TWI761516B - 真空裝置用導熱板及其製造方法 - Google Patents

真空裝置用導熱板及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI761516B
TWI761516B TW107117239A TW107117239A TWI761516B TW I761516 B TWI761516 B TW I761516B TW 107117239 A TW107117239 A TW 107117239A TW 107117239 A TW107117239 A TW 107117239A TW I761516 B TWI761516 B TW I761516B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
base member
plug member
groove
heat transfer
flow channel
Prior art date
Application number
TW107117239A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201902295A (zh
Inventor
桒田英憲
Original Assignee
日商Uacj鑄鍛股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商Uacj鑄鍛股份有限公司 filed Critical 日商Uacj鑄鍛股份有限公司
Publication of TW201902295A publication Critical patent/TW201902295A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI761516B publication Critical patent/TWI761516B/zh

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541Heating or cooling of the substrates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K25/00Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components
    • B21K25/005Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components by friction heat forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/023Thermo-compression bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本發明係關於在LCD、OLED等面板顯示器等的基板玻璃使電極膜等各種薄膜成膜之步驟所使用的真空用導熱板。本發明之真空裝置用導熱板係包含:具有用以形成導熱介質流道之流道溝的由鋁合金板材所構成之基材構件、及成為前述基材構件之前述流道溝的蓋體的由鋁合金板材所構成之插塞構件。而且,在前述基材構件及前述插塞構件設有較前述流道溝之寬度更寬的防偏移節段。前述導熱介質流道係藉由將前述插塞構件嵌合於前述基材構件之流道溝所形成。將插塞構件嵌合於基材構件時,可應用鍛接方法。

Description

真空裝置用導熱板及其製造方法
本發明係關於具備由鋁合金板材所構成的流通導熱介質的導熱介質流道之真空裝置用導熱板。又關於該真空裝置用導熱板之製造方法,且為形成確保高度真空密封性之導熱介質流道的方法。
液晶面板顯示器(LCD)、有機EL顯示器(OLED)之製造中,有在基板玻璃進行電極膜、塗覆膜等各種薄膜的成膜之步驟。該薄膜之成膜步驟中,為了控制基板之溫度而使用導熱板。導熱板之構造係配合其目的而具有各式各樣之形狀,但從確保基板玻璃之溫度一致性之觀點來看,作為LCD用、OLED用所使用之導熱板,係使用大小符合基板玻璃的由鋁合金板材所構成之導熱板。
鋁合金板材製導熱板在其內部設有導熱介質流道,導熱介質流道之尺寸、形狀係配合其對象而適宜設計。具備如此之導熱介質流道的導熱板係以預先設有考量到所希望之導熱介質流道的溝之鋁合金板材(基材構件)、及導熱介質流道溝之蓋體(插塞構件(plug member))所構成。 而且,係將插塞構件接合於基材構件而形成密閉之導熱介質流道。又,在此之所以成為密閉,是因為上述LCD等之製膜所使用的導熱板是在真空裝置內之高度真空環境下使用,故要求與其對應之氣密性。
若由鋁合金板材製導熱板之詳細構成及其製造步驟來看,例如在專利文獻1中,係在基材構件設置凹溝,於凹溝中插入熱介質用管,並將蓋板(插塞構件)藉由焊接與基材構件接合。而且,導熱材是藉由旋轉工具沿著凹溝所產生之磨擦熱而沿著凹溝流入塑性流動材。又,專利文獻2之加熱板係由一對之鋁合金構件所構成,加熱電路在其內部配置於加熱板整體。在加熱板外周部及加熱電路之整體周圍的兩面設有溝作為接合用嵌合部。而且,設有複數個補強用嵌合部。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2010-17739號公報
[專利文獻2] 日本特開2006-172970號公報
上述專利文獻1、2記載之導熱板係任一者均係於基材構件內配置獨立的構件作為所謂冷介質用管或加熱電路之導熱介質流道。而且,藉由使導熱介質流道密接於基材構件及蓋構件以確保導熱效果。如此,若使用冷 介質用管、加熱電路等配管作為導熱介質流道,自然會產生其構件之相關費用,使導熱板整體之成本增加。
而且,就該種導熱板而言,近年來有為減少材料費用而將構件的厚度薄化之傾向。構件之薄化對於導熱而言係屬有用,但是無法避免強度方面的降低。而且,以配管形態來供給導熱介質流道的傳統導熱板,會有在使配管密接並埋入基材構件所設之溝時,基材構件之溝的形狀變形之情形。傳統的導熱板中,由於當配管與包圍配管之基材構件及蓋構件未密接時,熱交換效率會降低,故在配管及溝之間無法設定必要以上之淨空間距(clearance)。因此,有因為嵌入配管時、使用過程之熱膨脹/收縮而造成構件變形之虞。
再者,專利文獻1記載之導熱板係在基材構件配置冷介質用管,並配置蓋體,之後在經焊接後藉由磨擦攪拌進行接合而製造。但是,隨著導熱板之薄化,基材構件及插塞構件亦被薄化,故變得容易因為接合時之加熱而產生構件之變形。若於構件產生變形,則會因為接合不當無法確保氣密性而產生冷媒洩漏。其結果係無法發揮作為導熱板之功能,且有破壞真空環境,而在成膜步驟亦產生障礙之情形。
本發明係依以上所述之背景而成者,有關提供一種由鋁合金板材所構成之真空用途的導熱板,該導熱板係減少構件個數以求降低成本,同時亦可抑制薄化製造時之變形者。而且,提供一種不須擔心導熱介質路之密閉 性,無導熱介質洩漏,使用時不會破壞真空環境之導熱板。而且,亦提供一種適宜的方法作為該導熱板之製造方法。
為了解決上述課題,本發明者等經專心研究,研究出不使用配管而形成導熱介質流道,同時即使流道不使用配管,亦可抑制導熱介質之洩漏的手段。在該研究中,本發明者等係分別製造鋁合金製之二個構件,亦即,分別製造形成導熱介質流道之基材構件、及用以蓋住設於基材構件的沿著導熱介質流道之形狀的溝之插塞構件。而且,係將插塞構件以確保氣密性之方式嵌合在基材構件之溝,並將溝直接作為導熱介質流道而製造導熱板製造。又,在以下,有將由導熱介質流道所形成之流道形狀稱為溝圖型的情形。
如此,藉由基材構件之溝與插塞構件之組合形成導熱介質流道時,為了確保流道之氣密性,確保兩構件接合時之密接性是重要的。在此,本發明中用以確保氣密性之基材構件與插塞構件之接合方法,係採用如後所述之將兩構件進行加熱並加壓之鍛接方法(forge welding method)。
在此,於如鍛接方法之伴隨加熱的接合中,必須考量到基材構件及插塞構件之熱膨脹差。就此點而言,基材構件之體積及插塞構件之體積通常是大為不同的。設有導熱介質流道之基材構件中,必須具備用以形成導熱介質通路之深度以及可承受導熱介質的壓力之厚度,因此認 為基材構件及插塞構件之體積的差會變得更大。
基材構件與插塞構件之體積差,會產生加熱時之蓄熱量的差,且因熱膨脹差等引起變形。在將作為基材構件之溝的凹部及成為蓋材之插塞構件(凸部)進行接合時,僅是將與溝圖型為相同形狀之插塞構件嵌入,由於熱膨脹差所致之變形,插塞構件會偏移而未被固定/接合在按照設計之位置之可能性變高。構件之大型化和基材構件與插塞構件之體積差愈大,則該偏移愈顯著。
於是,本發明者等更進一步研究,在基材構件嵌合並接合具有體積差之插塞構件時,為了防止變形所致之偏移,對於基材構件及插塞構件局部性地設定了防偏移用之節段。
亦即,本發明之真空裝置用導熱板,係包含:具有用以形成導熱介質流道之流道溝的由鋁合金板材所構成之基材構件、及成為前述基材構件之前述流道溝的蓋體之由鋁合金板材所構成之插塞構件;並具備藉由前述插塞構件嵌合於前述流道溝所形成之導熱介質流道;前述真空裝置用導熱板中,在前述基材構件及前述插塞構件設有較前述流道溝之寬度更寬的防偏移節段。
而且,本發明之真空裝置用導熱板的製造方法係包含:藉由將基材構件及插塞構件於250℃至400℃之範圍進行加熱並加壓之鍛接方法,以將插塞構件嵌合於基材構件之步驟。
有關本發明之鋁合金製導熱板,係廢除傳統技術所應用之成為導熱介質流道的配管,並藉由基材構件之流道溝及插塞構件之組合形成導熱介質流道。藉此,除了降低導熱板之成本之外,可抑制製造時基材構件的變形、導熱介質由配管洩漏。而且,在本發明,係在流道適當設定防偏移節段,抑制在製造步驟中之插塞構件及基材構件之偏移。並且,可製造氣密性優異之導熱板。
第1圖係表示本發明之導熱板的具體例之圖。
第2圖係表示本發明之導熱板的具體例之圖。
第3圖係說明防偏移節段之具體形態的例子之圖。
第4圖係說明以本實施形態製造之導熱板的基材構件的外觀之圖。
第5圖係說明以本實施形態製造之導熱板的插塞構件的外觀之圖。
第6圖係說明以本實施形態製造之導熱板在剖面觀察中被判定為合格之剖面的一例。
以下,具體說明本發明之由鋁合金板材所構成之真空裝置用導熱板及其製造方法。在以下之說明中,首先說明本發明之真空裝置用導熱板的結構。
本發明係由鋁合金板材所構成之2個構件,亦即,由形成有導熱介質流道用之流道溝的基材構件、及 具有沿著溝圖型之形狀的插塞構件所構成。而且,是在基材構件之流道溝嵌合並接合插塞構件,藉此形成導熱介質流道,而構成導熱板。在本發明,係排除用以流通冷媒等導熱介質之配管,而直接利用基材構件之流道溝來作為導熱介質流道。如此,藉由不使用配管而削減構件個數,可求降低導熱板之成本。而且,亦無對於以傳統技術所會產生之將配管埋入基材構件時的溝形狀之變形或來自配管之導熱介質的洩漏之疑慮。再者,廢除配管而直接將基材構件之流道溝作為導熱介質流道時,可提升導熱效果,同時亦可抑制在配管之使用過程中的變形以及因此所致之導熱板的變形。
在此,就本發明之真空裝置用導熱板的各構成構件進行說明時,基材構件係由鋁合金板材所構成,形成用以形成導熱介質流道之流道溝。就用以形成導熱介質流道之流道溝整體的平面形狀而言,亦即,就溝圖型而言並無特別限制。而且,亦不限制流道溝之尺寸、剖面形狀。溝圖型之形狀/尺寸係可依照其用途、尺寸、加熱(冷卻)用之熱容量等而任意地形成。
本發明之真空裝置用導熱板的另一構件之插塞構件,係由鋁合金板材所構成,而成為形成於基材構件之流道溝的蓋體。插塞構件之平面形狀係形成為相對於基材構件之溝圖型形狀是除了後述防偏移節段的形成部位以外為相同的形狀。又,插塞構件之厚度並無特別限定,考量到導熱介質流道內流通之導熱介質的壓力等,係設定為 確保耐壓性/氣密性之厚度。
在此,基材構件之流道溝的結構之例,較佳係在基材構件之表面附近,具備較流道溝更寬之接合溝者。藉由在插塞構件亦設有對應於接合溝之形狀,基材構件及插塞構件會嵌合,可藉由在預定溫度下之加壓進行接合。再者,在本發明中,係以設定防偏移節段,基材構件在對應於插塞構件之防偏移節段的部分具備較基材構件之流道溝更寬、且與防偏移節段大致相等之寬度的防偏移溝為較佳。亦即,基材構件之流道溝周圍的剖面形狀形成為階梯形狀者(參照表示本發明之實施形態的第4圖之剖面圖)。藉由設定接合溝及防偏移溝,可確保必要的流道並且卡止插塞構件,而可穩定地接合。又,接合溝較佳係較流道溝之寬度更寬數毫米(10mm以下)者。此外,接合溝之深度為淺者即可,較佳為與插塞構件之厚度大致相等者。
而且,相對於如上所述之形成有具有接合溝及防偏移溝之流道溝的基材構件,插塞構件之寬度較佳係與包含防偏移節段之部分的基材構件之流道溝的寬度大致相同者。
基材構件與插塞構件之接合,係藉由加熱至後述之預定溫度後,進行加壓來接合。在此,有由於基材構件與插塞構件之體積差等造成在加熱步驟產生偏移之情形。因此,在本發明中,為了防止基材構件之溝圖型與插塞構件之偏移,而在插塞構件設有防偏移節段。該防偏移節段係防止因加熱時之變形所致之插塞構件的偏移,同時 在將插塞構件接合於基材構件之流道溝時亦發揮定位之作用。
防偏移節段係於原本具有一樣寬度之插塞構件局部性地設定之較寬的部位。組合有具有該防偏移節段之插塞構件及基材構件之導熱板的具體例係表示於第1圖、第2圖。基材構件之溝圖型如上所述,是依所需的冷卻/加熱能力等而設計,惟多數情況下是以長短之流道來構成。具有如此之流道的導熱板,通常在以導熱介質流入口作為起點時,是如第1圖、第2圖所示般,以導熱介質流道在寬度方向折返之方式配置長的流道及短的流道。
其次,說明有關防偏移節段之形狀。在本發明中,以下說明僅是表示其中一例,只要為類似之形狀等,即可滿足本發明。將導熱板中之基材構件及插塞構件之接合部的俯視圖及剖面圖表示於第3圖。如第3圖之剖面圖所示,相對於較基材構件之流道溝的寬度更寬些許的接合溝,擔任溝之蓋之插塞構件的寬度係大致相等。但是,關於插塞構件之寬度,為了使接合牢固,能夠容許較接合溝更寬些許。而且,防偏移節段之寬度如第3圖所示,係成為較流道溝的寬度更寬。
防偏移節段之平面形狀,如由第3圖之俯視圖可知,可設定為各種形狀而無特別限定。就此等防偏移節段及防偏移溝之平面形狀的輪廓而言,以R連接角度變化之部位為理想。此係為了防止接合時之基材構件與插塞構件之磨擦所致之材料變形、材料之勾扯所致之捲入。該 R形狀之設定,特別是在從通常之流道溝(接合溝)至防偏移溝之突起部位(連接兩者之部位)係屬重要。該R較佳為20至30。R未達20時,基材構件與插塞構件之接合時,以R為頂點在其兩側磨擦變大,R部朝接合方向亦即溝深度方向被拉偏,而產生洩漏(leak)、流道變形等接合不良。此外,雖然即使R超過30亦可維持其效果,但是為了確實地防止偏移,較佳係將其上限R設為30。
接著,就防偏移節段之平面形狀而言,以其長度(流道溝之長方向的長度)係具有可以R圓滑地連接節段部分之程度的長度為理想。而且,如上述般在基材構件形成接合溝及防偏移溝時,防偏移溝之寬度、亦即防偏移節段之寬度係以相對於接合溝之寬度為寬5倍以上為佳。又,防偏移溝之寬度及接合溝之寬度分別是指設在流道溝之兩外側的溝之寬度的總和。亦即,所謂接合溝寬度係接合溝之整體寬度與流道溝之寬度的差,所謂防偏移溝寬度係防偏移溝之整體寬度與流道溝之寬度的差。通常,接合溝寬度及防偏移溝寬度較佳係以相對流道溝寬度之中心為對象之方式而設置。
再者,因為防偏移節段與形成基材構件之導熱介質流道的流道溝及插塞構件同樣係有助於接合強度,故可以於除去氧化皮膜而接合時使新生面露出之方式,設為於流道剖面之深度方向成為上廣之梯形狀。
有關防偏移節段之設置個數,係依據導熱介質流道之形狀、長度而成者,防偏移節段可驗證其效果同 時適當設定偏移。但是,若依據本發明者等之研究,就具有直線部分之溝圖型而言,在不設置防偏移節段之狀況下直線部分之長度超過500mm時,會由於接合之際昇溫時的熱膨脹,有插塞構件從基材構件浮起之情形,而產生接合不良。因此,就以直線所構成之溝圖型而言,較佳係在長度500mm內設定1個以上之防偏移節段,藉此可適當地發揮基材構件與插塞構件之防偏移效果。例如,如第1圖、第2圖般設置防偏移節段。
而且,就在該適宜的長度500mm之範圍內的防偏移效果之設定位置而言,只要在500mm以內,即可設定於任意位置,但即便設定1個防偏移節段時,係以設置在其中央,亦即,設置在相對於溝圖型長度500mm成為均等之位置為較佳。設置複數個之防偏移節段時,較佳係以相對於溝圖型長度成為均等之方式設定。又,關於溝圖型長度未達500mm之部分,亦可設定1個以上之防偏移節段,但亦可不設置防偏移節段。亦即,對於超過溝圖型長度500mm時之溝圖型,只要於溝圖型長度500mm以內具有1個以上之防偏移節段,便可確認到本發明之效果。關於流道溝之長度較短的部分之防偏移節段的設定,只要考量其效果及加工等之生產性等而決定即可。
就以上說明之本發明的導熱板而言,基材構件與插塞構件之材質若為鋁合金板即無特別限定。較佳之鋁合金可舉例如:JIS 1050、1100、3003、3004、5052、5005、6061、6063、7003、7N01等鋁合金。
其次,說明有關本發明之真空裝置用導熱板的製造方法。本發明之導熱板的製造中,係採用將設有導熱介質流道之基材構件及插塞構件予以組合,將其等加熱至預定溫度並進行加壓、接合之鍛接方法。
基材構件與插塞構件之接合係在基材構件所設之流道溝及符合溝圖型的形狀之插塞構件之間進行。鍛接方法中,在基材構件嵌合並接合插塞構件時,由於各構件之接觸部的表面之磨擦,氧化被膜被破壞,而進一步在該表面露出鋁新生面,藉此進行接合。就藉由該鍛接進行之接合步驟的具體條件而言,係在基材構件與插塞構件經嵌合之狀態下,以250℃至500℃加熱,在基材構件與插塞構件之界面以熱變形阻抗以上之高壓進行加壓。藉由該加熱,在基材構件與插塞構件之接觸面,基材構件與插塞構件之接合面中之變形阻抗會降低,變得容易進行後續之加壓時之接合,亦即,插塞構件變得容易被壓入至基材構件。而且,如所述般,因為插塞構件壓入基材構件時之磨擦而在各個接合面產生新生面,將產生新生面之各構件進一步加壓,藉此進行金屬接合。在此,就將加熱溫度設為250℃至500℃而言,未達250℃時,基材構件與插塞構件之接合面的變形阻抗較小,不易產生新生面,基材構件與插塞構件之接合變得不充分。當超過500℃時,變形阻抗變得過少,過度地變形而使接合變得不充分。加熱溫度較佳係300℃至450℃之範圍,更佳係350℃至420℃。
將基材構件與插塞構件接合時,為了提升生 產性,以採取儘可能地快速的昇溫速度為佳。但是,昇溫速度快速時,插塞構件較基材構件更能明顯觀察到熱膨脹。這是因為就基材構件與插塞構件之體積差而言,體積小之插塞構件的昇溫快之故。在此,插塞構件係沿著基材構件之流道溝的溝圖型之形狀,亦即為近似線狀之形狀,故其膨脹係可以線膨脹顯現。線膨脹所致之長度變化係依據原來之長度,藉由各材料之固有膨脹係數及溫度之差的積來求出。在此,鋁合金之線膨脹係數為23×10-6/℃,大於鐵或銅等其他金屬之線膨脹係數。又,就如第1、2圖之具有長短的溝長度之溝圖型而言,擔任其蓋的插塞構件在長短上亦有所差異。此種情形下,在長度較長之部位因熱膨脹所致之長度變化會變顯著。其結果是在插塞構件較長之部位產生與基材構件之溝圖型的偏移,而有從溝圖型浮起、或從溝圖型錯位之虞。防偏移節段對於防止在該插塞構件較長之部位的偏移特別有效。亦即,防偏移節段係加速昇溫速度而謀求導熱板之生產性,同時有助於防止偏移之品質確保。
基材構件與插塞構件之接合,須為將兩構件加熱至上述溫度之後加壓,或是在將兩構件加熱至上述溫度同時進行加壓。該加壓力須為插塞構件在基材構件內部僅引起塑性變形之加壓力。亦即,插塞構件是經由承受壓力之面積及素材之熱變形阻抗導出加壓力。
又,鋁材料通常在大氣中會於表面形成氧化被膜,故在將基材構件與插塞構件接合之前,係以事前預 先除去氧化被膜為佳。氧化被膜之除去方法可列舉:藉由酸/鹼蝕刻將構件進行洗淨。藉由除去該氧化皮膜,在基材構件與插塞構件之接合面,接合強度更為增加,可避免冷媒洩漏等不良情形。
此外,在將基材構件與插塞構件接合之前,須有兩構件之定位等前置作業,惟在本發明中不需要兩構件之定位等暫時固定之焊接等。在本發明係藉由防偏移節段之存在而容易定位,而且也可以抑制加熱中之偏移,故不需要焊接。因而,本發明亦有助於縮減導熱板製造之步驟數。
[實施例]
其次,對於成為本發明之具體實施形態之實施例,係與圖面一併進行說明。另外,本實施形態為本發明之一例,而不限定於此。
在該實施例中,製造具有預定之溝圖型的導熱板,並研究防偏移節段之效果。首先,說明導熱板之製造方法。在基材構件形成成為導熱媒流道之第4圖的溝圖型之流道溝,同時準備符合該溝圖型之形狀的插塞構件。基材構件之大小為長度1000mm×寬度1000mm×高度50mm,於其中藉由切削而形成如第4圖所示之具有長短之直線的溝圖型之流道溝。就該流道溝之剖面尺寸而言,底部之寬度為20mm,表面側之接合溝成為較流道溝底部之寬度更寬6mm(單側各3mm),形成階梯之形狀。此外,就設有流道溝之防偏移節段的部分,形成較流道溝之寬度更寬 30mm(單側各15mm)之防偏移溝。又,接合溝及防偏移溝之厚度(深度)為15mm。
接著,將相同材質的鋁合金進行切削加工而製造插塞構件。第5圖係其俯視圖及剖面圖。插塞構件之平面形狀係與基材構件之溝圖型相同的形狀。在插塞構件中,形成有寬度50mm之防偏移節段。插塞構件之寬度及防偏移節段之寬度係設為與基材構件之接合溝及防偏移溝相同。插塞構件之厚度為15mm。在防偏移節段中,係在其平面形狀之輪廓中產生角度變化之部位形成R,在此實施例中,是將節之突起部分的R設為25,節之寬方向端部的R設為25。
就基材構件與插塞構件之接合而言,係將構件定位後,升溫至所設定之接合溫度,並以荷重5000頓進行加壓而使插塞構件嵌合並接合於基材構件。在此之接合溫度係設定為200℃至500℃之間的溫度。又,在本實施例中,製造了數個導熱媒流道之直線部的長度相異之導熱板。此外,亦製造了無防偏移節段之導熱板。繼而,對所製造之導熱板進行導熱介質流道部之剖面觀察及洩漏測試之評估。
(1)剖面觀察
就導熱介質流道最長之流道而言,觀察其中央之剖面,確認基材構件與插塞構件為接合。接合後,將觀察部位切出,之後以機械加工而精加工為鏡面(Ra3.2以下),以目視 進行觀察。在基材構件與插塞構件之接合面,若為無間隙之狀態則設為合格「○」,若為有部分間隙但未連通至外部者,則設為「△」,若為未完全接合者則設為「×」。第6圖表示在接合後剖面觀察中設為合格之剖面的一例,以供參考於。
(2)洩漏測試
洩漏測試係將已完成之導熱板的電路之流道單側塞起,並將另一側連接至氦氣測漏機,在成為真空之狀態下從外部吹入He(真空噴吹法),並確認無He洩漏。未確認到洩漏時設為合格「○」,確認到洩漏時設為「×」。
Figure 107117239-A0202-12-0016-1
將接合後之評估結果表示於表1。試驗No.1至No.4可謂是本案發明之實施例。此等實施例係適當設定有防偏移節段,且接合溫度係設為妥適範圍。就此等實施 例而言,在剖面觀察、及洩漏測試中為合格。另一方面,試驗No.6(比較例)雖為流道之長度超過500mm者,但並未設置防偏移節段,故在剖面觀察中可看到接合不良,且以洩漏測試為有洩漏。此外,試驗No.7(比較例)由於接合溫度低,故為接合不良。又,No.5由於未設定防偏移節段,故在本發明之範圍外(參考例)。此導熱板因為流道長度未達500mm,故即使未設有防偏移節段,亦不產生接合不良。
[產業上之可利用性]
依據本發明,可以低成本且有效率地製造導熱介質流道之氣密性優異的導熱板。本發明在LCD、OLED等之製造中,係有用於作為能夠應用在電極膜等各種製膜步驟所使用之真空裝置的導熱板。

Claims (5)

  1. 一種真空裝置用導熱板,係包含:基材構件,係由鋁合金板材所構成,具有用以形成導熱介質流道之流道溝、及插塞構件,係由鋁合金板材所構成,成為前述基材構件之前述流道溝的蓋體;並具備導熱介質流道,係藉由前述插塞構件嵌合於前述基材構件所形成者;前述插塞構件設有防偏移節段,前述防偏移節段為寬度較寬的部位;前述防偏移節段的寬度比前述插塞構件的前述防偏移節段以外的部分的寬度更寬,且比前述流道溝的寬度更寬;前述基材構件在對應於前述插塞構件的前述防偏移節段的部分設有防偏移溝,前述防偏移溝的寬度比前述流道溝更寬,且與前述防偏移節段的寬度相等。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之真空裝置用導熱板,其中,在前述基材構件之表面具備接合溝,前述接合溝比前述流道溝更寬,並且具有與前述插塞構件之厚度相等的深度;前述插塞構件的前述防偏移節段以外的部分的寬度及前述接合溝之寬度係相等,且前述防偏移溝及前述插塞構件的前述防偏移節段的寬度相等。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空裝置用導熱板, 其中,關於防偏移節段之平面形狀的輪廓中之角度變化部,係形成20至30之R。
  4. 一種真空裝置用導熱板之製造方法,其係申請專利範圍第1或2項所述之真空裝置用導熱板之製造方法,係包含:藉由將基材構件及插塞構件加熱至250℃至400℃之範圍並進行加壓之鍛接方法,使插塞構件嵌合於基材構件之步驟。
  5. 一種真空裝置用導熱板之製造方法,其係申請專利範圍第3項所述之真空裝置用導熱板之製造方法,係包含:藉由將基材構件及插塞構件加熱至250℃至400℃之範圍並進行加壓之鍛接方法,使插塞構件嵌合於基材構件之步驟。
TW107117239A 2017-05-22 2018-05-21 真空裝置用導熱板及其製造方法 TWI761516B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-100563 2017-05-22
JP2017100563A JP6948832B2 (ja) 2017-05-22 2017-05-22 真空装置用伝熱板及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201902295A TW201902295A (zh) 2019-01-01
TWI761516B true TWI761516B (zh) 2022-04-21

Family

ID=64499799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107117239A TWI761516B (zh) 2017-05-22 2018-05-21 真空裝置用導熱板及其製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6948832B2 (zh)
KR (1) KR102528351B1 (zh)
CN (1) CN108955325B (zh)
TW (1) TWI761516B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112427799B (zh) * 2020-11-16 2022-08-26 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种大尺寸高厚度铝合金面板的搅拌摩擦焊制造方法
JP7457760B2 (ja) 2022-07-29 2024-03-28 株式会社Uacj鋳鍛 伝熱板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200612769A (en) * 2004-10-08 2006-04-16 Furukawa Sky Aluminum Corp Heater plate, and manufacturing method thereof
US20060272802A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-07 Hitachi Cable, Ltd. Cooling plate
TW200931562A (en) * 2007-09-19 2009-07-16 Applied Materials Inc PECVD process chamber with cooled backing plate
US20100314075A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Satoshi Takahashi Cooling plate and manufacturing method therefor
JP2015080787A (ja) * 2013-10-21 2015-04-27 日本軽金属株式会社 伝熱板の製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10160367A (ja) * 1996-12-02 1998-06-19 Hitachi Ltd 平板状ヒートパイプ及びそれを用いた電子装置
JP4312339B2 (ja) * 2000-02-24 2009-08-12 ナブテスコ株式会社 蛇行通路付熱伝達装置
JP4806179B2 (ja) * 2004-10-08 2011-11-02 古河スカイ株式会社 ヒータプレートの製造方法
JP4868737B2 (ja) 2004-12-17 2012-02-01 古河スカイ株式会社 ヒータプレート及びヒータプレートの製造方法
CN100590377C (zh) * 2005-02-18 2010-02-17 阳傑科技股份有限公司 热管冷却系统及其热传递连接器
EP1891672A2 (en) * 2005-03-22 2008-02-27 Bharat Heavy Electricals Lilmited Selectively grooved cold plate for electronics cooling
JP5195098B2 (ja) 2008-07-10 2013-05-08 日本軽金属株式会社 伝熱板の製造方法
JP5023020B2 (ja) * 2008-08-26 2012-09-12 株式会社豊田自動織機 液冷式冷却装置
US9410746B2 (en) * 2013-03-20 2016-08-09 Basf Se Temperature-regulating element
CN104308501B (zh) * 2014-09-30 2017-12-22 上海电机学院 笔记本电脑面板上铜套固定的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200612769A (en) * 2004-10-08 2006-04-16 Furukawa Sky Aluminum Corp Heater plate, and manufacturing method thereof
US20060272802A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-07 Hitachi Cable, Ltd. Cooling plate
TW200931562A (en) * 2007-09-19 2009-07-16 Applied Materials Inc PECVD process chamber with cooled backing plate
US20100314075A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Satoshi Takahashi Cooling plate and manufacturing method therefor
JP2015080787A (ja) * 2013-10-21 2015-04-27 日本軽金属株式会社 伝熱板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201902295A (zh) 2019-01-01
JP6948832B2 (ja) 2021-10-13
KR20180127925A (ko) 2018-11-30
JP2018194273A (ja) 2018-12-06
CN108955325B (zh) 2021-08-31
KR102528351B1 (ko) 2023-05-02
CN108955325A (zh) 2018-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10807188B2 (en) Method of manufacturing liquid-cooled jacket
JP6372515B2 (ja) 液冷ジャケットの製造方法及び液冷ジャケット
CN107000114B (zh) 液冷套筒的制造方法及液冷套筒
TWI761516B (zh) 真空裝置用導熱板及其製造方法
KR100617413B1 (ko) 냉각판 및 그 제조 방법과, 스퍼터링 타겟 및 그 제조 방법
JP4126966B2 (ja) 本体と蓋の接合構造体
TWI490933B (zh) Jointing device
KR100680282B1 (ko) 변형가공을 수반하는 열박음 방법
JP2019130581A (ja) 液冷ジャケットの製造方法
JP2019181472A (ja) 液冷ジャケットの製造方法
JP2006329439A (ja) コールドプレート
CN110603116A (zh) 液冷套的制造方法
TWI322735B (zh)
US6378760B1 (en) Method for manufacturing joint of carbon steel pipes suitable for expansion and expanding method
WO2020054425A1 (ja) 銅管とアルミニウム管の接合体およびその接合方法
JPS61108482A (ja) 管板と伝熱管との接合方法
JP4868737B2 (ja) ヒータプレート及びヒータプレートの製造方法
KR20220107918A (ko) 히터 플레이트 및 히터 플레이트의 제조 방법
JP2007024457A (ja) コールドプレート
JP4965213B2 (ja) 変性ポリ四フッ化エチレン成形体の溶着方法
WO2024079808A1 (ja) 冷却床部材及び冷却床部材の製造方法
JP2008087393A (ja) ビニールシートの接合方法
TW202405364A (zh) 傳熱板
JP2005316401A (ja) コールドプレートおよびその製造方法
CN117346544A (zh) 形变限制铜钢复合水套冶金炉