JP7288147B2 - 温調ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、温調ユニットに関する。
従来から、被伝熱体を加熱する温調ユニットとして様々なタイプのものが知られている。例えば、半導体装置やフラットディスプレイパネルの生産において、半導体基板やフラットディスプレイパネル基板に対して加熱処理を行う温調ユニットが検査工程で用いられる。このような温調ユニットとして特開２００７－２５０３１３号公報（ＪＰ２００７－２５０３１３Ａ）、特開２００７－１４９７２７号公報（ＪＰ２００７－１４９７２７Ａ）等に開示されるものが知られている。
半導体装置やフラットディスプレイパネルの生産では、連続操業による大量生産によって製品の低価格化が進んでおり、このため検査工程におけるタクトタイムの短縮化が求められている。ここで、特開２００７－２５０３１３号公報、特開２００７－１４９７２７号公報には、検査工程におけるタクトタイムの短縮を図るために、被伝熱体を加熱したときの昇温速度を大きくすることができる技術が開示されている。
従来の温調ユニットでは、被伝熱体を加熱している最中で昇温速度を変化させたときに、被伝熱体が載置される載置部の載置面の面内の温度の均一性を高めることができない場合があるという問題があった。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、被伝熱体が載置される載置部の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる温調ユニットを提供することを目的とする。
本発明の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部と、前記載置部に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部と、前記載置部および前記加熱部のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の他の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部と、前記載置部に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部と、前記載置部および前記加熱部のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられた伝熱部と、前記載置部との間で前記伝熱部を収容する収容部と、を備え、前記収容部の中に流体が流れる空間が形成され、前記収容部の中に形成される空間は区画部材により複数の領域に区画され、各前記領域にそれぞれ流体が流されるようになっていることを特徴とする。
本発明の温調ユニットによれば、被伝熱体が載置される載置部の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
本発明の実施の形態による第１の温調ユニットの構成を示す上面図である。 図１に示す第１の温調ユニットのＡ－Ａ矢視による縦断面図である。 図２に示す第１の温調ユニットの加熱部の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態による第２の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による第３の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による第４の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による第５の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による第６の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による第７の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による第８の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による第９の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。 実施例および比較例に係る温調ユニットの構成を示す上面図である。 図１２に示す温調ユニットのＢ－Ｂ矢視による断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図１１は、本実施の形態による様々な温調ユニットを示す図である。本実施の形態による温調ユニットは、例えば半導体基板やフラットディスプレイパネル基板等の被伝熱体を加熱するものである。
〔第１の温調ユニット〕
図１乃至図３は、本実施の形態による第１の温調ユニットを示す図である。このうち、図１は、第１の温調ユニットの構成を示す上面図であり、図２は、図１に示す第１の温調ユニットのＡ－Ａ矢視による縦断面図であり、図３は、図２に示す第１の温調ユニットの加熱部の構成を示す構成図である。図１乃至図３に示すように、本実施の形態による第１の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１０と、載置部１０に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部２０と、載置部１０および加熱部２０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部３０と、載置部１０との間で伝熱部３０を収容し、流体が流れる流路を中に形成する収容部４０とを備えている。
次に、このような第１の温調ユニットの各構成要素の詳細について以下に述べる。
載置部１０は、上方から見て例えば略円形状である略平板状の伝熱性を有する材料から構成されている。具体的には、載置部１０は、例えばアルミニウム等の金属から構成されている。載置部１０には、半導体基板やフラットディスプレイパネル基板等の加熱されるべき基板である被伝熱体が載置されるようになっている。
図３に示すように、加熱部２０は、一対の保護部材２２と、これらの保護部材２２の間に挟まれた発熱部材２４とを有している。各保護部材２２は例えばポリイミドフィルム、セラミックフィルム、樹脂フィルム等の薄層の絶縁体から構成されている。また、各保護部材２２は熱伝導性を有している。発熱部材２４は、金属箔、金属線、金属ペーパーまたは金属シート等から構成されている。発熱部材２４を構成する金属として、ステンレス、ニクロム、カンタル等を用いることが好ましく、このような材料を用いた場合は発熱量を大きくすることができる。また、発熱部材２４として金属ペーパーを用いることが好ましい。この場合は、断線リスクが少なくなり、また昇降温度の応答性が早くなるためタクトタイムの低減に寄与することができる。なお、発熱部材２４は金属から構成されるものに限定されることはなく、発熱することができる材料であれば金属以外のものから構成されていてもよい。
伝熱部３０は、加熱部に接するよう設けられる略平板状のベース部材３２と、ベース部材３２の下面から下方に突出する複数の突出部材３４とを有している。図２に示すように、ベース部材３２には凹部３６が形成されており、この凹部３６に加熱部２０が収容されるようになっている。また、ベース部材３２の上面における凹部３６以外の領域は載置部１０の下面に接触している。具体的には、例えば高熱伝導グリース等の接合層により伝熱部３０のベース部材３２が載置部１０の下面に取り付けられている。なお、接合層を用いることなく伝熱部３０のベース部材３２が載置部１０の下面に直接機械的に取り付けられていてもよい。図２に示すように、凹部３６に収容された加熱部２０の上面および下面はそれぞれ載置部１０およびベース部材３２に接触している。また、複数の突出部材３４はそれぞれ棒状のものからなり、ベース部材３２の下面から下方に延びている。より詳細には、各突出部材３４はベース部材３２の下面に対して直交する方向に延びており、各突出部材３４の延びる方向は互いに平行となっている。各突出部材３４は、例えば格子線の各交点上に配置されている。
伝熱部３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。金属多孔質構造体は、金属繊維から形成される金属繊維構造体を含むことが好ましい。また、金属繊維は銅繊維、アルミニウム繊維、ニッケル繊維およびステンレス繊維のうち少なくともいずれか一つを含むことが好ましい。より詳細には、金属繊維を構成する金属の具体例としては、特に限定されないが、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、青銅、黄銅、ニッケル、およびクロム等からなる群から選択されたもの、あるいは、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムおよびオスミウム等からなる群から選択された貴金属であってもよい。この中でも、銅繊維およびアルミニウム繊維は、熱伝導性がすぐれており、また剛直性と塑性変形性とのバランスが適度であるため好ましい。また、伝熱部３０として多孔質のセラミックが用いられてもよい。
金属繊維構造体により伝熱部３０が形成される場合、この金属繊維構造体は、繊維間が結着された不織布であることが好ましい。不織布は、金属繊維のみから構成されていてもよいし、金属繊維に加えて金属繊維以外のもの（例えば、アルミナ粒子等の熱伝導性粒子）を有していてもよい。金属繊維間が結着しているとは、金属繊維が物理的に固定されている状態を指し、金属繊維が物理的に固定されている部位を結着部という。結着部では、金属繊維同士が直接的に固定されていてもよいし、金属繊維の一部同士が金属成分以外の成分を介して間接的に固定されていてもよい。金属成分以外の成分としては、ポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アラミド樹脂、ナイロンおよびアクリル系樹脂等、ならびにこれらの樹脂からなる繊維状物を例示できる。更には、金属繊維に対して結着性および担持性を有する有機物等を結着部に使用することもできる。
金属繊維の平均繊維径は、不織布の均質性を損なわない範囲で任意に設定可能であるが、好ましくは１μｍ～３０μｍの範囲内の大きさであり、更に好ましくは２μｍ～２０μｍの範囲内の大きさである。金属繊維の平均繊維径が１μｍ以上であれば、金属繊維の適度な剛直性が得られるため、不織布にする際にいわゆるダマが発生しにくい傾向がある。金属繊維の平均繊維径が３０μｍ以下であれば、金属繊維の適度な可撓性が得られるため、繊維が適度に交差しやすい傾向がある。なお、金属繊維の平均繊維径は不織布とするのに支障がない範囲内において小さい方が不織布の均質性を高め易くなるため好ましい。また、本明細書における「平均繊維径」とは、顕微鏡で撮像された金属繊維不織布の長手方向に対する任意の垂直断面における、金属繊維の断面積を算出し（例えば、公知ソフトにて算出する）、当該断面積と同一面積を有する円の直径を算出することにより導かれた面積径の平均値（例えば、２０個の繊維の平均値）である。
また、金属繊維の長手方向に垂直な断面形状は円形、楕円形、略四角形、不定形等いずれであっても良いが、好ましくは円形である。ここで、円形断面とは、金属繊維不織布の生産を実施する上で受ける応力において、曲部を生じ易い程度の円断面形状であれば良いため、真円断面である必要はない。
金属繊維の平均繊維長は、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは、３ｍｍ～５ｍｍの範囲である。なお、金属繊維の繊維長は不織布とするのに支障がない範囲内において短い方が金属繊維不織布の均質性を高めやすくなるため好ましい。平均繊維長が１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内であると、例えば、抄造によって金属繊維不織布を作製する場合に、いわゆる金属繊維のダマが生じにくく、金属繊維の分散の度合いを制御しやすくなると共に、金属繊維同士が適度に交絡するため、金属繊維不織布のハンドリング強度の向上効果をも発揮しやすくなる。なお、本明細書における「平均繊維長」とは、顕微鏡で２０本を測定し、測定値を平均した値である。
なお、伝熱部３０として金属繊維不織布ではなく金属繊維の織布を用いてもよい。金属繊維の織布にも伸縮可能なものがあるため、このような伸縮可能な金属繊維の織布から構成される伝熱部３０を用いた場合には、当該伝熱部３０に取り付けられた載置部１０や加熱部２０が伸縮したときに伝熱部３０が追随して伸縮する。このことにより、載置部１０や加熱部２０と伝熱部３０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができる。
また、本実施の形態では、伝熱部３０を構成するベース部材３２および各突出部材３４のうち少なくとも一方が金属多孔質構造体、より好ましくは上述した金属繊維構造体から形成されていてもよい。また、ベース部材３２および各突出部材３４の両方が金属多孔質構造体、より好ましくは上述した金属繊維構造体から形成されていることがより望ましい。
また、ベース部材３２に含まれる金属繊維を構成する金属の種類と、各突出部材３４に含まれる金属繊維を構成する金属の種類とが同一であることが好ましい。この場合には、ベース部材３２および各突出部材３４が同じ種類の金属から形成されていることにより、ベース部材３２と各突出部材３４との間で界面腐食が生じることを抑制することができる。すなわち、ベース部材３２に含まれる金属繊維を構成する金属の種類と、各突出部材３４に含まれる金属繊維を構成する金属の種類とが異なる場合には、両者の金属の間の電位差により電流が流れてしまい金属に穴が形成されてしまうおそれがある。
このような伝熱部３０の製造方法について説明する。まず、金属繊維等を水中に分散させて抄造スラリーを得る。次に、得られた抄造スラリーをバッチ式抄造装置に投入する。そして、抄造スラリーが投入されたバッチ式抄造装置の槽内に、各突出部材３４となる棒状部材を、下部が抄造網に接し、上部は固定した状態でセットする。その後、濾水することで、少なくとも金属繊維を含むベース部材３２に、各突出部材３４となる各棒状部材が法線方向に立った伝熱部３０を得ることができる。なお、濾水した後で、各突出部材３４となる各棒状部材をベース部材３２に立ててもよい。そして、ベース部材３２に各突出部材３４となる各棒状部材が法線方向に立った状態を保ったまま、例えば水素ガス７５％、窒素ガス２５％の雰囲気中で焼結することで、各突出部材３４となる棒状部材の一部分がベース部材３２の金属繊維に融着した伝熱部３０を得ることができる。
収容部４０は、載置部１０との間で伝熱部３０、より詳細には各突出部材３４を収容するようになっている。このような収容部４０としては例えばアルミニウムから形成される蓋が用いられる。また、収容部４０の中に、水、空気、フロリナート等の冷媒や温媒からなる流体が流れる空間６０、６２が形成されるようになっている。このような収容部４０の中に形成された空間６０、６２に冷媒や温媒からなる流体が流れることによって、この流体の熱が伝熱部３０、加熱部２０および載置部１０を介して載置部１０に載置される被伝熱体に伝えられる。ここで、収容部４０の中に形成される空間６０、６２には各突出部材３４が存在するため、伝熱部３０による伝熱の効率を高めることができる。
より詳細には、図１および図２に示すように、収容部４０は、第１区画部材４２と、第２区画部材４４と、第３区画部材４６、壁部材４８とを有しており、第１区画部材４２と第２区画部材４４との間に第１空間６０が形成されるとともに第２区画部材４４と第３区画部材４６との間に第２空間６２が形成されている。これらの第１空間６０および第２空間６２は第２区画部材４４によって区画されることにより互いに連通しないようになっている。また、図１に示すように、第１空間６０および第２空間６２はそれぞれ環形の流路となっており、この流路の始点および終点が壁部材４８により区画されるようになっている。すなわち、収容部４０の内部に形成される空間は各区画部材４２、４４、４６および壁部材４８により略多重円形状の複数の領域（具体的には、２つの空間６０、６２）に区画される。第１空間６０には第１導入管５０により冷媒や温媒からなる流体が送られ、この流体は環形の第１空間６０を上方から見て反時計回りに流れて第１排出管５２から排出されるようになっている。また、第２空間６２には第２導入管５４により冷媒や温媒からなる流体が送られ、この流体は環形の第２空間６２を上方から見て時計回りに流れて第２排出管５６から排出されるようになっている。このように、隣り合う領域（２つの空間６０、６２）における流体の流れの向きが逆となるよう各領域にそれぞれ流体が流されるようになっている。このことにより、空間６０、６２を流れる流体の熱が、伝熱部３０、加熱部２０および載置部１０を介して載置部１０に載置されている被伝熱体に均等に伝わるようになる。
なお、図１に示すように、温調ユニットの中心近くにある第１空間６０の内部に存在する各突出部材３４の密度が、温調ユニットの周縁近くにある第２空間６２の内部に存在する各突出部材３４の密度よりも大きくなるよう、ベース部材３２から突出する各突出部材３４の数が決められていてもよい。図１に示すように第１空間６０は第２空間６２よりも容積が小さく、流体が滞留する時間も短い場合は、第２空間６２を流れる流体から被伝熱体に伝わる熱量が第１空間６０を流れる流体から被伝熱体に伝わる熱量よりも大きくなってしまう。しかし、第１空間６０の内部に存在する各突出部材３４の密度を第２空間６２の内部に存在する各突出部材３４の密度よりも大きくすることによって、空間６０、６２を流れる流体の熱を、伝熱部３０、加熱部２０および載置部１０を介して載置部１０に載置されている被伝熱体に均等に伝えることができるようになる。
次に、このような温調ユニットの動作について説明する。
温調ユニットにより被伝熱体を加熱するにあたり、まず、被伝熱体を載置部１０に載置する。次に、加熱部２０により載置部１０に載置された被伝熱体を加熱する。この際に、載置部１０は例えばアルミニウム等の伝熱性を有する金属から構成されているので、加熱部２０による熱が載置部１０を介して被伝熱体に伝わるようになる。
また、加熱部２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を大きくする場合には、収容部４０の中に形成される空間６０、６２に温媒を流す。具体的には、第１導入管５０により第１空間６０に温媒を送ると、この温媒は環形の第１空間６０を上方から見て反時計回りに流れて第１排出管５２から排出される。また、第２導入管５４により第２空間６２に温媒を送ると、この温媒は環形の第２空間６２を上方から見て時計回りに流れて第２排出管５６から排出される。このようにして収容部４０の中に形成される空間６０、６２に温媒が流れると、伝熱部３０、加熱部２０および載置部１０を介して被伝熱体にこの温媒の熱が伝わるため、被伝熱体の昇温速度を大きくすることができる。この際に、伝熱部３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため、十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部３０を用いた場合には載置部１０や加熱部２０が伸縮したときに伝熱部３０も追随して伸縮する。この場合には、伝熱部３０と載置部１０や加熱部２０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができるため、被伝熱体が載置される載置部１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
また、加熱部２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を小さくする場合には、収容部４０の中に形成される空間６０、６２に冷媒を流す。具体的には、第１導入管５０により第１空間６０に冷媒を送ると、この冷媒は環形の第１空間６０を上方から見て反時計回りに流れて第１排出管５２から排出される。また、第２導入管５４により第２空間６２に冷媒を送ると、この冷媒は環形の第２空間６２を上方から見て時計回りに流れて第２排出管５６から排出される。このようにして収容部４０の中に形成される空間６０、６２に冷媒が流れると、伝熱部３０、加熱部２０および載置部１０を介して被伝熱体にこの冷媒の熱が伝わるため、被伝熱体の昇温速度を小さくすることができる。この際に、伝熱部３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため、十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。
以上のように、本実施の形態の第１の温調ユニットによれば、載置部１０および加熱部２０のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられた伝熱部３０は、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部３０を用いた場合には載置部１０や加熱部２０が伸縮したときに伝熱部３０も追随して伸縮するため、伝熱部３０と載置部１０や加熱部２０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
また、本実施の形態の第１の温調ユニットによれば、金属多孔質構造体は、金属繊維から形成される金属繊維構造体を含んでいてもよい。この場合には、金属繊維から形成される金属繊維構造体を用いることによって、載置部１０や加熱部２０が伸縮したときに伝熱部３０もより確実に追随して伸縮するため、伝熱部３０と載置部１０や加熱部２０との間に隙間が部分的に生じてしまうことをより一層確実に防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１０の載置面の面内の温度の均一性をより一層高めることができる。また、金属繊維は銅繊維、アルミニウム繊維、ニッケル繊維およびステンレス繊維のうち少なくともいずれか一つを含んでいてもよい。とりわけ、銅繊維およびアルミニウム繊維は、熱伝導性がすぐれており、また剛直性と塑性変形性とのバランスが適度であるため好ましい。また、金属繊維構造体は不織布であってもよい。
伝熱部３０は、加熱部２０に接するよう設けられる略平板状のベース部材３２と、ベース部材３２から突出する突出部材３４とを有し、少なくともベース部材３２または突出部材３４が金属多孔質構造体から形成されている。より好ましくは、ベース部材３２および突出部材３４の両方が金属多孔質構造体から形成される。なお、他の例として、ベース部材３２および突出部材３４のうちいずれか一方のみが金属多孔質構造体から形成されていてもよい。また、伝熱部３０において突出部材３４は複数設けられており、各突出部材３４はベース部材３２に対して直交する方向に延びる棒状のものである。なお、各突出部材３４はこのような構成のものに限定されることはない。複数の突出部材３４として、板状のものや、棒状のものと板状のものを組み合わせたものが用いられてもよい。
また、温調ユニットは、載置部１０との間で伝熱部３０を収容する収容部４０を更に備えており、収容部４０の中に、流体が流れる空間６０、６２が形成される。この場合は、空間６０、６２に冷媒や温媒等の流体を流すことによって、被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変えることができる。また、載置部１０と収容部４０との間に形成される空間６０、６２は区画部材（具体的には、第１区画部材４２、第２区画部材４４および第３区画部材４６）により複数の領域に区画され、各領域にそれぞれ流体が流されるようになっている。この場合には、流体が流れる空間６０、６２を複数の領域に区画することにより、各領域を流れる流体の態様（例えば、流体の種類や流速、温度等）を変えることが可能となり、このため被伝熱体が載置される載置部１０の載置面の面内の温度の均一性を高めるために各領域を流れる流体の態様を領域毎に（具体的には、空間６０、６２毎に）調節することができるようになる。また、収容部４０の中に形成される空間は区画部材により略多重円形状の複数の領域（すなわち、第１空間６０および第２空間６２）に区画される。また、隣り合う領域における流体の流れの向きが逆となるよう各領域にそれぞれ流体が流されるようになっている。この場合には、隣り合う領域における流体の流れの向きを逆にすることにより、各空間６０、６２を流れる流体の熱が伝熱部３０に均等に伝わるようになり、このため載置部１０の載置面の面内の温度の均一性をより一層高めることができるようになる。なお、他の態様として、収容部４０の中に形成される空間が区画部材により二重ではなく三重以上の略多重円形状の複数の領域に区画されてもよい。また、更に他の態様として、収容部４０の中に形成される空間は区画部材により略多重円形状の複数の領域に区画されたときに、隣り合う領域における流体の流れの向きが同じとなるよう各領域にそれぞれ流体が流されてもよい。
〔第２の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第２の温調ユニットについて図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態による第２の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第２の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。
図４に示すように、本実施の形態による第２の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０と、載置部１１０に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部１２０と、加熱部１２０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０と、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０とを備えている。
載置部１１０は、上方から見て例えば略円形状である略平板状の伝熱性を有する材料から構成されている。載置部１１０の具体的な構成は、第１の温調ユニットの載置部１０と略同一となっている。
加熱部１２０の具体的な構成は、第１の温調ユニットの加熱部２０と略同一となっている。なお、第１の温調ユニットと異なり、第２の温調ユニットでは加熱部１２０は伝熱部の凹部に収容されておらず、載置部１０と伝熱部１３０の間に挟まれた状態で配置されている。
伝熱部１３０は、加熱部に接するよう設けられる略平板状のベース部１３２と、ベース部１３２から突出する複数の突出部材１３４とを有している。このような伝熱部１３０の具体的な構成は、第１の温調ユニットの伝熱部１３０と略同一となっている。具体的には、複数の突出部材１３４はそれぞれ棒状のものからなり、ベース部１３２の下面から下方に延びている。より詳細には、各突出部材１３４はベース部１３２の下面に対して直交する方向に延びており、各突出部材１３４の延びる方向は互いに平行となっている。なお、第１の温調ユニットと異なり、第２の温調ユニットでは伝熱部１３０に加熱部１２０を収容するための凹部は形成されていない。
収容部１４０は、載置部１１０との間で伝熱部１３０、より詳細には各突出部材１３４を収容するようになっている。また、収容部１４０の中に、水、空気、フロリナート等の冷媒や温媒からなる流体が流れる空間１６０、１６２が形成されるようになっている。このような収容部１４０の中に形成された空間１６０、１６２に冷媒や温媒からなる流体が流れることによって、伝熱部１３０、加熱部１２０および載置部１１０を介して流体の熱が載置部１１０に載置された被伝熱体に伝わる。ここで、収容部１４０の中に形成される空間１６０、１６２には各突出部材１３４が存在するため、伝熱部１３０による伝熱の効率を高めることができる。
より詳細には、図４に示すように、収容部１４０は、第１区画部材１４２と、第２区画部材１４４と、第３区画部材１４６とを有しており、第１区画部材１４２と第２区画部材１４４との間に第１空間１６０が形成されるとともに第２区画部材１４４と第３区画部材１４６との間に第２空間１６２が形成されている。これらの第１空間１６０および第２空間１６２は第２区画部材１４４によって区画されることにより互いに連通しないようになっている。また、図１乃至図３に示す第１の温調ユニットと同様に、第１空間１６０および第２空間１６２はそれぞれ環形の流路となっている。すなわち、収容部１４０の内部に形成される空間は各区画部材１４２、１４４、１４６により略多重円形状の複数の領域（２つの空間１６０、１６２）に区画される。第１空間１６０には第１導入管（図示せず）により冷媒や温媒からなる流体が送られ、この流体は環形の第１空間１６０を上方から見て反時計回りに流れて第１排出管（図示せず）から排出されるようになっている。また、第２空間１６２には第２導入管（図示せず）により冷媒や温媒からなる流体が送られ、この流体は環形の第２空間１６２を上方から見て時計回りに流れて第２排出管（図示せず）から排出されるようになっている。このように、隣り合う領域（２つの空間１６０、１６２）における流体の流れの向きが逆となるよう各領域にそれぞれ流体が流されるようになっている。このことにより、空間１６０、１６２を流れる流体により、伝熱部１３０、加熱部１２０および載置部１１０を介して被伝熱体の冷却や加熱を均等に行うことができるようになる。
また、第２の温調ユニットでは、ボルト等の複数の取付部材１５０によって、伝熱部１３０を収容した状態で収容部１４０が載置部１１０に機械的に取り付けられている。
図４に示すような第２の温調ユニットでも、図１乃至図３に示す第１の温調ユニットと同様に、加熱部１２０に接するよう設けられた伝熱部１３０は、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部１２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０を用いた場合には加熱部１２０が伸縮したときに伝熱部１３０も追随して伸縮するため、伝熱部１３０と加熱部１２０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔第３の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第３の温調ユニットについて図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態による第３の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第３の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。また、図５に示す第３の温調ユニットを説明するにあたり、図４に示す第２の温調ユニットと同じ構成要素については同じ参照符号を付けてその説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態による第３の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０と、載置部１１０に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部１２０と、加熱部１２０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０ａと、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０とを備えている。第３の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、収容部１４０および各取付部材１５０の構成は、第２の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、収容部１４０および各取付部材１５０と略同一となっている。
伝熱部１３０ａは、加熱部に接するよう設けられる略平板状のベース部１３２ａと、ベース部１３２ａから突出する複数の突出部材１３４ａとを有している。また、ベース部１３２ａには加熱部１２０を収容するための凹部１３６ａが形成されており、この凹部１３６ａに加熱部１２０が収容されるようになっている。また、ベース部１３２ａの上面における凹部１３６ａ以外の領域は載置部１１０の下面に接触している。また、図５に示すように、凹部１３６ａに収容された加熱部１２０の上面および下面は載置部１１０およびベース部１３２ａに接触している。また、複数の突出部材１３４ａはそれぞれ棒状のものからなり、ベース部１３２ａの下面から下方に延びている。より詳細には、各突出部材１３４ａはベース部１３２ａの下面に対して直交する方向に延びており、各突出部材１３４ａの延びる方向は互いに平行となっている。
図５に示すような第３の温調ユニットでも、図１乃至図３に示す第１の温調ユニットと同様に、加熱部１２０に接するよう設けられた伝熱部１３０ａは、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部１２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０ａは少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０ａを用いた場合には載置部１１０や加熱部１２０が伸縮したときに伝熱部１３０ａも追随して伸縮するため、伝熱部１３０ａと載置部１１０や加熱部１２０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔第４の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第４の温調ユニットについて図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態による第４の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第４の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。また、図６に示す第４の温調ユニットを説明するにあたり、図４に示す第２の温調ユニットと同じ構成要素については同じ参照符号を付けてその説明を省略する。
図６に示すように、本実施の形態による第４の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０ｂと、載置部１１０ｂに載置された被伝熱体を加熱するための加熱部１２０と、加熱部１２０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０と、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０とを備えている。第４の温調ユニットの加熱部１２０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０の構成は、第２の温調ユニットの加熱部１２０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０と略同一となっている。
載置部１１０ｂは、上方から見て例えば略円形状である略平板状の伝熱性を有する材料から構成されている。また、載置部１１０ｂには加熱部１２０を収容するための凹部１１２ｂが形成されており、この凹部１１２ｂに加熱部１２０が収容されるようになっている。また、載置部１１０ｂの下面における凹部１１２ｂ以外の領域は伝熱部１３０の上面に接触している。また、図６に示すように、凹部１１２ｂに収容された加熱部１２０の上面および下面は載置部１１０ｂおよび伝熱部１３０のベース部１３２に接触している。
図６に示すような第４の温調ユニットでも、図１乃至図３に示す第１の温調ユニットと同様に、加熱部１２０に接するよう設けられた伝熱部１３０は、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部１２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０を用いた場合には載置部１１０ｂや加熱部１２０が伸縮したときに伝熱部１３０も追随して伸縮するため、伝熱部１３０と載置部１１０ｂや加熱部１２０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０ｂの載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔第５の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第５の温調ユニットについて図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態による第５の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第５の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。また、図７に示す第５の温調ユニットを説明するにあたり、図４に示す第２の温調ユニットと同じ構成要素については同じ参照符号を付けてその説明を省略する。
図７に示すように、本実施の形態による第５の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０ｃと、載置部１１０ｃに載置された被伝熱体を加熱するための加熱部１２０と、載置部１１０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０と、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０とを備えている。第５の温調ユニットの加熱部１２０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０の構成は、第２の温調ユニットの加熱部１２０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０と略同一となっている。
載置部１１０ｃは、上方から見て例えば略円形状である略平板状の伝熱性を有する材料から構成されている。また、載置部１１０ｃの内部には加熱部１２０を収容するための空間１１２ｃが形成されており、この空間１１２ｃに加熱部１２０が収容されるようになっている。また、載置部１１０ｃの下面は伝熱部１３０の上面に接触している。
図７に示すような第５の温調ユニットでは、載置部１１０ｃに接するよう設けられた伝熱部１３０は、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部１２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０を用いた場合には載置部１１０ｃが伸縮したときに伝熱部１３０も追随して伸縮するため、伝熱部１３０と載置部１１０ｃとの間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０ｃの載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔第６の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第６の温調ユニットについて図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態による第６の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第６の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。また、図８に示す第６の温調ユニットを説明するにあたり、図４に示す第２の温調ユニットと同じ構成要素については同じ参照符号を付けてその説明を省略する。
図８に示すように、本実施の形態による第６の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０と、載置部１１０に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部１２０と、載置部１１０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０ｄと、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０とを備えている。第６の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、収容部１４０および各取付部材１５０の構成は、第２の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、収容部１４０および各取付部材１５０と略同一となっている。
伝熱部１３０ｄは、加熱部に接するよう設けられる略平板状のベース部１３２ｄと、ベース部１３２ｄから突出する複数の突出部材１３４ｄとを有している。具体的には、複数の突出部材１３４ｄはそれぞれ棒状のものからなり、ベース部１３２ｄの下面から下方に延びている。より詳細には、各突出部材１３４ｄはベース部１３２ｄの下面に対して直交する方向に延びており、各突出部材１３４ｄの延びる方向は互いに平行となっている。伝熱部１３０ｄの上面は載置部１１０の下面に接触している。また、ベース部１３２ｄの内部には加熱部１２０を収容するための空間１３６ｄが形成されており、この空間１３６ｄに加熱部１２０が収容されるようになっている。
図８に示すような第６の温調ユニットでも、図７に示す第５の温調ユニットと同様に、載置部１１０に接するよう設けられた伝熱部１３０ｄは、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部１２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０ｄは少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０ｄを用いた場合には載置部１１０が伸縮したときに伝熱部１３０ｄも追随して伸縮するため、伝熱部１３０ｄと載置部１１０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔第７の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第７の温調ユニットについて図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態による第７の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第７の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。また、図９に示す第７の温調ユニットを説明するにあたり、図４に示す第２の温調ユニットと同じ構成要素については同じ参照符号を付けてその説明を省略する。
図９に示すように、本実施の形態による第７の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０と、載置部１１０に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部１２０と、載置部１１０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０と、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０ｅとを備えている。第６の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、伝熱部１３０および各取付部材１５０の構成は、第２の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、伝熱部１３０および各取付部材１５０と略同一となっている。
収容部１４０ｅは、載置部１１０との間で伝熱部１３０、より詳細には各突出部材１３４を収容するようになっている。また、収容部１４０ｅの中に、水、空気、フロリナート等の冷媒や温媒からなる流体が流れる空間１６０、１６２が形成されるようになっている。このような収容部１４０ｅの中に形成された空間１６０、１６２に冷媒や温媒からなる流体が流れることによって、伝熱部１３０、加熱部１２０および載置部１１０を介して流体の熱が載置部１１０に載置された被伝熱体に伝わる。ここで、収容部１４０ｅの中に形成される空間１６０、１６２には各突出部材１３４が存在するため、伝熱部１３０による伝熱の効率を高めることができる。より詳細には、図８に示すように、収容部１４０ｅは、第１区画部材１４２ｅと、第２区画部材１４４ｅと、第３区画部材１４６ｅとを有しており、第１区画部材１４２ｅと第２区画部材１４４ｅとの間に第１空間１６０が形成されるとともに第２区画部材１４４ｅと第３区画部材１４６ｅとの間に第２空間１６２が形成されている。これらの第１空間１６０および第２空間１６２は第２区画部材１４４ｅによって区画されることにより互いに連通しないようになっている。また、図１乃至図３に示す第１の温調ユニットと同様に、第１空間１６０および第２空間１６２はそれぞれ環形の流路となっている。すなわち、収容部１４０ｅの内部に形成される空間は各区画部材１４２ｅ、１４４ｅ、１４６ｅにより略多重円形状の複数の領域（２つの空間１６０、１６２）に区画される。そして、空間１６０、１６２を流れる流体の熱を、伝熱部１３０および載置部１１０を介して被伝熱体に伝えることができるようになっている。また、収容部１４０ｅの内部には空間１４８ｅが形成されており、この空間１４８ｅには加熱部１２０が収容されている。
図９に示すような第７の温調ユニットでも、図７に示す第５の温調ユニットと同様に、載置部１１０に接するよう設けられた伝熱部１３０は、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部１２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０を用いた場合には載置部１１０が伸縮したときに伝熱部１３０も追随して伸縮するため、伝熱部１３０と載置部１１０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔第８の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第８の温調ユニットについて図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態による第８の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第８の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。また、図１０に示す第８の温調ユニットを説明するにあたり、図４に示す第２の温調ユニットと同じ構成要素については同じ参照符号を付けてその説明を省略する。
図１０に示すように、本実施の形態による第８の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０と、載置部１１０に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部１２０と、載置部１１０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０と、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０とを備えている。第８の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０の構成は、第２の温調ユニットの載置部１１０、加熱部１２０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０と略同一となっているが、加熱部１２０は載置部１１０と伝熱部１３０との間に設けられるのではなく収容部１４０の下面に取り付けられており、載置部１１０の下面と伝熱部１３０の上面とが接触するようになっている。
図１０に示すような第８の温調ユニットでも、図７に示す第５の温調ユニットと同様に、載置部１１０に接するよう設けられた伝熱部１３０は、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、加熱部１２０により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０を用いた場合には載置部１１０が伸縮したときに伝熱部１３０も追随して伸縮するため、伝熱部１３０と載置部１１０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔第９の温調ユニット〕
次に、本実施の形態の第９の温調ユニットについて図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態による第９の温調ユニットの構成を示す縦断面図である。なお、第９の温調ユニットを上方から見たときの内部構成は、図１に示すような第１の温調ユニットを上方から見たときの内部構成と略同一となっているので説明を省略する。また、図１１に示す第９の温調ユニットを説明するにあたり、図４に示す第２の温調ユニットと同じ構成要素については同じ参照符号を付けてその説明を省略する。
図１１に示すように、本実施の形態による第９の温調ユニットは、被伝熱体が載置される略平板状の載置部１１０と、載置部１１０に載置された被伝熱体を加熱するための上下一組の加熱部１２０ｇと、載置部１１０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０と、流体が流れる流路を中に形成する収容部１４０とを備えている。第９の温調ユニットの載置部１１０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０の構成は、第２の温調ユニットの載置部１１０、伝熱部１３０、収容部１４０および各取付部材１５０と略同一となっているが、上下一組の加熱部１２０ｇの各々は、載置部１１０および収容部１４０の側面にそれぞれ取り付けられており、載置部１１０の下面と伝熱部１３０の上面とが接触するようになっている。
図１１に示すような第９の温調ユニットでも、図７に示す第５の温調ユニットと同様に、載置部１１０に接するよう設けられた伝熱部１３０は、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている。このため、各加熱部１２０ｇにより被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部１３０は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部１３０を用いた場合には載置部１１０が伸縮したときに伝熱部１３０も追随して伸縮するため、伝熱部１３０と載置部１１０との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部１１０の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
なお、本実施の形態による温調ユニットは、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。
例えば、伝熱部はベース部材と複数の突出部材とを有するものに限定されない。載置部および加熱部のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられたものであれば、伝熱部として他の構成のものが用いられてもよい。
また、更に別の例として、温媒や冷媒等の流体が流れる空間が中に形成される収容部が設けられていないような温調ユニットが用いられてもよい。この場合、加熱部により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させるために、伝熱部に直接温媒や冷媒等の流体を接触させたり、伝熱部を外気に晒したりすることにより、伝熱部に接触した流体や外気の熱を伝熱部および載置部を介してこの載置部に載置された被伝熱体に伝えるようにする。この場合でも、伝熱部の少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されている場合には、加熱部により被伝熱体を加熱したときの昇温速度を変化させたときに、伝熱部は少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成されているため十分な伝熱効果を得ることができ、よって応答性が向上するためタクトタイムの短縮化を図ることができる。また、多孔質のものではなく中身が詰まっているような材料から形成される伝熱部を用いる場合と比較して、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部を用いた場合には、伝熱部が取り付けられている載置部または加熱部が伸縮したときに伝熱部も追随して伸縮するため、伝熱部と載置部または加熱部との間に隙間が部分的に生じてしまうことを防止することができ、よって被伝熱体が載置される載置部の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
また、更に別の例として、伝熱部は金属繊維構造体等の金属多孔質構造体でなくてもよい。伝熱部として金属多孔質構造体ではなく中身が詰まった中実の金属体が用いられる場合でも、収容部が載置部との間で伝熱部を収容し、収容部の中に流体が流れる空間が形成され、収容部の中に形成される空間が区画部により複数の領域に区画されるものである場合は、各領域に流れる流体の態様（例えば、流体の種類、流速、温度等）を変えることにより、被伝熱体が載置される載置部の載置面の面内の温度の均一性を高めることができる。
〔実施例１〕
図１２および図１３に示すような、伝熱部を収容する収容部が設けられていない温調ユニットにおいて、加熱部により加熱を行いながら伝熱部の表面に均一に送風を行ったときの載置部の表面の面内温度差を測定した。図１２は、実施例および比較例に係る温調ユニットの構成を示す上面図であり、図１３は、図１２に示す温調ユニットのＢ－Ｂ矢視による断面図である。
具体的には、図１２および図１３に示す温調ユニットは、伝熱体が載置される略円盤状の載置部２１０と、載置部２１０の外周面を覆うよう配置され、載置部２１０に載置された被伝熱体を加熱するための環状の加熱部２２０と、載置部２１０に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部２３０とを備えている。また、伝熱部２３０は複数の取付部材２５０により載置部２１０に取り付けられている。具体的には、各取付部材２５０はネジ留めにより伝熱部２３０を載置部２１０に取り付ける。この温調ユニットの載置部２１０、加熱部２２０、伝熱部２３０および各取付部材２５０の構成は、第９の温調ユニットの載置部１１０ｇ、加熱部１２０ｇ、伝熱部１３０および各取付部材１５０と略同一となっており、載置部２１０の下面と伝熱部２３０の上面とが接触するようになっている。
より詳細には、伝熱部２３０は、載置部２１０に接するよう設けられる略円盤状のベース部材２３２と、ベース部材２３２の下面から下方に突出する複数の突出部材２３４とを有している。ベース部材２３２は例えば高熱伝導グリース等の接合層により載置部２１０の下面に取り付けられている。複数の突出部材２３４はそれぞれ棒状のものからなり、ベース部材２３２の下面から下方に延びている。より詳細には、各突出部材２３４はベース部材２３２の下面に対して直交する方向に延びており、各突出部材２３４の延びる方向は互いに平行となっている。各突出部材２３４は格子線の各交点上に配置されている。
実施例１では、載置部２１０の材質はバルク体のアルミニウムであり、直径は４００ｍｍ、厚さは２０ｍｍ、平面度は５０μｍであった。平面度を測定するにあたり、載置部２１０の表面において、最も離れた３点を通過する平面をそれぞれ設定し、それらの偏差の最大値を平面度として算出した。具体的には、帯状のレーザ光を載置部２１０の表面に照射し、その反射光を２次元ＣＭＯＳ上に結像させて平面度を測定した。
また、伝熱部２３０のベース部材２３２として、銅繊維から形成される金属繊維構造体を用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、金属繊維構造体における銅繊維の占積率は５６％、平面度は４７μｍであった。ベース部材２３２の平面度の測定方法は、載置部２１０の平面度の測定方法と同じである。銅繊維の占積率とは、銅繊維不織布の体積に対して銅繊維が存在する部分の割合であり、銅繊維不織布の坪量と厚み、及び銅繊維の真密度から以下の式により算出される。
占積率（％）＝（銅繊維不織布の坪量／（銅繊維不織布の厚み×銅繊維の真密度）×１００
また、伝熱部２３０の各突出部材２３４として、銅繊維から形成される金属繊維構造体を用いた。各突出部材２３４の直径は３ｍｍ、長さは１５ｍｍ、本数は７８１２本、ベース部材２３２に対する各突出部材２３４の占有率は５０％、占積率は５１％であった。ベース部材２３２に対する各突出部材２３４の占有率とは、ベース部材２３２の一方の表面の面積に対する、各突出部材２３４とベース部材２３２との接触面積の総和の割合のことをいう。また、各突出部材２３４の占積率の測定方法は、ベース部材２３２の平面度の測定方法と同じである。
加熱部２２０として、消費電力が２００Ｗであるシンワ測定株式会社製のポリイミドヒータが用いられた。
このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は５．４４℃であった。なお、載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域は円形状であり、その直径は３００ｍｍである。送風を行う装置として、株式会社高儀製のエアコンプレッサが用いられた。
〔実施例２〕
実施例２では、実施例１と比較して、伝熱部２３０として各突出部材２３４を有さないもの、すなわちベース部材２３２のみから構成されるものを用いた。また、載置部２１０として、平面度が４９μｍであること以外は実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、ベース部材２３２として、平面度が４８μｍであること以外は実施例１のベース部材２３２と同じ構成のものを用いた。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は２．１８℃であった。
〔実施例３〕
実施例３では、載置部２１０として、平面度が４９μｍであること以外は実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、実施例３では、実施例１と比較して、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなく金属粉末焼結体から構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、金属粉末焼結体における銅粉末の占積率は８７％、平面度は４８μｍであった。また、各突出部材２３４として金属繊維構造体ではなく金属粉末焼結体から構成されるものを用いた。各突出部材２３４の直径は３ｍｍ、長さは１５ｍｍ、本数は７８１２本、ベース部材２３２に対する各突出部材２３４の占有率は５０％、金属粉末焼結体における銅粉末の占積率は５１％であった。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は７．６２℃であった。
〔実施例４〕
実施例４では、実施例１と比較して、伝熱部２３０として各突出部材２３４を有さないもの、すなわちベース部材２３２のみから構成されるものを用いた。また、載置部２１０として、平面度が４９μｍであること以外は実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、ベース部材２３２として、占積率が６５％、平面度が５０μｍであること以外は実施例１のベース部材２３２と同じ構成のものを用いた。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は６．５３℃であった。
〔実施例５〕
実施例５では、載置部２１０として、平面度が４９μｍであること以外は実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、占積率は１００％、平面度は５０μｍであった。また、各突出部材２３４として、占積率が５０％であること以外は実施例１の各突出部材２３４と同じ構成のものを用いた。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は８．７１℃であった。
〔実施例６〕
実施例６では、実施例１と比較して、載置部２１０の材質はバルク体のアルミニウムではなくバルク体の銅であり、直径は４００ｍｍ、厚さは２０ｍｍ、平面度は４９μｍであった。また、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、占積率は１００％、平面度は５０μｍであった。また、各突出部材２３４として、占積率が５０％であること以外は実施例１の各突出部材２３４と同じ構成のものを用いた。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は７．０７℃であった。
〔実施例７〕
実施例７では、実施例１と比較して、伝熱部２３０として各突出部材２３４を有さないもの、すなわちベース部材２３２のみから構成されるものを用いた。また、載置部２１０として、平面度が４７μｍであること以外は実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、ベース部材２３２として、占積率が５９％、平面度が５２μｍであること以外は実施例１のベース部材２３２と同じ構成のものを用いた。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は２．７２℃であった。
〔比較例１〕
比較例１では、実施例１と比較して、伝熱部２３０として各突出部材２３４を有さないもの、すなわちベース部材２３２のみから構成されるものを用いた。また、載置部２１０として、平面度が５１μｍであること以外は実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、占積率は１００％、平面度は４９μｍであった。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は１４．１５℃であった。
〔比較例２〕
比較例２では、載置部２１０として実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、占積率は１００％、平面度は４８μｍであった。また、各突出部材２３４として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。各突出部材２３４の直径は３ｍｍ、長さは１５ｍｍ、本数は７８１２本、ベース部材２３２に対する各突出部材２３４の占有率は５０％、占積率は１００％であった。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は１６．３２℃であった。
〔比較例３〕
比較例３では、実施例１と比較して、伝熱部２３０として各突出部材２３４を有さないもの、すなわちベース部材２３２のみから構成されるものを用いた。また、載置部２１０として、平面度が４９μｍであること以外は実施例１の載置部２１０と同じ構成のものを用いた。また、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなくバルク体のステンレスから構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、占積率は１００％、平面度は５０μｍであった。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は１３．０６℃であった。
〔比較例４〕
比較例４では、実施例１と比較して、載置部２１０の材質はバルク体のアルミニウムではなくバルク体の銅であり、直径は４００ｍｍ、厚さは２０ｍｍ、平面度は４９μｍであった。また、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、占積率は１００％、平面度は５０μｍであった。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は１０．８８℃であった。
〔比較例５〕
比較例５では、実施例１と比較して、載置部２１０の材質はバルク体のアルミニウムではなくバルク体の銅であり、直径は４００ｍｍ、厚さは２０ｍｍ、平面度は４９μｍであった。また、伝熱部２３０のベース部材２３２として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。ベース部材２３２の直径は４００ｍｍ、厚さは２ｍｍ、占積率は１００％、平面度は５０μｍであった。また、各突出部材２３４として金属繊維構造体ではなくバルク体の銅から構成されるものを用いた。各突出部材２３４の直径は３ｍｍ、長さは１５ｍｍ、本数は７８１２本、ベース部材２３２に対する各突出部材２３４の占有率は５０％、占積率は１００％であった。このような温調ユニットに対して図１３における下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差を測定した。最大と最小の温度の差は１２．５１℃であった。
実施例１～７および比較例１～５において、被伝熱体が載置される載置部２１０の載置面の面内の温度の均一性を高めるにあたり、温調ユニットに対して下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における参照符号Ｒで示す領域内の温度差が１０℃以下となることが好ましい。このため、温調ユニットの評価として、温度差が１０℃以下の場合を「○」、５℃以下の場合を「◎」、１０℃を超える場合を「×」とした。実施例１～７および比較例１～５の結果を以下の表１、表２に示す。
Figure 0007288147000001
Figure 0007288147000002
Figure 0007288147000003
実施例１～７および比較例１～５によれば、伝熱部２３０のベース部材２３２および各突出部材２３４のうち少なくとも一方が金属多孔質構造体（具体的には、金属繊維構造体または金属粉末焼結体）から構成される場合は、温調ユニットに対して下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における温度差が１０℃以下となり、載置部２１０の載置面の面内の温度の均一性を保つことができた。一方、伝熱部２３０のベース部材２３２および各突出部材２３４が金属多孔質構造体ではなく金属バルク体から構成される場合は、温調ユニットに対して下方から矢印方向に毎分１００Ｌの送風を行ったときの載置部２１０の表面における温度差が１０℃を超え、載置部２１０の載置面の面内の温度の均一性を保つことができなかった。

Claims (13)

  1. 被伝熱体が載置される略平板状の載置部と、
    前記載置部に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部と、
    前記載置部および前記加熱部のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられ、少なくとも一部が金属多孔質構造体から形成される伝熱部と、
    を備え、
    前記伝熱部は、前記載置部および前記加熱部のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられる略平板状のベース部材と、前記ベース部材から突出する突出部材とを有し、
    少なくとも前記ベース部材または前記突出部材が前記金属多孔質構造体から形成される、温調ユニット。
  2. 前記金属多孔質構造体は、金属繊維から形成される金属繊維構造体を含む、請求項１記載の温調ユニット。
  3. 前記金属繊維は銅繊維、アルミニウム繊維、ニッケル繊維およびステンレス繊維のうち少なくともいずれか一つを含む、請求項２記載の温調ユニット。
  4. 前記金属繊維構造体は不織布である、請求項２または３記載の温調ユニット。
  5. 前記ベース部材および前記突出部材が前記金属多孔質構造体から形成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の温調ユニット。
  6. 前記伝熱部において前記突出部材は複数設けられており、各前記突出部材は前記ベース部材に対して直交する方向に延びる棒状または板状、あるいはこれらの組み合わせからなるものである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の温調ユニット。
  7. 前記載置部との間で前記伝熱部を収容する収容部を更に備え、
    前記収容部の中に流体が流れる空間が形成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の温調ユニット。
  8. 前記収容部の中に形成される空間は区画部材により複数の領域に区画され、
    各前記領域にそれぞれ流体が流されるようになっている、請求項７記載の温調ユニット。
  9. 前記収容部の中に形成される空間は前記区画部材により略多重円形状の複数の前記領域に区画される、請求項８記載の温調ユニット。
  10. 隣り合う前記領域における流体の流れの向きが逆となるよう各前記領域にそれぞれ流体が流されるようになっている、請求項８または９記載の温調ユニット。
  11. 被伝熱体が載置される略平板状の載置部と、
    前記載置部に載置された被伝熱体を加熱するための加熱部と、
    前記載置部および前記加熱部のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられた伝熱部と、
    前記載置部との間で前記伝熱部を収容する収容部と、
    を備え、
    前記伝熱部は、前記載置部および前記加熱部のうち少なくとも何れか一方に接するよう設けられる略平板状のベース部材と、前記ベース部材から突出する突出部材とを有し、
    少なくとも前記ベース部材または前記突出部材が金属多孔質構造体から形成され、
    前記収容部の中に流体が流れる空間が形成され、
    前記収容部の中に形成される空間は区画部材により複数の領域に区画され、
    各前記領域にそれぞれ流体が流されるようになっている、温調ユニット。
  12. 前記収容部の中に形成される空間は前記区画部材により略多重円形状の複数の前記領域に区画される、請求項１１記載の温調ユニット。
  13. 隣り合う前記領域における流体の流れの向きが逆となるよう各前記領域にそれぞれ流体が流されるようになっている、請求項１１または１２記載の温調ユニット。
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