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JP6154248B2 - Channel member, heat exchanger using the same, and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

Channel member, heat exchanger using the same, and semiconductor manufacturing apparatus Download PDF

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JP6154248B2
JP6154248B2 JP2013174642A JP2013174642A JP6154248B2 JP 6154248 B2 JP6154248 B2 JP 6154248B2 JP 2013174642 A JP2013174642 A JP 2013174642A JP 2013174642 A JP2013174642 A JP 2013174642A JP 6154248 B2 JP6154248 B2 JP 6154248B2
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Description

本発明は、流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体製造装置に関する。   The present invention relates to a flow path member, a heat exchanger using the same, and a semiconductor manufacturing apparatus.

内部に流路を有する流路部材は、流路に流体を流すことによって、流路部材と流路部材に接する他の部材とで熱交換を行なうことができ、それにより、流路部材に接する他の部材の温度を調節することができる。   The flow path member having the flow path inside allows heat exchange between the flow path member and another member in contact with the flow path member by flowing a fluid through the flow path, thereby contacting the flow path member. The temperature of other members can be adjusted.

例えば、特許文献1には、少なくとも1つの半導体素子と、該半導体素子を挟む一対のリードフレームとを有し、該リードフレームの外側表面を露出して、樹脂によりモールドされた半導体コンポーネントと、一対のリードフレームの外側表面にそれぞれ接合用金属で接合された、冷媒通路を有するセラミックチューブとを備え、セラミックチューブのリードフレームに接合される側の冷媒通路の第1の壁の肉厚は、第1の壁に対向する冷媒通路の第2の壁の肉厚より小さい半導体装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 includes at least one semiconductor element and a pair of lead frames sandwiching the semiconductor element, and a semiconductor component molded with resin by exposing an outer surface of the lead frame, and a pair of lead frames. A ceramic tube having a refrigerant passage joined to the outer surface of each lead frame with a joining metal, and the thickness of the first wall of the refrigerant passage on the side joined to the lead frame of the ceramic tube is A semiconductor device smaller than the thickness of the second wall of the refrigerant passage facing the first wall is disclosed.

特開2008−103623号公報JP 2008-103623 A

しかしながら、特許文献1の半導体装置は、第1の壁の肉厚が、この第1の壁に対向する冷媒通路の第2の壁の肉厚より小さいことによって、熱交換効率を向上できたものの、熱交換効率を上げるために、流路を流れる流体の圧力を高めに設定した場合、特に第1の壁が流体からの圧力によって破損しやすいという課題があった。   However, the semiconductor device of Patent Document 1 has improved the heat exchange efficiency because the thickness of the first wall is smaller than the thickness of the second wall of the refrigerant passage facing the first wall. In order to increase the heat exchange efficiency, when the pressure of the fluid flowing in the flow path is set to be high, there is a problem that the first wall is particularly easily damaged by the pressure from the fluid.

それゆえ本発明は、信頼性の向上した流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体製造装置を提供することを目的とするものである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a flow path member with improved reliability, a heat exchanger using the same, and a semiconductor manufacturing apparatus.

本発明の流路部材は、被処理物が載置される蓋体部と、底板部と、前記蓋体部と前記底板部とに接続された複数の側壁部とを備え、内部に流体が流れる流路を有する流路部材であって、前記流体が流れる方向に直交する断面視において、前記複数の側壁部のうち少なくとも1つが、前記底板部から前記蓋体部にかけて幅が段階的に広くなっている第1の側壁部とされていることを特徴とするものである。
また、被処理物が載置される蓋体部と、底板部と、前記蓋体部と前記底板部とに接続された複数の側壁部とを備え、内部に流体が流れる流路を有する流路部材であって、前記流体が流れる方向に直交する断面視において複数の流路口を有し、該流路口に挟まれた前記側壁部のうち、少なくとも供給口側に位置する側壁部が、前記底板部から前記蓋体部にかけて幅が広くなっている第1の側壁部とされており、該第1の側壁部は、排出口側に位置する側壁部よりも前記蓋体部と接する部位の幅が広いことを特徴とするものである。
The flow path member of the present invention includes a lid body portion on which an object to be processed is placed, a bottom plate portion, and a plurality of side wall portions connected to the lid body portion and the bottom plate portion. A flow path member having a flow path, wherein at least one of the plurality of side wall portions is wide in a stepwise manner from the bottom plate portion to the lid body portion in a cross-sectional view orthogonal to the direction in which the fluid flows. It is the 1st side wall part which has become, It is characterized by the above-mentioned.
Further, the flow includes a lid part on which the workpiece is placed, a bottom plate part, and a plurality of side wall parts connected to the lid part and the bottom plate part, and has a flow path through which fluid flows. The channel member has a plurality of flow channel ports in a cross-sectional view orthogonal to the direction in which the fluid flows, and among the side wall portions sandwiched between the flow channel ports, at least the side wall portion positioned on the supply port side is The first side wall portion is widened from the bottom plate portion to the lid body portion, and the first side wall portion is a portion in contact with the lid body portion rather than the side wall portion located on the discharge port side. It is characterized by a wide width.

また、本発明の熱交換器は、上記構成の流路部材の蓋体部の表面または内部に金属部材が設けられていることを特徴とするものである。   The heat exchanger according to the present invention is characterized in that a metal member is provided on the surface or inside of the lid portion of the flow path member having the above-described configuration.

また、本発明の半導体製造装置は、上記構成の流路部材の蓋体部の内部に金属部材が設けられている熱交換器を備えていることを特徴とするものである。   The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is characterized by including a heat exchanger in which a metal member is provided inside the lid portion of the flow path member having the above configuration.

本発明の流路部材によれば、蓋体部が破損しにくいことから、信頼性の向上した流路部材とすることができる。 According to the flow path member of the present invention, since the lid portion is not easily damaged, the flow path member can be improved in reliability.

また、本発明の熱交換器によれば、信頼性の向上した熱交換器とすることができる。   Moreover, according to the heat exchanger of this invention, it can be set as the heat exchanger with improved reliability.

また、本発明の半導体製造装置によれば、信頼性の向上した半導体製造装置とすることができる。   Moreover, according to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, a semiconductor manufacturing apparatus with improved reliability can be obtained.

本実施形態の流路部材の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。An example of the flow path member of the present embodiment is shown, (a) is an external perspective view, and (b) is a cross-sectional view taken along line A-A 'shown in (a). 本実施形態の流路部材の他の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。Another example of the flow path member of this embodiment is shown, (a) is an external perspective view, and (b) is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in (a). 本実施形態の流路部材のさらに他の一例を示す、(a)は供給口側における断面図であり、(b)は排出口側における断面図である。Another example of the flow path member of this embodiment is shown, (a) is a sectional view on the supply port side, and (b) is a sectional view on the discharge port side. 本実施形態の流路部材のさらに他の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。Another example of the flow path member of this embodiment is shown, (a) is an external perspective view, and (b) is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in (a). 本実施形態の流路部材のさらに他の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。Another example of the flow path member of this embodiment is shown, (a) is an external perspective view, and (b) is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in (a). 本実施形態の流路部材のさらに他の例として、流体が流れる方向に対して水平な断面を示す断面図であり、(a)は蛇行状の流路、(b)はスパイラル状の流路である。As still another example of the flow path member of the present embodiment, it is a cross-sectional view showing a horizontal cross section with respect to the direction of fluid flow, (a) is a meandering flow path, (b) is a spiral flow path It is. 本実施形態の熱交換器を備える半導体製造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a semiconductor manufacturing apparatus provided with the heat exchanger of this embodiment.

以下、本発明の流路部材の実施の形態の例を説明する。   Hereinafter, examples of embodiments of the flow path member of the present invention will be described.

図1は、本実施形態の流路部材の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。なお、以降の図において同一の構成は、同一の符号を用いて説明する。   1A and 1B show an example of a flow path member of the present embodiment. FIG. 1A is an external perspective view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in FIG. In the following drawings, the same components are described using the same reference numerals.

図1に示すように、本実施形態の流路部材10は、被処理物が載置される蓋体部1と、底板部3と、蓋体部1と底板部3とに接続された複数の側壁部2を備え、内部に流体が流れる流路4(図1(b)における断面図では、流路4の断面を示す流路口4aとして示す。)を有しており、流体が流れる方向に直交する断面視において、複数の側壁部2のうち少なくとも1つが、底板部3から蓋体部1にかけて幅が広くなっている第1の側壁部2aとされている。なお、図1を含め、図2〜図5においては、5本の側壁部2のうち、外壁を除く3本が第1の側壁部2aとされている例を示している。   As shown in FIG. 1, the flow path member 10 of the present embodiment includes a lid body portion 1 on which an object to be processed is placed, a bottom plate portion 3, and a plurality connected to the lid body portion 1 and the bottom plate portion 3. 1 is provided, and has a flow path 4 (in the cross-sectional view in FIG. 1B, shown as a flow path port 4a indicating a cross section of the flow path 4) through which the fluid flows. In a cross-sectional view orthogonal to the at least one side wall portion 2, at least one of the plurality of side wall portions 2 is a first side wall portion 2 a that is wide from the bottom plate portion 3 to the lid body portion 1. 2 to 5 including FIG. 1, an example is shown in which three of the five side walls 2 excluding the outer wall are the first side walls 2 a.

ここで、底板部3から蓋体部1にかけて幅が広くなっている第1の側壁部2aとは、図1(b)に示すように、第1の側壁部2aの底板部3と接する部位の幅を2b、第1の側壁部2aの蓋体部1と接する部位の幅を2cとしたとき、底板部3に接する部位の幅2bに対して蓋体部1に接する部位の幅2cが広いものである。このような構成を満たしていることにより、第1の側壁部2aにおける蓋体部1と接する部位の幅が広く、蓋体部1と第1の側壁部2aとの接続面積が大きいことから、蓋体部1は破損しにくいため、信頼性の向上した流路部材10とすることができる。特に熱交換効率を向上すべく、蓋体部1の厚みを薄くした流路部材にこの構成を用いると有用てせある。   Here, as shown in FIG. 1 (b), the first side wall portion 2a having a wide width from the bottom plate portion 3 to the lid portion 1 is a portion in contact with the bottom plate portion 3 of the first side wall portion 2a. The width 2c of the portion in contact with the lid body portion 1 is 2c and the width 2b of the portion in contact with the bottom plate portion 3 is 2c. It is wide. By satisfying such a configuration, the width of the portion in contact with the lid body portion 1 in the first side wall portion 2a is wide, and the connection area between the lid body portion 1 and the first side wall portion 2a is large. Since the lid 1 is not easily damaged, the flow path member 10 with improved reliability can be obtained. In particular, in order to improve the heat exchange efficiency, it is useful to use this configuration for the flow path member in which the thickness of the lid portion 1 is reduced.

また、流体と接触する部分の表面積が、底板部3よりも蓋体部1の方が相対的に小さくなるものの、蓋体部1は破損しにくくなっているため、高い圧力の流体を流すことができることから、熱交換効率を維持することができる。それゆえ、熱交換効率を維持しつつ信頼性の向上した流路部材10とすることができる。なお、熱交換効率を維持しつつ信頼性の高い流路部材10とするには、外壁を除く側壁部2が複数あるときには、図1(b)に示す
ように、外壁を除く全ての側壁部2が第1の側壁部2aとされていることが好適である。なお、外壁が第1の側壁部2aとされているものであってもよいことはいうまでもない。
Further, although the surface area of the portion that comes into contact with the fluid is relatively smaller in the lid body portion 1 than in the bottom plate portion 3, the lid body portion 1 is less likely to be damaged, so that a high-pressure fluid is allowed to flow. Therefore, heat exchange efficiency can be maintained. Therefore, the flow path member 10 with improved reliability while maintaining heat exchange efficiency can be obtained. In order to obtain a highly reliable flow path member 10 while maintaining heat exchange efficiency, when there are a plurality of side wall portions 2 excluding the outer wall, as shown in FIG. 2 is preferably the first side wall 2a. Needless to say, the outer wall may be the first side wall 2a.

また、図1(b)に示すように、流路口4aの高さの寸法4bが、底板部3側の流路口4aの幅の寸法よりも長く形成されている流路部材10では、被処理物が載置されることとなる蓋体部1に近い第1の側壁部2aの流体との接触面積を比較的大きくすることができることから、熱交換効率を高く維持できるため好適である。   Further, as shown in FIG. 1B, in the flow path member 10 in which the height dimension 4b of the flow path opening 4a is longer than the width dimension of the flow path opening 4a on the bottom plate portion 3 side, Since the contact area with the fluid of the 1st side wall part 2a close | similar to the cover body part 1 in which an object is mounted can be made comparatively large, since heat exchange efficiency can be maintained highly, it is suitable.

さらに、流路口4aの高さの寸法4bに対し、第1の側壁部2aの底板部3と接する部位の幅2bの寸法が0.2倍以上の範囲とし、第1の側壁部2aの底板部3と接する部位の
幅2bに対し、第1の側壁部2aの蓋体部1と接する部位の幅を2cの寸法が1.3倍以上3.0倍以下の範囲であれば、熱交換効率を高く維持することができるとともに、蓋体部1が外部からの物理的衝撃にも耐え得る優れた機械的強度をも有する流路部材10とすることができる。
Further, the dimension of the width 2b of the portion in contact with the bottom plate portion 3 of the first side wall portion 2a is 0.2 times or more of the height size 4b of the flow path port 4a, and the bottom plate portion 3 of the first side wall portion 2a. If the width of the portion of the first side wall portion 2a in contact with the lid portion 1 is in the range of 1.3 times to 3.0 times the width 2b of the portion in contact with the width 2b, heat exchange efficiency should be maintained high. In addition, the flow path member 10 having excellent mechanical strength that allows the lid 1 to withstand physical impact from the outside can be obtained.

また、被処理物における熱分布に違いがあるときなどは、側壁部2間の間隔を適宜調整するほか、第1の側壁部2aの幅の広がり具合を適宜調整することで、被処理物の均熱化を図ることができる、例えば、被処理物の中央部の温度が高く、外側が低いときには、流路部材10における中央部の側壁部2の間隔を広くし、外側の間隔を狭くすればよい。   In addition, when there is a difference in heat distribution in the object to be processed, in addition to adjusting the interval between the side wall parts 2 as appropriate, the width of the first side wall part 2a is adjusted as appropriate. For example, when the temperature of the central portion of the object to be processed is high and the outside is low, the interval between the side wall portions 2 at the central portion of the flow path member 10 is widened, and the outer interval is narrowed. That's fine.

ここで、流路部材10を構成する蓋体部1、側壁部2および底板部3は、金属や樹脂またはセラミックス等で作製することができる。また、蓋体部1、側壁部2および底板部3は、同じ材質で作製されてもよく、他の材質で作製されるものであってもよい。そして、腐食性の高いガスや液体を流路4に流すときには、各部材をセラミックスで作製することが好適であり、セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、コージェライト、ムライト、炭化硼素、またはこれらの複合物を用いることができる。   Here, the lid part 1, the side wall part 2, and the bottom plate part 3 constituting the flow path member 10 can be made of metal, resin, ceramics, or the like. Moreover, the cover part 1, the side wall part 2, and the baseplate part 3 may be produced with the same material, and may be produced with another material. And when flowing highly corrosive gas or liquid to the flow path 4, it is suitable to produce each member with ceramics, and as ceramics, alumina, zirconia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, cordierite, Mullite, boron carbide, or a composite thereof can be used.

特に、本実施形態の流路部材10は、炭化珪素を主成分とする炭化珪素質焼結体からなることが好ましい。ここで、主成分とは、焼結体を構成する全成分100質量%のうち80質量
%以上の割合で占める成分のことをいう。そして、本実施形態の流路部材10が、炭化珪素を主成分とする炭化珪素質焼結体からなるときには、優れた耐久性や耐食性に加えて、熱伝導率が高いことから熱交換効率が向上した流路部材10とすることができる。また、炭化珪素質焼結体は、主成分である炭化珪素が、他のセラミックス、例えばアルミナと比べて比重が小さく流路部材10の軽量化が図れるものであることから、大型の流路部材10が必要な場合に有用である。
In particular, the flow path member 10 of the present embodiment is preferably made of a silicon carbide sintered body mainly composed of silicon carbide. Here, a main component means the component which occupies in the ratio of 80 mass% or more among 100 mass% of all the components which comprise a sintered compact. And when the flow path member 10 of the present embodiment is made of a silicon carbide sintered body containing silicon carbide as a main component, in addition to excellent durability and corrosion resistance, the heat conductivity is high, so the heat exchange efficiency is high. An improved flow path member 10 can be obtained. In addition, since the silicon carbide sintered body has a specific gravity smaller than that of other ceramics, for example, alumina, and the weight of the flow path member 10 can be reduced, the large flow path member is obtained. Useful when 10 is needed.

なお、本実施形態の流路部材10がセラミックスからなるとき、熱交換効率を高く維持若しくはさらに向上させるには、第1の側壁部2aを含む側壁部2を構成するセラミックスとして熱伝導率の高いセラミックスを用いることが好適である。これは、蓋体部1に伝搬した熱が、効率よく側壁部2に伝搬し、それにより側壁部2と流体とで効率よく熱交換を行なうことができるからである。また、蓋体部1の厚みを薄くして熱交換効率の向上を図っている構成であるときには、蓋体部1よりも熱伝導率の高いセラミックスを用いて側壁部2を作製することが好適である。   In addition, when the flow path member 10 of this embodiment consists of ceramics, in order to maintain or improve heat exchange efficiency high, it has high thermal conductivity as ceramics which comprise the side wall part 2 including the 1st side wall part 2a. It is preferable to use ceramics. This is because the heat propagated to the lid part 1 is efficiently propagated to the side wall part 2, thereby enabling efficient heat exchange between the side wall part 2 and the fluid. Further, when the thickness of the lid portion 1 is reduced to improve the heat exchange efficiency, it is preferable to produce the side wall portion 2 using a ceramic having a higher thermal conductivity than the lid portion 1. It is.

例えば、第1の側壁部2aを含む側壁部2を、炭化珪素を主成分とする炭化珪素質焼結体とし、蓋体部1および底板部3をアルミナを主成分とするアルミナ質焼結体とすれば、熱交換効率に優れた流路部材10とすることができるうえに、蓋体部1と底板部3とを炭化珪素よりも原料価格が低いアルミナで作製することで、流路部材10の製造コストを下げることができる。   For example, the side wall part 2 including the first side wall part 2a is a silicon carbide based sintered body mainly composed of silicon carbide, and the lid body part 1 and the bottom plate part 3 are alumina based sintered bodies mainly composed of alumina. Then, the flow path member 10 having excellent heat exchange efficiency can be obtained, and the cover body portion 1 and the bottom plate portion 3 are made of alumina whose raw material price is lower than that of silicon carbide. 10 manufacturing costs can be reduced.

なお、流路部材10がセラミックスからなるとき、主成分を含め成分の結晶構造は、流路部材10から所定の大きさの試料を切り出してX線回折装置(XRD)で測定し、同定することによって確認することができる。また、各成分の元素の含有量については、走査型電子顕微鏡(SEM)に付設のエネルギー分散型X線分析装置(EDS)で測定することによって確認することができる。また、ICP発光分光分析装置または蛍光X線分析装置を用いて各元素の含有量を求め、結晶構造に基づいて、炭化物、酸化物、窒化物等に換算することによって含有量を確認することができる。   When the channel member 10 is made of ceramics, the crystal structure of the components including the main component is identified by cutting a sample of a predetermined size from the channel member 10 and measuring it with an X-ray diffractometer (XRD). Can be confirmed. The content of each component element can be confirmed by measuring with an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) attached to a scanning electron microscope (SEM). In addition, the content of each element can be determined using an ICP emission spectroscopic analyzer or a fluorescent X-ray analyzer, and the content can be confirmed by converting to carbide, oxide, nitride, etc. based on the crystal structure. it can.

図2は、本実施形態の流路部材の他の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。   2A and 2B show another example of the flow path member of the present embodiment. FIG. 2A is an external perspective view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in FIG.

図2に示す本実施形態の流路部材20は、第1の側壁部2aの幅が、底板部3から蓋体部1にかけて段階的に広くなって配置されている。   The flow path member 20 of the present embodiment shown in FIG. 2 is arranged such that the width of the first side wall 2a is gradually increased from the bottom plate 3 to the lid 1.

このような構成とすれば、流路に流れる流体が乱流を生じやすくなるとともに、蓋体部1側の流路の幅が狭くなることから、流体が流れの早くなり易い蓋体部1側の方に流れるため、上記図1の構成にて得られる効果に加えて、さらに流路部材10の蓋体部1に載置される被処理物と流体との熱交換効率を高くすることができる。あわせて第1の側壁部2aの表面積を大きくできることからも熱交換効率を向上することができる。   With such a configuration, the fluid flowing in the flow path is likely to cause turbulence, and the width of the flow path on the lid body 1 side is narrowed, so that the fluid tends to flow faster. Therefore, in addition to the effect obtained by the configuration shown in FIG. 1, the heat exchange efficiency between the object to be processed and the fluid placed on the lid 1 of the flow path member 10 can be increased. it can. In addition, the heat exchange efficiency can be improved because the surface area of the first side wall 2a can be increased.

また、図2(b)に示すように、本実施形態の流路部材20は、流路口4aの高さの寸法4bに対して、第1の側壁部2aの底板部3と接する部位の幅を2bの寸法が0.2倍以上
であるとき、第1の側壁部2aにおける底板部3側の幅が最も狭い部位の高さ2dが、30%以上45%以下であることが好ましい。この範囲であれば、流路部材として必要とされる熱交換効率と機械的強度とを備える信頼性の高い流路部材20とすることができる。
Further, as shown in FIG. 2B, the flow path member 20 of the present embodiment has a width of a portion in contact with the bottom plate part 3 of the first side wall part 2a with respect to the height dimension 4b of the flow path port 4a. When the dimension 2b is 0.2 times or more, the height 2d of the narrowest portion of the first side wall 2a on the side of the bottom plate 3 is preferably 30% or more and 45% or less. If it is this range, it can be set as the reliable flow path member 20 provided with the heat exchange efficiency and mechanical strength which are required as a flow path member.

図3は、本実施形態の流路部材のその他の一例を示す、(a)は供給口側における断面図であり、(b)は排出口側における断面図である。   3A and 3B show another example of the flow path member of the present embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view on the supply port side, and FIG. 3B is a cross-sectional view on the discharge port side.

図3に示す本実施形態の流路部材30は、断面視において複数の流路口4aを有し、流路口4aに挟まれた側壁部2のうち、供給口側に位置する側壁部2が第1の側壁部2aとされておりとともに、第1の側壁部2aは、排出口側に位置する側壁部2よりも蓋体部1と接する部位の幅が広くなっている。なお、図3のように、流路4を複数有する場合には、蓋体部1と接する部位の幅の比較は、同一の第1の側壁部2aにおいて行なえばよく、蛇行状やスパイラル状の1つの流路を有する流路部材では、供給口側および排出口側の断面視において流路口4aに挟まれたそれぞれの側壁部2で比較すればよい。   The flow path member 30 of this embodiment shown in FIG. 3 has a plurality of flow path ports 4a in a cross-sectional view, and among the side wall portions 2 sandwiched between the flow path ports 4a, the side wall portion 2 located on the supply port side is the first. 1 and the first side wall portion 2a is wider at the portion in contact with the lid portion 1 than the side wall portion 2 located on the discharge port side. As shown in FIG. 3, in the case where a plurality of flow paths 4 are provided, the comparison of the widths of the portions in contact with the lid body portion 1 may be performed on the same first side wall portion 2a. In the flow path member having one flow path, the side wall portions 2 sandwiched by the flow path ports 4a in the cross-sectional view on the supply port side and the discharge port side may be compared.

このような構成とすれば、流路口4aに挟まれた側壁部2が第1の側壁部2aとされているとともに、排出口側に位置する側壁部2よりも蓋体部1と接する部位の幅が広いことから、流体が供給されるときに最も大きな圧力がかかり、特に破損しやすい供給口側において、流体の圧力による破損を抑制でき、さらに信頼性を向上することができる。   With such a configuration, the side wall portion 2 sandwiched between the flow path ports 4a is the first side wall portion 2a, and the portion in contact with the lid body portion 1 rather than the side wall portion 2 located on the discharge port side. Since the width is wide, the greatest pressure is applied when the fluid is supplied, and the damage due to the pressure of the fluid can be suppressed, and the reliability can be improved, particularly on the supply port side which is easily damaged.

図4は、本実施形態の流路部材のその他の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。   4A and 4B show another example of the flow path member of the present embodiment. FIG. 4A is an external perspective view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in FIG.

図4に示す本実施形態の流路部材40は、断面視において、第1の側壁部2aが少なくとも底板部3側の1段目と、この1段目の蓋体部1側に接合される2段目とを有し、2段目における1段目側の少なくとも一部が、1段目に向けて突出する凸部2eを有している。なお、図4では、段を3段有しており、2段目および3段目のそれぞれの1段目側に凸部
2eを有する形状となっている。
In the flow path member 40 of the present embodiment shown in FIG. 4, the first side wall 2a is joined to at least the first stage on the bottom plate part 3 side and the first-stage lid part 1 side in a cross-sectional view. And at least part of the first stage side of the second stage has a convex portion 2e that protrudes toward the first stage. In addition, in FIG. 4, it has the shape which has 3 steps | paragraphs and has the convex part 2e in the 1st step side of each of the 2nd step and the 3rd step.

流路部材40は、第1の側壁部2aの2段目おける1段目側の少なくとも一部に、1段目に向けて突出する凸部2eを有していることによって、高い圧力の流体を流したときや蓋体部1が物理的衝撃を受けたとき等に、第1の側壁部2aの1段目と2段目との接合部において、1段目がずれることによる破壊を抑制でき、信頼性が向上した流路部材40とすることができる。なお、2段目と3段目とにおいても同様の効果を得ることができる。さらに、図4(b)に示すように2段目および3段目のそれぞれの1段目側に凸部2eを有する形状とすることによって、第1の側壁部2aの表面積を広くすることができるとともに、流路4を流れる流体が乱流を発生し易くなることから、第1の側壁部2aと流体との熱交換効率を向上することもできる。   The flow path member 40 has a convex portion 2e protruding toward the first stage on at least a part of the first stage side in the second stage of the first side wall portion 2a, so that a fluid with a high pressure is provided. Suppresses breakage caused by the first stage shifting at the joint between the first stage and the second stage of the first side wall 2a when the lid body part 1 is subjected to a physical impact. In addition, the flow path member 40 with improved reliability can be obtained. Similar effects can be obtained in the second and third stages. Furthermore, as shown in FIG. 4B, the surface area of the first side wall portion 2a can be increased by forming the convex portion 2e on the first step side of each of the second step and the third step. In addition, since the fluid flowing in the flow path 4 is likely to generate turbulent flow, the heat exchange efficiency between the first side wall 2a and the fluid can be improved.

図5は、本実施形態の流路部材のその他の一例を示す、(a)は外観斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線の断面図である。   5A and 5B show another example of the flow path member of the present embodiment. FIG. 5A is an external perspective view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in FIG.

図5に示す本実施形態の流路部材50は、断面視において、第1の側壁部2aの少なくとも一部が蓋体部1との接合部2fにおいて、蓋体部1側に向けて内側に湾曲している。このような構成とすれば、流路の表面積を広くすることができる。それにより、第1の側壁部2aおよび蓋体部1と流体との熱交換効率を向上することができる。さらに、例えば、図5において、流路における第1の側壁部2aと蓋体部1とで構成されるコーナー部の角度を鋭角とすることができる。蓋体部1と側壁部2との接合部において、蓋体部1側へクラックを生じる場合があるものの、流路4を構成する第1の側壁部2の少なくとも一部が蓋体部1との接合部において蓋体部1に向けて内側に湾曲していることで、コーナー部に生じる応力の向きを傾けることができ、クラックの進展距離を長くすることができる。それにより、流路部材50の破損を抑制できることから信頼性を向上させることができる。   In the flow path member 50 of the present embodiment shown in FIG. 5, in a cross-sectional view, at least a part of the first side wall portion 2 a is inwardly facing the lid body portion 1 side at the joint portion 2 f with the lid body portion 1. It is curved. With such a configuration, the surface area of the flow path can be increased. Thereby, the heat exchange efficiency with the 1st side wall part 2a and the cover body part 1, and a fluid can be improved. Furthermore, for example, in FIG. 5, the angle of the corner portion formed by the first side wall portion 2 a and the lid portion 1 in the flow path can be an acute angle. At the joint between the lid body portion 1 and the side wall portion 2, cracks may occur on the lid body portion 1 side, but at least a part of the first side wall portion 2 constituting the flow path 4 is in contact with the lid body portion 1. By bending inward toward the lid portion 1 at the joint portion, the direction of the stress generated in the corner portion can be tilted, and the crack propagation distance can be increased. Thereby, since the breakage of the flow path member 50 can be suppressed, the reliability can be improved.

なお、ここまでに説明してきた第1の側壁部2aの形状等は、各流路部材の切断面を公知の光学顕微鏡やマイクロスコープなどを用いて確認することができる。   In addition, the shape etc. of the 1st side wall part 2a demonstrated so far can confirm the cut surface of each flow path member using a well-known optical microscope, a microscope, etc. FIG.

図6は、本実施形態の流路部材のさらに他の例として、蓋体部および底板部に対して水平な断面を示す断面図であり、(a)は蛇行状の流路、(b)はスパイラル状の流路である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a horizontal cross section with respect to the lid portion and the bottom plate portion as still another example of the flow path member of the present embodiment, where (a) is a meandering flow path, (b) Is a spiral channel.

図6に示す本実施形態の流路部材60は、流路が流路部材60中で連結されて一本の流路4として形成されている例を示している。   The flow path member 60 of the present embodiment shown in FIG. 6 shows an example in which the flow paths are connected in the flow path member 60 and formed as a single flow path 4.

例えば、供給口が1箇所であり複数の流路4に分配されるときには、流体が、流体にかかる圧力が低い流路に流れやすく、熱交換にバラツキが生じる傾向があるが、図6に示すように、流路部材60中で連結された一本の流路4として形成されていれば、流体を流路の全体に効率よく流すことができる。それゆえ、熱交換の対象となる部材と流体との熱交換効率を向上することができる。また、図6(a)に示す蛇行状の流路4を有する流路部材60aや、図6(b)に示すスパイラル状の流路4を有する流路部材60bとすることによって、流路部材60の内部に流体を長く留まらせることができるので、熱交換を効率よく行なうことがきる。   For example, when the supply port is provided at a single location and distributed to the plurality of flow paths 4, the fluid tends to flow through the flow path where the pressure applied to the fluid is low, and there is a tendency that the heat exchange varies, as shown in FIG. Thus, if it is formed as one flow path 4 connected in the flow path member 60, the fluid can efficiently flow through the entire flow path. Therefore, it is possible to improve the heat exchange efficiency between the member to be heat exchanged and the fluid. Further, the flow path member 60a having the meandering flow path 4 shown in FIG. 6A or the flow path member 60b having the spiral flow path 4 shown in FIG. Since the fluid can stay for a long time in 60, heat exchange can be performed efficiently.

また、本実施形態の流路部材10,20,30,40,50,60の蓋体部の表面1aまたは内部に金属部材を設けることにより、熱交換器とすることができる。   Moreover, it can be set as a heat exchanger by providing a metal member in the surface 1a or the inside of the cover part of the flow path member 10, 20, 30, 40, 50, 60 of this embodiment.

このような熱交換器において、例えば、蓋体部1の表面1aに金属部材を設け、さらに金属部材の表面に発熱部材を配置したときには、発熱部材により生じた熱が、金属部材に
効率良く伝達され、その伝達された熱が蓋体部1を介してさらに各側壁部2に伝達される。それにより、流路を流れる流体と効率よく熱交換することができる。さらに、本実施形態の流路部材10,20,30,40,50,60が、信頼性の高いものであることから、熱交換器についても信頼性の高いものとなる。なお、本実施形態の熱交換器においては、発熱部材としてLED素子やパワー半導体などの発熱を生じる電子部品を配置する場合に、特に有効である。
In such a heat exchanger, for example, when a metal member is provided on the surface 1a of the lid 1 and a heat generating member is further disposed on the surface of the metal member, heat generated by the heat generating member is efficiently transferred to the metal member. Then, the transmitted heat is further transmitted to each side wall 2 through the lid 1. Thereby, it is possible to efficiently exchange heat with the fluid flowing through the flow path. Furthermore, since the flow path members 10, 20, 30, 40, 50, 60 of this embodiment are highly reliable, the heat exchanger is also highly reliable. In the heat exchanger of this embodiment, it is particularly effective when an electronic component that generates heat such as an LED element or a power semiconductor is disposed as the heat generating member.

図7は、本実施形態の熱交換器を備える半導体製造装置の一例を示す概略図である。   FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a semiconductor manufacturing apparatus including the heat exchanger according to the present embodiment.

この半導体製造装置70は、ウェハ72のプラズマ処理装置であり、ウェハ72が、本実施形態の流路部材10,20,30,40,50,60の蓋体部1の内部に金属部材11が設けられてなる熱交換器71に載置されている例を示している。そして、流路部材10,20,30,40,50,60は、供給口5に供給チューブ7が、排出口6に排出チューブ8が接続され、高温もしくは低温の気体または液体等の流体を、流路部材10,20,30,40,50,60の内部に有する流路4に流すことによってウェハ72の加熱または冷却を行なうものである。   The semiconductor manufacturing apparatus 70 is a plasma processing apparatus for a wafer 72, and the wafer 72 has a metal member 11 inside the lid portion 1 of the flow path members 10, 20, 30, 40, 50, 60 of this embodiment. An example in which the heat exchanger 71 is provided is shown. The flow path members 10, 20, 30, 40, 50, 60 have a supply tube 7 connected to the supply port 5 and a discharge tube 8 connected to the discharge port 6. The wafer 72 is heated or cooled by flowing through the flow path 4 provided in the flow path members 10, 20, 30, 40, 50, 60.

また、ウェハ72の上方にはプラズマを発生させるための上部電極12を備えるとともに、熱交換器71を構成する流路部材10,20,30,40,50,60の蓋体部1の内部にある金属部材11を、プラズマを発生させるための下部電極として利用し、この下部電極である金属部材11と上部電極12との間に電圧を印加することにより、下部電極である金属部材11と上部電極12と間に生じさせたプラズマをウェハ72に当てることができるようになっている。そして、熱交換器71が本実施形態の流路部材10,20,30,40,50,60を備えていることから、プラズマ処理する際に高温となる下部電極としての金属部材11を安定した温度に維持することができる。また、ウェハ72の温度も制御されることから、寸法精度の高い加工ができる。   In addition, an upper electrode 12 for generating plasma is provided above the wafer 72, and inside the lid portion 1 of the flow path members 10, 20, 30, 40, 50, 60 constituting the heat exchanger 71. A metal member 11 is used as a lower electrode for generating plasma, and a voltage is applied between the metal member 11 serving as the lower electrode and the upper electrode 12, whereby the metal member 11 serving as the lower electrode and the upper electrode are applied. Plasma generated between the electrodes 12 can be applied to the wafer 72. And since the heat exchanger 71 includes the flow path members 10, 20, 30, 40, 50, 60 of this embodiment, the metal member 11 as the lower electrode that becomes high temperature during plasma processing is stabilized. Can be maintained at temperature. Further, since the temperature of the wafer 72 is also controlled, processing with high dimensional accuracy can be performed.

また、図7では金属部材11をプラズマ発生用の下部電極として用いた例を示したが、金属部材11に電流を流すことによって加熱すれば、流体の温度調整を行なうこともできる。さらに、蓋体部1を誘電体材料により形成し、金属部材11を静電吸着用の電極として用い、金属部材11に電圧を印加すれば、ウェハ72と誘電体層との間に生じるクローン力やジョンソン・ラーベック力などの静電吸着力によってウェハ72を吸着・保持することもできる。   Although FIG. 7 shows an example in which the metal member 11 is used as a lower electrode for generating plasma, if the metal member 11 is heated by flowing an electric current, the temperature of the fluid can be adjusted. Furthermore, if the lid 1 is formed of a dielectric material, the metal member 11 is used as an electrode for electrostatic attraction, and a voltage is applied to the metal member 11, the clonal force generated between the wafer 72 and the dielectric layer The wafer 72 can also be attracted and held by an electrostatic attraction force such as the John Larbeck force.

このように、本実施形態の熱交換器71は、信頼性の高い本実施形態の流路部材10,20,30,40,50,60の蓋体部1の内部に金属部材11が設けられていることから、熱交換効率が高く、長期間の使用に耐え得る信頼性の高い熱交換器71とすることができる。   As described above, the heat exchanger 71 of the present embodiment is provided with the metal member 11 inside the lid portion 1 of the highly reliable flow path members 10, 20, 30, 40, 50, 60 of the present embodiment. Therefore, the heat exchanger 71 having high heat exchange efficiency and high reliability that can withstand long-term use can be obtained.

そして、本実施形態の熱交換器71を備える本実施形態の半導体製造装置70は、半導体素子の製造や検査に支障をきたすことの少ない信頼性の高い半導体製造装置とすることができる。また、本実施形態の半導体製造装置70としては、その一例を示す図7のプラズマ処理装置の他にスパッタ装置、レジスト塗布装置、CVD装置やエッチング処理装置等があり、これらの装置においても本実施形態の熱交換器71を備えることにより、上述した効果を得ることができる。   The semiconductor manufacturing apparatus 70 of the present embodiment including the heat exchanger 71 of the present embodiment can be a highly reliable semiconductor manufacturing apparatus that does not interfere with the manufacture and inspection of semiconductor elements. Further, as the semiconductor manufacturing apparatus 70 of the present embodiment, there are a sputtering apparatus, a resist coating apparatus, a CVD apparatus, an etching processing apparatus, etc. in addition to the plasma processing apparatus of FIG. By providing the heat exchanger 71 of the form, the above-described effects can be obtained.

以下、本実施形態の流路部材の製造方法の一例について示す(以降の説明においては、図1〜図6に示す形状に特化した場合を除き、以降の流路部材には符号を付さずに説明する。)。   Hereinafter, an example of the manufacturing method of the flow path member of the present embodiment will be shown (in the following description, the following flow path members are denoted by reference numerals except when specialized in the shape shown in FIGS. 1 to 6. I'll explain it first.)

まず、流路部材10,20,30,40および60の作製にあたって、底板部3と、それ以外となる蓋体部1と側壁部2とが一体に形成された凹部を有する基体(以下、単に基体とも記載
する。)との成形体を得た後、接合剤を用いて底板部3と基体とを接合することによって流路部材10,20,30,40および60となる成形体を得た後焼結体を得る工程について説明する。
First, in the manufacture of the flow path members 10, 20, 30, 40 and 60, a base plate having a recess (hereinafter simply referred to as a bottom plate portion 3, a lid portion 1 and a side wall portion 2 formed integrally therewith). And the base plate portion 3 and the base body using a bonding agent to obtain the molded body to become the flow path members 10, 20, 30, 40 and 60. A process for obtaining a post-sintered body will be described.

純度が90%以上であり平均粒径が1μm程度のセラミック原料を用意し、これに焼結助剤、バインダ、溶媒および分散剤等を所定量添加して混合したスラリーを噴霧造粒法(スプレードライ法)により噴霧乾燥して造粒し、1次原料とする。次に、噴霧乾燥して造粒した1次原料を所定形状のゴム型内へ投入し、静水圧プレス成形法(ラバープレス法)により成形し、その後、成形体をゴム型から取り外し、切削加工を施す。   Prepare a ceramic raw material with a purity of 90% or more and an average particle diameter of about 1 μm, and add a predetermined amount of sintering aid, binder, solvent, dispersant, etc. to this and mix the slurry, then spray granulation method (spray Spray-dried by a dry method) and granulated to be a primary raw material. Next, the spray-dried and granulated primary raw material is put into a rubber mold of a predetermined shape and molded by an isostatic press molding method (rubber press method), and then the molded body is removed from the rubber mold and cut. Apply.

なお、この切削加工において、基体となる成形体については、外形や流路を構成する凹部を所望の形状に加工するとともに、流体の供給口および排出口を形成する。   In this cutting process, with respect to the molded body serving as the base, the recesses forming the outer shape and the flow path are processed into desired shapes, and a fluid supply port and a discharge port are formed.

次に、流路部材10,20,30,40および60の底板部は、静水圧プレス法やスラリーを用いてセラミックスの一般的な成形法であるドクターブレード法やスラリーを造粒した後にロールコンパクション成形法によって作製したグリーンシートによって得られた成形体を形成する。   Next, the bottom plate portion of the flow path members 10, 20, 30, 40 and 60 is subjected to roll compaction after granulation of a doctor blade method or slurry, which is a general ceramic forming method using a hydrostatic press method or slurry. A molded body obtained by a green sheet produced by a molding method is formed.

次に、基体となる成形体および底板部3となる成形体を接合する。接合に用いる接合剤としては、基体となる成形体および底板部3となる成形体の作製に用いたセラミック原料、焼結助剤、バインダ、分散剤および溶媒を所定量秤量して混合したスラリーからなる接合剤を用いる。そして、蓋体部1と側壁部2とを構成する基体となる成形体および底板部3となる成形体の少なくとも一方の接合部にこの接合剤を塗布し、基体となる成形体および底板部3となる成形体とが一体化した接合成形体を得る。そして、この接合成形体をセラミック原料に応じた雰囲気中において焼成することにより、本実施形態の流路部材10,20,30,40および60を得ることができる。   Next, the molded body to be the base and the molded body to be the bottom plate portion 3 are joined. As a bonding agent used for bonding, a predetermined amount of a ceramic raw material, a sintering aid, a binder, a dispersing agent, and a solvent used for producing a molded body to be a base body and a molded body to be a bottom plate portion 3 are weighed and mixed. A bonding agent is used. Then, this bonding agent is applied to at least one joint portion of the molded body that becomes the base body and the molded body that becomes the bottom plate portion 3 constituting the lid portion 1 and the side wall portion 2, and the molded body and the bottom plate portion 3 that become the base body. A bonded molded body integrated with the molded body to be obtained is obtained. Then, by firing this bonded molded body in an atmosphere corresponding to the ceramic raw material, the flow path members 10, 20, 30, 40 and 60 of the present embodiment can be obtained.

また、製造方法の他の例としては、上記と同様の方法で蓋体部1と側壁部2とを構成する基体となる成形体および底板部3となる成形体を作製した後、セラミック原料に応じた雰囲気中において焼成して、基体および底板部3の焼結体を得る。その後、ガラスからなる接合剤を用いて、基体および底板部3の焼結体の少なくとも一方の接合部にこの接合剤を塗布して一体化させ、熱処理することにより本実施形態の流路部材を得ることができる。   In addition, as another example of the manufacturing method, after forming a molded body to be a base constituting the lid body portion 1 and the side wall portion 2 and a molded body to be the bottom plate portion 3 by the same method as described above, Firing is performed in an appropriate atmosphere to obtain a sintered body of the base body and the bottom plate portion 3. Thereafter, using a bonding agent made of glass, the bonding agent is applied to and integrated with at least one bonding portion of the base and the sintered body of the bottom plate portion 3, and the flow path member of this embodiment is formed by heat treatment. Can be obtained.

次に、押出し成形法を用いた流路部材10,20,40および50を作製する方法について説明する。   Next, a method for producing the flow path members 10, 20, 40 and 50 using the extrusion molding method will be described.

所望の形状になるような金型を準備し、公知の押出し成形法によって基体の成形体を得た後、焼成することによって、流路部材10,20,40および50とすることができる。なお、押出し成型法によって得られた蓋体部1と側壁部2と底板部3とが一体に形成されて基体となる成形体は、金型内において坏土が接合されてなるものであり、本実施形態の流路部材の製造方法に該当する。   A flow path member 10, 20, 40 and 50 can be obtained by preparing a mold that has a desired shape, obtaining a molded body of the substrate by a known extrusion molding method, and firing it. In addition, the molded body which is integrally formed with the lid body part 1, the side wall part 2 and the bottom plate part 3 obtained by the extrusion molding method is formed by bonding clay in the mold, This corresponds to the manufacturing method of the flow path member of the present embodiment.

さらに、複数の流路が流路部材の中で連結されて、一つの流路として形成するためには、例えば、押出し成形法で得られた成形体の側壁部2を切削によって加工した後、開放部を密閉するための成形体をスラリーからなる接合剤を用いて接合し、焼成することによって得ることができる。   Furthermore, in order to connect a plurality of flow paths in the flow path member to form a single flow path, for example, after processing the side wall portion 2 of the molded body obtained by the extrusion molding method by cutting, It can be obtained by bonding a molded body for sealing the open part using a bonding agent made of slurry and firing.

また、他の例として、スラリーを用いてセラミックスの一般的な成形法であるドクターブレード法やスラリーを造粒した後にロールコンパクション成形法によってグリーンシー
トを形成し、金型により所望形状に打ち抜いた成形体を用いて積層するものであってもよい。
As another example, a doctor blade method, which is a general ceramic molding method using slurry, and a green sheet is formed by roll compaction molding after granulating the slurry, and then molded into a desired shape using a die It may be laminated using a body.

例えばその一例として、スラリーの作製方法としては、まず平均粒径が0.5μm以上2
μm以下である炭化珪素粉末と、焼結助剤として、炭化硼素およびカルボン酸塩の粉末とを準備する。そして、各粉末を、例えば、炭化珪素粉末100質量%に対して、炭化硼素に
粉末を0.12質量%以上1.4質量%以下、カルボン酸塩の粉末を1質量%以上3.4質量%以下となるように秤量して混合して混合粉末を得る。
For example, as an example of this, as a method for producing a slurry, first, the average particle size is 0.5 μm or more 2
A silicon carbide powder having a size of μm or less and boron carbide and carboxylate powder as a sintering aid are prepared. Then, for example, with respect to 100% by mass of silicon carbide powder, each powder may be 0.12% by mass to 1.4% by mass of boron carbide powder, and 1% by mass to 3.4% by mass of carboxylate powder. Weigh and mix to obtain a mixed powder.

次に、この混合粉末とともに、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、アクリル樹脂またはブチラール樹脂等のバインダと、水と、分散剤とを、ボールミル、回転ミル、振動ミルまたはビーズミル等に入れて混合する。ここで、バインダの添加量としては、成形体の強度や可撓性が良好で、また、焼成時に成形用バインダの脱脂が不十分とならないようにすればよく、このようにして作製されたスラリーを用いればよい。   Next, together with this mixed powder, a binder such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, acrylic resin or butyral resin, water, and a dispersing agent are mixed in a ball mill, a rotating mill, a vibration mill or a bead mill. Here, the amount of the binder added is such that the strength and flexibility of the molded body are good, and it is sufficient that the molding binder is not sufficiently degreased during firing. May be used.

このようにして作製した複数のグリーンシートを所望の流路4となるように積層するが、流路部材の第1の側壁部2aを形成するようにして積層するのが良く、必要に応じて、各グリーンシートの厚みを変更したり、積層するグリーンシートの枚数を変更してもよい。なお、流路部材40および50を得る場合には、積層する前のグリーンシートの状態で、グリーンシートに研削加工やレーザー加工を施して、第1の側壁部2aに有する凸部2eや、側壁部の少なくとも一部が、蓋体部との接合部において、蓋体部に向けて内側に湾曲している形状となるように加工したものを用いればよい。   A plurality of green sheets thus produced are laminated so as to form a desired flow path 4, but it is preferable that the green sheets be formed so as to form the first side wall portion 2a of the flow path member. The thickness of each green sheet may be changed, or the number of green sheets to be stacked may be changed. When the flow path members 40 and 50 are obtained, the green sheet is ground or laser processed in the state of the green sheet before being laminated, and the convex portion 2e or the side wall of the first side wall portion 2a is obtained. What is necessary is just to use what was processed so that at least one part of a part might become the shape which curves inside toward a cover body part in a junction part with a cover body part.

また、それぞれのグリーンシートの接合面には、グリーンシートを作製するときに用いたものと同様のスラリーを接合剤として塗布し、グリーンシートを積層したあとに、平板状の加圧具を介して約0.5MPa程度の加圧を加え、そのあとに、約50〜70℃の室温で約10〜15時間乾燥させる。   In addition, a slurry similar to that used for producing the green sheet is applied as a bonding agent to the bonding surface of each green sheet, and after the green sheets are laminated, a flat plate-like pressurizing tool is used. A pressure of about 0.5 MPa is applied, followed by drying at room temperature of about 50 to 70 ° C. for about 10 to 15 hours.

次に、流路部材となる積層したグリーンシートを、例えば公知のプッシャー方式やローラー方式の連続トンネル炉で焼成する。それぞれの材質により焼成温度は異なるが、例えば、炭化珪素が主成分の材料であれば、不活性ガスの雰囲気中または真空雰囲気中、1800〜2200℃の温度範囲で10分〜10時間保持した後、2200〜2350℃の温度範囲で10分〜20時間にて焼成すればよい。   Next, the laminated green sheets to be the flow path members are baked in, for example, a known pusher type or roller type continuous tunnel furnace. Although the firing temperature differs depending on the material, for example, if silicon carbide is the main component, after holding in an inert gas atmosphere or vacuum atmosphere at a temperature range of 1800-2200 ° C. for 10 minutes to 10 hours And firing in a temperature range of 2200 to 2350 ° C. for 10 minutes to 20 hours.

次に、流路部材において、側壁部2(第1の側壁部2aを含む)を構成するセラミックスを、熱伝導率の高いセラミックスを用いる場合の製造方法について説明する。なお、ここでの説明においては、蓋体部1と底板部3とをセラミックスにて作製する場合について説明する。   Next, a manufacturing method in the case where a ceramic having a high thermal conductivity is used as the ceramic constituting the side wall 2 (including the first side wall 2a) in the flow path member will be described. In the description here, the case where the lid portion 1 and the bottom plate portion 3 are made of ceramic will be described.

蓋体部1,第1の側壁部2a、第1の側壁部2aを除く側壁部2、底板部3を構成する部位を、公知のプレス法やグリーンシートを必要に応じて研削加工やレーザー加工を施した後に積層することによって成形体を作製し、それぞれのセラミック原料に応じた雰囲気中において焼成することによってセラミック焼結体を作製する。例えば、側壁部2(第1の側壁部2aを含む)を炭化珪素を主成分とする原料を用いて成形体を作製後に、不活性ガスの雰囲気中または真空雰囲気中で焼成し、また、蓋体部1および底板部3はアルミナを主成分とする原料を用いて成形体を作製後に大気雰囲気中で焼成することによって焼結体を得ることができる。その後、ガラスからなる接合剤を用いて、蓋体部1,第1の側壁部2a、第1の側壁部2aを除く側壁部2、底板部3のそれぞれの焼結体の少なくとも一方の接合部にこの接合剤を塗布して一体化させ、熱処理することにより本実施形態の流路部材を得ることができる。   The cover body 1, the first side wall portion 2a, the side wall portion 2 excluding the first side wall portion 2a, and the parts constituting the bottom plate portion 3 are ground or laser processed as necessary using a known pressing method or green sheet. After forming, a molded body is prepared by laminating, and a ceramic sintered body is manufactured by firing in an atmosphere corresponding to each ceramic raw material. For example, the side wall part 2 (including the first side wall part 2a) is made by using a raw material mainly composed of silicon carbide, and then fired in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere. The body part 1 and the bottom plate part 3 can obtain a sintered body by producing a molded body using a raw material mainly composed of alumina and firing it in an air atmosphere. Thereafter, using a bonding agent made of glass, at least one of the sintered bodies of the lid body 1, the first side wall 2a, the side wall 2 excluding the first side wall 2a, and the bottom plate 3 is joined. The flow path member of the present embodiment can be obtained by applying and bonding the bonding agent and heat-treating.

ここで、例えば、本実施形態の流路部材の蓋体部1の表面1aに金属部材11を設けるためには、タングステン、モリブデン、銀、銅やアルミニウムを公知の印刷法で形成するか、活性金属法やロウ付け法を用いて接合すればよい。さらに、蓋体部1の内部に金属部材11を設けるには、蓋体部1の内部に孔等を形成し、形成された孔等に、タングステン、モリブデン、銀、銅やアルミニウムを充填すればよい。このように形成することによって熱交換器71を得ることができる。   Here, for example, in order to provide the metal member 11 on the surface 1a of the lid portion 1 of the flow path member of the present embodiment, tungsten, molybdenum, silver, copper or aluminum is formed by a known printing method or activated. Bonding may be performed using a metal method or a brazing method. Further, in order to provide the metal member 11 inside the lid portion 1, a hole or the like is formed inside the lid portion 1, and the formed hole or the like is filled with tungsten, molybdenum, silver, copper or aluminum. Good. By forming in this way, the heat exchanger 71 can be obtained.

以上のようにして得られた本実施形態の流路部材は、複数の側壁部2のうち少なくとも1つが、底板部3から蓋体部1にかけて幅が広くなっている第1の側壁部2aとされていることにより、第1の側壁部2aにおける蓋体部1と接する部位の幅が広いことによって蓋体部1が破損しにくいことから、信頼性の向上した流路部材とすることができる。また本実施形態の熱交換器71が本実施形態の流路部材の蓋体部1の表面または内部に金属部材が設けられていることにより、信頼性の向上した熱交換器71とすることができる。特に半導体製造装置70が本実施形態の熱交換器71を備えることにより、信頼性の高い半導体素子の製造や検査を行なうことができる。   The flow path member of the present embodiment obtained as described above includes a first side wall portion 2a in which at least one of the plurality of side wall portions 2 is wide from the bottom plate portion 3 to the lid body portion 1; As a result, since the width of the portion of the first side wall portion 2a in contact with the lid body portion 1 is wide, the lid body portion 1 is not easily damaged, so that the flow path member with improved reliability can be obtained. . In addition, the heat exchanger 71 of the present embodiment is provided with a metal member on the surface or inside of the lid portion 1 of the flow path member of the present embodiment, so that the heat exchanger 71 with improved reliability can be obtained. it can. In particular, since the semiconductor manufacturing apparatus 70 includes the heat exchanger 71 of the present embodiment, highly reliable semiconductor elements can be manufactured and inspected.

10,20,30,40,50,60:流路部材
1:蓋体部
2:側壁部
2a:第1の側壁部
2e:凸部
2f:接合部
3:底板部
4:流路
4a:流路口
5:供給口
6:排出口
7:供給チューブ
8:排出チューブ
11:金属部材
12:電極
70:半導体製造装置
71:熱交換器
72:ウェハ
10, 20, 30, 40, 50, 60: flow path member 1: lid part 2: side wall part 2a: first side wall part 2e: convex part 2f: joint part 3: bottom plate part 4: flow path 4a: flow Roadway 5: Supply port 6: Discharge port 7: Supply tube 8: Discharge tube
11: Metal parts
12: Electrode
70: Semiconductor manufacturing equipment
71: Heat exchanger
72: Wafer

Claims (7)

被処理物が載置される蓋体部と、底板部と、前記蓋体部と前記底板部とに接続された複数の側壁部とを備え、内部に流体が流れる流路を有する流路部材であって、前記流体が流れる方向に直交する断面視において、
前記複数の側壁部のうち少なくとも1つが、前記底板部から前記蓋体部にかけて幅が段階的に広くなっている第1の側壁部とされていることを特徴とする流路部材。
A flow path member having a flow path through which a fluid flows, including a lid body portion on which a workpiece is placed, a bottom plate portion, and a plurality of side wall portions connected to the lid body portion and the bottom plate portion. And in a cross-sectional view perpendicular to the direction in which the fluid flows,
At least one of the plurality of side wall portions is a first side wall portion whose width gradually increases from the bottom plate portion to the lid body portion.
被処理物が載置される蓋体部と、底板部と、前記蓋体部と前記底板部とに接続された複数の側壁部とを備え、内部に流体が流れる流路を有する流路部材であって、前記流体が流れる方向に直交する断面視において複数の流路口を有し、A flow path member having a flow path through which a fluid flows, including a lid body portion on which a workpiece is placed, a bottom plate portion, and a plurality of side wall portions connected to the lid body portion and the bottom plate portion. And having a plurality of flow passage openings in a cross-sectional view orthogonal to the direction in which the fluid flows,
該流路口に挟まれた前記側壁部のうち、少なくとも供給口側に位置する側壁部が、前記底板部から前記蓋体部にかけて幅が広くなっている第1の側壁部とされており、該第1の側壁部は、排出口側に位置する側壁部よりも前記蓋体部と接する部位の幅が広いことを特徴とする流路部材。Of the side wall portions sandwiched between the flow path ports, at least a side wall portion located on the supply port side is a first side wall portion that is wide from the bottom plate portion to the lid body portion, The flow path member characterized in that the first side wall portion has a wider width in a portion in contact with the lid body portion than the side wall portion located on the discharge port side.
前記断面視において複数の流路口を有し、該流路口に挟まれた前記側壁部のうち、供給口側に位置する側壁部が前記第1の側壁部とされているとともに、該第1の側壁部は、排出口側に位置する側壁部よりも前記蓋体部と接する部位の幅が広いことを特徴とする請求項1に記載の流路部材。 Among the side wall portions sandwiched between the flow path ports in the cross-sectional view, a side wall portion located on the supply port side is the first side wall portion, and the first side wall portion 2. The flow path member according to claim 1, wherein the side wall portion is wider in a portion in contact with the lid body portion than the side wall portion located on the discharge port side. 前記断面視において、前記第1の側壁部が、少なくとも前記底板部側の1段目と、該1段目の前記蓋体部側に接合される2段目とを有し、該2段目における前記1段目側の少なくとも一部が、前記1段目に向けて突出する凸部を有していることを特徴とする請求項1または3に記載の流路部材。 In the cross-sectional view, the first side wall portion has at least a first step on the bottom plate portion side and a second step joined to the lid portion side of the first step, the second step wherein at least a portion of the first stage side, the flow path member according to claim 1 or 3, characterized in that it has a protrusion protruding toward the first stage in the. 前記断面視において、前記第1の側壁部の少なくとも一部が、前記蓋体部との接合部において、前記蓋体部に向けて内側に湾曲していることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の流路部材。   2. The cross-sectional view, wherein at least a part of the first side wall portion is curved inward toward the lid body portion at a joint portion with the lid body portion. Item 5. The flow path member according to any one of Items 4 to 5. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の流路部材の前記蓋体部の表面または内部に金属部材が設けられていることを特徴とする熱交換器。   A heat exchanger, wherein a metal member is provided on the surface or inside of the lid portion of the flow path member according to any one of claims 1 to 5. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の流路部材の前記蓋体部の内部に金属部材が設けられている熱交換器を備えていることを特徴とする半導体製造装置。   A semiconductor manufacturing apparatus comprising a heat exchanger in which a metal member is provided inside the lid portion of the flow path member according to claim 1.
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