JP3462469B2 - 円形冷却プレート用異形サーモモジュール及びそれを用いた円形冷却プレート - Google Patents
円形冷却プレート用異形サーモモジュール及びそれを用いた円形冷却プレートInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
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- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
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- H01L23/38—Cooling arrangements using the Peltier effect
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハの冷却に供
する円形冷却プレート用の異形サーモモジュール及びそ
れを用いた円形冷却プレートに関するものである。
する円形冷却プレート用の異形サーモモジュール及びそ
れを用いた円形冷却プレートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ウエハを冷却する円形冷却プレー
トでは、図６に示すように、正方形または長方形のサー
モモジュール２を円形プレート１上に並列配置している
ため、サーモモジュール２が配置されない場所が多く存
在し、またリフターピン用の孔３の近辺においてもサー
モモジュール１の配置が制限を受け、そのため、サーモ
モジュールのある場所とない場所との間で温度勾配が発
生するのを避けることが困難であった。そして、円形プ
レート１の軽量化、熱容量の低減等のために円形プレー
トを薄くすると、それが更に顕著になるという問題があ
った。また、サーモモジュールを配置できない分だけ、
冷却時間の短縮に必要な冷却能力の増加を望むことがで
きなかった。
トでは、図６に示すように、正方形または長方形のサー
モモジュール２を円形プレート１上に並列配置している
ため、サーモモジュール２が配置されない場所が多く存
在し、またリフターピン用の孔３の近辺においてもサー
モモジュール１の配置が制限を受け、そのため、サーモ
モジュールのある場所とない場所との間で温度勾配が発
生するのを避けることが困難であった。そして、円形プ
レート１の軽量化、熱容量の低減等のために円形プレー
トを薄くすると、それが更に顕著になるという問題があ
った。また、サーモモジュールを配置できない分だけ、
冷却時間の短縮に必要な冷却能力の増加を望むことがで
きなかった。
【０００３】一方、ウエハが載る上記円形プレートは、
熱容量を低減して冷却時間を短縮するなどの目的で薄形
化することがの望まれるが、その薄形化に伴って、熱や
内部応力に起因して円形プレートに反りが生じる可能性
があり、その場合、上記円形プレート上に微小間隙を介
して対向させるウエハが、該プレートに接触する可能性
が生じてくる。これを避けるためには、円形プレートの
平面度を高く維持する必要があり、例えば、円形プレー
トと放熱板との間にサーモモジュールを挟んで固定する
際に、ビスの数を多くして１本当たりの締め付け力を弱
くするとか、何らかの手段で熱の影響を避けるなどの配
慮が必要になる。
熱容量を低減して冷却時間を短縮するなどの目的で薄形
化することがの望まれるが、その薄形化に伴って、熱や
内部応力に起因して円形プレートに反りが生じる可能性
があり、その場合、上記円形プレート上に微小間隙を介
して対向させるウエハが、該プレートに接触する可能性
が生じてくる。これを避けるためには、円形プレートの
平面度を高く維持する必要があり、例えば、円形プレー
トと放熱板との間にサーモモジュールを挟んで固定する
際に、ビスの数を多くして１本当たりの締め付け力を弱
くするとか、何らかの手段で熱の影響を避けるなどの配
慮が必要になる。
【０００４】また、従来、円形プレートへサーモモジュ
ールを取り付ける際に、所定の位置に正確に各サーモモ
ジュールを配置しないと不均等な温度分布が発生するた
め、円形プレートにサーモモジュールを固定するための
凹部を設けたり、あるいは、スペーサでサーモモジュー
ルの位置を固定する必要があったが、そのような対策を
講じた場合でも、凹部周辺やスペーサへのサーモモジュ
ールの乗り上げによって組付け不良が発生することがあ
り、そのため、サーモモジュールの正確な配置と同時
に、このような組付け不良の発生をも抑止する手段を開
発する必要があった。
ールを取り付ける際に、所定の位置に正確に各サーモモ
ジュールを配置しないと不均等な温度分布が発生するた
め、円形プレートにサーモモジュールを固定するための
凹部を設けたり、あるいは、スペーサでサーモモジュー
ルの位置を固定する必要があったが、そのような対策を
講じた場合でも、凹部周辺やスペーサへのサーモモジュ
ールの乗り上げによって組付け不良が発生することがあ
り、そのため、サーモモジュールの正確な配置と同時
に、このような組付け不良の発生をも抑止する手段を開
発する必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、円形プレートにサーモモジュールをできるだけ密に
配置し、冷却能力（冷却パワー）の向上を図ると共に、
温度分布を低減できるようにした異形サーモモジュール
及びそれを用いた円形冷却プレートを提供することにあ
る。本発明の他の技術的課題は、円形プレートと放熱板
との間にサーモモジュールを挟んでビスで締付け固定す
る際に、該円形プレートに曲げモーメント等が発生せ
ず、そのため、ビスの本数を増やしたり締付け力を弱く
しなくても、上記プレートの平面度を高く維持できるよ
うにした異形サーモモジュール及びそれを用いた円形冷
却プレートを提供することにある。
は、円形プレートにサーモモジュールをできるだけ密に
配置し、冷却能力（冷却パワー）の向上を図ると共に、
温度分布を低減できるようにした異形サーモモジュール
及びそれを用いた円形冷却プレートを提供することにあ
る。本発明の他の技術的課題は、円形プレートと放熱板
との間にサーモモジュールを挟んでビスで締付け固定す
る際に、該円形プレートに曲げモーメント等が発生せ
ず、そのため、ビスの本数を増やしたり締付け力を弱く
しなくても、上記プレートの平面度を高く維持できるよ
うにした異形サーモモジュール及びそれを用いた円形冷
却プレートを提供することにある。
【０００６】本発明の他の技術的課題は、リフターピン
を設ける部分においてサーモモジュールの配置が制限を
受けるのを解消したところの異形サーモモジュール及び
それを用いた円形冷却プレートを提供することにある。
また、本発明の他の技術的課題は、サーモモジュールを
密に配設可能にしたことと関連し、通電用導線を利用し
て、異形サーモモジュールの全体またはそれらを適宜分
割した複数のグループ毎に一体化し、これによりサーモ
モジュール群の取り扱いを容易にし、組付作業を簡単で
トラブルのないようにすると同時に、組付時間も短縮で
きるようにした円形冷却プレートを提供することにあ
る。
を設ける部分においてサーモモジュールの配置が制限を
受けるのを解消したところの異形サーモモジュール及び
それを用いた円形冷却プレートを提供することにある。
また、本発明の他の技術的課題は、サーモモジュールを
密に配設可能にしたことと関連し、通電用導線を利用し
て、異形サーモモジュールの全体またはそれらを適宜分
割した複数のグループ毎に一体化し、これによりサーモ
モジュール群の取り扱いを容易にし、組付作業を簡単で
トラブルのないようにすると同時に、組付時間も短縮で
きるようにした円形冷却プレートを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の異形サーモモジュールは、円形冷却プレート
上における配置密度を高めるためのサーモモジュールで
あって、扇形または台形状をなす一対の伝熱板間に、複
数のペルチェ素子を均等または密度勾配を持たせて配設
し、あるいは、正方形または長方形状で、一対の対辺
に、それに挟まれる一辺側が狭くなるように傾斜させた
傾斜部を設けてなる一対の伝熱板間に、複数のペルチェ
素子を均等または密度勾配を持たせて配設し、あるい
は、扇形の左右両側端部を外周側において部分的かつ直
線的に切除した形状の一対の伝熱板間に、複数のペルチ
ェ素子を所要のパターンで配設してなることを特徴とす
るものである。
の本発明の異形サーモモジュールは、円形冷却プレート
上における配置密度を高めるためのサーモモジュールで
あって、扇形または台形状をなす一対の伝熱板間に、複
数のペルチェ素子を均等または密度勾配を持たせて配設
し、あるいは、正方形または長方形状で、一対の対辺
に、それに挟まれる一辺側が狭くなるように傾斜させた
傾斜部を設けてなる一対の伝熱板間に、複数のペルチェ
素子を均等または密度勾配を持たせて配設し、あるい
は、扇形の左右両側端部を外周側において部分的かつ直
線的に切除した形状の一対の伝熱板間に、複数のペルチ
ェ素子を所要のパターンで配設してなることを特徴とす
るものである。
【０００８】また、上記課題を解決するための本発明の
円形冷却プレートは、上述した異形サーモモジュール
を、円形プレートに対し、その長辺側に対向する短辺側
を中心に向けて多重の円環状に配置したことを特徴とす
るものである。
円形冷却プレートは、上述した異形サーモモジュール
を、円形プレートに対し、その長辺側に対向する短辺側
を中心に向けて多重の円環状に配置したことを特徴とす
るものである。
【０００９】上記構成を有する異形サーモモジュール及
びそれを用いた円形冷却プレートにおいては、サーモモ
ジュールとして、扇形状、台形状、あるいは、正方形ま
たは長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれる一辺側
が狭くなるように傾斜させた傾斜部を設けてなる形状、
あるいは、扇形の左右両側端部を外周側において部分的
かつ直線的に切除した形状の伝熱板を用い、それらの長
辺側に対向する短辺側を中心に向けて円形プレートに多
重の円環状に配置するようにしているので、円形プレー
トに対して複数のサーモモジュールを密に配列配置する
ことができ、それによって冷却能力（冷却パワー）の向
上を図ると共に、温度分布を可及的に低減することがで
きる。
びそれを用いた円形冷却プレートにおいては、サーモモ
ジュールとして、扇形状、台形状、あるいは、正方形ま
たは長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれる一辺側
が狭くなるように傾斜させた傾斜部を設けてなる形状、
あるいは、扇形の左右両側端部を外周側において部分的
かつ直線的に切除した形状の伝熱板を用い、それらの長
辺側に対向する短辺側を中心に向けて円形プレートに多
重の円環状に配置するようにしているので、円形プレー
トに対して複数のサーモモジュールを密に配列配置する
ことができ、それによって冷却能力（冷却パワー）の向
上を図ると共に、温度分布を可及的に低減することがで
きる。
【００１０】上記異形サーモモジュールにおいては、一
対の伝熱板間を貫通する取付け用またはリフターピン用
の孔を設けるのが、円形プレートの平面度を高く維持
し、あるいは、リフターピンを設ける部分におけるサー
モモジュールの配置の制限をなくすために有効である。
また、上記円形冷却プレートにおいては、円形プレート
上に配置する異形サーモモジュールの全体またはそれら
を複数のグループに分けて通電用導線で接続し、その導
線によって、各異形サーモモジュールを円形プレート上
に配列させる所期の配列状態に保持させるのが、サーモ
モジュール群の取り扱いを容易にし、組付作業を簡単で
トラブルのないようにすると同時に、組付時間を短縮す
るために有効である。
対の伝熱板間を貫通する取付け用またはリフターピン用
の孔を設けるのが、円形プレートの平面度を高く維持
し、あるいは、リフターピンを設ける部分におけるサー
モモジュールの配置の制限をなくすために有効である。
また、上記円形冷却プレートにおいては、円形プレート
上に配置する異形サーモモジュールの全体またはそれら
を複数のグループに分けて通電用導線で接続し、その導
線によって、各異形サーモモジュールを円形プレート上
に配列させる所期の配列状態に保持させるのが、サーモ
モジュール群の取り扱いを容易にし、組付作業を簡単で
トラブルのないようにすると同時に、組付時間を短縮す
るために有効である。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１のＡ〜Ｄは、本発明に係る円
形冷却プレート用異形サーモモジュールの異なる実施例
における伝熱板形状とペルチェ素子の配列例を模式的に
示すものである。ここでは伝熱板１１Ａ〜１１Ｄ上にお
けるペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄの配置を示している
が、これらのペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄは、直方体状
に形成したものを一対の伝熱板間に均等または密度勾配
を持たせて配設されている。
形冷却プレート用異形サーモモジュールの異なる実施例
における伝熱板形状とペルチェ素子の配列例を模式的に
示すものである。ここでは伝熱板１１Ａ〜１１Ｄ上にお
けるペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄの配置を示している
が、これらのペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄは、直方体状
に形成したものを一対の伝熱板間に均等または密度勾配
を持たせて配設されている。
【００１２】図１のＡに示す円形冷却プレート用異形サ
ーモモジュール１０Ａは、扇形状をなす伝熱板間１１Ａ
上に複数のペルチェ素子１２Ａを全体として略均等に配
設したものである。上記異形サーモモジュール１０Ａに
おいては、上記一対の伝熱板１１Ａ，１１Ａ間を貫通す
る、取付け用またはリフターピン用の孔１３が設けられ
ている。これにより、この異形サーモモジュール１０Ａ
を、円形プレートと放熱板との間に挟んで固定する場合
には、孔１３の周辺であってもペルチェ素子１２Ａの効
果により熱交換が効率的に行われるため、円形プレート
の温度が均一化される上、異形サーモモジュール１０Ａ
の伝熱板が円形プレートにおけるビス用孔の周縁の補強
となり、たとえ円形プレートを薄くしてもビスの締付け
によって円形プレートに曲げモーメントが発生が可及的
に抑えられるため、固定用ビスの締付け力を弱くする必
要がない。
ーモモジュール１０Ａは、扇形状をなす伝熱板間１１Ａ
上に複数のペルチェ素子１２Ａを全体として略均等に配
設したものである。上記異形サーモモジュール１０Ａに
おいては、上記一対の伝熱板１１Ａ，１１Ａ間を貫通す
る、取付け用またはリフターピン用の孔１３が設けられ
ている。これにより、この異形サーモモジュール１０Ａ
を、円形プレートと放熱板との間に挟んで固定する場合
には、孔１３の周辺であってもペルチェ素子１２Ａの効
果により熱交換が効率的に行われるため、円形プレート
の温度が均一化される上、異形サーモモジュール１０Ａ
の伝熱板が円形プレートにおけるビス用孔の周縁の補強
となり、たとえ円形プレートを薄くしてもビスの締付け
によって円形プレートに曲げモーメントが発生が可及的
に抑えられるため、固定用ビスの締付け力を弱くする必
要がない。
【００１３】したがって、上記異形サーモモジュール１
０Ａは、たとえ円形プレートが薄くてもその平面度を高
く維持させながら安定的にその円形プレートに固定され
ることとなる。また、上記孔１３を、リフターピンを通
すための孔として開設することもでき、これにより従来
リフターピン周辺のサーモモジュール配置が不可能であ
った問題（温度分布の悪化）を解消でき、サーモモジュ
ールの配置の制限をなくすることができる。
０Ａは、たとえ円形プレートが薄くてもその平面度を高
く維持させながら安定的にその円形プレートに固定され
ることとなる。また、上記孔１３を、リフターピンを通
すための孔として開設することもでき、これにより従来
リフターピン周辺のサーモモジュール配置が不可能であ
った問題（温度分布の悪化）を解消でき、サーモモジュ
ールの配置の制限をなくすることができる。
【００１４】図１のＢに示す円形冷却プレート用異形サ
ーモモジュール１０Ｂは、台形状をなす伝熱板上に、複
数のペルチェ素子１２Ｂを密度勾配を持たせて配設した
もので、伝熱板１１Ｂにおける相互に平行な対辺のう
ち、長辺側に行くに従って、その長辺と平行な方向に隣
接するもの同士の間隔が大きくなるようにして、ペルチ
ェ素子１２Ｂの配置密度を変化させている。このサーモ
モジュール１０Ｂは、円形冷却プレートの内側と、外気
に接触していて放熱されやすい外側とで面積当たりの冷
却能力を変えた方が温度勾配が解消される場合に有効で
ある。
ーモモジュール１０Ｂは、台形状をなす伝熱板上に、複
数のペルチェ素子１２Ｂを密度勾配を持たせて配設した
もので、伝熱板１１Ｂにおける相互に平行な対辺のう
ち、長辺側に行くに従って、その長辺と平行な方向に隣
接するもの同士の間隔が大きくなるようにして、ペルチ
ェ素子１２Ｂの配置密度を変化させている。このサーモ
モジュール１０Ｂは、円形冷却プレートの内側と、外気
に接触していて放熱されやすい外側とで面積当たりの冷
却能力を変えた方が温度勾配が解消される場合に有効で
ある。
【００１５】図１のＣに示す円形冷却プレート用異形サ
ーモモジュール１０Ｃは、扇形状をなす伝熱板１１Ｃ上
に、複数のペルチェ素子１２Ｃを密度勾配を持たせて配
設したもので、全体として、ペルチェ素子１２Ｃを伝熱
板１１Ｃにおける大きい円弧側（長辺側）よりも小さい
円弧側（短辺側）が密になるように配置している。な
お、伝熱板１１Ｃにおける小さい円弧側は直線状でもよ
い。図１のＣに示すものの場合、ペルチェ素子１２Ｃ
は、短辺側の半部は略均等に、長辺側の半部は、その長
辺側に行くに従って段階的に密度が小さくなるよう配置
間隔を変化させ、これにより、ペルチェ素子１２Ｃの全
体の配置密度を変化させている。この場合、上述の異形
サーモモジュール１０Ｂと同様に、円形冷却プレートの
内側と外側とで面積当たりの冷却能力を変えた方が温度
勾配が解消される場合に有効である。
ーモモジュール１０Ｃは、扇形状をなす伝熱板１１Ｃ上
に、複数のペルチェ素子１２Ｃを密度勾配を持たせて配
設したもので、全体として、ペルチェ素子１２Ｃを伝熱
板１１Ｃにおける大きい円弧側（長辺側）よりも小さい
円弧側（短辺側）が密になるように配置している。な
お、伝熱板１１Ｃにおける小さい円弧側は直線状でもよ
い。図１のＣに示すものの場合、ペルチェ素子１２Ｃ
は、短辺側の半部は略均等に、長辺側の半部は、その長
辺側に行くに従って段階的に密度が小さくなるよう配置
間隔を変化させ、これにより、ペルチェ素子１２Ｃの全
体の配置密度を変化させている。この場合、上述の異形
サーモモジュール１０Ｂと同様に、円形冷却プレートの
内側と外側とで面積当たりの冷却能力を変えた方が温度
勾配が解消される場合に有効である。
【００１６】図１のＤに示す円形冷却プレート用異形サ
ーモモジュール１０Ｄは、扇形の左右両側端部１４，１
４を外周側（長辺側）において部分的かつ直線的に切除
した形の伝熱板１１Ｄ上に、複数のペルチェ素子１２Ｄ
を略均等に配設したものである。図１のＤに示すものの
場合、伝熱板１１Ｄは、その左右両側端部１４，１４の
それぞれの外周側を相互に平行になるよう切除した形と
なっているが、これに限らず、左右両側端部１４，１４
の外周側を任意の方向に切除した形とすることができ、
この場合、左側と右側とを相互に対称としても、非対称
としてもどちらでも良い。
ーモモジュール１０Ｄは、扇形の左右両側端部１４，１
４を外周側（長辺側）において部分的かつ直線的に切除
した形の伝熱板１１Ｄ上に、複数のペルチェ素子１２Ｄ
を略均等に配設したものである。図１のＤに示すものの
場合、伝熱板１１Ｄは、その左右両側端部１４，１４の
それぞれの外周側を相互に平行になるよう切除した形と
なっているが、これに限らず、左右両側端部１４，１４
の外周側を任意の方向に切除した形とすることができ、
この場合、左側と右側とを相互に対称としても、非対称
としてもどちらでも良い。
【００１７】上記異形サーモモジュール１０Ｄに近似し
た形状として、基本形状を長方形または正方形状とし、
その一対の対辺に、それに挟まれる一辺側が狭くなるよ
うに傾斜させた傾斜部を設けた一対の伝熱板間に、複数
のペルチェ素子を均等または密度勾配を持たせて配設し
た異形サーモモジュールを構成してもよい。なお、この
場合の上記異形サーモモジュール１０Ｄとの形状の違い
は、基本的に、図１のＣに示す伝熱板１１Ｄの長短の円
弧部分が直線となったのみである。
た形状として、基本形状を長方形または正方形状とし、
その一対の対辺に、それに挟まれる一辺側が狭くなるよ
うに傾斜させた傾斜部を設けた一対の伝熱板間に、複数
のペルチェ素子を均等または密度勾配を持たせて配設し
た異形サーモモジュールを構成してもよい。なお、この
場合の上記異形サーモモジュール１０Ｄとの形状の違い
は、基本的に、図１のＣに示す伝熱板１１Ｄの長短の円
弧部分が直線となったのみである。
【００１８】上記異形サーモモジュール１０Ａ〜１０Ｄ
は、正確に上述した形状に限らず、基本的には上記形状
を有しながら、円形冷却プレートとして構成した場合に
接合する後述の通電用導線との接合部分で一部を欠落さ
せるなど適当な形状とすることができ、また、伝熱板１
１Ａ〜１１Ｄの全体形状も、幅や長さ、大きさ等は任意
に選択することができる。さらに、上記異形サーモモジ
ュール１０Ａに設けた取付け用またはリフターピン用の
孔１３は、他の態様の異形サーモモジュール１０Ｂ〜１
０Ｄにも設けることができるのは勿論である。
は、正確に上述した形状に限らず、基本的には上記形状
を有しながら、円形冷却プレートとして構成した場合に
接合する後述の通電用導線との接合部分で一部を欠落さ
せるなど適当な形状とすることができ、また、伝熱板１
１Ａ〜１１Ｄの全体形状も、幅や長さ、大きさ等は任意
に選択することができる。さらに、上記異形サーモモジ
ュール１０Ａに設けた取付け用またはリフターピン用の
孔１３は、他の態様の異形サーモモジュール１０Ｂ〜１
０Ｄにも設けることができるのは勿論である。
【００１９】また、上記異形サーモモジュール１０Ａ〜
１０Ｄにおけるペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄの配置は任
意であり、所要のパターンに配設することができる。即
ち、上記異形サーモモジュール１０Ａ，１０Ｄにおいて
は、ペルチェ素子１２Ａ，１２Ｄを一対の伝熱板間に均
等に配設しているが、密度勾配を持たせて配設してもよ
く、この場合の密度勾配の粗密は、任意に設定すること
ができる。一方、上記異形サーモモジュール１０Ｂ，１
０Ｃにおいては、ペルチェ素子１２Ｂ，１２Ｃを一対の
伝熱板間に密度勾配を持たせて配設しているが、この密
度勾配の粗密は上述したものに限らず、任意に設定する
ことができ、あるいは、均等に配設することができる。
さらに、上記ペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄの形状は、直
方体状のものだけでなく、サーモモジュール１０Ａ〜１
０Ｄの形状や、伝熱板１１Ａ〜１１Ｄ上の三角状隙間に
適合する三角柱等の各種形状のものを用いることができ
る。
１０Ｄにおけるペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄの配置は任
意であり、所要のパターンに配設することができる。即
ち、上記異形サーモモジュール１０Ａ，１０Ｄにおいて
は、ペルチェ素子１２Ａ，１２Ｄを一対の伝熱板間に均
等に配設しているが、密度勾配を持たせて配設してもよ
く、この場合の密度勾配の粗密は、任意に設定すること
ができる。一方、上記異形サーモモジュール１０Ｂ，１
０Ｃにおいては、ペルチェ素子１２Ｂ，１２Ｃを一対の
伝熱板間に密度勾配を持たせて配設しているが、この密
度勾配の粗密は上述したものに限らず、任意に設定する
ことができ、あるいは、均等に配設することができる。
さらに、上記ペルチェ素子１２Ａ〜１２Ｄの形状は、直
方体状のものだけでなく、サーモモジュール１０Ａ〜１
０Ｄの形状や、伝熱板１１Ａ〜１１Ｄ上の三角状隙間に
適合する三角柱等の各種形状のものを用いることができ
る。
【００２０】上記構成を有する円形冷却プレート用異形
サーモモジュール１０Ａ〜１０Ｄは、例えば図２乃至図
５に示すように、円形プレート２０，３０，４０，５０
に対して、幅や長さ、大きさ等を適当に変更した上で、
それぞれの異形サーモモジュール１０Ａ〜１０Ｄの長辺
側に対向する短辺側を中心に向けて円形プレート上に多
重の円環状に密に配置することができる。
サーモモジュール１０Ａ〜１０Ｄは、例えば図２乃至図
５に示すように、円形プレート２０，３０，４０，５０
に対して、幅や長さ、大きさ等を適当に変更した上で、
それぞれの異形サーモモジュール１０Ａ〜１０Ｄの長辺
側に対向する短辺側を中心に向けて円形プレート上に多
重の円環状に密に配置することができる。
【００２１】図２に示す円形冷却プレート２０は、取付
け用またリフターピン用の孔を備えた扇形状の異形サー
モモジュール１０Ａの形状を基本形状して、その幅や長
さ、大きさ等を変更した３種類の形状の異形サーモモジ
ュール２５〜２７を組み合わせて円形プレート２１に配
列配置したものである。即ち、円形プレート２１の最外
周に、中央に孔２５ａを備えた幅広の異形サーモモジュ
ール２５を配置し、その内周に、異形サーモモジュール
２５に比べて細身で長めに形成され、孔２６ａを備えた
異形サーモモジュール２６、及び該異形サーモモジュー
ル２６よりも短めに形成され、孔２７ａを備えた異形サ
ーモモジュール２７を一定のパターンで配設している。
なお、上記円形プレート２１の中心部には、図示したよ
うに、中心に取付け用またはリフターピン用の孔を備え
た円形状のサーモモジュール２８を配設することができ
る。
け用またリフターピン用の孔を備えた扇形状の異形サー
モモジュール１０Ａの形状を基本形状して、その幅や長
さ、大きさ等を変更した３種類の形状の異形サーモモジ
ュール２５〜２７を組み合わせて円形プレート２１に配
列配置したものである。即ち、円形プレート２１の最外
周に、中央に孔２５ａを備えた幅広の異形サーモモジュ
ール２５を配置し、その内周に、異形サーモモジュール
２５に比べて細身で長めに形成され、孔２６ａを備えた
異形サーモモジュール２６、及び該異形サーモモジュー
ル２６よりも短めに形成され、孔２７ａを備えた異形サ
ーモモジュール２７を一定のパターンで配設している。
なお、上記円形プレート２１の中心部には、図示したよ
うに、中心に取付け用またはリフターピン用の孔を備え
た円形状のサーモモジュール２８を配設することができ
る。
【００２２】図３に示す円形冷却プレート３０は、円形
プレート３１の最外周に当たる部分に、台形状の異形サ
ーモモジュール１０Ｂを基本形状としたものに、取付け
用またはリフターピン用の孔３５ａを設けた異形サーモ
モジュール３５を配設し、その内周に、基本形状を長方
形または正方形状とし、その一対の対辺に、それに挟ま
れる一辺側が狭くなるように傾斜させた傾斜部３６ａ，
３７ａをそれぞれ設けた一対の伝熱板間に、複数のペル
チェ素子を均等または密度勾配を持たせて配設した、傾
斜部３６，３７の長さが相互に異なる２種類の異形サー
モモジュール３６，３７を組み合わせて配列配置したも
のである。この場合、上記異形サーモモジュール３６，
３７は、全体として細身としているため、強度及びペル
チェ素子の配設数を確保するために取付け用またはリフ
ターピン用の孔を設けていないが、その代わりに隣接す
る異形サーモモジュール３６，３７間に取付けまたはリ
フターピン用の孔３８を位置させ、それら異形サーモモ
ジュール３６，３７に孔３８の周縁を補強させて円形プ
レートに曲げモーメントが作用するのを可及的に防止
し、また、孔３８周辺に温度勾配が発生しないようにし
ている。なお、円形プレート３０Ｂの中心部には、円を
４分割した形状の扇形状のサーモモジュール３９を配設
している。
プレート３１の最外周に当たる部分に、台形状の異形サ
ーモモジュール１０Ｂを基本形状としたものに、取付け
用またはリフターピン用の孔３５ａを設けた異形サーモ
モジュール３５を配設し、その内周に、基本形状を長方
形または正方形状とし、その一対の対辺に、それに挟ま
れる一辺側が狭くなるように傾斜させた傾斜部３６ａ，
３７ａをそれぞれ設けた一対の伝熱板間に、複数のペル
チェ素子を均等または密度勾配を持たせて配設した、傾
斜部３６，３７の長さが相互に異なる２種類の異形サー
モモジュール３６，３７を組み合わせて配列配置したも
のである。この場合、上記異形サーモモジュール３６，
３７は、全体として細身としているため、強度及びペル
チェ素子の配設数を確保するために取付け用またはリフ
ターピン用の孔を設けていないが、その代わりに隣接す
る異形サーモモジュール３６，３７間に取付けまたはリ
フターピン用の孔３８を位置させ、それら異形サーモモ
ジュール３６，３７に孔３８の周縁を補強させて円形プ
レートに曲げモーメントが作用するのを可及的に防止
し、また、孔３８周辺に温度勾配が発生しないようにし
ている。なお、円形プレート３０Ｂの中心部には、円を
４分割した形状の扇形状のサーモモジュール３９を配設
している。
【００２３】図４に示す円形冷却プレート４０は、異形
サーモモジュール１０Ｄを基本形状として、その幅や長
さ、大きさ等を変更し、且つ中央に取付け用またはリフ
ターピン用の孔４５ａを設けた異形サーモモジュール４
５を、円形プレート４１の最外周に配設すると共に、そ
の内周に、やはり異形サーモモジュール１０Ｄを基本形
状とする長短２種類の異形サーモモジュール４６，４７
を配置したものである。上記異形サーモモジュール４５
は、扇形をした伝熱板の左右両側端部４５ｂ，４５ｂの
外周側を、外周側に行くほど次第に近づく方向に、且つ
左右対称になるように切除したものである。なお、隣接
する異形サーモモジュール４６，４７間に取付け用また
はリフターピン用の孔４８を設けている点は図３に示し
たものと同様としている。また上記円形プレート４１の
中心部には、中心に取付け用またはリフターピン用の孔
を備えた円形状のサーモモジュール４９を配設してい
る。
サーモモジュール１０Ｄを基本形状として、その幅や長
さ、大きさ等を変更し、且つ中央に取付け用またはリフ
ターピン用の孔４５ａを設けた異形サーモモジュール４
５を、円形プレート４１の最外周に配設すると共に、そ
の内周に、やはり異形サーモモジュール１０Ｄを基本形
状とする長短２種類の異形サーモモジュール４６，４７
を配置したものである。上記異形サーモモジュール４５
は、扇形をした伝熱板の左右両側端部４５ｂ，４５ｂの
外周側を、外周側に行くほど次第に近づく方向に、且つ
左右対称になるように切除したものである。なお、隣接
する異形サーモモジュール４６，４７間に取付け用また
はリフターピン用の孔４８を設けている点は図３に示し
たものと同様としている。また上記円形プレート４１の
中心部には、中心に取付け用またはリフターピン用の孔
を備えた円形状のサーモモジュール４９を配設してい
る。
【００２４】図５に示す円形冷却プレート５０は、上記
異形サーモモジュール４５と同形状の異形サーモモジュ
ール５５を円形プレート５１の最外周に配置すると共
に、その内周に、異形サーモモジュール１０Ｄを基本形
状として、その幅や長さ、大きさ等を変更し、且つ略中
央に取付け用またはリフターピン用の孔５６ａを設けた
異形サーモモジュール５６と、やはり異形サーモモジュ
ール１０Ｄを基本形状とする異形サーモモジュール５７
との２種類を組み合わせて配列配置したものである。上
記異形サーモモジュール５６は、扇形をした伝熱板の左
右両側端部５５ｂ，５５ｂの外周側を、外周側に行くほ
ど次第に広がる方向に、且つ左右対称になるように切除
したものであり、上記異形サーモモジュール５５よりも
全体として大形である。なお、上記円形プレート５１の
中心部には、中心に取付け用またはリフターピン用の孔
を備えた円形状のサーモモジュール５８を配設してい
る。
異形サーモモジュール４５と同形状の異形サーモモジュ
ール５５を円形プレート５１の最外周に配置すると共
に、その内周に、異形サーモモジュール１０Ｄを基本形
状として、その幅や長さ、大きさ等を変更し、且つ略中
央に取付け用またはリフターピン用の孔５６ａを設けた
異形サーモモジュール５６と、やはり異形サーモモジュ
ール１０Ｄを基本形状とする異形サーモモジュール５７
との２種類を組み合わせて配列配置したものである。上
記異形サーモモジュール５６は、扇形をした伝熱板の左
右両側端部５５ｂ，５５ｂの外周側を、外周側に行くほ
ど次第に広がる方向に、且つ左右対称になるように切除
したものであり、上記異形サーモモジュール５５よりも
全体として大形である。なお、上記円形プレート５１の
中心部には、中心に取付け用またはリフターピン用の孔
を備えた円形状のサーモモジュール５８を配設してい
る。
【００２５】上記円形冷却プレート２０〜５０において
は、円形プレート２１〜５１上に配置する各種異形サー
モモジュールを複数のグループに分けて通電用導線２２
〜５２で接続し、その導線によって、各異形サーモモジ
ュールを円形プレート上に配列させる所期の配列状態に
保持させている。これにより、サーモモジュール群の取
り扱いを容易にし、組付作業を簡単でトラブルのないよ
うにすると同時に、組付時間を短縮可能としている。こ
の実施例では、円形プレートにおける最外周に位置する
もの、及びその内周に位置するもの、並びに中心に位置
するものの３つのグループに分け、最外周及びその内周
位置するものがそれぞれ独立した円環状を形成するよう
に構成しているが、すべての異形サーモモジュールを全
体として導線で接続した構成としてもよい。
は、円形プレート２１〜５１上に配置する各種異形サー
モモジュールを複数のグループに分けて通電用導線２２
〜５２で接続し、その導線によって、各異形サーモモジ
ュールを円形プレート上に配列させる所期の配列状態に
保持させている。これにより、サーモモジュール群の取
り扱いを容易にし、組付作業を簡単でトラブルのないよ
うにすると同時に、組付時間を短縮可能としている。こ
の実施例では、円形プレートにおける最外周に位置する
もの、及びその内周に位置するもの、並びに中心に位置
するものの３つのグループに分け、最外周及びその内周
位置するものがそれぞれ独立した円環状を形成するよう
に構成しているが、すべての異形サーモモジュールを全
体として導線で接続した構成としてもよい。
【００２６】上記構成を有する円形冷却プレート２０〜
５０においては、扇形状、台形状、あるいは、正方形ま
たは長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれる一辺側
が狭くなるように傾斜させた傾斜部を設けてなる形状、
あるいは、扇形の左右両側端部を外周側において部分的
かつ直線的に切除した形の伝熱板を有する異形サーモモ
ジュールを組み合わせて用いることにより、円形プレー
ト２１〜５１に対して複数のサーモモジュールを密に配
列配置することができ、それによって冷却能力の向上を
図ると共に、温度分布を可及的に低減することができ
る。
５０においては、扇形状、台形状、あるいは、正方形ま
たは長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれる一辺側
が狭くなるように傾斜させた傾斜部を設けてなる形状、
あるいは、扇形の左右両側端部を外周側において部分的
かつ直線的に切除した形の伝熱板を有する異形サーモモ
ジュールを組み合わせて用いることにより、円形プレー
ト２１〜５１に対して複数のサーモモジュールを密に配
列配置することができ、それによって冷却能力の向上を
図ると共に、温度分布を可及的に低減することができ
る。
【００２７】なお、上記異形サーモモジュールは、円形
プレートに密に配列配置することができれば、上記円形
冷却プレート２０〜５０のような配列配置とする必要は
なく、任意パターンの配列配置とすることができる。
プレートに密に配列配置することができれば、上記円形
冷却プレート２０〜５０のような配列配置とする必要は
なく、任意パターンの配列配置とすることができる。
【００２８】
【発明の効果】上記構成を有する異形サーモモジュール
及びそれを用いた円形冷却プレートにおいては、サーモ
モジュールとして、扇形状、台形状、あるいは、正方形
または長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれる一辺
側が狭くなるように傾斜させた傾斜部を設けてなる伝熱
板を用い、それらの長辺側に対向する短辺側を中心に向
けて円形プレートに多重の円環状に配置するようにして
いるので、円形プレートに対して複数のサーモモジュー
ルを密に配列配置することができ、それによって冷却能
力の向上を図ると共に、温度分布を可及的に低減するこ
とができる。
及びそれを用いた円形冷却プレートにおいては、サーモ
モジュールとして、扇形状、台形状、あるいは、正方形
または長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれる一辺
側が狭くなるように傾斜させた傾斜部を設けてなる伝熱
板を用い、それらの長辺側に対向する短辺側を中心に向
けて円形プレートに多重の円環状に配置するようにして
いるので、円形プレートに対して複数のサーモモジュー
ルを密に配列配置することができ、それによって冷却能
力の向上を図ると共に、温度分布を可及的に低減するこ
とができる。
【図１】Ａ〜Ｄは、本発明に係る円形冷却プレート用異
形サーモモジュールの異なる実施例における伝熱板形状
とペルチェ素子の配列例を示す模式的説明図である。
形サーモモジュールの異なる実施例における伝熱板形状
とペルチェ素子の配列例を示す模式的説明図である。
【図２】本発明の円形冷却プレートの実施例におけるサ
ーモモジュールの配列例を示す平面図である。
ーモモジュールの配列例を示す平面図である。
【図３】他の実施例におけるサーモモジュールの配列例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図４】他の実施例におけるサーモモジュールの配列例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図５】更に他の実施例におけるサーモモジュールの配
列例を示す平面図である。
列例を示す平面図である。
【図６】従来の円形冷却プレートにおけるサーモモジュ
ールの配列例を示す平面図である。
ールの配列例を示す平面図である。
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 異形サーモモジュー
ル １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 伝熱板 １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ ペルチェ素子 １３，２６ａ，２７ａ，３５ａ，４５ａ，５６ａ 孔 ２０，３０，４０，５０ 円形冷却プレート ２１，３１，４１，５１ 円形プレート ２２，３２，４２，５２ 導線 ２５，２６，２７ 異形サーモモジュール ３５，３６，３７ 異形サーモモジュール ３６ａ，３７ａ 傾斜部 ４５，４６，４７ 異形サーモモジュール ５５，５６，５７ 異形サーモモジュール
ル １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 伝熱板 １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ ペルチェ素子 １３，２６ａ，２７ａ，３５ａ，４５ａ，５６ａ 孔 ２０，３０，４０，５０ 円形冷却プレート ２１，３１，４１，５１ 円形プレート ２２，３２，４２，５２ 導線 ２５，２６，２７ 異形サーモモジュール ３５，３６，３７ 異形サーモモジュール ３６ａ，３７ａ 傾斜部 ４５，４６，４７ 異形サーモモジュール ５５，５６，５７ 異形サーモモジュール
Claims (6)
- 【請求項１】円形冷却プレート上における配置密度を高
めるためのサーモモジュールであって、 扇形または台形状をなす一対の伝熱板間に、複数のペル
チェ素子を均等または密度勾配を持たせて配設した、こ
とを特徴とする円形冷却プレート用異形サーモモジュー
ル。 - 【請求項２】円形冷却プレート上における配置密度を高
めるためのサーモモジュールであって、 正方形または長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれ
る一辺側が狭くなるように傾斜させた傾斜部を設けてな
る一対の伝熱板間に、複数のペルチェ素子を均等または
密度勾配を持たせて配設した、ことを特徴とする円形冷
却プレート用異形サーモモジュール。 - 【請求項３】円形冷却プレート上における配置密度を高
めるためのサーモモジュールであって、 扇形の左右両側端部を外周側において部分的かつ直線的
に切除した形状の一対の伝熱板間に、複数のペルチェ素
子を所要のパターンで配設してなる、ことを特徴とする
円形冷却プレート用異形サーモモジュール。 - 【請求項４】 一対の伝熱板間を貫通する取付け用ま
たはリフターピン用の孔を設けた、ことを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかに記載の円形冷却プレート用異
形サーモモジュール。 - 【請求項５】扇形状、台形状、または、正方形若しくは
長方形状で、一対の対辺に、それに挟まれる一辺側が狭
くなるように傾斜させた傾斜部を有する形状、または、
扇形の左右両側端部を外周側において部分的かつ直線的
に切除した形状の一対の伝熱板間にペルチェ素子を配設
した異形サーモモジュールの複数を、円形プレートに対
し、その長辺側に対向する短辺側を中心に向けて多重の
円環状に配置した、ことを特徴とする異形サーモモジュ
ールを用いた円形冷却プレート。 - 【請求項６】円形プレート上に配置する異形サーモモジ
ュールの全体またはそれらを複数のグループに分けて通
電用導線で接続し、その導線によって各異形サーモモジ
ュールを円形プレートに配列させる所期の配列状態に保
持させた、ことを特徴とする請求項５に記載の異形サー
モモジュールを用いた円形冷却プレート。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000382606A JP3462469B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | 円形冷却プレート用異形サーモモジュール及びそれを用いた円形冷却プレート |
| US09/998,634 US6573596B2 (en) | 2000-12-15 | 2001-12-03 | Non-rectangular thermo module wafer cooling device using the same |
| CNB011438320A CN1223018C (zh) | 2000-12-15 | 2001-12-14 | 非矩形热电微型组件和使用它的晶片用冷却装置 |
| KR10-2001-0079244A KR100426713B1 (ko) | 2000-12-15 | 2001-12-14 | 비직사각형 열모듈 및 이것을 이용한 웨이퍼용 냉각장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000382606A JP3462469B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | 円形冷却プレート用異形サーモモジュール及びそれを用いた円形冷却プレート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002185051A JP2002185051A (ja) | 2002-06-28 |
| JP3462469B2 true JP3462469B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18850402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000382606A Expired - Fee Related JP3462469B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | 円形冷却プレート用異形サーモモジュール及びそれを用いた円形冷却プレート |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6573596B2 (ja) |
| JP (1) | JP3462469B2 (ja) |
| KR (1) | KR100426713B1 (ja) |
| CN (1) | CN1223018C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US8028531B2 (en) * | 2004-03-01 | 2011-10-04 | GlobalFoundries, Inc. | Mitigating heat in an integrated circuit |
| US7587901B2 (en) | 2004-12-20 | 2009-09-15 | Amerigon Incorporated | Control system for thermal module in vehicle |
| KR100810125B1 (ko) * | 2005-11-18 | 2008-03-06 | 김연창 | 오븐렌지 |
| US20070283709A1 (en) * | 2006-06-09 | 2007-12-13 | Veeco Instruments Inc. | Apparatus and methods for managing the temperature of a substrate in a high vacuum processing system |
| US8222511B2 (en) * | 2006-08-03 | 2012-07-17 | Gentherm | Thermoelectric device |
| US20080087316A1 (en) | 2006-10-12 | 2008-04-17 | Masa Inaba | Thermoelectric device with internal sensor |
| WO2009036077A1 (en) | 2007-09-10 | 2009-03-19 | Amerigon, Inc. | Operational control schemes for ventilated seat or bed assemblies |
| KR20170064568A (ko) | 2008-02-01 | 2017-06-09 | 젠썸 인코포레이티드 | 열전 소자용 응결 센서 및 습도 센서 |
| JP5997899B2 (ja) | 2008-07-18 | 2016-09-28 | ジェンサーム インコーポレイテッドＧｅｎｔｈｅｒｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 空調されるベッドアセンブリ |
| US8188742B2 (en) * | 2009-07-31 | 2012-05-29 | General Electric Company | System and method for thermo-electric cooling of RF coils in an MR imaging system |
| DE102010049300A1 (de) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Halbleiterelemente bestehend aus thermoelektrischem Material zum Einsatz in einem thermoelektrischen Modul |
| WO2013052823A1 (en) | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Gentherm Incorporated | Thermoelectric device controls and methods |
| US9989267B2 (en) | 2012-02-10 | 2018-06-05 | Gentherm Incorporated | Moisture abatement in heating operation of climate controlled systems |
| US9662962B2 (en) | 2013-11-05 | 2017-05-30 | Gentherm Incorporated | Vehicle headliner assembly for zonal comfort |
| JP6652493B2 (ja) | 2014-02-14 | 2020-02-26 | ジェンサーム インコーポレイテッドＧｅｎｔｈｅｒｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 伝導性および対流性の温度調節シート |
| MA40285A (fr) * | 2014-06-02 | 2017-04-05 | Hat Teknoloji A S | Configuration de cellule tridimensionnelle intégrée, réseau de refroidissement intégré et circuit intégré précaractérisé |
| US11639816B2 (en) | 2014-11-14 | 2023-05-02 | Gentherm Incorporated | Heating and cooling technologies including temperature regulating pad wrap and technologies with liquid system |
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