[發(fā)明專利]冷卻板和用于該冷卻板的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910224950.1
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN101920396A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 高橋聰;松島誠治
• 申請（專利權）人: 三菱重工業(yè)株式會社
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;C23C14/34;G02F1/1343;B23K101/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發(fā)明涉及一種冷卻板，通過使用摩擦攪動焊接將用于封閉設置在冷卻板體中的凹槽的蓋部件連接至冷卻板體而制成，以及用于該冷卻板的制造方法。

背景技術

在用于工業(yè)產(chǎn)品的制造過程中，有時需要使用冷卻發(fā)熱物體的冷卻板。在用于制造半導體、平板顯示器等的濺射系統(tǒng)中，稱為“背板”的冷卻板已經(jīng)用于消散在濺射期間產(chǎn)生在目標材料上的熱量。

這種冷卻板設置有用于使得冷卻劑流入其中的冷卻劑通道。日本未審專利申請出版物No.2002-248584公開一種具有冷卻劑通道的冷卻板和其制造方法。這一冷卻板設置有凹槽，開口于由銅、鋁等材料制成的冷卻板體的上表面，蓋部件設置成封閉該凹槽的開口。在冷卻板體的橫向截面中，臺階部分形成在沿寬度方向的凹槽的兩個壁部上，使得底側上的下部的寬度較小，表面?zhèn)壬系纳喜康膶挾容^寬。該蓋部件配置成由凹槽中沿寬部分的兩個壁部之間的臺階部分的上表面容納。因此，在蓋部件由該凹槽的寬部分的上表面容納的狀態(tài)下，冷卻板體中的凹槽的兩個壁部和沿蓋部件的寬度方向的兩端通過摩擦攪動焊接連接至彼此。由此，冷卻劑通道由蓋部件的一部分背表面和冷卻板體的凹槽圍繞而形成。此外，當進行摩擦攪動焊接時，有必要穩(wěn)固地壓制布置在凹槽臺階部分上的蓋部件和冷卻板體。為此目的，通過點焊、穿孔固定等類似裝置執(zhí)行臨時定位。

發(fā)明內容

遺憾的是，對于日本未審專利申請出版物No.2002-248584中記載的冷卻板來說，通過點焊、穿孔固定等類似裝置執(zhí)行的臨時定位具有下述問題，即，冷卻板的制造過程復雜，工作效率降低，制造成本增加。

冷卻劑在凹槽的橫向截面的窄-寬部分中流動，沿著蓋部件的寬度方向的端部部分連接至凹槽的寬部分。因此，從冷卻劑施加至蓋部件的一部分背表面的內壓決定于凹槽的窄部分的寬度。也就是說，在該凹槽中，確定內壓的窄部分的寬度，以及蓋部件的端部相連接的寬部分的寬度彼此不同。因此，設定蓋部件的整個寬度從而經(jīng)受內壓的這一計算非常復雜，導致冷卻板的設計復雜。此外，如果冷卻劑在其中流動的窄部分被增加從而改善冷卻效率，那么其中蓋部件的端部相連接的寬部分的寬度也增加，使得不僅凹槽中的冷卻劑通道而且諸如支承該蓋部件的臺階部分的結構變大。因此，由冷卻板中的冷卻劑通道在固定區(qū)域所占的面積比變低，這導致冷卻板的總重量減小這一問題。此外，蓋部件的一部分背表面與該凹槽的臺階部分的上表面之間的接觸部分沒有結合，使得其中形成間隙。在冷卻劑進入這一間隙的情況下，可能產(chǎn)生腐蝕。另外，在外部物質沉積在間隙中的情況下，由于這些沉積，冷卻劑的冷卻效果變得難于傳送至冷卻板的表面，這就會惡化冷卻板的換熱性能。

本發(fā)明鑒于上述情況而做出，因此，本發(fā)明的目的是提供一種冷卻板以及這種冷卻板的制造方法，使得冷卻效率得以改善，總重量可降低，帶來高抗腐蝕性，改善工作效率，還可進一步降低制造成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種冷卻板的制造方法，所述冷卻板包括冷卻板體、形成為朝向冷卻板體的上表面開口的凹槽、布置成關閉所述凹槽的開口的蓋部件，通過摩擦攪動焊接連接至所述冷卻板體，以及冷卻劑通道，所述冷卻劑通道的橫向截面由所述凹槽和所述蓋部件的整個背表面限定，所述方法包括下述步驟：將所述蓋部件裝配至所述凹槽，然后將所述蓋部件臨時定位至冷卻板體；以及在臨時定位之后，將摩擦攪動焊接工具的旋轉中心定位在沿寬度方向的所述蓋部件與所述凹槽之間的裝配位置的外部上的位置，然后執(zhí)行摩擦攪動焊接。

在根據(jù)本發(fā)明的冷卻板的制造方法中，在臨時定位之前的狀態(tài)下，在所述蓋部件的裝配部件中的橫向截面的寬度寬于在所述凹槽的裝配部件的橫向截面的寬度，在臨時定位之后的狀態(tài)下，所述蓋部件通過干涉配合裝配在所述凹槽中。

在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，沿所述寬度方向的所述蓋部件的裝配部件的端部部件形成為逐漸變細的形狀。

在根據(jù)本發(fā)明的冷卻板的制造方法中，所述工具的旋轉中心定位在沿寬度方向的所述蓋部件與所述凹槽之間的所述裝配位置的外部上的位置，使得所述蓋部件在所述裝配位置處沿所述蓋部件的厚度方向通過整個蓋部件來連接至所述冷卻板體。

在根據(jù)本發(fā)明的冷卻板的制造方法中，所述工具的旋轉中心設置在沿寬度方向的所述蓋部件與所述凹槽之間的裝配位置的外部上的位置，使得當執(zhí)行摩擦攪動焊接時，所述工具不咬入所述凹槽。

在根據(jù)本發(fā)明的冷卻板的制造方法中，套筒部件沿寬度方向設置在所述蓋部件的端部部件中。

根據(jù)本發(fā)明的冷卻板通過上述冷卻板的制造方法制造。