JP6006029B2 - 流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体製造装置 - Google Patents
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Description
の板状体が積層された積層体からなり、前記流路は、個々の前記板状体の貫通孔の重なりによる凹凸を有し、前記断面視において外周側に位置する前記流路を構成する前記側壁部における凹凸の最大差が、前記外周側以外に位置する前記流路を構成する前記側壁部における凹凸の最大差よりも大きいことを特徴とするものである。
と底板部3と備え、蓋体部1と側壁部2と底板部3とで構成された内部を流体11が流れる流路10を備えている。なお、図1に示す流路部材101は、図1(c)において、流体11が
流れる方向に直交する断面視において流路10が列状に設けられており、流体の流れる方向に沿った断面視において、図1(b)に示すようにスパイラル状に構成されている。
単層として作製することもできる。
おける最大差5aが、流路部材101の外周側に位置する流路10cが、外周側以外に位置す
る流路10a,10bよりも大きく形成されている。それにより、流路部材101の流路10全体
の内側壁4の凹凸5により生じる流体11の乱流を、流路部材101の外周側に位置する流路10cにおいて特に大きくすることができ、特に外周側に位置する流路10cが形成された付
近の流路部材101の外周側において熱交換効率を高くすることができる。
交換するための流路部材として用いると、熱交換対象物における温度の均一化を図ることができる。
こもりやすい流路部材101の外周側の熱交換効率を高くすることができる。
例えば、流体11が流れる方向に直交する断面視において、列状に配置された流路10の数に対して、50%以下の数となる範囲で適宜設定することができる。
としているが、必ずしも、これに限定されるものではない。
ことができる。
交換するための流路部材として用いると、熱交換対象物における温度の均一化をさらに図ることができる。
材の中央側に熱が伝播して流路部材の中央側にも熱がこもりやすくなる場合があるほか、例えばスパイラル状の流路10においては、外周側で熱交換した流体11が中央側に流れることから、中央側の温度が上昇する場合がある。
部材101の外周側に位置する流路10cが、外周側以外に位置する流路10a,bよりも大き
く形成されている上で、流路部材101の中央側における流路10aの内側壁4の凹凸5の最
大差5aを、外周側および中央側以外の流路(中間の流路)10bの内側壁4の凹凸5の最大差5aよりも大きくすることができる。すなわち、各流路10を構成する内側壁4の凹凸5の最大差5aが、中間の流路10b<中央側の流路10a<外周側の流路10cの関係を満たすことができる。
側における流体11との熱交換効率をより高めることができる。それにより、外周側と中央側に熱がこもりやすい熱交換対象物の冷却流路として利用すると外周側から中央側にかけて温度度勾配が緩やかになり、温度をより均一化することができる。
の数は流路部材101の大きさや、熱交換対象物の大きさ等に基づいて適宜設定することが
できる。例えば、流体11が流れる方向に直交する断面視において、列状に配置された流路10の数に対して、50%以下の数となる範囲で適宜設定することができる。なお、中間の流路10bも同様に、その数は流路部材101の大きさや、熱交換対象物の大きさ等に基づいて
適宜設定することができ、列状に配置された流路10の数に対して、50%以下の数となる範囲で適宜設定することができる。
路10にて接続されていることから、中央側の流路10a、中間の流路10b、外周側の流路10cのそれぞれの内側壁4の凹凸5の最大差5aを変化させたとしても、偏流の問題が生じることがなく、効率良く熱交換を行なうことができる。
中央部に流路の折り返し部8を有するスパイラル状の流路10を有している。すなわち、供給口6と排出口7とが1つの流路で接続されている。
効率が最も高くなることから、外周側における熱交換効率を向上することができる。
排出口7とを近接して配置したことから、供給口6と排出口7とに繋ぐ配管を一箇所にまとめることができる。それにより装置の構造の簡略化ができメンテナンスも容易になる。
流路10の内側壁4には凹凸5を有することから、側壁部2となる個々の板状体に予め流路10となる貫通孔を作製し、その後、複数の板状体を積層した積層体に蓋体部1および底板部3を接合することにより、凹凸5の最大差5aを容易に変更することができる。
、上述のスパイラル状の流路10の曲率が徐々に変化する円形の流路部材101および104に比べ作製が容易となる。
ンチで加工した貫通孔を繋ぎ合わせることにより四角形などの多角形のスパイラル状の流路10となる貫通孔を形成でき、流路部材101および104の流路10のような曲率の異なる多数の円弧状のポンチを数種類揃える必要がない。
体の供給口6と排出口7とを外周側に近接して備え、それぞれ対照的な方向に半円状に延伸し半円の折り返しを繰り返し、中央部で左右の流路10がつながり折り返し部8となるものである。
クグリーンシートで作製すると、中央部から端までは一つの螺旋になり中央部が固定されていないため取り扱い時に垂れ下がるという問題があるが、上記の流路部材106となる側
壁部2では、半円に細分化されている分、取り扱い上の問題の発生を軽減できる。
他方の外周側まで蛇行を繰り返す蛇行状である。
を繰り返すが、外周側の四方向が対照的に配置された放射状で、それぞれの蛇行流路は一つの流路で構成され、折り返し部8が中央部にあり、供給口6と排出口7とが外周側に近接して配置されている。
ときに、セラミックグリーンシートの中央部は、四方向の外周部と繋がって固定されているため、製造工程での取り扱いにおける中央部が垂れ下がるという問題の発生を低減できる。
他の本実施形態である流路部材104〜108については、以下の製造方法に準じるため、説明は割愛する。
て説明する。
の3つの方法が考えられる。
(1)セラミック焼結体からなる板状体に、流路10となる貫通孔を形成し側壁部2を作製し、次にこの板状体、蓋体部1、底板部3を重ね合わせる方法。
(2)側壁部2となるセラミックグリーンシートからなる板状体を複数積層後、流路10となる貫通孔を形成し、蓋体部1、底板部3を重ね合わせて焼成する方法。
(3)セラミックグリーンシートの板状体に、流路10となる貫通孔を形成し側壁部2を作製し、この板状体、蓋体部1、底板部3を重ね合わせて焼成する方法。
形する。
いずれかを用いてなり、蓋体部1の上方に、金属部材25を備えている。ここで、金属層25
は、銅やアルミニウムまたはこれらの合金からなる金属板を金属ロウでロウ付けしたものや、銅や銀またはこれらの合金を印刷などにより形成した配線層などであってもよい。なお、金属部材25が配線層であるときは、(不図示)一続きの金属層ではなく任意に分断されたものとなる。
いずれかを用いてなり、蓋体部1の上方に、電気的に独立した複数の金属部材25とこれらを被覆層26で被覆してなる。一例として、金属層25は、タングステンまたはこれらの合金からなる金属からなり、被覆層26は絶縁性が高く、熱伝導性も良好なセラミックスや樹脂などであればよい。
にこれに限定するものではない。
蓋体部1の上方に金属部材25を接合した熱交換器201を用いてなる半導体製造装置301であり、流路部材101,104〜108の流体の供給口6および排出口7にはパイプ22により外部のポンプ(不図示)に接続され流体11が循環するようになっている。
周側が異常に温度上昇することを抑制でき、半導体シリコンウエハ29の外周側と中央側の温度の均一化が図れ、エッチングスピードの均一化となり加工精度を向上できる。
央側が異常に温度上昇することを抑制でき、加工精度を向上できる。
。
ト塗布装置、CVD装置等やエッチング処理装置として用いることができる。
1:蓋体部
2:側壁部
3:底板部
4:内側壁
5:凹凸、5a:最大差
6:供給口
7:排出口
8:折り返し部
10:流路、10a:中央側に位置する流路、10b:中間の流路、10c:外周側に位置する流路
100a:中央側、100c:外周側
11:流体
16:セラミックグリーンシート
17:成形体、17a:貫通孔
18:プレス成型装置
19:レーザ加工装置
201、202、203:熱交換器
301:半導体製造装置
Claims (6)
- 蓋体部と側壁部と底板部と備え、前記蓋体部と前記側壁部と前記底板部とで構成された内部を流体が流れる流路が、前記流体が流れる方向に直交する断面視において列状に設けられており、前記側壁部は、セラミックスからなるとともに、複数の板状体が積層された積層体からなり、前記流路は、個々の前記板状体の貫通孔の重なりによる凹凸を有し、前記断面視において外周側に位置する前記流路を構成する前記側壁部における凹凸の最大差が、前記外周側以外に位置する前記流路を構成する前記側壁部における凹凸の最大差よりも大きいことを特徴とする流路部材。
- 前記流路を構成する前記側壁部における凹凸の最大差が、最も外周側に位置する前記流路の前記側壁部において最も大きいことを特徴とする請求項1に記載の流路部材。
- 前記流体を供給する供給口と前記流体を排出する排出口とを有し、前記供給口と前記排出口とが前記流路が1つの流路で接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の流路部材。
- 前記流路がスパイラル状であって、前記供給口と前記排出口とを前記流路部材の前記外周側に有するとともに、前記流路部材の中央部に前記流路の折り返し部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の流路部材。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の流路部材を用いてなることを特徴とする熱交換器。
- 請求項5に記載の熱交換器を備えることを特徴とする半導体製造装置。
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