JP4865968B2

JP4865968B2 - Contact heating element

Info

Publication number: JP4865968B2
Application number: JP2001257344A
Authority: JP
Inventors: 隆新井; 一英野村
Original assignee: JMS Co Ltd
Current assignee: JMS Co Ltd
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003068431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は接触型加熱エレメントに関するものであり、腹膜透析において患者の腹腔と透析液パックとの間のプラスチックチューブの切離し及び接続を行うための装置等に使用することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
腹腔透析においては患者の腹腔にはプラスチックチューブ（カテーテル）の一端が埋め込まれ、プラスチックチューブの他端に透析液パックが接続される。透析液パックの交換作業に際しては、第１段階として、プラスチックチューブを切断すると共に切断端の封止を行い、第２段階として患者腹腔からのプラスチックチューブの封止端部に新規な透析液パックからのプラスチックチューブの封止端部を接続している。そして、プラスチックチューブの封止及び接続作業の自動化のための装置が各種提案されている。この種の自動化装置として特開平6-197957号公報や特開平7-277309号公報においては、薄い銅版であるウエーハによってプラスチックチューブの切断及び接続を行うものを開示している。この種の装置においては、ウエーハの加熱のための装置が設けられ、液体の漏洩が起こらないように平坦にクランプされつつプラスチックチューブは３００℃程度の高温に加熱されたウエーハにより溶融切断され切断端の封止が行われる。また、プラスチックチューブの接続時は同様に高温加熱されたウエーハによってそれぞれの封止端が溶融切除され、溶融開口端同士が押し付けられることによりプラスチックチューブは接続される。
【０００３】
以上のように特開平6-197957号公報や特開平7-277309号公報などの従来技術においては加熱装置によってウエーハを加熱し、加熱されたウエーハによって切断及び接続時のプラスチックチューブの加熱を行う仕組みとなっている。また、切断時のプラスチックチューブの温度は素材の融点近傍の温度に厳密に維持する必要があり、そのための温度制御装置を備えており、その前提としての温度検出のための温度センサ（熱電対）を具備している。従来技術では、ウエーハの加熱装置としてはウエーハと面接触して加熱するため面状発熱体としてのポリイミドヒータを採用していた。ポリイミドヒータは耐熱性樹脂としてのポリイミドフィルムの表面に電気抵抗発熱体としての金属箔をエッチングしたものである。また、ヒータ部分に近接して熱電対としての金属（クロメル−コンスタンタン）箔部分がエッチングなどにより形成される。ポリイミドフィルムは細長い帯状に形成され、一端にはヒータ用端子が設けられ、それからヒータ配線部分が発熱部分まで延びており、発熱部分は剛性のある支持板にて背面を支持され、熱電対を構成する金属箔部分はヒータ部分に近接して設けられ、ポリイミドフィルムは熱電対部分への配線部分とともにそのまま反対方向に延び、支持体の裏面を介して熱電対部分への結線用端子に至る構成となっていた。そして、加熱時にウエーハはポリイミドフィルムのヒータ部分に面接触せしめられることにより加熱を受け、ヒータ部分に隣接してポリイミドフィルムに設けられた熱電対により温度検出が行われるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では発熱部及びセンサ部を構成する金属箔をポリイミドフィルムに支持させる構造となっていた。そして、ポリイミドフィルムは薄くそれだけでは剛性がないため、発熱部を担持するポリイミドフィルムの部分は支持板によりバッキングさせ、支持板によりポリイミドフィルムの発熱部をウエーハに押し付けるようにし、他方熱電対部分からのポリイミドフィルムは支持板の端面をループして背面側に回りこむような構成としていた。このような従来技術の構造において、耐熱性の観点からポリイミドを使用しているのではあるが、プラスチックチューブの溶融切断のためには300℃を超える高温が必要であり、加熱回数が増えると炭化してしまい寿命に限界があった。また、ポリイミドフィルムの熱伝導率が極端に小さいためポリイミドフィルムとウエーハの温度には相当な温度差があり、熱電対が検出するのはウエーハの温度ではなくポリイミドの温度であり、ウエーハの真の温度と検出温度とには必ず差がある。このような差を見込んで温度制御をしていたのであるが、このような温度差は個体間の特性変化や経時的な特性変化によって必ずしも一定ではなく精密な制御を困難とする原因となっていた。また、従来技術では熱電対部分からのポリイミドフィルムは支持体の端部から背面側に回り込む構造となっており、この部分は外気に開放しているために熱電対部分による検出温度に影響を及ぼし、このことも温度制御の困難性に少なからず影響を及ぼしていた。
【０００５】
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、面接触型ヒータの耐久性を高めかつ温度制御の精度も向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、高熱伝導率で電気絶縁性の素材よりなる基板と、電気抵抗型の線状発熱体と、線状熱電対とを備え、基板はその幅方向に交互に配置され、各々が長手方向に延びる溝及び突起を備え、前記線状発熱体は基板の一端より導入され前記溝内に蛇行配置され、基板の前記一端より外部に取り出され、線状熱電対は基板外部より前記溝内に導入されかつ溝より基板外部に取り出され、前記線状発熱体及び線状熱電対を実質的に密封する密封剤層を具備し、基板が密封剤層と離間側で被加熱板状物体に面接触することにより被加熱物体の加熱を行うようにし、かつ幅方向における中央部の突起は長手方向において途切れており、線状発熱体は途切れた突起のうちの一方をループされ、線状熱電対は途切れた突起のうちの他方を反対方向にループされることを特徴とする接触型加熱エレメントが提供される。
【０００７】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると発熱体と熱電対とは高熱伝導率で電気絶縁性の素材よりなる板状体中に埋設されており、板状体の高熱伝導率故に、板状体の温度とそれに埋設される発熱体及び熱電対の温度と板状体が面対面で接触する被加熱板状物体との温度とは実質的に一致させることができ、その結果精度の高い温度制御を実現することができる。
【０００９】
高熱伝導率で電気絶縁性の素材よりなる基板に形成される長手方向の突起及び溝を利用して線状発熱体及び熱電対をループ配置し、密封剤により線状発熱体及び熱電対を埋め込み構造としており、温度制御精度の向上が得られると共に、既存の線状発熱体及び熱電対材料を利用することにより接触型加熱エレメントを得ており、ポリイミドフィルムへのエッチングによる従来品と比較してコスト削減を図ることができ、しかも耐久性の観点からは大幅な改善を図ることができる。ここに密封剤としてはセラミック系接着剤を使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は腹膜透析においてプラスチックチューブの切断及び接続を行うための自動化装置におけるウエーハ挿入・加熱部を示しており、本体１０は対称な半部を対向面にて接合して構成され、その接合面間にスロット１２が形成される。スロット１２にはウエーハ１４が矢印ａのように手操作により押し込まれる。スロット１２は上部では図１のようにウエーハ１４の挿入のために広くなっているが、下部は図２に示すように絞り部１３が設けられ、この絞り部１３に挿入されたウエーハ１４を実質的にガタなく保持することができる。
【００２０】
スロット１２にウエーハ１４が下面まで押し込まれると、これを自動的に検知してウエーハ駆動機構（図示しない）が動作され、ウエーハ１４の下端をチャックし、ウエーハ１４は図３の矢印ｂのようにスロット１２の前方の加熱位置１４"まで駆動される。このウエーハ加熱位置１４"には一対のウエーハを挟むように一対のヒータアセンブリ１６（この発明の加熱装置）が設けられる。ヒータアセンブリ１６は常態では弾性力下でその対向加熱面が密接しているが、図３の矢印ｂの方向に移動してくるウエーハ１４によって弾性に抗して幾分押し広げられ、加熱位置１４"において一旦停止するようにされる。
【００２１】
各ヒータアセンブリ１６は弾性支持板１８と、弾性支持板１８の自由端に設けられた板状の加熱エレメント２０と、この加熱エレメント２０を弾性支持板１８の自由端に取付けるための取付具２２と、加熱エレメント２０と取付具２２との間に配置されるケブラー（米国デュポン社の登録商標）などの耐熱繊維の不織布により構成されるバッキング２３とから構成される。弾性支持板１８は鋼板にて構成され、後端は本体１０の下端の溝部２４まで延びており、止めねじ２５は弾性支持板１８を本体１０の係止部10-1に押し付けることにより弾性支持板１８、換言すれば、ヒータアセンブリ１６を本体１０に支持する。ねじ２６はその締結によって弾性支持板１８の自由端に担持される加熱エレメント２０を相手側の加熱エレメント２０に向けて変位せしめる。従って、ねじ２６の調節により加熱エレメント２０同士の接触圧、換言すれば加熱エレメント２０間をウエーハ１４が通過するときのウエーハ１４に対する加熱エレメントの面接触圧を調節することができる。
【００２２】
取付具２２は極薄の鋼板にて構成され、上下両端に耳部22-1（図２参照）を備え、他方加熱エレメント２０の上下両端には突起部20-1（図２及び図６）が設けられ、加熱エレメント２０の突起部20-1が取付具２２の耳部22-1の開口22-1Aに係合することにより加熱エレメント２０は取付具２２に取付けられる。そして、耐熱繊維の不織布などで構成されたバッキング２３は適宜な弾性力によって加熱エレメント２０を取付具２２に支持している。取付具２２はまたその上下上端縁で外方側に折り曲げられ、断面コの字状チャンネル２２Ａ（図５）を形成し、その上下の曲折部22-2（図３及び図５）に切欠部22-3（図４）が設けられ、他方、弾性支持板１８はその前端部は取付具２２の曲折部22-2間のチャンネル部２２Ａに嵌合され（図５参照）、かつ上下に形成した突起部18-1（図１）が切欠部22-3に嵌合される（図３及び図４参照）。加熱エレメント２０のこのような取付構造は加熱エレメント２０の実質的に全方位的な浮動的な支持を実現し、加熱エレメント２０間へのウエーハ１４の挿入姿勢に関わらず加熱エレメント２０をウエーハ１４に追従させ、加熱エレメント２０をいつもウエーハ１４に面対面で接触せしめ、ウエーハは全面にわたって加熱エレメント２０による均等な加熱を受けることができる。
【００２３】
加熱エレメント２０は高い熱伝導率を有しているが電気絶縁性を持った基板３０中にニクロム線などの電気抵抗性線状発熱体及び熱電対を埋設して構成される。この実施形態では高い熱伝導率を有しているが電気絶縁性を持ったとしてはアルミナ系の粉状素材に幾分のバインダ成分を混練した素材が選定され、この素材を金型内で焼成することにより基板３０として構成している。図７に示すように基板３０はその全長にわたって延びる長手方向溝３０Ａと長手方向突起30-1とを交互に形成している。幅方向における中央部には中間で途切れた突起30-2, 30-3を形成している。
【００２４】
図７において電熱線は２点鎖線３４で、熱電対線（クロメル−コンスタンタン）は鎖線３６にて表す。電熱線３４はリード線への結線用のターミナル３７を両端に有し、ターミナル外側の溝３０Ａより導入され、突起30-1の前端でループされ、次の溝３０Ａに戻ってきて次の突起30-1の後端でループされ、次の溝３０Ａを進み、突起30-2の先端でループされる。後の経路はこれまでと対称であり、最終的には外側の溝から取出される。電熱線３４を以上のように巻き付けた状態でセラミック系の接着剤（例えば株式会社オーデックからセラマボンドの商品名で販売されているもの）が基板３０の溝３０Ａに部分的に充填され、電熱線３４が接着剤層内に埋設された状態となる。接着剤の充填後に、熱電対線３６が上から２番目の溝３０Ａより導入され、２番目の突起30-1の前端でループされ突起30-3の後端でループされる。このループ部分36-1がクロメルとコンスタンタンとの接合部（温度検出部）となっている。そして、熱電対線３６は対称の経路で溝を通され、最終的に最下側から一つ上の溝３０Ａから引出される。そして、再び、セラミック系の接着剤が充填され、最終的には図８及び図９に示すように電熱線３４及び熱電対線３６が外部への結線部以外は充填剤層４０中に実質的に全体が埋設された状態となり、板状加熱エレメント２０として完成される。そして、板状加熱エレメント２０における電熱線３４及び熱電対３６の埋設面と離間側における基板３０の面がウエーハ１４との接触面２０Ａとなり、充填剤層側の面が裏面２０Ｂであり、バッキング２３を介して取付具２２により弾性支持板１８に支持される構造となっている。
【００２５】
以上説明した加熱装置の動作を説明すると、ウエーハ１４は図１の矢印ａのようにスロット１２に上面から図２に１４´にて示す下面の絞り部１３まで手操作で導入され（このときのウエーハの位置を１４´にて示す）、その後は電動式の動作になり、図示しないチャックに把持されたウエーハ１４は図３の矢印ｂのように移動せしめられ、対向した加熱エレメント２０を弾性支持板１８の弾性に抗して押し広げつつ移動され、加熱位置１４"で一旦停止する。加熱エレメント２０はその両端上下の突起20-1が取付具２２の耳部22-1の大きめの開口22-1Aに装着され、かつ外面側では上下の切欠22-3において取付具２２の上下の係合突起22-3に嵌着され、このような取付け構造は前述の通り、加熱エレメント２０の全方位的な幾分の回動運動を可能とし、ウエーハ１４の挿入姿勢の幾分の変化に関わらず加熱エレメント２０をいつもウエーハ１４に密着せしめる。
【００２６】
電熱線３４及び熱電対線３６は図示しない制御装置に接続され、この制御装置は熱電対が検出する加熱エレメント２０の温度が設定温度となるように電熱線３４への通電を制御する。この発明の実施形態において電熱線３４及び熱電対３６は熱伝導率が高い素材であるアルミナ粉末を成形した基板３０に巻回され、検出端36-1及び検出端36-1への配線を含めた全体がセラミック系接着剤よりなる充填層４０内に埋設されており、電熱線３４の温度＝熱電対３６の温度＝基板３０の温度の関係がいつも保たれる。そして、加熱エレメント２０は銅版より成る極めて高熱伝導率のウエーハ１４に圧力下で面接触しており、結果として熱電対３６が計測する温度はウエーハ１４の温度と殆ど等しくなり、その温度差は実測によれば高々３℃であった。そのため、加熱位置１４"に停止中のウエーハ１４を所期の温度まで昇温することができる。そのため、ウエーハ１４の温度が過小のためプラスチックチューブの溶融切断が円滑に行われなくなったり、逆にウエーハ１４の温度が過大となってその寿命が短縮するなどの従来技術の不具合が解消される。
【００２７】
昇温後のウエーハは図３の１４'"のように前進され、この前進の際にその経路を横断するように配置されたプラスチックチューブ（図示しない）の溶融切断が行われ、以降のプラスチックチューブの封止及び接続作業は特開平6-197957号公報や特開平7-277309号公報に記載と同様に実施することができる。
【００２８】
図１０及び図１１は加熱エレメントの第２の実施形態を示しており、この実施形態では接合部36-1からの熱電対線３６は一旦溝３０Ａを出たあとはセラミック中に埋設せず、バッキング２３との当接面となる裏面２０Ｂ側に戻している。即ち、図１１に示すように一旦溝３０Ａを出たあとの熱電対線の部分36-4は裏面２０Ｂ上に出ている。この実施形態では図８及び図９で示す第１の実施形態の加熱エレメントのように接着剤の充填工程が溝３０Ａへの電熱線３４及び接合部36-1からの熱電対線の引出部分の１回で済むため、接着剤充填工程が効率化される。また、溝３０Ａを出たあとの熱電対線の部分は加熱エレメントのバッキング２３との間に位置するため外気の影響が遮断されるため、図８及び図９の完全充填構造と実質的に遜色のない温度検出精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施形態における加熱装置の上方より見た斜視図である。
【図２】図２は加熱装置の底面図である。
【図３】図３は加熱装置の側面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線に沿って表される矢視断面図である。
【図５】図５は図３のＶ−Ｖ線に沿って表される矢視断面図である。
【図６】図６は図３のVI−VI線に沿って表される矢視断面図である。
【図７】図７は加熱エレメントを構成する基板の平面図であり、電熱線及び熱電対の巻回状態を示す図である。
【図８】図８はセラミック系接着剤にて充填後における基板の図７のXIII−XIII線に沿って表される矢視断面図である。
【図９】図９は図７のIX−IX線に沿って表される矢視断面図である。
【図１０】図１０は第２の実施形態の加熱エレメントの平面図である。
【図１１】図１１は図１０のXI−XI線に沿って表される矢視断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention is relates to a contact-type heating elementary bets are those that can be used in the apparatus or the like for performing disconnection and connection of plastic tube between the abdominal cavity and the dialysate pack patient in peritoneal dialysis.
[0002]
[Prior art]
In peritoneal dialysis, one end of a plastic tube (catheter) is embedded in the abdominal cavity of a patient, and a dialysate pack is connected to the other end of the plastic tube. When replacing the dialysate pack, the plastic tube is cut and the cut end is sealed as the first step, and the new dialysate pack is inserted into the sealed end of the plastic tube from the patient's abdominal cavity as the second step. The sealed end of the plastic tube is connected. Various devices for automating the sealing and connecting operations of plastic tubes have been proposed. Japanese Unexamined Patent Publication Nos. Hei 6-197957 and Hei 7-277309 disclose this type of automated apparatus that cuts and connects a plastic tube with a wafer that is a thin copper plate. In this type of apparatus, an apparatus for heating the wafer is provided, and the plastic tube is melted and cut by a wafer heated to a high temperature of about 300 ° C. while being clamped flat so that liquid leakage does not occur. Is sealed. Similarly, when the plastic tube is connected, the sealed ends are melted and cut by a wafer heated at a high temperature, and the melted opening ends are pressed to connect the plastic tubes.
[0003]
As described above, in the prior arts such as JP-A-6-197957 and JP-A-7-277309, the wafer is heated by the heating device, and the plastic tube is heated at the time of cutting and connecting by the heated wafer. It has become. In addition, the temperature of the plastic tube at the time of cutting must be strictly maintained at a temperature near the melting point of the material, and a temperature control device for that purpose is provided, and a temperature sensor (thermocouple) for temperature detection as a prerequisite. It has. In the prior art, a polyimide heater as a planar heating element has been adopted as a wafer heating device in order to heat the wafer in surface contact with the wafer. The polyimide heater is obtained by etching a metal foil as an electric resistance heating element on the surface of a polyimide film as a heat resistant resin. Further, a metal (chromel-constantan) foil portion as a thermocouple is formed by etching or the like in the vicinity of the heater portion. The polyimide film is formed in the shape of a long and narrow strip. The heater terminal is provided at one end, and then the heater wiring part extends to the heat generating part. The heat generating part is supported on the back by a rigid support plate to form a thermocouple. The metal foil part is provided close to the heater part, and the polyimide film extends in the opposite direction together with the wiring part to the thermocouple part, and reaches the connection terminal to the thermocouple part via the back surface of the support. It was. During heating, the wafer is heated by being brought into surface contact with the heater portion of the polyimide film, and the temperature is detected by a thermocouple provided on the polyimide film adjacent to the heater portion.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, a metal film constituting the heat generating part and the sensor part is supported on a polyimide film. And since the polyimide film is thin by itself and not rigid, the part of the polyimide film supporting the heat generating part is backed by the support plate, the heat generating part of the polyimide film is pressed against the wafer by the support plate, and the other part from the thermocouple part The polyimide film was configured to loop around the end surface of the support plate and wrap around the back side. In such a prior art structure, polyimide is used from the viewpoint of heat resistance, but a high temperature exceeding 300 ° C. is necessary for melt cutting of the plastic tube. The life span was limited. Also, since the thermal conductivity of the polyimide film is extremely small, there is a considerable temperature difference between the polyimide film and the wafer temperature, and the thermocouple detects not the wafer temperature but the polyimide temperature, which is the true temperature of the wafer. There is always a difference between temperature and detection temperature. Although temperature control was performed in anticipation of such a difference, such a temperature difference is not necessarily constant due to changes in characteristics between individuals and changes in characteristics over time, and is a cause of difficulty in precise control. It was. In addition, in the prior art, the polyimide film from the thermocouple part has a structure that wraps around from the end of the support to the back side, and this part is open to the outside air, so it affects the temperature detected by the thermocouple part. This also had a considerable influence on the difficulty of temperature control.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the durability of the surface contact heater and improve the accuracy of temperature control.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the apparatus includes a substrate made of an electrically insulating material having high thermal conductivity, an electric resistance type linear heating element, and a linear thermocouple, and the substrates are alternately arranged in the width direction. arranged, provided with a groove and a projection each extending in the longitudinal direction, the linear heating element is introduced from one end of the substrate meanders positioned in the groove, is taken out to the outside from the one end of the substrate, the linear thermocouple Is introduced into the groove from the outside of the substrate and taken out of the substrate from the groove , and includes a sealant layer that substantially seals the linear heating element and the linear thermocouple, and the substrate is separated from the sealant layer. The heated object is heated by surface contact with the heated plate-like object , and the central projection in the width direction is interrupted in the longitudinal direction, and the linear heating element is one of the interrupted protrusions. the looped, among the projections interrupted linear thermocouple Contact heating elements, characterized in that the loop in the opposite direction towards is provided.
[0007]
The operation and effect of the invention of claim 1 will be described. The heating element and the thermocouple are embedded in a plate-like body made of an electrically insulating material with high thermal conductivity, and because of the high thermal conductivity of the plate-like body, The temperature of the body, the temperature of the heating element and thermocouple embedded therein, and the temperature of the heated plate-like object with which the plate-like body contacts in a face-to-face relationship can be substantially matched, and as a result, the accuracy is high Temperature control can be realized.
[0009]
The high thermal conductivity in the longitudinal direction of the projection and the linear heating element and thermocouple using a groove formed in a substrate made of an electrically insulating material and loop arrangement, the linear heating element and thermocouple by sealant It has an embedded structure that improves temperature control accuracy and uses existing linear heating elements and thermocouple materials to obtain contact-type heating elements. Compared to conventional products by etching into polyimide films. Thus, cost reduction can be achieved, and significant improvement can be achieved from the viewpoint of durability. Here, a ceramic adhesive can be used as the sealant.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 to 3 show a wafer insertion / heating unit in an automated apparatus for cutting and connecting a plastic tube in peritoneal dialysis, and the main body 10 is configured by joining symmetric halves on opposite surfaces, A slot 12 is formed between the joint surfaces. A wafer 14 is pushed into the slot 12 by manual operation as indicated by an arrow a. The slot 12 is wide at the top for insertion of the wafer 14 as shown in FIG. 1, while the bottom is provided with a throttle portion 13 as shown in FIG. 2, and the wafer 14 inserted into the throttle portion 13 is substantially disposed. Can be held without any looseness.
[0020]
When the wafer 14 is pushed down to the lower surface of the slot 12, this is automatically detected and a wafer drive mechanism (not shown) is operated to chuck the lower end of the wafer 14, and the wafer 14 is as shown by an arrow b in FIG. The heater is driven to a heating position 14 "in front of the slot 12. A pair of heater assemblies 16 (the heating device of the present invention) are provided at the wafer heating position 14" so as to sandwich the pair of wafers. Although the heater assembly 16 is normally in close contact with the opposing heating surface under elastic force, it is somewhat expanded against the elasticity by the wafer 14 moving in the direction of arrow b in FIG. "At once, it is stopped.
[0021]
Each heater assembly 16 includes an elastic support plate 18, a plate-like heating element 20 provided at the free end of the elastic support plate 18, and a fixture 22 for attaching the heating element 20 to the free end of the elastic support plate 18. And a backing 23 made of a non-woven fabric of heat-resistant fibers such as Kevlar (registered trademark of DuPont, USA) disposed between the heating element 20 and the fixture 22. The elastic support plate 18 is made of a steel plate, the rear end extends to the groove 24 at the lower end of the main body 10, and the set screw 25 is elastically supported by pressing the elastic support plate 18 against the locking portion 10-1 of the main body 10. The plate 18, in other words, the heater assembly 16 is supported on the main body 10. The screw 26 displaces the heating element 20 carried on the free end of the elastic support plate 18 toward the other heating element 20 by fastening. Therefore, the contact pressure between the heating elements 20 by adjusting the screw 26, in other words, the surface contact pressure of the heating element with respect to the wafer 14 when the wafer 14 passes between the heating elements 20 can be adjusted.
[0022]
The fixture 22 is made of an ultra-thin steel plate and has ears 22-1 (see FIG. 2) at both upper and lower ends, and protrusions 20-1 (FIGS. 2 and 6) at the upper and lower ends of the heating element 20. The heating element 20 is attached to the fixture 22 by engaging the protrusion 20-1 of the heating element 20 with the opening 22-1A of the ear 22-1 of the fixture 22. And the backing 23 comprised with the nonwoven fabric etc. of the heat resistant fiber has supported the heating element 20 to the fixture 22 with the appropriate elastic force. The fixture 22 is also bent outward at the upper and lower upper edges to form a U-shaped channel 22A (FIG. 5), and a notch is formed in the upper and lower bent portions 22-2 (FIGS. 3 and 5). 22-3 (FIG. 4) is provided. On the other hand, the elastic support plate 18 has a front end fitted into a channel portion 22A between the bent portions 22-2 of the fixture 22 (see FIG. 5) and formed vertically. The projected portion 18-1 (FIG. 1) is fitted into the notch 22-3 (see FIGS. 3 and 4). Such a mounting structure of the heating element 20 realizes a substantially omnidirectional floating support of the heating element 20, and the heating element 20 is attached to the wafer 14 regardless of the insertion position of the wafer 14 between the heating elements 20. The heating element 20 is always brought into surface-to-face contact with the wafer 14 so that the wafer can be uniformly heated by the heating element 20 over the entire surface.
[0023]
The heating element 20 is configured by embedding an electrically resistive linear heating element such as a nichrome wire and a thermocouple in a substrate 30 having high thermal conductivity but having electrical insulation. In this embodiment, although it has high thermal conductivity, a material obtained by kneading some binder components into an alumina-based powder material is selected as having electrical insulation, and this material is fired in a mold. Thus, the substrate 30 is configured. As shown in FIG. 7, the substrate 30 has alternately formed longitudinal grooves 30A and longitudinal projections 30-1 extending over the entire length thereof. Protrusions 30-2 and 30-3 interrupted in the middle are formed at the center in the width direction.
[0024]
In FIG. 7, the heating wire is represented by a two-dot chain line 34, and the thermocouple wire (chromel-constantan) is represented by a chain line 36. The heating wire 34 has terminals 37 for connection to lead wires at both ends, introduced from a groove 30A outside the terminal, looped at the front end of the protrusion 30-1, and returned to the next groove 30A to return to the next protrusion 30. -1 is looped at the rear end, followed by the next groove 30A, and looped at the tip of the protrusion 30-2. The latter path is symmetric with respect to the previous one and is finally taken out of the outer groove. In the state where the heating wire 34 is wound as described above, a ceramic adhesive (for example, that sold under the name of Ceramer Bond from Odek Corporation) is partially filled in the groove 30A of the substrate 30, and the heating wire 34 Is embedded in the adhesive layer. After filling the adhesive, the thermocouple wire 36 is introduced from the second groove 30A from the top, looped at the front end of the second protrusion 30-1, and looped at the rear end of the protrusion 30-3 . This loop portion 36-1 serves as a joint portion (temperature detection portion) between chromel and constantan. The thermocouple wire 36 is passed through a groove along a symmetric path, and finally drawn out from the groove 30A one level higher than the lowermost side. Then, the ceramic adhesive is filled again, and finally, as shown in FIGS. 8 and 9, the heating wire 34 and the thermocouple wire 36 are substantially contained in the filler layer 40 except for the connection portion to the outside. As a result, the plate-like heating element 20 is completed. The embedded surface of the heating wire 34 and the thermocouple 36 in the plate-like heating element 20 and the surface of the substrate 30 on the separated side become the contact surface 20A with the wafer 14, the surface on the filler layer side is the back surface 20B, and the backing 23 It is the structure supported by the elastic support plate 18 by the fixture 22 via.
[0025]
The operation of the heating apparatus described above will be explained. The wafer 14 is manually introduced into the slot 12 from the upper surface to the narrowed portion 13 indicated by 14 'in FIG. 2 as indicated by an arrow a in FIG. After that, the position of the wafer is indicated by 14 '), and then the electric operation is performed, and the wafer 14 held by a chuck (not shown) is moved as indicated by an arrow b in FIG. 3 to elastically support the opposing heating element 20. It is moved while being pushed against the elasticity of the plate 18 and stopped at the heating position 14 ". The heating element 20 has protrusions 20-1 at the upper and lower ends thereof and a large opening 22 in the ear portion 22-1 of the fixture 22. -1A, and on the outer surface side, the upper and lower notches 22-3 are fitted to the upper and lower engaging projections 22-3 of the fixture 22, and such a mounting structure is omnidirectional of the heating element 20 as described above. Allow some rotational movement Always allowed to contact the wafer 14 heating element 20 regardless of the somewhat change in the insertion position of the wafer 14.
[0026]
The heating wire 34 and the thermocouple wire 36 are connected to a control device (not shown), and this control device controls energization to the heating wire 34 so that the temperature of the heating element 20 detected by the thermocouple becomes a set temperature. In the embodiment of the present invention, the heating wire 34 and the thermocouple 36 are wound around a substrate 30 formed of alumina powder, which is a material having high thermal conductivity, and include wiring to the detection end 36-1 and the detection end 36-1. The entire structure is embedded in a filling layer 40 made of a ceramic adhesive, and the relationship of the temperature of the heating wire 34 = the temperature of the thermocouple 36 = the temperature of the substrate 30 is always maintained. The heating element 20 is in surface contact with the wafer 14 made of a copper plate under pressure, and as a result, the temperature measured by the thermocouple 36 is almost equal to the temperature of the wafer 14, and the temperature difference is actually measured. According to the above, it was at most 3 ° C. Therefore, it is possible to raise the temperature of the wafer 14 stopped at the heating position 14 "to an intended temperature. For this reason, since the temperature of the wafer 14 is too low, the plastic tube cannot be melted and cut smoothly. Problems of the prior art, such as the temperature of the wafer 14 becoming excessive and shortening its life, are eliminated.
[0027]
The heated wafer is advanced as indicated by 14 '"in FIG. 3, and during this advancement, a plastic tube (not shown) disposed so as to cross the path is melted and cut, and the subsequent plastic tube The sealing and connecting work can be carried out in the same manner as described in JP-A-6-197957 and JP-A-7-277309.
[0028]
10 and 11 show a second embodiment of the heating element, in which the thermocouple wire 36 from the joint 36-1 is not embedded in the ceramic once it exits the groove 30A, It is returned to the back surface 20B side, which is a contact surface with the backing 23. That is, as shown in FIG. 11, the portion 36-4 of the thermocouple wire once exiting the groove 30A is exposed on the back surface 20B. In this embodiment, like the heating element of the first embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the filling process of the adhesive is performed on the heating wire 34 to the groove 30A and the portion of the thermocouple wire drawn from the joint 36-1. Since only one time is required, the adhesive filling process is made more efficient. Further, since the portion of the thermocouple wire after exiting the groove 30A is located between the heating element backing 23 and the influence of outside air is blocked, it is substantially inferior to the complete filling structure of FIGS. Temperature detection accuracy can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a heating device according to an embodiment of the present invention as viewed from above.
FIG. 2 is a bottom view of the heating device.
Figure 3 is a side view of a heating device.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a plan view of a substrate constituting the heating element, and shows a winding state of a heating wire and a thermocouple.
8 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG. 7 of the substrate after being filled with a ceramic adhesive.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
FIG. 10 is a plan view of a heating element according to a second embodiment.
11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG.

Claims

A substrate comprising a substrate made of an electrically insulating material with high thermal conductivity, an electric resistance type linear heating element, and a linear thermocouple, and the substrates are alternately arranged in the width direction, each of which extends in the longitudinal direction. and includes a protrusion, the linear heating element is introduced from one end of the substrate meanders positioned in the groove, is taken out to the outside from the one end of the substrate, the linear thermocouples introduced from the outside of the substrate in the groove and A sealant layer that is taken out of the substrate from the groove and substantially seals the linear heating element and the linear thermocouple; To heat the object to be heated , and the central projection in the width direction is interrupted in the longitudinal direction, the linear heating element is looped on one of the disconnected projections, and the linear thermocouple is interrupted The other of the protrusions can be looped in the opposite direction. Contact heating elements, characterized in.

2. The contact heating element according to claim 1, wherein the temperature detecting portion of the linear thermocouple is looped around the other protrusion.

In the invention according to claim 2 , the thermocouple wire is introduced into the groove from the one end, the groove is meandered and taken out from the one end of the substrate, and the linear heating element follows a symmetrical path. contact heating element the threaded grooves and thermocouple wires, wherein Rukoto passed through the groove at the path of symmetry.

In the invention of claim 2, wherein the thermocouple wires are introduced into the groove from the back side of the sealant layer spaced from the heating surface, to be removed from the rear surface side of the sealant layer through the temperature detecting portion Characteristic contact heating element.