(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部と、これに加熱される容器との隙間に介在させる熱伝導基材であって、
金属薄膜材を、所定方向に繰り返し規則的に折り曲げ変形させた後、該金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚とすることにより、前記金属薄膜材どうしが連続又は接触する伝熱経路と、該伝熱経路の間に散在する微少間隙部とを形成したことを特徴とする熱伝導基材。
【請求項２】
前記金属薄膜材を、最終的に形成される前記熱伝導基材の肉厚方向に向かって、山折りと谷折りとを繰り返すように折り曲げ変形させた後、該金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚とすることにより、前記伝熱経路及び前記微少間隙部を形成したことを特徴とする請求項１記載の熱伝導基材。
【請求項３】
前記金属薄膜材を複数枚重ね合わせた後、これら金属薄膜材に前記折り曲げ変形又は前記押し固めの処理を施したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱伝導基材。
【請求項４】
前記微少間隙部に、耐熱性及び復元性を有する弾性部材を介在させたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の熱伝導基材。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載の熱伝導基材を備えた熱伝導シートであって、
複数の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に配置し、これら熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆したことを特徴とする熱伝導シート。
【請求項６】
請求項１〜４いずれか記載の熱伝導基材を備えた熱伝導シートであって、
長尺の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に変形させ、該熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆したことを特徴とする熱伝導シート。
【請求項７】
加熱部と、これに加熱される容器との隙間に介在させる熱伝導基材の製造方法であって、
金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚をもたせ、前記金属薄膜材どうしが連続又は接触する伝熱経路と、該伝熱経路の間に散在する微少間隙部とを形成する押し固め工程と、
前記押し固め工程の前に、前記金属薄膜材を、所定方向に繰り返し規則的に折り曲げ変形させる折り曲げ工程と、を含むことを特徴とする熱伝導基材の製造方法。
【請求項８】
前記折り曲げ工程として、前記金属薄膜材を、最終的に形成される前記熱伝導基材の肉厚方向に向かって、山折りと谷折りとを繰り返すように折り曲げ変形させることを特徴とする請求項７記載の熱伝導基材の製造方法。
【請求項９】
前記押し固め工程又は前記折り曲げ工程の前に、前記金属薄膜材を複数枚重ね合わせる工程を含むことを特徴とする請求項７または請求項８記載の熱伝導基材の製造方法。
【請求項１０】
前記折り曲げ工程の後に、前記金属薄膜材の折り曲げ部分相互間に耐熱性及び復元性を有する弾性部材を散布する工程を含むことを特徴とする請求項７〜９いずれか記載の熱伝導基材の製造方法。
【請求項１１】
請求項５又は６記載の熱伝導シートの製造方法であって、
複数の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に配置する配置工程と、
これら熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆する被覆工程と、を含むことを特徴とする熱伝導シートの製造方法。
【請求項１２】
請求項５又は６記載の熱伝導シートの製造方法であって、
長尺の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に変形させる変形工程と、
該熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆する被覆工程と、を含むことを特徴とする熱伝導シートの製造方法。
【請求項１３】
前記被覆工程の前に、前記配置工程又は前記変形を経た前記熱伝導基材をプレスして圧延するプレス工程を含むことを特徴とする請求項１１又は１２記載の熱伝導シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラム型の金属製容器に入れた薬品を容器ごと加熱する場合に、容器と加熱部との隙間を埋めて熱伝導性を良好にすることができる熱伝導基材、熱伝導シート及びこれらの製造方法に関し、特に、クリーンルーム内において、半導体又は液晶基板等の電子部品を洗浄するための薬品を加熱する場合に好適な熱伝導基材、熱伝導シート及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体又は液晶基板等の電子部品の製造過程では、これら電子部品に付着した微細な異物を除去すべく、クリーンルーム内において薬品洗浄を行っている。例えば、半導体又は液晶基板の薬品洗浄では、１００ｋｇ〜２００ｋｇの液体状の薬品を容器に入れて用いている。薬品は、容器から洗浄装置へ移液する必要があるが、常温下で容器内の薬品が固化又は高粘性化しないようにするため、薬品を容器ごと加熱して液状又は低粘性を保ち、容器内の薬品の移液を容易にしていた。
【０００３】
また、薬品を用い、半導体又は液晶基板を洗浄又は有機被膜の除去を行う場合には、有機アミン類、ラクトン類、カーボネート類又は酸類等の薬品を交換して使用するため、頻繁な容器の入れ替えを容易にすべく、薬品を入れた金属製の容器をベースヒータの上に載置して加熱していた。この場合、金属製の容器の底面と、ベースヒータの載置面とを互いに一致し合う鏡面形状に加工し、熱伝導効率の向上を図っていた。
【特許文献１】特開２００５−３０３２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の薬品の加熱方法では、金属製の容器の底面と、ベースヒータの載置面とを互いに一致し合う鏡面形状に加工したとしても、加工の際における金属の冷却に生じる歪みによって、鏡面形状に誤差が生じてしまい、容器をベースヒータの上に載置したときに、容器の底部とベースヒータの載置面との間に部分的な数ｍｍの隙間が生じてしまう場合があった。このような隙間には、熱伝導率が極めて低い空気が介在するため、ベースヒータから容器への熱伝導を大きく妨げ、容器内の薬品を所定の温度まで加熱するために時間が掛かるという問題があった。
【０００５】
ここで、従来から電子機器に搭載されるＣＰＵ等の各種電子部品の温度制御を行うために熱伝導シートが用いられており、このような熱伝導シートを介在させることによって、容器の底部とベースヒータの載置面との部分的な隙間を埋めることも考えられる。例えば、特開２００５−３０３２４０号（特許文献１）では、熱伝導性粒子を肉厚方向に配向させた状態で含有する構成の熱伝導シートが提案されている。この熱伝導シートによれば、熱伝導性粒子の連鎖によって肉厚方向に伸びる伝熱経路が形成され、肉厚方向に高い熱伝導性が得られる。
【０００６】
ところが、１００ｋｇ〜２００ｋｇもの大重量の薬品入り容器を熱伝導シート上に載置したならば、該熱伝導シートが潰されてしまい、別の薬品入り容器に交換したときに、この容器の底部とベースヒータの載置面との部分的な隙間を埋めることができないという問題がある。
【０００７】
また、大重量の薬品入り容器を頻繁に入れ替える場合には、容器の底部との摩擦によって熱伝導シートが塵芥を発生させてしまい、半導体又は液晶基板の洗浄するクリーンルーム内で使用することができないという問題もある。
【０００８】
特に、特開２００５−３０３２４０号の熱伝導シートは、その構成が極めて複雑であり、化学メッキ法、スパッタリング法などによって、芯粒子の表面に高熱伝導性材料を被覆する工程、及び、シート成形材料の肉厚方向に平行磁場を作用させて、該シート成形材料の肉厚方向に熱伝導性粒子が並ぶよう配向させる工程が必要となり、その製造に多大な手間と時間、費用を要するという問題もある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で製造が容易でありながら、加熱部の熱を容器へ効果的に熱伝導させることができ、大重量の薬品入り容器を頻繁に交換する場合でも熱伝導効率がほとんど低下せず、また、クリーンルーム内での使用が可能な熱伝導基材、熱伝導シート及びこれらの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導基材は、加熱部と、これに加熱される容器との隙間に介在させる熱伝導基材であって、金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚とすることにより、前記金属薄膜材どうしが連続又は接触する伝熱経路と、該伝熱経路の間に散在する微少間隙部とを形成した構成としてある。
【００１１】
上記構成からなる本発明の熱伝導基材は、大重量の薬品入り容器と加熱部との間に介在させると、容器からの荷重を受けて微少間隙部が潰れ、容器及び加熱部の各接触面形状に追従してその肉厚方向に変形する。これにより、容器及び加熱部の各接触面の隙間が埋まるとともに、金属薄膜材によって形成された伝熱経路がより密となり、加熱部の熱を容器へ効果的に熱伝導させることができる。
【００１２】
ここで、本熱伝導基材の「所定肉厚」とは、容器及び加熱部の各接触面の隙間寸法に、潰し代（しろ）を加えた厚さをいう。該潰し代は、本熱伝導基材が容器の荷重を受けたときに潰れて、容器及び加熱部の各接触面の隙間を埋めるための余剰肉厚である。
【００１３】
好ましくは、前記金属薄膜材を、所定方向に繰り返し規則的に折り曲げ変形させた後、該金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚とすることにより、前記伝熱経路及び前記微少間隙部を形成した構成とする。
【００１４】
このような構成によれば、金属薄膜材を所定方向に繰り返し規則的に折り曲げ変形させたことにより、本熱伝導基材に形成される伝熱経路及び微少間隙部をより均一な分布で散在させることができる。これにより、本熱伝導基材の熱伝導効率を均一化することができるとともに、後述する弾性部材を用いた復元性も均一化することができる。
【００１５】
ここで、金属薄膜材を繰り返し規則的に折り曲げ変形させる「所定方向」とは、縦、横又は斜め方向の種々の方向が含まれ、例えば、次に述べるように「最終的に形成される前記シート状基材の肉厚方向」に向かって、山折りと谷折りを繰り返すように折曲変形させるとよい。
【００１６】
好ましくは、前記金属薄膜材を、最終的に形成される前記熱伝導基材の肉厚方向に向かって、山折りと谷折りとを繰り返すように折り曲げ変形させた後、該金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚とすることにより、前記伝熱経路及び前記微少間隙部を形成した構成とする。
【００１７】
このような構成によれば、金属薄膜材どうしが連続又は接触してなる伝熱経路が、本熱伝導基材の肉厚方向に形成されやすくなり、該肉厚方向の熱伝導効率の向上を図ることができる。また、大重量の薬品入り容器から荷重を受けたときに、本熱伝導シートの各部がその肉厚方向に潰れやすくなり、容器及び加熱部の各接触面形状により良好に追従して変形可能となる。
【００１８】
好ましくは、前記金属薄膜材を複数枚重ね合わせた後、これら金属薄膜材に前記折り曲げ変形又は前記押し固めの処理を施した構成とする。
【００１９】
このような構成によれば、金属薄膜材を複数枚重ね合わせることにより、本熱伝導基材の強度と耐久性とを向上させることができる。また、該金属薄膜材どうしが連続又は接触して形成される伝熱経路が増大し、熱伝導効率の向上を図ることもできる。
【００２０】
好ましくは、前記微少間隙部に、耐熱性及び復元性を有する弾性部材を介在させた構成とする。
【００２１】
このような構成によれば、弾性部材によって本熱伝導基材に肉厚方向の復元性が付与されるので、寸法誤差や歪みの位置が異なる数種類の薬品入り容器を交換して加熱する場合でも、これら容器と加熱部の各接触面の隙間を埋めることができ、熱伝導効率をほとんど低下させることもない。
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導シートは、上述したいずれかの熱伝導基材を備えた熱伝導シートであって、複数の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に配置し、これら熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆した構成としてある。
【００２３】
このような構成によれば、金属薄膜材からなる熱伝導基材が、熱伝導性を有するシート材によって大重量の薬品入り容器と非接触となるので、該容器を頻繁に交換する場合でも、該容器との摩擦による金属微粒子等の塵埃の発生を防止することができ、クリーンルーム内での使用が可能となる。
【００２４】
また、熱伝導基材をクリーンルーム外で製造した場合でも、該熱伝導基材に付着した塵埃等がクリーンルーム内に拡散することを防止できる。さらに、シート材が熱伝導基材の熱伝導効率を低下させることもほとんどない。
【００２５】
ここで、「容器の接触面」とは、加熱装置の加熱部が接触される面をいい、例えば、容器の底面や側面等が含まれる。また、「熱伝導性を有するシート材」としては、例えば、シリコン、ウレタン等の樹脂テープ、樹脂シート、又はこれら樹脂をアルミ等の金属製テープ、シートの表面に積層処理したものを用いることができる。
【００２６】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導シートは、上述したいずれかの熱伝導基材を備えた熱伝導シートであって、長尺の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に変形させ、該熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆した構成としてある。
【００２７】
このような構成によれば、単一の熱伝導基材を容器の接触面形状と対応する形状とし、加熱部の熱を容器の接触面に効果的に熱伝導させることが可能となる。なお、複数の熱伝導基材を並べる手間がかからないので、より効率よく所望の形状に変形させることができる。
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導基材の製造方法は、加熱部と、これに加熱される容器との隙間に介在させる熱伝導基材の製造方法であって、金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚をもたせ、前記金属薄膜材どうしが連続又は接触する伝熱経路と、該伝熱経路の間に散在する微少間隙部とを形成する押し固め工程を含むようにしてある。
【００２９】
このような方法によれば、金属薄膜材を、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めるといった極めて簡単な工程で容易に製造することができる。また、本製造方法により製造した熱伝導シートは、上述したように、加熱部の熱を容器へ効果的に熱伝導させることができる。
【００３０】
好ましくは、前記押し固め工程の前に、前記金属薄膜材を、所定方向に繰り返し規則的に折り曲げ変形させる折り曲げ工程を含むようにする。より好ましくは、前記折り曲げ工程として、前記金属薄膜材を、最終的に形成される前記熱伝導基材の肉厚方向に向かって、山折りと谷折りとを繰り返すように折り曲げ変形させるようにする。
【００３１】
このような方法によれば、簡単な折り曲げ工程を追加するだけで、熱伝導基材に形成される伝熱経路及び微少間隙部をより均一な分布で散在させることができる。これにより、本熱伝導基材の熱伝導効率及び復元性の均一化を図ることができる。
【００３２】
好ましくは、前記押し固め工程又は前記折り曲げ工程の前に、前記金属薄膜材を複数枚重ね合わせる工程を含むようにする。
【００３３】
このような方法によれば、金属薄膜材を複数枚重ね合わせるだけで、本熱伝導基材の強度と耐久性とを向上させることができる。また、該金属薄膜材どうしが連続又は接触して形成される伝熱経路が増大し、熱伝導効率の向上を図ることもできる。
【００３４】
好ましくは、前記折り曲げ工程の後に、前記金属薄膜材の折り曲げ部分相互間に耐熱性及び復元性を有する弾性部材を散布する工程を含むようにする。
【００３５】
このような方法によれば、折り曲げ工程を経た金属薄膜材に弾性部材を散布するといった簡単な工程を追加するだけで、本熱伝導基材に肉厚方向の復元性が付与される。これにより、寸法誤差や歪みの位置が異なる数種類の薬品入り容器を交換して加熱する場合でも、これら容器と加熱部の各接触面の隙間を埋めることができ、熱伝導効率をほとんど低下させることもない。
【００３６】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導シートの製造方法は、上述したいずれかの熱伝導シートの製造方法であって、複数の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に配置する配置工程と、これら熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆する被覆工程と、を含むようにしてある。
【００３７】
このような方法によれば、金属薄膜材からなる熱伝導基材が、熱伝導性を有するシート材によって大重量の薬品入り容器と非接触となるので、該容器を頻繁に交換する場合でも、該容器との摩擦による金属微粒子等の塵埃の発生を防止することができ、クリーンルーム内での使用が可能となる。
【００３８】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導シートの製造方法は、上述したいずれかの熱伝導シートの製造方法であって、長尺の前記熱伝導基材を、前記容器の接触面形状に対応する形状に変形させる変形工程と、該熱伝導基材の少なくとも前記容器と接触する側を、熱伝導性を有するシート材により被覆する被覆工程と、を含むようにしてある。
【００３９】
このような方法によれば、単一の熱伝導基材を容器の接触面形状と対応する形状とし、加熱部の熱を容器の接触面に効果的に熱伝導させることが可能となる。なお、複数の熱伝導基材を並べる手間がかからないので、より効率よく所望の形状に変形させることができる。
【００４０】
好ましくは、前記被覆工程の前に、前記配置工程又は前記変形を経た前記熱伝導基材をプレスして圧延するプレス工程を含むようにする。
【００４１】
このような方法によれば、配置工程又は変形工程を経た一又は複数の熱伝導基材を、圧延させて最終的な肉厚にし、また、熱伝導基材どうしの隙間を減少させ、熱伝導基材どうしを互いに結合させ、その後の被覆工程の処理を行いやすくすることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の熱伝導基材、熱伝導シート及びこれらの製造方法によれば、加熱部の熱を容器へ効果的に熱伝導させることができ、大重量の薬品入り容器を頻繁に交換する場合でも熱伝導効率がほとんど低下せず、また、クリーンルーム内での使用が可能となる。また、本熱伝導基材及び熱伝導シートは、極めて簡単な構成であり、容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
まず、本発明の第１実施形態に係る熱伝導基材、熱伝導シート及びこれらの製造方法について、図１〜４及び図７を参照しつつ説明する。
【００４４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱伝導シートの使用状態を示す部分断面側面図である。図２は、上記熱伝導シートを示す部分断面平面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る熱伝導基材の製造方法を説明するための概念図であり、同図（ａ）は本熱伝導基材となる金属薄膜材料、同図（ｂ）は該金属薄膜材の折り曲げ工程、同図（ｃ）は金属薄膜材の押し固め工程を示すものである。図４は、本発明の第１実施形態に係る熱伝導シートの製造方法における、上記熱伝導基材の配置工程を示す平面図である。図７は本発明の第１実施形態に係る熱伝導シートの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
【００４５】
図１において、１は金属製の薬品入り容器であり、容器本体１０の側面外周に略円筒状のスカート部１２を装着した構成となっている。容器本体１０内には、例えば、半導体又は液晶基板を洗浄するための薬品が約５０ｋｇ〜５００ｋｇ程度の範囲内で貯留されることがある。このような大重量の容器本体１０は、スカート部１２によって支持されて水平に静置可能となっている。また、容器本体１０は、鏡面形状に加工した底部１１を有している。
【００４６】
２は加熱装置であり、ステンレス製の基台２０上に設けたベースヒータ（加熱部）２１と、上下一対のバンドヒータ２２，２３とを備えた構成となっている。ベースヒータ２１は、上述した容器本体１０の底部１１に対応する鏡面形状の載置面（接触面）２１ａを有しており、容器本体１０の底部１１を加熱する。一方、各バンドヒータ２２，２３は、スカート部１２に巻き付けられ、該スカート部１２を介して容器本体１０の胴部を加熱する。
【００４７】
本実施形態では、ベースヒータ２１として電気加熱パンを用いており、また、各バンドヒータ２２，２３としてパネル電気ヒータを用いている。なお、加熱部としての各バンドヒータ２２，２３は、容器１の胴部に接触した状態で加熱可能なものであれば、その形態はバンド状に限定されるものではなく、パネル状又はひも状等の種々形態のヒータを適用することができる。
【００４８】
ここで、容器１のスカート部１２内にベースヒータ２１が収まるように、該容器１を基台２０上に載置すると、容器本体１０の底部１１がベースヒータ２１の載置面２１ａに接触し、該ベースヒータ２１の熱が底部１１に熱伝導して、容器本体１０内の薬品が加熱されるようになっている。
【００４９】
ところが、上述のように容器本体１０がスカート部１２に支持されているので、容器１に個体差が生じた場合は、容器本体１０の底部１１が、ベースヒータ２１の載置面２１ａから浮いた状態となり、両者間に数ｍｍの隙間Ｌ１が生じてしまうことがあった。そこで、本実施形態では、このような隙間Ｌ１に熱伝導シート３を介在させて、該隙間Ｌ１を埋めている。
【００５０】
図２に示すように、本実施形態に係る熱伝導シート３は、主として、ベースヒータ２１の載置面２１ａの形状に対応して格子状に配置した複数の熱伝導基材３０，３０，３０…を、熱伝導性の高いシート材４０により被覆した構成となっている。該熱伝導シート３の肉厚は、容器１の個体差等により異なる隙間Ｌ１の最大値よりも約２〜３ｍｍ厚くしてある。例えば、薬品入り容器１の重量が２５０ｋｇの場合、熱伝導シート３としては、直径４００ｍｍ、中心部の肉厚８〜１０ｍｍ、外周部の肉厚６〜８ｍｍのものを使用する。
【００５１】
このような熱伝導シート３を構成する個々の熱伝導基材３０は、図３（ａ）に示すような金属薄膜材３１によって形成してある。熱伝導基材３０を形成するための金属薄膜材３１は、熱伝導性の良好な金属製を用いることが好ましい。例えば、銀（熱伝導度＝４２８Ｗ／ｍ・Ｋ）、銅（熱伝導度＝４０３Ｗ／ｍ・Ｋ）又はアルミニウム（熱伝導度＝２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）の薄膜材を用いることが好ましい。本実施形態では、低コストを考慮し、金属薄膜材３１としてアルミニウム箔を採用している。
【００５２】
なお、金属薄膜材３１として、比較的熱伝導性の低い、真鍮（熱伝導度＝１０８Ｗ／ｍ・Ｋ）、鉄（熱伝導度＝８３Ｗ／ｍ・Ｋ）、鉛（熱伝導度＝３６Ｗ／ｍ・Ｋ）の薄膜材を用いることも可能であるが、効果的に容器１内の薬品を加熱するためには、熱伝導度＝２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属材料からなる薄膜材を用いることが好ましい。
【００５３】
本実施形態では、金属薄膜材３１として、膜厚１５μｍのアルミ箔を３枚重ねして使用している。これにより、熱伝導基材３０及び最終的な熱伝導シート３の強度と耐久性を向上させている。但し、金属薄膜材３１の膜厚が厚すぎると、熱伝導基材３０が容器１から荷重を受けたときに追従変形する柔軟性が低下してしまう。一方、金属薄膜材３１の膜厚が薄すぎると、熱伝導基材３０が容器１から荷重を受けたときに破断しやすく、伝熱性も低下してしまう。また、クッション性が損なわれて追従変形しにくくなる。このため、金属薄膜材３１の一枚あたりの膜厚は、５μｍ〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００５４】
以下、熱伝導基材３０、及びこれを用いた熱伝導シート３を製造するための各工程について、図３、４及び図７を参照しつつ説明する。
【００５５】
［金属薄膜材の折り曲げ工程］
まず、図３（ｂ）及び図７のステップＳ１に示すように、連続して平坦なシート状の金属薄膜材３１（図３（ａ）参照）を、最終的に形成される熱伝導基材３０（同図（ｃ）参照）の肉厚方向に向かって、約８ｃｍ程度の幅で山折り３１ａと谷折り３１ｂとを繰り返すように、全体にわたって折り曲げ変形させる。
【００５６】
［金属薄膜材の押し固め工程］
次いで、図３（ｃ）及び図７のステップＳ２に示すように、折り曲げ変形させた金属薄膜材３１（図３（ｂ）参照）を、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の力で、不規則に細かく折れ曲がるように押し固めて所定の肉厚とする。これにより、本実施形態の熱伝導基材３０が形成される。
【００５７】
このような熱伝導基材３０の内部には、図３（ｃ）の部分拡大図に示すように、金属薄膜材３１どうしが連続又は接触する伝熱経路３２ａ，３２ａ，３２ａ…と、該伝熱経路３２ａの間に散在する微少間隙部３２ｂ，３２ｂ，３２ｂ…とが形成される。伝熱経路３２ａは、ベースヒータ２１の熱を容器本体１０の底部１１に熱伝導させる経路となり、また、微少隙間部３２ｂは、熱伝導基材３０が容器１からの荷重を受けたときに追従変形するための柔軟性に寄与している。
【００５８】
ここで、上述した折り曲げ工程（ステップＳ１）において、金属薄膜材３１を、最終的に形成される熱伝導基材３０の肉厚方向に向かって、山折り３１ａと谷折り３１ｂとを繰り返すように折り曲げ変形させたことにより、熱伝導基材３０の全体にわたって、伝熱経路３２ａ及び微少隙間部３２ｂが均一に分布して形成されやすくなる。また、伝熱経路３２ａが、熱伝導基材３０の肉厚方向に形成されやすくなるので、該肉厚方向の熱伝導効率が向上する。
【００５９】
［熱伝導基材の配置工程］
次いで、図４及び図７のステップＳ３に示すように、ベースヒータ２１の載置面２１ａ上において、複数個の熱伝導基材３０，３０，３０…を、容器本体１０の底部１１の接触面形状、又はベースヒータ２１の載置面２１ａ形状に対応する形状に配置する。本実施形態では、複数個の熱伝導基材３０，３０，３０…を、互いに上下で格子状に配置して、底部１１の接触面形状等に対応する形状にしている。このように格子状に積層する場合は、各熱伝導基材３０をなるべく緻密に配置し、互いの隙間を小さくすることが好ましい。
【００６０】
［熱伝導基材のプレス工程］
次いで、図４及び図７のステップＳ４に示すように、載置面２１ａに上述した各熱伝導基材３０を配置したまま、大重量の薬品入り容器１をベースヒータ２１に載置し、各熱伝導基材３０を容器本体１０の底部１１によりプレスする。これにより、各熱伝導基材３０が押し潰されて、格子状に積層した箇所が結合するとともに、載置面２１ａの面方向に圧延される。この結果、各熱伝導基材３０が円盤状に一体化し、次の被覆工程の処理が行いやすくなる。
【００６１】
また、本プレス工程を経た各熱伝導基材３０の肉厚は、容器１とベースヒータ２１の隙間Ｌ１（図１参照）の最大値に、潰し代（しろ）を加えた厚さとする。本実施形態では、各熱伝導基材３０の肉厚を、隙間Ｌ１の最大値よりも２〜３ｍｍ程度厚くなるようにしてある。
【００６２】
［熱伝導基材の被覆工程］
最後に、図２及び図７のステップＳ５に示すように、プレスして一体化した各熱伝導基材３０をシート材４０により被覆することにより、本実施形態に係る熱伝導シート３が完成する。
【００６３】
シート材４０としては熱伝導性の高いものが好ましく、例えば、シリコーン又はウレタンを用いることができる。また、シート材４０により、少なくとも各熱伝導基材３０の表面（容器１の底部１１と接触する側の面）を被覆すれば、各熱伝導基材３０と容器１の底部１１とが接触することによる塵埃の発生を防止することができ、本熱伝導シート３をクリーンルームで使用することが可能となる。
【００６４】
本実施形態では、シート材４０として、表面を樹脂加工したアルミ製テープを用いている。このようなアルミ製テープを用いた場合、テープ裏面の粘着剤は金属よりも熱伝導性が劣るため、テープどうしをなるべく積層させないようにする。また、各熱伝導基材３０の全体をアルミ製テープで密閉被覆する場合は、テープ貼付時に内部の空気をできる限り排出することが望ましい。
【００６５】
以上のようなステップＳ１〜Ｓ５を経て製造された本実施形態に係る熱伝導シート３によれば、該熱伝導シート３を、大重量の薬品入り容器１とベースヒータ２１との間に介在させると、容器１からの荷重を受けて、各熱伝導基材３０の微少間隙部３２ｂが潰れ、本熱伝導シート３が、容器本体１０の底部１１の接触面形状、及びベースヒータ２１の載置面２１ａ形状に追従してその肉厚方向に変形する。これにより、容器１とベースヒータ２１の隙間Ｌ１が埋まるとともに、各熱伝導基材３０の伝熱経路３２ａがより密となり、ベースヒータ２１の熱を容器１へ効果的に熱伝導させることができる。
【００６６】
また、本熱伝導シート３によれば、金属薄膜材３１からなる熱伝導基材３０が、熱伝導性の高いシート材４０によって大重量の薬品入り容器１と非接触となるので、該容器１を頻繁に交換する場合でも、該容器１との摩擦による金属微粒子等の塵埃の発生を防止することができ、クリーンルーム内での使用が可能となる。
【００６７】
さらに、熱伝導基材３０をクリーンルーム外で製造した場合でも、該熱伝導基材３０に付着した塵埃等がクリーンルーム内に拡散することを防止できる。さらに、シート材４０が熱伝導基材３０の熱伝導効率をほとんど低下させることもない。
【００６８】
一方、本実施形態に係る熱伝導基材３０及び熱伝導シート３の製造方法によれば、金属薄膜材３１の折り曲げ、押し固め、及び熱伝導基材３０の配置、プレス、被覆（図７のステップＳ１〜Ｓ５参照）といった簡単な工程により、上述の熱伝導基材３０及び熱伝導シート３を製造することができる。
【００６９】
次に、本発明の第２実施形態に係る熱伝導基材、熱伝導シート及びこれらの製造方法について、図５、６及び図８を参照しつつ説明する。
【００７０】
図５は、本発明の第２実施形態に係る熱伝導基材の製造方法を説明するための概念図であり、同図（ａ）は本熱伝導基材となる金属薄膜材料、同図（ｂ）は該金属薄膜材の折り曲げ工程及び弾性部材の拡散工程、同図（ｃ）は金属薄膜材の押し固め工程を示すものである。図６は、本発明の第２実施形態に係る熱伝導シートの製造方法における、上記熱伝導基材の変形工程を示す平面図である。図８は、本発明の第２実施形態に係る熱伝導シートの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
【００７１】
本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、熱伝導基材３０の内部に散在する微少間隙部３２ｂ，３２ｂ，３２ｂ…に、耐熱性及び復元性を有する弾性部材３３，３３，３３…を介在させた構成としてある。また、図６に示すように、該熱伝導基材３０を単一帯状の長尺体とし、これを螺旋状に変形させることにより、図１に示す容器本体１０の底部１１の接触面形状、又はベースヒータ２１の載置面２１ａ形状に対応する形状にしている。
【００７２】
以下、本実施形態に係る熱伝導基材３０、及びこれを用いた熱伝導シートを製造するための各工程について、図５、６及び図８を参照しつつ説明する。
【００７３】
［金属薄膜材の折り曲げ工程］
まず、図５（ｂ）及び図８のステップＳ１１において、上述した第１実施形態と同様に、連続して平坦なシート状の金属薄膜材３１（図５（ａ）参照）を、最終的に形成される熱伝導基材３０（同図（ｃ）参照）の肉厚方向に向かって、約８ｃｍ程度の幅で山折り３１ａと谷折り３１ｂとを繰り返すように、全体にわたって折り曲げ変形させる。
【００７４】
［弾性部材の散布工程］
次いで、図５（ｂ）及び図８のステップＳ１２に示すように、金属薄膜材３１の各谷折り３１ｂの相互間に、耐熱性及び復元性を有する弾性部材３３，３３，３３…を散布する。ここで、弾性部材３３としては、耐熱性が高く、反発弾性率が小さく、圧縮永久歪の小さい粒状のゴムが好ましい。
【００７５】
すなわち、弾性部材３３は、ベースヒータ２１の熱に耐える程度の耐熱性が必要である。また、弾性部材３３は、大重量の薬品入り容器１の荷重を吸収するために反発弾性率が小さい必要がある。さらに、弾性部材３３は、大重量の薬品入り容器１を除去したときに、熱伝導基材３０が元の肉厚に復元する程度の復元力を得るため、圧縮永久歪が小さい必要がある。種々の材料で実験を行った結果、１２０℃以上の温度で連続使用した場合に安全が確保できる程度の耐熱性、１０〜８０％の反発弾性率、１０〜７０％の圧縮永久歪を有するゴム材料が好ましいことが分かった。
【００７６】
これに加え、弾性部材３３は、熱伝導基材３０の熱伝導性を阻害するものであってはならず、良好な熱伝導性を有する必要もある。このような弾性部材３３として、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴムを用いることができる。フッ素ゴムは、耐熱性２００℃、反発弾性率１０％、圧縮永久歪２０〜４０％である。一方、シリコーンゴムは、耐熱性１８０℃、反発弾性率２５〜８０％、圧縮永久歪１０〜５０％である。本実施形態では、弾性部材３３として、低コストのシリコーンゴムを採用している。
【００７７】
［金属薄膜材の押し固め工程］
次いで、図５（ｃ）及び図８のステップＳ１３において、上述した第１実施形態と同様に、折り曲げ変形させて弾性部材３３を散布した金属薄膜材３１（図５（ｂ）参照）を、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の力で、不規則に細かく折れ曲がるように押し固め、所定の肉厚を有する単一帯状の長尺体とする。これにより、本実施形態の熱伝導基材３０が形成される。
【００７８】
このような熱伝導基材３０の内部には、図５（ｃ）の部分拡大図に示すように、伝熱経路３２ａと微少間隙部３２ｂとがほぼ均等に分布して形成され、微少間隙部３２ｂには、弾性部材３３が介在される。これにより、熱伝導基材３０は、微少隙間部３２ｂによる柔軟性に加え、弾性部材３３による復元性を発揮することとなる。
【００７９】
［熱伝導基材の変形工程］
次いで、図６及び図８のステップＳ１４に示すように、単一帯状の長尺体である本熱伝導基材３０を螺旋状に変形させ、容器本体１０の底部１１の接触面形状、又はベースヒータ２１の載置面２１ａ形状に対応する形状に整形する。このような変形工程は、第１実施形態の如く、必ずしもベースヒータ２１の載置面２１ａ上において行う必要はないが、載置面２１ａ上で変形させると、本熱伝導基材３０を適切な大きさ、形状にしやすい。
【００８０】
ここで、本実施形態の如く、単一帯状の長尺体である本熱伝導基材３０を螺旋状に変形させる場合は、熱伝導基材３０の巻回する部分どうしの間隔をできるだけ小さく緻密にし、熱伝導面のロスを少なくする。
【００８１】
なお、本実施形態では、熱伝導基材３０を単一帯状の長尺体としたが、上述した第１実施形態の如く、複数の帯状の熱伝導基材３０，３０，３０…を螺旋状に配置させて、容器本体１０の底部１１の接触面形状、又はベースヒータ２１の載置面２１ａ形状に対応する形状にしてもよい。
【００８２】
［熱伝導基材のプレス工程］
次いで、図６及び図８のステップＳ１５に示すように、上述した螺旋状の熱伝導基材３０をベースヒータ２１の載置面２１ａに載置する。そして、該ベースヒータ２１に大重量の薬品入り容器１を載置し、熱伝導基材３０を容器本体１０の底部１１によりプレスする。これにより、螺旋状の熱伝導基材３０が押し潰されて、載置面２１ａの面方向に圧延されるとともに、該熱伝導基材３０の巻回する部分どうしが密に接合する。この結果、本熱伝導基材３０が、容器本体１０の底部１１の接触面形状、又はベースヒータ２１の載置面２１ａ形状に対応する円盤状となる。
【００８３】
［熱伝導基材の被覆工程］
最後に、図８のステップＳ１６に示すように、プレスして円盤状となった本熱伝導基材３０をシート材４０（図２参照）により被覆することにより、本実施形態に係る熱伝導シート（図示せず）が完成する。第１実施形態と同様に、シート材４０として表面を樹脂加工したアルミ製テープを用いている。これにより、本熱伝導基材３０と容器１の底部１１とが接触することによる塵埃の発生を防止することができ、本熱伝導シートをクリーンルームで使用することが可能となる。
【００８４】
以上のようなステップＳ１１〜Ｓ１６を経て製造された本実施形態に係る熱伝導シートによれば、弾性部材３３によって、熱伝導基材３０及びこれを備えた熱伝導シートに肉厚方向の復元性が付与されるので、寸法誤差や歪みの位置が異なる数種類の薬品入り容器１を交換して加熱する場合でも、これら容器１と該ベースヒータ２１との隙間Ｌ１を埋めることができ、熱伝導効率をほとんど低下させることがない。
【００８５】
また、本実施形態に係る熱伝導基材３０及び熱伝導シートの製造方法によれば、折り曲げ工程を経た金属薄膜材３１に弾性部材３３を散布するといった簡単な工程を追加するだけで、本熱伝導基材３０に肉厚方向の復元性を付与することができる。
【００８６】
さらに、本実施形態では、熱伝導基材３０を単一帯状の長尺体としているので、第１実施形態のように、複数の熱伝導基材３０，３０，３０…を並べる手間がかからないので、より効率よく所望の形状に変形させることができる。また、熱伝導基材３０の厚さも均一にすることができる。
【００８７】
なお、本発明の熱伝導基材、熱伝導シート及びこれらの製造方法は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、容器本体１０の底部１１とベースヒータ２１の載置面２１ａとの隙間Ｌ１を埋めるために、本熱伝導シート３を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、容器１の胴部とバンドヒータ２２，２３との隙間に本熱伝導シート３を介在させて熱伝導効率を向上させることもできる。
【００８８】
すなわち、本発明の熱伝導シート３（熱伝導基材３０）は、加熱部と容器との隙間であれば、場所を問わず使用することができる。また、塵埃の発生が問題とならない場合は、シート材４０で被覆しない熱伝導基材３０を直接、加熱部と容器との隙間に介在させて使用してもよい。
【実施例１】
【００８９】
図１に示す構成と同様の装置を用いて、固体の薬品が融解するまでに要する加熱時間を測定した。常温固体薬品として、エチレンカーポネート（比重１．３、比熱０．３６３ｃａｌ／ｇ（５０℃）、融解熱３４．８ｃａｌ／ｇ、融点３６，４℃）を用いた。該薬品２００ｋｇ入りの容器の底部をベースヒータ（０．８ｋＷ）の上に載置するとともに、該容器の胴部に上下２枚のバンドヒータ（１．２ｋＷ）を巻き、常温（２５℃）の雰囲気下で加熱を開始した。そして、容器内の温度を測定し、薬品が全て溶解した時点を融解完了として、加熱開始から融解完了までの時間を測定した。
【００９０】
この結果、上述した第２実施形態と同様の本熱伝導シートを、容器底部とベースヒータとの隙間Ｌ１に介在させて加熱した場合は、加熱開始から融解完了までに約８時間を要した。但し、本実施例において、容器の底部鏡面下端とベースヒータの中心部とにおける隙間Ｌ１は約４ｍｍであり、約６ｍｍの肉厚の熱伝導シートを使用した。なお、使用した２００ｋｇ入り容器の、スカート下端と底部鏡面下端のギャップは１７．６ｍｍであった。
【００９１】
一方、上記と全く同じ条件で、本熱伝導シートを、容器底部とベースヒータとの間に介在させないで加熱した場合は、加熱開始から融解完了までに約２２時間を要した。
【実施例２】
【００９２】
上述した実施例１と全く同じ条件で、上述した第２実施形態と同様の本熱伝導シートを、容器底部とベースヒータとの間に介在させ、１９本の異なる２００ｋｇ入り容器を、順番に載せ替える作業を１９回繰り返した。その後、本熱伝導シート上に、実施例１で使用した同一の２００ｋｇ入り容器を載置して、加熱開始から融解完了までの時間を測定した。
【００９３】
この結果、加熱開始から融解完了までに要した時間は、実施例１と同様に約８時間であった。但し、本実施例で載せ替えを行った１９本の容器のスカート下端と底部鏡面下端とのギャップの固体差を測定したところ、最大２０．６ｍｍ、最小１６．３ｍｍ、平均１８．５ｍｍであり、最大高さと最小高さの差は４．３ｍｍであった。
【００９４】
以上のように、本熱伝導シートを用いて薬品入り容器を加熱すると、これを用いない場合と比較して、加熱開始から融解完了までに要する時間が大幅に短縮されることが明らかとなった。すなわち、本熱伝導シートを用いると、ベースヒータから容器底部への熱伝達性を飛躍的に向上させることができる。
【００９５】
また、スカート下端と底部鏡面下端とのギャップが異なる数種の容器を繰り返し載せ替えて使用する場合に、本熱伝導シートが一旦押し潰されたとしても、その肉厚方向に復元して、寸法の異なる隙間Ｌ１を埋めることができ、その熱伝達性が損なわれないことが明らかとなった。
【００９６】
したがって、例えば、化学品を扱う工場、とりわけ半導体又は液晶基板等の電子部品を製造する工場において、容器を直接加熱して薬品を使用する場合に、本熱伝導シートを用いると、薬品の加熱に要する時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱伝導シートの使用状態を示す部分断面側面図である。
【図２】上記熱伝導シートを示す部分断面平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る熱伝導基材の製造方法を説明するための概念図であり、同図（ａ）は本熱伝導基材となる金属薄膜材料、同図（ｂ）は該金属薄膜材の折り曲げ工程、同図（ｃ）は金属薄膜材の押し固め工程を示すものである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る熱伝導シートの製造方法における、上記熱伝導基材の配置工程を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る熱伝導基材の製造方法を説明するための概念図であり、同図（ａ）は本熱伝導基材となる金属薄膜材料、同図（ｂ）は該金属薄膜材の折り曲げ工程及び弾性部材の拡散工程、同図（ｃ）は金属薄膜材の押し固め工程を示すものである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る熱伝導シートの製造方法における、上記熱伝導基材の変形工程を示す平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る熱伝導シートの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る熱伝導シートの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１          容器
２          加熱装置
３          熱伝導シート
１０        容器本体
１１        底部
１２        スカート部
２０        基台
２１        ベースヒータ（加熱部）
２１ａ      載置面（接触面）
２２，２３  バンドヒータ（加熱部）
３０        熱伝導基材
３１        金属薄膜材
３１ａ      山折り部
３１ｂ      谷折り部
３２ａ      伝熱経路
３２ｂ      微少間隙部
３３        弾性部材
４０        シート材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004775009.tif 000006
【図６】
0004775009.tif 000007
【図７】
0004775009.tif 000008
【図８】
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