[发明专利]冷却板和用于该冷却板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却板，通过使用摩擦搅动焊接将用于封闭设置在冷却板体中的凹槽的盖部件连接至冷却板体而制成，以及用于该冷却板的制造方法。

背景技术

在用于工业产品的制造过程中，有时需要使用冷却发热物体的冷却板。在用于制造半导体、平板显示器等的溅射系统中，称为“背板”的冷却板已经用于消散在溅射期间产生在目标材料上的热量。

这种冷却板设置有用于使得冷却剂流入其中的冷却剂通道。日本未审专利申请出版物No.2002-248584公开一种具有冷却剂通道的冷却板和其制造方法。这一冷却板设置有凹槽，开口于由铜、铝等材料制成的冷却板体的上表面，盖部件设置成封闭该凹槽的开口。在冷却板体的横向截面中，台阶部分形成在沿宽度方向的凹槽的两个壁部上，使得底侧上的下部的宽度较小，表面侧上的上部的宽度较宽。该盖部件配置成由凹槽中沿宽部分的两个壁部之间的台阶部分的上表面容纳。因此，在盖部件由该凹槽的宽部分的上表面容纳的状态下，冷却板体中的凹槽的两个壁部和沿盖部件的宽度方向的两端通过摩擦搅动焊接连接至彼此。由此，冷却剂通道由盖部件的一部分背表面和冷却板体的凹槽围绕而形成。此外，当进行摩擦搅动焊接时，有必要稳固地压制布置在凹槽台阶部分上的盖部件和冷却板体。为此目的，通过点焊、穿孔固定等类似装置执行临时定位。

发明内容

遗憾的是，对于日本未审专利申请出版物No.2002-248584中记载的冷却板来说，通过点焊、穿孔固定等类似装置执行的临时定位具有下述问题，即，冷却板的制造过程复杂，工作效率降低，制造成本增加。

冷却剂在凹槽的横向截面的窄-宽部分中流动，沿着盖部件的宽度方向的端部部分连接至凹槽的宽部分。因此，从冷却剂施加至盖部件的一部分背表面的内压决定于凹槽的窄部分的宽度。也就是说，在该凹槽中，确定内压的窄部分的宽度，以及盖部件的端部相连接的宽部分的宽度彼此不同。因此，设定盖部件的整个宽度从而经受内压的这一计算非常复杂，导致冷却板的设计复杂。此外，如果冷却剂在其中流动的窄部分被增加从而改善冷却效率，那么其中盖部件的端部相连接的宽部分的宽度也增加，使得不仅凹槽中的冷却剂通道而且诸如支承该盖部件的台阶部分的结构变大。因此，由冷却板中的冷却剂通道在固定区域所占的面积比变低，这导致冷却板的总重量减小这一问题。此外，盖部件的一部分背表面与该凹槽的台阶部分的上表面之间的接触部分没有结合，使得其中形成间隙。在冷却剂进入这一间隙的情况下，可能产生腐蚀。另外，在外部物质沉积在间隙中的情况下，由于这些沉积，冷却剂的冷却效果变得难于传送至冷却板的表面，这就会恶化冷却板的换热性能。

本发明鉴于上述情况而做出，因此，本发明的目的是提供一种冷却板以及这种冷却板的制造方法，使得冷却效率得以改善，总重量可降低，带来高抗腐蚀性，改善工作效率，还可进一步降低制造成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种冷却板的制造方法，所述冷却板包括冷却板体、形成为朝向冷却板体的上表面开口的凹槽、布置成关闭所述凹槽的开口的盖部件，通过摩擦搅动焊接连接至所述冷却板体，以及冷却剂通道，所述冷却剂通道的横向截面由所述凹槽和所述盖部件的整个背表面限定，所述方法包括下述步骤：将所述盖部件装配至所述凹槽，然后将所述盖部件临时定位至冷却板体；以及在临时定位之后，将摩擦搅动焊接工具的旋转中心定位在沿宽度方向的所述盖部件与所述凹槽之间的装配位置的外部上的位置，然后执行摩擦搅动焊接。

在根据本发明的冷却板的制造方法中，在临时定位之前的状态下，在所述盖部件的装配部件中的横向截面的宽度宽于在所述凹槽的装配部件的横向截面的宽度，在临时定位之后的状态下，所述盖部件通过干涉配合装配在所述凹槽中。

在根据本发明的制造方法中，沿所述宽度方向的所述盖部件的装配部件的端部部件形成为逐渐变细的形状。

在根据本发明的冷却板的制造方法中，所述工具的旋转中心定位在沿宽度方向的所述盖部件与所述凹槽之间的所述装配位置的外部上的位置，使得所述盖部件在所述装配位置处沿所述盖部件的厚度方向通过整个盖部件来连接至所述冷却板体。

在根据本发明的冷却板的制造方法中，所述工具的旋转中心设置在沿宽度方向的所述盖部件与所述凹槽之间的装配位置的外部上的位置，使得当执行摩擦搅动焊接时，所述工具不咬入所述凹槽。

在根据本发明的冷却板的制造方法中，套筒部件沿宽度方向设置在所述盖部件的端部部件中。

根据本发明的冷却板通过上述冷却板的制造方法制造。