JP3805528B2

JP3805528B2 - 均熱装置

Info

Publication number: JP3805528B2
Application number: JP13545398A
Authority: JP
Inventors: 真二宮崎; 功夫好永; 久明山蔭
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2018-05-18
Also published as: JPH11320555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば樹脂成型品、半導体ウエハ、液晶パネル等の被成形物を、加工される定盤上で温度を均一にする均熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の均熱装置としては、例えば特願平８−２６３１７１号公報に示されるようなものがあり、その概要を図１３ないし図１５に基づいて説明する。これら各図において、１は例えば下面に同心状に配置される複数の環状溝２が形成された第１の板状部材で、例えば上面には複数の被成形物（図示せず）が載置される。３は各環状溝２を覆うように第１の板状部材１の下面に、例えばろう付け等で接合される第２の板状部材で、第１の板状部材１と共に定盤１０を構成しており、流通路４が形成される。５は第２の板状部材３から下方に突出して形成され、定盤１０内の流通路４と連通する複数の液溜り部で、箱部材を溶接等により接合するか、第２の板状部材３を深絞り加工する等して形成されている。６は液溜り部５内に貯溜される作動液、７は一方側が液溜り部５内の作動液中に浸漬され、他方側の端子部が液溜り部５の側壁を貫通して外部に突出する熱源であり、例えばヒータ等から構成されている。
【０００３】
次に動作について説明する。定盤１０に被成形物を載置して加熱成形を行う場合は、液溜り部５内に貯溜される作動液６中に浸漬された熱源７により作動液６を直接加熱する。加熱された作動液６は蒸発して気化し、流通路４を経て定盤１０全体に広がり、その潜熱を流通路４である環状溝２壁面で定盤１０へ伝達し被成形物の加熱を行う。潜熱を奪われた作動液６の蒸気は流通路４である環状溝２壁面で凝縮液化し、液溜り部５内に還流する。このような一連の動作を自然的に繰り返すことにより、定盤１０に載置された被成形物を均一に加熱する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の均熱装置は以上のように構成され、被成形物をある設定温度で均熱処理することができるが、例えばある設定温度で均熱処理した被成形物を低い温度で再度均熱処理したい場合ある。しかし、定盤表面の温度を冷却させながら均熱化を図る構成は従来の技術背景からは全く構想されなかったものである。また、１台の均熱装置で対応する場合は、その均熱装置の温度を初期の設定温度から次工程の設定温度に変化させる必要があるが、冷却機能が無いため、表面からの自然放熱に頼るしかなく、再設定された温度に到達するまで多大の時間を要する。結果として、生産プロセス全体の時間を引き延ばしてしまうという課題がある。また、このロスタイムを少なくするため、各処理温度に設定された２台の均熱装置で対応する場合には、２台分のコストと２台分のスペースが必要となる課題がある。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、定盤表面を冷却させながら均熱化を図ることができる均熱装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、その流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、カバー体に形成され、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを設けたものである。
【０００７】
また、この発明の請求項２に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、カバー体に形成され、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口と、定盤の一方側の面に冷却空間に延在する放熱フィンとを設けたものである。
【０００８】
また、この発明の請求項３に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体の中央部に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、カバー体の外方近傍に形成され、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを設けたものである。
【０００９】
また、この発明の請求項４に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、導入口と一方側が連通され、他方側が冷却空間に延在する流路管と、流路管から流出し、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを設けたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１及び図２はこの発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す要部平面図及び断面図である。これら各図において、１は例えば下面に同心状に配置される複数の環状溝２が形成された第１の板状部材で、例えば上面には複数の被成形物１１が載置される。３は各環状溝２を覆うように第１の板状部材１の下面に例えばろう付け等で接合される第２の板状部材で、第１の板状部材１と共に定盤１０を構成しており、流通路４が形成される。この流通路４の内部は真空減圧された後、図示しないが作動液が封入される。１２は定盤の１０の一方側の面に例えば環状のスペーサ１３を介して定盤１０の一方側の面との間に冷却空間１４を設けるカバー体、１５はカバー体１２に形成され、冷却空間１４に冷却媒体１６を導入する導入口、１７はカバー体１２に形成され、冷却空間１４を流通した冷却媒体１６を導出する導出口である。
【００１１】
上記のように構成された実施の形態１における均熱装置において、定盤１０に載置された被成形物１１の温度をある一定温度まで下げる場合、上述した従来装置では冷却機能がないので、自然放熱に頼るしかなかった。この実施の態様１においては、定盤の１０の一方側の面に例えば環状のスペーサ１３を介してカバー体１２を設けて、定盤１０の一方側の面との間に冷却空間１４を設け、カバー体１２に形成された導入口１５から冷却媒体１６を冷却空間１４に導入し、冷却媒体１６が吹き付けられる定盤１０の冷却部に流通路４内部の蒸気の凝縮潜熱の放出により冷却する作用によって、定盤１０の表面温度を均一に保ちながら短時間に所定の温度まで下げることができ、これにより被成形物１１の温度分布も均一に保ちながら所定温度まで冷却することができる。冷却空間１４を流通した冷却媒体１６はカバー体１２に形成された導出口１７から導出される。当然ながら定盤１０と環状のスペーサ１３との間、あるいは環状のスペーサ１３とカバー体１２との間は互いにシール材等でシールすることにより、冷却媒体１６の外部への無駄な漏出を防止でき冷却効果が更に高めることができる。また、図３は冷却媒体１６の導入口１５から導出口１７に至る温度特性を表したものである。定盤１０内の流通路４内における作動液の蒸気化、凝縮液化の自然的な動作の繰り返しにより、定盤１０の表面温度を均一に保つことができることは勿論のことである。
【００１２】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜４、１０〜１７は上述した実施の形態１の構成と同様である。１８は定盤１０の一方側の面、例えば第２の板状部材３に装着され、冷却空間１４に延在する放熱フィンであり、所定の間隔を置いて複数配設されている。
【００１３】
上記のように構成された実施の形態２における均熱装置においては、放熱フィン１８は例えば接着剤等で定盤１０の一方側の面、例えば第２の板状部材３に装着されており、この放熱フィン１８により放熱面積が増大させることができ、定盤１０の表面温度をより早く所定の温度まで下げることができる。
【００１４】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜４、１０、１２〜１７は上述した実施の形態１の構成と同様である。１９は定盤１０の一方側の面、例えば第２の板状部材３と一体構造体で形成され、冷却空間１４に延在する放熱フィンである。
【００１５】
このように上記実施の形態３によれば、放熱フィン１９は定盤１０の一方側の面、例えば第２の板状部材３と一体構造体で形成されているので、上述した実施の形態２のように接着剤が介在しないので、接触熱抵抗がなくなるため、より効率よく定盤１０を冷却することができる。
【００１６】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜４、１０、１２〜１４、１６は上述した実施の形態１の構成と同様である。２０はカバー体１２の中央部に形成され、冷却空間１４に冷却媒体１６を導入する導入口、２１はカバー体１２の外方近傍に形成され、冷却空間１４を流通した冷却媒体１６を導出する導出口であり、図は一例として環状のスペーサ１３に形成された場合を示している。
【００１７】
上述した各実施の形態では、図３に示すような冷却媒体の冷却効果アンバランスが発生するが、上記のように構成された実施の形態４では、カバー体１２の中央部に形成された導入口２０から冷却媒体１６を冷却空間１４に導入し、環状のスペーサ１３に形成された導出口２１から導出するようにしたことにより、冷却媒体１６温度が図７に示すように同心円状の分布となり、この冷却効果のアンバランスを解消することができ、定盤１０をより均一な温度を保ちながら冷却することができる。また、図７は冷却媒体１６の導入口２０から導出口２１に至る温度特性を表したものであるが、定盤１０内の流通路４内における作動液の蒸気化、凝縮液化の自然的な動作の繰り返しにより、定盤１０の表面温度を均一に保つことができることは勿論のことである。
【００１８】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５における均熱装置の構成を示す断面図である。図において、１〜４、１０〜１７は上述した実施の形態４の構成と同様である。すなわち、上述した実施の形態１の構成を上下逆配置したものである。被成形物１１を定盤１０の下面に配置し、定盤１０の上面に環状のスペーサ１３を介してカバー体１２を配置して冷却空間１４を形成したものであり、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。この実施の形態５においては、作動液の蒸発部が下、凝縮部が上となるので、凝縮部で液化した作動液が円滑に蒸発部に還流し、より効率よく冷却作用を高めることができる。
【００１９】
実施の形態６．
図９及び図１０はこの発明の実施の形態６における均熱装置の構成を示す断面図及び平面図である。これら各図において、１〜７は上述した従来装置の構成と同様である。２２は定盤の１０の一方側の面に例えば環状のスペーサ２３を介して定盤１０の一方側の面との間に冷却空間２４、２５、２６を設けるカバー体、２７はカバー体２２に形成され、冷却空間２４〜２６に冷却媒体１６を導入する導入口、２８はカバー体２２に形成され、冷却空間２４〜２６を流通した冷却媒体１６を導出する導出口である。
【００２０】
このように上記実施の形態６によれば、カバー体２２に形成された導入口２７から導入された冷却媒体１６は、冷却空間２４、２５、２６をそれぞれ流通し、冷却媒体１６が吹き付けられる定盤１０の冷却部に液溜り部５、流通路４内部の蒸気の凝縮潜熱の放出により冷却する作用によって、定盤１０の表面温度を均一に保ちながら短時間に所定の温度まで下げることができ、これにより被成形物１１の温度分布も均一に保ちながら所定温度まで冷却することができる。冷却空間２４、２５、２６を流通した冷却媒体１６はカバー体２２に形成された導出口２８７から導出される。
【００２１】
実施の形態７．
上述した実施の形態６においては、液溜り部５が平行して配置された場合を示しているが、この発明の実施の形態７における均熱装置は図１１に示す平面図の通り、平行配置された液溜り部５間を連通体２９で連通させたものであり、上述した実施の形態６と同様の効果を奏する。この場合には冷却空間２４は連通体２９により冷却空間２４ａ、２４ｂに分離されるため、導入口２７の位置を連通体２９側に設け、冷却空間２４ａ、冷却空間２５，２６を経て冷却空間２４ｂに集流させて導出口２８から導出するように構成されている。
【００２２】
実施の形態８．
上述した実施の形態７においては、平行配置された液溜り部５間を連通体２９で連通させ、冷却空間２４ａ側に導入口２７、冷却空間２４ｂ側に導出口２８を設けたものであり、冷却媒体１６の出入り口を２か所必要である。この発明の実施の形態８における均熱装置は図１２に示す平面図の通り、冷却空間２４ａに冷却媒体１６を導入する導入口３０と、その導入口３０と一方側が連通され、他方側３１ａが冷却空間２４ｂに延在する流路管３１と、冷却空間２４ａの導入口３０近傍に設けられ、流路管３１の他方側３１ａから流出し、冷却空間２４ｂ、２５，２６を流通した冷却媒体１６を冷却空間２４ａに集流させて導出する導出口３２とを設けたものである。
【００２３】
このように上記実施の形態８によれば、冷却媒体１６の導入口３０と導出口３２を冷却空間２４ａの１か所に配置したことにより、冷却媒体１６を供給する装置との接続なども容易に行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、その流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、カバー体に形成され、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを設けたことにより、定盤の表面温度を均一に保ちながら短時間に所定の温度まで下げることができ、これにより被成形物の温度分布も均一に保ちながら所定温度まで冷却することができる。
【００２５】
また、この発明の請求項２に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、カバー体に形成され、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口と、定盤の一方側の面に冷却空間に延在する放熱フィンとを設けたことにより、定盤の表面温度を均一に保ちながら短時間に所定の温度まで下げることができ、これにより被成形物の温度分布も均一に保ちながら所定温度まで冷却することができると共に放熱フィンにより放熱面積が増大させることができ、定盤の表面温度をより早く所定の温度まで下げることができる。
【００２６】
また、この発明の請求項３に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体の中央部に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、カバー体の外方近傍に形成され、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを設けたことにより、定盤の表面温度をより一層均一に保ちながら短時間に所定の温度まで下げることができ、これにより被成形物の温度分布も均一に保ちながら所定温度まで冷却することができる。
【００２７】
また、この発明の請求項４に係る均熱装置は、被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、定盤の一方側の面にスペーサを介して定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、カバー体に形成され、冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、導入口と一方側が連通され、他方側が冷却空間に延在する流路管と、流路管から流出し、冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを設けたことにより、定盤の表面温度を均一に保ちながら短時間に所定の温度まで下げることができ、これにより被成形物の温度分布も均一に保ちながら所定温度まで冷却することができると共に、冷却媒体の導入口と導出口を１か所に配置したことにより、冷却媒体を供給する装置との接続なども容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す要部平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における均熱装置の構成を示す側断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における均熱装置の特性を示す特性図である。
【図４】この発明の実施の形態２における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４における均熱装置の特性を示す特性図である。
【図８】この発明の実施の形態５における均熱装置の構成を示す平面図である。
【図９】この発明の実施の形態６における均熱装置の構成を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態６における均熱装置の構成を示す平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態７における均熱装置の構成を示す平面図である。
【図１２】この発明の実施の形態８における均熱装置の構成を示す平面図である。
【図１３】従来の均熱装置を示す要部断面平面図である。
【図１４】従来の均熱装置を示す要部平面図である。
【図１５】従来の均熱装置を示す断面図である。
【符号の説明】
４流通路、１０定盤、１１被成形物、１２カバー体、
１３スペーサ、１４冷却空間、１５導入口、１６冷却媒体、
１７導出口、１８放熱フィン、１９放熱フィン、２０導入口、
２１導出口、２２カバー体、２３スペーサ、２４冷却空間、
２５冷却空間、２６冷却空間、２７導入口、２８導出口、
３０導入口、３１流路管、３２導出口。

Claims

被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、上記流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、上記定盤の一方側の面にスペーサを介して上記定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、上記カバー体に形成され、上記冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、上記カバー体に形成され、上記冷却器空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを備えたことを特徴とする均熱装置。
被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、上記流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、上記定盤の一方側の面にスペーサを介して上記定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、上記カバー体に形成され、上記冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、上記カバー体に形成され、上記冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口と、上記定盤の一方側の面に上記冷却空間に延在する放熱フィンとを備えたことを特徴とする均熱装置。
被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、上記流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、上記定盤の一方側の面にスペーサを介して上記定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、上記カバー体の中央部に形成され、上記冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、上記カバー体の外方近傍に形成され、上記冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを備えたことを特徴とする均熱装置。
被成形物が載置される定盤内部に流通路が形成され、上記流通路内部に作動液が封入された均熱装置において、上記定盤の一方側の面にスペーサを介して上記定盤の一方側の面との間に冷却空間を設けるカバー体と、上記カバー体に形成され、上記冷却空間に冷却媒体を導入する導入口と、上記導入口と一方側が連通され、他方側が上記冷却空間に延在する流路管と、上記流路管から流出し、上記冷却空間を流通した冷却媒体を導出する導出口とを備えたことを特徴とする均熱装置。