TW202035776A - 接合零件 - Google Patents
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Abstract
本發明有關一種通過摩擦攪拌焊接來焊接被接合部件而成的接合零件。
Description
本發明有關一種通過摩擦攪拌焊接而焊接的供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件。
在對半導體基板或玻璃等沉積薄膜的技術中,使用利用化學反應進行沉積的化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)或原子層沉積法(Atomic Layer Deposition,ALD)。
像這種化學氣相沉積或原子層沉積等一樣執行薄膜沉積的裝備用於製造半導體元件。於這種薄膜沉積裝備中,為了供給在晶圓上沉積薄膜所需的反應處理流體而在腔室內主要具備簇射頭。簇射頭發揮將反應處理流體以薄膜沉積所要求的適當的分佈噴射到晶圓上的作用。
作為這種簇射頭,公知有韓國註冊專利第10-0769522號(以下,稱為“專利文獻1”)中所記載的簇射頭。
專利文獻1可通過導引槽將流入在主孔及輔助孔的反應氣體噴射到晶圓表面。
另一方面,在用以製造顯示器的真空腔室內部具有使氣體均勻地噴射到玻璃上的導流器(diffuser)。顯示器是向陣列基板與彩色濾光片基板之間注射液晶而利用其特性獲得圖像效果的非發光元件。這種陣列基板及彩色濾光片基板分別通過在包括玻璃等材質的透明玻璃上進行數次薄膜沉積、圖案化及蝕刻制程而製造。在此情況下,在反應物質及源物質以氣態流入到真空腔室內部而想要進行沉積制程時,所流入的氣體通過導流器而沉積到設置在基座上的玻璃上並形成膜質。
作為這種導流器,公知有韓國註冊專利第10-1352923號(以下,稱為“專利文獻2”)中所記載的導流器。
在專利文獻2中,所述導流器配置到腔室內的上部區域,向玻璃基板的表面提供沉積物質。
如專利文獻1的簇射頭及專利文獻2的導流器的流體透過部件會受到密閉的制程腔室內的溫度的影響。在流體透過部件受到溫度的影響的情況下,流體透過部件本身會產生溫度偏差而發生變形。因此,產生處理流體分配方向及密度不均勻的問題。換句話說,具有如下問題:在流體透過部件受到制程腔室內的溫度的影響的情況下,產品發生變形,對產品的功能造成不良影響。
另一方面,為了彌補流體透過部件根據溫度受到的不良影響,可考慮通過像圖1一樣在流體透過部件的內部形成可調節溫度的空間而調節溫度。作為用以製造在內部具備可調節溫度的空間的流體透過部件的方法,可利用熔融金屬填充材料進行焊接或接合的方式。圖1是表示成為本發明的構思背景的技術的圖,其是將利用熔融金屬填充材料進行焊接或接合的方式製造的流體透過部件局部放大而表示的圖。圖1的(a)是表示利用熔融金屬填充材料進行焊接或接合的方式前的被接合部件1的圖,圖1的(b)是表示利用熔融金屬填充材料進行焊接或接合的方式後製造的流體透過部件的一部分的圖。
如圖1的(a)所示,可在各被接合部件1的介面對向地形成用以形成溫度調節空間的溝槽2。熔融金屬填充材料而焊接或接合形成有溝槽2的被接合部件1,在焊接或接合後,可通過穿孔方式在未形成溫度調節空間的區域形成孔4。
然而,上述背景技術是利用金屬填充材料(例如,在焊接的情況下為焊材(filler metal))在熔融狀態下進行焊接或接合的方式,因此會產生如下問題:在通過孔4注入處理流體的情況下,作為焊接或接合部位的焊接部或接合部3的金屬填充材料暴露到處理流體而腐蝕加深。具體而言,背景技術呈在孔4的內壁也存在焊接部或接合部3的狀態,因此會產生如下問題:因通過孔4的內壁的處理流體而焊接部或接合部3露出,從而發生腐蝕。
這種問題會通過作為被接合部件1間的介面的焊接部或接合部3傳達到如溝槽2的溫度調節空間而對溫度調節空間造成不良影響。其結果,會導致溫度調節空間產生嚴重的功能誤差。在產生溫度調節空間的功能誤差的情況下,會產生如下問題:流體透過部件的溫度變得不均勻而孔4的位置發生變形,產品本身發生變形。因此,具有會產生流體透過部件的功能誤差的問題。
如上所述,根據成為本發明的構思背景的技術,現有的熔融接合方式具有會引起各種問題的缺點。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
(專利文獻1)韓國註冊專利第10-0769522號
(專利文獻2)韓國註冊專利第10-1352923號
[發明欲解決的課題]
本發明是為了解決上述問題而提出,其目的在於提供一種通過摩擦攪拌焊接製成可調節溫度的構造,從而可確保溫度的均勻性,將產品的變形最小化的接合零件。
[解決課題的手段]
本發明的一特徵的供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其特徵在於包括:中空通道,形成到所述接合零件的內部,具備溫度調節單元;以及孔,上下貫通所述被接合部件,供所述處理流體通過;且通過摩擦攪拌焊接形成的所述焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
本發明的另一特徵的供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其特徵在於包括:中空通道,形成到所述接合零件的內部,具備溫度調節單元;以及孔,上下貫通通過所述摩擦攪拌焊接形成的焊接區域的至少一部分重疊而成的重疊部,供所述處理流體通過;且通過摩擦攪拌焊接形成的所述焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
另外,所述供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件的特徵在於:通過摩擦攪拌焊接形成的所述焊接區域沿所述中空通道形成。
另外,所述供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件的特徵在於:所述溫度調節單元為流體。
另外,所述供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件的特徵在於:所述溫度調節單元為熱線。
另外,所述供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件的特徵在於:按照3 mm以上且15 mm以下的相隔距離形成多個所述孔。
另外,所述供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件的特徵在於:所述接合零件具備到蝕刻裝備、清洗裝備、熱處理裝備、離子注入裝備、濺鍍裝備或化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)裝備。
本發明的另一特徵的供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其特徵在於包括:多個孔,上下貫通所述被接合部件,供所述處理流體通過;以及中空通道,具備到所述孔與孔之間,具備溫度調節單元;且按照3 mm以上且15 mm以下的相隔距離形成所述孔,通過摩擦攪拌焊接形成的所述焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
本發明的另一特徵的供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過的接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其特徵在於包括:多個中空通道,形成到所述接合零件的內部,具備溫度調節單元;以及至少兩個孔,在所述中空通道與中空通道之間上下貫通所述被接合部件,供所述處理流體通過;且按照3 mm以上且15 mm以下的相隔距離形成所述孔,通過摩擦攪拌焊接形成的所述焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
[發明效果]
如上所述,本發明的接合零件可發揮如下效果:阻斷中空通道與孔之間的不良的相互作用而有效地確保產品本身的溫度均勻性,因此可將產品變形最小化且不產生功能誤差。
以下內容僅例示發明的原理。因此,雖未在本說明書中明確地進行說明或圖示,但本領域技術人員可實現發明的原理而發明包括在發明的概念與範圍內的各種裝置。另外,應理解,本說明書中所列舉的所有附有條件的術語及實施例在原則上僅明確地用於理解發明的概念,並不限制於像這樣特別列舉的實施例及狀態。
上述目的、特徵及優點根據與所附圖式相關的以下的詳細說明而變得更明確,因此發明所屬的技術領域內的普通技術人員可容易地實施發明的技術思想。
參考作為本發明的理想的例示圖的剖面圖及/或立體圖,對本說明書中所記述的實施例進行說明。為了有效地說明技術內容,誇張地表示這些所附圖式中所示的部件及區域的厚度及孔的直徑等。例示圖的形態會因製造技術及/或容許誤差等而變形。另外,所附圖式中所示的孔的個數僅例示性地在所附圖式中表示一部分。因此,本發明的實施例也包括根據制程發生的形態的變化,並不限制於所圖示的特定形態。
在對各種實施例進行說明時,即便實施例不同,方便起見而也對執行相同的功能的構成要素賦予相同的名稱及相同的參照符號。另外,方便起見,省略已在其他實施例中說明的構成及動作。
以下,參照所附圖式,詳細地對本發明的優選實施例進行說明。
圖2是將通過作為本發明的技術特徵的摩擦攪拌焊接而焊接的本發明的優選的第一實施例的接合零件100的焊接部位局部放大而概略性地表示的圖。如圖2的(a)所示,可通過摩擦攪拌焊接而焊接至少兩個被接合部件1。在圖2中,作為一例,表示為至少兩個被接合部件1上下積層而通過摩擦攪拌焊接來焊接,但並不限定於此。
如圖2所示,接合零件100包括:至少兩個被接合部件1;中空通道200,形成到接合零件100的內部,具備溫度調節單元;以及孔4,上下貫通被接合部件1,供處理流體通過。在被接合部件1上下積層而焊接的情況下,被接合部件1可包括在圖中位於下部的第一被接合部件1a、及位於第一被接合部件1a的上部面的第二被接合部件1b。
如圖2的(a)所示,可通過摩擦攪拌焊接而焊接第一被接合部件1a與第二被接合部件1b。被接合部件1的介面的至少一部分作為接觸部位而通過摩擦攪拌焊接彼此接合來形成焊接區域w,除形成焊接區域w的接觸部位以外的至少一部分可不接合。
例如,在焊接兩個被接合部件的整個介面的情況下,兩個被接合部件根據溫度梯度而一體地進行動作。相反地,如本發明的優選實施例,在通過摩擦攪拌焊接而焊接至少兩個被接合部件1的介面的至少一部分且未焊接至少一部分的情況下,被接合部件1在除焊接區域w以外的區域單獨地進行動作。在局部焊接被接合部件1的構成中,截面面積上下分為兩部分而通過彎曲力單獨地進行動作,與此相反,在焊接整個被接合部件的構成中,截面面積通過彎曲力一體地進行動作。因此,與至少兩個被接合部件1彼此整體焊接的構成相比,像本發明的實施例一樣至少兩個被接合部件1彼此局部地焊接的構成可更迅速地實現由溫度調節單元進行的彎曲變形修正。
摩擦攪拌焊接為不使原材料熔融而進行焊接的方式,因此與現有的熔融焊接或接合方式相比,較少地產生因從液態變成固態產生的如氣孔、凝固龜裂、殘餘應力等的缺陷。在被接合部件1的介面形成的接觸部位通過摩擦攪拌焊接彼此接合的情況下,接觸工具10b而產生熱。此後,接觸結合在工具10b的上部的焊料10a而擴大加熱區域,之後因工具10b或被接合部件1移動而工具下方的原材料塑性流動,從而形成摩擦攪拌焊接焊塊區(nugget zone),由此實現接合。焊塊區是因較高的熱量及變形量而發生恢復與再結晶的部分,也將焊塊區稱為動態再結晶部。
以如下方式形成焊塊區:不同於通過熱進行熔融的普通焊接,通過摩擦熱及攪拌而在熔點以下的固態下,原材料實現動態再結晶。焊塊區的直徑大於工具10b的直徑且小於焊料10a的直徑。焊塊區的尺寸根據包括工具10b及焊料10a的焊接工具10的旋轉速度而發生變化,如果旋轉速度較快,則焊塊區的尺寸減小。然而,如果旋轉速度過快,則晶粒的形狀變得不完整,會在晶粒不完整的部分產生缺陷。在摩擦攪拌焊接被接合部件1而混合而成的焊塊區的周邊,形成包覆焊塊區周邊形成的熱-機械影響區(thermo-mechanically affected zone,TMAZ)及包覆所述熱-機械影響區形成的熱影響區(heat affected zone,HAZ)。
熱-機械影響區作為在與焊接工具10的焊料10a的接觸面因摩擦引起的塑性變形而發生局部再結晶的部位,其是因摩擦而同時發生熱變形及焊料10a的機械變形的區域。在熱-機械影響區傾斜地分佈因原材料的極其嚴重的塑性流動及變形而軟化的結晶組織。
熱影響區作為較熱-機械影響區更受熱影響的部分,產生斜線形狀的晶粒,形成多個氣孔。
通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w可包括所述焊塊區、熱-機械影響區及熱影響區。優選地,焊接區域w中焊塊區及熱-機械影響區形成至被接合部件1的介面下方,但可為焊塊區形成至被接合部件1的介面下方。
被接合部件1的材質只要為如下材質,則可包括任一材質:因高速旋轉的工具10b與被接合部件1相互摩擦而產生摩擦熱,因這種摩擦熱而工具10b周邊的被接合部件1軟化,通過工具10b的攪拌,因被接合部件1塑性流動而可強制性地混合接合面的被接合部件1。構成接合零件100的被接合部件1的材質可包括鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金、碳鋼或不銹鋼中的至少一種。被接合部件1的材質可包括包含鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等非鐵金屬及碳鋼或不銹鋼中的至少一種,材質並不限定於此。
在摩擦攪拌焊接至少兩個被接合部件1的情況下,至少兩個被接合部件1可包括異種的金屬材質。例如,在第一被接合部件1a包括作為如上所述的材質的構成之一的鋁的情況下,第二被接合部件1b可包括不銹鋼。另一方面,被接合部件1也可包括同種的金屬材質。例如,在第一被接合部件1a包括鋁材質的情況下,第二被接合部件1b也可包括鋁材質,在第一被接合部件1a為不銹鋼的情況下,第二被接合部件1b也可包括不銹鋼。摩擦攪拌焊接是以固態實現接合,因此可穩定地接合熔融點不同的部件。換句話說,可穩定地接合異種的金屬材質。尤其,焊接區域w中包括的焊塊區作為發生動態再結晶的區域,具有抗外部振動或衝擊較強的構造。另外,焊接區域w中包括的熱-機械影響區作為兩個部件一同旋轉而接合的區域,混合被接合部件1,因此可表現出抗外部衝擊及振動較強的構造特徵。與如在熔融狀態下接合金屬填充材料的焊接或接合方式的其他焊接相比,摩擦攪拌焊接無需熱源、焊條、焊材(filler metal)等,因此在焊接過程中,不排出有害光線及有害物質。另外,由於發生動態再結晶,因此可防止會在熔融接合時產生的凝固龜裂,幾乎不變形而機械性質優異。
如上所述,本發明在接合零件100的內部形成具有高強度及高焊接性的焊接區域w,去除具備溫度調節單元的中空通道200與供處理流體通過的孔4之間的水平介面的至少一部分,從而可將在孔4的內部產生的顆粒向中空通道200移動的情況防患於未然。另外,防止通過孔4的處理流體沿水平介面滲入而到達中空通道200,防止通過中空通道200的如溫度調節用流體的溫度調節單元沿水平介面滲入而到達孔4。
被接合部件1可在至少任一介面形成溝槽2。因此,在第一被接合部件1a及第二被接合部件1b通過摩擦攪拌焊接彼此接合而形成為接合零件100時,在接合零件100的內部形成中空通道200。在介面形成溝槽2的情況下,被接合部件1可具備形成有溝槽2的溝槽區域及未形成溝槽2的非溝槽區域2'。例如,在第一被接合部件1a的介面形成溝槽2的情況下,第一被接合部件1a可具備溝槽區域及非溝槽區域2'。在此情況下,相互對向的第一被接合部件1a的溝槽區域與第二被接合部件1b的一區域不相互焊接,相互對向的第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的另一區域通過摩擦攪拌焊接而焊接,從而可形成焊接區域w。在此情況下,相互對向的第一被接合部件1a的非溝槽區域2'與第二被接合部件1b的另一區域的至少一部分通過摩擦攪拌焊接而焊接,從而可形成焊接區域w。
另一方面,在相互對向的第一被接合部件1a的非溝槽區域2'與第二被接合部件1b的另一區域中的未形成焊接區域w的位置,可上下貫通被接合部件1而形成孔4。如上所述的孔4供處理流體通過。孔4形成到相互對向的第一被接合部件1a的非溝槽區域2'與第二被接合部件1b的另一區域且未形成焊接區域w的位置,可優選為以可在中空通道200與孔4之間形成焊接區域w的方式形成。因此,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分,從而不產生因中空通道200與孔4間洩漏或腐蝕導致顆粒洩漏的影響等不良的相互作用。
如圖2所示,被接合部件1形成為可嵌合的形態,從而可在通過摩擦攪拌焊接而接合前進行一次嵌合。可嵌合的形態的被接合部件1可在至少任一被接合部件1的介面形成如溝槽2的凹陷部,在其餘任一被接合部件1的介面形成突起部7。在本發明中,作為一例,表示為在第一被接合部件1a的介面形成溝槽2且在第二被接合部件1b的介面形成突起部7而嵌合,但被接合部件1的形狀並不限定於此。換句話說,被接合部件1可呈除嵌合形狀以外的其他形狀。另外,在本發明中,作為一例,表示為溝槽2及突起部7形成為上寬下窄的形態,但溝槽2及突起部7的形狀並不限定於此。以下,表示為被接合部件1形成為可嵌合的形態而構成接合零件100來進行說明。
在第一被接合部件1a的介面可具備形成溝槽2的溝槽區域及未形成溝槽的非溝槽區域2'。另一方面,在第二被接合部件1b的介面可具備形成突起部7的突起部區域及未形成突起部7的非突起部區域7'。在此情況下,第一被接合部件1a的溝槽區域與第二被接合部件1b的突起部區域可相互對向,第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域相互對向。
形成到第一被接合部件1a的介面的溝槽2能夠以深於突起部7的深度形成,以便在嵌合第二被接合部件1b的突起部7時,不使突起部7的下表面與溝槽2的下表面接觸。因此,如果在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b,則會在第一被接合部件1a的溝槽2與第二被接合部件1b的突起部7之間形成溫度調節空間。在第一被接合部件1a與第二被接合部件1b通過摩擦攪拌焊接而焊接形成為接合零件100時,如上所述的溫度調節空間可在接合零件100的內部形成中空通道200。
嵌合被接合部件1而會形成接觸部位。接觸部位通過摩擦攪拌焊接彼此接合,因此可形成焊接區域w。如圖2的(a)所示,可在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b。在此情況下,可在第一被接合部件1a的溝槽2嵌合第二被接合部件1b的突起部7。第二被接合部件1b的突起部7的下表面不與第一被接合部件1a的溝槽2的下表面接觸,第二被接合部件1b的突起部7的寬度方向上的左右外側可與第一被接合部件1a的溝槽2的寬度方向上的左右內側的至少一部分接觸而嵌合。因此,在溝槽2與突起部7之間的水平介面形成接觸部位。以下,作為一例,說明為以嵌合形態形成被接合部件1而通過摩擦攪拌焊接來焊接,因此以下提及的接觸部位可指溝槽2與突起部7之間的介面。另外,在接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w,因此可在焊接區域w的範圍內包括被接合部件1的水平介面的至少一部分。
在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b,第一被接合部件1a的溝槽2的寬度方向上的左右內側的至少一部分與第二被接合部件1b的突起部7的寬度方向上的左右外側接觸而形成的接觸部位通過摩擦攪拌焊接彼此接合,因此可形成焊接區域w。具體而言,第一被接合部件1a的溝槽2的寬度方向左側的內側(圖中)與第二被接合部件1b的突起部7的寬度方向左側的外側(圖中)接觸而在溝槽2與突起部7之間的水平介面形成接觸部位,通過摩擦攪拌焊接接合如上所述的左側接觸部位的至少一部分,從而可形成焊接區域w。另外,第一被接合部件1a的溝槽2的寬度方向右側的內側與第二被接合部件1b的突起部7的寬度方向右側的外側接觸而形成接觸部位,通過摩擦攪拌焊接接合如上所述的右側接觸部位的至少一部分,從而可形成焊接區域w。分別通過摩擦攪拌焊接接合所嵌合的被接合部件1的左側接觸部位的至少一部分與右側接觸部位的至少一部分而形成焊接區域w,因此接合零件100可呈在至少一部分形成有多個焊接區域w的形態。
在第一實施例的接合零件100中,作為一例,表示為焊接區域w分別形成到如上所述的左側接觸部位、右側接觸部位的至少一部分來進行了說明,但焊接區域w將左側接觸部位的至少一部分、右側接觸部位的至少一部分包括到一個焊接區域w的範圍內,因此寬於第一被接合部件1a的溝槽2及第二被接合部件1b的突起部的寬度,能夠以低於中空通道200與孔4之間的水平介面,並且不超過第二被接合部件1b的突起部的高度的深度形成。
如上所述,由第一被接合部件1a的溝槽2及第二被接合部件1b的突起部7構成的溫度調節空間、即接合零件100的中空通道200在被接合部件1的接觸部位形成焊接區域w,由此可形成貫通接合零件100的內部的形態。可通過如下方式形成上述形態:在與中空通道200鄰接的部位,由焊接區域w去除被接合部件1的介面。因此,可阻斷可沿被接合部件1的介面流向中空通道200的顆粒及不良影響。
如圖2的(b)所示,可在相互對向的第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域的至少一部分形成上下貫通被接合部件1且供處理流體通過的孔4。具體而言,在第一被接合部件1a的介面隔開地形成多個溝槽2,從而可形成為溝槽區域與非溝槽區域2'交錯的形態。另外,在第二被接合部件1b的介面隔開地形成多個突起部7,從而可形成為突起部區域與非突起部區域7'交錯的形態。在此情況下,第一被接合部件1a的溝槽區域與第二被接合部件1b的突起部區域相互對向,第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域相互對向。如上所述的第一被接合部件1a及第二被接合部件1b一次嵌合而形成接觸部位,在接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的多個焊接區域w。
如圖2的(b)所示,在接觸部位的至少一部分及被接合部件1的水平介面的至少一部分形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w。因此,在第一被接合部件1a的溝槽2的左右側內側介面(圖中)與第二被接合部件7的突起部7的左右側外側介面(圖中)之間形成非焊接部位。在具備到中空通道200的如冷卻流體或加熱流體(液體或氣體)的溫度調節單元在接合零件100的內部移動時,因如上所述的非焊接部位而所述溫度調節單元的表面積A會變廣。因非焊接部位而溫度調節單元可移動的面積變廣,從而可進一步提高接合零件100的溫度調節效果。非焊接部位呈形成到焊接區域w的下部的形態,因此可由焊接區域w阻斷流入因摩擦攪拌焊接產生的顆粒及不良顆粒的問題。
孔4是通過上下貫通相互對向的第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域的至少一部分而形成,因此可呈形成到焊接區域w與焊接區域w之間的形態。
在焊接區域w與焊接區域w之間上下貫通被接合部件1而形成的孔4可按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離形成多個。換句話說,孔4形成到焊接區域w與焊接區域w之間,可按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離形成多個。按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離保持適當間隔而形成孔4,由此更有效地達成作為溫度調節空間的中空通道200的溫度調節功能。
另一方面,可在接合零件100具備上下貫通被接合部件1的多個孔4,在孔4與孔4之間具備中空通道200。在此情況下,可按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離形成孔4。在如上所述的接合零件100中,以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w。因此,可阻斷中空通道200與孔4間的不良的相互作用,可有效地執行具備在中空通道200的溫度調節單元的功能。另外,由於按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離形成孔4,因此可更有效地執行中空通道200的溫度調節功能。具體而言,如果孔4間的相隔距離過寬,則會產生具備在中空通道200的溫度調節單元的溫度調節功能下降的問題,如果孔4間的相隔距離過窄,則會難以在中空通道200具備溫度調節單元。因此,優選為將孔4的相隔距離設為3 mm以上至15 mm以下。
孔4因焊接區域w而不與中空通道200產生不良的相互作用。具體而言,焊接區域w形成到被接合部件1的接觸部位,由此形成為去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的形態。因此,即便不焊接形成孔4的部位的被接合部件1的介面,也可防止通過孔4的處理流體沿介面對中空通道200造成不良影響的情況。
圖3(a)是表示本發明的優選的第一實施例的接合零件100的立體圖,圖3(b)是表示沿圖3(a)的線A-A'切割的剖面的圖。如圖3(a)及圖3(b)所示,接合零件100包括第一被接合部件1a及第二被接合部件1b、中空通道200、孔4。以下,表示為接合零件100呈具有四邊剖面的形狀,但接合零件100的剖面形狀並不限定於此,可根據構成而具有適當的剖面形狀。
如圖3(a)所示,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w沿中空通道200形成,因此可去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分。
可在中空通道200具備溫度調節單元(未圖示)。
溫度調節單元具備到形成到被接合部件1的介面中的至少任一介面的溝槽2,因此可呈具備在形成在接合零件100的內部的中空通道200的形態。因此,接合零件100可執行通過溫度調節單元調節接合零件100本身的溫度的功能。接合零件100具備溫度調節單元,由此可獲得如下效果:可確保溫度的均勻性,將因產品變形而導致喪失功能的問題最小化。
溫度調節單元可為流體。在此情況下,流體可為包括冷卻流體(液體、氣體)或加熱流體(液體、氣體)在內的任一種流體。在溫度調節單元為流體的情況下,接合零件100可根據流體而執行作為冷卻區塊或加熱區塊的功能。另一方面,也可具備熱線作為溫度調節單元。具備流體或熱線作為溫度調節單元,由此接合零件100具有冷卻及/或加熱功能。
孔4可由通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w包圍而上下貫通被接合部件1來形成。在此情況下,能夠以多個孔按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離由焊接區域w包圍的方式形成所述孔4。
接合零件100的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分。因此,阻斷中空通道200與孔4間的相互物理、化學作用。
在利用如圖1所示的焊接或接合方式接合被接合部件1的情況下,如圖1的(b)所示,在第一被接合部件1a與第二被接合部件1b的接觸部位形成焊接部或接合部3。並且,這種焊接部或接合部3暴露到向孔4注入的處理流體。這種情況引發腐蝕孔4的內壁及產生顆粒的問題,顆粒沿焊接部或接合部3向中空通道200移動而對中空通道200的功能造成不良影響。
然而,在本發明的接合零件100中,被接合部件1的通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的一部分,因此可呈中空通道200與孔4間阻隔的形態。因此,在孔4產生的腐蝕或洩漏問題沿介面流入到中空通道200前在焊接區域w阻斷,因此阻斷中空通道200與孔4間的相互物理、化學作用。
換句話說,在本發明中,接合零件100的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的一部分,因此在中空通道200與孔4之間形成去除至少一部分的介面而成的無交界區域。因此,不產生中空通道200與孔4間的不良的相互作用。
圖4是概略性地表示本發明的第一實施例的接合零件100的製造順序的圖。
首先,如圖4的(a)所示,具備位於圖中下部的第一被接合部件1a,在第一被接合部件1a的上部面具備第二被接合部件1b。在第一被接合部件1a具備溝槽區域及非溝槽區域,在第二被接合部件1b具備突起部區域及非突起部區域。在此情況下,第一被接合部件1a的溝槽區域與第二被接合部件1b的突起部區域相互對向,第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域相互對向。
此後,如圖4的(b)所示,在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b,在嵌合形成的接觸部位執行通過摩擦攪拌焊接進行的焊接而形成焊接區域。在此情況下,以深於第二被接合部件1b的突起部區域的深度形成第一被接合部件1a的溝槽區域,從而在形成為接合零件100時,會在內部形成中空通道200。
此後,可執行對通過摩擦攪拌焊接而焊接的焊接區域w進行平坦加工的過程。可通過平坦加工對焊接區域w的至少一部分進行加工。
如圖4的(c-1)所示,可在以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的上方進行平坦加工。此後,形成上下貫通被接合部件1的孔4,從而能夠以如圖4的(d-1)的形態形成接合零件100。
或者,如圖4的(c-2)所示,平坦加工執行至以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的下方,能夠以圖中的下方向為基準而在不脫離焊接區域w的範圍進行所述平坦加工。此後,形成上下貫通被接合部件1的孔4,從而可形成如圖4的(d-2)的形態的接合零件100。
在圖4的(d-1)中,在孔4與中空通道200之間存在水平介面。
相反地,與圖4的(d-1)不同,在圖4的(d-2)的構造中,在孔4與中空通道200之間不存在水平介面。由此,可將會在水平介面產生的顆粒問題防患於未然。
以下,對本發明的優選的第二實施例的接合零件100進行說明。
第二實施例的接合零件100在形成孔4的位置為通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w的重疊部11的方面與第一實施例存在差異,而其餘構成相同,因此省略相同的說明。
圖5是概略性地表示本發明的第二實施例的製造順序的圖。
第二實施例的接合零件100通過摩擦攪拌焊接而焊接至少兩個被接合部件1,包括:中空通道200,形成到接合零件100的內部,具備溫度調節單元;以及孔4,上下貫通通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w的至少一部分重疊而成的重疊部11,供處理流體通過。在此情況下,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分。
首先,如圖5的(a)所示,具備位於圖中下部的第一被接合部件1a,在第一被接合部件1a的上部面具備第二被接合部件1b。在第一被接合部件1a具備溝槽區域及非溝槽區域,在第二被接合部件1b具備突起部區域及非突起部區域。在此情況下,第一被接合部件1a的溝槽區域與第二被接合部件1b的突起部區域相互對向,第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域相互對向。
此後,在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b,從而可形成接觸部位。如圖5的(b)所示,在如上所述的接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w。以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成焊接區域w。在此情況下,焊接區域w可形成為大於第一被接合部件1a的溝槽2及第二被接合部件1b的突起部7的寬度。另外,焊接區域w的深度形成至中空通道200與孔4之間的水平介面的下方,能夠以不超過第二被接合部件1b的突起部7的高度的方式形成。因此,可將通過非焊接部位流入焊接區域w的顆粒而產生中空通道200的功能誤差的問題防患於未然。
焊接區域w以如上所述的寬度及深度形成,從而可將第一被接合部件1a的溝槽2的左側內側(圖中)的至少一部分與第二被接合部件1b的突起部7左側外側(圖中)接觸而形成的左側接觸部位及第一被接合部件1a的溝槽2的右側內側(圖中)的至少一部分與第二被接合部件1b的突起部7的左側外側接觸而形成的右側接觸部位包括到焊接區域w的範圍內。因此,焊接區域w可去除第一被接合部件1a的溝槽2的左右側介面及第二被接合部件1b的突起部7的左右側介面的至少一部分,去除中空通道200與孔5之間的水平介面的至少一部分。
在包括如上所述的左側接觸部位及右側接觸部位的至少一部分、以及中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分而形成焊接區域w的情況下,鄰接在圖5的(b)中形成在最左側的第一焊接區域的周邊的第二焊接區域與第一焊接區域的至少一部分重疊而形成重疊部11。焊接區域w包括焊塊區、熱-機械影響區及熱影響區。因此,可通過重疊構成焊接區域w的區的至少一部分而形成重疊部11。重疊部11可為會在形成到接合零件100的內部的中空通道200的間隔相對較窄的情況下形成的部位,且可為如下部位:在中空通道200的間隔相對較大,但較深地插入執行摩擦攪拌焊接的焊接工具10的焊料10a及工具10b而形成焊接區域w的情況下,可根據插入深度而形成。
如果在被接合部件1的接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w,則可執行對焊接區域w進行平坦加工的過程。可通過平坦加工對焊接區域w的至少一部分進行加工。
如圖5的(c-1)所示,可在以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的上方進行平坦加工。換句話說,可在被接合部件1的水平介面的上側執行平坦加工。
此後,形成上下貫通重疊部11的孔4,從而可形成如圖5的(d-1)的形態的接合零件100。
以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成焊接區域w,因此形成在重疊部11的孔4與中空通道200可通過焊接區域w阻斷不良的相互作用。換句話說,可通過焊接區域w阻斷通過孔4的流體沿被接合部件1的介面向中空通道200移動的情況。因此,可保護具備在中空通道200的溫度調節單元不受不良影響而使其有效地執行功能。另外,因形成焊接區域w而形成到第一被接合部件1a的溝槽2與第二被接合部件1b的突起部1b的介面之間的至少一部分的非焊接部位而溫度調節單元與第一被接合部件1a間的接觸面積A變得更廣,從而可進一步提高溫度調節功能。因此,形成均勻的溫度的接合零件100可將產品發生變形的情況最小化。
或者,如圖5的(c-2)所示,平坦加工執行至以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的下方,能夠以圖中的下方向為基準而在不脫離焊接區域w的範圍進行所述平坦加工。換句話說,平坦加工可執行至被接合部件1的水平介面的下方。進行平坦加工的平坦加工面可位於焊接區域w的深度與水平介面之間。此後,形成上下貫通被接合部件1的孔4,從而可形成如圖5的(d-2)的形態的接合零件100。
在圖5的(d-1)中,在孔4與周邊存在水平介面。
相反地,與圖5的(d-1)不同,在圖5的(d-2)的構造中,孔4與中空通道200之間不存在水平介面。由此,可將會在水平介面產生的顆粒問題防患於未然。
圖6是概略性地表示第二實施例的接合零件100的第一變形例的製造順序的圖。與第二實施例相比,第一變形例的接合零件100在多個中空通道200間的相隔距離相對較大而不形成重疊部11,在多個中空通道200之間形成孔4的方面存在差異。
首先,如圖6的(a)所示,在圖中下部具備具有溝槽區域及非溝槽區域的第一被接合部件1a,在第一被接合部件1a的上部面具備第二被接合部件1b。在此情況下,第一被接合部件1a的溝槽區域與第二被接合部件1b的突起部區域相互對向,第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域相互對向。
此後,在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b,從而可形成接觸部位。如圖6的(b)所示,在如上所述的接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w。以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成焊接區域w。在此情況下,焊接區域w的寬度可形成為大於第一被接合部件1a的溝槽2及第二被接合部件1b的突起部7的寬度。另外,焊接區域w的深度形成至中空通道200與孔4之間的水平介面的下方,能夠以不超過第二被接合部件1b的突起部7的高度的方式形成。因此,可將通過非焊接部位流入焊接區域w的顆粒而產生中空通道200的功能誤差的問題防患於未然。
焊接區域w以如上所述的寬度及深度形成,從而可將第一被接合部件1a的溝槽2的左側內側(圖中)的至少一部分與第二被接合部件1b的突起部7的左側外側(圖中)接觸而形成的左側接觸部位及第一被接合部件1a的溝槽2的右側內側(圖中)的至少一部分與第二被接合部件1b的突起部7的左側外側接觸而形成的右側接觸部位包括到焊接區域w的範圍內。因此,焊接區域w可去除第一被接合部件1a的溝槽2的左右側介面及第二被接合部件1b的突起部7的左右側介面的至少一部分,去除中空通道200與孔5之間的水平介面的至少一部分。
圖6的第二變形例的接合零件100表示為相對較寬地形成中空通道200的相隔距離而不形成重疊部11,在中空通道200與中空通道200之間形成孔4,但在第一被接合部件1a的溝槽區域的溝槽2的深度較深且第二被接合部件1b的突起部區域的突起部7的高度較高而接觸部位的深度較深的情況下,可較深地插入執行摩擦攪拌焊接的焊接工具10的焊料10a及工具10b而形成焊接區域w。
如果在被接合部件1的接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w,則可執行對焊接區域w進行平坦加工的過程。可通過平坦加工對焊接區域w的至少一部分進行加工。
如圖6的(c-1)所示,可在以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的上方進行平坦加工。換句話說,可在被接合部件1的水平介面的上側執行平坦加工。
此後,在中空通道200與中空通道200之間形成上下貫通被接合部件1的孔4,從而可形成如圖6的(d-1)的形態的接合零件100。
或者,如圖6的(c-2)所示,平坦加工執行至以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的下方,能夠以圖中的下方向為基準而在不脫離焊接區域w的範圍內進行所述平坦加工。換句話說,平坦加工可執行至被接合部件1的水平介面的下方。進行平坦加工的平坦加工面可位於焊接區域w的深度與水平介面之間。此後,在中空通道200與中空通道200之間形成上下貫通被接合部件1的孔4,從而可形成如圖6的(d-2)的形態的接合零件100。
在圖6的(d-1)中,在孔4與中空通道200之間存在水平介面。
相反地,與圖6的(d-1)不同,在圖6的(d-2)的構造中,孔4與中空通道200之間不存在水平介面。由此,可將會在水平介面產生的顆粒問題防患於未然。
以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成焊接區域w,因此孔4與中空通道200可通過焊接區域w阻斷不良的相互作用。換句話說,可通過焊接區域w阻斷通過孔4的流體沿被接合部件1的介面向中空通道200移動的情況。因此,可保護具備在中空通道200的溫度調節單元不受因與孔4的相互關係引起的不良影響而使其有效地執行功能。另外,因形成焊接區域w而形成到第一被接合部件1a的溝槽2與第二被接合部件1b的突起部1b的介面之間的至少一部分的非焊接部位而溫度調節單元與第一被接合部件1a間的接觸面積A進一步變廣,從而可進一步提高溫度調節功能。因此,形成均勻的溫度的接合零件100可將產品發生變形的情況最少化。
圖7是概略性地表示第二實施例的第二變形例的接合零件100的製造順序的圖。第二變形例的接合零件100在不形成重疊部11,在多個中空通道200之間形成至少兩個孔4的方面與第二實施例存在差異。
第二變形例的接合零件100可在內部形成多個中空通道200,在中空通道200具備溫度調節單元。另外,在中空通道200與中空通道200之間形成上下貫通被接合部件1且供處理流體通過的至少兩個孔4。在此情況下,可按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離形成孔4。以下,參照圖7的製造順序具體地進行說明。
首先,如圖7的(a)所示,在圖中下部具備具有溝槽區域及非溝槽區域的第一被接合部件1a,在第一被接合部件1a的上部面具備第二被接合部件1b。在此情況下,第一被接合部件1a的溝槽區域與第二被接合部件1b的突起部區域相互對向,第一被接合部件1a的非溝槽區域與第二被接合部件1b的非突起部區域相互對向。
此後,在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b,從而可形成接觸部位。如圖7的(b)所示,在如上所述的接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w。以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成焊接區域w。在此情況下,焊接區域w可形成為大於第一被接合部件1a的溝槽2及第二被接合部件1b的突起部7的寬度。另外,焊接區域w的深度形成至中空通道200與孔4之間的水平介面的下方,能夠以不超過第二被接合部件1b的突起部7的高度的方式形成。因此,可將通過非焊接部位流入焊接區域w的顆粒而產生中空通道200的功能誤差的問題防患於未然。
焊接區域w以如上所述的寬度及深度形成,從而可將第一被接合部件1a的溝槽2的左側內側(圖中)的至少一部分與第二被接合部件1b的突起部7的左側外側(圖中)接觸而形成的左側接觸部位及第一被接合部件1a的溝槽2的右側內側(圖中)的至少一部分與第二被接合部件1b的突起部7的左側外側接觸而形成的右側接觸部位包括到焊接區域w的範圍內。因此,焊接區域w可去除第一被接合部件1a的溝槽2的左右側介面及第二被接合部件1b的突起部7的左右側介面的至少一部分,去除中空通道200與孔5之間的水平介面的至少一部分。
如果在被接合部件1的接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w,則可執行對焊接區域w進行平坦加工的過程。可通過平坦加工對焊接區域w的至少一部分進行加工。
如圖7的(c-1)所示,可在以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的上方進行平坦加工。換句話說,可在被接合部件1的水平介面的上側執行平坦加工。
此後,在中空通道200與中空通道200之間形成上下貫通被接合部件1的至少兩個孔4,從而可形成如圖7(d-1)的形態的接合零件100。在此情況下,可按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離形成孔4。如果孔4的相隔距離過寬,則具備在中空通道200的溫度調節單元的溫度調節功能會下降。相反地,如果孔4的相隔距離過窄,則會難以在中空通道200具備溫度調節單元。因此,可優選為按照3 mm以上至15 mm以下的相隔距離形成孔4。在按照如上所述的相隔距離形成孔4的情況下,可進一步提高接合零件100的溫度均勻度。
或者,如圖7的(c-2)所示,平坦加工執行至以虛線表示的位置即被接合部件1的水平介面的下方,能夠以圖中的下方向為基準而在不脫離焊接區域w的範圍內進行所述平坦加工。換句話說,平坦加工可執行至被接合部件1的水平介面的下方。平坦加工的平坦加工面可位於焊接區域w的深度與水平介面之間。此後,在中空通道200與中空通道200之間形成上下貫通被接合部件1的至少兩個孔4,從而可形成如圖6的(d-2)的形態的接合零件100。
在圖7的(d-1)中,在孔4與中空通道200之間存在水平介面。
相反地,與圖7的(d-1)不同,在圖7的(d-2)的構造中,孔4與中空通道200之間不存在水平介面。由此,可將會在水平介面產生的顆粒問題防患於未然。
以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成焊接區域w,因此孔4與中空通道200可通過焊接區域w阻斷不良的相互作用。換句話說,可通過焊接區域w阻斷通過孔4的流體沿被接合部件1的介面向中空通道200移動的情況。因此,可保護具備在中空通道200的溫度調節單元不受不良影響而使其有效地執行功能。另外,因形成焊接區域w而形成到第一被接合部件1a的溝槽2與第二被接合部件1b的突起部1b的介面之間的至少一部分的非焊接部位而溫度調節單元與第一被接合部件1a間的接觸面積A進一步變廣,從而可進一步提高溫度調節功能。因此,形成均勻的溫度的接合零件100可將產品發生變形的情況最小化。
圖8是表示在像第一實施例及第二實施例的接合零件100一樣中空通道200為一層構造的情況下,在中空通道200具備如冷卻流體或加熱流體的溫度調節用介質作為溫度調節單元時的冷卻流體或加熱流體的流動方向的圖。在對冷卻流體或加熱流體的流動進行說明前,對在具備如冷卻流體或加熱流體的溫度調節用介質作為溫度調節單元的情況下需具備到第二被接合部件1b的構成的形狀進行說明。
如上所述,可在中空通道200具備溫度調節單元。
在具備溫度調節用介質作為溫度調節單元的情況下,溫度調節用介質可通過中空通道200在接合零件100的內部移動。在此情況下,為了向中空通道200注入溫度調節用介質,可在第二被接合部件1b形成主孔4。主孔4上下貫通第二被接合部件1b,能夠以上下貫通下文敘述的連通溝槽2的方式形成。在第二被接合部件1b中,能夠以與溝槽區域交叉的方式沿水平介面形成連通溝槽2。連通溝槽2以與溝槽區域交叉的方式形成,可分別形成到與溝槽區域的一端及另一端對應的位置。參照圖8,圖8的(a)所示的部件為第二被接合部件1b。可在第二被接合部件1b形成連通溝槽2及主孔4。連通溝槽2以與溝槽區域交叉的方式形成到第二被接合部件1b的下表面,所述連通溝槽分別形成到與溝槽區域的一端及另一端對應的位置,因此可形成到第二被接合部件1b的圖中上側及下側。與溝槽區域的一端對應的形成在第二被接合部件1b的介面的上側的連通溝槽2與溝槽區域的最上部交叉,與另一端對應的形成在第二被接合部件1b的介面的下側的連通溝槽2與溝槽區域的最下部交叉。如上所述,可呈如下形態:在形成在第二被接合部件1b的介面的上側及下側的連通溝槽2之間,溝槽區域以與連通溝槽2連通的方式存在。主孔4上下貫通第二被接合部件1b,以上下貫通連通溝槽2的方式形成。因此,主孔4能夠以分別在第二被接合部件1b的上側及下側上下貫通第二被接合部件1b的方式形成。
以下,參照圖8,對像第一實施例的接合零件100一樣中空通道200為一層構造時的冷卻流體或加熱流體的流動進行說明。
圖8的(a)是從上方觀察第二被接合部件1b而表示的圖,圖8的(b)是以箭頭表示第一被接合部件1a上的冷卻流體或加熱流體的流動方向的圖。
如圖8的(a)所示,可在第二被接合部件1b的介面的上側及下側形成連通溝槽2,在形成連通溝槽2的位置形成上下貫通第二被接合部件1b的主孔4。連通溝槽2可與第一被接合部件1a的溝槽區域交叉,並且與溝槽區域連通。注入在主孔4的冷卻流體或加熱流體可因連通溝槽2而均勻地擴散到整個溝槽區域。因此,可調節接合零件100內的溫度。
連通溝槽2包括形成在第二被接合部件1b的介面的上側的第一連通溝槽5a、及形成在下側的第二連通溝槽5b。另外,主孔4包括貫通第一連通溝槽5a的第一主孔6a及貫通第二連通溝槽5b的第二主孔6b。在此情況下,如果溫度調節用介質注入到第一主孔6a,則溫度調節用介質通過第一連通溝槽5a擴散到多個溝槽區域整體,從而可通過溝槽區域調節接合零件100的內部溫度。如圖8的(b)所示,通過第一主孔6a注入的溫度調節用介質可朝向下方向流動而通過第二主孔6b排出。注入溫度調節用介質的主孔4可為第一主孔6a或第二主孔6b,流體的流動可根據注入溫度調節用介質的位置而變為下方向或上方向。其結果,因溫度調節用介質朝一方向流動而可獲得在接合零件100的內部調節溫度的效果。
或者,可交替地執行向第一主孔6a及第二主孔6b注入溫度調節用介質及從所述第一主孔及第二主孔排出所述溫度調節用介質。例如,可反復執行如下過程:注入到第一主孔6a而向第二主孔6b排出,其次注入到第二主孔6b而向第一主孔6a排出。另一方面,主孔4及連通溝槽2可適當地變形,以便可使如冷卻流體或加熱流體的溫度調節用介質同時交替地流動。溫度調節用介質水平且彼此交替地在中空通道200內移動,從而可調節接合零件100的溫度。
圖9是概略性地表示本發明的第三實施例的接合零件100的製造順序的圖。第三實施例的接合零件100在被接合部件1的個數及被接合部件1中的一部分的形狀不同,且形成到接合零件100的內部的中空通道200為多層構造的方面與第一實施例及第二實施例存在差異。與第一實施例相同,第三實施例在第一被接合部件1a的上部面積層第二被接合部件1b。然而,具備形成第二突起部9的第二突起部區域及未形成第二突起部9的第二非突起部區域9'的第三被接合部件1c積層到第二被接合部件1b的上部面。在此情況下,被接合部件1的形狀及被接合部件1的積層形態為例示性地表示的形狀及形態,因此並不限定於此,可構成為如下適當的形態:形成中空通道200,冷卻流體或加熱流體(液體、氣體)等通過被接合部件1的中空通道200移動而可調節溫度。
第三實施例的接合零件100可包括:第一被接合部件1a,具備形成有第一溝槽2a的第一溝槽區域及未形成第一溝槽2a的第一非溝槽區域2a';第二被接合部件1b,具備形成有第一突起部8的第一突起部區域及未形成第一突起部8的第一非突起部區域8';以及第三被接合部件1c,具備形成有第二突起部9的第二突起部區域及未形成第二突起部9的第二非突起部區域9'。另外,可包括:第一中空通道201及第二中空通道202,形成到接合零件100的內部,具備溫度調節單元;以及孔4,上下貫通被接合部件1,供處理流體通過。
在像第三實施例的接合零件100一樣具備至少三個以上的被接合部件1,且這種被接合部件1上下積層而通過摩擦攪拌焊接來焊接的情況下,可首先通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件(例如,第一被接合部件1a、第二被接合部件1b),之後將其餘一個被接合部件(例如第三被接合部件1c)焊接到首先通過摩擦攪拌焊接而焊接的被接合部件1a、1b。在此情況下,首先摩擦攪拌焊接的至少兩個被接合部件1a、1b並不受限定,可首先通過摩擦攪拌焊接來焊接三個以上的被接合部件1中的至少兩個被接合部件,之後將其餘一個被接合部件焊接到首先摩擦攪拌焊接的被接合部件。以下,作為一例,說明為首先摩擦攪拌焊接第一被接合部件1a與具備到第一被接合部件1a的上部面的第二被接合部件1b,之後將第三被接合部件1c摩擦攪拌焊接到摩擦攪拌焊接的第一被接合部件1a與第二被接合部件1b。
首先,如圖9的(a)所示,在第一被接合部件1a嵌合第二被接合部件1b,在接觸部位形成通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w。在此情況下,第三實施例的接合零件100表示為相對較窄地形成多個中空通道200間的相隔距離而形成焊接區域w重疊的重疊部11,但也可不形成重疊部11。
通過摩擦攪拌焊接來焊接第一被接合部件1a與第二被接合部件1b而形成焊接區域w,可在如圖9的(a)所示的虛線的位置執行平坦加工。換句話說,虛線可指平坦加工的平坦加工面的位置。可在被接合部件1的水平介面的上方執行平坦加工。或者,如圖9的(a)所示,所述平坦加工可執行至被接合部件1的水平介面的下方。因此,成為如下形態:通過摩擦攪拌焊接而焊接的第一被接合部件1a與第二被接合部件1b像圖9的(b)所示一樣去除被接合部件1a、1b的介面,在接觸部位的至少一部分存在焊接區域w。
通過平坦加工對通過摩擦攪拌焊接而焊接的第一被接合部件1a與第二被接合部件1b的焊接區域w的至少一部分進行平坦加工,去除第一被接合部件1a與第二被接合部件1b的水平介面。因此,形成為如下形態:如圖9的(b)所示,在第一被接合部件a存在因至少一部分的焊接區域w與第二被接合部件1b的第一突起部8的至少一部分嵌合且第一被接合部件1a與第二被接合部件1b嵌合而形成的第一層中空通道201。第一層中空通道201可通過焊接區域w阻斷沿被接合部件1a、1b的介面移動的顆粒等功能阻礙要素的流入。因此,可更有效地執行具備到第一層中空通道201的溫度調節單元的功能。另外,因非焊接部位而溫度調節單元與第一被接合部件1a間的接觸面積A擴大,從而可提高溫度調節功能的效率。
其次,如圖9的(c)所示,在至少一部分通過平坦加工而實現平坦加工的焊接區域w的至少一部分形成第二溝槽2b。第二溝槽2b形成到焊接區域w的至少一部分,可形成到焊接區域w的範圍內。在未形成第二溝槽2b的區域形成第二非溝槽區域2b。形成到焊接區域w的至少一部分的第二溝槽2b可形成到與第三被接合部件1c的第二突起部9對應的位置。
其次,如圖9的(c)所示,可嵌合具備第二突起部9的第三被接合部件1c。具體而言,第三被接合部件1c的第二突起部9可嵌合到形成到焊接區域w的至少一部分的第二溝槽2b。因此,形成第二層中空通道202。因形成到焊接區域w的範圍內的第二溝槽2b而形成的第二層中空通道202可呈由至少一部分的焊接區域w包圍周邊的形態。
此後,如圖9的(d)所示,可在第三被接合部件1c的第二突起部9嵌合到第二溝槽2b而形成的接觸部位執行摩擦攪拌焊接。在此情況下,在圖9的(d)中,表示為分別對左側接觸部位(圖中)及右側接觸部位(圖中)的至少一部分執行摩擦攪拌焊接而分別在左右側接觸部位的至少一部分形成焊接區域w,但可將左右側接觸部位包括到一個焊接區域w的範圍內而較第三被接合部件1c的第二突起部9及第二溝槽2b的寬度更大地形成焊接區域w。
如圖9的(d)所示,第二層中空通道202可因包圍第二層中空通道202的至少一部分的焊接區域w及形成在左右側接觸部位的至少一部分的焊接區域w而阻斷因沿被接合部件1的介面移動的顆粒引起的不良影響。因此,可更有效地執行具備到第二層中空通道202的溫度調節單元。另外,在第二層中空通道202內移動的溫度調節單元與被接合部件1間的接觸面積A因非焊接部位而擴大,從而可提高溫度調節效果。
如圖9的(d)所示,在第二溝槽2b嵌合第三被接合部件1c的第二突起部9而通過摩擦攪拌焊接來焊接後,可執行第二次平坦加工。在將圖9的(b)所示的平坦加工稱為第一次平坦加工的情況下,像圖9的(d)一樣執行第二次平坦加工。通過摩擦攪拌焊接將第二被接合部件1c焊接到經第一次平坦加工的第一被接合部件1a及第二被接合部件1b,因此,所形成的焊接區域w完成第二次平坦加工。可在如圖9的(d)所示的虛線的位置執行第二次平坦加工。換句話說,虛線可指進行平坦加工的平坦加工面的位置。可在被接合部件1的水平介面的上方執行平坦加工。或者,如圖9的(d)所示,所述平坦加工可執行至被接合部件1的水平介面的下方。因此,可去除通過摩擦攪拌焊接而焊接的第一被接合部件1a與第三被接合部件1c的介面。由此,可事先防止會在水平介面產生的顆粒問題。
此後,如圖9的(e)所示,在中空通道200與中空通道200之間形成上下貫通被接合部件1的孔4,從而形成接合零件100。
圖10是表示第三實施例的接合零件100的變形例的圖。變形例的接合零件100在被接合部件1中的一部分的形狀不同的方面與第三實施例存在差異。與第三實施例相同,變形例在第一被接合部件1a的上部面積層第二被接合部件1b。然而,第三被接合部件1c具備到第一被接合部件1a的下部面。在此情況下,被接合部件1的形態及被接合部件1的積層形態為例示性地表示的形態,因此並不限定於此,可構成為如下適當的形態:形成中空通道200,冷卻流體或加熱流體(液體、氣體)等通過被接合部件1的中空通道200移動而可調節溫度。由變形例的溝槽及突起部形成的被接合部件1可與第三實施例的被接合部件1的溝槽及突起部不同,且其位置可不同。然而,方便起見,標注相同的符號進行說明。
變形例的接合零件100可具備:第一被接合部件1a,具備在上部介面(圖中)形成有第一溝槽2a的第一溝槽區域與未形成第一溝槽2a的第一非溝槽區域2a'、及在下部介面(圖中)形成有第二溝槽2b的第二溝槽區域與未形成第二溝槽2b的第二非溝槽區域2b';第二被接合部件1b,位於第一被接合部件1a的上部面,具備形成有第一突起部8的第一突起部區域及未形成第一突起部8的第一非突起部區域8';以及第三被接合部件1c,位於第一被接合部件1a的下部面,具備形成有第二突起部9的第二突起部區域及未形成第二突起部9的第二非突起部區域9'。另外,可包括:第一中空通道201及第二中空通道202,形成到接合零件100的內部,具備溫度調節單元;以及孔4,上下貫通被接合部件1,供處理流體通過。
第一被接合部件1a的第一溝槽區域及第一非溝槽區域可形成到第一被接合部件1a的上部介面(圖中)。另一方面,第一被接合部件1a的第二溝槽區域及第二非溝槽區域可形成到第一被接合部件1a的下部介面(圖中)。這種情況作為一例而並不受限定,形成第一溝槽區域及第一非溝槽區域、與第二溝槽區域及第二非溝槽區域的介面的位置可發生變化。
第一被接合部件1a的第一溝槽區域及第二溝槽區域與第二被接合部件1b的第一突起部區域及第三被接合部件1c的第二突起部區域可形成到相互對應的位置。在此情況下,第一被接合部件1a在上部面積層第二被接合部件1b,在下部面具備第三被接合部件1c,由此第一被接合部件1a可介置到第二被接合部件1b與第三被接合部件1c之間。因此,第二被接合部件1b的第一突起部區域及第三被接合部件1c的第二突起部區域可呈隔以第一被接合部件1a的第一溝槽區域及第二溝槽區域而相互對向的形態。
在像變形例的接合零件100一樣具備三個以上的被接合部件1並上下積層而通過摩擦攪拌焊接來焊接的情況下,可首先通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件(例如1a、1b),之後將其餘一個被接合部件1c焊接到首先通過摩擦攪拌焊接而焊接的被接合部件1a、1b。在此情況下,首先摩擦攪拌焊接的至少兩個被接合部件1a、1b並不受限定,可首先摩擦攪拌焊接三個以上的被接合部件1中的至少兩個被接合部件1,之後將其餘一個被接合部件1焊接到首先摩擦攪拌焊接的被接合部件1。以下,作為一例,說明為首先摩擦攪拌焊接第一被接合部件1a與具備到第一被接合部件1a的上部面的第二被接合部件1b,之後將第三被接合部件1c摩擦攪拌焊接到摩擦攪拌焊接的第一被接合部件1a與第二被接合部件1b。
接合零件100可通過摩擦攪拌焊接形成焊接區域w。在此情況下,焊接區域w可去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分而形成。如圖10所示,在接合零件100形成多個焊接區域w。焊接區域w可形成到被接合部件1的接觸部位。
首先,第二被接合部件1b嵌合到第一被接合部件1a,從而可形成第一被接合部件1a與第二被接合部件1b的接觸部位。在此情況下,第二被接合部件1b的第一突起部8與第一被接合部件1a的第一溝槽2a的至少一部分接觸而嵌合,從而可形成接觸部位。如圖10所示,第二被接合部件1b的第一突起部8的寬度方向上的左右外側(圖中)與第一被接合部件1a的第一溝槽2a的寬度方向上的左右內側(圖中)的至少一部分接觸。因此,在第一被接合部件1a的第一溝槽2a與第二被接合部件1b的第一突起部8的左右側介面(圖中)形成接觸部位。可在如上所述的接觸部位執行摩擦攪拌焊接。
可在形成在左側介面的接觸部位(圖中)的至少一部分執行摩擦攪拌焊接而形成焊接區域w,在形成在右側介面的接觸部位(圖中)的至少一部分執行所述摩擦攪拌焊接而形成焊接區域w。換句話說,可分別在左側接觸部位(圖中)及右側接觸部位(圖中)的至少一部分形成焊接區域w。在此情況下,焊接區域w形成至中空通道200與孔4之間的水平介面,能夠以不超過第二被接合部件1b的第一突起部8的高度的範圍形成。因此,第一被接合部件1a及第二被接合部件1b的焊接區域w可去除在各接觸部位嵌合的第一被接合部件1a的第一溝槽2a與第二被接合部件1b的第一突起部8的左右側介面(圖中)的至少一部分、及第一被接合部件1a與第二被接合部件1b的水平介面的至少一部分。
此後,可在第一被接合部件1a的下部面具備第三被接合部件1c而通過摩擦攪拌焊接進行焊接。在此情況下,形成在第一被接合部件1a的下部介面的第二溝槽2b的至少一部分與第三被接合部件1c的第二突起部9接觸而嵌合,從而可形成接觸部位。如圖6所示,第三被接合部件1c的第二突起部9的寬度方向上的左右外側(圖中)與第一被接合部件1a的第二溝槽2b的寬度方向上的左右內側(圖中)的至少一部分接觸。因此,在第一被接合部件1a的第二溝槽2b與第三被接合部件1c的第二突起部9的左右側介面(圖中)形成接觸部位。可在如上所述的接觸部位執行摩擦攪拌焊接。
可在形成在左側介面的接觸部位(圖中)的至少一部分執行摩擦攪拌焊接而形成焊接區域w,在形成在右側介面的接觸部位(圖中)的至少一部分執行所述摩擦攪拌焊接而形成焊接區域w。換句話說,可分別在左側接觸部位(圖中)及右側接觸部位(圖中)的至少一部分形成焊接區域w。在此情況下,焊接區域w形成至中空通道200與孔4之間的水平介面的下方,能夠以不超過第三被接合部件1c的第二突起部9的高度的範圍形成。因此,第一被接合部件1a及第三被接合部件1c的焊接區域w可去除在各接觸部位嵌合的第一被接合部件1a的第二溝槽2b與第三被接合部件1c的第二突起部9的左右側介面(圖中)的至少一部分、及第一被接合部件1a與第二被接合部件1b的水平介面的至少一部分。此後,對上表面、下表面進行平坦加工。
在如上所述的接觸部位形成焊接區域w,從而形成非焊接部位。因非焊接部位而在包括下文敘述的第一中空通道201及第二中空通道202的中空通道200中溫度調節單元與被接合部件1間的接觸面積A擴大,從而可更有效地確保接合零件100的溫度均勻性。
可在如上所述的被接合部件1形成上下貫通被接合部件1且供處理流體通過的孔4。在此情況下,以去除溝槽及突起部的左右側介面的至少一部分,並且去除被接合部件1的水平介面的至少一部分的方式形成焊接區域w,因此可在中空通道200與孔4之間存在至少一部分的焊接區域w。因此,不產生中空通道200與孔4間的不良的相互作用,從而可防止接合零件100的功能誤差。
在圖10的第三實施例的變形例的接合零件100中,表示為焊接區域w分別形成到左右側介面以可去除溝槽及突起部的左右側介面的至少一部分,並且去除被接合部件1的水平介面的至少一部分來進行了說明,但這種情況作為一例而不受限定。
如圖9及圖10所示,第三實施例的接合零件100及變形例的接合零件100可形成多層構造的中空通道200。具體而言,可形成兩層構造的中空通道200。在具有如上所述的多層構造的中空通道200的接合零件100中,在中空通道200內移動的如冷卻流體或加熱流體(液體、氣體)的溫度調節用介質的流動方向可根據接合零件100內部的中空通道200的形成形態而不同。
圖11(a)至圖11(c)是表示像第三實施例及第三實施例的變形例的接合零件100一樣中空通道200為多層構造時的冷卻流體或加熱流體的流動方向的圖。在此情況下,第一層中空通道201包括形成有第一被接合部件1a的第一溝槽2a的第一溝槽區域,第二層中空通道202包括形成有第二被接合部件1b的第二溝槽2b的第二溝槽區域。
圖11(a)左側所示的圖是表示兩層構造的中空通道200的剖面的圖,圖7(a)右側所示的圖是表示像圖7(a)的左側圖一樣形成兩層構造的中空通道200時的冷卻流體或加熱流體的流動方向的俯視圖。
如圖11(a)的左側圖所示,在兩層構造的中空通道200在接合零件100的內部分別形成為第一層中空通道201及第二層中空通道202的情況下,冷卻流體或加熱流體可通過中空通道200而分別在第一層中空通道201及第二層中空通道202內沿一方向朝向相同的方向移動。在圖11(a)的右側圖中,以虛線表示的箭頭可指冷卻流體或加熱流體在第一層中空通道201內的流動方向,以實線表示的箭頭是指冷卻流體或加熱流體在第二層中空通道202內的流動方向。因此,如圖11(a)的左側圖所示,在第一層中空通道201及第二層中空通道202在接合零件100的內部分別形成到各層的情況下,冷卻流體或加熱流體在各層中向相同的方向移動,從而可使接合零件100的溫度變均勻。在此情況下,冷卻流體或加熱流體進行流動的一方向也可為與圖11(a)所示的方向相反的方向。
在以圖11(a)的左側圖為基準而將第一層中空通道201與第二層中空通道202配對成一體的情況下,可存在鄰接在第一層中空通道201及第二層中空通道202的周邊的第1-1層中空通道200及第2-1層中空通道200。在此情況下,鄰接在第一層中空通道201及第二層中空通道202的周邊的第1-1層中空通道200及第2-1層中空通道200可使流體向與冷卻流體或加熱流體在第一層中空通道201及第二層中空通道202內的流動方向相反的方向流動而使流體在平面上交替地流動。接合零件100可通過如上所述的交替的流動來調節溫度而均勻地形成溫度。
如圖11(b)的左側圖所示,在具備兩層構造的中空通道200的接合零件100的內部分別形成第一層中空通道201及第二層中空通道202的情況下,如圖11(b)的右側圖所示,冷卻流體或加熱流體在第一層中空通道201內的流動與冷卻流體或加熱流體在第二層中空通道202內的流動可為相反的方向。例如,如圖11(b)的右側圖所示,虛線箭頭是指冷卻流體或加熱流體在第一層中空通道201內的流動方向,實線箭頭是指冷卻流體或加熱流體在第二層中空通道202內的流動方向。在此情況下,如果冷卻流體或加熱流體在第一層中空通道201內的流動方向為從左側向右側流動,則冷卻流體或加熱流體在第二層中空通道202內的流動方向可為從右側向左側流動。因此,可調節溫度的冷卻流體或加熱流體分別在第一層中空通道201及第二層中空通道202內向相反的方向流動,從而可更均勻地調節具有第二層中空通道202的構造的接合零件100的溫度。
圖11(c)是表示在像圖中的左側圖所示一樣在具備兩層構造的中空通道200的接合零件100的內部彼此連通形成第一層中空通道201與第二層中空通道202時的冷卻流體或加熱流體的流動方向的圖。如圖11(c)所示,冷卻流體或加熱流體可在第一層中空通道201與第二層中空通道202連通的部位掉頭而向與一個中空通道200的冷卻流體或加熱流體的方向相反的方向流動。換句話說,在多層中空通道200以連通的方式形成到接合零件100的內部的情況下,至少一個中空通道200的冷卻流體或加熱流體的流動可在連通部位掉頭而在其餘一個中空通道200內向相反的方向流動。接合零件100具備如上所述的兩層構造的中空通道200,由此可確保溫度的均勻性。
圖12是概略性地表示具備本發明的第一實施例的接合零件100的半導體制程裝備1000的圖。在此情況下,在圖中表示為具備第一實施例的接合零件100,但也可具備如第二實施例、第三實施例及變形例的接合零件100。
如圖12所示,接合零件100可構成半導體制程裝備1000。半導體制程裝備100可利用通過接合零件100的孔4供給的流體製造構成半導體的一部分構成。半導體制程裝備1000包括以下說明的蝕刻裝備、清洗裝備、熱處理裝備、離子注入裝備、濺鍍裝備、CVD裝備等。
接合零件100包括:中空通道200,在被接合部件1的介面沿介面形成,在內部具備溫度調節單元;以及孔4,上下貫通被接合部件1。通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分,由此可阻斷中空通道200與孔4間的不良的相互作用。
具備到接合零件100的溫度調節單元可為包括冷卻流體或加熱流體的流體或熱線。接合零件100可根據具備的溫度調節單元執行冷卻功能或加熱功能來調節溫度。因此,可將接合零件100的變形最小化。
具備接合零件100的半導體制程裝備可為蝕刻裝備。具備接合零件100的蝕刻裝備可利用通過接合零件100的孔4的處理流體將晶圓上的一部分圖案化。蝕刻裝備可為濕式蝕刻(wet etch)裝備、乾式蝕刻(dry etch)裝備、電漿蝕刻裝備或反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etching,RIE)裝備。在具備接合零件100的半導體制程裝備為蝕刻裝備的情況下,接合零件100可對被處理物供給用以進行蝕刻制程的處理流體。在此情況下,處理流體通過孔4,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分而形成,因此不產生通過孔4的處理流體向中空通道200洩漏的問題。通過焊接區域w阻斷不良影響的中空通道200可利用具備在內部的溫度調節單元確保接合零件100的溫度均勻性而將變形最小化。接合零件100因焊接區域w而不產生中空通道200與孔4間的不良的相互作用,因此可防止接合零件100的功能誤差。
具備接合零件100的半導體制程裝備可為清洗裝備。在具備接合零件100的半導體制程裝備為清洗裝備的情況下,具備接合零件100的清洗裝備可利用通過接合零件100的孔4的處理流體清洗在生產制程中引發缺陷的粒子雜質或化學雜質。清洗裝備可為清潔器(cleaner)或晶圓洗滌器(wafer scrubber)。接合零件100可對被處理物供給用以進行清洗制程的處理流體。在此情況下,處理流體通過孔4而供給,去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的焊接區域w可阻斷通過孔4的處理流體向中空通道200洩漏。因此,具備在中空通道200的溫度調節單元可有效地執行其功能,可使接合零件100的溫度變均勻而將產品的變形最小化。
具備接合零件100的半導體制程裝備可為熱處理裝備。在具備接合零件100的半導體制程裝備為熱處理裝備的情況下,接合零件100可對被處理物供給用以進行熱處理制程的處理流體。處理流體通過孔4而供給。在此情況下,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的接合介面的一部分而形成。因此,可通過焊接區域w阻斷通過孔4的處理流體向中空通道200移動。通過焊接區域w阻斷孔4間的不良的相互作用的中空通道200可利用具備在內部的溫度調節單元有效地執行確保接合零件100的溫度均勻性的功能。因此,可將接合零件100的變形最小化,減少接合零件100的功能誤差。
具備接合零件100的半導體制程裝備可為離子注入裝備。在具備接合零件100的半導體制程裝備為離子注入裝備的情況下,接合零件100通過孔4對被處理物供給用以進行離子注入制程的處理流體。在此情況下,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的一部分而形成,從而可阻斷孔4與中空通道200間的不良的相互作用。不良的相互作用可指孔4的處理流體向中空通道200洩漏而對具備在中空通道200的溫度調節單元造成不良影響。中空通道200因焊接區域w而以孤立的形態受到保護,從而可利用具備在內部的溫度調節單元有效地執行接合零件100的溫度調節功能。因此,可獲得將接合零件100的變形最小化且減少功能誤差的效果。
具備接合零件100的半導體制程裝備可為濺鍍裝備。在具備接合零件100的半導體制程裝備為濺鍍裝備的情況下,接合零件100通過孔4對被處理物供給用以進行濺鍍制程的處理流體。接合零件100以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的一部分的方式形成焊接區域w,從而可防止孔4的處理流體向中空通道200洩漏的問題。因此,具備在中空通道200的溫度調節單元可有效地執行其功能,可將產品的變形最小化。另外,可實現確保溫度均勻性的接合零件100。
具備到接合零件100的半導體制程裝備1000可為CVD裝備。具備接合零件100的CVD裝備可通過在利用熱電漿放電光等能量激發包括元素的反應處理流體而在晶圓200的基板表面形成薄膜的電子或氣相中發生的化學反應來沉積薄膜。CVD裝備可為常壓CVD裝備、減壓CVD裝備、電漿CVD裝備、光CVD裝備、有機金屬化學氣相沉積(Metal Organic-Chemical Vapor Deposition,MO-CVD)裝備。在具備接合零件100的半導體制程裝備1000為CVD裝備的情況下,接合零件100可為利用在半導體制程的簇射頭。接合零件100通過孔4對被處理物供給用以進行CVD制程的處理流體。在此情況下,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分而形成到接合零件100,從而阻斷中空通道200與孔4間的不良的相互作用。通過焊接區域w阻斷來自孔4的不良影響的中空通道200可利用具備在內部的溫度調節單元確保接合零件100的溫度均勻性。因此,可獲得將產品的變形最小化,減少功能誤差的效果。
如圖13所示,接合零件100可構成顯示器制程裝備2000。顯示器制程裝備1000可利用通過接合零件100的孔4供給的流體製造構成顯示器的一部分構成。在此情況下,在圖中表示為具備第一實施例的接合零件100,但也可具備如第二實施例、第三實施例及變形例的接合零件100。另一方面,與第一實施例、第二實施例、第三實施例及變形例的孔4不同地表示構成顯示器制程裝備1000的接合零件100的孔4的形狀。在此情況下,構成顯示器制程裝備1000的接合零件100的孔4可不同地形成供處理流體通過的各位置的寬度,因此可為例示性地表示的形狀。以與之前說明的第一實施例、第二實施例、第三實施例及變形例的孔4不同的形狀表示構成顯示器制程裝備1000的接合零件100的孔4,但孔4的形狀並不限定於此,供處理流體通過的孔4的功能可相同。
顯示器制程裝備1000包括蝕刻裝備、清洗裝備、熱處理裝備、濺鍍裝備、CVD裝備等。例如,具備在CVD裝備的接合零件可為導流器(diffuser)。
在接合零件100構成顯示器制程裝備2000的情況下,與構成所述半導體制程裝備1000的接合零件100相同,可通過孔4供給處理流體而執行制程。在此情況下,通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域w以去除中空通道200與孔4之間的水平介面的至少一部分的方式形成,從而可阻斷中空通道200與孔4間的不良的相互作用。通過焊接區域w阻斷不良影響的中空通道200可利用具備在內部的溫度調節單元有效地執行接合零件100的溫度調節功能。因此,可確保接合零件100的溫度均勻性而將產品的變形最小化。另外,在具備所述接合零件作為顯示器制程裝備2000的構成中的一個構成時,可發揮減少功能誤差而提高制程效率的效果。
接合零件100可構成如上所述的半導體制程裝備或顯示器制程裝備2000,通過接合零件100獲得的效果可相同。
如上所述,參照本發明的優選實施例進行了說明,但本技術領域內的普通技術人員可在不脫離隨附的申請專利範圍中所記載的本發明的思想及領域的範圍內對本發明進行各種修正或變形而實施。
1:被接合部件
1a:第一被接合部件
1b:第二被接合部件
1c:第三被接合部件
2:溝槽
2':非溝槽區域
2a:第一溝槽
2a':第一非溝槽區域
2b:第二溝槽
2b':第二非溝槽區域
3:焊接部或接合部
4:孔
5:連通溝槽
5a:第一連通溝槽
5b:第二連通溝槽
6:主孔
6a:第一主孔
6b:第二主孔
7:突起部
7':非突起部區域
8:第一突起部
8':第一非突起部區域
9:第二突起部
9':第二非突起部區域
10:焊接工具
10a:焊料
10b:工具
11:重疊部
100:接合零件
200:中空通道
201:第一中空通道/第一層中空通道
202:第二中空通道/第二層中空通道
1000:半導體制程裝備
2000:顯示器制程裝備
A:表面積/接觸面積
A-A':線
w:焊接區域
圖1是概略性地表示本發明的背景的圖。
圖2是概略性地表示通過作為本發明的技術特徵的摩擦攪拌焊接而焊接的本發明的優選的第一實施例的圖。
圖3(a)及圖3(b)是表示本發明的第一實施例的接合零件的圖。
圖4是概略性地表示圖3(a)及圖3(b)的製造順序的圖。
圖5是概略性地表示本發明的第二實施例的製造順序的圖。
圖6是概略性地表示本發明的第二實施例的第一變形例的製造順序的圖。
圖7是概略性地表示本發明的第二實施例的第二變形例的製造順序的圖。
圖8是表示中空通道為一層構造的情況下的冷卻流體或加熱流體的流動方向的圖。
圖9是概略性地表示本發明的第三實施例的製造順序的圖。
圖10是表示本發明的第三實施例的變形例的圖。
圖11(a)至圖11(c)是表示中空通道為多層構造的情況下的冷卻流體或加熱流體的流動方向的圖。
圖12是概略性地表示半導體制程裝備的圖。
圖13是概略性地表示顯示器制程裝備的圖。
1:被接合部件
1a:第一被接合部件
1b:第二被接合部件
2:溝槽
2':非溝槽區域
4:孔
7:突起部
7':非突起部區域
10:焊接工具
10a:焊料
10b:工具
100:接合零件
200:中空通道
A:表面積/接觸面積
w:焊接區域
Claims (9)
- 一種接合零件,供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過,所述接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其包括: 中空通道,形成到所述接合零件的內部,所述中空通道具備溫度調節單元;以及 孔,上下貫通所述被接合部件,所述孔供所述處理流體通過;且 通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
- 一種接合零件,供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過,所述接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其包括: 中空通道,形成到所述接合零件的內部,所述中空通道具備溫度調節單元; 孔,上下貫通通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域的至少一部分重疊而成的重疊部,所述孔供所述處理流體通過;且 通過摩擦攪拌焊接形成的所述焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的接合零件,其中通過摩擦攪拌焊接形成的所述焊接區域沿所述中空通道形成。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的接合零件,其中所述溫度調節單元為流體。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的接合零件,其中所述溫度調節單元為熱線。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的接合零件,其中按照3 mm以上且15 mm以下的相隔距離形成多個所述孔。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的接合零件,其中所述接合零件具備到蝕刻裝備、清洗裝備、熱處理裝備、離子注入裝備、濺鍍裝備或化學氣相沉積裝備。
- 一種接合零件,供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過,所述接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其包括: 多個孔,上下貫通所述被接合部件,所述多個孔供所述處理流體通過;以及 中空通道,具備到所述孔與所述孔之間,所述中空通道具備溫度調節單元;且 按照3 mm以上且15 mm以下的相隔距離形成所述孔, 通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
- 一種接合零件,供半導體制程用處理流體或顯示器制程用處理流體通過,所述接合零件是通過摩擦攪拌焊接來焊接至少兩個被接合部件而成,其包括: 多個中空通道,形成到所述接合零件的內部,所述多個中空通道具備溫度調節單元;以及 至少兩個孔,在所述中空通道與所述中空通道之間上下貫通所述被接合部件,所述至少兩個孔供所述處理流體通過;且 按照3 mm以上且15 mm以下的相隔距離形成所述孔, 通過摩擦攪拌焊接形成的焊接區域去除所述中空通道與所述孔之間的水平介面的至少一部分。
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