TW201415550A - 附有流路之構件及該構件之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種使形成流路的壁面與金屬構件之間的密合性提高的附有流路之構件及該構件之製造方法。附有流路之構件100具備：基材101，其係由金屬或合金所形成；板狀構件102，其係具有由金屬或合金所形成之呈板狀且位於寬度方向的兩端部而主面通過同一平面上的兩個平板部11、及設置於該兩個平板部11之間且板厚方向的剖面構成對於平板部突起之形狀的凸部12，形成流路106；及金屬堆積層105，其係藉由下述方法而形成：以使平板部11之主面中之在凸部12的頂點相反側之主面與基材101對向配置的狀態下，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使粉末堆積於板狀構件101之凸部12的頂點側之表面及基材101之表面。

Description

附有流路之構件及該構件之製造方法

本發明係關於一種在半導體、液晶顯示裝置或光碟等的製程中，用於基板的溫度調節或氣體供應等的附有流路之構件及該構件之製造方法。

設置有使板狀的金屬構件內部流通流體的流路之構造物(附有流路之構件)，係在半導體、液晶顯示裝置或光碟等的製造之基板加工等方面用於各種用途。例如，使流路流通熱媒體(冷媒)的附有流路之構件被用作調節(冷卻或加熱)基板溫度的溫度調節裝置(冷板(cold plate)等)(參照例如專利文獻1)。此外，使流路流通具有預定成分之氣體的附有流路之構件有時會被用作供應該氣體給基板的噴淋板(shower plate)。

此種附有流路之構件，例如係分別製作使流體流通的管、及以挖掘加工等形成對應於該管的形狀之凹部的板狀金屬構件，藉由將管載置於金屬構件之凹部而製造。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-13497號公報

然而，在如此製作附有流路之構件之際，難以使其密合成不在設置於金屬構件的凹部與管之間產生間隙而接合兩者。因此，在金屬構件之凹部與管之壁面之間產生間隙，且熱阻變大，而有在管內流通的流體與金屬構件之間的傳熱性或均熱性降低、異物混入間隙、或者管因間隙而晃蕩之虞。

本發明係有鑑於上述而完成者，其目的在於提供一種使形成流路的壁面與金屬構件之間的密合性提高的附有流路之構件及該構件之製造方法。

為了解決上述的課題，並達成目的，關於本發明之附有流路之構件係在構件內部設有流路的附有流路之構件，其特徵在於具備：基材，其係由金屬或合金所形成；板狀構件，其係具有由金屬或合金形成之呈板狀且位於寬度方向的兩端部而主面通過同一平面上的兩個平板部、及設置於該兩個平板部之間且板厚方向的剖面構成對於前述平板部突起之形狀的凸部，形成前述流路；及金屬堆積層，其係藉由下述方法而形成：於前述平板部之主面中之在前述凸部的頂點相反側之主面與前述基材對向配置的狀態下，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末堆積於前述板狀構件之前述凸部的頂點側之表面及前述基材之表面。

上述附有流路之構件之特徵在於更具備：第2板狀構件，其係構成由金屬或合金形成且呈板狀，與前述板狀構件的前述相反 側之主面接合，和前述板狀構件共同形成前述流路。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述第2板狀構件構成平板狀。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述第2板狀構件具有位於寬度方向的兩端部且主面通過同一平面上的兩個第2平板部、及設置於該兩個第2平板部之間且板厚方向的剖面構成對於前述第2平板部突起之形狀的第2凸部，於前述兩個第2平板部之主面中之在前述第2凸部的頂點相反側之主面，和前述板狀構件之前述兩個平板部的前述相反側之主面分別接合，前述基材具有形成於構成平面的表面，可載置前述第2凸部的凹部，前述金屬堆積層係以將前述第2凸部載置於前述凹部的狀態所形成。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述第2板狀構件的寬度方向之長度比前述板狀構件長。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述板狀構件之端部的寬度方向之長度越接近前述基材越長。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述板狀構件之端部的寬度方向之長度越接近前述基材越長，前述第2板狀構件之端部的寬度方向之長度越接近前述基材越長，且該端部比前述板狀構件延伸出外側。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述平板部與前述凸部相對於該平板部上升的方向形成的角度小於90度。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述平板部與前述凸部對於該平板部上升的方向形成的角度小於70度。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述基材之表面與 前述板狀構件之上表面間的段差為0.8mm以下。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述基材係藉由下述方法而形成：將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末至少堆積於前述第2板狀構件之表面。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述板狀構件係由不銹鋼、銅或銅合金所形成，前述基材及前述金屬堆積層係由鋁或鋁合金所形成。

在上述附有流路之構件中，其特徵在於：前述第2板狀構件係由不銹鋼、銅或銅合金所形成。

關於本發明之附有流路之構件之製造方法，係在由金屬或合金所形成的構件內部設有流路的附有流路之構件之製造方法，其特徵在於包含：將板狀構件於平板部之主面中之在凸部的頂點相反側之主面與基材相對向的狀態下配置於由金屬或合金所形成的基材上之步驟，該板狀構件係具有構成由金屬或合金形成之呈板狀且位於寬度方向的兩端部而前述主面通過同一平面上的兩個前述平板部、及設置於該兩個平板部之間且板厚方向的剖面構成對於前述平板部突起之形狀的凸部，形成前述流路；及金屬堆積層形成步驟，其係藉由下述方法而形成金屬堆積層：以在前述基材上配置有前述板狀構件的狀態，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末堆積於前述板狀構件之前述凸部的頂點側之表面及前述基材之表面。

在上述附有流路之構件之製造方法中，其特徵在於：前述板狀構件配置步驟係在前述基材上配置第2板狀構件；該第2板狀 構件係構成由金屬或合金形成且呈板狀，與前述板狀構件的前述相反側之主面接合，和前述板狀構件共同形成前述流路。

在上述附有流路之構件之製造方法中，其特徵在於：前述板狀構件配置步驟係將第2板狀構件配置於形成於構成基材平面的表面且可載置第2凸部的凹部，該第2板狀構件係具有構成由金屬或合金所形成的板狀、位於寬度方向的兩端部、主面通過同一平面上並且分別接合於前述板狀構件之兩個前述平板部的兩個第2平板部，及設置於該兩個第2平板部之間、板厚方向的剖面構成對於前述第2平板部突起之形狀的第2凸部；前述金屬堆積層形成步驟係以在前述凹部載置前述第2凸部的狀態形成前述金屬堆積層。

在上述附有流路之構件之製造方法中，其中，復包含：第2金屬堆積層形成步驟，其係藉由下述方法而形成第2金屬堆積層：去除前述基材，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末堆積於前述第2板狀構件之表面及前述金屬堆積層之露出面。

藉由本發明，由於藉由下述方法而形成金屬堆積層：在基材上配置具有平板部及凸部的板狀構件，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使粉末堆積於板狀構件之凸部側之面及基材之表面；所以可使成為熱媒體流路的板狀構件之凸部與由金屬堆積層構成的構件之密合性提高。

11、16、17、18、19、20、21、22、31‧‧‧平板部

12、13、14、15、23、32‧‧‧凸部

13a、14a、106、206、304‧‧‧流路(空間)

60‧‧‧冷噴塗裝置

61‧‧‧氣體加熱器

62‧‧‧粉末供應裝置

63‧‧‧噴槍

64‧‧‧氣體噴嘴

65、66‧‧‧閥

100、200、300、400‧‧‧附有流路之構件

101、141、143、201、301、901‧‧‧基材

102、103、111、112、121、122、131、132、151、152、161、162、171、172、202、203、302‧‧‧板狀構件

104、113、123、133、204、903‧‧‧管

105、205、303、401、402、904‧‧‧金屬堆積層

107、142、144、404、902‧‧‧凹部

108、153、163、405、406‧‧‧堆積層形成面

403‧‧‧工具

第1圖為顯示關於本發明實施形態1的附有流路之構件之構 造的剖面圖。

第2圖為顯示第1圖所示之管的外觀的斜視圖。

第3圖為顯示第1圖所示的附有流路之構件之製造方法的流程圖。

第4A圖為說明第1圖所示的附有流路之構件之製造方法的剖面圖。

第4B圖為說明第1圖所示的附有流路之構件之製造方法的剖面圖。

第5圖為顯示冷噴塗裝置之概要的示意圖。

第6圖為顯示利用冷噴塗法在管上形成金屬堆積層之樣子的剖面圖。

第7圖為顯示對於比較例之管形成金屬堆積層之樣子的照片。

第8圖為顯示板狀構件之詳細形狀的剖面圖。

第9圖為顯示對於第8圖所示的板狀構件形成金屬堆積層之樣子的照片。

第10A圖為顯示使凸部之傾斜度θ變化時之銅皮膜之狀態的表。

第10B圖為顯示θ=100°時之銅皮膜之狀態的照片。

第10C圖為顯示θ=110°時之銅皮膜之狀態的照片。

第11A圖為顯示使端部之厚度t₀變化時之銅皮膜之狀態的表。

第11B圖為顯示t₀=0.1mm時之銅皮膜之狀態的照片。

第11C圖為顯示t₀=0.2mm時之銅皮膜之狀態的照片。

第11D圖為顯示t₀=0.4mm時之銅皮膜之狀態的照片。

第11E圖為顯示t₀=0.8mm時之銅皮膜之狀態的照片。

第11F圖為顯示t₀=1.0mm時之銅皮膜之狀態的照片。

第11G圖為顯示t₀=2.0mm時之銅皮膜之狀態的照片。

第12圖為顯示關於變形例1-1的附有流路之構件的剖面圖。

第13圖為顯示關於變形例1-1的附有流路之構件的剖面圖。

第14圖為顯示關於變形例1-1的附有流路之構件的剖面圖。

第15圖為顯示關於變形例1-2的附有流路之構件的剖面圖。

第16圖為顯示關於變形例1-2的附有流路之構件的剖面圖。

第17圖為顯示關於變形例1-3的附有流路之構件的剖面圖。

第18圖為顯示關於變形例1-4的附有流路之構件的剖面圖。

第19圖為顯示關於變形例1-5的附有流路之構件的剖面圖。

第20圖為顯示關於本發明實施形態2的附有流路之構件的剖面圖。

第21圖為顯示第20圖所示之管製作步驟的斜視圖。

第22圖為顯示關於實施形態3的附有流路之構件的剖面圖。

第23圖為顯示關於實施形態4的附有流路之構件構造的剖面圖。

第24圖為顯示關於實施形態4的附有流路之構件之製造方法的流程圖。

第25A圖為說明關於實施形態4的附有流路之構件之製造方法的剖面圖。

第25B圖為說明關於實施形態4的附有流路之構件之製造方法的剖面圖。

以下，一面參照圖面，一面詳細說明用以實施本發明之形態。再者，本發明並非為受以下的實施形態限定者。此外，在以下說明中參照的各圖只不過是概略地顯示形狀、大小及位置關係至可理解本發明內容的程度。即，本發明並非為僅受以各圖例示的形狀、大小及位置關係限定者。

(實施形態1)

第1圖為顯示關於本發明實施形態1的附有流路之構件構造的剖面圖。

如第1圖所示，關於實施形態1的附有流路之構件100具備：基材101；由兩個板狀構件102、103構成，載置於基材101的管104；及形成於管104及基材101之表面的金屬堆積層105。此種附有流路之構件100係使管104內流通所希望的流體(液體或氣體)，被用作溫度調節裝置(例如冷板)或流體供應裝置(例如噴淋板)等。

基材101係由金屬或合金所形成。金屬或合金的種類可按照附有流路之構件100的用途而適當選擇。例如，將附有流路之構件100用作溫度調節裝置時，使用傳熱性良好的鋁或鋁合金等作為基材101的材料。此外，將金屬堆積層105側作為被溫度調節的對象物之載置面時，從加工容易性的觀點，也可以選擇基材101的材料。

如第2圖所示，構成管104的兩個板狀構件102、103之各構件具有位於寬度方向的兩端部、主面通過同一平面上的兩個平板部11，及設置於該兩個平板部11之間、板厚方向的剖面構成對 於平板部11突起之形狀的凸部12。此等板狀構件102、103係使各自具有的平板部11之主面中之在凸部12的頂點相反側之主面彼此對向而接合。藉此，形成於兩個凸部12之間的空間106成為使流體流通的流路。

各板狀構件102、103係由金屬或合金所形成。金屬或合金的種類可按照流通於流路(空間)106的流體種類而選擇。例如，在將附有流路之構件100用作溫度調節裝置的情況，使用自來水或海水作為熱媒體(冷媒)時，最好使用具有良好的傳熱性且對於上述熱媒體具有耐蝕性的不銹鋼(SUS)等。此外，使用PCW(process cooling water；製程冷卻水)、有機溶劑、惰性氣體等作為熱媒體時，也可以使用傳熱性佳的鋁或鋁合金。

金屬堆積層105係藉由所謂的冷噴塗法(cold spray)而形成，該冷噴塗法係將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使粉末堆積於管104之表面及其周圍的基材101上表面(以下總括此等面也稱為堆積層形成面)。金屬或合金的種類可按照附有流路之構件100的用途而選擇。例如，將附有流路之構件100用作溫度調節裝置時，最好以傳熱性佳的銅或銅合金、或者鋁或鋁合金等形成金屬堆積層105。再者，金屬堆積層105的材料可以和基材101的材料相同，也可以不同。

其次，就附有流路之構件100之製造方法進行說明。第3圖為顯示附有流路之構件100之製造方法的流程圖。

首先，在步驟S11，藉由將例如壓延板進行沖壓加工等而形成凸部12，製作板狀構件102、103。再者，關於板狀構件102、103的形狀或厚度的條件，後述之。

在接著的步驟S12，如第4A圖所示，將板狀構件102、103之凸部12的頂點朝向外側而使平板部11彼此對向，藉由以縫熔接等接合平板部11，製作管104(參照第2圖)。

在步驟S13，如第4B圖所示，在預先形成有載置凸部12的凹部107之基材101上配置由板狀構件102、103製作的管104。此時，可以將一方的板狀構件103利用硬焊、接著劑或螺栓等固定於基材101，也可以只是將凸部12嵌入凹部107。

在步驟S14，在管104之表面及其周圍的基材101上表面(堆積層形成面108)，藉由冷噴塗法形成金屬堆積層105。

第5圖為顯示使用於形成金屬堆積層105的冷噴塗裝置之概要的示意圖。如第5圖所示，冷噴塗裝置60具備：氣體加熱器61，其係加熱壓縮氣體；粉末供應裝置62，其係收容金屬堆積層105之材料的粉末(以下稱為材料粉末或只稱為粉末)，供應給噴槍63；氣體噴嘴64，其係將經加熱的壓縮氣體及供應該處的材料粉末噴射於基材67；及閥65與66，係分別調節對於氣體加熱器61及粉末供應裝置62之壓縮氣體的供應量。

就壓縮氣體而言，使用氦、氮、空氣等。供應氣體加熱器61的壓縮氣體係經加熱到例如50℃以上且低於材料粉末熔點的範圍之溫度後，供應至噴槍63。壓縮氣體的加熱溫度最好為300至900℃。

另一方面，供應粉末供應裝置62的壓縮氣體係將粉末供應裝置62內的材料粉末以成為預定噴出量的方式供應至噴槍63。

經加熱的壓縮氣體為構成逐漸開展形狀的氣體噴嘴64所形成為超音速流(約340m/s以上)。此時的壓縮氣體之氣體壓力最好 設定為1至5MPa程度。因為藉由將壓縮氣體之壓力調整為此程度，而可謀求材料粉末(皮膜)對於基材67的密合強度之提高。更好是最好以2至4 MPa程度之壓力進行處理。供應噴槍63的材料粉末藉由投入此壓縮氣體的超音速流中而加速，在固相狀態下以高速衝撞而堆積於基材67(參照第5圖)。再者，只要為可在固相狀態下朝向基材67衝撞而形成皮膜的裝置，則並不限定於第5圖所示的冷噴塗裝置60。

在此種冷噴塗裝置60中，配置嵌入有管104的基材101作為基材67，在堆積層形成面108形成皮膜。此時，當從氣體噴嘴64向堆積層形成面108均等地噴射材料粉末時，就如第6圖所示，金屬堆積層105成為在凸部12的頂點附近隆起的形狀。因此，若需要使金屬堆積層105的上表面成為平坦，則在使金屬堆積層105堆積得厚一點後，利用切削等去除不要的部分。或者，也可以在金屬堆積層105的形成時，增加粉末對於凸部12以外的區域的噴射量(噴射時間或噴射次數)，來進行金屬堆積層105的上表面全體成為平坦之控制。

藉此，完成第1圖所示的附有流路之構件100。

其次，說明在本實施形態1方面，由板狀構件102、103製作管104的理由。

第7圖為顯示將具有使圓形的一部分成為扁平的剖面之管903載置於設置在基材901的凹部902，在管903及基材901的上表面藉由冷噴塗法形成有金屬堆積層904之構造物的剖面的照片。如第7圖所示，在基材901的上表面或管903扁平的部分形成有金屬堆積層904。然而，在管903的側部，特別是管903與凹 部902之間的間隙卻幾乎未形成有金屬堆積層904。

由此種實驗結果，本發明人等想到了在管與載置該管的凹部之間，於相對於粉末的噴射方向而在大致平行的方向有間隙的情況、或相對於粉末的噴射方向有平行之面的情況，難以在管及其周圍形成均勻的金屬堆積層。

於是，本發明人等就可在管及其周圍形成均勻的金屬堆積層之管的形狀專心反覆研究的結果，終至完成使用設置有凸部的板狀構件102、103形成管104的本發明。

第8圖為說明對於構成管104的構件之中之配置於金屬堆積層105側的板狀構件102之形狀及厚度所給予的條件之圖。如第8圖所示，平板部11與凸部12形成的角度θ為90°以上較好，為110°以上更好。換言之，最好使平板部11與凸部12相對於該平板部11上升的方向形成的角度(仰角、180°-θ)小於90°，更好為小於70°。

這是因為若是角度θ小於90°時，則對於從氣體噴嘴64噴射的粉末之噴射方向，在板狀構件102上產生成為陰影的部分，所以在該部分幾乎無法使粉末堆積。相對於此，越從90°增大角度θ，粉末越容易附著於板狀構件102，當角度θ到達110°以上時，就可大致形成使粉末穩定地堆積的均勻的皮膜。再者，從平板部11變化成凸部12的部分，角可以帶有圓形(R)、也可以不帶有圓形(R)。

此外，平板部11端部的厚度t₀設定為不到0.5mm(和板狀構件103之平板部11接合時，合計不到1.0mm)較好，設定為不到0.1mm(和板狀構件103之平板部接合時，合計不到0.2mm)更好。 這是因為堆積層形成面108的段差(平板部11上表面與基材101上表面的高度之差，參照第4B圖)越大，則粉末越難附著於管104的端面，相反地，段差越小，就越可在包含管104端面的區域全體形成均勻的皮膜。

如以上說明，在實施形態1中，係在基材101上配置管104，對於此管104之表面(板狀構件102側之面)及其周圍的基材101上表面藉由冷噴塗法形成金屬堆積層105。如此所形成的金屬堆積層105既無相變態也抑制了氧化，所以具有高的傳熱性。此外，在材料粉末衝撞基材(或先形成的皮膜)之際，在粉末與基材之間產生塑性變形而得到定準(anchor)效應，並且彼此的氧化皮膜被破壞而產生新生面彼此的金屬結合，所以金屬堆積層105與管104的密合強度也變高，可抑制熱阻。再者，在實施形態1方面，係使用滿足上述條件的板狀構件102形成管104，所以可遍及包含管104端面的堆積層形成面108全體，而形成均勻且密合強度相對於下層高的金屬堆積層105。因此，藉由實施形態1，可在管104與金屬堆積層105之間得到良好的傳熱性，並可使在管104內部流通的流體與至少金屬堆積層105側的附有流路之構件100的表面之間的傳熱性比以往更加提高。此外，也可以抑制管104的晃蕩。

實施例

利用SUS製作了使平板部11與凸部12形成的角度θ及平板部11之端部的厚度t₀變化的複數個板狀構件102。進行了將此SUS構件以使凸部朝向上方的狀態直接載置於鋁(Al)基材上，藉由冷噴塗法形成銅(Cu)皮膜的實驗。第9圖至第11G圖中顯示其結果。再者，在此實驗中，厚度t₀和堆積層形成面的段差相等。

第9圖為顯示在Al基材上配置SUS構件，從該等之上形成有Cu皮膜(金屬堆積層)之構造物的剖面的照片，顯示θ=120°、t₀=0.1mm的情況。如第9圖所示，此情況，雖然在凸部之斜面的一部分也看得到Cu皮膜厚度薄的部分，但在SUS構件及Al基材上的全體可無間隙地形成Cu皮膜。

第10A圖為顯示使角度θ變化時的區域A(第9圖)之Cu皮膜狀態的表。此外，第10B圖為放大顯示θ=100°時之區域A附近的照片。第10C圖為放大顯示θ=110°時之區域A附近的SEM(掃描式電子顯微鏡)照片。

如第10A圖所示，設定為θ≦100°時，在銅皮膜內一部分產生了空孔。此被認為是Cu粉末的堆積密度局部降低所致(參照第10B圖)。另一方面，設定為θ≧110°時，在銅皮膜內看不到空孔，可形成均勻且密度高的Cu皮膜(參照第10C圖)。

第11A圖為顯示使厚度t₀變化時的區域B(第9圖)之Cu皮膜的狀態的表。此外，第11B圖至第11G圖為對應於設定為t₀=0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.8mm、1.0mm、2.0mm時的區域B附近的SEM照片。

如第11A圖至第11C圖所示，將SUS構件之端部的厚度(離Al基材的段差)t設定為0.2mm以下時，在SUS構件的側面也可以無間隙地形成Cu皮膜。此外，在SUS構件及Al基材上也可以一體地形成均勻的Cu皮膜。

如第11D圖、第11E圖所示，設定為厚度t₀=0.4mm、0.8mm時，雖然在堆積的Cu皮膜內的一部分看得到間隙，但在SUS構件的側面可以無間隙地形成Cu皮膜。

另一方面，如第11F圖、第11G圖所示，設定為厚度t₀=1.0mm、2.0mm時，難以在SUS構件的側面形成Cu皮膜，越增厚厚度t₀，則SUS構件的側面與Cu皮膜間的間隙變得越大。此外，形成於Al基材上的Cu皮膜與形成於SUS構件上的Cu皮膜完全地分離了。

(變形例1-1)

其次，就實施形態1之變形例1-1進行說明。第12圖至第14圖為顯示關於變形例1-1的附有流路之構件之構造的剖面圖。

在附有流路之構件中，形成流路的板狀構件之凸部的形狀不受第1圖所示者限定。例如，也可以如第12圖所示，接合具有被三邊包圍的凸部13之板狀構件111、112而製作管113，形成剖面形狀為六角形的流路13a。再者，也可以使六角形之角的部分帶有圓形。

此外，也可以如第13圖所示，接合具有大致半橢圓形狀的凸部14之板狀構件121、122而製作管123，形成剖面形狀為大致橢圓形的流路14a。此情況，為了在從平板部11轉移到凸部14的區域中兩者形成的角度超過90°，最好使該部分之角帶有圓形、或使大致橢圓形的流路14a少許成為扁平。

或者，也可以如第14圖所示，接合具有正弦曲線(sincurve)形狀的凸部15之板狀構件131、132而製作管133。此情況，從平板部11轉移到凸部15的區域成為平緩的曲線，所以在該轉移的區域也更加容易形成均勻的金屬堆積層105。

(變形例1-2)

其次，就實施形態1之變形例1-2進行說明。第15圖及第16 圖為顯示關於變形例1-2的附有流路之構件的一部分構造的剖面圖，顯示金屬堆積層105(參照第1圖)形成前的狀態。

在上述的實施形態1中，僅將板狀構件103側的凸部12載置於設置在基材101的凹部107內。然而，也可以如例如第15圖所示，將到板狀構件103側的平板部11為止載置於基材141內。此情況，只要將可載置板狀構件103側的凸部12及平板部11的凹部142設置於基材141即可。藉由此變形例1-2，可減少對於各板狀構件102、103之平板部11之厚度t₀的限制。

或者，也可以如第16圖所示，將可載置到板狀構件102側的平板部11為止的凹部144設置於基材143。此情況，由於板狀構件102之平板部11的上表面與基材143的上表面的高度一致，所以可消除對於平板部11之端部之厚度t₀的限制。

再者，也可以將此等變形例1-2適用於上述的變形例1-1。

(變形例1-3)

其次，就實施形態1之變形例1-3進行說明。第17圖至第19圖為顯示關於變形例1-3的附有流路之構件之一部分構造的剖面圖，顯示金屬堆積層105(參照第1圖)形成前的狀態。

在上述的實施形態1中，使板狀構件102、103之平板部11之寬度方向的長度彼此一致。然而，也可以如第17圖所示，使配置於基材101側的板狀構件152之平板部17的寬度方向的長度比配置於其上的板狀構件151之平板部16的長度更長，並且使板狀構件152之端部比板狀構件151之端部更延伸出外側。

此處，係如上述，為了要藉由冷噴塗法在平板部11之端面也形成均勻的金屬堆積層105(參照第1圖)，最好將堆積層形成面108 的段差設為0.8mm以下。因此，由於在實施形態1中接合兩個板狀構件102、103，所以必須將各板狀構件102、103之平板部11的厚度設為0.4mm以下。然而，在變形例1-3中，為了使堆積層形成面153的段差以兩階段變化，只要將相當於此等段差的板狀構件152之厚度t₁及151之厚度(板厚)t₂分別設為0.8mm以下即可。因此，此情況，可減少對於板厚t₁、t₂的限制。

(變形例1-4)

如第18圖所示，在變形例1-4中，將板狀構件161、162各者之平板部18、19的端部以寬度方向的長度越接近基材101就變得越長的方式切成錐狀。再者，此時，使基材101側的板狀構件162之端面比配置於其上的板狀構件161之端面更延伸出外側。藉此，以傾斜面從基材101的上表面連接到平板部18的上表面，以抑制堆積層形成面163的段差之影響。此情況，由於在平板部18、19之端部(即傾斜面)也可容易形成均勻的金屬堆積層105，所以可減少對於平板部18、19之板厚的限制。

(變形例1-5)

如第19圖所示，在變形例1-5中，將板狀構件171、172各者之平板部20、21的端部以寬度方向的長度越接近基材101就變得越長的方式切成錐狀，並且使基材101側的平板部21比另一方的平板部20更延伸出外側。藉此，可更加減少對於平板部20、21之板厚的限制。

(實施形態2)

其次，就本發明之實施形態2進行說明。

第20圖為顯示關於實施形態2的附有流路之構件的構造的剖 面圖。如第20圖所示，關於實施形態2的附有流路之構件200係具備基材201、由板狀構件202、203構成的管204、及由冷噴塗法所形成的金屬堆積層205。再者，形成基材201、管204及金屬堆積層205的材料和在實施形態1中說明過的材料同樣。

如第21圖所示，和第1圖所示的板狀構件102同樣，一方的板狀構件202具有主面通過同一平面上的兩個平板部22、及設置於該兩個平板部22之間的凸部23。此外，另一方的板狀構件203構成為平板狀。板狀構件202在平板部22之主面中之在凸部23的頂點相反側之主面和板狀構件203接合。藉此，在凸部23與板狀構件203之間形成使流體流通的流路206。再者，對於板狀構件202之形狀及厚度的條件和在實施形態1中說明過的板狀構件102同樣。

此種附有流路之構件200係藉由下述方法而製造：在構成為平板狀的基材201之上表面固定管204，在管204表面及其周圍的基材201之上表面使用冷噴塗裝置60形成金屬堆積層205。

根據以上說明的實施形態2，由於管204之下側之面成為平板狀，所以無需對於基材201形成凹部，即可簡化製程。

再者，在實施形態2中，也可以和上述的實施形態1之變形例1-1同樣，將凸部23的剖面形狀設為所希望的形狀。此外，也可以和變形例1-2至1-5同樣，在基材201之上表面設置載置板狀構件203或平板部22的凹部等，以減低或解除基材201之上表面與平板部22之上表面之間的段差。

(變形例2-1)

其次，就實施形態2之變形例2-1進行說明。

在實施形態2中，雖對於具有凸部23的板狀構件202接合有平板狀的板狀構件203，但也可以取而代之，將具有和板狀構件202相同方向的凸部之第2板狀構件接合於板狀構件202。此情況，最好使第2板狀構件的凸形狀比凸部23更淺。藉此，在板狀構件202與第2板狀構件之間形成成為流路的空間。再者，此情況，也可以藉由將配置第2板狀構件的基材201之上表面成形為凸狀，以減少在與第2板狀構件之間產生的空隙。

(實施形態3)

其次，就本發明之實施形態3進行說明。

第22圖為顯示關於實施形態3的附有流路之構件之構造的剖面圖。如第22圖所示，關於實施形態3的附有流路之構件300具備基材301、和基材301共同構成流路之一部分的板狀構件302、及金屬堆積層303。

和第1圖所示的板狀構件102同樣，板狀構件302具有主面通過同一平面上的兩個平板部31、及設置於該兩個平板部31之間的凸部32。此板狀構件302係將平板部31之主面中之在凸部32的頂點相反側之主面朝向基材301，直接配置於基材301上。藉此，在凸部32與基材301之間形成使流體流通的流路304。再者，對於板狀構件302之形狀及厚度t₀的條件和在實施形態1中說明過的條件同樣。

基材301、板狀構件302及金屬堆積層303的材料和在實施形態1中說明過的材料同樣，最好按照流通於流路304的流體適當選擇。特別是在實施形態3中，由於流體也直接接觸基材301，所以最好利用對於流體具有耐蝕性的材料形成基材301。例如， 使自來水或海水流通於流路的情況，最好以SUS形成基材301。

此種附有流路之構件300係藉由下述方法而製造：在基材301之上表面固定板狀構件302，在板狀構件302表面及其周圍的基材301之上表面使用冷噴塗裝置60形成金屬堆積層303。

根據以上說明的實施形態3，可削減構成附有流路之構件300的零件件數，並且可簡化製造步驟。

再者，在實施形態3中，也可以和實施形態1之變形例1-1同樣，將凸部32的形狀設為所希望的形狀。此外，也可以和變形例1-2、1-4同樣，在基材301之上表面設置載置平板部31的凹部、或將平板部31之端部設為錐狀等，以減少或解除基材301之上表面與平板部22之上表面間的段差。

(實施形態4)

其次，就本發明之實施形態4進行說明。

第23圖為顯示關於實施形態4的附有流路之構件之構造的剖面圖。如第23圖所示，關於實施形態4的附有流路之構件400具備由板狀構件102、103構成的管104、及藉由冷噴塗法形成於其兩側的金屬堆積層401及402。再者，關於形成板狀構件102、103及金屬堆積層401、402的材料，和在實施形態1中說明過的材料同樣。

茲一面參照第24圖至第25B圖，一面說明關於實施形態4的附有流路之構件之製造方法。第24圖為顯示關於實施形態4的附有流路之構件之製造方法的流程圖。再者，第24圖所示的步驟S41及42對應於第3圖所示的步驟S11及12，所以省略說明。

在步驟S43，如第25A圖所示，在預先形成有載置板狀構件 103之凸部12的凹部404之工具403上載置由板狀構件102、103製作的管104。此時，可以將一方的板狀構件103利用接著劑等暫時固定於工具403，也可以只是將凸部12嵌入凹部404。

在接續的步驟S44，將管104表面及其周圍的工具403上表面作為堆積層形成面405，藉由冷噴塗法形成金屬堆積層401。

在步驟S45，如第25B圖所示，從工具403卸下板狀構件102、103(管104)及金屬堆積層401。

再在步驟S46，將露出的板狀構件103及其周圍的金屬堆積層401表面作為堆積層形成面406，藉由冷噴塗法形成金屬堆積層402。藉此，以金屬堆積層401、402覆蓋著管104周圍的附有流路之構件400完成。再者，此後，也可以再挖掘不要的部分等，來成形金屬堆積層401、402的表面。

根據以上說明的實施形態4，由於在管104的周圍全體形成與管表面密合強度高的金屬堆積層401、402，所以可使在管104內部流通的流體與附有流路之構件400的兩面之間的傳熱性比以往更加提高。

再者，也可以對於關於實施形態2及其變形例2-1的附有流路之構件適用關於實施形態4的附有流路之構件之製造方法。

11‧‧‧平板部

12‧‧‧凸部

100‧‧‧附有流路之構件

101‧‧‧基材

102、103‧‧‧板狀構件

104‧‧‧管

105‧‧‧金屬堆積層

106‧‧‧流路(空間)

Claims (16)

1. 一種附有流路之構件，係在構件內部設有流路的附有流路之構件，其特徵在於具備：基材，其係由金屬或合金所形成；板狀構件，其係具有由金屬或合金形成之呈板狀且位於寬度方向的兩端部而主面通過同一平面上的兩個平板部、及設置於該兩個平板部之間且板厚方向的剖面構成對於前述平板部突起之形狀的凸部，形成前述流路；及金屬堆積層，其係藉由下述方法而形成：於前述平板部之主面中之在前述凸部的頂點相反側之主面與前述基材對向配置的狀態下，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末堆積於前述板狀構件之前述凸部的頂點側之表面及前述基材之表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之附有流路之構件，其中復具備第2板狀構件，其係由金屬或合金形成且呈板狀，與前述板狀構件的前述相反側之主面接合，和前述板狀構件共同形成前述流路。
3. 如申請專利範圍第2項所述之附有流路之構件，其中前述第2板狀構件構成平板狀。
4. 如申請專利範圍第2項所述之附有流路之構件，其中前述第2板狀構件具有位於寬度方向的兩端部且主面通過同一平面上的兩個第2平板部、及設置於該兩個第2平板部之間且板厚方向的剖面構成對於前述第2平板部突起之形狀的第2凸部，於前述兩個第2平板部之主面中之在前述第2凸部的頂點相反側 之主面，和前述板狀構件之前述兩個平板部的前述相反側之主面分別接合，前述基材具有形成於構成平面的表面，可載置前述第2凸部的凹部，前述金屬堆積層係以將前述第2凸部載置於前述凹部的狀態所形成。
5. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之附有流路之構件，其中前述第2板狀構件的寬度方向之長度比前述板狀構件長。
6. 如申請專利範圍第1項所述之附有流路之構件，其中前述板狀構件之端部的寬度方向之長度越接近前述基材越長。
7. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之附有流路之構件，其中前述板狀構件之端部的寬度方向之長度越接近前述基材越長，於前述第2板狀構件之端面中，前述第2板狀構件之端部的寬度方向之長度越接近前述基材越長，且該端部比前述板狀構件延伸出外側。
8. 如申請專利範圍第1項所述之附有流路之構件，其中前述平板部與前述凸部相對於該平板部上升的方向形成的角度小於90度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之附有流路之構件，其中前述平板部與前述凸部對於該平板部上升的方向形成的角度小於70度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之附有流路之構件，其中前述基材 之表面與前述板狀構件之上表面間的段差為0.8mm以下。
11. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之附有流路之構件，其中前述基材係藉由下述方法而形成：將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末至少堆積於前述第2板狀構件之表面。
12. 如申請專利範圍第1項所述之附有流路之構件，其中前述板狀構件係由不銹鋼、銅或銅合金所形成，前述基材及前述金屬堆積層係由鋁或鋁合金所形成。
13. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之附有流路之構件，其中前述第2板狀構件係由不銹鋼、銅或銅合金所形成。
14. 一種附有流路之構件之製造方法，係在由金屬或合金所形成的構件內部設有流路的附有流路之構件之製造方法，其特徵在於包含：將板狀構件於平板部之主面中之在凸部的頂點相反側之主面與基材相對向的狀態下配置於由金屬或合金所形成的基材上之步驟，該板狀構件係具有由金屬或合金形成之呈板狀且位於寬度方向的兩端部而前述主面通過同一平面上的兩個前述平板部、及設置於該兩個平板部之間且板厚方向的剖面構成對於前述平板部突起之形狀的凸部，形成前述流路；及金屬堆積層形成步驟，其係藉由下述方法而形成金屬堆積層：以在前述基材上配置有前述板狀構件的狀態，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末堆積於前述板狀構件之前述凸部的頂點側之表面及前述基材之表面。
15. 如申請專利範圍第14項所述之附有流路之構件之製造方法，其中前述板狀構件配置步驟係：在前述基材上配置第2板狀構件；該第2板狀構件係由金屬或合金形成且呈板狀，與前述板狀構件的前述相反側之主面接合，和前述板狀構件共同形成前述流路。
16. 如申請專利範圍第15項所述之附有流路之構件之製造方法，其中，復包含第2金屬堆積層形成步驟，其係藉由下述方法而形成第2金屬堆積層：去除前述基材，將由金屬或合金構成的粉末和氣體共同加速，在固相狀態下噴射而使前述粉末堆積於前述第2板狀構件之表面及前述金屬堆積層之露出面。