JP2009535801A

JP2009535801A - サセプタの製造方法、及び、この方法によって製造されたサセプタ

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Publication number: JP2009535801A
Application number: JP2009507579A
Authority: JP
Inventors: ヤンチュルリー; マンホワンキム; ヨンセオキム
Original assignee: ダンスンエレクトロンカンパニーリミテッド
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2009-10-01
Also published as: WO2007126228A1

Abstract

本発明はヒータの埋込みとともにサセプタボディとカバーを接合するサセプタの製造方法に係る。本発明は、少なくとも１つ以上の凸部を備えたサセプタカバーを形成する段階と、凸部と対応する溝部を含むサセプタボディを形成する段階と、サセプタカバーとサセプタボディを鍛造結合して、凸部及び溝部のど少なくとも一方の一部の塑性変形によって整合させる段階とを含み、凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状が少なくとも一方の一部で異なる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウェハ、液晶パネル太陽電池用のシリコン単結晶ウェハなどを支持して加熱するためのサセプタ（Ｓｕｓｃｅｐｔｅｒ）の製造方法に係り、より詳しくは液晶表示装置のアレイ基板とカラー基板などのようなガラス材の透明基板表面をガス雰囲気で真空蒸着する真空チャンバの内部に仮設して、ガラス基板を装着させ、加熱または冷却させる液晶表示装置製造用サセプタにおいて、アルミニウム材のサセプタ内部に埋め込まれるヒータを密封するためのサセプタの製造方法に関するものである。

一般的に、液晶表示装置はアレイ基板とカラー基板との間に液晶を注入し、その特性を利用して映像効果を得る非発光素子であり、このようなアレイ基板とカラー基板はそれぞれ透明ガラスなどの材質でなる透明ガラス基板上に多数回にかけた薄膜の蒸着、パターニング及び食刻工程によって製造される。この場合、工程チャンバの内部に反応及びソース物質がガス状で流入して蒸着工程を進めようとする場合、工程チャンバの内部には透明ガラス基板が装着され、透明ガラス基板の蒸着に適切な温度に加熱させるように、ヒータが内部に埋め込まれるサセプタが設置される。このようなサセプタは、液晶表示装置の世代が進行するほど加工される透明ガラス基板のサイズも相対的に大型化していく。

図１は従来技術によるサセプタの構造を概略的に示す例である。

図１に基づいて従来のサセプタの構造を概略的に説明すれば、サセプタはサセプタボディ１００、ヒータ１０１、及び支持フレーム１０６で構成される。

サセプタボディ１００には、ヒータを多様なパターンの支線状に埋め込むための埋込溝１０２が形成されており、埋込溝１０２にパターン形態と一致するヒータ１０１が埋め込まれてサセプタの温度を調節し、サセプタの上面に支持フレーム１０６があり、支持フレーム１０６上に液晶表示装置用透明ガラス基板１０７が置かれる。

このような液晶表示装置用透明ガラス基板を真空蒸着するための熱板として使用されるサセプタにヒータを張設する従来方法において、図２及び図３はサセプタにヒータを埋め込む方法を示す。

図２及び図３に示すように、アルミニウム合金材のサセプタボディ１００の底面部にヒータ１０１を埋め込むための埋込溝１０２を多様なパターンの支線状にし、埋込溝１０２にヒータ１０１を埋設した後、アルミニウム素材の密封カバー１０３を設置することで、ヒータ１０１を固定、密封させる。

しかし、前述したような従来技術は、次のような問題点を持っている。図４に示すように、密封カバー１０３とヒータ１０１との間、ヒータ１０１とサセプタボディ１００の埋込溝との間に隙間１１０が生ずる問題点がある。すなわち、図４に示すように、ヒータ１０１は中心部の熱線１０１ａによって発熱し、前記熱はヒータ棒カバー１０１ｂを介してサセプタボディ１００に伝達されるが、前記隙間１１０によってヒータ１０１の中心部に位置する熱線１０１ａで発生した熱がサセプタボディ１００に正常的に伝達されないから、サセプタ全体の温度均一性が悪化してヒータ１０１自体の温度も局所的に不均一になり、ヒータ熱線１０１ａの早期断線などが発生する問題点がある。よって、アレイ基板、カラーフィルタ基板などの製作の際、製品不良発生のおそれが大きくなり、製品の品質低下とともに生産性が落ちる問題点が発生する。

したがって、本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、サセプタボディとヒータとの間、及び密封カバーとヒータとの間の隙間を除去してサセプタ全体の温度均一性を向上させて透明ガラス基板の加工性及び生産性を向上させ、高品格の液晶表示装置用透明ガラス基板を量産することができるようにすることにその目的がある。

本発明の第１観点によれば、本発明は、（ａ）少なくとも１つ以上の凸部を備えたサセプタカバーを形成する段階と、（ｂ）前記凸部と対応する溝部を含むサセプタボディを形成する段階と、（ｃ）前記凸部及び溝部の中で少なくとも一方が塑性変形で整合するように前記サセプタカバーと前記サセプタボディを鍛造結合する段階とを含み、挿入方向視の前記凸部及び溝部の断面形状が少なくとも一方の一部で異なるようにするサセプタの製造方法を提供する。

本発明によるサセプタの製造方法によれば、サセプタカバーとサセプタボディが鍛造結合され、凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状が少なくとも一方の一部で異なるようにすることで、鍛造結合の際、サセプタカバーの凸部が塑性変形によってサセプタボディの溝部に整合するようにするなどの方法を使用することにより、結合時に過度な圧力が不要であり、塑性変形による整合によって、サセプタカバーとボディの接合面に割れ目や空隙が形成されて熱伝逹が低下する問題点を相当に解決することができる。

本発明によるサセプタの製造方法の最良の様態は、少なくとも１つ以上の凸部を備えたサセプタカバーを形成し、上記凸部と対応する溝部を含むサセプタボディを形成し、上記凸部及び溝部の中で少なくとも一方が塑性変形で整合するように、上記サセプタカバーと上記サセプタボディを鍛造結合することで製造される。ここで、上記凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状が少なくとも一方の一部で異なるものである。また、上記溝部の少なくとも１つ以上にヒータを埋め込むことが好ましく、上記溝部の垂直方向視の断面積は上記溝部の中心部にいくほど徐々に増加するように形成することが好ましい。

さらに、上記溝部の断面積は上記溝部の底面にいくほど徐々に増加するように形成することが好ましく、上記溝部の側面一部が上記溝部外側方向に凹凸を形成するか窪んでいる構造に形成することも好ましい。

［実施例］
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

１．第１実施例
本発明の第１実施例によるサセプタの製造方法は、図５に示すように、少なくとも１つ以上の凸部３０１が形成されたサセプタカバー３００を形成し（図５（ａ））、このサセプタカバー３００の凸部３０１に対応する少なくとも１つの溝部３０３が形成されたサセプタボディ３１０を形成した後（図５（ｂ））、サセプタカバー３００とサセプタボディ３１０を鍛造結合する。そして、鍛造結合の際、塑性変形によって整合するように、凸部３０１及び溝部３０３の挿入方向視の断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるように形成する（図５（ｃ））。ここで、凸部３０１はサセプタカバー３００と一体的に形成することができ、独立して形成することもできることは言うまでもない。

すなわち、溝部３０３の垂直断面積Ａ’が中心部で広くなる形状に形成することにより、凸部３０１が溝部３０３に鍛造結合されれば、塑性変形によって凸部３０１が溝部３０３に整合するようになる。このように塑性変形された凸部３０１の形状は溝部３０３に正確に嵌め込まれるロッキング効果（ＬｏｃｋｉｎｇＥｆｆｅｃｔ）を果たすことができる。

また、サセプタへの機能を果たすために、溝部３０３の少なくとも１つ以上にヒータ３１５が埋め込まれ、これに対応する凸部３０１の頭部は窪んだ溝構造に形成される。

参考のため、鍛造結合または鍛接（ＦｏｒｇｅＷｅｌｄｉｎｇ）は鋼鉄や軟鉄の接合作業に昔から使用されている。表面の酸化被膜を除去してきれいにした二つの金属を適当な温度に加熱し、突き合わせてたたけば、互いに拡散して接合するようになる。この現象を利用して高温に加熱した金属を強圧して接合することが鍛接である。

しかし、このような鍛造結合は堅固な接合方法であるにもかかわらず、凸部と溝部の間に接合しない余分の空間を強い圧力で接合させるため、過度な圧力が要求されるだけでなく、この過度な圧力によって接合部分に変形による隙間などが発生することになり、このように隙間が生じた部分は熱伝逹効率を低下させることになる。

そのため、本発明は、前述した問題点を解決するために、鍛造結合の際、塑性変形によって整合するように凸部及び溝部の挿入方向視の断面積を少なくとも一方の一部で異なるようにすることで、低圧力でも手軽く整合させることができるだけでなく、まるで掛けられた錠のような‘ロッキング効果（ＬｏｃｋｉｇｎＥｆｆｅｃｔ）’まで得ることができる。

また、参考のため、塑性変形（ＰｌａｓｔｉｃＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）とは固体に外力を加えて永久に外形が変化された状態で残る変形を言う。固体に外部から力を加えれば形状が変わるが、弾性の範囲内では外力を除去すれば再び元の形状に戻るから、永久に外形を変えるためには、弾性限界以上の力を加えなければならない。

すなわち、塑性変形を引き起こすためには、弾性変形範囲以上の外力を加えなければならない。

一般的に、塑性変形させる方法は、目的とする最後の形状によって様々あるが、板を作るためには圧延、棒管を作るためには押出し、引抜及び圧延、線を作るためには引抜、伸線などの工程が使用され、複雑な外形に作るためには鍛造プレスなどの工程が使用される。

本発明に使用するサセプタの材質は、一般的にアルミニウムなどの金属を使用するようになるので、鍛造の際、一定部分の変形が起こり、特定の力以上の圧力を加えれば、塑性変形が起こるものである。このような原理を利用すれば、図５（ｃ）に示すように、凸部３０１及び溝部３０３の断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるようにして、塑性変形を収容する空間を予め用意しておくことにより、過度な力が不要になり、接合部分間の反発力を減らして変形を最小化する効果があるので、熱伝逹及び効率の面で優れたサセプタを提供することができる。

２．第２実施例
本発明の第２実施例によるサセプタの製造方法は、図６に示すように、底面が広くなる形状の溝部３０４と凸部３０１が鍛造結合する。その他の残りの構成要素及び説明は第１実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図６に示すように、凸部３０１及び溝部３０４の断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるもので、底面が広くなる形状の溝部３０４と凸部３０１が鍛造結合し、鍛造結合の際、凸部３０１が外圧によって塑性変形で溝部３０４に整合する方法を示すものである。

３．第３実施例
本発明の第３実施例によるサセプタの製造方法は、図７に示すように、溝部３０５の側面一部が凹凸になる。その他の残りの構成要素及び説明は第１実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図７に示すように、溝部３０５の側面一部が凹凸になり、凸部３０１及び溝部３０５の挿入方向視の断面積Ａ、Ａ’が互いに異なるように形成することで、塑性変形による整合を成すことができるようにする構造になっている。よって、ボルトとナットの螺合のように整合を成すことで、安定して堅固な結合を成すことができる。

４．第４実施例
本発明の第４実施例によるサセプタの製造方法は、図８に示すように、溝部３０６の側面一部が窪んでいる構造でなる。その他の残りの構成要素及び説明は第１実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図８に示すように、溝部３０６の側面一部が窪み、凸部３０１及び溝部３０６の挿入方向視の断面積Ａ、Ａ’が互いに異なるようにすることで、鍛造結合の際、低圧力で塑性変形による整合を成すことができるようにして、安定して堅固な結合を成すことができる。

このように、凸部３０１及び溝部３０６の形状は断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なる形状のもので、塑性変形を収容する空間を確保するという点で多様な形状に鍛造結合することができることは言うまでもない。

５．第５実施例
本発明の第５実施例によるサセプタの製造方法は、図９に示すように、板状のヒータ３１６が埋め込まれ、凸部３０２の頭部が板状溝の構造になる。その他の残りの構成要素及び説明は第１実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図９に示すように、溝部３０３に板状のヒータ３１６が埋め込まれる場合、これに対応して、接合される凸部３０２の頭部は板状溝構造に形成されることが好ましい。特に、凸部３０２の溝構造は、入口部分がヒータ３１６の断面積より広くすることで、塑性変形による鍛造結合が容易になるようにする構造である。

板状のヒータ３１６より凸部３０２の溝構造の入口部分を広く形成することで、ヒータ３１６を取り囲んで接合すれば、ヒータ３１６の接合面全体に均一な力が加わることにより、変形、割れ目及び空隙（Ｖｏｉｄ）なしに堅固に結合される利点がある。

６．第６実施例
本発明の第６実施例によるサセプタの製造方法は、図１０に示すように、少なくとも底面に１つ以上の溝部３３２が形成されたサセプタボディ３３０を形成し、この溝部３３２の中で少なくとも１つ以上にヒータ３３５を埋め込み、溝部３３２に対応するカバー３４０を形成して鍛造結合することで、塑性変形によって整合させるもので、カバー３４０及び溝部３３２の挿入方向視の断面積が互いに異なるようにしてサセプタを製造するようになる。

本発明の第６実施例は、ヒータ３３５が埋め込まれた溝部３３２が底面に形成されたサセプタボディ３３０の溝部にカバーを鍛造結合する方法であって、それぞれの溝部３３２及びカバー３４０を個別的に鍛造結合する。すなわち、このような方法は個別的な鍛造結合のもので、凸部が１つ以上形成されているサセプタカバーとサセプタボディを全体的に結合する場合に発生し得る不安定性、及び工程上高度の精密性が要求される負担を減らすことができるという側面で利点がある。また、図１０に示すように、予めカバー３４０及び溝部３３２の断面形状が少なくとも一方の一部で異なるように形成して、塑性変形による鍛造結合となるように空間を確保する。すなわち、溝部３３２の挿入方向視の断面積をカバー３４０より広く形成し、その形状は溝部３３２の中心に行くほど広くなる形状である。また、最初に挿入されるカバー３４０の頭部はヒータ３３５と対応して接合するように溝構造に形成され、その断面積または曲率半径も、塑性変形による接合できるように、ヒータ３３５の曲率半径と異なるように形成することが好ましい。

すなわち、カバー３４０が鍛造結合するとき、予め一部の断面形状が広くなった溝部３３２に挿入され、一定の力以上の圧力を加えれば、塑性変形が起こって溝部３３２とカバーが３４０が整合する。このような整合は‘ロッキング効果’をもたらすだけでなく、小さい力で容易に結合されるので、変形及び空隙の形成が相当に減少した堅固な結合をなすようになる。

７．第７実施例
本発明の第７実施例によるサセプタの製造方法は、図１１に示すように、金属合金層を利用したサセプタの製造方法の一部工程を示す。その他の残りの構成要素及び説明は第６実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図１１に示すように、まず、カバー３４０をサセプタボディ３３０とは材質が異なる金属３５０で薄くコートする（図１１（ａ））。コートされたカバー３４０はカバーと対応し、カバー３４０の断面積Ａより溝部３３２の一部の断面積Ａ’が広く形成され、ヒータが埋め込まれた溝部３３２に鍛造結合する。そして、鍛造結合の際、外部で一定温度の熱を加えれば（図１１（ｂ））カバー３４０と溝部３３２の接合面に合金層３５２が形成される（図１１（ｃ））。

このように、カバー３４０と溝部３３２の接合面に合金層３５２を形成することは、カバー３４０及び溝部３３２の接合面で発生し得る酸化層を防止して接合部分の腐食による結合堅固性の低下を防止するためである。また、薄層で合金層３５２を形成するので、熱を加える過程で微少に発生し得る隙間や空隙をこの合金層３５２が満たして堅固な結合を一層強化させるようになる。

ここで、サセプタボディ３３０は、アルミニウムを材質として、コーティングは亜鉛（Ｚｎ）を利用して形成することにより、アルミニウム−亜鉛合金層３５２を形成するようになる。このような合金層３５２は亜鉛（Ｚｎ）だけでなくニッケル、クロムなども可能である。すなわち、サセプタの材質とは異なりながらも、酸化被膜の形成が少なく、低温で合金を形成することができる材質であればいずれの材質も可能であることは当業者に明らかである。

このように、前述した本発明によるサセプタの製造方法を提供すれば、前述した凸部またはカバー及び溝部の挿入方向視の断面形状が少なくとも一方の一部で異なるようにすることで、予め確保した空間によって塑性変形による整合を容易に成すことができるようにし、より堅固で安定した結合を成すことができ、接合部分に更なるライン熔接またはろう付けなどの処理の際、結合状態を維持するための支持圧力が不要になって製造工程が単純になり、製品単価を低めることができるという大きい利点がある。

８．第８実施例
本発明の第８実施例によるサセプタの製造方法は、図１２に示すように、少なくとも１つ以上の凸部３６２が形成されたサセプタカバー３６０を形成し（図１２（ａ））、このサセプタカバー３６０の凸部３６２に対応する少なくとも１つの溝部３７２が形成されるサセプタボディ３７０を形成した後、溝部３７２の側面一部に、冷媒が流動することができる冷却路３７７を形成し、溝部３７２の底面にヒータ３７５を埋め込み（図１２（ｂ））、サセプタカバー３６０とサセプタボディ３７０を鍛造結合する。そして、鍛造結合の際、塑性変形によって整合するように、凸部３６２及び溝部３７２の挿入方向視の断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるように形成する（図１２（ｃ））。ここで、凸部３６２はサセプタカバー３６０と一体的に形成することができ、独立して形成することもできることは言うまでもない。

すなわち、溝部３７２の垂直方向視の断面積Ａ’が中心部で広くなる形状に形成することにより、凸部３６２が溝部３７２に鍛造結合されれば、塑性変形で溝部３７２に整合するようになる。このように、塑性変形された凸部３６２の形状は溝部３７２に正確に嵌め込まれるロッキング効果を発揮することができる。

さらに、凸部３６２と溝部３７２の強度または硬度を互いに異なるようにすることが好ましい。これは、凸部３６２及び溝部３７２の塑性変形によって整合するとき、いずれか１つの強度または硬度が異なれば、より容易に塑性変形が起こることができるからである。そして、このような凸部３６２及び溝部３７２の強度または硬度を互いに異なるようにする方法は、各金属の熱処理を違って行えば良い。

そして、図１２に示すように、サセプタ溝部３７２の底面にヒータ３７５を埋め込むと同時に、溝部３７２の側面一部に溝を形成して冷却路３７７を形成し、その後、塑性変形による鍛造結合を行えば、従来に独立的に冷却路を形成するために別に工程を行わなければならない難しさを避け、ヒータの埋込みと同時に冷却路３７７を形成させることにより、工程が一層簡単になり、コストが相当に節減することができる利点がある。また、溝部３７２の側面一部に溝構造の冷却路３７７を形成することにより、塑性変形による鍛造結合を行えば、従来の上下板の合着、または冷却流路管を埋め込む工程より遙かに堅固になり、ヒータ３７５に一層近く容易に冷却路３７７を形成することができるので、冷却効率を向上させることができる。

９．第９実施例
本発明の第１１実施例によるサセプタの製造方法は、図１３に示すように、溝部３７２の側面に形成された冷却路３７７に冷却管３７９を埋め込むサセプタの製造方法を示す。その他の残りの構成要素及び説明は第８実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図１３に示すように、溝部３７２の側面に冷却路３７７を形成した後、冷却管３７９をさらに埋め込む方法を示す。これは、サセプタカバー３６０との塑性変形による鍛造結合を行って冷却路３７７を形成する過程で冷却路３７７が詰まるか局所的に管路の通孔が狭くなることができるが、これを避けるために、その空間に冷却管３７９を埋め込んで、安定して均一に冷媒が流通するようにするためである。ここで、冷却管３７９は冷却路３７７の全てに埋め込むことができ、部分的に均一な分布で埋め込むこともできることは言うまでもない。

１０．第１０実施例
本発明の第１０実施例によるサセプタの製造方法は、図１４に示すように、底面が広くなる形状の溝部３７３と凸部３６２が鍛造結合するものを示す。その他の残りの構成要素及び説明は第８実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図１４に示すように、凸部３６２及び溝部３７３の断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるもので、底面が広くなる形状の溝部３７３と凸部３６２が鍛造結合し、鍛造結合の際、凸部３６２が外圧による塑性変形によって溝部３７３に整合する方法を示す。

図１４に例示した方法も溝部３７３の側面に溝構造の冷却路３７７をヒータ３７５の埋込みとともに形成すれば、簡単な工程で冷却装置を具現することができ、工程容易性による時間短縮及び費用節減の効果をもたらすことができる。このように、凸部３６２及び溝部３７３の形状は断面積Ａ、Ａ’が互いに異なる形状のもので、塑性変形を収容する空間を確保する多様な形状に鍛造結合することができることは言うまでもない。

１１．第１１実施例
本発明の第１１実施例によるサセプタの製造方法は、図１５に示すように、溝部３７３の側面に三角管形の冷却路３７８を形成するサセプタの製造方法を示す。その他の残りの構成要素及び説明は第８実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図１５に示すように、凸部３６２及び溝部３７３の断面形状Ａ、Ａ’を少なくとも一方の一部で異なるようにして、塑性変形を収容する空間を確保し、ヒータ３７５と接合する凸部３６２の頭部を溝構造に形成し、管状のヒータ３７５の曲率半径（ｒ）と凸部３６２の頭部の曲率半径（Ｒ）を互いに異なるようにして、鍛造結合の際、塑性変形による整合がなされるようにする。

そして、上記凸部３６２と対応する溝部３７３の側面に三角管形の冷却路３７８を形成して、サセプタカバー３６０とサセプタボディ３７０が鍛造結合するとき、塑性変形による整合がなされるにつれて堅固な結合による冷却路３７８を容易に形成することができる。その他にも、設計及び工程条件によって最適の形状に冷却路を多様に形成することができることは当業者に明らかである。

また、凸部３６２の頭部の曲率半径（Ｒ）をより大きくしたことは、凸部３６２の頭部はヒータ３７５と鍛造結合されて接合する部分であるので、ヒータ３７５を取り囲みながら自然に塑性変形するようにするためであり、ヒータ３７５の丸い面全体に均一な力が加わるようにするためである。

すなわち、ヒータ３７５の取り囲む丸い面に均一な力が加わることにより、鍛造圧（ＦｏｒｇｉｎｇＰｒｅｓｓｕｒｅ）がヒータ３７５の一部に集中して変形を起こすか、接合部分の非整合によった空隙が形成されることを防止することができる。もちろん、凸部の溝構造の曲率半径が同じかより小さい場合にも、塑性変形による整合がなされることができることは言うまでもない。

また、ヒータ３７５の表面の形状を凹凸構造に形成することが好ましい。これは、ヒータ３７５の表面を凹凸構造に形成すれば、塑性変形によって凸部３６２と整合するとき、接触断面積が広くなって熱伝逹効率が高くなる効果を得ることができるからである。もちろん、凹凸構造の以外にも、ヒータ３７５の表面の接触断面積を高めることができる構造であれば、いずれの形状も可能である。

そして、ヒータ３７５の材質を埋め込まれるサセプタボディ３７０と同じ材質で形成するか、熱膨張率の同一な材質で形成することが好ましい。これは、ヒータ３７５とサセプタボディ３７０の材質及び熱膨張率が異なる場合、加熱によって膨張程度が違って接合面に空隙などが形成されて熱伝逹効率を低下させることを防止することができるからである。

１２．第１２実施例
本発明の第１２実施例によるサセプタの製造方法は、図１６に示すように、少なくとも底面に１つ以上の溝部３９２が形成されたサセプタボディ３８０を形成し、溝の中で少なくとも１つ以上にヒータ３８５を埋め込み、溝部３９２の側面に冷却路３９５を形成する。そして、溝部３９２に対応するカバー３９０を形成し、鍛造結合して塑性変形によって整合させることで、カバー３９０及び溝部３９２の挿入方向視の断面形状が互いに異なるようにサセプタを製造するようになる。

図１６に示すように、底面にヒータ３８５が埋め込まれ、側面に冷却路３９５が形成された溝部３９２を含むサセプタボディ３８０の溝部３９２にカバー３９０を鍛造結合する方法であって、それぞれの溝部３９２及びカバー３９０を個別的に鍛造結合しなければならないという点で違っている。すなわち、このような方法は個別的な鍛造結合によるもので、凸部が１つ以上形成されているサセプタカバーとサセプタボディを全体的に結合する場合に発生し得る不安定性及び工程上高度の精密性が要求される負担を減らすことができるという面で利点がある。

そして、予めカバー３９０及び溝部３９２の断面形状を少なくとも一方の一部で異なるように形成して、塑性変形による鍛造結合がなされるように空間を確保する。すなわち、溝部３９２の挿入方向視の断面積がカバー３９０より広く形成し、その形状は溝部３９２の中心に行くほど広くなる形状である。また、最初に挿入されるカバー３９０の頭部はヒータ３８５と対応して接合するように溝構造に形成して、その断面積または曲率半径も塑性変形による接合ができるようにヒータ３８５の曲率半径と同一にまたは異なるように形成する。

すなわち、カバー３９０が鍛造結合するとき、予め一部の断面形状が広くなった溝部３９２に挿入され、一定の力以上の圧力を加えれば、塑性変形が起こって溝部３９２とカバーが３９０が整合するようになる。このような整合は‘ロッキング効果’をもたらすだけでなく、小さい力で容易に結合されるので、変形及び空隙の形成が相当に減少した堅固な結合をなすようになる。

同時に、溝部３９２の側面一部に形成された冷却路３９５があるので、カバー３９０が溝部３９２に塑性変形によって鍛造結合すれば、自然に管路形態の冷却路３９５が形成されるので、従来に独立して個別的に形成した冷却路を容易にヒータの周囲に堅固な結合で形成することができる利点がある。

１３．第１３実施例
本発明の第１３実施例によるサセプタの製造方法は、図１７に示すように、溝部の側面に冷却路３９５を形成し、その位置にさらに冷却管３９７を形成する。その他の残りの構成要素及び説明は第１２実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、サセプタボディ３８０の溝部３９２と個別カバー３９０との塑性変形による鍛造結合で冷却路３９５を形成する過程で冷却路３９５が詰まるか局所的に管路の通孔が狭くなることができるので、これを避けるために、その空間に冷却管３９７を埋め込んで、安定して均一に冷媒が流通するようにするためである。

１４．第１４実施例
本発明の第１４実施例によるサセプタの製造方法は、図１８に示すように、金属合金層３９９を形成したサセプタの製造方法である。その他の残りの構成要素及び説明は第１１実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、図１８に示すように、カバー３９０をサセプタボディ３８０とは異なる材質の金属３９８で薄くコートする（図１８（ａ））。コートされたカバー３９０は通常のカバーに相当し、カバー３９０の断面積Ａより溝部３９２の一部の断面積Ａ’を広く形成し、その側面一部に溝を形成して冷却路３９５を形成するとともにヒータ３８５を溝部３９２の底面に埋め込む。そして、カバー３９０を溝部３９２に鍛造結合する。鍛造結合の際、外部から一定温度の熱を加えれば（図１８（ｂ））、カバー３９０と溝部３９１の接合面に合金層３９９が形成される（図１８（ｃ））。

このようにカバー３９０と溝部３９２の接合面に合金層３９９を形成することは、カバー３９０及び溝部３９２の接合面で発生し得る酸化層を防止して接合部分の腐食による結合堅固性の低下を防止するためである。また、薄層で合金層３９９を形成することにより、熱を加える過程で微小に発生し得る隙間や空隙をこの合金層３９９で満たして一層堅固な結合になるようにする。

ここで、サセプタボディ３８０は、アルミニウムを材質とし、コーティングは亜鉛（Ｚｎ）を利用して形成することにより、アルミニウム−亜鉛合金層３９９を形成するようになる。このような合金層３９９は亜鉛（Ｚｎ）だけでなくニッケル、クロムなども可能である。すなわち、サセプタボディ３８０の材質と違いながらも、酸化被膜の形成が少なく、低温で合金を形成することができる材質であれば、いずれの材質も可能であることが当業者に明らかである。

このように、前述した本発明によるサセプタの製造方法を提供すれば、前述した凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状を少なくとも一方の一部で異なるようにすることで、予め確保した空間によって塑性変形による整合を容易に成すことができ、より堅固で安定した結合を成すことができるので、接合部分に追加のライン熔接またはろう付けなどの処理の際、結合状態を維持するための支持圧力が不要になって製造工程が単純になり、製品単価を低めることができる大きな利点がある。

また、溝の側面に冷却路を形成し、カバーを塑性変形によって鍛造結合することにより、ヒータの埋込みと同時にヒータ付近に容易に冷却装置を形成することができる。

１５．第１５実施例
本発明の第１５実施例によるサセプタの製造方法は、図１９に示すように、少なくとも１つ以上の凸部５１０が形成されたサセプタカバー５００を形成し（図１９（ａ））、このサセプタカバー５００の凸部５１０に対応する少なくとも１つの溝部６１０が形成されたサセプタボディ６００を形成した後、溝部６１０の側面一部に冷媒が流動することができる冷却路６５０を形成し、溝部６１０の底面にヒータ６１５を埋め込み（図１９（ｂ））、サセプタカバー５００とサセプタボディ６００を鍛造結合する。そして、鍛造結合の際、塑性変形によって整合するように、凸部５１０及び溝部６１０の挿入方向視の断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるように形成する（図１９（ｃ））。ここで、凸部５１０はサセプタカバー５００と一体的に形成することができ、独立して形成することもできることは言うまでもない。

そして、サセプタカバー５００とサセプタボディ６００が結合した状態で、真空チャンバ７００内で真空状態を維持して、ヒータ６１５を外部の電源装置５５０によって加熱させ、ろう付けすることで（図１９（ｄ））、堅固で高い熱伝導効率を持つサセプタを製造することができる。

このように、溝部６１０の垂直断面積Ａ’が中心部で広くなる形状に形成することにより、凸部５１０が溝部６１０に鍛造結合されるときに塑性変形によって溝部６１０に整合するようになる。このように塑性変形された凸部５１０の形状は溝部６１０に正確に嵌め込まれるロッキング効果を発揮することができる。

そして、図１９に示すように、溝部６１０の底面にヒータ６１５を埋め込むと同時に溝部６１０の側面一部に溝を形成して冷却路６５０を形成し、その後、塑性変形による鍛造結合を行えば、従来に独立して冷却流路を形成するために別に工程を行わなければならない難しさを避け、ヒータの埋込みと同時に冷却路を形成させるので、工程が簡単になり、そのコスト面で相当に節減できる利点がある。

また、溝部６１０の側面一部に溝構造の冷却路６５０を形成し、塑性変形による鍛造結合を行えば、従来の上下板の合着または冷却流路管の埋め込み工程より遙かに堅固になり、ヒータ６１５に一層近くに容易に冷却路６５０を形成することができるので、冷却効率を向上させることができる。

図１９（ｄ）に示すように、サセプタボディ６００とサセプタカバー５００が塑性変形によって結合された後、真空雰囲気でろう付けを行うことにより、溶加材の湿潤性がよくない、ファーニスによる加熱ではなく、サセプタボディ６００の内部に埋め込まれたヒータ６１５の電気的加熱であるため、酸化による不活性状態になりにくいので、低価の装備で高効率の接合工程を行うことができる。

従来には、鍛造結合において、ファーニス（Ｆｕｒｎａｃｅ）内で加熱させながら加圧装置で加圧させる方法で結合させるため、大型の装備及び高価の装備を要求したが、本発明では、サセプタカバー５００をサセプタボディ６００に加圧して塑性変形によって結合させるので、ロッキング効果による安定した結合で別途の支持圧力が必要ではない。また、接合面のろう付けの際、従来には、ろう付けのために外部でファーニスなどの大型加熱装置を用いて工程を行ったが、本発明では、真空チャンバ７００内でサセプタボディ６００に埋め込まれたそれぞれのヒータ６１５が連結線６１７を介して外部の電源装置５５０と連結される電気的加熱によって接合部位のろう付けを容易に行うことができる。

ろう付けとは、４５０℃以上で接合させようとする母材（ＢａｓｅＭｅｔａｌ）の溶融点以下で母材は損傷させず、溶加材と熱を加えて二つの母材を接合する技術である。

より詳細に説明すれば、４５０℃以上の液相線温度を有する溶加材を使用し、母材の固相線温度以下の熱を加えて二つの母材を接合する方法をろう付け（Ｂｒａｚｉｎｇ）と言える。

参考のため、溶加材で接合する方法は、溶接（Ｗｅｌｄｉｎｇ）、ろう付け（Ｂｒａｚｉｎｇ）、はんだ付け（Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）に大別することができる。場合によって、溶接（Ｗｅｌｄｉｎｇ）をウェルディング、ろう付け（Ｂｒａｚｉｎｇ）をブレージング、はんだ付け（Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）をソルダリングということもある。

上記３種の工法間の違いは、はんだ付けは４５０℃以下の溶加材を持って接合する方法をいい、溶接とろう付けは４５０℃以上の温度で行われるもので、その差相違点は、溶接は接合しようとする母材の溶融点以上で接合する方法であり、ろう付けは溶融点以下で母材は損傷させず、溶加材を使用して熱を加えて二つの母材を接合する技術を言う。

ろう付けの際、一定温度（ＢｒａｚｉｎｇＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）に達すれば、ろう付け溶材が両溶材の間に染みこんでろう付けになる場合を理想的なろう付けと言える。この際、両母材と溶加材の親和力の程度を示す性質を湿潤性で表現することができ、両母材接合間隔（Ｊｏｉｎｔ
Ｇａｐ）に流入するようにする現象が毛細管現象と表現することができる。

この際、もちろん重力（Ｇｒａｖｉｔｙ）が作用することができる。しかし、ろう付けの主な基本原理は、母材を加熱した後、溶加材を加えて接合すると、湿潤性によって溶加材が両母材に溶け、毛細管現象によって両母材の間に流入するものと言える。

溶加材がろう付けすべき母材と湿潤性が悪ければ接合できなく、接合間隔が大きければ両母材の間に溶加材がいっぱいに満たされないことによって不完全な接合になる。

一般的に、ろう付けの際、母材が長期間大気中に放置されたかまたは加熱空気中の酸素などと結合し、酸化物などが生じて不活性状態になる場合には、液状金属が湿潤しにくくなる。

また、金属をろう付けするとき、フラックスを使用するか遮蔽ガス（Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｇａｓ）のような還元性雰囲気または真空雰囲気で加熱することで酸化物生成を抑制して溶加材がよく濡れるようにすることが好ましい。このようにすれば、望ましい毛細管現象によって溶加材が両母材の間にうまく流入することになる。遮蔽ガスとしては、主に不活性ガスを利用するようになる。

１６．第１６実施例
本発明の第１６実施例によるサセプタの製造方法は、図２０に示すように、溝の側面に冷却路６５０を形成した後、冷却管６５５を埋め込む方法を示す。その他の残りの構成要素及び説明は第１５実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

図２０に示すように、これは、サセプタカバー５００との塑性変形による鍛造結合によって冷却路６５０を形成する過程で冷却路６５０が詰まるか局所的に管路の通孔が狭くなることができるので、これを避けるために、その空間に冷却管６５５を埋め込んで、安定して均一に冷媒が流通するようにするためである。ここで、冷却管６５５は冷却路６５０のいずれにも埋め込むことができ、部分的に均一な分布で埋め込むこともできることは言うまでもない。

１７．第１７実施例
本発明の第１７実施例によるサセプタの製造方法は、図２１に示すように、底面が広くなる形状の溝部６１１と凸部５１０が鍛造結合するものを示す。その他の残りの構成要素及び説明は第１５実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

図２１に示すように、凸部５１０及び溝部６１１の断面積Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるもので、底面が広くなる形状の溝部６１１と凸部５１０が鍛造結合し、鍛造結合の際、凸部５１０が外圧による塑性変形によって溝部６１１に整合する方法を示すものである。

そして、溝部６１１の側面に溝構造の冷却路６５０をヒータ６１５の埋込みとともに形成すれば、簡単な工程で冷却装置を具現することができ、工程容易性による時間短縮及び費用節減の効果をもたらすことができる。

このように、凸部５１０及び溝部６１１の断面形状Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なる形状のもので、塑性変形を収容する空間を確保することができる多様な形状に鍛造結合することができることは言うまでもない。

さらに、凸部５１０と溝部６１１の強度または硬度を互いに異なるようにすることが好ましい。これは、凸部５１０及び溝部６１１の塑性変形によって整合をなすとき、いずれか一方の強度または硬度が異なれば、より容易な塑性変形が起こり得るからである。そして、このような凸部５１０及び溝部６１１の強度または硬度を異なるようにする方法は、各金属の熱処理を相異なる方法で行えば良い。

１８．第１８実施例
本発明の第１８実施例によるサセプタの製造方法は、図２２に示すように、溝部６１０の側面に三角管形の冷却路６５１を形成するサセプタの製造方法を示す。その他の残りの構成要素及び説明は第１５実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

図２２に示すように、凸部５１０及び溝部６１０の断面形状Ａ、Ａ’が少なくとも一方の一部で異なるようにして塑性変形を収容する空間を確保するようにし、ヒータ６１５と接合する凸部６１０の頭部を溝構造に形成し、管状のヒータ６１５の曲率半径（ｒ）と凸部６１０の窪んでいる構造の頭部の曲率半径（Ｒ）を同じにまたは異なるようにして、鍛造結合の際、塑性変形による整合がなされるようにする。

そして、凸部５１０と対応する溝部６１０の側面に三角管形の冷却路６５０を形成することにより、サセプタカバー５００とサセプタボディ６００が鍛造結合するとき、塑性変形による整合がなされて、堅固な結合による冷却路６５１を容易に形成することができる。その他にも設計及び工程条件によって最適の形状に冷却路を多様に形成することができることは当業者に明らかである。

このように、ヒータ６１５と凸部５１０の頭部の曲率半径（Ｒ）を互いに異なるようにすることがより好ましい。その一例として、凸部５１０の頭部の曲率半径（Ｒ）をより大きくすることは、凸部５１０の頭部がヒータ６１５と鍛造結合されて接合する部分であるので、ヒータ６１５を取り囲みながら自然に塑性変形がなされるようにするためであり、ヒータ６１５の丸い面全体に均一な力が加わるようにするためである。

すなわち、ヒータ６１５の丸い面に均一な力が加わるので、鍛造圧がヒータ６１５の一部分に集中して変形を生じさせるか接合部分の非整合によった空隙が形成されることを防止することができる。

また、ヒータ６１５の表面の形状を凹凸構造に形成することが好ましい。これは、ヒータ６１５の表面を凹凸構造に形成すれば、塑性変形によって凸部５１０と整合するとき、接触断面積が広くなって熱伝逹効率が高くなる効果を得ることができるからである。もちろん、凹凸構造の以外にも、ヒータ６１５の表面の接触断面積を高めることができる構造であれば、いずれの形状も可能である。

そして、ヒータ６１５の材質を埋め込まれるサセプタボディ６００と同じ材質で形成するか、熱膨張率の同一な材質で形成することが好ましい。これは、ヒータ６１５とサセプタボディ６００の材質及び熱膨張率が互いに異なる場合、加熱によって膨張程度が異なって接合面で空隙などが形成されて熱伝逹効率を低下させることを防止することができるからである。

そして、このように塑性変形によって結合した後、本発明による製造方法によって、完全な接合のために、サセプタボディ６００の溝部６１０の内部に埋め込まれたヒータ６１５を外部の電源装置によって加熱してろう付けすることは言うまでもない。

１９．第１９実施例
本発明の第１９実施例によるサセプタの製造方法は、図２３に示すように、少なくとも底面に１つ以上の溝部７５０が形成されたサセプタボディ７００を形成し、溝部７５０の中で少なくとも１つ以上にヒータ８１５を埋め込み、溝部７５０の側面に冷却路８５０を形成する。そして、溝部７５０に対応するカバー８００を形成し、鍛造結合で塑性変形によって整合させるもので、カバー８００及び溝部７５０の挿入方向視の断面形状が互いに異なるようにしてサセプタを製造するようになる。

本発明の第１９実施例は、底面にヒータ８１５が埋め込まれ、側面に冷却路８５０が形成された溝部７５０を含むサセプタボディ７００の溝部７５０にカバー８００を鍛造結合する方法であって、それぞれの溝部７５０及びカバー８００を個別的に鍛造結合しなければならない点で違っている。すなわち、このような方法は個別的な鍛造結合のもので、凸部が１つ以上形成されているサセプタカバーとサセプタボディを全体的に結合する場合に発生し得る不安定性及び工程上高度の精密性が要求される負担を減らすことができるという面で利点がある。

図２３に示すように、予めカバー８００及び溝部７５０の断面形状が少なくとも一方の一部で異なるように形成して塑性変形によって鍛造結合できるように空間を確保する。すなわち、溝部７５０の挿入方向視の断面積がカバー８００より広く形成され、その形状は溝部７５０の中心に行くほど広くなる形状である。また、最初に挿入されるカバー８００の頭部はヒータ８１５と対応して接合するように溝構造に形成され、その断面積または曲率半径も、塑性変形による接合ができるように、ヒータ８１５の曲率半径と同じか異なるように形成する。そして、それぞれのヒータ８１５は、サセプタボディ７００の内部連結線８１７を介して外部の電源装置と連結される。

すなわち、カバー８００が鍛造結合するとき、予め一部の断面形状が広くなった溝部７５０に挿入された後、一定の力以上の圧力を加えれば、塑性変形が起こって溝部７５０とカバーが８００が整合するようになる。このような整合は‘ロッキング効果’をもたらすだけでなく、小さい力で容易に結合されるので、変形及び空隙形成が相当に減少した堅固な結合をなすようになる。

同時に、溝部７５０の側面一部に形成された冷却路８５０があるため、カバー８００が溝部７５０に塑性変形によって鍛造結合されれば、自然に管路形態の冷却路８５０が形成するようになるので、従来に独立して個別的に形成した冷却路を容易にヒータの付近に堅固な結合で形成させることができる利点がある。

２０．第２０実施例
本発明の第２０実施例によるサセプタの製造方法は、図２４に示すように、溝の中で少なくとも１つ以上にヒータ８１５を埋め込み、溝の側面に冷却路８５０を形成して冷却管８５５を埋め込む。そして、溝部に対応するカバー８００を形成し、鍛造結合して塑性変形で整合させるもので、カバー８００及び溝部の挿入方向視の断面形状が互いに異なるようにしてサセプタを製造するようになる。その他の残りの構成要素及び説明は第１９実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

すなわち、サセプタボディ７００の溝部７５０と個別カバー８００との塑性変形による鍛造結合によって冷却路８５０を形成する過程で冷却路８５０が詰まるか局所的に管路の通孔が狭くなることができるので、これを避けるために、その空間に冷却管８５５を埋め込んで、安定して均一に冷媒が流通するようにするためである。

塑性変形による結合の後、埋め込まれたヒータの加熱によってろう付けを行うことで、堅固で安定した接合を成して熱伝逹効率の高いサセプタを容易い製造することができる。

２１．第２１実施例
本発明の第２１実施例によるサセプタの製造方法は、図２５に示すように、金属合金層８１１を形成したサセプタの製造方法の一部工程を示す。その他の残りの構成要素及び説明は第１９実施例と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

図２５に示すように、サセプタボディ７００とは異なる材質の金属８１０でカバー８００を薄くコートする（図２５（ａ））。コートされたカバー８００は通常のカバーに相当し、カバー８００の断面積Ａより溝部の一部の断面積Ａ’を広く形成し、その側面の一部に溝を形成して冷却路８５０を形成とともにヒータ８１５を溝部７５０の底面に埋め込む。そして、カバー８００を溝部７５０に鍛造結合する。鍛造結合の際、外部で一定温度の熱を加えれば（図２５（ｂ））カバー８００と溝部７５０の接合面に合金層８１１が形成される（図２５（ｃ））。

そして、図２５（ｄ）に示すように、高真空（約１．３３×１０^−３Ｎ／ｍ^２）（約１０^−５Ｔｏｒｒ）雰囲気の真空チャンバ９００内で外部の電源装置９５０に連結線８１７を介して連結されているヒータ８１５を加熱してろう付けすることにより、支持圧力なしに容易に堅固で安定した接合をなすことができるようになる。また、真空チャンバ９００内に不活性ガスのような遮蔽ガスを封入してろう付け工程を行うこともできる。これは、高価ないし大型の真空装備の必要なしに接合面の酸化を防止することができるので、工程単価を低めて容易にろう付け工程を行うことができるからである。

このようにカバー８００と溝部７５０の接合面に合金層８１１を形成することは、カバー８００及び溝部７５０の接合面で発生し得る酸化層を防止して接合部分の腐食による結合堅固性の低下を防止するためである。また、薄層で合金層８１１を形成するので、熱を加える過程で微小に発生し得る隙間または空隙をこの合金層８１１で満たして堅固な結合が一層強化される。

ここで、サセプタボディ７００は、アルミニウムを材質とし、コーティングは亜鉛（Ｚｎ）を利用して形成することにより、アルミニウム−亜鉛合金層８１１を形成するようになる。このような合金層８１１は、亜鉛（Ｚｎ）だけでなくニッケル、クロムなども可能である。すなわち、サセプタの材質と違いながらも、酸化被膜形成が少なく、低温で合金を形成することができる材質であればいずれも可能であることは当業者に明らかである。

このように、前述した本発明によるサセプタの製造方法を提供すれば、前述した凸部またはカバー及び溝部の挿入方向視の断面形状が少なくとも一方の一部で異なるようにすることで、予め確保した空間によって塑性変形で整合を容易に成すことができ、より堅固で安定した結合を成すことができる。

また、結合状態を維持するための支持圧力が不要になり、サセプタの内部に埋め込まれたヒータ３１５を外部電源５００によって加熱させ、高真空雰囲気でろう付けを行うことにより、製造工程が単純になり、製造単価を低める大きな利点がある。さらに、溝の側面に冷却路を形成し、カバーを塑性変形によって鍛造結合を行うことにより、ヒータの埋込みと同時にヒータ付近に容易に冷却装置を形成することができる。

２２．第２２実施例
本発明の第２２実施例によるサセプタの製造方法は、図２６に示すように、サセプタボディ２０１の底面に埋込溝２０３を形成し、この埋込溝２０３の内部にヒータ２１０を収容してサセプタボディ２０１に挿着させ、図２６ａに示すように、埋込溝２０３の上側空間に第１カバー２１４及び第２カバー２１５を順に密着して挿入することで埋込溝２０３を密閉させる。その後、擦撹拌熔接ツール（ＦＳＷｔｏｏｌ）２２１を利用して、第２カバー２１５とサセプタボディ２０１の境界部に沿って摩擦撹拌熔接を行って第２カバー２１５とサセプタボディ２０１を一体化させる。本発明の第２２実施例において、前述した摩擦撹拌熔接法は、図２６に示すように、第２カバー２１５とサセプタボディ２０１の上側面においてその境界面に沿って行われ、熔接部２２５はヒータ２１０が挿入されている方向に沿って平行に形成される。

本発明で使用する摩擦撹拌熔接法とは、肩部が形成された回転する円筒状工具であるＦＳＷツールを利用して、突出した末端ピンを速く回転させることで、円筒状ピン工具と接触する金属に機械的摩擦を引き起こして金属を可塑化して熔接する方法をいう。その過程について簡略に説明すれば、まず、熔接される対象物を突き合わせられた密着面とともに支持板にクランピングさせ、速く回転する円筒状工具のピンが金属と接触して、突き合わせ溶接されるように、そのジョイント（継ぎ目）の中央線に中心を合わせる。この接触によって摩擦熱が急速に生成して金属を可塑化し、円筒状工具の肩部が金属表面に接触するまでピンがジョイント内に遅く進入する。この段階で、円筒状工具の肩部下の回転するピンの周囲で大部分の可塑化した金属がカラム（Ｃｏｌｕｍｎ）を成すようになる。この方法の変数としては、ピンの回転速度、ピンの直径に対する肩部のサイズ、ピンの進入力及び移動速度などをあげることができる。

その後、ピンはジョイントの線に沿って作業物に対して相手移動する。回転するピンが移動するにつれて、可塑化した金属がピンの表面プロファイルによって付与される機械的撹拌及び鍛造作用を受けながらピンの背面に押し出され、円筒状工具の肩部によって材料に加わる圧力によって上部から拘束される。ピンの先端面と衝突した金属が破砕、加熱及び可塑化し、ピンがジョイントラインの下方に進行することにより、背面にだけ押し出される。よって、摩擦撹拌熔接法は、ジョイントラインに沿って金属を破砕し、酸化物層を除去し、熔接物を形成するように冷却が始まる円筒状工具の肩部下方のピンの後方側の可塑化した金属を撹拌する。金属が溶融点以下の温度に加熱されるので、摩擦撹拌熔接法は固相熔接法に属する。

摩擦撹拌熔接法は、アーク熔接などの融接（ｆｕｓｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇ）の多くの欠点を解消させるものと知られている。融接においては、金属が液化して溶接プールを形成した後、熔接肉に冷却される。この際、空隙及びクラックの形成の危険があり、さらに熔接煤煙が発散し、合金の場合には、合金成分の蒸発による損失差のため。熔接の金属組成物が元の合金から変化するだけでなく、合金成分の分離を引き起こすこともあり、さらにアルミニウムなどのように熔接の難しい金属の場合、保護用熔接シールドガスを必要とすることもある。これに対し、摩擦撹拌熔接は、一部融接技術のように、充電材または他の消費財を必要としないだけでなく、優れた熔接強度と、ガス金属アーク熔接に比べて優れた耐久性を持つという利点がある。

２３．第２３実施例
本発明の第２３実施例によるサセプタの製造方法は、図２７に示すように、サセプタ２５０の埋込溝２５２の空間と一致する形態のヒータ２５１を含む鋳物２６１をヒータと密封カバーの一体型ヒータ２６０となるように製作し、一体型ヒータ２６０を埋込溝２５２に嵌め込んでから埋め込む。

図２８は図２７に示すサセプタの製造方法の各段階別実施例を示す。

図２８ａに示すように、サセプタの埋込溝２５２と同じ形態の溝を有する鋳型２６２を製作し、鋳型２６２にヒータの支持部２６３を設置し、支持部２６３上にヒータ２５１を位置させる。

その後、溶融されたＡｌ（アルミニウム）またはＡｌ合金２６４を鋳型２６２内に注いてから固させ、図２８ｂに示すように、支持部２６３、ヒータ２５１及び鋳物２６１の一体型ヒータ２６０となるように製作する。支持部は、図２８ａに示す断面半円形だけでなく、鋳物の製作の際にヒータを支えることができるいずれの形態も持つことができる。

図２８ｂに示すように、上記鋳物一体型ヒータ２６０を上記鋳型３０２から取り出し、図２８ｃに示すように、上記鋳物一体型ヒータ２６０の不要な部分２６５を精密加工で除去する。その後、図２７に示すように、完成された鋳物一体型ヒータ２６０をサセプタの埋込溝２５２に嵌め込むことで、サセプタの埋込溝から隙間が取り除かれたヒータ埋込みになる。

上記のようなサセプタのヒータ密封方法は、ヒータとヒータ密封カバーが分離されていないで鋳物一体型にヒータが製造されるので、上記ヒータと上記ヒータ密封カバーの間で発生する隙間が除去される。

また、サセプタの埋込溝の隙間の形態と一致するように鋳物一体型ヒータを製作し、上記サセプタの埋込溝に上記鋳物一体型ヒータを嵌め込んで埋め込むので、埋込溝内に隙間が発生しない。

したがって、サセプタのボディとヒータとの間から隙間が除去されるので、ヒータ２６０はサセプタ全体に均一な温度を提供することができ、これにより透明ガラス基板の加工性及び生産性を向上させることができる。

以上のように、本発明を具体的な構成要素などのような特定事項と好適な実施例及び図面に基づいて説明したが、これは本発明の全般的な理解を助けるために提供されたものであり、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明が属する分野で通常的な知識を持った者であれば、このような記載より多様な修正及び変形が可能である。

したがって、本発明の思想は前述した実施例に限って決まってはいけなく、後述する特許請求範囲とこの特許請求範囲と均等または等価の変形のすべてが本発明思想の範疇に属するものである。

本発明によるサセプタの製造方法を提供すれば、サセプタカバーとサセプタボディが鍛造結合され、鍛造結合の際、サセプタカバーの凸部が塑性変形によってサセプタボディの溝部に整合する段階を含み、凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状を少なくとも一方の一部で異なるようにすることで、鍛造の際、過度な圧力が要らなく、塑性変形による整合によって、サセプタカバーとボディの接合面に割れ目または空隙が形成されて熱伝逹が低下する問題点を相当に解決することができる。

また、カバーと溝部の接合面に合金層を容易に形成することができる方法を提供することで、酸化による腐食を防止して、高効率及び良質のサセプタを提供することができる。

そして、一層堅固で安定した結合を成すことができるので、接合部分への追加のライン熔接またはろう付けなどの処理の際、結合状態を維持するための支持圧力が不要になり、製造工程が単純になり、製品単価を低めることができる。

本発明によるサセプタの製造方法を提供すれば、摩擦撹拌熔接法によってサセプタボディとカバーを接合させて一体化させるので、従来の融接法による熔接の際、熔接部位のアルミニウム合金の凝固による熱的クラックなどの欠陥の発生を根本的に防止することができ、よって信頼性の高いサセプタ製品を製作することができる。

本発明によるサセプタの製造方法を提供すれば、密封カバーとヒータが分離されていなく、鋳物一体型にヒータを製作し、上記鋳物はサセプタボディの埋込溝の空間形態と一致するように製作されるので、サセプタボディとヒータの間、及び密封カバーとヒータの間の隙間を除去してサセプタ全体の温度均一性を向上させることにより、透明ガラス基板の加工性及び生産性を向上させ、高品格の液晶表示装置用透明ガラス基板を量産することができる。

従来技術によるサセプタの構造を概略的に示す斜視図である。従来のアルミニウム合金材のサセプタボディの底面部にヒータを埋め込む方法を例示した斜視図である。従来のサセプタとヒータまたは冷却器が埋め込まれた部分を示す断面図である。従来のサセプタのヒータまたは冷却器が埋め込まれた部分の写真及びこれに対応する図面を示す断面図である。本発明の第１実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第２実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第３実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第４実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第５実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第６実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第７実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第８実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第９実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１０実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１１実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１２実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１３実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１４実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１５実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１６実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１７実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１８実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第１９実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第２０実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第２１実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図であ。本発明の第２２実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。本発明の第２３実施例によるサセプタの製造方法を示す断面図である。図２７に示したサセプタの製造方法の各段階別実施例を示す断面図である。

Claims

少なくとも１つ以上の凸部を備えたサセプタカバーを形成するカバー形成段階と、
前記凸部と対応する溝部を含むサセプタボディを形成するボディ形成段階と、
前記サセプタカバーと前記サセプタボディを鍛造結合して、前記凸部及び溝部の中で少なくとも一方の塑性変形によって整合させる整合段階とを含み、
前記凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状が、少なくとも一方の一部で異なることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記溝部の少なくとも１つ以上にヒータを埋め込む埋込み段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の垂直方向視の断面積は、前記溝部の中心部にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項１または２に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の断面積は、前記溝部の底面にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項１または２に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の側面一部が、前記溝部の外側方向に凹凸を形成するか窪んでいる構造に形成することを特徴とする、請求項１または２に記載のサセプタの製造方法。
頭部が溝構造になった凸部を少なくとも１つ以上備えたサセプタカバーを形成するカバー形成段階と、
前記凸部と対応する溝部を含み、前記溝部に前記凸部の溝構造に対応して結合されるヒータが埋め込まれるサセプタボディを形成するボディ形成段階と、
前記サセプタカバーと前記サセプタボディを鍛造結合して、前記凸部を塑性変形によって前記溝部に整合させる整合段階とを含み、
前記凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状が、互いに異なることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記ヒータを管状にして埋め込むことを特徴とする、請求項６に記載のサセプタの製造方法。
前記カバー形成段階において、前記溝構造は窪んでいる構造であり、前記窪んでいる構造の曲率半径を前記ヒータの曲率半径と同一にまたは異なるようにすることを特徴とする、請求項７に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記ヒータを板状にして埋め込むことを特徴とする、請求項７に記載のサセプタの製造方法。
前記カバー形成段階において、前記溝構造の入口部分が前記板状より広い構造に形成されることを特徴とする、請求項９に記載のサセプタの製造方法。
底面に少なくとも１つの溝部が形成されたサセプタボディを形成するボディ形成段階と、
前記溝部に少なくとも１つ以上のヒータを埋め込む埋込み段階と、
前記溝部に対応するカバーを形成するカバー形成段階と、
前記カバーと前記溝部を鍛造結合して、前記カバー及び溝部の中で少なくとも一方の塑性変形によって整合させる整合段階とを含み、
前記カバー及び溝部の挿入方向視の断面形状が、少なくとも一方の一部で異なることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記埋込み段階において、前記溝部の垂直方向視の断面積は、前記溝部の中心部にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項１１に記載のサセプタの製造方法。
前記埋込み段階において、前記溝部の断面積は、前記溝部の底面にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項１１に記載のサセプタの製造方法。
前記埋込み段階において、前記ヒータまたは冷却器を管状にして埋め込むことを特徴とする、請求項１１に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータまたは冷却器と対応して結合される前記カバーの頭部の曲率半径が、前記ヒータまたは冷却器の曲率半径と同一であるかまたは異なること特徴とする、請求項１４に記載のサセプタの製造方法。
前記整合段階は、
前記カバーに前記サセプタボディとは異なる材質の金属をコートする段階と、
前記コートされたカバーを鍛造結合し、前記結合された前記サセプタボディ及び前記カバーを加熱する段階とをさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載のサセプタの製造方法。
前記金属材質を亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）のいずれか１種にして前記カバーをコートすることを特徴とする、請求項１６に記載のサセプタの製造方法。
請求項１〜１７のいずれか一項の製造方法によって製造されたことを特徴とする、サセプタ。
凸部を少なくとも１つ以上備えたサセプタカバーを形成するカバー形成段階と、
前記凸部と対応する溝部を含み、前記凸部に対応して結合されるサセプタボディを形成するボディ形成段階と、
前記溝部に少なくとも１つの冷却路を形成する冷却路形成段階と、
前記サセプタカバーと前記サセプタボディを鍛造結合して、前記凸部を塑性変形によって前記溝部に整合させる整合段階とを含み、
前記凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状が、互いに異なることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記冷却路形成段階は、前記溝部の底面にヒータを埋め込み、前記溝部の側面に冷却路を形成することを特徴とする、請求項１９に記載のサセプタの製造方法。
前記冷却路形成段階は、互いに対向する前記溝部の両側面に冷却路を形成することを特徴とする、請求項２０に記載のサセプタの製造方法。
前記冷却路形成段階は、前記冷却路に冷却管を埋め込む段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１９または２０に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の垂直方向視の断面積は、前記溝部の中心部にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項１９または２０に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の断面積は、前記溝部の底面にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項１９または２０に記載のサセプタの製造方法。
前記凸部の頭部は窪んでいる溝構造であり、前記溝構造の曲率半径を前記ヒータの曲率半径と同一にまたは異なるようにすることを特徴とする、請求項１９または２０に記載のサセプタの製造方法。
前記冷却路形成段階において、前記冷却路を、前記溝部の内側面に断面三角形の溝構造になった管路として形成することを特徴とする、請求項１９または２０に記載のサセプタの製造方法。
前記凸部と溝部の強度または硬度を互いに異なるようにすることを特徴とする、請求項１９または２０に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータは表面の形状が凹凸構造であることを特徴とする、請求項２０に記載のサセプタの製造方法。
底面に少なくとも１つの溝部が形成されたサセプタボディを形成するボディ形成段階と、
前記少なくとも１つの溝部にヒータを形成するヒータ形成段階と、
前記溝部に対応するカバーを形成するカバー形成段階と、
前記カバーと前記溝部とを鍛造結合して、前記カバー及び溝部の中で少なくとも一方の塑性変形によって整合させる整合段階とを含み、
前記カバー及び溝部の挿入方向視の断面形状が少なくとも一方の一部で異なることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記ヒータ形成段階は、前記溝部の底面にヒータを埋め込み、前記溝部の側面に冷却路を形成することを特徴とする、請求項２９に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータ形成段階において、互いに対向する前記溝部の両側面に冷却路を形成することを特徴とする、請求項３０に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータ形成段階は、冷却路に冷却管を埋め込む段階をさらに含むことを特徴とする、請求項２９または３０に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の垂直方向視の断面積は、前記溝部の中心部にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項２９に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の断面積は、前記溝部の底面にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項２９に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータに対応して結合される前記カバーの頭部の曲率半径と前記ヒータの曲率半径を同一にまたは異なるようにすることを特徴とする、請求項２９に記載のサセプタの製造方法。
前記整合段階は、
前記カバーに前記サセプタボディとは異なる材質の金属をコートする段階と、
前記コートされたカバーを鍛造結合し、前記結合された前記サセプタボディ及び前記カバーを加熱する段階とをさらに含むことを特徴とする、請求項２９に記載のサセプタの製造方法。
前記金属の材質を亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）のいずれか１種にして前記カバーをコートすることを特徴とする、請求項３６に記載のサセプタの製造方法。
前記カバーと溝部の強度または硬度を互いに異なるようにすることを特徴とする、請求項２９に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータ表面の形状が凹凸構造であることを特徴とする、請求項２９に記載のサセプタの製造方法。
請求項２０または３０の方法によって製造されたことを特徴とする、サセプタ。
凸部を少なくとも１つ以上備えたサセプタカバーを形成するカバー形成段階と、
前記凸部と対応する溝部を含み、前記凸部に対応して結合されるサセプタボディを形成するボディ形成段階と、
前記溝部にヒータを形成するヒータ形成段階と、
前記サセプタカバーと前記サセプタボディを鍛造結合して、前記凸部を塑性変形によって前記溝部に整合させる整合段階と、
前記サセプタカバーと前記サセプタボディを前記ヒータの加熱によってろう付けするろう付け段階とを含み、
前記凸部及び溝部の挿入方向視の断面形状が、互いに異なることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記ろう付けは、高真空雰囲気で行うことを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
前記ろう付けは、遮蔽ガス雰囲気行うことを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
互いに対向する前記溝部の両側面に冷却路を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の垂直方向視の断面積は、前記溝部の中心部にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の断面積は、前記溝部の底面にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
前記凸部の頭部は、窪んでいる溝構造であり、前記溝構造の曲率半径を前記ヒータの曲率半径と同一にまたは異なるようにすることを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
前記凸部と溝部との強度または硬度を互いに異なるようにすることを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータの表面の形状が、凹凸構造であることを特徴とする、請求項４１に記載のサセプタの製造方法。
底面に少なくとも１つの溝部が形成されたサセプタボディを形成するボディ形成段階と、
前記少なくとも１つの溝部にヒータを形成するヒータ形成段階と、
前記溝部に対応するカバーを形成するカバー形成段階と、
前記カバーと前記溝部を鍛造結合して、前記カバー及び溝部の中で少なくとも一方の塑性変形によって整合させる整合段階と、
前記カバーと溝部を前記ヒータの加熱によってろう付けするろう付け段階とを含み、
前記カバー及び溝部の挿入方向視の断面形状が、少なくとも一方の一部で異なることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記整合段階は、前記カバーに前記サセプタボディとは異なる材質の金属をコートする段階を含むことを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記金属の材質を亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）のいずれか１種にして前記カバーをコートすることを特徴とする、請求項５１に記載のサセプタの製造方法。
前記ろう付けは、高真空雰囲気で行うことを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記ろう付けは、遮蔽ガス雰囲気で行うことを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータ形成段階は、前記溝部の底面にヒータを埋め込み、前記溝部の側面に冷却路を形成することを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の垂直方向視の断面積は、前記溝部の中心部にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記ボディ形成段階において、前記溝部の断面積は、前記溝部の底面にいくほど徐々に増加するように形成することを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記カバーの頭部は、窪んでいる溝構造であり、前記溝構造の曲率半径を前記ヒータの曲率半径と同一にまたは異なるようにすることを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記カバーと溝部との強度または硬度を互いに異なるようにすることを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
前記ヒータの表面の形状が、凹凸構造であることを特徴とする、請求項５０に記載のサセプタの製造方法。
請求項４１または４９の方法によって製造されたことを特徴とする、サセプタ。
底面に埋込溝が形成されたサセプタボディと、
前記埋込溝の内部に収容されたヒータと、
前記埋込溝を密閉させるために埋込溝の上側に密着挿入されるカバーと、
を含んでなり、
前記サセプタボディと前記カバーは、摩擦撹拌熔接によって一体化されていることを特徴とする、サセプタ。
前記カバーは、前記ヒータと接触する第１カバーと、前記第１カバーと接触し、前記サセプタボディと熔接される部分を持つ第２カバーとを含んでなることを特徴とする、請求項６２に記載のサセプタ。
サセプタボディの底面に形成される埋込溝の内部にヒータを収容させる段階と、
前記ヒータが収容された前記埋込溝をカバーで密閉させる段階と、
前記カバーと前記サセプタボディとを摩擦撹拌熔接によって一体化させる段階と、
を含んでなることを特徴とする、サセプタの製造方法。
サセプタボディの底面にヒータを埋め込むための埋込溝を形成する段階と、
前記埋込溝の空間と一致する形態に前記ヒータを含む鋳物を製作する段階と、
前記埋込溝に前記鋳物を嵌め込んで埋め込む段階と、
を含んでなることを特徴とする、サセプタの製造方法。
前記埋込溝と一致する形態の溝を持つ鋳型を作る段階と、
前記ヒータの支持部を前記鋳型内に位置させ、前記支持部上に前記ヒータを位置させ、溶融されたＡｌまたはＡｌ合金を前記鋳型内に注いでから凝固させる段階と、
前記鋳型と前記ヒータを含んでいる前記鋳物を分離する段階と、
前記鋳物の不要な部分を加工する段階と、
前記埋込溝に前記ヒータを含んでいる鋳物を嵌め込む段階とを含むことを特徴とする、請求項６５に記載のサセプタの製造方法。
前記支持部は、ＡｌまたはＡｌ合金で製作されることを特徴とする、請求項６６に記載のサセプタの製造方法。
サセプタの底面にヒータを埋め込むための埋込溝が設けられ、前記埋込溝に前記埋込溝の空間と一致する形態の前記ヒータを含む鋳物が嵌め込まれてなることを特徴とする、サセプタ。