸収し流体
管3へ放熱する又はその逆の作用を行う。各熱電モジュ
ール11は、載置用プレート1表面の温度分布にむらが
生じないよう載置用プレート1の全体にわたって均等に
配置される。
In each thermoelectric module 11, a large number of P-type semiconductor chips (not shown) and N-type semiconductor chips (not shown) are alternately and two-dimensionally arranged, and they are electrically connected in series. The Peltier effect is generated by passing an electric current through the plate, thereby absorbing the heat from the mounting plate 13 and radiating the heat to the fluid pipe 3, or vice versa. The thermoelectric modules 11 are arranged uniformly over the entire mounting plate 1 so that the temperature distribution on the surface of the mounting plate 1 does not become uneven.

【0016】各接着板10は、例えば熱伝導性に優れた
薄型の平板状部材であり、各熱電モジュール11と熱交
換用プレート3との間に介設される。各接着板10に
は、その上面及び下面に接着剤が塗布されて、その上面
にて各熱電モジュール11の下面と接着し、且つ、その
下面にて熱交換用プレート3の上面と接着する。それに
より、各熱電モジュール11と熱交換用プレート3は、
各接着板10を介して接合される。各接着板10は、熱
交換用プレート3の上面の平面度のばらつきを緩和する
(つまり上面の凹凸を埋める)ために、ある程度の弾性を
もつ材料で作られる。それにより、各接着板10と熱交
換用プレート3との接触面積がより大きくなり、熱交換
用プレート3と各熱電モジュール11の間の熱伝導率が
良くなる。
Each adhesive plate 10 is, for example, a thin plate-like member having excellent thermal conductivity, and is interposed between each thermoelectric module 11 and the heat exchange plate 3. An adhesive is applied to the upper surface and the lower surface of each adhesive plate 10, and adheres to the lower surface of each thermoelectric module 11 at the upper surface, and adheres to the upper surface of the heat exchange plate 3 at the lower surface. Thereby, each thermoelectric module 11 and the plate for heat exchange 3
They are joined via the respective adhesive plates 10. Each adhesive plate 10 reduces the variation in flatness of the upper surface of the heat exchange plate 3.
It is made of a material with a certain degree of elasticity (that is, to fill the top surface irregularities). Thereby, the contact area between each adhesive plate 10 and the heat exchange plate 3 is further increased, and the thermal conductivity between the heat exchange plate 3 and each thermoelectric module 11 is improved.

【0017】熱交換用プレート3は、各熱電モジュール
11からの熱を吸収及び放熱して各熱電モジュール11
と熱交換を行ない、図2に示されるように、温度制御さ
れた水が通るための流体管20だけで構成される。流体
管20は、例えばアルミニウム等の金属で構成され、1
つの流入口80と1つの流出口90とを持った、断面が
方形のパイプである。流体管20は、配管工程(これに
ついては後述する)で、中央付近で折り返されて往復2
本の管が円形のうずまき状に巻かれて平板状の熱交換用
プレート3を形成し、水の流入口80と流出口90とが
略同一の場所付近に配され、各接着板10とベース板1
との間に介設される。このとき、配管同士の隙間42
(図1参照)が生じるが、この隙間42を埋めるように熱
交換用プレート3の上面に熱伝導性の良いグリース(図
示せず)を塗布し、各接着板10と熱交換用プレート3
である流体管20との間の熱伝導率を良くするようにす
る。流入口80から入った水は、外周から同心円状に巡
って中心付近の折り返し点60に向かって流れ、折り返
し点60を通過した後、中心から同心円状に巡って外周
の流出口90に向かって流れる。従って、図1に示す断
面構造から端点に分かるように、水が流入口80から折
り返し点60に向かって流れる流体通路(以下、往路と
いう)40と、水が折り返し点60から流出口90に向
かって流れる流体通路(以下、復路という)50とが隣接
して交互に配列される。
The heat exchange plate 3 absorbs and radiates heat from each thermoelectric module 11 and
As shown in FIG. 2, it is constituted only by a fluid pipe 20 through which temperature-controlled water passes. The fluid pipe 20 is made of a metal such as aluminum, for example.
It is a square pipe with one inlet 80 and one outlet 90. The fluid pipe 20 is folded near the center in a piping process (this will be described later), and
The tubes are wound into a circular spiral to form a plate-like heat exchange plate 3, and the water inlet 80 and the water outlet 90 are arranged in the vicinity of substantially the same place. Board 1
It is interposed between. At this time, the gap 42 between the pipes
1 (see FIG. 1), grease (not shown) having good thermal conductivity is applied to the upper surface of the heat exchange plate 3 so as to fill the gap 42, and each of the adhesive plates 10 and the heat exchange plate 3
The thermal conductivity between the fluid pipe 20 and the fluid pipe 20 is improved. The water entering from the inlet 80 flows concentrically from the outer circumference toward the turning point 60 near the center, and after passing through the turning point 60, concentrically flows from the center toward the outlet 90 on the outer circumference. Flows. Therefore, as can be seen from the cross-sectional structure shown in FIG. 1, water flows from the inlet 80 to the turning point 60 (hereinafter, referred to as an outward path) 40, and the water flows from the turning point 60 to the outlet 90. Fluid passages (hereinafter referred to as “return paths”) 50 are alternately arranged adjacent to each other.

【0018】ベース板1は、例えばアルミニウム等の金
属で作られた例えば円形板である。ベース板1は、載置
用プレート13との締結に使用するボルト15a、15
b、…が挿入される複数のボルト挿入孔17a、17
b、…(図1参照、図2には図示せず)を備える。ベース
板1の上面には、流体管20の配管工程で流体管20の
折り曲げや位置決めに利用する5個の配管用ボス7a、
7b及び19a、19b、19cが固定されている。こ
のうち3つのボス19a、19b、19cは円筒形であ
り、それぞれ昇降ピン挿入穴12a、12b、12c上
に配置され、昇降ピン9a、9b、9cが内部を通るよ
うになっている。ベース板1は、流体管20を上記うず
まき状に配管するときにも利用される。
The base plate 1 is, for example, a circular plate made of a metal such as aluminum. The base plate 1 includes bolts 15a and 15 used for fastening to the mounting plate 13.
a plurality of bolt insertion holes 17a, 17 into which b,.
b (see FIG. 1, not shown in FIG. 2). On the upper surface of the base plate 1, five piping bosses 7a used for bending and positioning of the fluid pipe 20 in the fluid pipe 20 piping process,
7b and 19a, 19b, 19c are fixed. Of these, three bosses 19a, 19b, and 19c are cylindrical and are respectively arranged on the elevating pin insertion holes 12a, 12b, and 12c, and the elevating pins 9a, 9b, and 9c pass through the inside. The base plate 1 is also used when piping the fluid pipe 20 in the spiral shape.

【0019】以下、図3を参照して、ベース板1を利用
して流体管20の配管工程を説明する。
Hereinafter, a piping process of the fluid pipe 20 using the base plate 1 will be described with reference to FIG.

【0020】まず、ベース板1上で、流体管20を、1
つのボス19bとボス7aだけを挟むようにU字形に曲
げて、U字形の谷間がボス7aに接触するようにベース
板1上に配置する。次に、ベース板1とほぼ同形状の平
らな補助板を用意し、流体管20をベース板1と用意し
た補助板との間に挟む。そして、U字形の流体管20の
2つの端部27a、27bを外方へ引っ張りながら、ベ
ース板1をその中心2を中心に矢印のように回転させる
ことにより、流体管20の往路40と復路50をそろえ
て円形のうずまき状に巻いて平板状に形成する。次に、
その平板状に形成した流体管20を挟んだ状態のまま、
補助板の上面全体に圧力をかけて流体管20をプレス
し、流体管20の各接着板10(図1参照)及びベース板
1に対する接触面をほぼ平面にする。最後に、流体管2
0の端部27a、27bを、水の流入口80及び流出口
90(図2参照)に加工し、それらを略同一の場所付近に
設置して配管工程を終了する。
First, on the base plate 1, the fluid pipe 20 is
The two bosses 19b and the boss 7a are bent into a U-shape so as to sandwich only the boss 19a, and are arranged on the base plate 1 such that the U-shaped valleys contact the boss 7a. Next, a flat auxiliary plate having substantially the same shape as the base plate 1 is prepared, and the fluid pipe 20 is sandwiched between the base plate 1 and the prepared auxiliary plate. By rotating the base plate 1 about the center 2 as shown by the arrow while pulling the two ends 27a and 27b of the U-shaped fluid pipe 20 outward, the forward path 40 and the return path of the fluid pipe 20 are formed. 50 are aligned and rolled into a circular spiral to form a flat plate. next,
With the fluid pipe 20 formed in a flat shape sandwiched therebetween,
The fluid pipe 20 is pressed by applying pressure to the entire upper surface of the auxiliary plate, and the contact surface of the fluid pipe 20 to each of the adhesive plate 10 (see FIG. 1) and the base plate 1 is made substantially flat. Finally, fluid pipe 2
The 0 end portions 27a and 27b are processed into the water inlet 80 and the water outlet 90 (see FIG. 2), and they are installed near substantially the same place to complete the piping process.

【0021】このような工程によれば、流体管20を、
補助板とベース板1との間に挟んだ状態で曲げていく
(巻いていく)ので、曲げるときに生じるおそれのある流
体管20の径の変化(偏平化)を防止することができる。
特に、ボスに接触して吸角度に折り曲げられる箇所29
a、29b、29c、29d(図2参照)で曲率を大きく
し偏平化を防ぐのに効果を奏する。また、流体管20を
プレスして、流体管20(熱交換用プレート3)の接着板
10及びベース板1に対する接触面をほぼ平面にするの
で、その接触面の面積が大きくなり、流体管20は、各
接着板10を介して各熱電モジュール11と効率良く熱
交換を行うことができる。
According to such a process, the fluid pipe 20 is
Bending while sandwiching between the auxiliary plate and the base plate 1
Since the fluid pipe 20 is wound (rolled), it is possible to prevent a change (flattening) in the diameter of the fluid pipe 20 that may occur when the fluid pipe 20 is bent.
In particular, a portion 29 which is bent at an absorption angle in contact with the boss 29
A, 29b, 29c, and 29d (see FIG. 2) are effective in increasing the curvature and preventing flattening. Further, since the fluid pipe 20 is pressed to make the contact surface of the fluid pipe 20 (heat exchange plate 3) with the adhesive plate 10 and the base plate 1 substantially flat, the area of the contact surface becomes large, and the fluid pipe 20 becomes large. Can efficiently exchange heat with each thermoelectric module 11 via each adhesive plate 10.

【0022】熱交換用プレート3は流体管20のみで構
成されており、流体管20は、流入口80と流出口90
とを略同一の場所付近に備え、水の往路40と復路50
とが交互に隣接したうずまき状に配管される。このよう
な構成により、往路40を流れる水と復路50を流れる
水との温度差を緩和できるので、熱交換用プレート3の
上面全体の温度分布を均一化することができる。このた
め、熱交換用プレート3は、均熱性に優れることにな
る。また、実質的に流体管20だけで熱交換用プレート
3が構成されていて余計な部品を含まないので、熱交換
用プレート3は薄型になり熱容量は小さくなる。よっ
て、熱応答性にも優れることになる。更に、熱交換用プ
レート3と各熱電モジュール11とを、ボルト15a、
15b、…を利用して圧着するので、熱交換用プレート
3の各熱電モジュール11との接触面積を最大にするこ
とができ、熱交換用プレート3の熱交換の効率を向上す
ることができる。
The heat exchange plate 3 is composed of only the fluid pipes 20, and the fluid pipes 20 have an inlet 80 and an outlet 90.
Are provided near the same location, and the outgoing route 40 and the returning route 50 of the water are provided.
Are alternately arranged in a spiral shape. With such a configuration, the temperature difference between the water flowing in the outward path 40 and the water flowing in the return path 50 can be reduced, so that the temperature distribution on the entire upper surface of the heat exchange plate 3 can be made uniform. For this reason, the heat exchange plate 3 has excellent heat uniformity. In addition, since the heat exchange plate 3 is substantially composed of only the fluid pipes 20 and does not include extra parts, the heat exchange plate 3 is thin and has a small heat capacity. Therefore, the thermal response is excellent. Further, the heat exchange plate 3 and each thermoelectric module 11 are connected with bolts 15a,
Since the pressure bonding is performed by using 15b,..., The contact area of the heat exchange plate 3 with each thermoelectric module 11 can be maximized, and the heat exchange efficiency of the heat exchange plate 3 can be improved.

【0023】水の流入口及び流出口は、温度調節用ステ
ージの設置上、それぞれ1つだけ設けることが望ましい
が、それらを2つ以上設けることも可能である。例え
ば、図4に示す熱交換用プレート3’は、流入口及び流
出口をそれぞれ2つずつ持つ。すなわち、外周の流入口
80と中心付近の流出口92を持った往路の流体管20
aと、外周の流出口90と中心付近の流入口の82を持
った復路の流体管20bとが、図2と同様にうずまき状
に配管されている。この熱交換用プレート3’も、流入
口及び流出口をそれぞれ1つだけ備える図2の熱交換用
プレート3と同様の効果を持つ。
Although it is desirable to provide only one water inlet and one outlet for the temperature control stage, it is also possible to provide two or more water inlets and outlets. For example, the heat exchange plate 3 ′ shown in FIG. 4 has two inlets and two outlets. That is, the outward fluid pipe 20 having the outer inlet 80 and the outlet 92 near the center.
a, and a return-side fluid pipe 20b having an outflow port 90 on the outer periphery and an inflow port 82 near the center are provided in a spiral shape as in FIG. This heat exchange plate 3 'also has the same effect as the heat exchange plate 3 of FIG. 2 having only one inlet and one outlet.

【0024】第2の実施形態として、ベース板1を流体
管20の配管工程にだけ利用して、ベース板1を構成要
素に含まない温度調節用ステージを構成することもでき
る。
As a second embodiment, a temperature control stage that does not include the base plate 1 as a component can be configured by using the base plate 1 only in a piping process of the fluid pipe 20.

【0025】図5は、ベース板1を持たない温度調節用
ステージの断面構造を示す。尚、図5において、図1か
ら図3を参照して説明した要素と同様の機能を有する要
素には、同じ参照番号をして重複した説明は省略する
(これについては、後続の図面及び説明も同様である)。
FIG. 5 shows a sectional structure of a temperature control stage having no base plate 1. In FIG. 5, elements having the same functions as the elements described with reference to FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
(The same applies to the following drawings and description.)

【0026】この温度調節用ステージでは、載置用プレ
ート3の下面と各熱電モジュール11の上面とを、薄膜
状の接着剤シート(図示せず)をもって接着する。接着剤
シートとしては、例えばポリイミド樹脂のような電気的
絶縁性と、耐熱性とを有するものが採用できる。熱交換
用プレート3(又は3’)の上面を高さのばらつきをなく
して良好な平面に形成し、各熱電モジュール11の下面
と熱交換用プレート3の上面を、上述した接着剤シート
(図示せず)で接着する。
In this temperature adjusting stage, the lower surface of the mounting plate 3 and the upper surface of each thermoelectric module 11 are bonded with a thin-film adhesive sheet (not shown). As the adhesive sheet, a sheet having electrical insulation and heat resistance, such as a polyimide resin, can be employed. The upper surface of the heat exchange plate 3 (or 3 ′) is formed in a good plane without variation in height, and the lower surface of each thermoelectric module 11 and the upper surface of the heat exchange plate 3 are bonded to the above-mentioned adhesive sheet.
(Not shown).

【0027】図5に示した温度調節用ステージは、ベー
ス板1と各接着板10を必要としないので、図1のもの
より薄型で熱容量を小さくすることができる。
The stage for temperature adjustment shown in FIG. 5 does not require the base plate 1 and the respective adhesive plates 10, so that it is thinner and can have a smaller heat capacity than that of FIG.

【0028】図6及び図7は、第3の実施形態の断面図
及びその熱交換用プレートの平面図である。尚、図6
は、図7のB−B線での断面図である。
FIGS. 6 and 7 are a sectional view of the third embodiment and a plan view of the heat exchange plate. FIG.
FIG. 8 is a sectional view taken along line BB of FIG. 7.

【0029】この実施形態に係る温度調節用ステージ
は、内部に流体通路39が削り込まれた熱交換用プレー
ト31を備える。熱交換用プレート31は、複数のボル
ト15a、15b、…で載置用プレート13に締結され
て、両プレート13、31間に挟み込まれた複数の熱電
モジュール11a、11b、11cが固定される。
The temperature control stage according to this embodiment includes a heat exchange plate 31 in which a fluid passage 39 is cut. The heat exchange plate 31 is fastened to the mounting plate 13 with a plurality of bolts 15a, 15b,..., And the plurality of thermoelectric modules 11a, 11b, 11c sandwiched between the plates 13, 31 are fixed.

【0030】熱交換用プレート31は、流体通路39が
上面に刻まれた基板34と、基板34の上面を覆う蓋板
35を備える。
The heat exchange plate 31 includes a substrate 34 having a fluid passage 39 formed on the upper surface thereof, and a cover plate 35 covering the upper surface of the substrate 34.

【0031】基板34は、例えばアルミニウムなどの熱
伝導性の良い材料で構成された中実の板であり、複数の
ボルト15a、15b、…が挿入されるボルト挿入孔3
3a、33b、…を備える。また、基板34の上面に
は、流体通路39が刻接されている。流体通路39の水
の流入口80及び流出口90には、流入口パイプ41a
及び流出口パイプ41bが取付けられている。流体通路
39は、図2に示した実施形態とほぼ同様の円形うずま
き状で往路と復路が交互に並ぶような形状を持つ。
The substrate 34 is a solid plate made of a material having good heat conductivity such as aluminum, for example, and has a bolt insertion hole 3 into which a plurality of bolts 15a, 15b,.
3a, 33b,... A fluid passage 39 is cut into the upper surface of the substrate 34. The water inlet 80 and the water outlet 90 of the fluid passage 39 have an inlet pipe 41a
And an outlet pipe 41b. The fluid passage 39 has a circular spiral shape substantially similar to that of the embodiment shown in FIG. 2, and has a shape in which the outward path and the return path are alternately arranged.

【0032】蓋板35は、流体通路39を流れる水の温
度をよく伝えるように熱伝導性の良い材料(例えばアル
ミや銅などの金属)で極めて薄く構成され、基板34と
同様にボルト挿入孔37a、37b、…を備える。蓋板
35の下面と基板34の上面とは、流体通路39を流れ
る水が外部に漏れないように水密に接合される。
The cover plate 35 is made of an extremely thin material having good heat conductivity (for example, metal such as aluminum or copper) so as to transmit the temperature of the water flowing through the fluid passage 39 well. 37a, 37b,... The lower surface of the cover plate 35 and the upper surface of the substrate 34 are joined in a watertight manner so that water flowing through the fluid passage 39 does not leak outside.

【0033】尚、基板34の下面にも、上面に形成され
た流体通路39と同形の流体通路を形成することもでき
る。
A fluid passage having the same shape as the fluid passage 39 formed on the upper surface may be formed on the lower surface of the substrate 34.

【0034】図6、7に示した実施形態によれば、均熱
性及び熱応答性に優れた薄型の熱交換用プレートを提供
することができる。
According to the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, it is possible to provide a thin heat exchange plate having excellent heat uniformity and thermal responsiveness.

【0035】次に、図8を参照して、第4の実施形態に
ついて説明する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.

【0036】この実施形態に係る温度調節用ステージ
は、薄板45を凹凸に成形して流体通路47とした熱交
換用プレート43を備える。載置用プレート13の下面
と各熱電モジュール11の上面、及び各熱電モジュール
11の下面と熱交換用プレート43の上面とは、それぞ
れポリイミド樹脂などの接着剤シート(図示せず)で接着
される。
The temperature control stage according to this embodiment includes a heat exchange plate 43 which is formed into a fluid passage 47 by forming a thin plate 45 into irregularities. The lower surface of the mounting plate 13 and the upper surface of each thermoelectric module 11, and the lower surface of each thermoelectric module 11 and the upper surface of the heat exchange plate 43 are bonded with an adhesive sheet (not shown) such as a polyimide resin. .

【0037】熱交換用プレート43は、プレス板45
と、蓋板35を備える。
The heat exchange plate 43 includes a press plate 45
And a cover plate 35.

【0038】プレス板45は、例えば薄い1枚のステン
レス板であり、全体にプレス加工されてその上面に凹ん
だ流体通路47を有している。流体通路47は、プレス
板45のほぼ全面にわたり、前述の実施形態と同様に円
形うずまき状に設けられている。流体通路47の水の流
入口及び流出口(図示せず)には、図7の実施形態と同様
の流入口パイプ及び流出口パイプ(図示せず)が取付けら
れる。プレス板45の下面は、断熱材(図示せず)で覆う
ことができる。それにより、熱交換用プレート43下面
からの放熱及び吸熱を防ぎ、各熱電モジュール11との
熱交換効率をより向上させることができる。
The press plate 45 is, for example, a single thin stainless steel plate, and has a fluid passage 47 which is pressed as a whole and is recessed on the upper surface thereof. The fluid passage 47 is provided over substantially the entire surface of the press plate 45 in a circular spiral shape as in the above-described embodiment. An inflow pipe and an outflow pipe (not shown) similar to the embodiment of FIG. 7 are attached to an inflow port and an outflow port (not shown) of the water in the fluid passage 47. The lower surface of the press plate 45 can be covered with a heat insulating material (not shown). Thus, heat radiation and heat absorption from the lower surface of the heat exchange plate 43 can be prevented, and the heat exchange efficiency with each thermoelectric module 11 can be further improved.

【0039】蓋板35は、流体通路47を流れる水が外
部に漏れないようにプレス板45の上面に水密に接合さ
れる。
The lid plate 35 is joined to the upper surface of the press plate 45 in a watertight manner so that water flowing through the fluid passage 47 does not leak outside.

【0040】このような実施形態によれば、軽量且つ薄
型の熱交換用プレートを提供することができる。また、
薄板をプレス加工して流体通路を形成するので、所望の
形状の流体通路を簡単に形成でき、且つ低コストで熱交
換用プレートを提供できる。
According to such an embodiment, a light and thin heat exchange plate can be provided. Also,
Since the fluid passage is formed by pressing the thin plate, a fluid passage having a desired shape can be easily formed, and a heat exchange plate can be provided at low cost.

【0041】ところで、この実施形態の変形例として流
体通路を2層に構成してもよい。薄型の熱交換用プレー
トを提供できる。
By the way, as a modified example of this embodiment, the fluid passage may be constituted by two layers. A thin heat exchange plate can be provided.

【0042】図9及び図10を参照して、第5の実施形
態について説明する。
The fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

【0043】この実施形態に係る温度調節用ステージ
は、プレス加工により形成された流体通路を2層に備え
る熱交換用プレート49を備える。載置用プレート13
の下面と各熱電モジュール11の上面、及び各熱電モジ
ュール11の下面と熱交換用プレート49の上面とは、
それぞれ接着剤シート(図示せず)で接着される。
The temperature control stage according to this embodiment includes a heat exchange plate 49 having two layers of fluid passages formed by press working. Mounting plate 13
And the upper surface of each thermoelectric module 11, and the lower surface of each thermoelectric module 11 and the upper surface of the heat exchange plate 49,
Each is bonded with an adhesive sheet (not shown).

【0044】熱交換用プレート49は、第1層の平板状
の熱交換部59と第2層の平板状の熱交換部61を備え
る。これら熱交換部59、61の各々は、図8に示した
熱交換用プレート43と同様の構成を持つ。すなわち、
第1層の熱交換部59は、プレス加工されて凹んだ流体
通路63を下面側に持つ薄い基板51と、流体通路63
を流れる水が外部に漏れないように基板51の下面に接
合された蓋板55を備える。同様に、第2層の熱交換部
61も、プレス加工して凹んだ流体通路65を上面側に
持つ薄い基板53と、この基板53の上面に接合される
蓋板57を備える。そして、第1層の熱交換部59の下
面と第2層の熱交換部61の上面とが接合されている。
これらの熱交換部59、61の水の流入口67、69及
び流出口71、73には、それぞれ流入口パイプ75、
77及び流出口パイプ79、81が取付けられている。
The heat exchange plate 49 includes a first layer flat heat exchange section 59 and a second layer flat heat exchange section 61. Each of these heat exchange portions 59 and 61 has the same configuration as the heat exchange plate 43 shown in FIG. That is,
The first layer heat exchange section 59 includes a thin substrate 51 having a press-processed and recessed fluid passage 63 on the lower surface side, and a fluid passage 63.
A cover plate 55 joined to the lower surface of the substrate 51 so that water flowing through the cover 51 does not leak outside. Similarly, the heat exchange section 61 of the second layer also includes a thin substrate 53 having a fluid passage 65 depressed by pressing on the upper surface side, and a lid plate 57 joined to the upper surface of the substrate 53. The lower surface of the first layer heat exchange unit 59 and the upper surface of the second layer heat exchange unit 61 are joined.
The water inlets 67, 69 and the water outlets 71, 73 of these heat exchange parts 59, 61 are respectively provided with an inlet pipe 75,
77 and outlet pipes 79, 81 are attached.

【0045】流体通路63及び65は、例えば図10に
示すように櫛歯状に形成されるが、この熱交換用プレー
ト49の上面の温度分布を均一にするために、第1層の
流体通路63と第2層の流体通路65とを、互い違いに
配置すると共に、水の流れる方向を逆にすることによ
り、下りの流路と上りの流路とが隣接して交互に配列さ
れるようにする。熱交換効率の向上の観点から、熱交換
用プレート49の下面、すなわち第2層の熱交換部61
の下面を断熱材(図示せず)で覆うことができる。
The fluid passages 63 and 65 are formed in, for example, a comb shape as shown in FIG. 10, and in order to make the temperature distribution on the upper surface of the heat exchange plate 49 uniform, the fluid passages of the first layer are formed. By arranging the fluid passages 63 and the fluid passages 65 of the second layer alternately, and by reversing the flow direction of water, the downstream flow path and the upward flow path are arranged alternately adjacently. I do. From the viewpoint of improving the heat exchange efficiency, the lower surface of the heat exchange plate 49, that is, the heat exchange portion 61 of the second layer is used.
Can be covered with a heat insulating material (not shown).

【0046】以上、いくつかの実施形態について説明し
たが、熱交換用プレートの流体通路の形状については、
上記以外にもいろいろなバリエーションが考えられる。
例えば流体通路の2つの形状例を、図11及び図12に
示す。
Although several embodiments have been described above, the shape of the fluid passage of the heat exchange plate is described below.
There are various variations other than the above.
For example, two examples of the shape of the fluid passage are shown in FIGS.

【0047】図11に示す熱交換用プレート89の流体
通路87は、互いに対向した位置に水の流入口86と流
出口96を備えており、流入口86と流出口96との間
で、例えば6つの枝通路87a〜87fに分岐し、その
うち枝通路87aを除く5つの枝通路は、例えば略N字
形に蛇行し、それにより、熱交換用プレート89の実質
的に全面を密な間隔で一様に巡っている。
The fluid passage 87 of the heat exchange plate 89 shown in FIG. 11 has an inflow port 86 and an outflow port 96 of water at positions opposing each other, for example, between the inflow port 86 and the outflow port 96. The five branch passages branching into the six branch passages 87a to 87f, of which the five branch passages except the branch passage 87a meander, for example, in a substantially N-shape, so that substantially the entire surface of the heat exchange plate 89 is arranged at close intervals. It is going around.

【0048】一方、図12に示す熱交換用プレート93
の流体通路95は、水の流入口88と流出口98を略同
一場所付近に備え、その往路95aと復路95bとが並
んで蛇行したうずまき状に熱交換用プレート93の実質
的に全面を密な間隔で一様に巡っている。流体通路95
の具体的な配置や蛇行経路は、熱交換用プレート93上
のあらゆる場所、例えば4つの端部91a、91b、9
1c、91dで温度分布が均等になるように設計され
る。
On the other hand, the heat exchange plate 93 shown in FIG.
The fluid passage 95 is provided with a water inlet 88 and a water outlet 98 near substantially the same location, and the substantially entire surface of the heat exchange plate 93 is formed in a spiral shape with its outward path 95a and return path 95b meandering side by side. It goes around at regular intervals. Fluid passage 95
The specific arrangement and the meandering path of each of the heat exchange plates 93 are, for example, four places 91a, 91b, 9
1c and 91d are designed so that the temperature distribution becomes uniform.

【0049】図11、12に示した流体通路87、95
は、上述した幾つかの実施例のそれのように、流体管
(パイプ)を利用して構成しても、金属板表面に削り込ん
で構成しても、薄い平板にプレス加工して形成しても良
い。図11、12に示したように、流体通路87、95
を密に配置し且つ流入した水が広く分散するように構成
することで、熱交換用プレートの上面全体の温度分布を
均一にすることができ、各熱電モジュールと均等に熱交
換を行なうことができる。
The fluid passages 87 and 95 shown in FIGS.
Are fluid tubes, as in some of the embodiments described above.
It may be formed using a (pipe), cut into the surface of a metal plate, or formed by pressing a thin flat plate. As shown in FIGS. 11 and 12, the fluid passages 87, 95
Are arranged densely so that the inflowing water is widely dispersed, the temperature distribution on the entire upper surface of the heat exchange plate can be made uniform, and heat exchange can be performed evenly with each thermoelectric module. it can.

【0050】以上説明したものは全て、熱応答性及び均
熱性に優れた薄型の熱交換用プレートを提供するため
に、流体通路を密な間隔でプレート全面に巡らしてい
る。一方、もっとシンプルな構成の流体通路を用いて
も、熱応答性及び均熱性に優れた薄型の熱交換用プレー
トを提供することができる。以下、それについての実施
形態について説明する。
In all of the above, in order to provide a thin heat exchange plate having excellent thermal responsiveness and heat uniformity, fluid passages are provided at a close interval over the entire surface of the plate. On the other hand, even if a fluid passage having a simpler configuration is used, a thin heat exchange plate excellent in thermal responsiveness and heat uniformity can be provided. In the following, an embodiment for that will be described.

【0051】図13は、本発明の第6の実施形態に係る
温度調節用ステージの断面構成を示し、図14は、その
温度調節用ステージに備えられる熱交換用プレートの構
成を示す。尚、図13は、図14のD−D線での断面図
である。また、図14の平面図上には、複数の熱電モジ
ュール103a、103b、…、103h(以下、各熱
電モジュール103)の配置も点線で示してある。
FIG. 13 shows a sectional configuration of a temperature control stage according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows a configuration of a heat exchange plate provided in the temperature control stage. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. Further, in the plan view of FIG. 14, the arrangement of a plurality of thermoelectric modules 103a, 103b,..., 103h (hereinafter, each thermoelectric module 103) is also indicated by a dotted line.

【0052】この温度調節用ステージは、基板載置用プ
レート101と、各熱電モジュール103と、熱交換用
プレート105を備える。載置用プレート101の下面
と各熱電モジュール103の上面、及び各熱電モジュー
ル103の下面と熱交換用プレート105の上面とは、
それぞれポリイミド樹脂等の接着剤シート(図示せず)で
接着される。この接着により、載置用プレート101、
各熱電モジュール103、熱交換用プレート105が互
いに固定される。温度調節用ステージの略中央の3箇所
の貫通穴(参照番号付さず)に、3本の昇降ピン109
a、109b、109cが挿通される。
This temperature adjusting stage includes a substrate mounting plate 101, thermoelectric modules 103, and a heat exchange plate 105. The lower surface of the mounting plate 101 and the upper surface of each thermoelectric module 103, and the lower surface of each thermoelectric module 103 and the upper surface of the heat exchange plate 105,
Each is bonded with an adhesive sheet (not shown) such as a polyimide resin. By this bonding, the mounting plate 101,
Each thermoelectric module 103 and the heat exchange plate 105 are fixed to each other. Three lifting pins 109 are inserted into three through holes (not numbered) at substantially the center of the temperature control stage.
a, 109b, and 109c are inserted.

【0053】載置用プレート101及び各熱電モジュー
ル103の構成は、図1に示した載置用プレート13及
び各熱電モジュール11と同様である。
The configurations of the mounting plate 101 and each thermoelectric module 103 are the same as those of the mounting plate 13 and each thermoelectric module 11 shown in FIG.

【0054】熱交換用プレート105は、単なる円形と
いうシンプルな形状をした流体通路107と、このプレ
ート105の底の基板となるある程度柔軟性を持ったマ
ット131と、流体通路107を包囲し且つ熱交換用プ
レート105の上面を覆うことにより流体通路107の
水の温度を熱交換用プレート105上面全体に均一に伝
える熱伝達板111を備える。
The heat exchange plate 105 has a fluid path 107 having a simple shape of a simple circle, a mat 131 having a certain degree of flexibility as a substrate at the bottom of the plate 105, and a heat path surrounding the fluid path 107. A heat transfer plate 111 is provided to cover the upper surface of the exchange plate 105 and uniformly transmit the temperature of the water in the fluid passage 107 to the entire upper surface of the heat exchange plate 105.

【0055】流体通路107は、水の流入口84及び流
出口94を備え、断面円形のパイプで円環状に構成され
る。この流体通路107の真上に複数の熱電モジュール
103(温度調節用ステージ中央に備えられる熱電モジ
ュール103bを除く)が配置される。
The fluid passage 107 has a water inlet 84 and a water outlet 94, and is formed in a ring shape by a pipe having a circular cross section. A plurality of thermoelectric modules 103 (excluding the thermoelectric module 103b provided at the center of the temperature adjustment stage) are disposed directly above the fluid passage 107.

【0056】マット131は、例えばバイトンやシリコ
ンゴム等の柔軟性を持った樹脂で平板状に構成され、そ
の上面全体には流体通路107と熱伝達板111を填め
込むための凹みが設けられる。特に、流体通路107が
配置される場所付近には、深さの大きい凹みを備える。
それにより、熱交換用プレート105の上面に、流体管
107による凹凸を形成しないようにすることができ
る。
The mat 131 is made of a flexible resin such as viton or silicone rubber, and is formed in a flat plate shape. The entire upper surface is provided with a recess for filling the fluid passage 107 and the heat transfer plate 111. In particular, near the place where the fluid passage 107 is arranged, a recess having a large depth is provided.
Thereby, it is possible to prevent the unevenness due to the fluid pipe 107 from being formed on the upper surface of the heat exchange plate 105.

【0057】熱伝達板111は、熱伝達に優れている粉
末状の金属が混ぜ込まれた樹脂、例えば粉末状のアルミ
ナが混ぜ込まれたシリコンゴムで構成され、ある程度の
柔軟性を持つ。つまり、この熱伝達板111によれば、
金属材料に比べて柔軟性があるので、精密な加工精度を
必要とせずに高い密着性、すなわち熱伝達性が得られ
る。熱伝達板111は、マット131上面に設けられた
凹みに填め込まれ平らな上面を有して、その上面にて各
熱電モジュール103の下面と密着する。熱伝達板11
1の内部に、流体通路107が埋め込まれ、流体通路1
07の外表面の全部に熱伝達板111が密着している。
The heat transfer plate 111 is made of a resin mixed with a powdered metal excellent in heat transfer, for example, silicon rubber mixed with powdered alumina, and has a certain degree of flexibility. That is, according to the heat transfer plate 111,
Since it is more flexible than a metal material, high adhesiveness, that is, heat transfer, can be obtained without requiring precise processing accuracy. The heat transfer plate 111 has a flat upper surface which is fitted into a recess provided on the upper surface of the mat 131, and is in close contact with the lower surface of each thermoelectric module 103 at the upper surface. Heat transfer plate 11
The fluid passage 107 is embedded in the inside of the fluid passage 1.
The heat transfer plate 111 is in close contact with the entire outer surface of the reference numeral 07.

【0058】この実施形態によれば、熱伝達に優れた熱
伝達板111が、各熱電モジュール103と流体通路1
07とに密着していることにより、流体通路107を流
れる水の温度が熱交換用プレート105の上面全体に迅
速且つ均一に伝わるので、熱応答性及び均熱性に優れた
熱交換用プレートを提供できる。また、熱交換用プレー
ト105は、ほとんどが柔軟性を持った材料で構成され
ているので、その上面と下面との温度差によって生じる
機械的ひずみ(熱ストレス)を緩和することができる。
According to this embodiment, each of the thermoelectric modules 103 and the fluid passage 1
07, the temperature of the water flowing through the fluid passage 107 is quickly and uniformly transmitted to the entire upper surface of the heat exchange plate 105, so that a heat exchange plate excellent in heat responsiveness and heat uniformity is provided. it can. Further, since the heat exchange plate 105 is mostly made of a flexible material, mechanical strain (thermal stress) caused by a temperature difference between the upper surface and the lower surface can be reduced.

【0059】図15及び図16は、第7の実施形態を示
す。尚、図15は、図16のE−E線での断面図であ
る。この実施形態は、基本的構成では、図13、14の
実施例と同様であるが、熱交換用プレートの構成が若干
異なっている。
FIGS. 15 and 16 show a seventh embodiment. FIG. 15 is a sectional view taken along line EE in FIG. This embodiment is basically the same as the embodiment in FIGS. 13 and 14 except for the configuration of the heat exchange plate.

【0060】この実施例の熱交換用プレート121は、
実質的に各熱電モジュール103と接触する領域にの
み、図13、14に示した熱伝達板111と同材料製の
熱伝達マット141を有し、各熱電モジュール103と
接触しない領域には図13、14に示したマット131
と同材料製のパッド151で埋められている。すなわ
ち、熱伝達マット141は、流体通路107の真上に配
置される熱電モジュール103a、103c〜103f
と接触する円環状部分141aと、中心に配置される熱
電モジュール103bと接触する四角形の中央部部分1
41bとを有し、この部分141a、141bはブリッ
ジ部分141cで結ばれている。そして、この熱伝達マ
ット141の円環状部分141aと中央部分141bと
ブリッジ部分141cとの間の空間に、パッド151
a、151b、151cが填め込まれている。流体通路
107は、熱伝達マット141内に埋め込まれている。
The heat exchange plate 121 of this embodiment is
A heat transfer mat 141 made of the same material as the heat transfer plate 111 shown in FIGS. 13 and 14 is provided only in a region substantially in contact with each thermoelectric module 103, and in a region not in contact with each thermoelectric module 103 in FIG. , The mat 131 shown in FIG.
And a pad 151 made of the same material. That is, the heat transfer mat 141 includes the thermoelectric modules 103a, 103c to 103f disposed right above the fluid passage 107.
Annular portion 141a in contact with the central portion 1 and the rectangular central portion 1 in contact with the thermoelectric module 103b disposed at the center
41b, and the portions 141a and 141b are connected by a bridge portion 141c. The pad 151 is inserted into a space between the annular portion 141a, the center portion 141b, and the bridge portion 141c of the heat transfer mat 141.
a, 151b, and 151c are inserted. Fluid passage 107 is embedded in heat transfer mat 141.

【0061】各熱電モジュール103及び熱交換用プレ
ート121は、載置用プレート101とベース板117
との間に挟み込まれて、複数のボルト119a、119
b、…で固定されている。載置用プレート101の下面
と各熱電モジュール103の上面、及び各熱電モジュー
ル103の下面と熱交換用プレート121の上面とは、
それぞれ熱伝導性グリース(図示せず)で介して接合され
ている。
Each thermoelectric module 103 and the heat exchange plate 121 are composed of the mounting plate 101 and the base plate 117.
And a plurality of bolts 119a, 119
b, ... are fixed. The lower surface of the mounting plate 101 and the upper surface of each thermoelectric module 103, and the lower surface of each thermoelectric module 103 and the upper surface of the heat exchange plate 121,
Each is joined via a heat conductive grease (not shown).

【0062】この熱交換用プレート121は、流体通路
107を流れる水の温度を迅速且つ均一に分散させて、
各熱電モジュール103と均等に熱交換を行なうことが
できる。
The heat exchange plate 121 quickly and uniformly disperses the temperature of the water flowing through the fluid passage 107,
Heat can be exchanged equally with each thermoelectric module 103.

【0063】以上、本発明の好適な幾つかの実施形態を
説明したが、これらは本発明の説明のための例示であっ
て、本発明の範囲をこれらの実施例にのみ限定する趣旨
ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施すること
が可能である。例えば、熱交換用プレートに流す温度制
御流体には、水に代えて、エチレングリコールやフロリ
ナート(登録商標)等を用いることもできる。流体通路の
形態には、蛇行状、櫛歯状、うずまき状等の上述した形
態を自由に選択して、組み合わせ、又は変形したり、更
に別の形態を導入するなど種々のバリエーションを採用
することができる。また、上記実施形態で用いた熱伝達
板と同材料だけでも、熱交換用プレートを構成すること
もできる。
Although some preferred embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples for describing the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to these examples. . The present invention can be implemented in other various forms. For example, instead of water, ethylene glycol, Fluorinert (registered trademark), or the like can be used as the temperature control fluid flowing through the heat exchange plate. For the form of the fluid passage, various variations such as a meandering form, a comb-like form, a spiral form, and the like described above may be freely selected, combined, or modified, or a different form may be introduced. Can be. Further, a heat exchange plate can also be configured using only the same material as the heat transfer plate used in the above embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る温度調節用ステ
ージの断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a temperature control stage according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の温度調節用ステージに備えられる熱交換
用プレートの平面図。
FIG. 2 is a plan view of a heat exchange plate provided on the temperature control stage of FIG. 1;

【図3】流体管の配管工程を示す図。FIG. 3 is a view showing a piping process of a fluid pipe.

【図4】図1の温度調節用ステージに備えられる熱交換
用プレートの変形例を示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing a modification of the heat exchange plate provided on the temperature control stage of FIG. 1;

【図5】第2の実施形態に係る温度調節用ステージの断
面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a temperature control stage according to a second embodiment.

【図6】第3の実施形態に係る温度調節用ステージの断
面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a temperature adjusting stage according to a third embodiment.

【図7】図6の温度調節用ステージに備えられる熱交換
用プレートの平面図。
FIG. 7 is a plan view of a heat exchange plate provided in the temperature control stage of FIG. 6;

【図8】第4の実施形態に係る温度調節用ステージの断
面図。
FIG. 8 is a sectional view of a temperature adjusting stage according to a fourth embodiment.

【図9】第5の実施形態に係る温度調節用ステージの断
面図。
FIG. 9 is a sectional view of a temperature adjusting stage according to a fifth embodiment.

【図10】図9の温度調節用ステージに備えられる熱交
換用プレートの平面図。
FIG. 10 is a plan view of a heat exchange plate provided on the temperature control stage of FIG. 9;

【図11】流体通路の一変形例を示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing a modification of the fluid passage.

【図12】流体通路の別の変形例を示す平面図。FIG. 12 is a plan view showing another modification of the fluid passage.

【図13】第6の実施形態に係る温度調節用ステージの
断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a temperature control stage according to a sixth embodiment.

【図14】図13の温度調節用ステージに備えられる熱
交換用プレートの平面図。
FIG. 14 is a plan view of a heat exchange plate provided in the temperature control stage of FIG. 13;

【図15】第7の実施形態に係る温度調節用ステージの
断面図。
FIG. 15 is a sectional view of a temperature adjusting stage according to a seventh embodiment.

【図16】図14の温度調節用ステージに備えられる熱
交換用プレートの平面図。
FIG. 16 is a plan view of a heat exchange plate provided in the temperature control stage of FIG. 14;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース板 3、3’、31、43、49、89、93、105、1
21 熱交換用プレート 11、103 熱電変換モジュール 13、101 基板載置用プレート 20 流体管 34 基板 35、55、57 蓋板 39、47、65、87、95、107 流体通路 45 プレス板 67、69、80、82、84、86、88 流入口 71、73、90、92、94、96、98 流出口 111 熱伝達板 141 熱伝達マット
1 Base plate 3, 3 ', 31, 43, 49, 89, 93, 105, 1
Reference Signs List 21 Heat exchange plate 11, 103 Thermoelectric conversion module 13, 101 Substrate mounting plate 20 Fluid pipe 34 Substrate 35, 55, 57 Cover plate 39, 47, 65, 87, 95, 107 Fluid passage 45 Press plate 67, 69 , 80, 82, 84, 86, 88 Inlet 71, 73, 90, 92, 94, 96, 98 Outlet 111 Heat transfer plate 141 Heat transfer mat

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花本 忠幸 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Fターム(参考) 5E322 AA07 DC01 FA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tadayuki Hanamoto 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa F-term in Komatsu Ltd. Research Laboratory 5E322 AA07 DC01 FA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板が載置される載置用プレートと、 前記載置用プレートに接合された熱電変換モジュール
と、 前記熱電変換モジュールに接合され、熱媒体流体を利用
して前記熱電変換モジュールと熱交換を行なう熱交換用
プレートとを備え、 前記熱交換用プレートは、前記熱媒体流体を流すための
流体通路を有し、この流体通路は前記熱電変換モジュー
ルとの接合面の実質的全域にわたって、実質的に均等な
密度で張り巡らされている基板の温度調節用ステージ。
1. A mounting plate on which a substrate is mounted, a thermoelectric conversion module bonded to the mounting plate, and a thermoelectric conversion module bonded to the thermoelectric conversion module and utilizing a heat medium fluid A heat exchange plate for performing heat exchange with the heat exchange plate, the heat exchange plate having a fluid passage through which the heat medium fluid flows, and the fluid passage being substantially the entire area of a joint surface with the thermoelectric conversion module. A temperature control stage for the substrate, which is stretched over the substrate at a substantially uniform density.
【請求項2】 前記流体通路は、前記熱媒体流体の流れ
る方向が互いに逆である第1の流路と第2の流路を有
し、第1の流路と第2の流路が前記接合面の実質的全域
にわたって交互に隣接して配置されている請求項1記載
の温度調節用ステージ。
2. The fluid passage has a first flow path and a second flow path in which the flow directions of the heat medium fluid are opposite to each other, and the first flow path and the second flow path are the same. The temperature control stage according to claim 1, wherein the temperature control stage is arranged so as to be adjacent to each other alternately over substantially the entire bonding surface.
【請求項3】 前記熱交換用プレートは、前記流体通路
を構成するパイプを曲げて平板状に形成したものである
請求項1記載の温度調節用ステージ。
3. The temperature control stage according to claim 1, wherein the heat exchange plate is formed by bending a pipe constituting the fluid passage into a flat plate shape.
【請求項4】 前記熱交換用プレートは、少なくとも一
方の面に凹路が形成されている平板と、前記平板の前記
凹路が形成された面に接合された蓋板とを備え、 前記流体通路は、前記蓋板でカバーされた凹路である請
求項1記載の温度調節用ステージ。
4. The heat exchange plate includes a flat plate having a concave path formed on at least one surface thereof, and a lid plate joined to a surface of the flat plate having the concave path formed therein. The temperature control stage according to claim 1, wherein the passage is a concave passage covered by the lid plate.
【請求項5】 前記熱交換用プレートは、プレス加工に
より一方の面に凹路が形成されている平板と、前記平板
の前記凹路が形成された面に接合された蓋板とを備え、 前記流体通路は、前記蓋板でカバーされた凹路である請
求項1記載の温度調節用ステージ。
5. The heat exchange plate includes a flat plate having a concave path formed on one surface by press working, and a lid plate joined to a surface of the flat plate where the concave path is formed, 2. The temperature control stage according to claim 1, wherein the fluid passage is a concave passage covered by the cover plate.
【請求項6】 熱電変換モジュールを備える基板の温度
調節用ステージに備えられ、熱媒体流体を利用して前記
各熱電モジュールと熱交換を行なう熱交換用プレートの
製造方法において、 前記熱媒体流体を流すためのパイプを2つ折りに曲げる
工程と、 前記2つ折りにしたパイプを、うずまき状に形成して平
板状にする工程と、 前記平板状のパイプの両面に圧力をかけて、前記両面を
略平面にする工程とを備える熱交換用プレートの製造方
法。
6. A method of manufacturing a heat exchange plate provided on a temperature adjusting stage of a substrate having a thermoelectric conversion module and performing heat exchange with each of the thermoelectric modules using a heat medium fluid, the method comprising: A step of bending a pipe for flowing into two, a step of forming the folded pipe into a spiral shape and forming a flat plate, and applying a pressure to both surfaces of the flat plate pipe to substantially cut the two surfaces. Producing a plate for heat exchange, comprising:
【請求項7】 基板が載置される載置用プレートと、 前記載置用プレートに接合された熱電変換モジュール
と、 前記熱電変換モジュールに接合され、熱媒体流体を利用
して前記熱電変換モジュールと熱交換を行なう熱交換用
プレートとを備え、 前記熱交換用プレートは、前記熱電変換モジュールとの
接合面の実質的全域を包含する表面を持つ熱伝達部材
と、この熱伝達部材の内部に前記熱媒体流体を流すため
の流体通路とを有する基板の温度調節用ステージ。
7. A mounting plate on which a substrate is mounted, a thermoelectric conversion module bonded to the mounting plate, and a thermoelectric conversion module bonded to the thermoelectric conversion module and utilizing a heat medium fluid And a heat exchange plate for performing heat exchange, wherein the heat exchange plate has a heat transfer member having a surface covering substantially the entire area of the joint surface with the thermoelectric conversion module, and inside the heat transfer member. A stage for adjusting the temperature of the substrate, the stage having a fluid passage through which the heat medium fluid flows.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010000321A (en) * 2000-09-15 2001-01-05 이한웅 Waste-water heat cooling system
KR100644815B1 (en) * 2004-12-10 2006-11-14 한국전자통신연구원 Apparatus for fluidic heat control using disc
US7398015B2 (en) 2004-12-10 2008-07-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for controlling fluid-heating using polymer disk
JP2009238645A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Sanyo Electric Co Ltd Power-supply device for vehicles

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010000321A (en) * 2000-09-15 2001-01-05 이한웅 Waste-water heat cooling system
KR100644815B1 (en) * 2004-12-10 2006-11-14 한국전자통신연구원 Apparatus for fluidic heat control using disc
US7398015B2 (en) 2004-12-10 2008-07-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for controlling fluid-heating using polymer disk
JP2009238645A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Sanyo Electric Co Ltd Power-supply device for vehicles

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