JP2002151239A

JP2002151239A - シースヒータユニット

Info

Publication number: JP2002151239A
Application number: JP2000344876A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Muto; 正昭武藤; Fukuji Nagamori; 福治永盛
Original assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Current assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱線１ａの断線時にも、容易に且つ早急に
リカバーすることができ、それにより発熱を長い時間停
止せない。【解決手段】このシースヒータユニットは、電流の通
電により熱を発生する発熱線１ａ、１ｂ…と、この発熱
線１ａ、１ｂ…を収納した金属チューブ状のシース２
と、このシース２の中に充填され、前記シース２に対し
て発熱線１ａ、１ｂ…を絶縁する絶縁体６と、前記シー
ス２の外部に引き出され、発熱線１ａ、１ｂ…に導通し
た端子４ａ、４ｂ…とを有する。単一のシース２内に、
複数本の発熱線１ａ、１ｂ…が収納され、それぞれの発
熱線１ａ、１ｂ…の端部に端子４ａ、４ｂ…が接続され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱線が金属チュ
ーブ状のシースの中に収納され、且つそのシースの中に
充填された絶縁材により絶縁されると共に、シースの外
部にその発熱線と導通する端子が導出されたシースヒー
タユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】シースヒータユニットは、ニッケルとク
ロムを主体とした合金やタンタル等からなる発熱線を、
マグネシア等からなる無機絶縁粉末を充填したステンレ
スチューブ等のシースに収納し、前記無機絶縁粉末によ
り発熱線をシースに対して絶縁している。さらに、シー
スの端部において、ターミナルアダプタを介して発熱線
に接続されたターミナルリードを導出し、そのターミナ
ルリードの端部に電源回路に接続するための端子を設け
たものである。

【０００３】このようなシースヒータユニットは、蛇行
状や螺旋状に曲げて、目的のものを加熱するのに使用さ
れている。例えば、鋳造や樹脂成型等の成型型における
ホットランナー部の加熱や、半導体ウエハ等の基板上に
種々の膜を成膜するため、その基板を加熱する基板加熱
用熱源等として使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】前記のようなシー
スヒータユニットにおける発熱線の寿命は有限であり、
長期使用によって劣化し、断線することが多々ある。そ
のため、前記のようなシースヒータユニットを用いた装
置の信頼性を確保するためには、定期的なシースヒータ
ユニットの交換が必要となる。

【０００５】例えば、前述したような半導体ウエハ等の
基板加熱装置は、化学的気相成長装置（ＣＶＤ装置）等
に使用されているが、そのようなＣＶＤ装置において、
所要の薄膜を形成するためには、その温度管理が厳密に
行われなければならない。また、ＣＶＤ装置は、それ単
独で運転される訳ではなく、その前後の工程が不可分且
つ密接に関連して運転される。そのため、もし定期的な
シースヒータユニットの交換の前に発熱線が断線した場
合、その時点で処理していた基板には所要の薄膜が成膜
できず、その前後の工程も同時に停止され、大きな損失
をもたらす。

【０００６】本発明は、従来のシースヒータユニットに
おける前述の課題に鑑み、発熱線の断線時にも、容易に
且つ早急にリカバーすることができ、それにより発熱を
長い時間停止せずに済むシースヒータユニットを提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、前記の目的
を達成するため、単一のシース２の中に複数系統の発熱
線１ａ、１ｂ…を収納し、通常はそのうち一系統の発熱
線１ａを使用して加熱を行い、万一その発熱線１ａが断
線したら、他の発熱線１ｂに切り替え、継続して加熱を
行うことを可能としたものである。

【０００８】より具体的に本発明によるシースヒータユ
ニットの構成を説明すると、このシースヒータユニット
は、電流の通電により熱を発生する発熱線１ａ、１ｂ…
と、この発熱線１ａ、１ｂ…を収納した金属チューブ状
のシース２と、このシース２の中に充填され、前記シー
ス２に対して発熱線１ａ、１ｂ…を絶縁する絶縁体６
と、前記シース２の外部に引き出され、発熱線１ａ、１
ｂ…に導通した端子４ａ、４ｂ…とを有するものであっ
て、単一のシース２内に、複数本の発熱線１ａ、１ｂ…
が収納され、それぞれの発熱線１ａ、１ｂ…の端部に端
子４ａ、４ｂ…が接続されているものである。

【０００９】このシースヒータユニットでは、単一のシ
ース２内に複数本の発熱線１ａ、１ｂ…が収納され、そ
れぞれの発熱線１ａ、１ｂ…の端部が端子４ａ、４ｂ…
に接続されているため、最初に端子４ａを介して一系統
の発熱線１ａに電源回路を接続し、加熱を行っていると
き、その発熱線１ａが断線した場合、端子４ｂを介して
別系統の発熱線１ｂに電源回路を切り替え、すぐに加熱
を継続することができる。このため、断線に対する信頼
性の高い加熱装置が得られるようになる。

【００１０】単一のシース２内に複数本の発熱線１ａ、
１ｂ…を収納すると、発熱線１ａ、１ｂ…の密度が増大
し、それら発熱線１ａ、１ｂ…同士やそれら発熱線１
ａ、１ｂ…とシース２との間のギャップが取りにくくな
る。そのため、耐絶縁性の低下が懸念される。これに対
しては、シース２の内部における発熱線１ａ、１ｂ…と
シース２との間のギャップＧを、シース２の内部におけ
る発熱線１ａ、１ｂ…の相互のギャップｇより大くする
ことにより、シース２の径を大きくすることなく発熱線
１ａ、１ｂ…とシース２との間の絶縁を確実にすること
ができ、耐絶縁性の低下を招くことが無い。他方、発熱
線１ａ、１ｂ…同士については高い絶縁性を得ることが
できないが、それらはそもそも一本ずつ使用され、同時
使用はされないため、それらの絶縁性については全く問
題にならない。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図１に本発明の一実施形態によるシースヒータユニット
の外観が示され、図２にその図１のＡ−Ａ部断面図が示
されている。

【００１２】図１と図２に示すように、このシースヒー
タユニットは、ステンレスチューブ等からなるシース２
の内部にマグネシア等の無機絶縁粉末からなる絶縁体２
を充填すると共に、この絶縁体２に埋め込まれる状態
で、ニッケルとクロムを主体とする合金やタンタル等か
らなる発熱線１ａ、１ｂを収納したものである。図２に
う示すように、このシースヒータユニットでは、単一の
シース２の中に２本の発熱線１ａ、１ｂが収納され、絶
縁体２で発熱線１ａ、１ｂ同士及び発熱線１ａ、１ｂと
シース２とが互いに絶縁されている。

【００１３】このようなシースヒータユニットのヒータ
部分は、ステンレスチューブ等からなるシース２の内部
に２本の発熱線１ａ、１ｂを収納し、さらにシース２の
内部にマグネシア粉末等の絶縁材２を充填する。その
後、これをシース２の外部からスエージングして全体を
延伸し、所定の径のシースヒータユニットとする。

【００１４】図１に示すように、シース２の端部のター
ミナルアダプタ５、５において、それぞれの発熱線１
ａ、１ｂの両端にターミナルリード３ａ、３ｂが接続さ
れると共に、ターミナルアダプタ５、５においてシース
２の端部が封止される共に、このターミナルアダプタ
５、５から前記のターミナルリード３ａ、３ｂが導出さ
れている。さらに、このターミナルリード３ａ、３ｂの
端部には、それぞれ端子４ａ、４ｂが接続されている。

【００１５】図２に示すように、各発熱線１ａ、１ｂの
間とこれら発熱線１ａ、１ｂとシース２との間にそれぞ
れギャップｇ、Ｇが設けられている。そして、各発熱線
１ａ、１ｂの間のギャップｇに比べて、発熱線１ａ、１
ｂとシース２との間のギャップＧが十分大きく、図示の
例では、発熱線１ａ、１ｂとシース２との間のギャップ
Ｇが各発熱線１ａ、１ｂの間のギャップｇの２．５倍程
ある。

【００１６】単一のシース２内に２本の発熱線１ａ、１
ｂを収納すると、発熱線１ａ、１ｂとシース２との間の
ギャップＧが取りにくくなる。しかし、発熱線１ａ、１
ｂ…同時に２本使用されることはなく、それぞれ１本ず
つ使用される場合、それらのギャップｇを小さくして
も、実用上絶縁性についての問題は生じない。そこで、
発熱線１ａ、１ｂとシース２との間のギャップＧを、発
熱線１ａ、１ｂの間のギャップｇより大くすることによ
り、シース２の径を増大せずに発熱線１ａ、１ｂとシー
ス２との間の絶縁を確実にすることができる。

【００１７】前述のようにシーズヒータユニットは、ヒ
ータ部分を蛇行状もしくは螺旋状にして目的物を加熱す
る。図３は、このようなシーズヒータユニットの使用方
法を示す。図３（Ａ）に示すように、発熱線１ａの両端
の端子４ａ、４ａに電源回路７を接続し、発熱線１ａを
発熱し、目的物を加熱する。この状態において、発熱線
１ａに断線やその他の障害が発生したとき、今後は、発
熱線１ｂの両端の端子４ｂ、４ｂに電源回路７を接続
し、発熱線１ｂを発熱し、目的物を加熱する。こによ
り、万一一方の発熱線１ａに障害が起こっても、他方の
発熱線に電源回路７を切り替え、加熱を継続することが
できる。

【００１８】図４及び図５は、本発明の他の実施形態に
よるシースヒータユニットを示すものである。このシー
スヒータユニットは、３芯の発熱線１ａ、１ｂ、１ｃを
シース２の中に収納し、絶縁体で絶縁したものである。
この例でも、発熱線１ａ、１ｂ、１ｃ相互のギャップｇ
に比べて、発熱線１ａ、１ｂ、１ｃとシース２との間の
ギャップＧが十分大きくとってある。このシースヒータ
ユニットでは、１本の発熱線１ａの他にさらに２本のバ
ックアップ用の発熱線１ｂ、１ｃが使えるので、より高
い信頼性を確保することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によるシース
ヒータユニットでは、単一のシース２内に複数本の発熱
線１ａ、１ｂ…が収納されているため、一系統の発熱線
１ａで加熱を行っているとき、その発熱線１ａが断線し
た場合でも、別系統の発熱線１ｂですぐに加熱を継続す
ることができる。このため、断線に対する信頼性の高い
加熱装置が得られるようになる。

【００２０】さらに、シース２の内部における発熱線１
ａ、１ｂ…とシース２との間のギャップＧを、シース２
の内部における発熱線１ａ、１ｂ…の相互のギャップｇ
より大くすることにより、発熱線１ａ、１ｂ…とシース
２との間の絶縁を確実にすることができ、耐絶縁性の低
下を招くことが無く、所要の絶縁特性を有するシースケ
ーブルユニットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるシースケーブルユニ
ットを一部省略して示した全体図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】同実施形態によるシースケーブルユニットの使
用例を示す概略結線図である。

【図４】本発明の他の実施形態によるシースケーブルユ
ニットを一部省略して示した全体図である。

【図５】図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【符号の説明】

１ａ発熱線１ｂ発熱線１ｃ発熱線２シース３ａターミナルリード３ｂターミナルリード３ｃターミナルリード４ａ端子４ｂ端子４ｃ端子５ターミナルアダプタ６絶縁体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流の通電により熱を発生する発熱線
（１ａ）、（１ｂ）…と、この発熱線（１ａ）、（１
ｂ）…を収納した金属チューブ状のシース（２）と、こ
のシース（２）の中に充填され、前記シース（２）に対
して発熱線（１ａ）、（１ｂ）…を絶縁する絶縁体
（６）と、前記シース（２）の外部に引き出され、発熱
線（１ａ）、（１ｂ）…に導通した端子（４ａ）、（４
ｂ）…とを有するシースヒータユニットにおいて、単一
のシース（２）内に、複数本の発熱線（１ａ）、（１
ｂ）…が収納され、それぞれの発熱線（１ａ）、（１
ｂ）…の両端に端子（４ａ）、（４ｂ）…が接続されて
いることを特徴とするシースヒータユニット。
【請求項２】シース（２）の内部における発熱線（１
ａ）、（１ｂ）…とシース（２）との間のギャップ
（Ｇ）が、シース（２）の内部における発熱線（１
ａ）、（１ｂ）…の相互のギャップ（ｇ）より大きいこ
とを特徴とする請求項１に記載のシースヒータユニッ
ト。