JP2005183272A - 膜状ヒータとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 膜状ヒータは、低電気抵抗のパターニングされた炭化ケイ素膜からなり、通電により発熱する発熱体4と、高電気抵抗の膜状の炭化ケイ素膜からなり、前記発熱体4を支持すると共に、同発熱体4で発生した熱を面方向に伝熱する均熱膜5とを有するものである。このような膜状ヒータは、発熱体4のパターンに従い溝2を形成したカーボンからなる支持体1の表面上に低電気抵抗の炭化ケイ素膜3を成膜した後、支持体1の表面上を平面研削することにより、溝2内の発熱体4として残して他の炭化ケイ素膜3を除去し、その後支持体1の表面上に高電気抵抗の炭化ケイ素膜からなる均熱膜5を成膜した後、支持体1を焼却する。
【選択図】 図3
Description
このようにして製造されるヒータ線は、線状にパターニングされているため、そのまま使用すると、ヒータ線とその中間の部分とで温度差が生じ、均一な温度分布が得られない。そこで、ヒータ線を熱伝導が良好な膜やシートに張り合わせて使用する。この熱分散用の膜やシートは、絶縁性を有し、且つ熱伝導率が高いことが必要である。そこで従来では、絶縁膜を介して金属膜や金属シートにヒータ線を貼り付けている。
この膜状ヒータの製造方法では、カーボンからなる支持体1を酸化雰囲気中で熱処理して焼却するのに前後して、発熱体4の両面側にそれぞれ1層以上の均熱膜5、6を成膜するのがよい。
以下、このような本発明の実施例について、図面を参照しながら具体例を挙げて詳細に説明する。まず、膜状ヒータの製造方法をその工程順に説明する。
溝2の形成手段としては、パターンが穿孔されたマスク或いはパターンに従って印刷されたホトレジスト等を使用したエッチング、或いは精密切削加工等、適宜の手段を使用する。
このような支持体1を用意したうえで、次に図3(a)に示すように、溝2を有する支持体1の表面上に低電気抵抗の炭化ケイ素膜3を成膜する。成膜手段としては、化学的気相成長法(CVD法)によることができる。
次に、この支持体1の表面を平面研削することにより、図3(b)に示すように、同支持体1の表面に成膜した炭化ケイ素膜3を削除する。研削する深さは炭化ケイ素膜3の膜厚より若干深い程度とする。これにより、支持体1の溝2内の炭化ケイ素膜がパターニングされた発熱体4として残る。当然のことながら、この発熱体4は支持体1の溝2のパターンに従ってパターニングされている。
次に、図3(e)に示すように、発熱体4を挟むように、発熱体4を有する均熱膜5の表面側に高電気抵抗を有する炭化ケイ素膜、すなわち絶縁体としての炭化ケイ素膜を成膜する。この炭化ケイ素膜は均熱膜5と同様に、絶縁体であって、且つ発熱体4で発生した熱を膜の面方向に伝達して展開する均熱膜6となるものである。
なお、均熱膜5、6はそれぞれ単層の炭化ケイ素膜ではなく、複層の炭化ケイ素膜或いは他の膜を積層した複合膜であってもよい。
図1〜図3により前述した製造方法では、溝2を有する支持体1の表面上に低電気抵抗の炭化ケイ素膜3を成膜した後、支持体1の表面を平面研削することによりパターニングされた炭化ケイ素膜からなる発熱体4を得た。これに対し、図5に示す製造方法では、既に述べたように、既知のホットプレス法による予め成形された炭化ケイ素膜からなる発熱体4を使用する。例えば、炭化ケイ素粉末をホットプレス法により成型してなる炭化ケイ素焼結体を、放電加工等によりスライスした後、線状にパターニングし、さらに面取り、洗浄、乾燥、研磨等を行うことにより発熱体4を得る。
すなわち、図5(b)に示すように、発熱体4とそれを支持している支持体1の表面上に高電気抵抗を有する炭化ケイ素膜、すなわち絶縁体としての炭化ケイ素膜を成膜し、均熱膜5を形成する。
次に、図5(d)に示すように、発熱体4を挟むように、発熱体4を有する均熱膜5の表面側に高電気抵抗を有する炭化ケイ素膜、すなわち絶縁体としての炭化ケイ素膜を成膜し、均熱膜6を形成する。これにより、図3により前述した方法により製造されたものと同様の膜状ヒータが得られる。
この製造方法では、まず図6(a)に示すように、高電気抵抗の炭化ケイ素膜からなる均熱膜5を成膜する。そして、この高電気抵抗の炭化ケイ素膜5からなる均熱膜5の表面上に発熱体4のパターンに従って溝7を形成する。溝7の形成手段としては、前述したカーボンの支持体1と同様に、パターンが穿孔されたマスク或いはパターンに従って印刷されたホトレジスト等を使用したエッチング、或いは精密切削加工等、適宜の手段を使用する。
この製造方法では、まず図7(a)に示すように、高電気抵抗の炭化ケイ素膜からなる均熱膜5を用意する。
次に図7(b)に示すように、均熱膜5の表面上に低電気抵抗の炭化ケイ素膜3を成膜する。成膜手段としては、図3により前述した方法と同様、化学的気相成長法(CVD法)によることができる。
5 均熱膜
6 均熱膜
1 支持体
3 支持体の表面の溝
3 低電気抵抗の炭化ケイ素膜
Claims (7)
- 低電気抵抗のパターニングされた炭化ケイ素膜からなり、通電により発熱する発熱体(4)と、高電気抵抗の膜状の炭化ケイ素膜からなり、前記発熱体(4)を支持すると共に、同発熱体(4)で発生した熱を面方向に伝熱する均熱膜(5)とを有することを特徴とする膜状ヒータ。
- 発熱体(4)と均熱膜(5)とが共に化学的気相成長法により成膜された膜状体からなることを特徴とする請求項1に記載の膜状ヒータ。
- カーボンからなる支持体(1)の表面上にパターニングされた低電気抵抗の炭化ケイ素膜かならなる発熱体(4)を支持する工程と、支持体(1)の表面上に高電気抵抗の炭化ケイ素膜からなる均熱膜(5)を成膜する工程と、カーボンからなる支持体(1)を酸化雰囲気中で熱処理して焼却し、発熱体(4)と均熱膜(5)のみを残す工程とを有することを特徴とする膜状ヒータの製造方法。
- 支持体(1)の表面上にパターニングされた低電気抵抗の炭化ケイ素膜かならなる発熱体(4)を支持する工程が、発熱体(4)のパターンに従い溝(2)を形成した支持体(1)の表面上に一様に低電気抵抗の炭化ケイ素膜(3)を成膜した後、この支持体(1)の表面上を平面研削することにより、溝(2)内の炭化ケイ素膜(3)のみを発熱体(4)として残す工程であることを特徴とする請求項3に記載の膜状ヒータの製造方法。
- カーボンからなる支持体(1)を酸化雰囲気中で熱処理して焼却する前後に、発熱体(4)の両面にそれぞれ1層以上の高電気抵抗の炭化ケイ素膜からなる均熱膜(5)、(6)を成膜することを特徴とする請求項3または4に記載の膜状ヒータの製造方法。
- 高電気抵抗の炭化ケイ素膜からなる均熱膜(5)の上に低電気抵抗の炭化ケイ素膜(3)を成膜する工程と、この低電気抵抗の炭化ケイ素膜(3)をパターニングして発熱体(4)を形成する工程と、この発熱体(4)を挟んで均熱膜(5)の上に高電気抵抗の炭化ケイ素膜からなるもう1層の均熱膜(5)を成膜する工程とを有することを特徴とする膜状ヒータの製造方法。
- 発熱体(4)と均熱膜(5)とを共に化学的気相成長法により成膜することを特徴とする請求項3〜6の何れかに記載の膜状ヒータの製造方法。
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