帶有流路的構件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提高形成流路的壁面與金屬構件之間的緊貼性的帶有流路的構件及其制造方法。帶有流路的構件(100)具有：基材(101)，其由金屬或合金形成；板狀構件(102)，其由金屬或合金形成且呈板狀，具有兩個平板部(11)和凸部(12)而形成流路(106)，所述兩個平板部(11)位于寬度方向的兩端部，且主面在同一平面上通過，所述凸部(12)設于該兩個平板部(11)之間，且板厚方向的剖面呈相對于平板部突起的形狀；金屬沉積層(105)，在使平板部(11)的主面內的凸部(12)的頂點的相反側的主面與基材(101)對置配置的狀態(tài)下，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向板狀構件(101)的凸部(12)的頂點側的表面及基材(101)的表面直接吹附固相狀態(tài)的粉末并使其沉積，由此形成金屬沉積層(105)。
【專利說明】帶有流路的構件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在半導體、液晶顯示裝置、光盤等的制造工藝中用于基板的溫度調節(jié)、氣體供給等的帶有流路的構件及其制造方法。
【背景技術】
[0002]設有在板狀的金屬構件的內部流通流體的流路的構造物(帶有流路的構件)，在半導體、液晶顯示裝置、光盤等的制造中的基板工藝等中用于各種用途。例如，在流路中流通有載熱體(制冷劑)的帶有流路的構件用作對基板的溫度進行調節(jié)(冷卻或加熱)的溫度調節(jié)裝置(冷凍板等)(例如，參照專利文獻I)。另外，在流路中流通有具有規(guī)定的成分的氣體的帶有流路的構件用作向基板供給該氣體的簇射板。
[0003]上述的帶有流路的構件通過如下方式制造，例如，分別制成使流體流通的管、和對與該管對應的形狀的凹部進行掘鑿加工等而形成的板狀的金屬構件，并將管載置于金屬構件的凹部。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2009-13497號公報發(fā)明概要
[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]然而，當以上述方式制成帶有流路的構件時，難以使設于金屬構件的凹部與管以在兩者之間不產生間隙地緊貼而將兩者接合。因此，在金屬構件的凹部與管的壁面之間產生間隙，可能導致熱阻變大，進而導致在管內流通的流體與金屬構件之間的導熱性、均熱性降低，或者可能導致向間隙混入雜質，或者可能因間隙而導致管晃蕩。
[0009]
【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種提高形成流路的壁面與金屬構件之間的緊貼性的帶有流路的構件及其制造方法。
[0011]解決方案
[0012]為了解決上述課題、達成目的，本發(fā)明所涉及的帶有流路的構件在該構件的內部設有流路，其特征在于，所述帶有流路的構件具備:基材，其由金屬或合金形成；板狀構件，其由金屬或合金形成且呈板狀，具有兩個平板部和凸部而形成所述流路，所述兩個平板部位于寬度方向的兩端部，且主面在同一平面上通過；所述凸部設于該兩個平板部之間，且板厚方向的剖面呈相對于所述平板部突起的形狀；金屬沉積層，其通過在使所述平板部的主面內的所述凸部的頂點的相反側的主面與所述基材對置配置的狀態(tài)下，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向所述板狀構件的所述凸部的頂點側的表面及所述基材的表面直接吹附固相狀態(tài)的所述粉末并使其沉積而形成。
[0013]上述帶有流路的構件的特征在于，還具備第二板狀構件，該第二板狀構件由金屬或合金形成且呈板狀，與所述板狀構件的所述相反側的主面接合，且與所述板狀構件一同形成所述流路。
[0014]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述第二板狀構件呈平板狀。
[0015]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述第二板狀構件具有:位于寬度方向的兩端部且主面在同一平面上通過的兩個第二平板部；設于該兩個第二平板部之間且板厚方向的剖面呈相對于所述第二平板部突起的形狀的第二凸部，并且，在所述兩個第二平面部的主面內的所述第二凸部的頂點的相反側的主面處，所述第二板狀構件與所述板狀構件的所述兩個平板部的所述相反側的主面分別接合，所述基材具有形成在呈平面的表面且能夠載置所述第二凸部的凹部，所述金屬沉積層在將所述第二凸部載置于所述凹部的狀態(tài)下形成。 [0016]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述第二板狀構件的寬度方向上的長度比所述板狀構件的寬度方向上的長度長。
[0017]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述板狀構件的端部越靠近所述基材、其寬度方向上的長度越長。
[0018]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述板狀構件的端部越靠近所述基材、其寬度方向上的長度越長，所述第二板狀構件的端部越靠近所述基材、其寬度方向上的長度越長，且所述第二板狀構件的端面比所述板狀構件延伸突出到更靠外側的位置。
[0019]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述凸部相對于該平板部立起的方向與所述平板部所成的角度比90度小。
[0020]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述凸部相對于該平板部立起的方向與所述平板部所成的角度比70度小。
[0021]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述基材的表面與所述板狀構件的上表面之間的階梯差為0.8mm以下。
[0022]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述基材通過使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，至少向所述第二板狀構件的表面直接吹附固相狀態(tài)的所述粉末并使其沉積而形成。
[0023]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述板狀構件由不銹鋼、或者銅或銅合金形成，所述基材及所述金屬沉積層由鋁或鋁合金形成。
[0024]在上述帶有流路的構件的基礎上，其特征在于，所述第二板狀構件由不銹鋼、或者銅或銅合金形成。
[0025]本發(fā)明所涉及的帶有流路的構件的制造方法是在由金屬或合金形成的構件的內部設有流路的帶有流路的構件的制造方法，其特征在于，所述帶有流路的構件的制造方法包括如下工序:配置板狀構件的工序，在由金屬或合金形成的基材上配置由金屬或合金形成且呈板狀且具有兩個平板部和凸部而形成所述流路的板狀構件，所述兩個平板部位于寬度方向的兩端部，且主面在同一平面上通過，所述凸部設于該兩個平板部之間，且板厚方向的剖面呈相對于所述平板部突起的形狀，并且，使在所述平板部的主面內的所述凸部的頂點的相反側的主面與所述基材對置；金屬沉積層形成工序，在所述基材上配置有所述板狀構件的狀態(tài)下，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向所述板狀構件的所述凸部的頂點側的表面及所述基材的表面直接吹附固相狀態(tài)的所述粉末并使其沉積，由此形成金屬沉積層。
[0026]在上述帶有流路的構件的制造方法的基礎上，其特征在于，所述板狀構件配置工序中，將第二板狀構件配置于所述基材上，所述第二板狀構件由金屬或合金形成且呈板狀，與所述板狀構件的所述相反側的主面接合，并與所述板狀構件一同形成所述流路。
[0027]在上述帶有流路的構件的制造方法的基礎上，其特征在于，所述板狀構件配置工序中，將第二板狀構件配置于所述基材的形成在呈平面的表面且能夠載置所述第二凸部的凹部，所述第二板狀構件呈由所述第二金屬或合金形成的板狀，具有:兩個第二平板部，其位于寬度方向的兩端部，主面在同一平面上通過且分別與所述板狀構件的兩個所述平板部接合；第二凸部，其設于該兩個第二平板部之間，且板厚方向的剖面呈相對于所述第二平板部突起的形狀，所述金屬沉積層形成工序中，在所述第二凸部載置于所述凹部的狀態(tài)下形成所述金屬沉積層。
[0028]在上述帶有流路的構件的制造方法的基礎上，其特征在于，所述帶有流路的構件的制造方法還包括第二金屬沉積層形成工序，除去所述基材，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向所述第二板狀構件的表面及所述金屬沉積層的露出面直接吹附固相狀態(tài)的所述粉末并使其沉積，由此形成第二金屬沉積層。
[0029]發(fā)明效果
[0030]根據本發(fā)明，將具有平板部及凸部的板狀構件配置于基材上，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向板狀構件的凸部側的面及基材的表面直接吹附固相狀態(tài)的粉末并使其沉積，由此形成金屬沉積層，因此能夠提高成為載熱體的流路的板狀構件的凸部與由金屬沉積層構成的構件之間的緊貼性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I所涉及的帶有流路的構件的構造的剖視圖。
[0032]圖2是表示圖1所示的管的`外觀的立體圖。
[0033]圖3是表示圖1所示的帶有流路的構件的制造方法的流程圖。
[0034]圖4A是用于說明圖1所示的帶有流路的構件的制造方法的剖視圖。
[0035]圖4B是用于說明圖1所示的帶有流路的構件的制造方法的剖視圖。
[0036]圖5是表示冷噴涂裝置的概要的示意圖。
[0037]圖6是表示利用冷噴涂法在管上形成有金屬沉積層的樣子的剖視圖。
[0038]圖7是表示在比較例的管上形成有金屬沉積層的樣子的照片。
[0039]圖8是表示板狀構件的詳細的形狀的剖視圖。
[0040]圖9是表示在圖8所示的板狀構件上形成有金屬沉積層的樣子的照片。
[0041]圖1OA是表示使凸部的傾斜角Θ變化的情況的銅皮膜的狀態(tài)的表。
[0042]圖1OB是表示Θ =100°的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。
[0043]圖1OC是表示Θ =110°的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。
[0044]圖1lA是表示使端部的厚度h變化的情況下的上述皮膜的狀態(tài)的表。
[0045]圖1lB是表示h = 0.1mm的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。
[0046]圖1lC是表示tQ = 0.2mm的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。
[0047]圖1lD是表示tf0.4mm的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。[0048]圖1lE是表示tf0.8mm的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。
[0049]圖1lF是表示tQ=l.0mm的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。
[0050]圖1lG是表示^=2.0mm的情況的銅皮膜的狀態(tài)的照片。[0051]圖12是表示變形例1-1所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0052]圖13是表示變形例1-1所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0053]圖14是表示變形例1-1所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0054]圖15是表示變形例1-2所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0055]圖16是表示變形例1-2所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0056]圖17是表示變形例1-3所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0057]圖18是表示變形例1-4所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0058]圖19是表示變形例1-5所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0059]圖20是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0060]圖21是表示圖20所示的管的制成工序的立體圖。
[0061]圖22是表示實施方式3所涉及的帶有流路的構件的剖視圖。
[0062]圖23是表示實施方式4所涉及的帶有流路的構件的構造的剖視圖。
[0063]圖24是表示實施方式4所涉及的帶有流路的構件的制造方法的流程圖。
[0064]圖25A是用于說明實施方式4所涉及的帶有流路的構件的制造方法的剖視圖。
[0065]圖25B是用于說明實施方式4所涉及的帶有流路的構件的制造方法的剖視圖。
【具體實施方式】
[0066]以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式進行詳細的說明。需要說明的是，本發(fā)明并不被以下的實施方式限定。另外，在以下的說明中參照的各附圖只不過是在能夠理解本發(fā)明的內容的程度內簡要示出形狀、大小、及位置關系。即，本發(fā)明并不僅僅被在各附圖中例示出的形狀、大小、及位置關系限定。
[0067](實施方式I)
[0068]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I所涉及的帶有流路的構件的構造的剖視圖。
[0069]如圖1所不，實施方式I所涉及的帶有流路的構件100具備:基材101 ;由兩個板狀構件102、103構成且載置于基材101的管104 ;形成于管104及基材101的表面的金屬沉積層105。上述的帶有流路的構件100使所希望的流體(液體或氣體)在管104內流通而用作溫度調節(jié)裝置(例如冷凍板)、流體供給裝置(例如簇射板)等。
[0070]基材101由金屬或合金形成。金屬或合金的種類根據帶有流路的構件100的用途而被適當地選擇。例如，在將帶有流路的構件100用作溫度調節(jié)裝置的情況下，作為基材101的材料而使用導熱性良好的鋁或鋁合金等。另外，在將金屬沉積層105側作為被溫度調節(jié)的對象物的載置面的情況下，從加工容易性的觀點出發(fā)，也可以選擇基材101的材料。
[0071]如圖2所示，構成管104的兩個板狀構件102、103各自具有:位于寬度方向的兩端部且主面在同一平面上通過的兩個平板部11 ;設于該兩個平板部11之間且板厚方向的剖面呈相對于平板部11突起的形狀的凸部12。上述板狀構件102、103在各自具有的平板部11的主面內的使凸部12的頂點的相反側的主面彼此對置地接合。由此，形成于兩個凸部12之間的空間106成為使流體流通的流路。[0072]各板狀構件102、103由金屬或合金形成。金屬或合金的種類根據在流路(空間)106中流通的流體的種類而被選擇。例如，在將帶有流路的構件100用作溫度調節(jié)裝置的情況下，當使用自來水、海水作為載熱體(制冷劑)時，優(yōu)選使用具有良好的導熱性且相對于上述載熱體而具有耐腐蝕性的不銹鋼(SUS)等。另外，當使用PCW(process coolingwater)、有機溶劑、非活潑性氣體等作為載熱體時，還優(yōu)選使用導熱性優(yōu)異的鋁或鋁合金。
[0073]金屬沉積層105利用下述的所謂的冷噴涂法形成:使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向管104的表面、其周圍的基材101上表面(以下，將其通稱作沉積層形成面)直接吹附固相狀態(tài)的粉末并使其沉積。金屬或合金的種類根據帶有流路的構件100的用途而被選擇。例如，在將帶有流路的構件100用作溫度調節(jié)裝置的情況下，優(yōu)選使金屬沉積層105由導熱性優(yōu)異的銅或銅合金、鋁或鋁合金等形成。需要說明的是，金屬沉積層105的材料可以與基材101的材料相同，也可以不同。
[0074]接著，對帶有流路的構件100的制造方法進行說明。圖3是表示帶有流路的構件100的制造方法的流程圖。
[0075]首先，在工序Sll中，例如通過對軋制板進行沖壓加工等而形成凸部12，由此制成板狀構件102、103。需要說明的是，關于板狀構件102、103的形狀、厚度的條件，在后面進行說明。
[0076]在下一工序S12中，如圖4A所示，使板狀構件102、103的凸部12的頂點朝向外側而使平板部11彼此對置，通過縫焊等來接合平板部11，由此制成管104(參照圖2)。
[0077]在工序S13中，如圖4B所示，在預先形成有供凸部12載置的凹部107的基材101上配置由板狀構件102、103制成的管104。此時，也可以通過釬焊、粘合劑、螺栓等將一方的板狀構件103固定于基材101，也可以僅將凸部12嵌入凹部107。
[0078]在工序S14中，利用冷噴涂法在管104的表面及其周圍的基材101上表面(沉積層形成面108)形成金屬沉積層105。
`[0079]圖5是表示在金屬沉積層105的形成中使用的冷噴涂裝置的概要的示意圖。如圖5所示，冷噴涂裝置60具備:對壓縮氣體進行加熱的氣體加熱器61 ;收容金屬沉積層105的材料的粉末(以下，稱作材料粉末或僅稱作粉末)且向噴槍63供給的粉末供給裝置62 ;將加熱后的壓縮氣體及供給到該壓縮氣體處的材料粉末向基材67噴射的氣體噴嘴64 ;分別調節(jié)壓縮氣體的相對于氣體加熱器61及粉末供給裝置62的供給量的閥65及66。
[0080]作為壓縮氣體而使用氦氣、氮氣、空氣等。供給到氣體加熱器61的壓縮氣體為例如50°C以上，且在被加熱到比材料粉末的熔點低的范圍的溫度后向噴槍63供給。壓縮氣體的加熱溫度優(yōu)選為300~900°C。
[0081]另一方面，供給到粉末供給裝置62的壓縮氣體以成為規(guī)定的排出量的方式將粉末供給裝置62內的材料粉末向噴槍63供給。
[0082]加熱后的壓縮氣體借助呈扇形的氣體噴嘴64而成為超音速流(約340m / s以上)。此時的壓縮氣體的氣體壓力優(yōu)選為I~5MPa左右。這是因為，通過將壓縮氣體的壓力調整為該程度，能夠實現材料粉末(皮膜)相對于基材67的緊貼強度的提高。更優(yōu)選地，以2~4MPa左右的壓力進行處理。供給到噴槍63的材料粉末通過向該壓縮氣體的超音速流之中的投入而被加速，保持固相狀態(tài)不變以高速向基材67碰撞并進行沉積(參照圖5)。需要說明的是，只要是能夠保持固相狀態(tài)向基材67碰撞而形成皮膜的裝置即可，并不局限于圖5所示的冷噴涂裝置60。
[0083]在上述的冷噴涂裝置60中，作為基材67而配置嵌入管104的基材101，并在沉積層形成面108形成皮膜。此時，當從氣體噴嘴64向沉積層形成面108均等地吹附材料粉末時，如圖6所示，金屬沉積層105成為凸部12的頂點附近凸起的形狀。因此，若需要使金屬沉積層105的上表面平坦，則在較厚地沉積金屬沉積層105之后，通過切削等來除去不需要的部分?；蛘?，當形成金屬沉積層105時，也可以增加粉末相對于凸部12以外的區(qū)域的吹附量(吹附時間、吹 附次數)，進行使金屬沉積層105的上表面整體上變得平坦那樣的控制。
[0084]由此，完成圖1所示的帶有流路的構件100。
[0085]接著，在本實施方式I中，對由板狀構件102、103制成管104的理由進行說明。
[0086]圖7是表不將具有使圓形的一部分扁平的剖面的管903載置于在基材901設置的凹部902、利用冷噴涂法向管903及基材901的上表面形成有金屬沉積層904的構造物的剖面的照片。如圖7所不，在基材901的上表面、管903的扁平的部分形成有金屬沉積層904。然而，在管903的側部、尤其是管903與凹部902之間的間隙幾乎不形成金屬沉積層904。
[0087]根據上述的實驗結果，本申請發(fā)明人想到:在管與載置該管的凹部之間大致平行于粉末的吹附方向的方向具有間隙的情況、具有平行于粉末的吹附方向的面的情況下，難以在管及其周圍形成均勻的金屬沉積層。
[0088]因此，本申請發(fā)明人對能夠在管及其周圍形成均勻的金屬沉積層的管的形狀反復進行深入研究，其結果是，直至完成使用設有凸部的板狀構件102、103而形成管104的本發(fā)明。
[0089]圖8是用于說明對構成管104的構件中配置于金屬沉積層105側的板狀構件102的形狀及厚度賦予的條件的圖。如圖8所示，平板部11與凸部12形成的角度Θ優(yōu)選為90°以上，更優(yōu)選為110°以上。換言之，凸部12相對于該平板部11立起的方向與平板部11形成的角度(仰角，180° -Θ)優(yōu)選為比90°小，更優(yōu)選為比70°小。
[0090]這是因為，假設在角度Θ比90°小的情況下，相對于從氣體噴嘴64吹附的粉末的吹附方向，在板狀構件102上產生成為陰影的部分，因此在該部分幾乎無法沉積粉末。與此相對地，使角度Θ從90°起越大、粉末越容易附著于板狀構件102，若角度Θ成為110°以上，則能夠大致穩(wěn)定地形成沉積粉末的均勻的皮膜。需要說明的是，從平板部11變化為凸部12的部分可以倒圓角(R),也可以不倒圓角。
[0091]另外，平板部11的端部處的厚度h優(yōu)選為小于0.5mm(在與板狀構件103的平板部11接合的情況下，總計小于1.0mm)，更優(yōu)選為小于0.1mm(在與板狀構件103的平板部接合的情況下，總計小于0.2mm)。這是因為，沉積層形成面108中的階梯差(平板部11的上表面與基材101上表面之間的高度之差，參照圖4B)越大，粉末越難以附著于管104的端面，反之，階梯差越小，能夠在包括管104的端面在內的區(qū)域整體形成均勻的皮膜。
[0092]如以上說明的那樣，在實施方式I中，在基材101上配置管104，利用冷噴涂法在該管104的表面(板狀構件102側的面)及其周圍的基材101上表面形成金屬沉積層105。如此形成的金屬沉積層105不發(fā)生相變還能抑制氧化，因此具有較高的導熱性。另外，當材料粉末與基材(或之前形成的皮膜)發(fā)生碰撞時，在粉末與基材之間產生塑性變形而獲得錨栓效應，并且彼此的氧化皮膜被破壞而產生基于新生面彼此的金屬結合，因此金屬沉積層105與管104之間的緊貼強度也變高，從而能夠抑制熱阻。此外，在實施方式I中，使用滿足上述條件的板狀構件102而形成管104，因此能夠在包含管104的端面在內沉積層形成面108的整體范圍內形成均勻且相對于下層的緊貼強度高的金屬沉積層105。因此，根據實施方式1，能夠在管104與金屬沉積層105之間獲得良好的導熱性，能夠比以往提高在管104中部流通的流體與至少金屬沉積層105側的帶有流路的構件100的表面之間的導熱性。另外，還能夠抑制管104的松動。
[0093]實施例
[0094]使平板部11與凸部12形成的角度Θ及平板部11的端部的厚度h變化的多個板狀構件102由SUS制成。進行如下實驗:將該SUS構件以使凸部朝向上方的狀態(tài)直接載置于鋁(Al)基材上，利用冷噴涂法形成銅(Cu)皮膜。其結果在圖9~圖1lG中示出。需要說明的是，在該實驗中，厚度h等于沉積層形成面的階梯差。
[0095]圖9是表示在Al基材上配置SUS構件、且從上述構件之上形成Cu皮膜(金屬沉積層)的構造物的剖面的照片，示出θ=120° Utl=0.1mm的情況。如圖9所示，在該情況下，雖然在凸部的斜面的一部分觀察到Cu皮膜的厚度薄的部分，但能夠在SUS構件及Al基材上的整體無間隙地形成Cu皮膜。
[0096]圖1OA是表示使角度Θ變化的情況下的區(qū)域A (圖9)的Cu皮膜的狀態(tài)的表。另外，圖1OB是將θ=100°的情況的區(qū)域A附近放大表示的照片。圖1OC是將θ=110°的情況的區(qū)域A附近放大表示的SEM(掃描式電子顯微鏡)照片。
[0097]如圖1OA所示，在Θ ^ 100°的情況下，在銅皮膜內局部產生空穴。這被認為是Cu粉末的沉積密度局部降低(參照圖10B)。另一方面，在Θ ^ 110°的情況下，銅皮膜內未發(fā)現空穴，能夠形成均勻且密度高的Cu皮膜(參照圖10C)。
[0098]圖1lA是表示使厚度h變化的情況下的區(qū)域B (圖9)的Cu皮膜的狀態(tài)的表。另外，圖1lB~圖1lG是與t。=。.I謹、0.2謹、0.4謹、0.8謹、1.Ctam、2.0mm的情況對應的區(qū)域B附近的SEM照片。
[0099]如圖1lA~圖1lC所示，在SUS構件的端部的厚度(距離Al基材的階梯差)t為
0.2mm以下的情況下，也能夠在SUS構件的側面無間隙地形成Cu皮膜。另外，在SUS構件及Al基材上也能夠一體地形成均勻的Cu皮膜。
[0100]如圖1lD、圖1IE所示，在厚度tQ=0.4mm、0.8mm的情況下，雖然在沉積的Cu皮膜內的一部分觀察到間隙，但也能夠在SUS構件的側面無間隙地形成Cu皮膜。
[0101]另一方面，如圖11F、圖116所示，在厚度、=1.0mm,2.0mm的情況下，難以在SUS構件的側面形成Cu皮膜，越是增大厚度h、SUS構件的側面與Cu皮膜之間的間隙變得越大。另外，形成于Al基材上的Cu皮膜與形成于SUS構件上的Cu皮膜完全分離。
[0102](變形例1-1)
[0103]接著，對實施方式I的變形例1-1進行說明。圖12~圖14是表示變形例1_1所涉及的帶有流路的構件的構造的剖視圖。
[0104]在帶有流路的構件中形成流路的板狀構件的凸部的形狀并不局限于圖1所示的形狀。例如，如圖12所示，將具有三邊所圍起的凸部13的板狀構件111、112接合起來而制成管113，也可以形成剖面形狀為六邊形的流路13a。需要說明的是，也可以對六邊形的角的部分倒圓角。
[0105]另外， 如圖13所示，也可以將具有大致半橢圓形狀的凸部14的板狀構件121、122接合起來而制成管123，形成剖面形狀為大致橢圓形的流路14a。在該情況下，也可以對該部分的角進行倒圓角，使大致橢圓形的流路14a變得略微扁平，以使得在從平板部11移行至凸部14的區(qū)域中兩者形成的角度超過90°。
[0106]或者，如圖14所示，也可以將具有正弦曲線形狀的凸部15的板狀構件131、132接合起來而制成管133。在該情況下，從平板部11移行至凸部15的區(qū)域成為平緩的曲線，因此在該移行的區(qū)域也能夠更容易地形成均勻的金屬沉積層105。
[0107](變形例1-2)
[0108]接著，對實施方式I的變形例1-2進行說明。圖15及圖16是表示變形例1_2所涉及的帶有流路的構件的一部分的構造的剖視圖，示出金屬沉積層105(參照圖1)的形成前的狀態(tài)。
[0109]在上述的實施方式I中，僅將板狀構件103側的凸部12載置于在基材101設置的凹部107內。然而，例如圖15所示，也可以將板狀構件103側的直至平板部11的部分載置于基材141內。在該情況下，只要將能夠載置板狀構件103側的凸部12及平板部11的凹部142設于基材141即可。根據該變形例1-2，能夠減少對于各板狀構件102、103的平板部11的厚度h的制約。
[0110]或者，如圖16所示，也可以將能夠載置板狀構件102側的直至平板部11的部分的凹部144設于基材143。在該情況下，板狀構件102的平板部11的上表面與基材143的上表面的高度對齊，因此能夠消除對于平板部11的端部的厚度h的制約。
[0111]需要說明的是，也可以將上述變形例1-2應用于上述的變形例1-1。
[0112](變形例1-3)
[0113]接著，對實施方式I的變形例1-3進行說明。圖17~圖19是表示變形例1_3所涉及的帶有流路的構件的一部分的構造的剖視圖，示出金屬沉積層105(參照圖1)的形成前的狀態(tài)。`
[0114]在上述實施方式I中，使板狀構件102、103的平板部11的寬度方向上的長度相互對齊。然而，如圖17所示，也可以使配置于基材101側的板狀構件152的平板部17的寬度方向上的長度比配置于其之上的板狀構件151的平板部16的長度長，使板狀構件152的端部比板狀構件151的端部更向外側延伸突出。
[0115]在此，如上所述，為了利用冷噴涂法而在平板部11的端面形成均勻的金屬沉積層105 (參照圖1)，優(yōu)選沉積層形成面108中的階梯差為0.8mm以下。因此，在實施方式I中接合兩個板狀構件102、103，因此需要將各板狀構件102、103的平板部11的厚度設為0.4mm以下。然而，在變形例1-3中，由于使沉積層形成面153中的階梯差在兩個階段變化，因此只要將與這些的階梯差相當的板狀構件152的厚度tl及151的厚度(板厚)t2分別設為
0.8mm以下即可。因此，在該情況下，能夠減少對于板厚tl、t2的制約。
[0116](變形例1-4)
[0117]如圖18所示，在變形例1-4中，將板狀構件161、162各自的平板部18、19的端部切削為錐狀，以使得越是靠近基材101、寬度方向上的長度變得越長。需要說明的是，此時，基材101側的板狀構件162的端面比配置于其之上的板狀構件161的端面更向外側延伸突出。由此，從基材101的上表面到平板部18的上表面以傾斜面連結，從而抑制沉積層形成面163中的階梯差的影響。在該情況下，在平板部18、19的端部(即，傾斜面)也能夠容易地形成均勻的金屬沉積層105，因此能夠減少對于平板部18、19的板厚的制約。
[0118](變形例1-5)
[0119]如圖19所示，在變形例1-5中，將板狀構件171、172各自的平板部20、21的端部切削為錐狀，以使得越是靠近基材101、寬度方向上的長度變得越長，并且使基材101側的平板部21比另一方的平板部20更向外側延伸突出。由此，能夠進一步減少對于平板部20、21的板厚的制約。
[0120](實施方式2)
[0121]接著，對本發(fā)明的實施方式2進行說明。
[0122]圖20是表示實施方式2所涉及的帶有流路的構件的構造的剖視圖。如圖20所示，實施方式2所涉及的帶有流路的構件200具備:基材201 ;由板狀構件202、203構成的管204 ;利用冷噴涂法而形成的金屬沉積層205。需要說明的是，形成基材201、管204、及金屬沉積層205的材料與在實施方式I中說明過的材料相同。
[0123]如圖21所示，一方的板狀構件202與圖1所示的板狀構件102相同地，具有主面在同一平面上通過的兩個平板部22和設于該兩個平板部22之間的凸部23。另外，另一方的板狀構件203呈平板狀。板狀構件202在平板部22的主面內的凸部23的頂點的相反側的主面處與板狀構件203接合。由此，在凸部23與板狀構件203之間形成流通流體的流路206。需要說明的是，對于板狀構件202的形狀及厚度的條件與在實施方式I中說明過的板狀構件102相同。
[0124]在呈平板狀的基材201的上表面固定管204，使用冷噴涂裝置60在管204的表面及其周圍的基材201的上表面形成金屬沉積層205，由此來制造上述的帶有流路的構件200。
[0125]根據以上說明的實施方`式2，管204的下側的面呈平板狀，因此無需在基材201形成凹部，從而能夠簡化制造工序。
[0126]需要說明的是，在實施方式2中，也與上述實施方式I的變形例1-1相同地，也可以將凸部23的剖面形狀設為所希望的形狀。另外，與變形例1-2~1-5相同地，也可以在基材201的上表面設置用于載置板狀構件203、平板部22的凹部等，從而減少或消除基材201的上表面與平板部22的上表面之間的階梯差。
[0127](變形例2-1)
[0128]接著，對實施方式2的變形例2-1進行說明。
[0129]在實施方式2中，雖然將平板狀的板狀構件203與具有凸部23的板狀構件202接合，但也可以將具有與板狀構件202相同的方向的凸部的第二板狀構件與板狀構件202接合來代替上述結構。在該情況下，優(yōu)選將第二板狀構件的凸形狀形成得比凸部23淺。由此，在板狀構件202與第二板狀構件之間形成成為流路的空間。需要說明的是，在該情況下，通過將供第二板狀構件配置的基材201的上表面成形為凸狀，也可以減小在與第二板狀構件之間產生的空隙。
[0130](實施方式3)
[0131]接著，對本發(fā)明的實施方式3進行說明。
[0132]圖22是表示實施方式3所涉及的帶有流路的構件的構造的剖視圖。如圖22所示，實施方式3所涉及的帶有流路的構件300具備基材301、與基材301 —同成為流路的一部分的板狀構件302、金屬沉積層303。
[0133]板狀構件302與圖1所示的板狀構件102相同地，具有主面在同一平面上通過的兩個平板部31、和設于該兩個平板部31之間的凸部32。該板狀構件302使平板部31的主面內的凸部32的頂點的相反側的主面朝向基材301而直接配置于基材301上。由此，在凸部32與基材301之間形成流通流體的流路304。需要說明的是，對于板狀構件302的形狀及厚度h的條件與在實施方式I中說明過的條件相同。
[0134]基材301、板狀構件302、及金屬沉積層303的材料與在實施方式I中說明過的材料相同，根據在流路304中流通的流體而適當地選擇即可。尤其是在實施方式3中，基材301也與流體直接接觸，因此由相對于流體具有耐腐蝕性的材料形成基材301即可。例如，在流路中流通自來水、海水的情況下，優(yōu)選由SUS形成基材301。
[0135]在基材301的上表面固定板狀構件302，使用冷噴涂裝置60在板狀構件302的表面及其周圍的基材301的上表面形成金屬沉積層303，由此來制造上述的帶有流路的構件300。
[0136]根據以上說明過的實施方式3，能夠減少構成帶有流路的構件300的部件件數，并且能夠簡化制造工序。
[0137]需要說明的是，在實施方式3中，也與實施方式I的變形例1-1相同地，也可以將凸部32的形狀設為所希望的形狀。另外，與變形例1-2、1-4相同地，也可以在基材301的上表面設置用于載置平板部31的凹部、或將平板部31的端部設為錐狀等，由此來減少或消除基材301的上表面與平板部31的上表面之間的階梯差。
[0138](實施方式4)
[0139]接著，對本發(fā)明的實施方式4進行說明。
[0140]圖23是表示實施方式4所涉及的帶有流路的構件的構造的剖視圖。如圖23所示，實施方式4所涉及的帶有流路的構件400具備:由板狀構件102、103構成的管104 ;利用冷噴涂法而形成在管104兩側的金屬沉積層401及402。需要說明的是，關于形成板狀構件102,103及金屬沉積層401、402的材料，與在實施方式I中說明過的相同。
[0141]參照圖24~圖25B對實施方式4所涉及的帶有流路的構件的制造方法進行說明。圖24是表示實施方式4所涉及的帶有流路的構件的制造方法的流程圖。需要說明的是，圖24所示的工序S41及42與圖3所示的工序Sll及S12對應,故省略說明。
[0142]在工序S43中，如圖25A所示，在預先形成有板狀構件103的供凸部12載置的凹部404的夾具403上，載置由板狀構件102、103制成的管104。此時，可以利用粘合劑等將一方的板狀構件103臨時固定于夾具403，也可以將凸部12嵌入凹部404。
[0143]在下一工序S44中，將管104的表面及其周圍的夾具403上表面作為沉積層形成面405，利用冷噴涂法來形成金屬沉積層401。
[0144]在工序S45中，如圖25B所示，將板狀構件102、103 (管104)及金屬沉積層401從夾具403取下。
[0145]此外，在工序S46中，將露出的板狀構件103及其周圍的金屬沉積層401表面作為沉積層形成面406，利用冷噴涂法來形成金屬沉積層402。由此，完成管104的周圍被金屬沉積層401、402覆蓋的帶有流路的構件400。需要說明的是，然后，進一步掘鑿不必要的部分等，也可以制成金屬沉積層401、402的表面。[0146]根據以上說明過的實施方式4，在管104的周圍整體形成與管表面之間的緊貼強度高的金屬沉積層401、402，因此能夠比以往提高在管104中部流通的流體與帶有流路的構件400的兩面之間的導熱性。
[0147]需要說明的是，也可以將實施方式4所涉及的帶有流路的構件的制造方法應用于實施方式2及其變形例2-1所涉及的帶有流路的構件。
[0148]附圖標記說明如下: [0149]11、16 ~22、31 平板部
[0150]12 ~15、23、32 凸部
[0151]13a、14a 流路
[0152]60冷噴涂裝置
[0153]61氣體加熱器
[0154]62粉末供給裝置
[0155]63 噴槍
[0156]64氣體噴嘴
[0157]65、66 閥
[0158]100、200、300、400帶有流路的構件
[0159]101、141、143、201、301、901 基材
[0160]102、103、111、121、131、151、152、161、171、202、203、302 板狀構件
[0161]104、113、123、133、204、903 管
[0162]105、205、303、401、402、904 金屬沉積層
[0163]106、206、304 流路(空間)
[0164]107、142、144、404、902 凹部
[0165]108、153、163、405、406 沉積層形成面
[0166]403 夾具
【權利要求】
1.一種帶有流路的構件，在該構件的內部設有流路， 所述帶有流路的構件的特征在于，具備: 基材，其由金屬或合金形成； 板狀構件，其由金屬或合金形成且呈板狀，具有兩個平板部和凸部而形成所述流路，所述兩個平板部位于寬度方向的兩端部，且主面在同一平面上通過，所述凸部設于該兩個平板部之間，且板厚方向的剖面呈相對于所述平板部突起的形狀； 金屬沉積層，其通過在使所述平板部的主面內的所述凸部的頂點的相反側的主面與所述基材對置配置的狀態(tài)下，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向所述板狀構件的所述凸部的頂點側的表面及所述基材的表面直接吹附固相狀態(tài)的所述粉末并使其沉積而形成。
2.根據權利要求1所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述帶有流路的構件還具備第二板狀構件，該第二板狀構件由金屬或合金形成且呈板狀，與所述板狀構件的所述相反側的主面接合，且與所述板狀構件一同形成所述流路。
3.根據權利要求2所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述第二板狀構件呈平板狀。
4.根據權利要求2所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述第二板狀構件具有:位于寬度方向的兩端部且主面在同一平面上通過的兩個第二平板部；設于該兩個第二平板部之間且板厚方向的剖面呈相對于所述第二平板部突起的形狀的第二凸部，并且，在所述兩個第二平面部的主面內的所述第二凸部的頂點的相反側的主面處，所述第二板狀構件·分別與所述板狀構件的所述兩個平板部的所述相反側的主面接入I=I， 所述基材具有形成在呈平面的表面且能夠載置所述第二凸部的凹部， 所述金屬沉積層在將所述第二凸部載置于所述凹部的狀態(tài)下形成。
5.根據權利要求2至4中任一項所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述第二板狀構件的寬度方向上的長度比所述板狀構件的寬度方向上的長度長。
6.根據權利要求1所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述板狀構件的端部越靠近所述基材、其寬度方向上的長度越長。
7.根據權利要求2至5中任一項所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述板狀構件的端部越靠近所述基材、其寬度方向上的長度越長， 所述第二板狀構件的端部越靠近所述基材、其寬度方向上的長度越長，且所述第二板狀構件的端面比所述板狀構件延伸突出到更靠外側的位置。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述凸部相對于該平板部立起的方向與所述平板部所成的角度比90度小。
9.根據權利要求8所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述凸部相對于該平板部立起的方向與所述平板部所成的角度比70度小。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述基材的表面與所述板狀構件的上表面之間的階梯差為0.8mm以下。
11.根據權利要求2至5中任一項所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述基材通過使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，至少向所述第二板狀構件的表面直接吹附固相狀態(tài)的所述粉末并使其沉積而形成。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述板狀構件由不銹鋼、或者銅或銅合金形成， 所述基材及所述金屬沉積層由鋁或鋁合金形成。
13.根據權利要求2至5中任一項所述的帶有流路的構件，其特征在于， 所述第二板狀構件由不銹鋼、或者銅或銅合金形成。
14.一種帶有流路的構件的制造方法，該構件由金屬或合金形成，在其內部設有流路， 所述帶有流路的構件的制造方法的特征在于，包括如下工序: 配置板狀構件的工序，在由金屬或合金形成的基材上配置由金屬或合金形成且呈板狀并具有兩個平板部和凸部而形成所述流路的所述板狀構件，所述兩個平板部位于寬度方向的兩端部，且主面在同一平面上通過，所述凸部設于該兩個平板部之間，且板厚方向的剖面呈相對于所述平板部突起的形狀，并且，使在所述平板部的主面內的所述凸部的頂點的相反側的主面與所述基材對置； 金屬沉積層形成工序，在所述基材上配置有所述板狀構件的狀態(tài)下，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向所述板狀構件的所述凸部的頂點側的表面及所述基材的表面直接吹附固相狀態(tài)的所述 粉末并使其沉積，由此形成金屬沉積層。
15.根據權利要求14所述的帶有流路的構件的制造方法，其特征在于， 所述板狀構件配置工序中，將第二板狀構件配置于所述基材上，所述第二板狀構件由金屬或合金形成且呈板狀，與所述板狀構件的所述相反側的主面接合，并與所述板狀構件一同形成所述流路。
16.根據權利要求15所述的帶有流路的構件的制造方法，其特征在于， 所述帶有流路的構件的制造方法還包括第二金屬沉積層形成工序，除去所述基材，使由金屬或合金構成的粉末與氣體一同加速，向所述第二板狀構件的表面及所述金屬沉積層的露出面直接吹附固相狀態(tài)的所述粉末并使其沉積，由此形成第二金屬沉積層。
【文檔編號】C23C24/04GK103717786SQ201280038555
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年8月6日 優(yōu)先權日:2011年8月9日
【發(fā)明者】山內雄一郎, 秀島英光, 平野智資 申請人:日本發(fā)條株式會社