CN112822798B

CN112822798B - 一种立式陶瓷加热器

Info

Publication number: CN112822798B
Application number: CN202011622347.1A
Authority: CN
Inventors: 何军舫
Original assignee: Boyu Semiconductor Vessel Craftwork Technology Co ltd; Boyu Zhaoyang Semiconductor Technology Co ltd; Boyu Tianjin Semiconductor Material Co ltd
Current assignee: Boyu Semiconductor Vessel Craftwork Technology Co ltd; Boyu Tianjin Semiconductor Material Co ltd; Boyu Zhaoyang Semiconductor Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112822798A

Abstract

本发明公开了一种立式陶瓷加热器，包括：加热器基体，为圆筒状，具有侧面和一个底面；加热区，位于加热器基体侧面；电极，位于加热器基体底面；电极两两相对设置，两个相对设置的电极与加热器基体底面的圆心连线夹角为150°‑180°；加热器基体的底面具有通孔；通孔的轴向与加热器基体的轴向重合。将电极设置在筒型加热器的底面，底面设置电极更牢固，连接件与电极的贴合更为紧密无间隙，解决了使用过程中的打火问题，提高了加热器使用安全性，延长了使用寿命；电极的位置分布方式使电源线对加热器施加的拉力达到平衡或近似平衡态，以保证加热器的轴向位于竖直方向，不会倾斜，使加热器对被加热物的距离保持不变，保证了加热器的加热均匀性。

Description

一种立式陶瓷加热器

技术领域

本发明涉及蒸镀用陶瓷加热器技术领域，特别涉及一种立式陶瓷加热器。

背景技术

目前不同行业对于加热器有特殊的要求，比如在制作太阳能薄膜电池和OLED柔性面板这种真空蒸镀工艺中，因为是在高真空环境下生产制作，所以对于加热器的要求更是极为严苛，例如，为了确保蒸镀材料的均匀扩散以及避免局部温度过高影响装料容器的使用寿命，要求加热器本身均温性好；为了保证加热器的使用安全，避免因为连电短路导致的生产事故。

现有的立式陶瓷加热器电极连接后容易存在间隙，使用时易出现打火损坏情况。此外，现有加热器在安装时候后，会出现加热不均匀的情况，即被加热材料局部温度过高，使得蒸镀材料挥发速率不一致，从而影响各位置成膜速率，导致各位置膜厚分布不均匀，降低了成膜的良率。因此，需要研发一种新型的立式陶瓷加热器。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种在安装使用后能够保证加热均匀性的立式陶瓷加热器。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种立式陶瓷加热器，包括：加热器基体，为圆筒状，且具有侧面和一个底面；加热区，位于所述加热器基体的侧面；电极，位于所述加热器基体的底面；其中，所述电极两两相对设置，两个相对设置的所述电极与所述加热器基体底面的圆心连线夹角为150°-180°；所述加热器基体的底面具有通孔；所述通孔的轴向与所述加热器基体的轴向重合。

进一步地，所述电极包括：导电层露出部；安装孔，位于所述导电层露出部；其中，所述导电层露出部的面积大于等于所述安装孔面积。

进一步地，多个所述电极不重合设置。

进一步地，所述加热器基体的侧面与所述加热器基体的底面通过弧面连接。

进一步地，所述加热区具有电路，所述电路串联或并联；其中，所述电路串联时，电极与电路连接处的宽度≥所述电路的宽度；所述电路并联时，电极与所述电路连接处的宽度≥两倍的所述电路的宽度。

进一步地，所述电路等宽设置。

进一步地，相邻所述电路的间隔为0.3-3mm。

进一步地，还包括：多个所述加热区，沿所述加热器基体的轴向间隔分布在所述加热器基体的侧面；相邻的两个所述加热区间隔为3-30mm。

进一步地，所述通孔的直径为所述加热器基体内径的10-75％。

进一步地，所述加热器基体高度为10-800mm；所述加热器基体内径为10-300mm。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

将电极设置在筒型加热器的底面，底面设置电极更牢固，连接件与电极的贴合更为紧密无间隙，解决了使用过程中的打火问题，提高了加热器使用安全性，延长了使用寿命。电极的位置分布方式使电源线对加热器施加的拉力达到平衡或近似平衡态，以保证加热器的轴向位于竖直方向，不会倾斜，使加热器对被加热物的距离保持不变，保证了加热器的加热均匀性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种立式陶瓷加热器的结构示意图；

图2是图1的前视图；

图3是图1的后视图；

图4是图1的左视图；

图5是图1的右视图；

图6是图1的仰视图；

图7是图1的俯视图；

图8是本发明实施例中单加热区串联电路的结构示意图；

图9是本发明实施例中单加热区并联电路的结构示意图；

图10是本发明实施例中双加热区串联电路的结构示意图；

图11是本发明实施例中双加热区串联电路的底面结构示意图。

附图标记：

10：加热器基体；11:加热区；11A：第一加热区；11B：第二加热区；12:电极；12A：第一电极；12B：第二电极；12C：第三电极；12D：第四电极；13：导电层露出部；14：安装孔；15：电路连接处；16：通孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在附图中示出了根据本发明实施例的示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

为理解方便，现对本申请实施例中出现的部分名称解释如下：

R角：一种圆弧状交界。

本发明第一实施例中，如图1-7所示，提供了一种立式陶瓷加热器(以下简称加热器)，主要包括加热器基体10，该加热器基体10为圆筒状，且具有侧面和一个底面；加热区11位于加热器基体10的侧面；电极12位于加热器基体10的底面；其中，电极12两两相对设置，两个相对设置的电极12与加热器基体10底面的圆心连线夹角为150°-180°；加热器基体的底面具有通孔16；通孔16的轴向与加热器基体10的轴向重合。

立式陶瓷加热器为筒状加热器，竖直设置。加热器基体10的侧壁包括有热解氮化硼(PBN)衬底，其两侧依次设置有导电层和外部PBN绝缘层，其中，导电层的材料为热解石墨(PG)或者掺硼的热解石墨，导电层的厚度为10-50μm，优选20-40μm；外部PBN绝缘层的厚度为50-200μm，优选80-150μm；PBN衬底厚度为0.8-3.0mm，优选0.8-1.5mm。

加热区11为产生热量的区域，如何产生热量，为本领域技术人员的常用技术手段，固不在赘述；加热区11位于加热器基体10的侧面，加热区11的数量不做限制，例如，加热器基体10的侧面可以包括一个加热区11或多个加热区11。每个加热区11对应一组电极组，每组电极组包括两个电极12，两个电极12不区分正负极，电极12位于加热器基体10的底面，加热器基体的底面具有通孔16，该通孔16的轴向与加热器基体10的轴向重合一方面，通孔16可以减少因热传导导致的热损失，另一方面，通孔16可以用于安装固定加热器。其中，电极12两两相对设置，两个相对设置的电极12与加热器基体10底面的圆心连线夹角为150°-180°，优选180°，目的尽量保证与两个电极12连接的电源线对加热器施加的拉力尽量保持在同一直线上，以实现力的平衡。

需要说明的是，当设置有一个加热区11时，该加热区11的两个电极12与加热器基体10底面的圆心连线夹角为150°-180°；当设置多个加热区11时，加热器基体10的底面存在多组电极12，与加热器基体10底面的圆心连线夹角为150°-180°的两个电极12可以为同组的电极12(与同一个加热区11对应的电极12)，也可以为不同组的电极12(与不同加热区11对应的电极12)；电极12两两相对设置，优选两个电极12至加热器基体10底面圆心的距离相等，即以加热器基体10底面的中点为圆心，电极12沿周向设置。

一些实施例中，电极12包括导电层露出部13；导电层露出部13具有安装孔14，其中，导电层露出部13的面积大于等于安装孔14面积。

具体的，导电层露出部13为导电层的一部分，导电层露出部13的形状不做限制，导电层露出部13优先选择为环形，其圆心出开设有安装孔14，用于与电源线的连接部装配，导电层露出部13为单面露出，即加热器基体10底面的导电层朝向加热器外侧的一面露出；安装孔14的结构不做限制，例如，安装孔14可以为通孔、盲孔或阶梯孔。

一些实施例中，安装孔14的直径为1-20mm；导电层露出部13的面积大于等于安装孔14面积。其中，安装孔14的直径可以为1mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm或20mm。

一些实施例中，多个电极12不重合设置。

一些实施例中，加热器基体10的侧面与加热器基体10的底面通过弧面连接。

具体的，加热器基体10的侧面与加热器基体10的底面的连接处为R角结构，这样设置，可以实现加热器的应力平衡，用于防止加热器基体10的侧面与加热器基体10的底面的连接处开裂。

一些实施例中，电路等宽设置。

一些实施例中，电路宽度为1-40mm。

具体的，电路宽度为1-10mm时，相邻的电路宽度波动小于电路宽度的宽度值的5％；电路宽度为10-20mm时，相邻的电路宽度波动小于电路宽度的宽度值的3％；电路宽度为30-40mm时，相邻的电路宽度波动小于电路宽度的宽度值的1％。这样可以有效的保证加热器相邻电路的温度一致性，防止加热器出现局部温度过高的问题。

一些实施例中，如图8-10所示，加热区11具有电路，电路串联或并联；其中，电路串联时，电极12与电路连接处15的宽度≥电路的宽度；电路并联时，电极12与电路连接处15的宽度≥两倍的电路的宽度。例如，电路宽度为10mm，电路串联时，电极12与电路连接处15的宽度至少为10mm；电路并联时，电极12与电路连接处15的宽度至少为20mm。

一些实施例中，相邻电路的间隔为0.3-3mm，加热器使用电压的范围为0-90V，用于防止相邻电路被击穿。

相邻电路间隔距离与加热器的使用电压对应。具体的，如果加热器使用电压为0-30V，则相邻电路间隔距离可以为0.3-0.6mm；如果加热器使用电压为30-60V，则相邻电路间隔距离可以为0.7-1.0mm；如果加热器使用电压为60-90V，则相邻电路间隔距离可以为1.1-1.5mm；如果加热器使用电压为90V以上，则相邻电路间隔距离可以为1.6-3mm。如果相邻电路的间隔超过3mm，加热器的单个加热区11会出现温度不均的问题。

一些实施例中，加热器还包括多个加热区11，该多个加热区11沿加热器基体10的轴向间隔分布在加热器基体10的侧面；相邻的两个加热区11间隔为3-30mm。每个加热区11的形状、尺寸不做限制，根据实际情况设置。

具体的，加热器设置有间隔区(不加热的区域)，即上一个加热区11的下沿边界与下一个加热区11的上沿边界限定的区域，两个加热区11间隔为上一个加热区11的下沿边界与下一个加热区11的上沿边界的距离。例如，相邻的两个加热区11间隔可以为3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、30mm或30mm。高于3mm目的是减少不同加热区11之间的热传导影响，低于30mm是防止相邻加热区11之间出现温度死区，从而降低加热器的加热效果。

一些实施例中，通孔16的直径为加热器基体10内径的10-75％。例如，通孔16的直径可以为加热器基体10内径的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70或75％。

一些实施例中，加热器基体10高度为10-800mm；加热器基体10内径为10-300mm。例如，加热器基体10高度可以为10mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm、600mm、700mm或800mm；加热器基体10内径为10mm、50mm、100mm、150mm、200mm、250mm或300mm。

一些实施例中，加热器还包括连接区，用于连接电极12与加热区11。

一个具体的实施例中，如图10-11所示，加热器基体10的高度(加热器高度)为750mm，加热器基体10内径(加热器内径)为150mm，加热器基体10的侧面具有两个加热区11：第一加热区11A和第二加热区11B，这两个加热区11相互独立，且均为串联设置的加热区11；第一加热区11A为位于最高处的加热区11，第二加热区11B为位于最低处的加热区11，第一加热区11A和第二加热区11B均为串联电路；第一加热区11A的高度为80mm，第二加热区11B的高度为240mm，第一加热区11A和第二加热区11B间隔高度(间隔区的高度)为30mm。对应的，与第一加热区11A对应的电极12为第一组电极，其包括第一电极12A和第二电极12B；与第二加热区11对应的电极12为第二组电极，其包括第三电极12C和第四电极12D，两组电极12位于加热器基体10的底面，其中，以加热器基体10底面的中心(即加热器基体10底面的圆心)为圆心，第一电极12A、第二电极12B、第三电极12C和第四电极12D沿周向设置，且第一电极12A和第三电极12C与加热器基体10底面圆心的连线的夹角为165°，第二电极12B和第四电极12D与加热器基体10底面圆心的连线的夹角为170°。电路宽度为30mm，电极12与电路连接处15的宽度为35mm，相邻电路的间隔为1mm。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

将电极12设置在筒型加热器的底面，底面设置电极更牢固，连接件与电极的贴合更为紧密无间隙，解决了使用过程中的打火问题，提高了加热器使用安全性，延长了使用寿命。电极12的位置分布方式使电源线对加热器施加的拉力达到平衡或近似平衡态，以保证加热器的轴向位于竖直方向，不会倾斜，使加热器对被加热物的距离保持不变，保证了加热器的加热均匀性。

以上参照本发明的实施例对本发明予以了说明。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替换和修改，这些替换和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims

1.一种立式陶瓷加热器，其特征在于，包括：

加热器基体（10），为圆筒状，且具有侧面和一个底面；

加热区（11），位于所述加热器基体（10）的侧面；

多个电极组，位于所述加热器基体（10）的底面；其中，

每个电极组对应一个加热区（11），每个电极组包含正负两个电极（12），每个电极组的两个电极（12）相对设置，两个相对设置的所述电极（12）与所述加热器基体（10）底面的圆心连线夹角为150°-180°；

所述加热器基体（10）的底面具有通孔（16）；

所述通孔（16）的轴向与所述加热器基体（10）的轴向重合，所述通孔（16）的直径为所述加热器基体（10）内径的10-75%；

所述加热区（11）具有电路，电路宽度为1-10mm时，相邻的电路宽度波动小于电路宽度的宽度值的5%；电路宽度为10-20mm时，相邻的电路宽度波动小于电路宽度的宽度值的3%；电路宽度为30-40mm时，相邻的电路宽度波动小于电路宽度的宽度值的1%；

所述电极（12）包括：导电层露出部（13）；

安装孔（14），位于所述导电层露出部（13），所述安装孔（14）为阶梯孔；其中，

所述导电层露出部（13）的面积大于等于所述安装孔（14）面积；

相邻电路间隔距离与加热器的使用电压对应，加热器使用电压为0-30V，则相邻电路间隔距离为0.3-0.6mm；加热器使用电压为30-60V，则相邻电路间隔距离为0.7-1.0mm；加热器使用电压为60-90V，则相邻电路间隔距离为1.1-1.5mm；加热器使用电压为90V以上，则相邻电路间隔距离为1.6-3mm。

2.根据权利要求1所述的立式陶瓷加热器，其特征在于，

多个所述电极（12）不重合设置。

3.根据权利要求1所述的立式陶瓷加热器，其特征在于，

所述加热器基体（10）的侧面与所述加热器基体（10）的底面通过弧面连接。

4.根据权利要求1所述的立式陶瓷加热器，其特征在于，

所述电路串联或并联；其中，

所述电路串联时，电极（12）与电路连接处（15）的宽度≥所述电路的宽度；

所述电路并联时，电极（12）与所述电路连接处（15）的宽度≥两倍的所述电路的宽度。

5.根据权利要求4所述的立式陶瓷加热器，其特征在于，

所述电路等宽设置。

6.根据权利要求4或5所述的立式陶瓷加热器，其特征在于，

相邻所述电路的间隔为0.3-3mm。

7.根据权利要求1或4所述的立式陶瓷加热器，其特征在于，还包括：

多个所述加热区（11），沿所述加热器基体（10）的轴向间隔分布在所述加热器基体（10）的侧面；

相邻的两个所述加热区（11）间隔为3-30mm。

8.根据权利要求1所述的立式陶瓷加热器，其特征在于，

所述加热器基体（10）的高度为10-800mm；

所述加热器基体（10）的内径为10-300mm。