JP2539172Y2 - 電子部品組立用の黒鉛ヒータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、黒鉛製のヒータに関し、特にガラス封止及
び金属封止を行って形成されるダイオード等の電子部品
を組立る際に使用される黒鉛ヒータに関するものであ
る。

（従来の技術） この種の黒鉛ヒータは、例えば実公昭62−14697号公
報にも詳述されているように、ダイオード等の電子部品
のガラス封止を行う場合等に使用されるものである。そ
して、この種の黒鉛ヒータは、電子部品の加工作業を容
易にする等のために平板状に形成されているものである
ため、昇温されたときに各部における温度のバラツキを
生じ易いものである。

上記公報に記載されているヒータ治具においても、そ
のような問題を捉えているものであり、この公報ではそ
の黒鉛ヒータの各部における温度のバラつく原因が電極
板の酸化によるものであるとしている。それも一因であ
ろうが、本考案者等もその温度分布のバラつく原因を独
自に調べてみた結果、その原因の内の特に大きな割合を
占めるのは、 （１）黒鉛素材自体のバラつき （２）電極接続部への、あるいは電極を通しての熱の放
散 であることが分かった。

原因（１）の黒鉛素材自体のバラつきに関しては、現
在略解消できる程度に黒鉛製造技術が発展してきている
ため、考慮しなくてもよくなってきている。

原因の（２）については、電極及びこれに接続される
電力線を構成している材料が銅等の電気的良導体である
金属によって形成されており、金属のような電気的良導
体は熱の良導体でもあることから、未だ改良されていな
い現状である。つまり、この種の黒鉛ヒータのための電
極及び電力線を、その電気的良導性を犠牲にしてまで熱
の不良導体を採用することは考慮されていないのであ
り、またそのような材料を選択することは困難でもあ
る。

そこで、本考案者等が、この種の黒鉛ヒータにおける
温度分布のバラつきを電極等に変更を加えないで抑える
ためにはどのようにしたらよいかについて種々検討して
きた結果、黒鉛ヒータそれ自体の形状を変えることによ
って温度分布のバラつきをなくせばよいことに気付き、
本考案を完成したのである。

（考案が解決しようとする課題） 本考案は、以上の経緯に基づいてなされたもので、そ
の解決しようとする課題は、黒鉛ヒータに生ずる温度分
布のバラつきである。

そして、本考案の目的とするところは、電極及び電力
線側に変更を加えないで昇温したときの温度分布を平均
化することのできる黒鉛ヒータを簡単な構造によって提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために、本考案の採った手段
は、実施例において使用する符号を付して説明すると、 「両側端部に電極が接続される電極取付部（13）を備
え、これら電極取付部（13）から通電を受けて加熱され
電子部品を組立てるに必要なガラス封止等を行う黒鉛ヒ
ータ（10）であって、 前記黒鉛ヒータ（10）の中間部に、所定範囲の大きさ
の肉厚部（11）を形成し、 前記電極取付部（13）を含むその他の部分を前記肉厚
部（11）の肉厚よりも10〜20％薄肉にしたことを特徴と
する電子部品組立用の黒鉛ヒータ（10）」 である。

即ち、肉厚部（11）は、黒鉛ヒータ（10）の中間部即
ち第１図に示す左右各一対の電極取付部（13）の間であ
って、中心（Ｐ）の両側に適宜の幅を有し上下の端面部
にわたる所定範囲に形成されている。

これは、本考案者等の次の実験結果に基づくものであ
る。

つまり、本考案者等が、第４図に示すような寸法（単
位mm）で長方形状の均等厚（6.5mm）の黒鉛板を使用し
て、その通電によって発熱させたときの温度分布を調べ
てみた結果、図中の斜線を付した部分が高温域となる結
果が得られたのである。この高温域と周囲の低温域との
境界線は、第４図の図示左下コーナーを原点として短辺
方向をｘ軸、長辺方向をｙ軸としたとき、第４図の各寸
法のものは、 y²＝0.013x²＋2.026x＋127 で示される二次曲線（楕円とすることができる）である
ことが理解できたものである。そして、高温域の温度は
低温域のそれより平均して12.3％高いことが確かめられ
たのであり、この結果から、高温域の厚さを、 6.5mm×（１＋0.123）＝7.3mm とすることが良いと考えられる。

なお、第４図に示したような黒鉛板は6.5mmの板厚を
有するものであり、その各端面における熱輻射による熱
の放出も、高温域と低温域との境界線を前述したような
二次曲線とする一つの理由と考えられるものである。

（考案の作用） 以上のように構成した黒鉛ヒータ（10）においては、
これの概略形状が板状であり、しかもその中間部が肉厚
部（11）としてあるから、この肉厚部（11）において抵
抗値が下がることになる。周囲の薄肉部（12）に対して
抵抗値が下がった肉厚部（11）においては、薄肉部（1
2）に比較すれば電流が流れ易くなり、そのため肉厚部
（11）全体としてみれば薄肉部（12）よりも発熱量が少
なくなることになるのである。

一方、薄肉部（12）においては、第１図に示すよう
に、その各電極取付部（13）に熱の良導体からなる図示
しない電極が接続されているのであるから、薄肉部（1
2）において発生した熱の一部はこの電極取付部（13）
に接続した電極を通して黒鉛ヒータ（10）外に熱伝導す
るため、この薄肉部（12）における温度は僅かに低下す
ることになる。

以上のように、この黒鉛ヒータ（10）においては、そ
の肉厚部（11）について電流を流れ易くすることにより
温度上昇を周囲の薄肉部（12）より抑えるようにしたか
ら、結果として全体の温度分布のバラつきが少なくなる
のである。

勿論、このような作用を有する黒鉛ヒータ（10）は、
第２図及び第３図に示したように、電子部品を組立てる
面とは反対側の面（図示下面）に突出する部分を形成す
ればよいのであるから、電子部品の従来より行われてい
る方法を変えることなく、黒鉛の研削等によって形成し
得るものである。

なお、以下に示す実施例におけるように、肉厚部（1
1）の略中央部にこの肉厚部（11）を更に厚くする補助
肉厚部（11a）を形成すれば、黒鉛ヒータ（10）の通電
されたときの温度分布をより均一化し得るものである。

（実施例） 次に、本考案に係る黒鉛ヒータ（10）を、図面に示し
た実施例によって詳細に説明する。

まず、この黒鉛ヒータ（10）は、第１図〜第３図に示
すように、板状のものであるが、これを構成するための
黒鉛素材は次のようにして製造される。つまり、この黒
鉛素材は、コールタールピッチ等をバインダーとして焼
成した黒鉛材料を使用することにより製造することがで
きるのであり、このような黒鉛素材を得るための製造方
法は次の通りである。

仮焼石油コークスを平均粒径が10〜15μｍとなるよう
に粉砕したものを骨材とし、コールタールピッチを結合
材として、これらを混練機によって加熱混練した後、20
〜200μｍに再粉砕し、そのままもしくは粒度配合して
ラバープレスによって成形し、1000℃前後で焼成する。
焼成後、必要であるならピッチ含浸をし、再焼成をする
こともある。焼成後（または再焼成後）黒鉛化炉によっ
て2800〜3000℃まで熱処理を施し、黒鉛素材を得た。

以上によって製造した板状の黒鉛素材を研削等の手段
によって加工することにより、第１図〜第３図に示すよ
うなものとした。すなわち、厚さが約8.5mmで、長短両
側辺の各長さがそれぞれ254mm及び152.5mmの黒鉛素材に
対して、本実施例においては穴明加工した合計４個の電
極取付部（13）を基準として中央部に中心（Ｐ）を決め
る。この中心（Ｐ）を中心とする半径約76.2mmの円と、
中心（Ｐ）の長辺側左右に63mm離れて振り分けられた短
辺と平行な二本の直線とによって囲まれる部分を残し
て、黒鉛素材の図示裏面側を研削することにより、肉厚
部（11）と薄肉部（12）とを形成したのである。本実施
例における薄肉部（12）の厚さは約6.8mmであり、肉厚
部（11）の厚さはこの薄肉部（12）より約0.8mm厚いも
のとした。

なお、本実施例においては、この肉厚部（11）のさら
に中央部に中心（Ｐ）の左右に10mm離れて振り分けられ
た各短辺と平行な二本の直線によって囲まれた領域を設
定し、この領域内の肉厚部（11）については前述した研
削を行わないようにして、黒鉛素材そのものの厚さをそ
のまま生かす補助肉厚部（11a）とした。つまり、この
補助肉厚部（11a）における厚さを、その周囲に位置す
る肉厚部（11）よりも約0.8mm厚いものとして形成した
のである。

なお、この黒鉛ヒータ（10）の表面側には、電子部品
を組立てるための多数の封止加工部（15）が形成してあ
るものであり、これらの封止加工部（15）を有する二枚
の黒鉛ヒータ（10）を各封止加工部（15）が対向するよ
うに重ねて電子部品を組立てるようにしている。この重
ね合わせを正確にするために、本実施例に係る黒鉛ヒー
タ（10）の表面側には、黒鉛からなる位置決めピン（1
4）を立設するようにしている。また、この黒鉛ヒータ
（10）の所定部分には、電流の流れを均一に分散させる
ための切欠穴（16）が形成してある。

（考案の効果） 以上説明した通り、本考案においては、上記実施例に
て例示した如く、 「両側端部に電極が接続される電極取付部（13）を備
え、これら電極取付部（13）から通電を受けて加熱され
電子部品を組立てるに必要なガラス封止等を行う黒鉛ヒ
ータ（10）であって、 前記黒鉛ヒータ（10）の中間部に、所定範囲の大きさ
の肉厚部（11）を形成し、 前記電極取付部（13）を含むその他の部分を前記肉厚
部（11）の肉厚よりも10〜20％薄肉にしたこと」にその
構成上の特徴があり、これにより、電極及び電力線側に
変更を加えないで昇温したときの温度分布を平均化する
ことのできる黒鉛ヒータを簡単な構造によって提供する
ことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る黒鉛ヒータの平面図、第２図は同
側面図、第３図は黒鉛ヒータの要部拡大部分側面図、第
４図は実験に使用した黒鉛ヒータの平面図である。 符号の説明 10……黒鉛ヒータ、11……肉厚部、11a……補助肉厚
部、12……薄肉部、13……電極取付部、Ｐ……中心。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】両側端部に電極が接続される電極取付部を
   備え、これら電極取付部から通電を受けて加熱され電子
   部品を組立てるに必要なガラス封止等を行う黒鉛ヒータ
   であって、 前記黒鉛ヒータの中間部に、所定範囲の大きさの肉厚部
   を形成し、 前記電極取付部を含むその他の部分を前記肉厚部の肉厚
   よりも10〜20％薄肉にしたことを特徴とする電子部品組
   立用の黒鉛ヒータ。