【手続補正書】
【提出日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源の冷却構造であって、
前記加熱源に対応して設けられ、前記加熱源に直接接触するように設けられたＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却部材と、
前記冷却部材を冷却媒体で冷却する冷却機構と
を具備し、
前記加熱源は、表面に前記複数の発光素子を高熱伝導性の接合材で取り付けた高熱伝導性絶縁材料からなる支持体と、前記支持体の裏面側に高熱伝導性の接合材で接合されたＣｕからなる熱拡散部材とを含み、これらがユニット化されて構成された発光素子アレイを備え、前記発光素子アレイは、高熱伝導性接合材を介して前記冷却部材にねじ止めされていることを特徴とする加熱源の冷却構造。
【請求項２】
前記支持体と前記熱拡散部材とを接合する接合材は、ハンダであることを特徴とする請求項１に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項３】
前記支持体と前記熱拡散部材とを接合する接合材は、熱可塑性樹脂からなるベース樹脂中に複数の気相成長カーボン繊維が厚さ方向に配向してなるカーボンシートであることを特徴とする請求項１に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項４】
前記気相成長カーボン繊維は、カーボンナノチューブ構造を有していることを特徴とする請求項３に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項５】
被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源の冷却構造であって、
前記加熱源に対応して設けられ、前記加熱源に直接接触するように設けられたＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却部材と、
前記冷却部材を冷却媒体で冷却する冷却機構と
を具備し、
前記加熱源は、表面に前記複数の発光素子を高熱伝導性の接合材で取り付けた高熱伝導性絶縁材料からなる支持体と、前記支持体の裏面側に接合されたパイロリティックグラファイトからなる熱拡散部材とを含み、これらがユニット化されて構成された発光素子アレイを備え、前記発光素子アレイは、高熱伝導性接合材を介して前記冷却部材にねじ止めされており、かつ前記熱拡散部材を構成するパイロリティックグラファイトが厚さ方向が高熱伝導性方向となるように前記支持体の裏面側に接合されていることを特徴とする加熱源の冷却構造。
【請求項６】
前記熱拡散部材と前記支持体とは、エポキシ樹脂で接合されていることを特徴とする請求項５に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項７】
前記支持体はＡｌＮ製であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項８】
前記発光素子を取り付ける高熱伝導性の接合材は、銀ペーストであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項９】
前記発光素子を取り付ける高熱伝導性の接合材は、ハンダであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１０】
前記発光素子は前記高熱伝導性絶縁材料に形成された電極に前記接合材により接合されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１１】
前記発光素子と前記電極との間に前記接合材を含む複数の層が形成されて熱応力緩和構造を有することを特徴とする請求項１０に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１２】
前記発光素子と前記接合材との間に１層または２層以上の熱応力緩和層を有することを特徴とする請求項１１に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１３】
前記接合材はハンダであり、前記熱応力緩和層は前記発光素子と前記ハンダとの間の線膨張係数を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１４】
前記冷却部材と前記熱拡散部材との間に介在された高熱伝導性接合材は、シリコングリースであることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１５】
前記支持体の前記発光素子の取り付け面には、反射層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１６】
前記反射層の反射率が０．８以上であることを特徴とする請求項１５に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１７】
前記反射層は、ＴｉＯ２を含む白色層であることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１８】
前記反射層の厚さが、０．８μｍ以上であることを特徴とする請求項１７に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項１９】
前記発光素子がそれぞれ個別的にレンズ層で覆われていることを特徴とする請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項２０】
前記レンズ層は透明樹脂からなることを特徴とする請求項１９に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項２１】
前記レンズ層は半球状をなしていることを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項２２】
前記支持体は、反射板に囲まれて構成されていることを特徴とする請求項１５から請求項２１のいずれか１項に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項２３】
前記支持体は、複数充填配置されており、前記反射板は、隣接する支持体に対して共通に設けられていることを特徴とする請求項２２に記載の加熱源の冷却構造。
【請求項２４】
前記支持体は六角状をなし、そのうちの３辺に反射板が設けられ、他の３辺に反射板が設けられておらず、一の支持体の反射板が設けられている辺に隣接する他の支持体の辺には反射板が設けられていない配置になるように支持体が設けられることを特徴とする請求項２３に記載の加熱源の冷却構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】加熱源の冷却構造
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して光を照射するＬＥＤ等の発光素子を有する加熱源の冷却構造に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、加熱源としてＬＥＤ等の発光素子を用いた場合に、メンテナンス性を低下させずに効率的に発光素子を冷却することができる加熱源の冷却構造を提供することを目的とする。
また、ＬＥＤ等の発光素子から射出された光を効率良く取り出すことができる加熱源の冷却構造を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源の冷却構造であって、前記加熱源に対応して設けられ、前記加熱源に直接接触するように設けられたＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却部材と、前記冷却部材を冷却媒体で冷却する冷却機構とを具備し、前記加熱源は、表面に前記複数の発光素子を高熱伝導性の接合材で取り付けた高熱伝導性絶縁材料からなる支持体と、前記支持体の裏面側に高熱伝導性の接合材で接合されたＣｕからなる熱拡散部材とを含み、これらがユニット化されて構成された発光素子アレイを備え、前記発光素子アレイは、高熱伝導性接合材を介して前記冷却部材にねじ止めされていることを特徴とする加熱源の冷却構造を提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第２の観点では、被処理体に対して光を照射する複数の発光素子を有する加熱源の冷却構造であって、前記加熱源に対応して設けられ、前記加熱源に直接接触するように設けられたＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却部材と、前記冷却部材を冷却媒体で冷却する冷却機構とを具備し、前記加熱源は、表面に前記複数の発光素子を高熱伝導性の接合材で取り付けた高熱伝導性絶縁材料からなる支持体と、前記支持体の裏面側に接合されたパイロリティックグラファイトからなる熱拡散部材とを含み、これらがユニット化されて構成された発光素子アレイを備え、前記発光素子アレイは、高熱伝導性接合材を介して前記冷却部材にねじ止めされており、かつ前記熱拡散部材を構成するパイロリティックグラファイトが厚さ方向が高熱伝導性方向となるように前記支持体の裏面側に接合されていることを特徴とする加熱源の冷却構造を提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記第１および第２の観点において、前記支持体はＡｌＮ製とすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記第１および第２の観点において、前記支持体の前記発光素子の取り付け面には、反射層が形成されていることが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
この場合に、前記反射層の反射率が０．８以上であることが好ましい。また、このような反射層としてはＴｉＯ２を含む白色層を好適に用いることができる。さらに、前記反射層の厚さが、０．８μｍ以上であることが好ましい。さらにまた、前記発光素子がそれぞれ個別的にレンズ層で覆われている構成をとることが好ましい。さらにまた、前記レンズ層は透明樹脂からなる構成とすることができ、前記レンズ層を半球状をなすものとすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
発光素子を支持する支持体の発光素子の取り付け面に、反射層を設けることにより、支持体で反射した光も有効に取り出すことができ、発光素子から射出された光を効率良く取り出すことができる。