JP2006234362A - 熱交換器及び熱交換器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
熱交換体と熱電変換素子モジュールとの間の絶縁を確保し、熱交換器製造時の歩留まりを向上させる。
【解決手段】
放熱側及び吸熱側熱交換体2、3と熱電変換素子モジュール4の放熱側及び吸熱側電極41、42との間には絶縁層として樹脂5、6が介在する。樹脂5は放熱側熱交換体2に溶着され、樹脂6は放熱側熱交換体3に溶着されている。樹脂5、6の素材は、例えば熱硬化性プラスチックである。熱硬化性プラスチックは加熱によって軟化し、その後に硬化する。熱交換体2、3に対する樹脂5、6の溶着の際に、熱交換体2、3と樹脂5、6は加熱及び加圧される。すると樹脂5、6は軟化し熱交換体2、3の表面にある巣やキズに入り込む。巣やキズに入り込んだ樹脂5、6は硬化し、熱交換体2、3の表面にある巣を埋める。
【選択図】 図2
Description
熱交換器20は、放熱側及び吸熱側熱交換体2、3と、これら放熱側熱交換体2と吸熱側熱交換体3の間に介在する熱電変換素子モジュール4と、を含む。熱電変換素子モジュール4は、放熱側電極41と、吸熱側電極42と、各電極41、42間に介在するp型及びn型熱電変換素子43、44と、で構成される。各電極41、42とp型及びn型熱電変換素子43、44は、放熱側電極41、n型熱電変換素子44、吸熱側電極42、p型熱電変換素子43、放熱側電極41、n型熱電変換素子44、…、の順で直列に接続される。
特許文献1に係る技術によると、放熱側熱交換体2の表面に溶射によってアルミナの絶縁被膜25が形成され、さらにこの絶縁被膜25の表面にプラズマ溶射又はメタライズ加工によって銅、銅合金、ニッケルなどの金属被膜27が形成される。そしてこの金属被膜27と熱電変換素子モジュール4の放熱側電極41とがハンダ8で固着される。こうした構造によると放熱側熱交換体2と放熱側電極41との間にグリースなどが存在しないため、熱抵抗が小さくなる。
放熱側熱交換体(2)及び吸熱側熱交換体(3)と、
複数の放熱側電極(41)及び吸熱側電極(42)と複数の熱電変換素子(43、44)とで構成され、前記放熱側熱交換体(2)と前記吸熱側熱交換体(3)との間に介在する熱電変換素子モジュール(4)と、
前記熱電変換素子モジュール(4)の放熱側電極(41)と前記放熱側熱交換体(2)との間に介在する放熱側絶縁層(5)と、
前記熱電変換素子モジュール(4)の吸熱側電極(42)と前記吸熱側熱交換体(3)との間に介在する吸熱側絶縁層(6)と、
を備えた熱交換器において、
前記放熱側絶縁層(5)及び前記吸熱側絶縁層(6)のうち少なくとも一方は、隣接する熱交換体(2、3)に溶着した樹脂(5、6)であること
を特徴とする。
前記樹脂(5、6)は、隣接する熱交換体(2、3)の表面にある巣やキズを埋めていること
を特徴とする。
前記熱電変換素子モジュール(4)の電極(41、42)と前記樹脂(5、6)との間に金属箔(7)が介在すること
を特徴とする。
前記熱電変換素子モジュール(4)の吸熱側電極(42)と前記吸熱側絶縁層(6)との間にグリース(9)が介在すること
を特徴とする。
二つの熱交換体の間に熱電変換素子モジュールが介在する熱交換器の製造方法において、
前記熱交換体と樹脂シートとを接触させ、熱交換体の表面にある巣やキズに溶融した前記樹脂シートが入り込む程度に熱交換体と樹脂シートを加熱及び加圧して、熱交換体と熱電変換素子モジュールを絶縁する絶縁層を形成すること
を特徴とする。
なお以下の説明では冷却又は加熱に関わらず、熱電変換素子モジュールによって所定温度に制御される側を吸熱側と呼び、また熱電変換素子モジュールの熱交換によって生じた熱を放出する側を放熱側と呼んでいる。下記実施形態では半導体製造装置(例えばエッチャー装置)で使用される薬液の温度制御をする熱交換器を想定している。
図1は熱交換器1の構造を示す図である。図2は第1実施形態に係る熱交換器1の構造を示す図であり、図1のR部を詳細に示す図である。
次に熱交換体と樹脂の溶着方法について説明する。ここでは放熱側熱交換体2と樹脂5と金属箔7を溶着する方法について説明する。
まずアンカー効果を高めるために、放熱側熱交換体2の表面をアルマイト処理する(ステップS31)。アルマイト処理後、放熱側熱交換体2にシート状の樹脂5を載せ、さらに樹脂5に金属箔7を載せる(ステップS32)。この状態では、樹脂5は放熱側熱交換体2と金属箔7に単に接触し挟まれるのみである。こうした放熱側熱交換体2と樹脂5と金属箔7を炉に入れ、炉内を真空状態にして昇温する。炉内では放熱側熱交換体2及び金属箔7に対して樹脂5の方向に力が加えられる。このように放熱側熱交換体2と樹脂5と金属箔7は加熱及び加圧される(ステップS33)。温度及び圧力が適切であると、樹脂5は軟化して放熱側熱交換体2の表面にある巣やキズに入り込む。巣やキズに入り込んだ樹脂5は硬化し、熱交換体2の表面にある巣やキズを埋める。金属箔7を熱電変換素子モジュール2の放熱側電極41の配置パターンに合わせる場合は、金属箔7をエッチングする。
Claims (5)
- 放熱側熱交換体(2)及び吸熱側熱交換体(3)と、
複数の放熱側電極(41)及び吸熱側電極(42)と複数の熱電変換素子(43、44)とで構成され、前記放熱側熱交換体(2)と前記吸熱側熱交換体(3)との間に介在する熱電変換素子モジュール(4)と、
前記熱電変換素子モジュール(4)の放熱側電極(41)と前記放熱側熱交換体(2)との間に介在する放熱側絶縁層(5)と、
前記熱電変換素子モジュール(4)の吸熱側電極(42)と前記吸熱側熱交換体(3)との間に介在する吸熱側絶縁層(6)と、
を備えた熱交換器において、
前記放熱側絶縁層(5)及び前記吸熱側絶縁層(6)のうち少なくとも一方は、隣接する熱交換体(2、3)に溶着した樹脂(5、6)であること
を特徴とする熱交換器。 - 前記樹脂(5、6)は、隣接する熱交換体(2、3)の表面にある巣やキズを埋めていること
を特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - 前記熱電変換素子モジュール(4)の電極(41、42)と前記樹脂(5、6)との間に金属箔(7)が介在すること
を特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - 前記熱電変換素子モジュール(4)の吸熱側電極(42)と前記吸熱側絶縁層(6)との間にグリース(9)が介在すること
を特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - 二つの熱交換体の間に熱電変換素子モジュールが介在する熱交換器の製造方法において、
前記熱交換体と樹脂シートとを接触させ、熱交換体の表面にある巣やキズに溶融した前記樹脂シートが入り込む程度に熱交換体と樹脂シートを加熱及び加圧して、熱交換体と熱電変換素子モジュールを絶縁する絶縁層を形成すること
を特徴とする熱交換器の製造方法。
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